110KV變電站電氣部分方案設(shè)計書

1、封面作者： PanHongliang僅供個人學(xué)習(xí)供配電技術(shù) 110kv 變電站電氣部分設(shè)計摘要：變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。本論 文中待設(shè)計的變電站是一座降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。 該變電站的建成， 不僅增強了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 而且為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提 供了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟地運行的目的。本論文 110kV 變電站電氣部分設(shè)計 ，首先通過對原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負荷選擇主 變壓器，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進

2、行了技術(shù)比較， 淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。其次進行短路電流計算， 從三相短路計算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級的母線時， 其短路穩(wěn)態(tài)電 流和沖擊電流的值。 再根據(jù)計算結(jié)果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行主要電氣設(shè)備選 擇及校驗(包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等) 。最后，并繪制了電氣總平面布置圖、防雷保護配置圖等相關(guān)設(shè)計圖紙。關(guān)鍵詞： 電氣主接線設(shè)計；短路電流計算；電氣設(shè)備選擇；設(shè)計圖紙Abstract: The substation power system as an integral part, directly affects the enti

3、re power system security and economic operation. Be designed in this paper is a step-down substation substation, the system play a role in aggregation and distribution of electricity, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substatio

4、n will not only strengthen the local power grid network structure, and the local industrial and agricultural production provides enough power, so as to achieve power in this region safe, reliable, economical operation purposes.The paper 110kV substation electrical part of the design, first through t

5、he analysis of raw data and the total load of options under the substation transformer, the primary wiring of the economy under both reliable and flexible operation requirements, selected the two programs to be selected for the main wiring technical comparison, less out of the program, identified th

6、e main electrical substation connection program.The simulation of short circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation of short circuit occurred when the bus voltage level, its short-circuit steady-state current and the impact of current value. Then according to

7、 the results and the voltage level of rated voltage and maximum continuous operating current for the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.).Finally, the total electrical draw a floor plan, l

8、ayout plan and other related lightning protection design drawings.Key words: electrical main wiring design 。 short-circuit current calculation 。 electrical equipment selection 。 design drawings、尸、 亠前言1、選題的理論、實際意義 隨著我國工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)對電力系統(tǒng)的供電可靠性和穩(wěn)定性的要求日益提高。變 電站是連接電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源、升降電壓和分配電能。變電站的安全運 行對電力系統(tǒng)至關(guān)重

9、要。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接 關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電站綜合自動化技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值班”變電站已成為電 力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢。因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電能力與可靠性以及綜合自動 化程度，以滿足日益增長的社會需求是電力企業(yè)的首要目標(biāo)。2、研究動態(tài)、見解變電站綜合自動化系統(tǒng)是在計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在我國近幾年 發(fā)展迅速，產(chǎn)品的更新?lián)Q代及定型也越來越快。從這幾年應(yīng)用和實踐看，變電站綜合

10、自動 化給變電站設(shè)計安裝、 調(diào)試和運行、維護、管理等方面都帶來了一系列自動化技術(shù)的變革。目前國內(nèi)還沒有出臺變電站綜合自動化系統(tǒng)的詳細要求和制造標(biāo)準，國內(nèi)市場上變電 站綜合自動化產(chǎn)品的類型及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也各不相同，因此，選擇一種理想的自動化系統(tǒng)，合 理組態(tài)是工程設(shè)計和應(yīng)用的重點。滿足現(xiàn)場實際和工程需要的技術(shù)要求，分析了變電站綜 合自動化所具備的功能以及發(fā)展過程和方向，在對市場和產(chǎn)品充分調(diào)研下，提出了基于計 算機技術(shù)和通信技術(shù)的綜合自動化系統(tǒng)是一種比較成熟和實用的系統(tǒng)，并進行了合理選型 和組態(tài)，改良了產(chǎn)品中不符合現(xiàn)場需要的部分，完成了該 110kv 變電站的設(shè)計和實施。3、研究思路、方法、技術(shù)路線11

11、0KV變電站電氣部分設(shè)計的研究主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的設(shè)計手冊，輔助資料和國家 有關(guān)規(guī)程，主要完成該變電站的一次、二次部分設(shè)計，參考國內(nèi)外最新的設(shè)計方法、研究 成果和新的電氣設(shè)備，對降壓變電所的站址、電氣主接線方案及主變壓器的選擇，電氣設(shè) 備的選擇（包括斷路器，隔離開關(guān)，熔斷器等） ，配電裝置的選擇以及防雷保護的設(shè)計。 主變壓器、各側(cè)電壓等級的電氣主接線和相關(guān)一次、二次設(shè)備、避雷裝置、繼電保護裝置 進行選擇。同時，完成110KV變電站平面布置初步設(shè)計圖和相關(guān)設(shè)計圖。目錄第一章設(shè)計的內(nèi)容和要求 11.1 原始資料分析 11.2 設(shè)計原則和基本要求 21.3 設(shè)計內(nèi)容 2第二章主變壓器的選擇 32.1

12、 主變臺數(shù)的確定 32.2 本變電站站用變壓器的選擇 42.3 小結(jié) 5第三章電氣主接線的選擇 63.1 選擇原則 63.1.1 主接線設(shè)計的基本要求及原則 63.1.2 主接線的基本形式和特點 73.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定 73.3 小結(jié) 10第四章短路電流計算 114.1 短路計算的目的及假設(shè) 114.2 短路電流計算的步驟 124.3 短路電流計算及計算結(jié)果 124.4 小結(jié) 14第五章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 145.1 電氣設(shè)備的選擇原則 145.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 155.3 互感器的選擇 185.4 母線的選擇 195.5 高壓熔斷器的選擇 215.6 消弧線圈的選

13、擇 215.7 小結(jié) 22 第六章變電站防雷保護及其配置 226.1 直擊雷的過電壓保護 226.2 雷電侵入波的過電壓保護 226.3 避雷器和避雷線的配置 236.4 小結(jié) 23 第七章高壓配電裝置及平面布置 247.1 設(shè)計原則與要求 247.2 高壓配電裝置 257.3 小結(jié) 26 第八章結(jié)論 27 致謝 27 附錄 1 避雷針保護范圍圖 28 附錄 2 變電所總體平面布置圖 28第一章 設(shè)計的內(nèi)容和要求1.1原始資料分析1、變電站的建設(shè)規(guī)模(1) 、類型：110kV地方變電站。(2) 、最終容量：根據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)劃需要安裝兩臺容量為31.5 MVA，電壓為110kV/35kV/10k

14、V的主變壓器，主變各側(cè)容量比為 100/100/100，一次設(shè)計并建成。2、電力系統(tǒng)與本所的連接情況(1) 、待設(shè)計的變電站是一座降壓變電站，擔(dān)負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任 務(wù)。(2) 、本變電站有兩回平行線路與110kV電力系統(tǒng)連接，有兩回35kV電力系統(tǒng)連接。(3) 、本變電站在系統(tǒng)最大運行方式下的系統(tǒng)正、負阻抗的標(biāo)幺值示意圖如圖1(Sj=100MVA ,110kV及35kV電源容量為無窮大，阻抗值各包含平行線路阻抗在內(nèi)。圖1變電所連接示意圖變電所不考慮裝調(diào)相機、電容器等無功補償設(shè)備，35kV因電網(wǎng)線路的電容電流較少，也不裝設(shè)消弧線圈。110kV出線無電源。3、電力負荷水平110kV

15、進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA35kV進出線共2回，兩回進線連接著接示意斶電源，輸送容量各為35000KVA10kV出線共12回，全部為架空線路，其中 3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另外 5回每回輸送容量為4000KVA再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴建。4、本變電站自用電主要負荷如表1-2表1-2 110kV變電站自用電負荷序號設(shè)備名稱額定容量(kW功率因數(shù)(cos )安裝 臺數(shù)工作臺數(shù)備注1主充電機200.8511周期性負荷2浮充電機4.50.8511經(jīng)常性負荷3主變通風(fēng)0.150.853232經(jīng)常性負荷4蓄電池通風(fēng)2.70.8511

16、經(jīng)常性負荷5檢修、實驗用電150.85經(jīng)常性負荷6載波通訊用電10.85經(jīng)常性負荷7屋內(nèi)照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性負荷10福利區(qū)用電1.50.85周期性負荷計算負荷 S=5.2+4.5+ (20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5 ) *0.85 = 49.725 (kVA)5、環(huán)境條件(1) 當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?9.1 C，年最低溫度5.9 C,最熱月平均最高溫度 29C；最 熱月平均地下0.8m土壤溫度21.5 C。(2) 當(dāng)?shù)睾０胃叨?518.3m。(3) 當(dāng)?shù)乩纂娙誘=25.1日/年。1.2設(shè)計原則和基本要求設(shè)計按照國家標(biāo)準要求和

17、有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)程進行，要求對用戶供電可靠、保證電能質(zhì) 量、接線簡單清晰、操作方便、運行靈活、投資少、運行費用低，并且具有可擴建的方便性。要求如下：1) 選擇主變壓器臺數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成5-10年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并應(yīng) 考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力)；2) 設(shè)計變電所電氣主接線；3) 短路電流計算；4) 主要電氣設(shè)備的選擇及各電壓等級配電裝置類型的確定。1.3 設(shè)計內(nèi)容本次設(shè)計的是一個降壓變電站，有三個電壓等級(110kV/35kV/ 10kV)，110kV主接線采用雙母線接線方式，兩路進線，35kV和10kV主接線均采用單母線分段接線方式。主 變壓器容量為2*31.

18、5MVA 110kV與35kV之間采用Yc/ Yo 12連接方式，110kV與10kV 之間采用Yo/ 11連接方式。本設(shè)計采用的主變壓器有兩個出線端子，一端接35kV的引出線，另一端接10kV的引出線。設(shè)計中主要涉及的是變電站內(nèi)部電氣部分的設(shè)計，并未涉及到出線線路具體應(yīng)用 到什么用戶，所以負荷統(tǒng)計表相對比較簡潔，也減少了電氣主接線圖的制作難度。第二章主變壓器的選擇2.1主變臺數(shù)的確定待設(shè)計變電站在電力系統(tǒng)中的地位：本變電站為一降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負著向該地區(qū)工 廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)，地位比較重要。該變電站的建成，不僅增強了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)，而且為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)

19、生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、 經(jīng)濟地運行的目的。待設(shè)計變電站的建設(shè)規(guī)模：（1）電壓等級110kV/35kV/ 10kV（2）線路回路數(shù)量110kV進出線共2回，兩回進線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA 35kV進出線共2回，兩回進線連接著35kV電源，輸送容量各為35000KVA10kV進出線共12回，全部為架空線路，其中3回每回輸送容量按5000KVA設(shè)計；另 外5回每回輸送容量為4000KVA再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴建。（3）主變選擇由第一章簡況及負荷統(tǒng)計可知：主變壓器選為兩臺110kV級低損耗三繞組有載調(diào)壓變壓器，每臺容量為31.

20、5MVA兩變壓器同時運行。電壓等級：110KV/35KV/10KV各側(cè)容量比：100: 100: 100。1）變壓器容量：裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿足全部負荷的 70%考慮變壓器的事故過負荷能力為 40% 則可保證80%負荷供電。2 ）在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相變壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成 鐵芯一低壓一中壓一高壓線圈，高與低之間阻抗最大。3 ）繞組數(shù)和接線組別的確定：該變電所有三個電壓等級，所以選用三繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一 致，否則不能并列運行，110kV以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接，35K

21、V采用丫形連接, 10KV采用連接。4）調(diào)壓方式的選擇：普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為土 5%而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如 逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào) 整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。 它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上, 而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況 下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓 保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。5）冷卻方式的選擇：主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循

22、環(huán)水冷、強 迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風(fēng)冷冷 去卩方式。所以用兩臺SFSZ 31500/110型有載調(diào)壓變壓器，采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如下：表2-1變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損耗（kW阻抗電壓（%空載電流（%連接組別咼壓中壓低壓空載短路SFSZ31500/110315001108*1.25%35 4*1.25%10.58.241出=10.5%5=17.5%氏=6.5%1Yn、yno、dn2.2本變電站站用變壓器的選擇變電站的站用電是變電站的重要負荷，因此，在站用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修 和維護方便的要求，考慮變

23、電站發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問題，積極慎重地采 用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，保證變電站安全，經(jīng)濟 的運行。一般變電站裝設(shè)一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站 中應(yīng)裝設(shè)兩臺容量相等的站用變壓器，互為備用，如果能從變電站外引入一個可靠的低壓 備用電源時，也可裝設(shè)一臺站用變壓器。根據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺容量相等的站 用變壓器。站用變壓器的容量應(yīng)按站用負荷選擇：S二照明負荷+其余負荷*0.85(kVA) 站用變壓器的容量：Se S= 0.85刀P十P照明(kVA) 根據(jù)給出的站用負荷計算：S= 5.2+ 4.5+(20+4.5+0.1

24、5*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5 ) *0.85=49.725 (kVA)考慮一定的站用負荷增長裕度，站用變10KV側(cè)選擇兩臺SL7125/10型號配電變壓器，互為備用。根據(jù)容量選擇站用電變壓器如下：型號：SL7125/10;容量為：125(kVA) 連接組別號：Yn, yn0 調(diào)壓范圍為：高壓：土 5% 阻抗電壓為(): 4 2.3 小結(jié)在本章中，根據(jù)本變電站的實際情況選擇了變電站的主變壓器和站用變壓器：主變壓 器為兩臺SFSZ 31500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器兩臺SL7125/10型號配電變壓器。第三章 電氣主接線的選擇3.1 選擇原則電氣主接線是變電站設(shè)計的首

25、要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并 對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線 的設(shè)計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定變電站主 接線的最佳方案。3.1.1 主接線設(shè)計的基本要求及原則變電站主接線設(shè)計的基本要求：1）可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必須滿足這個要求。因為 電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到 整體。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考

26、 慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)，設(shè)計時 應(yīng)該予以遵循。2）靈活性 電氣主接線不但在正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度 的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時， 能盡快的退出設(shè)備、 切除故障，使停電時間最短、 影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。3）操作應(yīng)盡可能簡單、方便電氣主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于 運行人員掌握。 復(fù)雜的接線不僅不便于操作， 還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。 但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便，或造成不 必要的停電。4）經(jīng)濟性 主接

27、線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用最小， 占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。5）應(yīng)具有擴建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應(yīng)考慮到 有擴建的可能性。變電站主接線設(shè)計原則：1）變電站的高壓側(cè)接線， 應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式， 在滿足繼電 保護的要求下， 也可以在地區(qū)線路上采用分支接線， 但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。2）在 6-10kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線 回路數(shù)在 6回及以上時，采用單母分段接線， 當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大， 出線

28、需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。3）在 35-66kV 配電裝置中， 當(dāng)出線回路數(shù)不超過 3 回時，一般采用單母線接線， 當(dāng)出線 回路數(shù)為48回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負荷較大或 處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。4）在 110-220kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時，采用單母線接線；出線回路 數(shù)為 34回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5回及以上，或當(dāng)“ 0220KV 配電 裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在 4回及以上時，一般采用雙母線接線。5）當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時， 均可不設(shè)旁路設(shè)施。

29、總之，以設(shè)計原始材料及設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準，結(jié)合具體工作的 特點，準確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進技術(shù)，又要經(jīng)濟實用。3.1.2 主接線的基本形式和特點主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進出線較多時（一般超過 4 回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作 為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建。缺點是有母線后配電裝 置占地面積較大， 使斷路器等設(shè)備增多。 無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少， 占地面積少， 但只適用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的電廠和變電站。有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。

30、單母線又分為單母線無分段、單 母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式； 雙母線又分為雙母線無分段、 雙母線有分段、 帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、 擴大單元接線、 橋式接線和多角形接線等。3.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟性等基本 要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進、供電可靠安全、 經(jīng)濟合理的主接線方案。供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電所能滿足負荷的需 要，同時要保證供電的可靠性。變電所主接線可靠性擬從以下幾個方面考慮：1斷路

31、器檢修時，不影響連續(xù)供電；2、線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時，造成饋線停運的回數(shù)多少和停電時間 長短，能否滿足重要的I、II類負荷對供電的要求；3、變電所有無全所停電的可能性；主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊 狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便。主接線的可靠性與經(jīng)濟性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投 資省、占地面積小、電能損耗少、年費用（投資與運行）為最小。1、110KV側(cè)主接線方案A方案：單母線分段接線B方案:雙母線接線分析：A方案的主要優(yōu)缺點：1）當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作。2）

32、對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶 的供電。3）一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在分段母線上的全部電源和引出線，這樣減 少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5）當(dāng)出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)線叉跨越；6）110kV為高電壓等級，一旦停電，影響下一級電壓等級供電，其重要性較高，因此本變電站設(shè)計不宜采用單母線分段接線。B方案的主要優(yōu)缺點：1）檢修母線時，電源和出線可以繼續(xù)工作，不會中斷對用戶的供電；2）檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需斷開該回路；3）工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；4

33、）可利用母聯(lián)開關(guān)代替出線開關(guān)；5）便于擴建；6）雙母線接線設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，投資、占地面積較大，運行中需要隔離開關(guān)切斷電路，容易引起誤操作7）經(jīng)濟性差結(jié)論：A方案一般適用于110KV出線為3、4回的裝置中；B方案一般適用于110KV出線為 5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、 出線4回及以上的裝置中。綜合比較A、B兩方案， 并考慮本變電站110KV進出線共6回，且在系統(tǒng)中地位比較重要，所以選擇 B方案雙母線 接線為110K V側(cè)主接線方案。2、35KV側(cè)主接線方案A方案：單母線接線B方案:單母線分段接線分析：A方案的主要優(yōu)缺點：1）接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但

34、可靠性和靈活 性較差。2）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，各回路必須在檢修或故障消除前的全部 時間內(nèi)停止工作；3）出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B方案的主要優(yōu)缺點：1）當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作,段另線母線仍繼續(xù)工作；2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用 戶的供電。3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣 減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。結(jié)論:B方案一般速用于35KV出線為4-8回的裝置中

35、。綜合比較 A、B兩方案，并考 慮本變電站35KV出線為2回，所以選擇B方案單母線分段接線為35KV側(cè)主接線方案。 3、 10KV側(cè)主接線方案A方案：單母線接線（見圖3-3）B方案：單母線分段接線（見圖3-4）分析：A方案的主要優(yōu)缺點：1）接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴建，但可靠性和靈活性2）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時；各回路必須在檢修或故障消除前的全部 時間內(nèi)停止工作；3）出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。B 方案的主要優(yōu)缺點：1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作；2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用

36、 戶的供電3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣 減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電；4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作；5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。結(jié)論：B方案一般適用于10KV出線為6回及以上的裝置中。綜合比較 A、B兩方案, 并考慮本變電站 10KV 出線為 12回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 10KV 側(cè)主接線3.3 小結(jié)本章通過對原始資料的分析及根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種 待選主接線方案進行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。第四章 短路電流計算4.1

37、 短路計算的目的及假設(shè)一、短路電流計算的目的1、在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制 短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。2、在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工 作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。3、在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距 離。4、在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5、在接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。二、短路電流計算的一般規(guī)定1、驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的 設(shè)計規(guī)劃容

38、量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年） 確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按在切換過 程中可能并列運行的接線方式。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異 步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式 時短路電流為最大的地點。4、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。三、短路計算基本假設(shè)1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行；2、所有電源的電動勢相位角相同；3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)

39、備電抗值不隨電流大小發(fā)生 變化；4、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；5、元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響；6、系統(tǒng)短路時是金屬性短路。4.2 短路電流計算的步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計中，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其 步驟如下：1、選擇要計算短路電流的短路點位置；2、按選好的設(shè)計接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖； 1）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負荷之路，線路電容，各元件電阻；2）選取基準容量 和基準電壓Ub （一般取各級的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準值的標(biāo)幺電抗；4）由前面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為

40、無限大系，不考慮短路電流周期分量的衰減求 出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，即轉(zhuǎn)移電抗；4、求其計算電抗；5、計算有名值和短路容量；6、計算短路電流的沖擊值；1）對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減 求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，并計算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：有名值：2）計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量： 短路電流沖擊值：7、繪制短路電流計算結(jié)果表4.3 短路電流計算及計算結(jié)果等值網(wǎng)絡(luò)制定及短路點選擇：根據(jù)前述的步驟，針對本變電所的接線方式，把主接線圖畫 成等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖 4-1 所示：F1-F3為選擇的短路點，選取基準容量 Sb=100MVA由于在電力

41、工程中，工程上習(xí)慣性標(biāo) 準一般選取基準電壓 .基準電壓 （KV）： 10.5371151 、主變電抗計算SFSZ7 31500/110的技術(shù)參數(shù) X12* =( U di%/100)*(Sj/SB)=(10.75/100) *(100/40)= 0.269Xi3* =( U d2%/100)*(Sj/SB)=(0/100) *(100/40)= 0X14* =( U d3%/100)*(Sj/SB)=(6.75/100) *(100/40)= 0.1692、三相短路計算簡圖，圖4-23、三相短路計算(1) 、110k V側(cè)三相短路簡圖如下圖4-3當(dāng)F1短路時，短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值沖擊電

42、流短路全電流最大有效值圖4-2三相短路計算簡圖短路容量圖4-3 110KV三相短路簡圖(2) )35kV側(cè)三相短路簡圖如下圖4-4當(dāng)F2短路時，短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值沖擊電流I / ch2 =2.55*4.58=11.68 kA短路全電流最大有效值I 毗=1.51*4.58 = 6.92 kA短路容量S= I f2*Sb=2.933*100=293.圖MVA 35kV側(cè)三相短路簡圖(3) 、10k V側(cè)三相短路簡圖如下圖4-5當(dāng) F3 短路時，I / F3 = S b/(V B3)= 100/(1.732*10.5) =5.499 kA短路電流 I F3 =1/ (0.102+0.269

43、+0.169 ) =1.852穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值 I F3, = I / F3*I F3 = 5.499*1.852 =10.184 kA沖擊電流I / ch3 =2.55*10.184 = 25.97 kA短路全電流最大有效值I加=1.51*10.184 =15.38 kA短路容量S= I f3*Sb=1.852*100=185.2MVA圖4-5 10KV側(cè)三相短路簡圖13 / 34短路電流計算結(jié)果見表4-1表4-1短路電流計算結(jié)果短路點基準電壓VaV(KV穩(wěn)態(tài)短路電流有名值 1 KA短路電流沖擊值 ich(KA)短路全電流最 大有效值Ich(KA)短路容量S ( MVA)F11156.3

44、16.0659.51980F2374.5811.686.92293.3F310.510.18425.9715.38185.24.4 小結(jié)短路電流是效驗導(dǎo)體和電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性的重要條件，短路電流計算結(jié)果是選擇導(dǎo)體 和電氣設(shè)備的重要參數(shù)，同時繼電保護的靈敏度也是用它來效驗的。所以正確計算短路電 流，對整個變電站的設(shè)計至關(guān)重要，也最能體現(xiàn)出整個變電站設(shè)計的經(jīng)濟性。第五章導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備的選擇原則電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運 行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電 氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工

45、作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定 和熱穩(wěn)定。電氣設(shè)備與載流導(dǎo)體的設(shè)計，必須執(zhí)行國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、 經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和為今后擴建留有一定的余地。電氣設(shè)備選擇的一般要求包括：1、應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；2、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3、應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4、選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；5、擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致；6、選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。7、按短路條件來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。8驗算導(dǎo)體和110kV以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所有的計算時間，一般采用主保護的 動作時間加

46、相應(yīng)的斷路器全分閘時間；而電器的計算時間一般采用后備保護動作時間加相 應(yīng)的斷路器全分閘時間；斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。5.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇1、110KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇短路參數(shù)：ich=16.065(kA)。l=l =9.8(kA) Ue=110 KV|gmaFl.05le=1.05S/1.732*110=286.3(A)110KV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊試選LW14110型六氟化硫斷路器。表5-1 LW14110型斷路器參數(shù)計算數(shù)據(jù)LW4一-110U (KV110Ue (KV110I gmax(A)286.3Ie(A)2000I/ (KA)9.5

47、1Ir(KA)31.5i ch(KA)16.065idw(KA)8012- td z29.8 *0.5Ir 2t231.5 *3動穩(wěn)定校驗：I gma f286.3(A) v I ei ch=16.065 (kA) v I dw=80 kA動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗：Q=9.82*0.5 (kA 2 S)Q承受 =31.52*3 (kA 2 S)Q承受 Q熱穩(wěn)定校驗合格。110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇：Ue=110 KVI gma=286.3(A)查設(shè)備手冊試選GW7-110型隔離開關(guān)，參數(shù)如下： 額定電壓：Ue=110 KV 額定電流：Ie=600A 動穩(wěn)定電流：Idw=55 kA 5S熱穩(wěn)定電流：14 kA 動穩(wěn)定校驗：I gma=286.3(A) v Iei ch=16.065 (kA) v I dw=55 kA熱穩(wěn)定校驗：Q=9.8*9.8*0.5 (kA 2 S)Q承受=14*14*5 (kA 2 S)Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。2、35KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇短路