220kV變電站設(shè)計(jì)(總24頁)

1、 廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱：220kV變電站設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師（簽名） 成績 1、 課題的內(nèi)容和要求：1.對占有的大量素材進(jìn)行歸納整理、，而使材料更加精煉、更加明確、更加層次分明、更有邏輯性，培養(yǎng)收集資料和總結(jié)的能力。2.把該專題、該領(lǐng)域及其分支學(xué)科的最新進(jìn)展、新發(fā)現(xiàn)、新趨勢、新水平、新原理和新技術(shù)比較全面地介紹給讀者，培養(yǎng)資料的分析和總結(jié)能力。 3.對上述結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和綜合分析，寫出課程設(shè)計(jì)說明書，培養(yǎng)撰寫工程設(shè)計(jì)說明書的能力。4.通過本課程設(shè)計(jì)，掌握本專業(yè)的基本理論和專業(yè)知識，掌握工程計(jì)算方法和尋找、解決工程實(shí)際問題的方法，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課題為22

2、0kV變電站設(shè)計(jì)，要求： 1.了解220kV變電站設(shè)計(jì)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。 2.熟悉220kV變電站設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 3.了解基于220kV變電站設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題及解決方法。 4.確定220kV變電站總體設(shè)計(jì)方案。二、設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)（或論文主要內(nèi)容）：（1）變電站電氣主接線設(shè)計(jì)和選擇。（2）短路電流計(jì)算。（3）一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇。（4）電氣總平面布置及配電裝置的選擇。（5）變壓器和主接線選擇。（6）保護(hù)裝置及整定計(jì)算。（7）總配電所防雷保護(hù)和接地裝置選擇。三、設(shè)計(jì)（論文）工作起始日期：自 2016 年 3 月 9 日起，至 2016 年 6 月 30 日止。四、進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作：

3、1.查閱中文資料，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容。 2.完成任務(wù)書，確定研究方向。 3.完成開題報(bào)告，確定總體設(shè)計(jì)方案。 4.設(shè)計(jì)說明書，電氣主接線圖，配電裝置圖。 5.初步完成課程設(shè)計(jì)各個(gè)階段的任務(wù)。 6.編寫并審查論文，整理稿件并定稿。220kV變電站設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)書主要介紹了220kV區(qū)域變電所電氣一次部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有220kV區(qū)域變電所的電氣主接線的選擇，主變壓器、所用變壓器的選擇，母線、斷路器和隔離開關(guān)的選擇，互感器的配置，220kV、10kV、380V線路的選擇和短路電流的計(jì)算。設(shè)計(jì)中還對主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。此外還進(jìn)

4、行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，提高了整個(gè)變電所的安全性。關(guān)鍵詞：變電站 主接線 變壓器ABSTRACTThedesignofthebookintroducestheregional220kVelectricalsubstationdesignapartofthecontentanddesign.Thedesignofthecontentsoftheelectricalsubstation220kVmainregionalcablechoice,themaintransformer,thetransformerusedinthechoiceofbus,circuitbreakersandisolat

5、ionswitchoption,theconfigurationoftransformer,220kV,10kV,380Vlinechoiceandshort-circuitcurrentcalculations.Thedesignofthemainhighpressurealsohadachoiceofelectricalequipmentandcomputing,suchascircuitbreakers,isolatingswitches,voltagetransformers,currenttransformersandsoon.Inaddition,alightningprotect

6、iondesignandcomputing,increasedthesafetyoftheentiresubstation.Keywords:substation mainconnection transformer目 錄第一章 引言11.1 220kV變電站在國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢11.2 220kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范11.3變電站位置的選擇21.4 廣西大學(xué)西校園各區(qū)域用電的分配情況21.5主變壓器的選擇31.5.1主變電器容量的選擇31.5.2主變壓器型號的選擇51.6主接線的選擇61.6.1電氣主接線的基本要求61.6.2 電壓母線接線方案擬定7第二章 短路電流的設(shè)計(jì)92.1 短路電流計(jì)算的內(nèi)

7、容92.2三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算9第三章 一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇113.1主接線的類型113.2 220kV側(cè)主接線的選擇123.3 電氣總平面布置123.4保護(hù)裝置及整定計(jì)算13第四章 防雷保護(hù)144.1 直擊雷防護(hù)144.2 避雷針的保護(hù)范圍144.3 雷電過電壓的防護(hù)154.3.1 避雷器164.3.2 避雷器的選擇16第五章 總結(jié)17致 謝17主要參考文獻(xiàn)18第一章 引言 電能在現(xiàn)代社會(huì)中是最方便，也是最重要的能源。因此合理的設(shè)計(jì)220kV變電站是個(gè)很重要的問題，電力要先行于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這樣才能給經(jīng)濟(jì)留有足夠的發(fā)展空間，需要我們予以高度重視。 本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)基于廣西大學(xué)西校園的

8、變電站，主要內(nèi)容是220kV變電站設(shè)計(jì)，通過去圖書館借閱資料，了解主要的設(shè)備選取和短路電流的整定計(jì)算，從中讓我學(xué)習(xí)了很多書本上沒有的東西，這對我以后的工作至關(guān)重要。1.1 220kV變電站在國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能的產(chǎn)業(yè)。它即為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國防提供不可少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。但是，隨著近年來我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力行業(yè)的發(fā)展水平越來越高，特別是在電的輸送方面有了更高的要

9、求。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)來選擇主變壓器。1.2 220kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范（1）國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)的通知（基建技術(shù)2010188號) （2）國家電網(wǎng)公司220kV變電站典型設(shè)計(jì)（2005版） （3）國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)備（2009年版） （4）國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)-220kV變電站二次系統(tǒng)部分（2007年版） （5）Q/GDW166-2007 國家電網(wǎng)公司輸變電工程初步設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定 （6）Q/GDW204-2009 220kV變電站通

10、用設(shè)計(jì)規(guī)范 （7）Q/GDW383-2009 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則 （8）Q/GDW393-2009 110（66）220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范 （9）Q/GDW161-2007 線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范1.3變電站位置的選擇圖1為廣西大學(xué)西校園用電量比較大的建筑物簡化地圖，對于變電站位置的選取，我們通常選擇圖形的幾何中心位置，但根據(jù)實(shí)際情況，我們應(yīng)該考慮到：第一，為保證安全，變電站應(yīng)該選擇放在人少走動(dòng)的位置。第二，變電站的選擇應(yīng)該距離二級負(fù)荷比較近的位置,這樣可以保證在發(fā)生故障的時(shí)候二級負(fù)荷仍然能夠得到供電。而查詢資料可以知道，廣西大學(xué)的教學(xué)樓、學(xué)院樓屬于二級負(fù)荷，宿舍樓屬于三級負(fù)荷。

11、由此我們就可以知道，變電站最合理的位置如圖所示，應(yīng)該放在綜合樓的后面。這樣的安排可以大大減小布線的長度，既減小了前期的成本同時(shí)對線路的檢修也有很大的幫助。 圖1 廣西大學(xué)西校園大用電量建筑簡圖1.4 廣西大學(xué)西校園各區(qū)域用電的分配情況如圖1所示，我們把廣西大學(xué)西校園分為五個(gè)區(qū)域，由紅色直線圈住的部分為一個(gè)區(qū)域，這部分的建筑物所需要的用電由同一變壓器分配，共有五個(gè)變壓器。由外網(wǎng)輸入的220kV電壓經(jīng)過變電站變?yōu)?0kV送給各個(gè)變壓器。然后由變壓器變?yōu)?80V給予分配，變壓器具體供電分配見表1。這樣的分配雖然要增加變壓器的個(gè)數(shù)，增加部分成本，但是可以減少由于導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的電能消耗，減小變壓器負(fù)荷，

12、從長期來考慮還是劃算的。 表1 各變壓器供電區(qū)域變壓器名稱供電區(qū)域變壓器1居民區(qū)、舊體育館、新體育館等區(qū)域變壓器2大禮堂、土木學(xué)院、電氣學(xué)院等區(qū)域變壓器3二教、三教、新聞學(xué)院等區(qū)域變壓器4宿舍樓1、2、3等區(qū)域變壓器5綜合樓、數(shù)信學(xué)院、五教等區(qū)域1.5主變壓器的選擇變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃綜合分析、合理選擇。如果主變壓器容量選得過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，運(yùn)行和檢修不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在

13、過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。1.5.1主變電器容量的選擇廣西大學(xué)西校園居民樓集中在區(qū)域一中共21棟，學(xué)生宿舍樓25棟，教學(xué)樓共6棟，餐廳共4個(gè)，學(xué)院共11個(gè)，其他類包括綜合樓、狗洞、超市等。各樓最大負(fù)荷、功率因數(shù)和無功功率如表2所示：表2 廣西大學(xué)西校園用電情況表負(fù)荷名稱最大負(fù)荷(kW)供電方式cos無功Q(kvar)宿舍樓2160電纜0.851338.6居民樓2488.5電纜0.851542.2教學(xué)樓706.3電纜0.9324.1餐廳126.4電纜0.894.8學(xué)院樓3956電纜0.82967其他6

14、400電纜0.853966.3P=15.837MWQ=10.233Mvar各樓具體負(fù)荷計(jì)算如下：宿舍樓：每棟樓有306=180個(gè)宿舍，每個(gè)宿舍三個(gè)燈100W,風(fēng)扇60W，其他學(xué)生電腦和用電器總和320W,則每棟樓用電： P=30(100+60+320)6=86.4kW（1-1）宿舍樓總用電：P1=86.425=2160kW（1-2） Q1=2160tan=1338.6kvar（1-3）居民樓：每棟樓有105=50間居民樓，每戶居民用電功率平均點(diǎn)燈300W,冰箱120W，空調(diào)1600W，其他350W,每棟樓用電總共：P=10（300+120+1600+350）5=118.5kW（1-4）總用電：

15、P2=118.521=2488.5kW（1-5） Q2=2488.5tan=1542.2kvar（1-6）教學(xué)樓區(qū):每棟樓有69=54個(gè)教室，每個(gè)教室有20盞燈，共800W；14個(gè)風(fēng)扇，共980W；電腦投影儀400W，每棟樓用電：P= 6（800+980+400）9=117.2kW（1-7）總共用電：P3=117.26=706.3kW（1-8） Q3=706.3tan=324.1kvar （1-9）餐廳區(qū):空調(diào)101600=16000W，電燈5060=3000W，冰箱1504=600W，其他12000W，因此每個(gè)食堂： P=16000+3000+600+12000=31.6kW（1-10）總共

16、用電： P4=31.64=126.4kW（1-11）Q4=126.4tan=94.8kvar（1-12）學(xué)院區(qū)：每個(gè)學(xué)院有189=162間辦公室，每間辦公室兩盞燈80W，空調(diào)2000W，電腦140W，每棟樓用電：P=162（2000+80+140）=359.6kW（1-13）所有的學(xué)院樓總用電：P5=359.611=3956.0kW（1-14）Q5=3956.0 tan=2967kvar（1-15）其他區(qū)： P6=6400kW（1-16）Q6=6400tan=3966.3kvar（1-17）因此：Pi=2160+2488.5+706.3+126.4+3956.0+6400=15.837MW（1

17、-18）Qi=1338.6+1542.2+324.1+94.8+2967+3966.3=10.233Mvar（1-19）考慮負(fù)荷同率，取0.85,則視在功率為： S=TPi2+Qi2=0.85 =16.03MVA（1-20）由計(jì)算結(jié)果可知廣西大學(xué)西校園最大總視在功率為16.03MVA，從長期考慮，它應(yīng)該占變電站容量的50%60%左右，變電站容量應(yīng)該選擇30MVA。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，510年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶二級負(fù)荷，對學(xué)校的變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停

18、運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%80%，該變電站是按70%全部負(fù)荷來選擇。如果主變壓器容量選得過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，運(yùn)行和檢修不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。即：Sn=0.7Smax(n-1) (MVA)（1-21）其中，Smax為變電所最大負(fù)荷n為變電所主變壓器臺(tái)數(shù)。由于變電所最大負(fù)荷為30MVA，因此主變壓器容量為：Sn=0.730（2-1）=21(MVA)（1-22）在滿足可靠性的前提下，

19、結(jié)合經(jīng)濟(jì)性，從長期來烤爐，應(yīng)該選擇容量為30MVA的主變壓器。1.5.2主變壓器型號的選擇根據(jù)以上條件選擇，變電站的容量選取30MVA，電壓等級是220V，確定采用型號為SFS11-30000/220的三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，其具體參數(shù)如表3： 表3變壓器詳細(xì)參數(shù)表型號SFS11-30000/220額定容量kVA30000容量比（%）10010050空載電流（%）0.8損耗(kW)空載短路14.448.0額定電壓(kV)高壓中壓低壓22081.25%12111聯(lián)接組標(biāo)號YN，yn0，d11阻抗電壓高中高低中低12.422.07.7注：型號中各符號表示意義S：三相 F：風(fēng)冷卻 S：三繞組 11

20、：性能水平號 30000：額定容量 220：電壓等級1.6主接線的選擇變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求。1.6.1電氣主接線的基本要求1可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對系統(tǒng)的供電。（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對重要用戶的供電。（3）盡量避免

21、變電所全部停運(yùn)的可靠性。2靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修、事故處理及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。3經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。電氣主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合概念，不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)其中的某一特性，也不能忽略其中的某一種特性。1.6.2 電壓母線接線方案擬定1220kV電壓母線接線方案擬定：220kV輸入側(cè)出線共2回，10kV輸出側(cè)出線共6回，其中五回分別給五個(gè)變壓器，一回備用。10kV負(fù)荷功率由220kV母線供應(yīng)，負(fù)荷為12MWA。其中二級負(fù)荷為29.4%，要求母線故障后要迅速恢復(fù)供電，母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對用戶的供電，由母線形式的適用范圍將用雙母線不分

22、段接線。它的優(yōu)點(diǎn)是檢修任意母線時(shí)不會(huì)中斷供電，檢修任何回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需要對該回路斷電。如圖2所示，校外220kV電壓進(jìn)入變電站，變電站把它變?yōu)?0kV，10kV的電壓進(jìn)入圖2顯示的變壓器1、2、3、4、5。在通過變壓器把電分配到各個(gè)區(qū)域當(dāng)中。圖2 220kV輸入接線圖（變壓器詳情見表1）210kV電壓母線接線方案擬定：10kV輸入側(cè)出線共2回，380V出線側(cè)共13回，其中12回供各區(qū)域用電，1回備用，最大輸送功率為15MW，由于它的進(jìn)出線回路數(shù)比較多，且傳輸功率較大，短路電流較大，因此我們采用雙母線分段接線方式，并且在分段斷路器處聯(lián)母線電抗器。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：第一，供電可靠、檢修方便

23、。第二，當(dāng)一組母線故障時(shí)，可以迅速切換到另一組，及時(shí)恢復(fù)供電。第三，調(diào)度靈活、便于擴(kuò)展。我們以變壓器1位置的接線舉例，如圖3所示，正常時(shí)按主母線工作，副母線作為備用的單母線方式運(yùn)行，則和合閘，和處于分閘狀態(tài)。 圖3 變壓器10kV輸入接線圖（變壓器詳情見表1）3380V電壓出線方案擬定：380V出線側(cè)共9回，其中1回備用，最大輸送功率為1.1MW，所占負(fù)荷不大，故只需采用雙電源單母線不分段接線式，如圖4所示：圖4 380V出線的線路圖圖中的8條出線以西校園區(qū)域2、3（見圖1）為例，分別接入的各樓如表4、5所示：表4 區(qū)域2內(nèi)各樓接線情況出線口1#出線2#出線3#出線4#出線5#出線6#出線7#

24、出線8#出線接入樓層中加土木電氣大禮堂邵逸夫樓計(jì)算機(jī)四教辦公樓表5 區(qū)域3內(nèi)各樓接線情況出線口1#出線2#出線3#出線4#出線5#出線6#出線7#出線8#出線接入樓層二教三教食堂1食堂2宿舍5宿舍6宿舍7宿舍8第二章 短路電流的設(shè)計(jì)計(jì)算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。評價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施，為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)，分析計(jì)算送電線路對通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算應(yīng)按遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年來考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年一般取工程建成后5-10年中的某一年，計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)樞紐點(diǎn)的三相短路電流。2.1 短路電流計(jì)算的

25、內(nèi)容1短路點(diǎn)的選?。焊骷夒妷耗妇€、各級線路末端。2短路時(shí)間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。3短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下最大短路電流、最小運(yùn)行方式下最小短路電流、各級電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的 。2.2三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算1短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 短路電流的計(jì)算采用標(biāo)幺值計(jì)算。取基準(zhǔn)容量為10MWA，基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。2網(wǎng)絡(luò)模型 計(jì)算短路電流對所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡化模型，即：忽略負(fù)荷電流，不計(jì)各元件的電阻，也不計(jì)送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納。發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示，并認(rèn)為發(fā)電機(jī)電

26、勢模值標(biāo)幺制為1，相角為0。3三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算步驟第一步，計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值，作出等值電路。前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如下表6：表6 主變壓器阻抗百分比繞組高-中高-低中-低阻抗電壓百分比12-1422-247-9取V1=13, V2=23, V3=8，則有： Vs1V1+V2-V313+23-814 (2-1) Vs2V1-V2+V313-23+8-1(2-2)Vs3V2-V1+V323-13+89(2-3)取SB=10MVA，UB=UAV計(jì)算變壓器各繞組的標(biāo)幺值,有：XT1=Vs11001030=141001030=0.04(2-4)XT2Vs210

27、01030-11001030-0.0033(2-5)XT3Vs310010309100 10300.03(2-6)由于該工程只有兩臺(tái)主變運(yùn)行。所以，只需考慮2臺(tái)變壓器，2變的參數(shù)與1變的參數(shù)一致，因此做出等值電路圖如圖5所示： 圖5 等效電路圖第二步，當(dāng)F1點(diǎn)（220kV母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算如下： IFEX10.01855.6（2-7）有名值：IF155.6SB3Uav55.61003123014（kA）（2-8）沖擊電流：Iim2KimIF1142.5535.7（kA）（2-9）第三步，同理可算得當(dāng)F2點(diǎn)（10kV母線）發(fā)生短路時(shí),則有：IF=EX1=25.2（2-10）有名值：IF216

28、.29SB3Uav16.291003111512.6（kA）（2-11）沖擊電流：Iim2KimIF212.62.5532.1（kA）（2-12）第四步，當(dāng)F3點(diǎn)（380V母線）短路計(jì)算值：有名值：IF317.7SB3Uav17.7100313727.7（kA）（2-13）沖擊電流：Iim2KimIF127.72.5570.6kA（2-14）第三章 一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇3.1主接線的類型1.單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。2.單母分段接線優(yōu)點(diǎn)：母線分段后，對主要用戶可從不同段供電，保證供

29、電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障時(shí)，該段母線的回路都要停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。3.單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35110kV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。4.雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)。缺點(diǎn)：增加一組母線，每一回路增加一組母線隔離開關(guān)，從而增加投資，也容易造成誤操作。5.雙母線分段帶旁路接線優(yōu)點(diǎn)：出線回路數(shù)較多時(shí)，提高了雙母線工作的可靠性和靈活性。缺點(diǎn)：占地面積大，增加投資。3.2 220kV側(cè)主接線的選擇表7

30、220kV側(cè)母線接線比較表 方案項(xiàng)目方案1：雙母線接線方案2：雙母線接線帶旁路可靠性母線檢修時(shí)，電源和出線可繼續(xù)工作，不會(huì)中斷對用戶供電。工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作任一出現(xiàn)故障或檢修，均不致停電，其他任何QF故障或檢修都不會(huì)中斷供電靈活性母聯(lián)QF可以斷開運(yùn)行，一組母線工作，另一組母線備用。也可以閉合母聯(lián)QF，雙母線同時(shí)工作運(yùn)行調(diào)度靈活，但二次接線和繼電保護(hù)較復(fù)雜經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性較好，便于擴(kuò)建設(shè)備多，占地面積大，投資大 由表7比較結(jié)果，經(jīng)過綜合判斷，220kV側(cè)主接線宜采用方案1，雙母線接線。3.3 電氣總平面布置圖6 電氣總平面布置3.4 保護(hù)裝置及整定計(jì)算一、瓦斯保護(hù)一般氣體繼電保護(hù)

31、氣體容積整定范圍是250300cm2，本所主變壓器容量為30MVA,整定值取為250cm2；重瓦斯保護(hù)油流速度是0.61.5，為防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，將油流速度整定為1。二、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)計(jì)算各側(cè)一次額定電流，選擇電流互感器的變比，確定各側(cè)互感器的二次額定電流。計(jì)算結(jié)果見下表8：表8 電流互感器二次側(cè)額定電流的計(jì)算結(jié)果 名稱各側(cè)數(shù)值額定電壓/kV0.3810.5額定電流/kA2030.38=30.3820310.5=1.099電流互感器的連接方式Y(jié)電流互感器一次電流/kA52.61.099電流互感器變比選擇電流互感器二次額定電流/A三、過電流保護(hù)10kV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。過電

32、流保護(hù)采用三相星形接線，電流互感器的變比Ki=300。動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流整定，即：IOP=KrelkerINIT=1.20.851099.71=1552.53A（3-1）IOPK=KwkiIOP=13001552.53=5.175A（3-2）電流元件靈敏度校驗(yàn)：按最小運(yùn)行方式短路時(shí)，保護(hù)裝置的最小短路電流計(jì)算，即：Ksen=Ik.minIOP=3269711552.53=3.89（3-3）由于3.891.25，符合要求。低電壓繼電器動(dòng)作電壓按躲過電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的條件整定，即：UOP=0.7UNIT=0.710=7KV（3-4）UOP.K=UOPKu=770010/0.1=70V（3-5

33、）負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓整定，即UOP2=0.06UNIT=0.0610=600V（3-6）UOP2.K=UOP2Ku=60010/0.1=6V（3-7）過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可取3s。第四章 防雷保護(hù)4.1 直擊雷防護(hù) 在制訂發(fā)電廠變電站的過電壓保護(hù)方案時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程。為了防止雷直擊變電所，本設(shè)計(jì)采用避雷針進(jìn)行保護(hù)，避雷針與被保護(hù)物之間的距離應(yīng)滿足以下兩個(gè)基本原則：（1）應(yīng)使發(fā)電廠，變電所內(nèi)所有被保護(hù)設(shè)備置于避雷針（線）的保護(hù)范圍以內(nèi)，以免遭受直接雷擊。（2）當(dāng)雷直擊于避雷針（線）時(shí)會(huì)在避雷針（線）上產(chǎn)生很高的對地電壓，所以必須采取措

34、施防止反擊發(fā)生，才能實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)，對于220kV及以上的變電所，由于電氣設(shè)備的絕緣水平較高，在土壤電阻率不高的地區(qū)不易發(fā)生反擊，因此一般允許將避難所雷針裝設(shè)在配電構(gòu)架上。在確定避雷針的位置及安裝時(shí)，應(yīng)滿意下列規(guī)定的要求：（1）獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物之間應(yīng)保護(hù)一定的空間距離，以免雷擊避雷革時(shí)，引起反擊事故，在一般情況下，空間距離不應(yīng)小于5 m，為了降低雷擊避雷針時(shí)感應(yīng)過電壓的影響，在條件許可時(shí)，此距離宜適當(dāng)增加。（2）避雷針的接地與被保護(hù)物體的接地體之間也應(yīng)保持一定的地中距離，一般情況下不應(yīng)小于3 m。（3）35kV及以下的配電裝置，因?yàn)槠浣^緣水平較低，故其架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，在變壓器的門型

35、構(gòu)架上也不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。4.2 避雷針的保護(hù)范圍本變電站內(nèi)設(shè)計(jì)裝設(shè)兩支避雷針，裝設(shè)高度17 m，其具體位置(見圖7)。變電站內(nèi)被保護(hù)物體最大高度10.1 m，在10.1 m高度的水平面上單根避雷針保護(hù)半徑為：Rx=1.5H-2HxP（4-1）式中：Rx避雷針在高度Hx水平面上的保護(hù)半徑（m） Hx被保護(hù)物體高度（m）H避雷針高度（m）P高度影響系數(shù)其中：P=5.5/(H)=5.5/(17)=1.33（4-2）Rx=(1.5H-2Hx)P=(1.517-210.1)1.33=7.05m（4-3）圖7 避雷針設(shè)計(jì)圖兩只避雷針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度HO=H-D/7P, D表示兩避雷針

36、間的距離。因此：HO=H-D7P=17-45.374.93=15.7m（4-4）兩只避雷針間保護(hù)范圍一側(cè)的最小寬度BX=1.5HO-Hx,當(dāng)避雷針之間滿足BX大于或等于0時(shí)，避雷針設(shè)計(jì)滿足要求，則有：BX=1.515.7-10.1=8.4m（4-5）經(jīng)過以上數(shù)據(jù)分析，滿足BX0，所以該避雷針的布置方案滿足設(shè)計(jì)要求。4.3 雷電過電壓的防護(hù)變電站的雷電過電壓，主要是侵入雷電波過電壓，也就是線路上的直擊雷或感應(yīng)雷過電壓行波沿導(dǎo)線傳導(dǎo)至變電所，由于變配電所有大量的配電設(shè)備，侵入雷電波過電壓對這些設(shè)備的絕緣構(gòu)成了威脅，由雷電過電壓行波行至變電所后，傳輸通道的特性發(fā)生變化，最明顯的變化就是電氣設(shè)備的波阻

37、抗與傳輸線路的波阻抗不一致，使波的行為復(fù)雜化，再由于避雷針動(dòng)作前后對過電壓行波產(chǎn)生的不同作用，更使問題變得復(fù)雜化，因此對變配電所過電壓及其防護(hù)的精確計(jì)算工是一個(gè)極為復(fù)雜的問題，因此這里化作定性的討論。4.3.1 避雷器避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電器設(shè)備，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)放電器，當(dāng)雷侵入波或操過過電壓超過某一電壓值時(shí)，避雷器將先于與其并聯(lián)的被保護(hù)設(shè)備放電，使過電壓值被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。4.3.2 避雷器的選擇1.閥式避雷器選擇的主要求參數(shù)如下：（1）額定電壓：指與避雷器安裝處電力系統(tǒng)電壓等級的額定電壓，避雷器只能安裝在與其額定電壓相應(yīng)的電壓等級上。（2）滅弧電壓為保證工頻續(xù)流電弧在每一次過零時(shí)間靠熄滅，所允許加在避雷器上的最高工頻電壓，避雷器的滅弧電壓應(yīng)大于其安裝處相導(dǎo)體上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓，這個(gè)可能出現(xiàn)的最高工頻電壓與系統(tǒng)中性點(diǎn)，運(yùn)行線，不正常運(yùn)行或故障類型等有關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生過電壓使避器動(dòng)作時(shí)，避雷器狀在相電壓下滅弧，若避雷器動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)有不對稱短路，則全相的對地電壓有可能高于相電壓，這時(shí)避雷器就必須在高于相電壓的條件下滅弧。（3）工頻電壓指國家規(guī)定的電力工業(yè)及供電設(shè)備的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電壓，其頻率為50赫茲。（4）沖擊放電電壓峰值過電壓保護(hù)設(shè)備或