KV上秦變電站電氣部分及站用電初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、-摘 要隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國電力需求迅速增長,使得電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,而變電站對于電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用。變電站是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)改造中非常重要技術(shù)環(huán)節(jié)。近年來,變電站技術(shù)處于高速發(fā)展的過程中,隨著國內(nèi)外氣體緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備GIS系統(tǒng)和綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用,變電站向著占地面積小、靈活性高、易于檢修的趨勢發(fā)展。 本次設(shè)計為110kV 變電站電氣部分初步設(shè)計,并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該變電站設(shè)有兩臺主變壓器,站內(nèi)主接線分為110kV、10kV兩個電壓等級。本次設(shè)計中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計、短路電流計算、變壓器的選擇、主要電氣設(shè)備選擇,包括斷路器、隔離開關(guān)、

2、電流互感器、電壓互感器、母線等、各電壓等級配電裝置設(shè)計。 關(guān)鍵詞：變電站 電氣主接線 短路電流 Abstract With the rapid development of the national economy, Chinas rapid growth in electricity demand. Make power grids structure have been expanding more and more complex substations for electric power production and distribution play an increasingly

3、 important role. Substation is veryimportant technical aspect of a power grid construction and transformation of electrical networks. In recent years, the technology of substation is in the process of rapid development with domestic and international gas-insulated metal-enclosed switching equipment

4、systems and integrated automation technology(GIS) applications, the city substation in a small footprint, flexible, easy to overhaul the trend of development. We have to design primary power-system of 110kV substation and draw main electrical one-line diagram and others. There are two main transform

5、er in the substation ,in which main electrical connection can be divided into two voltage grades: 110kV, 10kV.There is also a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for short-circuit electric current, the selection of electrical device and calibration (including c

6、ircuit breaker, isolator, current transformer, potential transformer, bus bar etc.) and the design for distribution installation per. voltage grade.Key words: substation main electrical connection short circuit currents 目 錄摘 要IAbstractII目 錄III1 前言11.1 選題的目的和意義11.2 國內(nèi)外研究綜述11.3原始資料21.3.1畢業(yè)設(shè)計（論文）的技術(shù)背景和

7、設(shè)計依據(jù)21.3.2畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)32電氣主接線設(shè)計52.1 概述52.2主接線設(shè)計方案72.2.1 110kv側(cè)主接線72.2.2 35kv側(cè)主接線92.2.3 10kv側(cè)主接線122.3無功補(bǔ)償方案132.3.1 補(bǔ)償作用132.3.2無功補(bǔ)償容量及電容器接線方式133 變壓器的選擇153.1主變壓器的選擇153.2站用變電器的選擇164 短路電流184.1短路電流介紹184.1.1 短路電流計算的目的184.1.2 短路電流計算的一般規(guī)定184.1.3短路計算基本假設(shè)184.2短路電流計算步驟194.3短路電流計算及計算結(jié)果205 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇265.

8、1電氣設(shè)備選擇原則265.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇265.2.1 110kv側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇265.2.2 35kv側(cè)側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇285.2.3 10kv側(cè)斷路器的選擇305.2.4 主變中性點隔離開關(guān)的選擇315.3 互感器的選擇325.3.1 電流互感器的選擇325.3.2 電壓互感器的選擇345.4母線的選擇355.4.1 110側(cè)母線355.4.2 35kv側(cè)365.4.3 10kv側(cè)365.5 高壓斷路器的選擇375.6避雷器及避雷線的配置386.屋內(nèi)外配電裝置的設(shè)計436.1 配電裝置的設(shè)計要求436.1.1配電裝置應(yīng)滿足的基本要求436.1.2配電裝置的安全凈距4

9、36.2 配電裝置的選型、布置456.2.1 屋外配電裝置的選擇456.2.2 10kv屋內(nèi)配電裝置的選擇457所用電設(shè)計468微機(jī)綜合自動控制系統(tǒng)的設(shè)計488.1 變電站綜合自動化概論488.1.1變電站綜合自動化基本概念488.1.2變電站綜合自動化研究現(xiàn)狀488.2 繼電保護(hù)的裝置與裝置的選擇508.2.1 110側(cè)線路的保護(hù)配置518.2.2 35KV側(cè)的保護(hù)裝置518.2.3 10KV側(cè)的保護(hù)裝置538.3 主變壓器的保護(hù)裝置538.4 整定計算568.4.1 變壓器額定電流及平衡系數(shù)的計算568.4.2 差動電流計算：578.4.3 110KV側(cè)后備保護(hù)（DVP-622型）588.

10、4.4 35KV側(cè)后備保護(hù)（DVP-626）608.4.5 10KV側(cè)后備保護(hù)（DVP-626型）618.5 微機(jī)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)圖629 組態(tài)王軟件介紹639.1 組態(tài)王軟件簡介639.2 組態(tài)王軟件的硬件環(huán)境639.3 組態(tài)王軟件的組成649.3.1 組態(tài)王軟件運行電腦的配置649.3.2 組態(tài)王開發(fā)管理軟件的組成649.4 組態(tài)王軟件的開發(fā)系統(tǒng)689.5 組態(tài)王的變量定義和管理699.5.1 變量的類型699.5.2 變量及變量的定義709.6 I/O 設(shè)備管理719.7 板卡設(shè)備的配置729.8 填充功能與電壓棒圖的實現(xiàn)739.9 趨勢曲線749.10 報警和事件系統(tǒng)759.11 監(jiān)控結(jié)果演示

11、771 主機(jī)線圖772 歷史趨勢曲線773 實時趨勢曲線784 報表窗口785 報警窗口79附錄80外文翻譯80參 考 文 獻(xiàn)114原件清單115總 結(jié)116-1 前言 1.1 選題的目的和意義 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)。它既是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國防提供不可缺少的動力,又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行,電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門,整個國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。近年來隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人民生活用電的急劇增長,對于電力的需求大幅度增加,使得電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)

12、雜,人們對能源利用的認(rèn)識越來越重視,而變電站對于電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用。 變電站是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)改造中非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，在目前的電網(wǎng)建設(shè)中，尤其是在110kv變電站的建設(shè)中土地、資金等資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重存在，重復(fù)建設(shè)、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾、噪聲等環(huán)保問題以及電能質(zhì)量差等的問題，這些已成為影響高壓輸變電工程建設(shè)成本和運行質(zhì)量的重要因素，違背了我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,所以110kv變電站需要采用節(jié)約資源的設(shè)計方案,要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質(zhì)量和用電安全等問題，同時還要滿足以后電網(wǎng)改造的方便性和資源再利用率高的要求。 1.2 國內(nèi)外研究綜述 近年來一些發(fā)達(dá)國家為減

13、少電能在網(wǎng)路中的損耗，已經(jīng)形成了比較完善的變電站設(shè)計理論，基本達(dá)到了建設(shè)節(jié)約型、集約型、高效型變電站的目標(biāo)。國內(nèi)的變電站也通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，提高變電站的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。另外，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。我國變電站自動化系統(tǒng)經(jīng)過十幾年的發(fā)展。雖然取得了不小的成績，但目前還跟不上整個電力工業(yè)發(fā)展的步伐，真正實現(xiàn)自動化和無人值班的變電站并不多，其社會和經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著，這說明我們的變電站自動化技術(shù)并不規(guī)范，市場發(fā)育也不成熟，這與研制、制造、規(guī)劃、基建和運行等部門對變電站自動化的認(rèn)識不同有很大的關(guān)系。總之，變電站綜合自

14、動化系統(tǒng)以其簡單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點逐步為國內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項目中獲得成功的應(yīng)用，變電站綜合自動化技術(shù)應(yīng)用的越來越成熟。 認(rèn)清和適應(yīng)變電站自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，采用先進(jìn)的理論技術(shù)，摒棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量優(yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，無論對設(shè)備制造廠家還是對用戶都是至關(guān)重要的，也關(guān)系到變電站技術(shù)未來的發(fā)展。因此，在學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時應(yīng)結(jié)合我國的實際情況，全面系統(tǒng)地研究探討符合國情的變電站自動化系統(tǒng)模式、結(jié)構(gòu)、功能、通訊方式等，對我國變電站的發(fā)展有很重要的現(xiàn)實意義。 1.3原始資料1.3.1畢業(yè)設(shè)計（論文）的技術(shù)背景和設(shè)計依據(jù) 張掖

15、市城、鄉(xiāng)現(xiàn)有負(fù)荷的供電任務(wù)由張掖110千伏變、火車站110千伏變和地方小水、火電共同承當(dāng)。隨著張掖市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以現(xiàn)有變電站容量、變電站的布局難以滿足張掖市電力負(fù)荷增長的需要，因此新建新的電源點，即新建110千伏上秦變是非常必要的。上秦變負(fù)荷約25MW。表1：上秦變建設(shè)規(guī)模名 稱 終 期 本 期 主變 231.5MVA 231.5MVA 110kV線路 2回 2回 35kV線路 6回 4回，備用2回 10kV線路 12回 10回，備用2回 10kV并聯(lián)電容器 23000Kvar 23000Kvar,串6%電抗 35kV消弧線圈 11100KVA 預(yù)留位置 110千伏上秦變主供電源為110千

16、伏火車站變，備供電源為110千伏山丹變。所用負(fù)荷統(tǒng)計見表2。 表2： 所用負(fù)荷統(tǒng)計表序號名稱額定容量（KW）安裝臺數(shù)運行方式小 計（KW）備 注1主變風(fēng)機(jī)102經(jīng)常202屋外照明62經(jīng)常123主控室照明101經(jīng)常10410KV配電室照明21經(jīng)常25電采暖25不經(jīng)常10610KV配電室風(fēng)機(jī)12不經(jīng)常27通信電源41經(jīng)常48蓄電池浮充機(jī)201經(jīng)常209事故風(fēng)機(jī)0.68經(jīng)常4.810不見斷電源21經(jīng)常2合計（KW）86.8經(jīng)常1.3.2畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)主要內(nèi)容：1確定主接線：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的23個方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案。

17、2. 無功補(bǔ)償：根據(jù)功率因數(shù)要求，確定補(bǔ)償方案，計算補(bǔ)償容量，選擇補(bǔ)償裝置3選擇主變壓器：選擇變壓器的型號和接線組別。4短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計算對稱和不對稱短路時短路電流及沖擊電流，并列表匯總。5電氣設(shè)備的選擇：選擇開關(guān)柜、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等設(shè)備并進(jìn)行相關(guān)校驗，選用設(shè)備的型號、數(shù)量匯總成設(shè)備一覽表；6配電裝置設(shè)計：進(jìn)行屋內(nèi)、屋外配電裝置設(shè)計，確定配電型式及安全凈距。7. 所用電設(shè)計：選擇所用電變壓器，確定所用電接線形式。8. 微機(jī)綜自系統(tǒng)設(shè)計：綜合自動化按照IEC標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)

18、準(zhǔn)35-110Kv無人值班變電所設(shè)計規(guī)程設(shè)計。 主要功能及技術(shù)指標(biāo)：1. 保證安全、可靠、經(jīng)濟(jì)供電；2功率因數(shù)達(dá)到0.9及以上。 2電氣主接線設(shè)計2.1 概述變電站電氣主接線的設(shè)計是依據(jù)變電站的最高電壓等級和變電站的性質(zhì),選擇出一種與變電站在該地區(qū)電力系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。變電站的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分,它表明變電站內(nèi)的變壓器、各電壓等級的線路、無功補(bǔ)償設(shè)備以最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接,同時也表明在變電站內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。 電氣主接線的設(shè)計與變電站所在電力系統(tǒng)的作用及所采用的設(shè)備密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,新技術(shù)的采用和電氣設(shè)備的可靠性不斷提高,

19、設(shè)計主接線的觀念也應(yīng)與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體,主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身,同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此,變電站主接線必須滿足以下基本要求 1供電可靠性 因事故被迫中斷供電的機(jī)會越少停電影響范圍越小停電時間越短主接線可靠性程度就越高; 供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐衡量主接線運行可靠性的標(biāo)志是, a.斷路器檢修時,能否不影響供電; b.線路、斷路器或母線故障時,以及母線檢修時,停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短以及能否保證對重要用戶的供電。因事故被迫中斷供電面積少停電影響范圍越小,停電時間越短,主接線可靠性越高。衡量電能

20、質(zhì)量好壞的基本指標(biāo)是電壓、頻率、供電連續(xù)性和可靠性。主接線在各種運行方式下應(yīng)能滿足要求。 2供電的靈活性和方便性 靈活性應(yīng)能靈活地投入或切除某些機(jī)組、變壓器或線路調(diào)配電源和負(fù)荷,不僅在正常的時候進(jìn)行安全地供電,而且能滿足系統(tǒng)在事故檢修及特殊運行方式下的調(diào)度和要求能靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換?？梢匀菀椎貜某跗谶^渡到其最終接線,使變電站在擴(kuò)建過渡時,無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 方便性力求接線簡單、清晰、明了使運行人員操作、檢修方便,以避免誤操作,應(yīng)能方便地停運斷路器、母線及其斷電保護(hù)設(shè)備,進(jìn)行安全檢修而不影響電網(wǎng)的正常運行和對用戶的供電。 3經(jīng)濟(jì)性 投資小 a.主接線應(yīng)簡單、清晰以

21、節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備的投資; b.要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資; c.要適當(dāng)限制短路電流以便選擇輕型及價格合理的電氣設(shè)備。 占地面積小 a.電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用; b.在運輸條件許可的地方采用三相變壓器; c.電能損耗少、經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式容量和臺數(shù)避免二次變壓而增加電能損失。 4具有擴(kuò)建和發(fā)展性。 變電站主接線應(yīng)根據(jù)5到10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計。從全局出發(fā)統(tǒng)籌兼顧 根據(jù)本變電站在系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、負(fù)荷情況、工程特點、自然環(huán)境條件等確定合理的設(shè)計方案并具有擴(kuò)建

22、的方便性。 主接線設(shè)計要留有余地,不僅要考慮最終接線的實現(xiàn),同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線,使在擴(kuò)建過渡時一次和二次設(shè)備所需的改造范圍最小。變電站電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電站的最高電壓等級和變電站的性質(zhì)選擇出一種與變電站在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。一個變電站的電氣主接線包括高壓側(cè)、低壓側(cè)以及變壓器的接線因各側(cè)所接的系統(tǒng)情況不同、進(jìn)出線回路數(shù)不同,所以其接線方式也不同。 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(hù)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

23、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(fù)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

24、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。 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(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實用。 2.2主接線設(shè)計方案2.2.1 110kv側(cè)主接線 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的，那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時，一般超過四回，為便于電能的匯集和分配常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴(kuò)

25、建。 本變電站110kV 側(cè)出線有2回，最好采用有母線連接方式，可選擇雙母線接線和單母線分段接線兩種方案進(jìn)行比較如圖2-1及圖2-2所示方案單母線分段接線圖2-1單母線分段接線方案雙母線分段接線圖2-2雙母線分段接線對方案及方案的比較，見表3。表3項 目 方 案方案 方案技 術(shù)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理。供電可靠、運行方式較靈活 倒閘操作復(fù)雜容易誤操作。經(jīng) 濟(jì)設(shè)備少、投資小 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資。 占地大、設(shè)備多、投資大 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資。表2-1對于110kV側(cè)來說，因為它要供給較多的一類、二類負(fù)荷，因此其要求有較高的

26、可靠性。對比以上兩種方案，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等多方面因素綜合考慮，最佳設(shè)計方案為方案單母線分段接線具有一定的可靠性和可擴(kuò)展性，而且比雙母線投資小。2.2.2 35kv側(cè)主接線 兩種方案如圖2-3及圖2-4所示；方案單母線接線圖2-3單母線接線方案單母線分段接線圖2-4單母線分段接線 對圖2-3及圖2-4所示方案、綜合比較，見表4。 表4項目方 案方 案方 案 技 術(shù)1)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； 2)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。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)對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分

27、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。 經(jīng) 濟(jì) 接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差; 設(shè)備少、投資小 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資。表2-2結(jié)論:B方案一般速用于35KV出線為4-8回的裝置中。綜合比較、兩方案，并考慮本變電站35KV出線回數(shù)，所以選擇方案單母線分段接線為35KV側(cè)主接線方案。2.2.3 10kv側(cè)主接

28、線方案 單母線接線（見圖2-3）方案 單母線分段接線（見圖2-4） 方案及方案的比較見表5。表5項目方 案方案方案技 術(shù)1)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； 2)出線開關(guān)檢修時，該回路停止工作。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，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

29、使架空線出現(xiàn)交叉跨越。經(jīng) 濟(jì)接線簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便且利于擴(kuò)建，但可靠性和靈活性較差; 設(shè)備少、投資小 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資。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、兩方案,并考慮本變電站10KV出線回數(shù)，所以選擇方案單母線分段接線為10KV側(cè)主接線方案.2.3無功補(bǔ)償方案 無功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗,同時對增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 無功補(bǔ)償方式有兩種,即高壓集中補(bǔ)償和低壓分散補(bǔ)償本所是地區(qū)變電所采用10kV側(cè)補(bǔ)償方式。 補(bǔ)償裝置分類,串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。2.3.1 補(bǔ)償作用 （1）對11

30、0kV及以下電網(wǎng)中的串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，用以減少線路電壓降，降低受端電壓波動，提高供電電壓，在閉合電網(wǎng)中，改善潮流分布,減少有功損耗。 （2）在變電所中，并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置常接在主變壓器的低壓側(cè)，對調(diào)相機(jī)，并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置和靜止補(bǔ)償裝置都直接連接或通過變壓器并接于需補(bǔ)償無功的變電所、換流站的母線上，也可連接在變電所110kV電壓母線上。 (3)補(bǔ)償裝置設(shè)置于發(fā)電廠、變電所、配電所、換流站或開關(guān)站中大部分連接在這些廠站母線上，也有的補(bǔ)償裝置是關(guān)聯(lián)或串聯(lián)在線路上。2.3.2無功補(bǔ)償容量及電容器接線方式本設(shè)計采用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。1無功補(bǔ)償裝置容量的確定現(xiàn)場經(jīng)驗一般按主變?nèi)萘康?0%-15%來

31、確定無功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計中主變?nèi)萘繛?1500KVA故并聯(lián)電容器的容量為3150KVA4725KVA為宜，在此設(shè)計中3000Kvar。 2并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。本設(shè)計采用雙星形接線。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點接地方式，對該變電所進(jìn)行無功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率。因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點不接地方式。3 變壓器的選擇3.1

32、主變壓器的選擇 (1）電壓等級 110kV/35kV10kV （2）線路回路數(shù)量 110kV進(jìn)出線共2回，兩回進(jìn)線為110kV的平行供電線路，正常送電容量各為 35000KVA。 35kV進(jìn)出線共6回，輸送容量各為35000KVA，備用兩回。 10kV進(jìn)出線共12回，全部為架空線路，再預(yù)留兩個出線間隔，待以后擴(kuò)建。 （3）主變選擇 由第一章概況及負(fù)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31.5MVA，兩變壓器同時運行。電壓等級：110KV35KV/10KV。 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

33、應(yīng)滿足全部負(fù)荷的70%，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證80%負(fù)荷供電。 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，排列成鐵芯低壓中壓高壓線圈，高與低之間阻抗最大。 4）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，35KV采用Y形連接，10KV采用連接。 5）調(diào)壓方式的選擇： 普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為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

34、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(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)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(hù)工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。 所以用兩臺SFSZ731500/110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6 型 號額定容量 （kVA）額定

35、電壓（kV）損 耗（kW）阻抗電壓 （%）空載電流 （%）連接組別高壓中壓低壓空載 短路SFSZ731500/110315001108*1.25%354*1.25%10.58.241U12=10.5% U13=17.5% U23=6.5%1YN、yno、 dn 3.2站用變電器的選擇 變電站的站用電是變電站的重要負(fù)荷，因此，在站用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電站發(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(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電站安全，經(jīng)濟(jì)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

36、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(fù)荷選擇： S照明負(fù)荷+其余負(fù)荷*0.85(kVA) 站用變壓器的容量：SeS0.85P十P照明(kVA) 根據(jù)任務(wù)書給出的站用負(fù)荷計算的到站用負(fù)荷為86.8kw。 考慮一定的站用負(fù)荷增長裕度，站用變10KV側(cè)選擇兩臺SL712510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： 表7型號容量為(kVA) 連接組別號調(diào)壓范圍為阻抗電壓為(%)SL712510125Yn，yn0 54 在本章中，根

37、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SFSZ731500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器兩臺SL712510型號配電變壓器。 4 短路電流4.1短路電流介紹4.1.1 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(jìn)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(jìn)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(hù)方式和進(jìn)行整定計算時

38、，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 5、 按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 4.1.2 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)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)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導(dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)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

39、、 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。 4.1.3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)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(fù)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，

40、首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷之路，線路電容，各元件電阻； 2）選取基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)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(zhǔn)值的標(biāo)么電抗； 4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖； 3、 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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，即轉(zhuǎn)移電抗； 4、求其計算電抗； 5、由運算曲線查出短路電流的標(biāo)么值； 6、計算有名值和短路容量； 7、計算短路電流的沖擊值； 1） 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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，

41、短路電流沖擊值 短路容量：短路電流沖擊值：8、 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：4-1等值網(wǎng)絡(luò)圖 F1-F3為選擇的短路點，選取基準(zhǔn)容量 =100MVA，由于在電力工程中，工程上習(xí)慣性標(biāo)準(zhǔn)一般選取基準(zhǔn)電壓?；鶞?zhǔn)電壓（kv） 10.5 37 115基準(zhǔn)電流（ka） 5.50 1.56 0.501 主變電抗計算SFSZ731500/110的技術(shù)參數(shù)X12* =( Ud1%/100)*(Sj/SB) =(10.75/100) *(100/40)= 0.269 X13* =(

42、Ud2%/100)*(Sj/SB) =(0/100) *(100/40)= 0 X14* =( Ud3%/100)*(Sj/SB) =(6.75/100) *(100/40)= 0.169 2 三相短路計算簡圖如圖4-2 圖4-2三相短路電流簡圖3 三相短路電流計算 1.110kv側(cè)三相短路簡圖，如圖4-3圖4-3 110kv側(cè)短路計算簡圖當(dāng)F1短路時 短路電流 穩(wěn)態(tài)短路電流的有名值 沖擊電流 短路全電流最大有效值 短路容量 2. 35kv側(cè)三項短路簡圖，如圖4-4 圖4-4 35kv側(cè)短路簡圖當(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 短路全電流最大有效值 短路容量 3. 10k

43、v側(cè)短路三相短路簡圖，如圖4-5。圖4-5 35kv側(cè)三相短路簡圖當(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 短路全電流最大有效值 短路容量 短路電流計算結(jié)果見表8 表8短路點基準(zhǔn)電壓（KV）穩(wěn)態(tài)短路電流有名值 （KA）短路電流沖擊值（KA）短路全電流最大有效值（KA）短路容量s（MVA）F11154.912.4957.399980F2374.5811.6806.922293.3F310.510.18425.9715.381185.25 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備選擇原則 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

44、和經(jīng)濟(jì)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(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運行方便和為今后擴(kuò)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(yuǎn)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 4、選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種； 5、擴(kuò)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)具有可靠的試驗數(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

45、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(hù)的動作時間加相應(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(hù)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5.2.1 110kv側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇短路參數(shù)： ich=9.84(kA); I=I=9.8(kA) Ue=110 KV Igmax=1.05Ie=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9計算數(shù)據(jù) LW14-110 U（KV）110

46、 Ue（KV） 110 Igmax(A)186.3 Ie(A)2000 (KA)9.51Ir(KA)31.5ich(KA)16.065idw(KA)809.82*0.5動穩(wěn)定校驗：Igmax=286.3(A)Ie ich=16.065 (kA) Idw=100 kA 動穩(wěn)定校驗合格。 熱穩(wěn)定校驗： 熱穩(wěn)定校驗合格。 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇： Ue=110 KV Igmax=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： Igmax=286.

47、3(A)Ie ich=16.065 (kA) Idw=55 kA 熱穩(wěn)定校驗： Qd=9.8*9.8*0.5 () Q承受=14*14*5 () Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。5.2.2 35kv側(cè)側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇短路參數(shù)：ich=11.68(kA); I=I=2.933(kA) Ue=35 KV Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=104(A) 35KV側(cè)斷路器的選擇：查設(shè)備手冊試選ZW23-35C型斷路器。表10計算數(shù)據(jù)ZW23-35CU（KV）35 Ue（KV）40.5 Igmax(A) 104Ie(A)1600 (KA)2.933 Ir(KA) 25ich(KA)

48、11.68idw(KA)63 2.9332*0.5252*4 動穩(wěn)定校驗： Igmax=104(A)Ie ich=11.68(kA) Idw=100 kA 動穩(wěn)定校驗合格。 熱穩(wěn)定校驗： Qk=2.9332*0.5 () Q承受=252*4 () Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。 35KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇： Ue=35 KV Igmax=104(A) 查設(shè)備手冊試選GW14-35（D）型隔離開關(guān)，參數(shù)如下： 額定電壓：Ue=35 KV 額定電流：Ie=1250A 動穩(wěn)定電流：Idw=40 kA 2S熱穩(wěn)定電流：16 kA 動穩(wěn)定校驗： Igmax=104(A)Ie ich=11.68(kA) Idw

49、=40 kA 動穩(wěn)定校驗合格。 熱穩(wěn)定校驗： Q承受=Irw*Irw*Trw=16*16*2 () Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗合格。 5.2.3 10kv側(cè)斷路器的選擇短路參數(shù)： ich=25.97(kA); I=I=1.852(kA) Ue=10 KV Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=242.8(A) 10KV側(cè)斷路器的選擇：由于10 KV選用為戶內(nèi)成套設(shè)備，根據(jù)廠家提供的型號，選空氣絕緣金屬鎧裝移開式KYN28型開關(guān)柜 斷路器型號為ZN63A-12/T1250A-31.5 其參數(shù)如下:額定電壓: Ue=12 KV 額定電流: Ie=1250 A 四秒熱穩(wěn)定電流: Irw4=31.5 kA 額定短路開斷電流：Ikd=31.5 kA 額定峰值耐受電流：Imax=Idw=80 kA 額定短路關(guān)合電流：80 kA 動穩(wěn)定校驗： Igmax=242.8(A)Ie ich=25.97(kA) Idw=100 kA