電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

1概述電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電能用戶組成的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。電能的產(chǎn)生、輸送、分派和嘗試用的全過(guò)程，事實(shí)上是同時(shí)進(jìn)行的，即發(fā)電廠任何時(shí)刻的生產(chǎn)的電能等于該時(shí)刻用電設(shè)備消耗的電能和輸送、分派中消耗的電能的總和。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其任務(wù)是接受電能、變換電壓和分派電能，即受壓——變壓——配壓。此設(shè)計(jì)是大型城市的變電所，電壓等級(jí)是35KV。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分派既簡(jiǎn)樸經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有助于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。發(fā)電廠電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)的主體，它與電力系統(tǒng)，電廠動(dòng)能參數(shù)，基本原始資料以及電廠運(yùn)營(yíng)可靠性，經(jīng)濟(jì)性的規(guī)定等密切相關(guān)，對(duì)電器選擇和布置，繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)營(yíng)。特別是在大容量發(fā)電廠中，當(dāng)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)營(yíng)于發(fā)電機(jī)電壓母線上，即采用有母線的主接線時(shí)，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安至幾十萬(wàn)安。為了使電器能承受短路電流的沖擊，提高電能的質(zhì)量，往往通過(guò)短路電流計(jì)算選用適當(dāng)容量的電器設(shè)備。因此，做好發(fā)電廠設(shè)備對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。2負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償變電所負(fù)荷數(shù)據(jù)如表2.1設(shè)備名稱(chēng)負(fù)荷等級(jí)電壓kV線路類(lèi)型電機(jī)型式最大單機(jī)容量kW工作設(shè)備臺(tái)數(shù)工作設(shè)備總?cè)萘縦W需用系數(shù)功率因數(shù)cosφ離變電所的距離km12345678910111平光210CX1258810000.700.780.52中州210CY100788000.720.800.33中軸110C800.820.44電務(wù)廠310KX55968300.720.750.85焦南東210CX40927800.850.85所內(nèi)6理工大210KX5515816000.750.851.07焦南東210KX75657500.820.851.28王褚西310CX40403500.780.820.49王褚東310KX30343200.750.840.6510東于村310KX30353250.800.811.311西于村310KX40423800.780.800.912恩村310KX30322900.800.831.8注1：C——電纜線路；K——架空線注2：最大容量電機(jī)型式：Y—繞線異步；X—鼠籠異步；T—同步2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的“電力負(fù)荷“在不同場(chǎng)合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。掌握工廠電力負(fù)荷的基本概念，準(zhǔn)確地?cái)M定工廠的計(jì)算符合是設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)。供配電系統(tǒng)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原始資料是用戶提供的供電設(shè)備安裝容量，這種原始資料一方面要變成設(shè)計(jì)所需的計(jì)算符合（計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)用電設(shè)備安裝容量擬定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷），然后根據(jù)計(jì)算符合選擇校驗(yàn)供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備、導(dǎo)線型號(hào)，擬定變壓器的容量，制定改善功率因數(shù)的措施，選擇及保護(hù)設(shè)備等。由于，計(jì)算負(fù)荷是供配電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算符合的擬定是否合理。計(jì)算過(guò)高，將增長(zhǎng)供配電設(shè)備的容量，導(dǎo)致投資和有色金屬的浪費(fèi)；計(jì)算負(fù)荷估算過(guò)低，設(shè)計(jì)出的供配電系統(tǒng)的線路和電氣設(shè)備承受不了實(shí)際的負(fù)荷電流，使電能損耗增大，使用壽命減少，甚至影響到系統(tǒng)正?？煽康倪\(yùn)營(yíng)。這次設(shè)計(jì)讓我們學(xué)會(huì)如何讓計(jì)算或估算工廠電力負(fù)荷的大小，負(fù)荷計(jì)算是對(duì)的選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線、電纜、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等的基礎(chǔ)。2.2負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、運(yùn)用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法擬定。重要計(jì)算公式有：有功功率：=·；無(wú)功功率:=·；視在功率:=/。計(jì)算結(jié)果如表2.2/KW/kvar/kvA/A12345671平光公司380.8070056089751.82中州公司370.7557643272041.63中軸集團(tuán)350.701040728126873.24電務(wù)廠410.88598526797465焦南東區(qū)320.62663411780456理工大學(xué)320.621200744141281.57焦南東區(qū)320.6261538172441.88王褚西350.7026318432018.59王褚東330.6524015628616.510東于村360.7226018732118.511西于村370.7529622237021.412恩村340.6723215528016.2表2.22.3全廠負(fù)荷計(jì)算取K∑p=0.90；K∑q=0.92根據(jù)上表可算出：總的有功計(jì)算負(fù)荷為：∑=(700+576+1040+598+663+1200+615+263+240+260+296+232)=6683kW∑=(560+432+728+526+411+744+381+184+156+187+222+155)=4686kvar則：=K∑p∑=0.9×6683kW=6014.7kW=K∑q∑=0.92×4686kvar=4311.1kvar=≈7400KVA=S30/≈427.23Acosφ=/=6014.7/7400≈0.812.4功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)規(guī)定Cosφ≥0.85,而由上面計(jì)算可知Cosφ=0.81<0.85，因此需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。補(bǔ)償電容器的選擇，以下為WB型并聯(lián)電容器的技術(shù)數(shù)據(jù),如表2.3型號(hào)額定容量/額定電容/BW0.4-12-112240BW0.4-12-312240BW0.4-13-113259BW0.4-13313259BW0.4-14-114280BW0.4-14-314280BW6.3-12-1TH120.96BW6.3-12-1W120.35BW6.3-16-1W160.46BWF6.3-16160.34BWF6.3-22-1W221.45BWF6.3-22-1W221.76BWF6.3-25-1W252.0WF6.3-100-1W1002．89表2.3可選用BWF6.3-16-1W型的電容器，其額定電容為2.89=6014.7×（tanarccos0.81－tanarccos0.87）Kvar=940Kvar因此，其電容器的個(gè)數(shù)為：n=/=940/100≈10而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取12，無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：==EQ=6894Kva無(wú)功功率補(bǔ)償后的主變壓器容量可選為7000Kva，遠(yuǎn)期考慮，變壓器要有一定的正常過(guò)負(fù)荷能力，因此主變壓器容量選為8000Kva。補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為：△=0.06=0.06*6894=413.6Kvar△=0.015=0.015*6894=103.4KW變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：=6014.7+413.6=6428KW=(4311.1-940)+103.4=3474Kvar==7307KVA無(wú)功功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為：cosφ=/=6428/7307=0.88則工廠的功率因數(shù)為：cosφ=/=0.88>0.85因此，符合本設(shè)計(jì)的規(guī)定。3主變電器的選擇及電氣主接線的設(shè)計(jì)電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著輸送和分派電能的重要任務(wù)。所以在整個(gè)供配電系統(tǒng)中起著重要的作用。在選擇電力線路的接線方式時(shí)，不僅要考慮供配電系統(tǒng)的安全可靠、操作方便、靈活，運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)并有助于發(fā)展，還要考慮電源的數(shù)量、位置，供配電對(duì)象的婦科性質(zhì)和大小以及建筑布局等各方面因素。它的設(shè)計(jì)形式直接關(guān)系全所電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的布置。電氣主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能規(guī)定組成接受和分派電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線或電氣主接線。主接線代表了發(fā)電廠電氣部分主體結(jié)構(gòu)，它直接影響著運(yùn)營(yíng)的可靠性、靈活性并對(duì)電器的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，電氣主接線的對(duì)的、合理設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠的具體情況，全面分析有關(guān)因素，綜合考慮各個(gè)方面的情況，通過(guò)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)論證比較后方可合理地選擇接線方案。3.1主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的規(guī)定。對(duì)擁有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)或以上的變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。（2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。（3）一般變電所采用一臺(tái)變壓器，但是負(fù)荷集中而容量相稱(chēng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或以上變壓器。（4）在擬定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有余地。由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)35KV降壓變電所，它是以35KV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至10KV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)崩潰，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要保證供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。并且會(huì)導(dǎo)致中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。綜上考慮因素，本設(shè)計(jì)選用的變壓器臺(tái)數(shù)為2臺(tái)。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～2023規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～2023的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)擬定主變壓器的容量，對(duì)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(guò)負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)。因此，裝設(shè)每臺(tái)變壓器變電所的總裝容量為：是≥=8000Kva。本設(shè)計(jì)35KV降壓到10KV等級(jí)，因此采用變防雷雙繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。按電壓調(diào)節(jié)方式分為有無(wú)載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器兩種。其中，無(wú)載調(diào)壓器一般用于對(duì)電壓水平規(guī)定不高的場(chǎng)合，特別是10KV以及以下的配電變壓器；在10KV以上的電力系統(tǒng)和對(duì)電壓水平規(guī)定較高的場(chǎng)合所重要采用有調(diào)變壓器。因此，根據(jù)地區(qū)及負(fù)荷的規(guī)定，變壓器選擇有載調(diào)壓方式。根據(jù)以上原則，查閱有關(guān)資料，選擇的主變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號(hào)SFF-8000/35額定容量8000KVA接線方式Dyn1-yn1型號(hào):SFF—8000/35相數(shù)2相頻率50HZ額定容量8000/4000額定電壓37/10.5冷卻方式ONAN/ONAF67%/100%聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)Dyn1—yn1短路電壓（%）0.5%生產(chǎn)廠家保定天威保變電氣股份有限公司表3.13.2電氣主接線方案的擬定方案Ⅰ：（見(jiàn)圖3.1）圖3.1高壓側(cè)無(wú)母線、低壓側(cè)單母線分段、兩臺(tái)變壓器的變電所主接線，如圖所示。該接線方案的高壓斷路器的兩側(cè)均裝設(shè)有高壓隔離開(kāi)關(guān)，低壓斷路器的母線側(cè)必須裝設(shè)刀開(kāi)關(guān)以保證安全檢修。低壓母線的分段開(kāi)關(guān)如無(wú)自動(dòng)切換規(guī)定，可采用刀開(kāi)關(guān)。這種接線的供電可靠性高、操作靈活方便，合用于兩路電源、負(fù)荷時(shí)是一、二級(jí)的重要變電所。方案Ⅱ：（見(jiàn)圖3.2）圖3.2高壓側(cè)單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的兩臺(tái)變電器變電所的主接線，如圖所示。該接線采用高壓側(cè)兩端受點(diǎn)電，雙干線供電的樹(shù)干式接線。這種接線合用于兩個(gè)電源、兩臺(tái)變壓器或需多路高壓出現(xiàn)的變電所。方案Ⅲ：（見(jiàn)圖3.3）圖3.3高低壓側(cè)均采用單母線分段兩臺(tái)變壓器變電所的主接線，如圖所示，高壓側(cè)采用雙回路電源進(jìn)線單母線分段，在加之低壓母線分段，使其供電可靠性相稱(chēng)高，且操作靈活方便，可供應(yīng)一、二級(jí)負(fù)荷、有兩個(gè)電源的重要變電所。3.3最終擬定方案方案Ⅰ采用的是高壓側(cè)無(wú)母線、低壓側(cè)單母線分段、兩臺(tái)變壓器的變電所主接線，由于高壓側(cè)無(wú)母線，當(dāng)電源線一條斷開(kāi)時(shí)，備用變壓器就起不到作用了，因此方案Ⅰ排除。方案Ⅱ采用的是高壓側(cè)單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的兩臺(tái)變電器變電所的主接線，當(dāng)電源進(jìn)線或高壓母線發(fā)生故障時(shí)或需要停電維修時(shí)，整個(gè)變電所都需要停電，因此方案Ⅱ排除。本設(shè)計(jì)35KV變電所降壓到10KV向本地區(qū)，所以方案Ⅲ在35KV高你供電，高壓側(cè)采用“單母線分段接線”，它具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活及便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。10KV側(cè)采用“單母線分段接線”，35KV側(cè)采用“單母線分段接線”，便于分段檢修母線及各出線斷路器。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)裝置將分段斷路器跳開(kāi)，保證正常母線不間斷供電，兩段母線同時(shí)故障的機(jī)率極小。4短路電流的計(jì)算為了保證電力系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)營(yíng)，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)分析中，不僅要考慮系統(tǒng)在正常狀態(tài)下的運(yùn)營(yíng)情況，還應(yīng)當(dāng)考慮系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)營(yíng)情況及故障產(chǎn)生的后果，電力系統(tǒng)短路是各種系統(tǒng)出現(xiàn)最多，情況最為嚴(yán)重的一種。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)營(yíng)。特別是在大容量發(fā)電廠中，當(dāng)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)營(yíng)于發(fā)電機(jī)電壓母線上，即采用有母線的主接線時(shí)，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安至幾十萬(wàn)安。為了使電器能承受短路電流的沖擊，提高電能的質(zhì)量，往往通過(guò)短路電流計(jì)算選用適當(dāng)容量的電器設(shè)備。4.1短路電流計(jì)算的目的及規(guī)定在變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證在正常運(yùn)營(yíng)和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和擬定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。1．電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)營(yíng)；2．路種類(lèi)：一般以三相短路計(jì)算；3．線方式應(yīng)是也許發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運(yùn)營(yíng)方式），而不能僅在切換過(guò)程中也許并列運(yùn)營(yíng)的接線方式；4．路電流計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)；5．算容量：應(yīng)按工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃。4.2短路電流的計(jì)算我國(guó)一般35KV戶內(nèi)配置中重要采用高壓少油斷路器，因此本設(shè)計(jì)也采用高壓斷路器，采用SN10-10Ⅰ型，其為750MVA1．供電系統(tǒng)圖，如圖4.1：圖4.1其等效電路圖，圖4.2：圖4.2取基準(zhǔn)容量為：=100MVA，基準(zhǔn)電壓為=，導(dǎo)線電抗為0.4Ωkm。由公式：=/，計(jì)算出基準(zhǔn)值如表4.1所示：（KV）3710.5（KA）1.560.58（Ω）13.71.10表4.12．計(jì)算各元件的標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：=/=100/750=0.13(2)電力線路的電抗標(biāo)幺值：=L=0.40*10*100/=0.29(3)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：===0.643．求k-1點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量：(1)總電抗標(biāo)幺值：=+=0.13+0.29=0.42(2)三相短路電流周期分量的有效值：==1.56/0.42=3.7KA(3)各三相短路電流：===3.7KA=1.51×3.07=5.59KA=2.55×3.7=9.4KA(4)三相短路容量：===238MVA3.求k-2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值：=++=0.13+0.29+0.64=1.06(2)三相短路電流周期分量的有效值：==0.58/1.06=0.55KA(3)各三相短路電流：===0.55KA=1.51×0.55=0.83KA=2.55×0.55=1.40KA(4)三相短路容量：===94.3MVA4.將計(jì)算結(jié)果列成表格形式，如表格4.2：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-1點(diǎn)3.73.73.75.599.4238K-2點(diǎn)0.550.550.550.831.4094.3表4.25電氣設(shè)備的選擇5.1選擇設(shè)備的一般規(guī)定電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)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(yùn)營(yíng)方便和適當(dāng)?shù)牧粲杏嗟兀詽M足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)的需求。電氣設(shè)備的選應(yīng)遵守以下原則：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)營(yíng)、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的規(guī)定，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2.應(yīng)按本地環(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(shí)應(yīng)盡量減少品種；5.擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老設(shè)備型號(hào)一致；6.選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.2電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1.主變壓器連續(xù)工作電流的計(jì)算35KV高壓側(cè)=1.05=1.05×=138.57（A）10KV低壓側(cè)=1.05=1.05×=484.99（A）2.斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇35KV側(cè)，器件選擇如表5.1參數(shù)額定參數(shù)及短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器隔離開(kāi)關(guān)SW2-35/1000GN-35T/1000UN（KV）353535Igmax（A）138.5710001000（KA）3.716.575（KA）9.44543（KA）5.5916.5(4S)-（MVA）238500-（KA）16.530表5.1(1)斷路器的校驗(yàn):動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn):=9.4=45KA>合格熱穩(wěn)定度校驗(yàn):=16.5KAt=4S==3.7KA=4+0.5=4.5st=16.5×4=1089=3.7×4.5=61.6所以：>由熱穩(wěn)定度校驗(yàn)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)可知，所選型號(hào)符合規(guī)定(2)隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn):動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn):=9.4=43KA>合格熱穩(wěn)定度校驗(yàn):=30KAt=4S=3.7KA=4+0.5=4.5st=30×4=3600=3.7×4.5=61.6所以：>由熱穩(wěn)定度校驗(yàn)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)可知，所選型號(hào)符合規(guī)定10KV側(cè)，器件選擇如表5.2參數(shù)額定參數(shù)及短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器隔離開(kāi)關(guān)SN10-10ⅠGN-10T/1000UN（KV）101010Igmax（A）484.9910001000（KA）0.551675（KA）1.404043（KA）0.8316.5(4S)（MVA）94.3750（KA）1630表5.2(1)斷路器的校驗(yàn):動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn):=1.40=40KA>合格熱穩(wěn)定度校驗(yàn):=16KAt=4S==0.55KA=4+0.5=4.5st=16×4=1024=0.55×4.5=1.36所以：>由熱穩(wěn)定度校驗(yàn)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)可知，所選型號(hào)符合規(guī)定隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn):動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn):=1.40=43KA>合格熱穩(wěn)定度校驗(yàn):=30KAt=4S==0.55=4+0.5=4.5st=30×4=3600=0.55×4.5=1.36所以：>由熱穩(wěn)定度校驗(yàn)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)可知，所選型號(hào)符合規(guī)定5.3母線的選擇電力線路的對(duì)的、合理的選擇直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營(yíng)。電力線路涉及電力電纜、室內(nèi)絕緣導(dǎo)線和母線等類(lèi)型。母線是供電系統(tǒng)的重要電力線路。主接線的基本形式，就是重要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式。概括地可分為兩大類(lèi)：①有匯流母線的主接線形式；②無(wú)匯流母線的接線形式。發(fā)電廠電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機(jī)），母線和出線（饋線）。發(fā)電廠的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且各路饋線所傳輸?shù)墓β室膊煌瑯印Ｔ谶M(jìn)出線數(shù)較多時(shí)，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，起到聯(lián)絡(luò)作用可使接線簡(jiǎn)樸清楚，運(yùn)營(yíng)方便，有助于安裝和擴(kuò)建。有母線后，配電裝置占地面積大，使用斷路器，隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備多。沒(méi)有匯流母線的接線，最大的特點(diǎn)是使用開(kāi)關(guān)電器較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或小于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，占地面積小，但只合用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠。載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對(duì)于連續(xù)工作電流在4000A及以下時(shí)，一般采用矩形導(dǎo)體；在10KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)體；當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜選用鋁錳合金的管形導(dǎo)體。本設(shè)計(jì)母線采用矩形鋁母線。（1）在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，通常用導(dǎo)線和電纜的允許載流量不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流來(lái)校驗(yàn)其發(fā)熱條件，即：≥（2）對(duì)年平均負(fù)荷、傳輸容量較大的母線，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其截面。應(yīng)當(dāng)滿足：它們的中性截面=（3）母線動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)滿足母線材料應(yīng)允力不小于母線短路時(shí)三相短路沖擊電流產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力。即：≥（4）母線熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)，母線截面應(yīng)當(dāng)滿足：≥=×10/C計(jì)算結(jié)果：（1）電流=S30/≈427.23A≥427.23A鋁母線導(dǎo)線型號(hào)載流量/A屋內(nèi)屋外LJ-120375260LJ-150440370LJ-185500425LJ-240610—表5.3這里我們選用LJ-185，符合≥，其母線的經(jīng)濟(jì)截面A為185mm（2）由導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度表，如表5.4：線路類(lèi)型導(dǎo)線材質(zhì)年最大負(fù)荷運(yùn)用小時(shí)3000h以下3000～5000h5000h以上架空線路鋁1.651.150.90銅3.002.251.75電纜線路鋁1.921.731.54銅2.502.252.00表5.4輸電線路為架空線路，采用鋁導(dǎo)線材質(zhì)，按年最大負(fù)荷采用5000h以上的運(yùn)用時(shí)間看，取為0.90mm,且也為0.90mm。（3）母線動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn):查資料可知，母線的中心距為=300mm，跨距=800mm，故母線上受到的最大電動(dòng)力：—三相短路電流沖擊峰值9.4==408.12母線所受的最大彎矩：==32.65Nm母線的計(jì)算應(yīng)力：—母線的抗彎矩，為2.29×10—計(jì)算彎曲應(yīng)力==0.143對(duì)于矩形母線，平放時(shí)，豎放時(shí)。其中b和h分別為母線的寬度與高度。對(duì)于鋁母線其允許彎曲應(yīng)力=0.686?！轁M足規(guī)定（4）母線熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)：=×10/C=3.7×10/87=60.1mm<185mm≥滿足規(guī)定由熱穩(wěn)定度校驗(yàn)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)可知，所選型號(hào)符合規(guī)定。而10KV母線選擇，計(jì)算結(jié)果環(huán)節(jié)同上，得到結(jié)果也要選擇鋁母線LJ-185型號(hào)。5.4全所電壓互感器、電流互感器配置方案電壓互感器以及電流互感器也是保護(hù)變壓器的重要保護(hù)元件，提高電路工作的安全性和可靠性，并且有助于人身安全。1.電壓互感器的配置方案：35KV系統(tǒng)電壓互感器的配置方案：由于35KV采用單母線接線方式，所以每段母線各有一組電壓互感器，變壓器有兩個(gè)，因此要接兩組電壓互感器。10KV系統(tǒng)電壓互感器的配置方案：由于35KV采用單母線接線方式，所以每段母線各有一組電壓互感器，變壓器有兩個(gè)，因此要接兩組電壓互感器。電壓互感器配置如下表，表5.5安裝位置額定電壓（KV）型號(hào)電壓比/V35KV母線35JDZJ-3535000/35000/310KV母線10JDZJ-1010000/10000/3表5.52.電流互感器的配置方案：根據(jù)電流互感器的選擇原理，按電流互感器最大工作電流選擇全所的電流互感器，配置情況列表，如表5.6，5.7：10KV系統(tǒng)電流互感器的配置計(jì)算數(shù)據(jù)（A）額定電壓（KV）型號(hào)電流比=484.9910KVLCWD-101000/5表5.635KV系統(tǒng)電流互感器的配置計(jì)算數(shù)據(jù)（A）額定電壓（KV）型號(hào)電流比=138.5735KVLCW-353000/5表5.76防雷保護(hù)方案設(shè)計(jì)6.1防雷保護(hù)變電所中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置，諸如屋內(nèi)外配電裝置，主控室等。作用是用于保護(hù)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣免受沿線路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓的損害、或避免由操作引起的內(nèi)部過(guò)電壓損害的保護(hù)設(shè)備，是電力系統(tǒng)中重要的保護(hù)設(shè)備之一。6.2防雷保護(hù)裝置的基本原理避雷器必須與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)連接，并且須安裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，如圖6.1所示。當(dāng)線路上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙會(huì)被擊穿，或者由高阻變?yōu)榈妥瑁ㄟ^(guò)避雷器的接地線使過(guò)電壓對(duì)大地放電，以保護(hù)線路上的設(shè)備免受過(guò)電壓的危害。圖6.16.3防雷裝置的基本措施可將避雷針裝在屋外配電裝置的構(gòu)架上，安裝避雷針的構(gòu)架支柱應(yīng)當(dāng)與配電裝置接地網(wǎng)相連接。在避雷針的支柱附近，應(yīng)設(shè)立輔助的集中接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于10Ω。由避雷針與配電裝置接地網(wǎng)上的連接處起，至變壓器與接地網(wǎng)上的連接處止，沿接地線距離不得小于15m。在變壓器構(gòu)架上，不得裝避雷針。主控室及屋內(nèi)配電裝置對(duì)直擊雷的防雷措施如下：（1）若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地；（2）若屋頂有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地；（3）若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電體屋頂采用避雷保護(hù)，避雷帶網(wǎng)格為8～10m，每格10～20m設(shè)引下線接地；上述接地可與總接地網(wǎng)聯(lián)接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于10Ω。根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)的避雷保護(hù)方案為：（1）本所采用多支避雷器的保護(hù)方式，35KV側(cè)避雷針安裝于構(gòu)架上，10KV側(cè)安裝氧化鋅避雷器，35KV側(cè)安裝氧化鋅避雷器，避雷針安裝位置在變電所平面布置圖中標(biāo)出。（2）避雷器的設(shè)立方案如表6.1：裝設(shè)位置型式額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）數(shù)量35KV母線YBS1-3535412組10KV母線YBS1-3510152組表6.1總結(jié)我們的設(shè)計(jì)是35-10KV的變電所，變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其任務(wù)是接受電能、變換電壓和分派電能，即受壓——變壓——配壓。此設(shè)計(jì)是大型城市的變電所，電壓等級(jí)是35KV。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分派既簡(jiǎn)樸經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有助于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。而我們就是學(xué)習(xí)電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，不僅上同學(xué)學(xué)到了更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且在以后的工作實(shí)際操作及其應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這兩周的中設(shè)計(jì)中，我們小組查找各方面的資料，每個(gè)人分工合作。積極配合著查找資料、計(jì)算數(shù)據(jù)、電氣繪圖、檢查錯(cuò)誤、報(bào)告設(shè)計(jì)等。從中我結(jié)識(shí)到了從這次設(shè)計(jì)中我學(xué)到了關(guān)于35-10KV變電所的基本原理和大約情況，在現(xiàn)階段，我國(guó)在電網(wǎng)體制改革中用到了很多比以前先進(jìn)的設(shè)備，本次設(shè)計(jì)報(bào)告對(duì)我來(lái)受益匪淺，但我還在發(fā)電廠設(shè)備這方面欠缺很多，通過(guò)設(shè)計(jì)反映，有許多以前沒(méi)有在書(shū)本上見(jiàn)過(guò)的東西，還需要有待于我繼續(xù)學(xué)習(xí)。此設(shè)計(jì)中繼承了我們求真務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度是我們最大的收獲。同時(shí)，我結(jié)識(shí)到變電所在電力系統(tǒng)中的重要作用，從生活用電到大型的工業(yè)用電，無(wú)一不需要變電所的幫助。使得電能可以應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。變電所非常復(fù)雜，一個(gè)合格的變電所，