變電站設(shè)計畢業(yè)論文

1、 110/35/10kV變電站設(shè)計摘 要 隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計和配置。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟合理、擴建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計了一個降壓變電站,此變電站有三個電壓等級：高壓側(cè)電壓為110kV,有二回線路；中壓側(cè)電壓為35kV,有八回出線；低壓側(cè)電壓為10kV,有十回出線。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進行合理的選型。本設(shè)計選擇選擇兩臺SFSZ10-63000/110主變壓器，其他設(shè)備如站用變，斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，高壓熔斷器

2、，電壓互感器，無功補償裝置和繼電保護裝置等等也按照具體要求進行選型、設(shè)計和配置，力求做到運行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟合理，具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。關(guān)鍵字：變電站 , 設(shè)計 , 變壓器 AbSTRACT As the continuous development of Industrial Era, peoples demand of power supply increases rapidly, particularly on the stability, reliability and sustainability of power sup

3、ply. However, those characters of the grid often depend on the rational design and configuration of transformer substation. The equipment of a typical transformer substation is required to satisfy the need of reliable and flexible operation as well as economical and convenient expansion. Take all th

4、e factors into considerations, this paper designed a step-down substation, the substation has three voltage levels: high side voltage of 110kV, two back lines; the pressure side of the voltage of 35kV, and eight back outlet; low side voltage to 10kV, with 10 returned to qualify. At the same time the

5、 main equipment for the substation reasonable selection. The design choices selected two SFSZ10-63000/110 main transformer and other equipment such as station Transformer, circuit breaker, disconnecting switch, current transformers, high voltage fuses, voltage transformers, reactive power compensati

6、on devices and protection equipment, etc. also in accordance with the specific requirements of selection, design and configuration, tried to be reliable, simple, convenient, economical, with possibility of extension of time and changing the operating mode flexibility. Make it more fitting real, more

7、 practical significance.KEY WORDS：Substation , design , transformerI第1章 前 言 隨著現(xiàn)代化進程的快速推進，電力工業(yè)發(fā)展水平和電氣化程度是國家國民經(jīng)濟發(fā)展的重要標志。我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入了大機組、大電廠、大電網(wǎng)、超高壓、自動化、信息化發(fā)展的新時期。隨著人們對電能的需求量日益增加，電能由發(fā)電廠發(fā)出要經(jīng)過變壓器變壓供給用戶，這時變電所就成為了發(fā)電廠到用戶的媒介。這樣就必須合理的規(guī)劃變電所，以保證向用戶可靠、安全的供電。本次設(shè)計題目為“郊區(qū)110kV變電站初步設(shè)計”，包括：110kV降壓變電站電氣主接線設(shè)計；選擇確定主變壓器的型

8、號、容量；短路電流計算；主要電器設(shè)備選擇、校驗（包括母線，斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，避雷器，熔斷器等）；配電裝置的設(shè)計；防雷接地的計算。 為了使變電所順利完成變電、輸配電任務(wù)，主接線設(shè)計要滿足供電可靠性、運行的靈活性和經(jīng)濟性、先進性等項基本要求。 根據(jù)負荷的大小確定既經(jīng)濟又實用的變壓器，通過進行變電所短路電流計算，有助于我們選擇能安全、可靠工作又經(jīng)濟的電氣設(shè)備，也有助于設(shè)計和選擇屋內(nèi)、屋外配電裝置。當變電所在運行時出現(xiàn)故障時而不間斷地對、類負荷供電，就要對變電所的設(shè)備，尤其是對主要設(shè)備進行相應(yīng)的保護，對變電所進行防雷接地計算和利用WBZ-500H微機型變壓器保護裝置對變壓器進行

9、相應(yīng)的保護計算，從而保證變電所安全、經(jīng)濟地供電。第2章 電氣主接線設(shè)計電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密

10、的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其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，發(fā)電廠、變電站主接線應(yīng)合理。2.1 原始資料變電所類型：110kV降壓變電所電壓等級：110/35/10kV負荷情況：35kV側(cè)：最大負荷50MW，最小負荷35MW，=5300小時，=0.85 10kV側(cè)：最大負荷15MW，最小負荷12MW，=5300小時，=0.85 負荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電出線情況：110kV側(cè)：2回（架空線） LGJ185/30km 35kV側(cè)：8回（架空線） 10kV側(cè)：10回（電纜）系統(tǒng)情況

11、：系統(tǒng)經(jīng)雙回給變電所供電; 系統(tǒng)110kV母線短路電流標幺值為25（=100MVA）環(huán)境條件：最高溫度400C，最低溫度-250C，年平均溫度200C；土壤電阻率歐姆 當?shù)乩妆┤?40日/年2.2 主接線要求 主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，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，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接

12、線設(shè)計的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。（一）主接線的設(shè)計依據(jù)1) 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。2) 變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。3) 負荷的大小和重要性，一級負荷必須設(shè)兩個獨立電源供電；二級負荷一般也設(shè)兩個獨立電源供電；三級負荷一般只設(shè)一個電源供電。4) 系統(tǒng)備用容量大小。5) 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。（二）主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準

13、繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。（三）主接線設(shè)計的基本要求1） 運行可靠。斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和 停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2） 具有一定的靈活性。主接線正常運行時可以根據(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，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。3） 操作應(yīng)盡可能簡單、方便。

14、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)濟上合理。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行 費用小，占地面積最少，使其盡地發(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 擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。6） 變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性 質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.3 高壓配

15、電裝置的基本接線及適用范圍（一） 單母接線 優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部母線仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電2。圖1.1 單母接線圖 適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機和一臺主變壓器以下三種況：（1）6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；（2）35-63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；（3）110-220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。（2） 單母分段接線 優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要

16、用戶可以從不同斷引出兩個回路由兩個電源供電；（2）當一段母線發(fā)生故障，分開母聯(lián)斷路器，自動將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。圖1.2 單母分段接線圖 缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；（2）當出現(xiàn)為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；（3）擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：（1）6-10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；（2）35-63kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；（3）110-220kV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時。（三） 雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)得到換操作，可以輪流檢修一

17、組母線而不致使供電一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路；（2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要；（3）擴建方便。向雙母線的任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母分段那樣導致出線交叉跨越；（4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路斷開，單獨接至一組母線上。圖1.3 雙母線接線圖 缺點：（1）增加一組母線時每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)；（2）當母線故障或檢修時，隔離

18、開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置；（3）當饋出線斷路器或線路側(cè)隔離開關(guān)故障時停止對用戶供電。當出線回路數(shù)和母線上的電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：（1）610kV配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時；（2）3563kV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時；或連接的電源較多、負荷較大時；（3）110220kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時；或當110220 kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，

19、出線回路數(shù)為4回及以上時。（四） 雙母線分段接線圖1.4 雙母線分段接線圖雙母線分段接線不僅具有雙母線接線的各種優(yōu)點，并且任何時候都有備有母線。雙母線分段接線比雙母線接線的可靠性更高，有較高的可靠性和靈活性。雙母線分段接線比雙母線接線增加了兩臺斷路器，投資有所增加。適用范圍：610kV配電裝置中，當進出線回路數(shù)或母線上電源較多，功率較大時；220500kV大容量配電裝置中；發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配電裝置中。（五）帶旁路母線的接線 圖1.5 帶旁路母線的單母線分段接線圖 圖1.6 帶旁路母線的雙母線接線圖當檢修短路器時，將迫使用戶停電。尤其是電壓為35kV以上的線路輸入電功率較大，短路器檢修需要時間

20、較長，會帶來較大的經(jīng)濟損失，為此可增設(shè)旁路母線，可以保證重要用戶的供電。 優(yōu)點：可靠性和靈活性高，供電可靠。缺點：接線較為復(fù)雜，且操作復(fù)雜，投資較多。適用范圍：當110kV出現(xiàn)在6回及以上時，220kV在4回及以上時，多數(shù)線路為向用戶單供，不允許停電，及接線條件不允許斷路器停電檢修時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線，在不允許停電檢修斷路器的殊殊場合下設(shè)置旁路母線。（六）變壓器線路單元接線。 圖1.7 變壓器線路單元接線圖 優(yōu)點：接線簡單，設(shè)備少，操作簡單。 缺點：線路故障或檢修時，變壓器必須停運；變壓器故障或檢修時，線路必須停運。適用范圍：只有一臺變壓器和一回線路時。（七） 橋形接線：分為內(nèi)

21、橋和外橋兩種。 圖1.7 內(nèi)橋接線 圖1.8 外橋接線 內(nèi)橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四回路只需三臺斷路器，線路的投入和切除比較方便。 缺點：變壓器的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，切換主變時一回線路暫時停運；出線斷路器檢修時，線路需長時間停運；連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。 適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器容量不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 外橋接線：連接橋斷路器接在線路斷路器的外側(cè)。 優(yōu)點：設(shè)備少，且變壓器的投入和切除比較方便。 缺點：線路的投入和切除較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，切換線路時一臺變壓器暫時停運；變壓器側(cè)斷路器

22、檢修時，變壓器需較長時間停運；連接橋斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。 適用范圍：容量較小的變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較低的情況，當電網(wǎng)中有穿越功率經(jīng)過變電所時，也可采用此種接線。（8） 角形接線：由于保證接線運行的可靠性，以采用35角為宜。 優(yōu)點：投資少，斷路器數(shù)等于回路數(shù)；在接線的任一段發(fā)生故障時，只需切除這一段及其相連接的元件，對系統(tǒng)影響較小；接線成閉合環(huán)形，運行時可靠、靈活；每回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器時都不致中斷供電；占地面積小。缺點：在開環(huán)、閉環(huán)兩種運行狀態(tài)時，各支流通過的電流差別很大，使電器選擇困難，并使繼電保護復(fù)雜化，且不便于擴建。 適用范

23、圍：出線為35回且最終規(guī)模較明確的110kV以上的配電裝置中。綜上所述八種接線形式的優(yōu)缺點，結(jié)合原始資料所給定的條件進行分析，擬定主接線方案。2.4 電氣主接線的選擇（一） 110kV側(cè)主接線：110kV只有2回出線，雙回供電，進線輸電距離較長，且作為降壓變電所，110kV側(cè)無穿越功率，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟性來定，110kV部分適用的接線方式為單母線分段接線和內(nèi)橋接線兩種。（二） 35kV側(cè)主接線：35kV側(cè)有8回出線，可采用的主接線接線有：單母線分段接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線。雙母線及單母線分段帶旁路接線，供電可

24、靠性高，任一回路開關(guān)故障或檢修，或任一母線故障或檢修，都不影響用戶停電，但是倒閘操作復(fù)雜，造價高。單母線分段接線接線簡單，操作方便，便于擴建，造價低，可以提高供電可靠性和靈活性?，F(xiàn)在35kV斷路器普遍采用真空斷路器或六氟化硫斷路器，檢修周期長，故障后維修時間較短，負荷性質(zhì)為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電，出線多為下級變電所雙回供電，故我們采用單母線分段接線。（三） 10kV側(cè)主接線本所10kV出線共10回線路，對于10kV系統(tǒng)，出線回路數(shù)在6回及以上時，宜采用單母線分段接線，本變電所10kV用戶負荷較輕，負荷性質(zhì)為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電，故采用單母線分段接線。有以上看出，主接線方案有兩種：方案一：

25、110kV側(cè)主接線為內(nèi)橋接線；35kV側(cè)主接線為單母線分段接線；10kV側(cè)主接線為單母線分段接線。方案二：110kV側(cè)主接線為單母線分段接線；35kV側(cè)主接線為單母線分段接線；10kV側(cè)主接線為單母線分段接線。 主接線方案的確定兩方案35kV、10kV側(cè)主接線相同，110kV側(cè)主接線不同，故只比較110kV側(cè)即可（1）主接線方案的可靠性比較：方案I：采用內(nèi)橋接線，當一條線路故障或切除時，不影響變壓器運行，不中斷供電；橋斷路器停運時，兩回路將解列運行，亦不中斷供電。任一主變故障或切除時，本側(cè)線路斷路器和橋斷路器需短時停運。接線簡單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯。

26、方案II：采用單母線分段接線，任一臺變壓器或線路故障或停運時，不影響其它回路的運行；分段斷路器停運時，兩段母線需解列運行，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。（2）主接線方案的靈活性比較方案I：主變的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，誤操作的可能性大，擴建方便。線路的投入和切除比較方便。方案II：可以靈活地投入和切除線路及變壓器，誤操作可能性小，而且便于擴建。（3）主接線方案的經(jīng)濟性比較將兩方案主要設(shè)備比較列表如下：表1.1 主接線方案的經(jīng)濟性比較項目方案110kV斷路器（臺）110kV隔離開關(guān)（組）I38II510從上表可以看出，方案I比方案II少兩臺110kV斷路器、兩組110kV隔離開

27、關(guān)，所以說方案I 比方案II綜合投資少。（四） 主接線方案的確定綜上所述，在可靠性上方案II優(yōu)于方案I，靈活性上方案II優(yōu)于方案I，在經(jīng)濟性上方案II遠不如方案I。 結(jié)合原始資料：該變電所為110kV終端降壓變電所，110kV母線無穿越功率，110kV出線2回，主變故障幾率很小,主變檢修操作次數(shù)少,35kV負荷較多，對供電可靠性方面要求較高，但現(xiàn)在35kV、10kV全為真空斷路器，停電檢修的幾率極小，再加上電網(wǎng)越來越完善，雙電源供電方案的實施，第I方案在可靠性和靈活性上完全可以滿足要求，第II方案增加的投資有些沒必要。經(jīng)綜合分析，決定選第I方案為最終方案，即110kV系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線、35kV

28、、10kV系統(tǒng)為單母線分段接線。第3章 主變壓器的選擇3.1 主變壓器臺數(shù)的確定（一）主變臺數(shù)確定的要求：1) 主變壓器的臺數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等綜合因素考慮確定。2) 對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。3) 對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。4) 在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，當技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。根據(jù)以上準則和現(xiàn)有的條件確定選用兩臺主變壓器。3.2 主變壓器容量的確定（一） 負荷計算 在最大負荷水平下主變的負荷：

29、=50/0.85=58.82 MVA =15/0.85=17.65 MVA =58.82+17.65=76.47 MVA 在最小負荷水平下主變的負荷：=35/0.85=41.18 MVA =12/0.85=14.12 MVA =41.18+14.12=55.30 MVA（二） 容量選擇 主變壓器容量一般按510年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期的負荷發(fā)展。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。設(shè)每年負荷增長率為5%，則 =（1+5%）5 =76.47 1.28=97.60 MVA 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。當一臺主變壓器停運

30、時，其余主變壓器的容量在設(shè)計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級負荷或保證全部負荷的6070%。 對于使用兩臺變壓器的變電所其額定容量可按下式確定變壓器的額定容量： 0.697.60=58.56MVA故選用63MVA變壓器。3.3 主變壓器參數(shù)的確定（1） 相數(shù)的確定：在330kV及以下的變電所中，一般選用三相變壓器。（2） 繞組數(shù)的確定：有三種電壓等級的變電所宜采用三繞組變壓器。（3） 繞組接線組別的確定：110kV及以上電壓均采用“YN”及中性點引出并直接接地；35kV以下的電壓，變壓器繞組都采用連接；35kV作為高、中壓側(cè)時都可能采用“Y”形接線，其中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地。

31、（4） 結(jié)構(gòu)形式的比較：變電所的三繞組變壓器，以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主，向低壓側(cè)供電為輔，則選降壓型。（5） 冷卻方式的選擇：電力變壓器的冷卻方式，隨其型式和容量不同而異，選擇普通型強迫空氣冷卻的變壓器（風冷式）。 參考電力工程電氣設(shè)備手冊選擇三相三繞組、有載調(diào)壓、風冷式變壓器兩臺，型號為：SFSZ10-63000/110型。所選變壓器主要技術(shù)參數(shù)如下表：表2.1 變壓器主要技術(shù)參數(shù)型號電壓組合(kV)連接組標號空載損耗(KW)負載損耗(KW)空載電流(%)短路阻抗(%)容量分配（%）高壓中壓低壓SFSZ10-63000/11011081.25%38.522.5%10.5YNyn0d1159.

32、3255.01.0高-中10.5高-低17.5中-低6.5100100503.4 所用變壓器的選擇（一）所用臺數(shù)的確定：對大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。（二）所用變?nèi)萘康拇_定110kV變電站站用負荷較小，可選擇100kVA變壓器。（三） 站用變型式的選擇 考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：表2.2 站用變參數(shù)型號電壓組合 (kV)連接組標號空載損耗(KW)負載損耗(KW

33、)空載電流(%)短路阻抗 (%)高壓高壓分接范圍低壓SC9100/101022.5%0.4Dyn110.482.61.34 （四）所用電接線方式：一般有重要負荷的大型變電所，380220V系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺所用變壓器分別接在變電所最低一級電壓母線的不同分段上，正常運行情況下可分列運行，分段開關(guān)設(shè)有自動投入裝置。每臺所用變壓器應(yīng)能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所正常運行。第4章 短路電流計算4.1 短路電流計算的目的（一） 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

34、路電流的措施等，需要進行必要的短路電流計算。（二） 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，需要全面的短路電流計算。（三） 在設(shè)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。（四） 設(shè)計接地裝置時，需用短路電流。（五） 在選擇繼電保護和整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。4.2 短路電流計算的一般規(guī)定（一） 計算的基本情況：（1）系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。（2）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（3）所有電源的電動勢相位角相同。（4）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件。（二） 接線方式：計算短路電流時所

35、用的接線方式，應(yīng)是最大運行方式，不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（三） 計算容量：按該設(shè)計規(guī)劃容量計算。（四） 短路種類：均按三相短路計算。（五） 短路計算點：在正常運行方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。經(jīng)常選擇在各電壓等級的母線上。4.3 短路電流計算結(jié)果表2.3 短路電流計算結(jié)果短路點基準電壓(kV)基準電流(kA)電壓等級(kV)電抗標么值0S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值(kA)最大電流有效值(kA)短路容量(kVA)標么值有名值(kA)標么值有名值(kA)公式d11100.5251100.042513.1252513.12533.46919.9525

36、00.575d238.51.50350.17755.6348.4515.6348.45121.54912.846563.53d310.55.50100.2593.86121.2363.86121.23654.15132.279386.198 第5章 設(shè)備的選擇與校驗5.1 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定導體和設(shè)備的選擇設(shè)計，應(yīng)做到技術(shù)先進，經(jīng)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(jīng)濟運行的需要。（一） 一般原則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)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。3）選擇導體時應(yīng)盡量減少品種。4）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。5）擴建

37、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)有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。（二） 有關(guān)規(guī)定 技術(shù)條件：選擇的電氣設(shè)備，應(yīng)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。1）正常工作條件a額定電壓：選用的電氣設(shè)備和電纜允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.11.15倍，電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓波動不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍，故選用的電氣設(shè)備和電纜的額定電壓不得低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓，即 b額定電流：選用的電器額定電流或載流導體的長期允許電流不得低于裝設(shè)回路在各種可能運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 。由于高壓電器沒有明顯的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各

38、種方式下回路持續(xù)工作電流。c機械負荷：所選電器端子的允許負荷，應(yīng)大于電器引下線在正常運行和短路時的最大作用力。2）短路狀態(tài)校驗 校驗的一般原則 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定檢驗，檢驗的短路電流，一般取三相短路時的短路電流。 短路的熱穩(wěn)定條件： 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)（kA2.S） 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流（kA） 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（S） 短路的動穩(wěn)定條件 短路沖擊電流幅值（kA） 電器設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定（極限）電流幅值 短路沖擊電流有效值（kA） 電器設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定（極限）電流有效值（kA） 絕緣水平 在工作電壓和過電壓下，電氣的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的

39、可靠性。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算選用適當?shù)碾妷罕Ｗo設(shè)備。 環(huán)境條件：選擇導體和電阻時，應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核。原始資料提供環(huán)境條件如下：年最高溫度+40，最低氣溫-25，當?shù)乩妆┤諗?shù)40日/年。5.2 斷路器的選擇和校驗（一） 斷路器選擇的技術(shù)條件1) 額定電壓：（為電網(wǎng)額定電壓）2) 額定電流： （為電網(wǎng)最大負荷電流）3) 開斷電流（或開斷容量）：（或）斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；斷路器額定開斷電流；斷路器額定t秒的開斷容量；斷路器額定開斷容量4) 短路關(guān)合電流：5)

40、 動穩(wěn)定校驗： 6) 熱穩(wěn)定校驗： （二）斷路器型式和種類的選擇：按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等。斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并以技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。（三）斷路器的選擇和校驗通過計算所得數(shù)據(jù)，擬定110kV側(cè)使用SF6斷路器，35kV、10kV側(cè)使用真空斷路器，選擇情況見下表：表5.1 斷路器的選擇和校驗安裝位置型號額定電壓（kV）額定（計算）電流A額定（計算）開斷電流kA極限（計算）通過電流kA額定短時耐受電流（kA）110kV進線LW11-110110

41、160031.58031.5（4s）3969計算數(shù)據(jù)11042113.12533.469586110kV橋（分段）LW11-110110160031.58031.5（4s）3969計算數(shù)據(jù)11042113.12533.46958635kV主進，分段ZW37-40.540.5160031.580 31.5（4s） 3969計算數(shù)據(jù)38.59928.45121.54924335kV出線ZW37-40.540.51250205020（4s） 1600計算數(shù)據(jù)38.53308.45121.54924310kV進線、分段ZN28-121231504010040(2s)3200計算數(shù)據(jù)10.5181921

42、.23654.15176710kV出線ZN28-1212630256325(2s)1250計算數(shù)據(jù)10.529121.23654.1517675.3 隔離開關(guān)的選擇和校驗（一） 隔離開關(guān)的選擇及校驗原則1） 種類和型式的選擇隔離開關(guān)按安裝地點的不同，可分為屋內(nèi)和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。其型式的選擇應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合經(jīng)濟比較。2） 額定電壓選擇：（為電網(wǎng)額定電壓）3） 額定電流選擇： （為電網(wǎng)最大負荷電流）4） 動穩(wěn)定校驗：5） 熱穩(wěn)定校驗： （二） 隔離開關(guān)的選擇及校驗根據(jù)計算數(shù)據(jù)，將選擇的隔離開關(guān)列表如下：表5.2 隔離開關(guān)的選擇及

43、校驗安裝位置型號額定電壓kV最高工作電壓kV額定電流A熱穩(wěn)定電流kA極限電流峰值kA 110kV出線、橋（分段） 及主變110kV側(cè) GW4-110110126125031.5(4s)803969 計算數(shù)據(jù)11042133.469586110kVPT 、 橋（分段） 主變110kV側(cè)中性點 GW4-11011012663020(4s)501600 計算數(shù)據(jù)11042133.469586 35kV側(cè)GW5-40.540.540.5125031.5(4s)1003969計算數(shù)據(jù)38.599221.54924310kV分段及主變10kV側(cè)GN10-10T1011400085(5s)16036125計

44、算數(shù)據(jù)10.5181954.151225510kV出線、 PT及站用變GN19-101011100030(4s)753600計算數(shù)據(jù)10.529154.15115335.4 互感器的選擇及校驗（一）電壓互感器的選擇 本站電壓互感器的配置：10kV、35kV 的接線形式為單母線分段。10kV側(cè)單母線分段共裝兩組電壓互感器，35kV側(cè)單母線分段共裝2組電壓互感器，110kV側(cè)是橋形接線（單母線分段接線），從系統(tǒng)中有兩條進線，在每條進線各裝設(shè)一組電壓互感器。電壓互感器的選擇原則：1） 一次電壓：電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓的波動范圍，即為。2） 二次電壓U2：電壓互感器在

45、高壓側(cè)接入方式接入相電壓。因此，所選電壓互感器副繞組二次額定電壓為 ，110 kV電壓互感器輔助繞組二次額定電壓為V，35kV、10 kV電壓互感器輔助繞組二次額定電壓為V依據(jù)以上條件，所選各電壓等級電壓互感器如下表：表5.3 各電壓等級電壓互感器型號額定電壓（kV）準確級次原繞組副繞組1副繞組2輔助繞組 JCC2-110 JDZX6-35 JDZJ-10 （二）電流互感器的選擇電流互感器選擇的技術(shù)條件 按一次回路額定電壓和電流選擇 其中：為電流互感器原邊額定電流 為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流為電流互感器額定電壓為電流互感器安裝處的一次回路工作電壓 二次額定電流選擇：一般弱電系統(tǒng)1

46、A，強電系統(tǒng)5A 準確等級：電流互感器準確級不得小于所供儀表的類型要求 二次負荷：根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，選擇電流互感器如下表：表5.4 電流互感器的選擇使用處所型號額定電流（A）級次組合額定輸出1S熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）110kV進線、橋開關(guān) LCWB6 -110 500/5 0.2S/0.5/10/ 10 50/50/50/ 50VA4511535kV進線、分段LCZ-35 1000/5 0.2S/0.5/ 1050/50/50VA6521235kV出線LCZ-35 400/5 0.2S/0.5/ 1050/50/50VA2656.410kV進線、分段LZZBJ9-10 2000/5

47、 0.2S/0.5/ 1030/30/60VA10025010kV出線LZZBJ9-10 300/5 0.2S/0.5/ 1010/15/15VA31.5605.5 導線的選擇和檢驗載流導體一般采用鋁質(zhì)材料比較經(jīng)濟，110kV及以上高壓配電裝置一般采用軟導線，當負荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負荷電流選用較大截面的導線。矩形導線一般只用于35kV及以下，電流在4000A及以下時；槽形導體一般用于40008000A的配電裝置中；管形導體用于8000A以上的大電流母線。（一）導線截面的選擇原則（1）按回路最大持續(xù)工作電流選擇：其中導體回路最大持續(xù)工作電流（A），母線的最大持續(xù)電流需計及可能的過負荷。 相應(yīng)于

48、導體在某一運行溫度、環(huán)境條件下長期允許工作電流（A）若導體所處環(huán)境條件與規(guī)定載流量計算條件不同時，載流量應(yīng)乘以相應(yīng)的修正系數(shù)。按經(jīng)濟電流密度選擇： （二）導線截面的選擇110kV側(cè)：LGJ40035kV側(cè)：進線 LGJ800 出線 LGJ30010kV側(cè)：進線 矩形鋁母線10010兩條橫放 ； 出線 矩形鋁母線6310單條橫放5.6 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器在電網(wǎng)中作為供電元件的過電流保護，當過電流流過時，元件本身發(fā)熱熔斷借滅弧介質(zhì)的作用使電路開斷，達到保護電力線路和電氣設(shè)備的目的。校驗斷流容量的時候，應(yīng)不小于短路容量。限流式熔斷器的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相符。35kV側(cè)電壓互感器、10

49、kV側(cè)電壓互感器、10kV站變側(cè)高壓熔斷器其型號、參數(shù):如下表：表5.5 互感器及熔斷器的型號安裝位置型號額定電壓kV額定電流A三相斷流容量MVA最大開斷電流kA 35kVPT RW10-35/0.5350.52000 10kVPT RN4-10/0.5100.51000 10kV站變 RN5-10/7.5107.5200125.7 避雷器的選擇及校驗避雷器是電力系統(tǒng)中主要的防雷保護裝置之一， 氧化鋅避雷器是目前較先進的過電壓保護器。由于其核心元件采用氧化鋅電阻片，與傳統(tǒng)碳化硅避雷器相比，改善了避雷器的伏安特性，提高了過電壓通流能力，從而帶來避雷器特征的根本變化。當避雷器在正常工作電壓下，流過

50、避雷器的電流僅有微安級，當遭受過電壓時，由于氧化鋅電阻片的非線性，流過避雷器的電流瞬間達數(shù)千安培，避雷器處于導通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而有效地限制了過電壓對輸變電設(shè)備的侵害。故根據(jù)本變電所的特點避雷器的選擇如下：表5.6 避雷器的選擇使用處所型號避雷器額定電壓(kV)系統(tǒng)標稱電壓(kV)持續(xù)運行電壓(kV)直流1mA參考電壓(不小于)(kV)操作沖擊殘壓(不大于)(kV) 110kV進線 HY10WZ-102/26510211081.6148226 變壓器110kV 中性點 HY1.5W-55/132551104479126 35kV母線 HY5WZ-51/134513540.873.011

51、4 10kV母線 HY5WZ-17/45171013.624.038.35.8 絕緣子選擇及穿墻套管的選擇支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進行短路時動穩(wěn)定校驗。穿墻套管應(yīng)按額定電壓、額定電流和類型選擇，按短路條件檢驗動、熱穩(wěn)定。本設(shè)計選擇的絕緣子如下：表5.7 絕緣子的選擇電壓等級（kV）型號額定電壓(kV)絕緣子高度(mm)機械破壞負荷（kg）110ZS-1101101200200035ZS-35354851000本設(shè)計選擇的穿墻套管如下:表5.8 穿墻套管的選擇電壓等級（kV）型號額定電流（A）套管長度（mm）10CLD-104000620第6章 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計6.1 配電裝置的設(shè)計要求（一)配電裝置應(yīng)滿足的基本要求1