電氣工程類畢業(yè)設計

1、個人收集整理 勿做商業(yè)用途摘要本設計主要介紹了 220K V變電站綜合自動化的110KV出線保護設計的過程、原則、 方法等，利用現(xiàn)在廣泛采用的微機保護原理和整定的新方法進行配置。關于主接線部分的內容是基礎部分，主要介紹了主接線的形式，綜合比較各種接線 方式的特點、各自的優(yōu)缺點及變壓器的選擇原則等，根據(jù)任務書要求最終選擇滿足設計 任務的主接線方案。短路電流是非常重要的部分，它主要介紹了不同運行方式下的對稱 短路與不對稱短路計算的目的、原則、方法和具體的數(shù)據(jù)信息等，為設計中需要的高壓 電氣設備的選擇、整定、校驗等方面做準備，電氣設備的選擇及校驗主要是利用對稱短 路的計算結果進行高壓電氣設備 （ 斷

2、路器、隔離開關）的校驗。設計的專題部分，也是 利用短路計算的結果， 詳細闡述了繼電保護中配置的選擇、 整定和校驗的原則、 方法等， 具體有反映相間短路的電流電壓保護的整定計算與校驗 ; 反映接地故障的零序電流保護 的整定與校驗 .最后三章內容是設計的計算書部分，通過數(shù)據(jù)的形式對設計的要求和需要的參考值 等給以直觀的描述。關鍵詞 :綜合自動化 ,微機保護,繼電保護,整定與校驗Abstract個人收集整理 勿做商業(yè)用途The main design on the 220 KV substation automation 110 KV wit to protect the design proces

3、s, in principle， methods to take advantage of the currently widely used computer protection principle and the entire set of new methods for allocationOn the main wiring part of the contents of infrastructure, mainly on the main wiring in the form of Comprehensive comparison of different forms of con

4、nection characteristics， advantages and disadvantages of each option transformer principles, Under the mandate calls for a final choice on the design of the main tasks Connection program. Short circuit current is a very important part, It introduces a different mode of operation under the symmetric

5、and asymmetric short-circuit shortcircuit the purposes of the calculation， methods and specific data information for the design of the high voltage electrical equipment selectio，n tuning and testing and so on preparations Electrical equipment selection and verification is using symmetric short-circu

6、it the calculation results of high voltage electrical equipment (devices, disconnector) calibration 。 Part of the design feature, as well as the use of short circuit calculation， a detailed explanation of relay protection configuration choices ， Setting and checking the principles and methods, the s

7、pecific phase is reflected in the currentvoltage short circuit protection of the setting and calibration; Ground Fault reflect the zero sequence current protection of the setting and calibration文檔為個人收集整理，來源于網絡個人收集整理，勿做商業(yè)用途The final three chapters as is the design of computing, through data in the fo

8、rm of desig n requireme nts and the n eed to refere nee value give n visual descripti onKeywords: The synthetical automation ， PC protect , succeed electricity protection , adjusting and checking、八前言本設計書是根據(jù) 2010 年鄭州電力高等?？茖W?！半姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)”畢業(yè) 個人收集整理 勿做商業(yè)用途 設計任務要求進行編寫，介紹了電力系統(tǒng)規(guī)劃的設計的基本知識 , 包括設計原則、設計 步驟和計算方

9、法等。本書分為兩大部分：說明書和計算書，說明書主要對設計的原則、 要求及具體的方法以文本的形式來表達，是設計書的主要理論來源和設計基礎，計算書 通過對設計中涉及的出線保護的計算過程、方法等給以直觀的數(shù)值分析，設計以 220KV 變電站綜合自動化一110KV出線保護的設計為主線，將電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保 護、變電站綜合自動化等相關課程中的內容聯(lián)系起來，介紹了電力系統(tǒng)主接線設計、電 力網絡計算、短路計算及繼電保護整定計算的設計等內容，力求反映電力系統(tǒng)的控制、 微機繼電保護裝置、變電站綜合自動化等領域的知識。本設計書在設計過程中匯集了大量的資料 , 尤其對于現(xiàn)階段廣泛采用電力系統(tǒng)微機 保護中線

10、路保護整定計算的新方法和要求 , 進行了比較詳盡的闡述，體現(xiàn)了電力系統(tǒng)綜 合自動化的發(fā)展趨勢，由于時間倉促及水平有限，設計中不免有疏漏不足之處，懇請老 師批評指正！謝謝！編者：涂賽設計人： 涂賽2010。10。 30目錄第一章 電氣主接線選擇個人收集整理 勿做商業(yè)用途第一節(jié)概述5第二節(jié)主接線的接線方式選擇 6第二章主變壓器容量、臺數(shù)及形式的選擇 9第一節(jié)概述 9第二節(jié)主變壓器臺數(shù)的選擇 9第三節(jié)主變壓器容量的選擇10第四節(jié)主變壓器型式的選擇 10第三章主接線比較選擇 14第四章短路電流計算基礎 17第一節(jié)概述 17第二節(jié)短路計算的目的及假設仃第三節(jié)各種短路電流計算 19第五章 電氣設備的選擇

11、21第一節(jié)概述 21第二節(jié) 斷路器的選擇23第三節(jié) 隔離開關的選擇 25第四節(jié)互感器的選擇 26第六章 電力系統(tǒng)繼電保護 30第一節(jié)概述 30第二節(jié)繼電保護整定計算 30第三節(jié)相間短路的電流、電壓保護 33第四節(jié)零序電流保護 39第五節(jié) 斷路器失靈保護 42第七章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 44設 計 說 明 書第一章 電氣主接線選擇 第一節(jié) 概述 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接 受和分配電能的電路，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及 變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關 , 并且對電氣設備選擇、配電裝置、 繼電保護

12、和控制方式的擬定有較大影響 . 因此 , 必須正確處理好各方面的關系。 我國變電所設計技術規(guī)程 SDJ2-79 規(guī)定：變電所的主接線應根據(jù)變電所在電力 系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點及負荷性質等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈 活、操作方便和節(jié)約投資等要求 , 便于擴建。一、可靠性：安全可靠是電力生產的首要任務 , 保證供電可靠和電能質量是對主接 線最基本要求，而且也是電力生產和分配的首要要求 .1、主接線可靠性的具體要求 :（1）斷路器檢修時，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，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并 要求保證對一級負荷全部和大部分二級負荷的供電 ;（

13、3 ）盡量避免變電所全部停運的可靠性 .二、靈活性 : 主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。（1）為了調度的目的 , 可以靈活地操作 , 投入或切除某些變壓器及線路，調配電源 和負荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式 , 檢修方式以及特殊運行方式下的調度要求；（2）為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設備，進行安全 檢修，而不致影響電力網的運行或停止對用戶的供電；（3）為了擴建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時, 無論在一次和二次設備裝置等所需的改造為最小。個人收集整理 勿做商業(yè)用途三、經濟性 : 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟合理。（1）

14、投資?。褐鹘泳€應簡單清晰 , 以節(jié)約斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、 避雷器等一次設備的投資 ,要能使控制保護不過復雜 , 以利于運行并節(jié)約二次設備和控 制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設備或輕型電器；在終端或 分支變電所推廣采用質量可靠的簡單電器；（2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件 , 以節(jié)約用地和節(jié)省構架、 導線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。（3）電能損失少 : 經濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓 而增加電能損失。第二節(jié) 主接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它

15、以電源和出線為主體， 在進出線路多時（一般超過四回） 為便于電能的匯集和分配， 常設置母線作為中間環(huán)節(jié)， 使接線簡單清晰、 運行方便， 有利于安裝和擴建。 而本所各電壓等級進出線均超過四回， 采用有母線連接。1、單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝 置等優(yōu)點 , 但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）等故障或檢修時，均 需使整個配電裝置停電 . 單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍 需短時停電 , 在用隔離開關將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電 壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器 .

16、單母接線適用于：110200KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，3563KV,配電裝置的出線回路數(shù) 不超過3回，610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5回,才采用單母線接線方式,故不選 擇單母接線。2、單母分段用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路 ;有兩個電源供電. 當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關故障或檢修時, 該段母線的回路都要在檢修期間內停電 , 而出線為雙回時 , 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 , 擴建時需向兩個 方向均衡擴建，單母分段適用于：110KV-220KV配電裝置的出線回

17、路數(shù)為 34回,3563KV配電裝置的出線回路數(shù) 為48回，610KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。3、單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35110KV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。4、橋形接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它 可分為內橋和外橋接線。內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切除時，采 用內橋式接線 . 當變壓器故障時 , 需停相應的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD,不致引

18、起系統(tǒng)開環(huán)，有時增設并聯(lián)旁路隔離開 關以供檢修LD時使用。當線路故障時需停相應的變壓器。所以,橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu) 點，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。5、一個半斷路器（ 3/2）接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設備較多，占地 面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。6、雙母接線它具有供電可靠、調度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且 , 檢修另一母線時，不會停止 對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路

19、器時，不裝設“跨條” ，則該回路在檢修 期需要停電。對于，110K220KV輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時， 需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV220KV雙母線 接線的配電裝置中，當出線回路數(shù)達 7回，（110KV）或5回（220KV時，一般應裝設專 用旁路母線。7、雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大 , 兩個元件可完全分別接到 不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常 用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容 易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是

20、易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路， 占地面積較大 ,一般當連接的進出線回路數(shù)在 11回及以下時 ,母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及 調試） ，不中斷對用戶的供電，可增設旁路母線 ,或旁路斷路器 .當 110KV 出線為 7 回及以上， 220KV 出線在 4 回以下時 , 可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷 路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。第二章 主變壓器容量、臺數(shù)及形式的選擇第一節(jié) 概述在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，其擔任著向 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 , 同時兼顧電力系統(tǒng)負

21、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，否則，將造成經濟技 術上的不合理。 如果主變壓器容量造的過大， 臺數(shù)過多，不僅增加投資， 擴大占地面積 , 而且會增加損耗， 給運行和檢修帶來不便， 設備亦未能充分發(fā)揮效益； 若容量選得過小， 可能使變壓器長期在過負荷中運行，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絡經濟運行的保證。在生產上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器 等, 在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前 提下, 要考慮到經濟性來選擇主變壓器。選擇主變壓

22、器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的 臺數(shù)及容量。第二節(jié) 主變壓器臺數(shù)的選擇由原始資料可知 , 我們本次所設計的變電所是市郊區(qū) 220KV 降壓變電所 ,它是以 220KV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至110KV及10KV母線上。若全所停電后， 將引起下一級變電所與地區(qū)電網瓦解，影響整個市區(qū)的供電 , 因此選擇主變臺數(shù)時，要 確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性 , 避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝 設兩臺主變壓器。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網 絡較復雜，且投資增大 , 同時增大了占用面積，和配電設備及用電保護

23、的復雜性 , 以及帶 來維護和倒閘操作等許多復雜化。 而且會造成中壓側短路容量過大， 不宜選擇輕型設備。 考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變 壓器故障或者檢修時， 另一臺主變壓器可承擔 70的負荷保證全變電所的正常供電。 故 選擇兩臺主變壓器互為備用 , 提高供電的可靠性 .第三節(jié) 主變壓器容量的選擇主變容量一般按變電所建成近期負荷，510年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應當與城市規(guī)劃相結合，該所近期和遠期負荷都給定，所以應按近期和遠期總負荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負荷 的性質和電網結構來確定主變壓器

24、的容量，對于有重要負荷的變電所 , 應考慮當一臺變 壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力后允許時間內，應保證用戶的一級和二級負 荷，對一般性能的變電所 , 當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應保證全部負荷的 70%80%。該變電所是按 70%全部負荷來選擇。 因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量 為：刀se = 2(0.7PM ) = 1.4PM。當一臺變壓器停運時，可保證對 60%負荷的供電 , 考慮變壓器的事故過負荷能力為 40%,則可保證98%負荷供電，而高壓側220KV母線的負荷不需要通過主變倒送，因為， 該變電所的電源引進線是220KV側引進。其中，中壓側及低壓側全部負荷需經主變

25、壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量應選擇為：Se = 0.7 (sn +sm)0第四節(jié) 主變壓器型式的選擇一、主變壓器相數(shù)的選擇當不受運輸條件限制時，在 330KV以下的變電所均應選擇三相變壓器。而選擇主 變壓器的相數(shù)時 , 應根據(jù)原始資料以及設計變電所的實際情況來選擇0單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大 , 同時配電裝置以及斷電保 護和二次接線的復雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量0本次設計的變電所，位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，交通便利，不受運輸?shù)臈l件限制 而應盡量少占用稻田、丘陵，故本次設計的變電所選用三相變壓器 .二、繞組數(shù)的選擇在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器

26、的各側繞組的功率均達到該變壓 器容量的 15%以上,或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備，主變宜采個人收集整理 勿做商業(yè)用途 用三繞組變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器 都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量 及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產及制造中三繞組變壓器有 : 自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。 自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼 電保護和通訊 , 并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的 聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當

27、高壓側發(fā)生過電壓時，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公 共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側電網發(fā)生過電壓波時，它同樣進入串聯(lián)繞 組，產生很高的感應過電壓。由于自耦變壓器高壓側與中壓側有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點，并直接接地 . 因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同 . 自耦變壓器，高中壓側的零序電 流保護，應接于各側套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設計的變電所 所需裝設兩臺變壓器并列運行。電網電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器 , 其兩臺 自耦變壓器的高、中壓側都需直接接地，這樣就會影響調度的靈活性和零序保護的可靠 性. 而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知 , 該

28、所的電壓波動為± 8，故不選擇自 耦變壓器。分裂變壓器 :分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20,分裂變壓器 , 雖然它的短路阻抗較 大，當?shù)蛪簜壤@組產生接地故障時 , 很大的電流向一側繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中 失去磁勢平衡，在軸向上產生巨大的短路機械應力。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電 時, 如果兩端負荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓 器適用兩端供電負荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設計的變電所， 受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。普通三繞組變壓器：價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調試靈活

29、, 滿足各種繼電保護的需求。又能滿足調度的靈活性 , 它還分為無激磁調壓和有載調壓兩 種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。它的供電可靠性也高。所以，本次設計的變 電所，選擇普通三繞組變壓器 .三、主變調壓方式的選擇個人收集整理 勿做商業(yè)用途為了滿足用戶的用電質量和供電的可靠性， 220KV 及以上網絡電壓應符合以下標 準：樞紐變電所二次側母線的運行電壓控制水平應根據(jù)樞紐變電所的位置及電網電 壓降而定,可為電網額定電壓的11.3倍，在日負荷最大、最小的情況下，其運行電壓 控制在水平的波動范圍不超過 10，事故后不應低于電網額定電壓的 95%。電網任一點的運行電壓，在任何情況下嚴禁超過電網最高電

30、壓，變電所一次側 母線的運行電壓正常情況下不應低于電網額定電壓的95% 1 00%。調壓方式分為兩種 , 不帶電切換 , 稱為無激磁調壓，調整范圍通常在± 5以內，另 一種是帶負荷切換稱為有載調壓，調整范圍可達 30%。由于該變電所的電壓波動較大 , 故選擇有載調壓方式，才能滿足要求。四、連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致 , 否則不能并列運行。五、容量比的選擇由原始資料可知，110KV中壓側為主要受功率繞組，而 10KV側是無功補償裝置，所 以容量比選擇為： 100/100/50.六、主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風

31、冷卻 , 強迫油循環(huán)水 冷卻.自然風冷卻 : 一般只適用于小容量變壓器。強迫油循環(huán)水冷卻 , 雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點。但是它要 有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。所以，選 擇強迫油循環(huán)風冷卻 .為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電,220KV變電所中一般裝設兩臺或兩臺以上主變壓器 . 當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有 所提高，但接線網絡，配電設備 , 用電保護較復雜，且投資增大?？紤]到兩臺主變同時 發(fā)生故障機率小， 因此可采用兩臺， 選擇容量時應滿足當一臺主變壓器故障或者檢修時， 另一臺主變壓器可承擔

32、70的負荷保證全變電所的正常供電 .個人收集整理勿做商業(yè)用途選擇兩臺容量為120MVA勺主變,主變總容量為240MVA主變主要起通過高中繞組從 220, 110KV側傳送功率(35MVA至低繞組10KVA則， 并在110KV側電源故障時，通過高壓繞組從 220KVA則無窮大系統(tǒng)傳送120MVA最大)支 援因此，可選擇容量比為100/100/50.本設計主變?yōu)榇笮妥儔浩?，發(fā)熱量大 ，散熱問題不可輕佻，強迫油循環(huán)冷卻效果較 好，再根據(jù)變電站建在郊區(qū)，通風條件好，可選用強迫油循環(huán)風冷卻方式。七. 變壓器的技術參數(shù)根據(jù)以上條件選擇，確定采用西安變壓器廠型號為SFPSZ7-120000/220的220K

33、V三繞組有載調壓電力變壓器，器具體參數(shù)如下型號SFPSZ120000/220聯(lián)接組標號YN,y n,d11空載電流0。56額定電壓(KV)咼壓中壓低壓220± 8X 1。25%12110.5額定容量MVA12012060阻抗電壓%咼_中咼一低中一低13.2422。517。85型號中個符號表示意義:從左至右S:三相F:風冷卻P:強迫油循環(huán)S:三繞組Z:有載調壓7:性能水平號120000:額定容量220:電壓等級個人收集整理勿做商業(yè)用途第三章主接線比較選擇由設計任務書給定的負荷情況：220kV出線6回,110kV出線9回，10kV出線8回(其該變電所主接線可以采用以下兩種方案進行比較：萬

34、案一220KV采用雙母帶旁路母線接線方式,110KV也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)電 力工程電氣設計手冊第一冊可知,220KV出線5回以上，裝設專用旁路斷路器,考慮到 220KV近期6回，裝設專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器.根據(jù)電力工程電氣設計手冊第一冊可知，110KV出線為7回及以上時裝設專用旁路斷路器。而由原始資料可知，110kV出線9回,裝設專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器 10kV出線8回，可采用單母分段接線方式.Tnumuj、F 、F -'八回出線方案一的接線特點：1) 220KV 110KV均采用雙母帶旁路接線方式，并且設置專用旁路斷路器，使檢修 或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行

35、方式，及不致影響供電可靠性。2) 10K V采用單母線分段，可以使重要負荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較咼。個人收集整理勿做商業(yè)用途萬案一220KV側按SDJ2220500KV變電所設計技術規(guī)程規(guī)定，220KV配電裝置出線 在4回及以上時，宜采用雙母線及其他接線。110KV出線9回，可采用雙母線接線方式，出線斷路器檢修時，可通過“跨條”來 向用戶供電而任一母線故障時，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機率較小，故 不考慮。10KV采用單母線分段，可以使重要負荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較個人收集整理 勿做商業(yè)用途方案二的接線的特點：1) 220KV采用雙母線接線方式時,該接線變壓

36、器接在不同的母線上，負荷分配均勻, 調度靈活方便，運行可靠性高 , 任一母線或母線上的設備檢修，均不需掉線路。2 ) 110KV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后 能盡快恢復供電，母線和母線設備檢修時可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障 后，能迅速恢復供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關時需要停電。3) 10KV采用單母線接線方式，10K V采用單母線運行時，操作不夠靈活、可靠， 任一元件故障或檢修，均需使整個配電裝置停電.比較：方案一中220KV 110KV都采用 雙母帶旁路，并且設計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母線接線的固 有運行方式，及不

37、致影響供電可靠性?？煽啃愿哂诜桨付?，但方案二中220KV 110KV都 采用雙母線，負荷分配均勻，調度靈活方便，可靠性也較高，但10KV采用單母線運行時， 操作靈活性差、供電可靠性不高 , 任一元件故障或檢修 , 均使整個配電裝置停電。其可靠 性不如方案一。因此，任務設計中均顯不適。綜觀以上兩種主接線的優(yōu)缺點,根據(jù)設計任務書的原始資料可知該變電所 220KV和 110KV等級應采用雙母線帶旁路接線方式，10KV等級采用單母線分段接線方式。比較：方案二所用的斷路器、隔離刀閘比方案一少，其的經濟性略低于方案一， 但方案二中10KV側的供電可靠性差，方案一 10KV側的可靠性明顯高于方案一，故不采

38、用方案二；方案二中220KV 110K V都采用雙母線，并且110KV側能夠保證一二類負荷 的可靠性， 方案一設計專用的旁路斷路器 , 使檢修或故障時 , 不致破壞雙母線接線的固有 運行方式 , 及不致影響供電可靠性，可靠性高于方案二，但經濟性低于方案一 , 根據(jù)原始 資料，方案一滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經濟性 , 方案一更適合于本次設計 的要求，故選擇方案一。個人收集整理 勿做商業(yè)用途第四章 短路電流計算基礎第一節(jié) 概述在電力系的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運 行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對 用戶的正常供電

39、和電氣設備的正常運行。短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地 （對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路 , 兩相接地短路和單相接 地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其 他類型的短路都是不對稱短路 .電力系統(tǒng)的運行經驗表明，在各種類型的短路中 , 單相短路占大多數(shù)，兩相短路較 少，三相短路的機會最少 . 但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應給以足夠的重 視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩(wěn)定性。第二節(jié) 短路計算的目的及假設一、短路電流計算是變電所電

40、氣設計中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算目的是：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）在選擇電氣設備時，為了保證設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）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導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）按接地裝置的設計 , 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，應按工程個人收集整理

41、 勿做商業(yè)用途的設計規(guī)劃容量計算，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，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 , 而不應按僅在 切換過程中可能并列運行的接線方式 .2）選擇導體和電器用的短路電流 , 在電氣連接的網絡中，應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）選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方 式時短路電流為最大的地點 .4）導體和電器的動穩(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 ;

42、3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設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 .四、基準值高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方 便選取如下基準值 :基準容量 :Sj = 100MVA基準電壓： Vg（KV） 10.5 115 230五、短路電流計算的步驟1）計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下 ;2）給系統(tǒng)制訂等值網絡圖；3）選擇短路點；4）對網絡進行化簡，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

43、出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值 .標幺值 :Id * = 錯誤 !有名值： Idi = Id*Ij5）計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量:S =錯誤!Vjl ?短路電流沖擊值：Icj = 2。55I?6）列出短路電流計算結果具體短路電流計算具體見計算說明書。第三節(jié)各種短路電流計算一。系統(tǒng)運行方式的確定最大、最小運行方式的選擇，目的在于計算通過保護裝置的最大、最小短路電流。 在線路末端發(fā)生短路時，流過保護的短路電流與下列因素有關：1）系統(tǒng)的運行方式，包括機組、變壓器、線路的投入情況，環(huán)網的開環(huán)閉環(huán)，平 行線路是雙回運行還是單回運行.2）短路類型。3）電流分配系數(shù)。二、

44、短路電流的計算短路電流的計算是繼電保護整定的依據(jù)，所以我們必須加以重視。1）整定計算的要求選擇規(guī)定的運行方式；2）確定短路段及短路類型；3）對確定的短路點經過網絡的合并，化簡求出歸算到短路點的各序綜合阻抗 X1X2、 X。；4）短路類型及電力系統(tǒng)故障的知識求出短路點的總電流 ；5）按網絡結構求出流過被整定保護裝置的短路電流 .a三相短路電流的計算：(3)1d*Id Id* ljX1 *其有名值為:I d*（3）系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流標幺值Id一系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流有名值X1 *-歸算到短路點的綜合正序等值電抗以下為簡便起見，省略下標b兩相短路電流的計算：(2)

45、 dXi1X2X2 歸算到短路點的負序綜合電抗Id-兩相短路時短路點的全電流其各序分量電流值為：diIdIdi，Id2一分別為；兩相短路時,短路點短路電流的正負序分量 c兩相接地短路電流計算：(1,1)I dX2 X。(X Xo)2.(1,1)I d1Id(1,1)-兩相短路接地時，短路點故障相全電流Id1(1,1)兩相短路接地時，短路點的正序電流分量I (1,1)I d11X1 X1/X。I(1,1)I d2I(1,1)I d1XoI(1,1)Id0I(1,1)I d1X2I d2(1,1) ,I d0(1,1)-分別為兩相接地短路時的負序和零序電流分量 d單相接地短路電流的計算： 短路點各

46、序分量電流為：(1) di(1)d212xiXo短路點故障的全電流為:Id31di第五章電氣設備的選擇第一節(jié)概述導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接 線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況 在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的 電氣設備。電氣設備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經 濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經濟運行的 需要。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高

47、壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情 況下保持正常運行。一、一般原則1）應滿足正常運行、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）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應力求技術先進和經濟合理；4）選擇導體時應盡量減少品種；5）擴建工程應盡量使新老電器的型號一致；6）選用的新品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經正式鑒定合格。二、技術條件1、按正常工作條件選擇導體和電氣1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax不得低于回路所接電網的最高運行電壓Vgmax即 Vymax > Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定電壓在220K V及以下時為1。15Ve

48、,而實際電網運行的Vgmax般不超過1.1Ve。2）電流導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Qo下，導體和電器的長期允許電流Iy應不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 Igmax即 Iy > Igmax由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變,故其相應回路的Igmax = 1°05Ie（Ie 為電器額定電流）。3）按當?shù)丨h(huán)境條件校核當周圍環(huán)境溫度Q和導體額定環(huán)境溫度Qo不等時，其長期允許電流Iy Q可按下式 修正/ 9 y- 9IyQ = Iy Y779。= Kiy基中K 修正系數(shù)Q y導體或電氣設備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產的電氣設備的額定環(huán)境溫度Q。= 40 

49、6;C ,裸導體的額定環(huán)境溫度為+25°C。2、按短路情況校驗電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時， 可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。1）短路熱穩(wěn)定校驗Qk .< Qn滿足熱穩(wěn)定條件為'Ir2tk < Ir 2tQk 短路電流產生的熱效應Qn 短路時導體和電器允許的熱效應In t秒內允許通過的短時熱電流驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間：tk = tp葉tbrtpr -斷電保護動作時間tbr -相應斷路器的全開斷時間2）短路的動穩(wěn)定

50、校驗滿足動穩(wěn)定條件為：icj< idwIIcj< IdfIcj -短路沖擊直流峰值（KA）Icj -短路沖擊電流有效值（KA）idw、Idw 電器允許的極限通過電流峰值及有效值（KA）第二節(jié)斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運 行時,用來接通和開斷負荷電流，在某所電氣主接線中，還擔任改變主接線的運行方式的 任務，故障時，斷路器通常繼電保護的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型 式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器,可靠性

51、更好，維護工作量更少，滅弧性 能更高，目前得到普遍推廣,故35220KV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應于 10KV電壓等級，10KV采用真空斷路器。1、按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流INbr應不小于其觸頭開始分離瞬間（td ）的短路電流 的有效值le（td）IP: INbr >Iz （KA）INbr 高壓斷路器額定開斷電流（KA）Iz 短路電流的有效值（KA）2、短路關合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，個人收集整理勿做商業(yè)用途且斷路器在關合短路電

52、流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流 為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器額定關合電流iNcl不應小于短路電流最 大沖擊值。即：idw > icjiNcl 斷路器額定關合電流idw 額定動穩(wěn)定電流icj 短路沖擊電流3、關于開合時間的選擇對于110KV及以上的電網，當電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜 大于0。045s,用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間大于0。04 0.06s 。所選220KV斷路器的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額定 開斷 電流/KA額定 關合 電流 峰值/KA動 穩(wěn)電 流峰值/KA4s熱穩(wěn)定 電流/KA固有分閘 時間/s燃弧時

53、間/sLW220/3150220315050100100500.0360.05所選110KV負荷出線側斷路器的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額定開斷電流/KA額定關 合電流 峰值/KA動穩(wěn)電流峰值/KA4s熱穩(wěn)定電流/KA固有分閘 時間/s燃弧時間/sSW4-110/110125031。5808031。50。050。051250LW14-110/2000110200031。5808031.50.0250。05所選10K V側斷路器的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額定開斷電流/KA額定關 合電流 峰值/KA動穩(wěn) 電流峰 值/KA4s熱穩(wěn)定電流/KA固有分閘 時間/s燃弧時間/sSN1 1

54、01/10001010002& 97171290。060。05第三節(jié)隔離開關的選擇隔離開關,配制在主接線上時，保證了線路及設備檢修形成明顯的斷口，與帶電部 分隔離，由于隔離開關沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關時，必須遵循倒 閘操作順序隔離開關的配置：1）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電 源側隔離；2）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，為了保證電器和母線 的檢修安全，每段母上宜裝設1-2組接地刀閘或接地器。63KV及以上斷路器兩側的隔離 開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘

55、。應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘的隔離開 關；4） 按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關；5）當饋電線的用戶側設有電源時，斷路器通往用戶的那一側，可以不裝設隔離開關,個人收集整理勿做商業(yè)用途但如費用不大，為了防止雷電產生的過電壓，也可以裝設所選220KV隔離開關的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額疋動穩(wěn)疋電流峰值/KA額定熱穩(wěn)定電流/KAGW7-220DW22016008031。5所選110KV隔離開關的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額疋動穩(wěn)疋電流峰值/KA額定熱穩(wěn)定電流/KAGW4-11011010008025GW5-110110200010031。5所選10K V隔離開關的參數(shù)型號額定電壓/KV額定電流/A額疋動穩(wěn)疋電流峰值/KA額定熱穩(wěn)定電流/KAGN2-11010300010050第四節(jié)互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電 ，正確反映電氣設備的正常 運行和故障情況，其作用有：1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量 儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結