某110kv終端變電所電氣部分設計畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目：某110KV終端變電所電氣部分設計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導老師： </p><p>　　時 間： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全

3、與經(jīng)濟運行，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。本設計一個110KV終端降壓變電所，首先根據(jù)各個電壓等級的負荷進行計算變壓器的容量，選取主變壓器的臺數(shù)﹑型號及其容量等各個參數(shù)。其次根據(jù)主接線的可靠性及其運行的靈活性，選擇各個電壓等級的的接線方式。并從經(jīng)濟和技術方面進行比較，選取最優(yōu)接線方式。再次,根據(jù)主接線選擇短路點，并畫出等值網(wǎng)絡圖進行短路計算，根據(jù)各短路點計算出三相短路電流，短路容量，短路沖擊電流的值。最后根據(jù)短

4、路計算選取各個電壓等級的母線，斷路器，隔離開關，電流、電壓互感器，避雷器，并進行校驗,同時還做了變壓器的繼電保護;并簡單的做了防雷保護。</p><p>　　關鍵詞：主接線；短路電流；電氣設備選擇；繼電保護；防雷 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Electricity substation is an

5、 important component of the system, it has a direct impact on the entire power system's security and economy, users are connected power plants and the intermediate links, transformation and distribution of electric e

6、nergy to play the role. This design is the construction of a 110 KV substations terminal buck, first of all based on the reliability of the main cable and run the flexibility to choose various voltage levels of the conne

7、ction mode. And from the economic an</p><p>　　Key words: main electrical connection ；short circuit current ; choice of main electrical equipment ; relay protection;anti-lightning;</p><p><b

8、>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 引 言1</b></p><p>　　1.1設計在工程建設中的作用1</p><p>　　1.2設計工

9、作應遵循的主要原則1</p><p>　　1.3設計的基本程序1</p><p>　　第2章 原始資料2</p><p>　　第3章 電氣主接線4</p><p>　　3.1變電所主接線設計的基本要求：4</p><p>　　3.2主接線的設計依據(jù)4</p><p>　　3.3變電所

10、主接線設計原則：5</p><p>　　3.4配電裝置的基本接線及適用范圍5</p><p>　　3.5電氣主接線方案的擬定9</p><p>　　3.6兩種方案的比較11</p><p>　　3.7 方案的確定11</p><p>　　3.8主接線的設備配置11</p><p>　

11、　第4章 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇13</p><p>　　4.1主變壓器臺數(shù)的選擇13</p><p>　　4.2.主變壓器容量的選擇13</p><p>　　4.3.各電壓等級容量計算13</p><p>　　4.4主變壓器型號的選擇14</p><p>　　4.5無 功 補 償14</p>

12、<p>　　4.6無功補償并聯(lián)電容器容量的選擇15</p><p>　　4.7主變壓器的中性點接地16</p><p>　　4.8所用變壓器的選擇16</p><p>　　第5章 短路電流計算18</p><p>　　5.1繪計算電路圖18</p><p>　　5.2.繪制等值網(wǎng)絡圖19<

13、;/p><p>　　5．3 短路計算20</p><p>　　第6章 高壓電氣設備的選擇28</p><p>　　6.2 110KV 側電氣設備的選擇31</p><p>　　6.3 35KV側電氣設備的選擇33</p><p>　　6.4 10KV電氣設備的選擇35</p><p>　

14、　6.5電抗器的選擇與校驗38</p><p>　　第7章 導線的選擇40</p><p>　　7.1 母線的選擇與檢驗40</p><p>　　7.2 架空線的選擇45</p><p>　　7.3電纜截面的選擇46</p><p>　　第8章電流互感器、電壓互感器選擇與校驗48</p>

15、<p>　　8.1 10KV側互感器選擇與校驗48</p><p>　　8.2 35KV側互感器選擇與校驗49</p><p>　　8.3 110KV側互感器選擇與校驗50</p><p>　　第9章 防雷保護52</p><p>　　9.1防雷保護52</p><p>　　9.2防雷裝置

16、52</p><p>　　9.3變電所的防雷保護53</p><p>　　9.4設備的接地55</p><p>　　第10章 主變壓器繼電保護的整定與計算55</p><p>　　10．1 主變壓器繼電保護56</p><p>　　10．2 主變壓器繼電保護整定計算61</p><

17、p><b>　　總 結64</b></p><p><b>　　參考文獻65</b></p><p><b>　　外文翻譯66</b></p><p><b>　　致 謝79</b></p><p><b>　　第一章 引 言<

18、;/b></p><p>　　在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展，同時也極大的影響人民的物質與文化生活水平的提高。</p><p>　　1.1設計在工程建設中的作用 </p><p>　　設計工作是工程建設的關鍵環(huán)節(jié)。做好設計工作對工程建設的工期、質量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜

19、合經(jīng)濟效益，起著決定性作用。設計是工程建設的靈魂。</p><p>　　設計的基本任務是，在工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術經(jīng)濟政策，做出切合實際、安全實用、技術先進、綜合效益好的設計，有效的為電力建設服務。</p><p>　　1.2設計工作應遵循的主要原則</p><p>　　1．遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設方針、政策和基本建設程序，特別應

20、貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術進步的方針。</p><p>　　2．要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近期與遠期、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關系。</p><p>　　3．要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關規(guī)定，結合工程的不同性質、要求，從實際情況出發(fā)，合理確定設計標準。</p><p>　　4．要實行資源的綜合

21、利用，節(jié)約能源、水源，保護環(huán)境，節(jié)約用地等。</p><p>　　1.3設計的基本程序</p><p>　　設計要執(zhí)行國家規(guī)定的基本建設程序。工程進入施工階段后，設計工作還要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結，從而完成設計工作的全過程。</p><p><b>　　第2章 原始資料</b></p><p>

22、;　　電信學院畢業(yè)設計任務書</p><p>　　題目 某110KV終端變電所電氣部分設計 </p><p>　　學生姓名 班級 學號 </p><p>　　題目類型 指導教師 系主任

23、 </p><p>　　一、畢業(yè)設計的技術背景和設計依據(jù)： </p><p>　　某地區(qū)地方負荷增長很快，原來的供電方案已難以滿足當?shù)赜脩粲秒娦枨螅毙栊陆ㄒ蛔?10KV終端變電所，從而緩解供電部門的供電壓力。完善和加強110KV電網(wǎng)功能， 提高電網(wǎng)安全運行水平和供電可靠性。同時考慮未來5年的的負荷發(fā)展問題。</p><p>　　1.變電所建設

24、規(guī)模：</p><p>　?。?） 建設兩臺電力變壓器，電壓等級為：110/35/10KV</p><p>　　（2）10KV電壓等級：8km電纜饋線8回，每回平均傳輸容量3000KW，最大負荷25MW，最小負荷20MW， cosφ=0.8，Tmax=4800h/a。一、二類負荷占40%。</p><p>　?。?）35KV電壓等級：60km架空出線6回，每回平均傳

25、輸容量6500KW，最大負荷50MW，最小負荷38MW，cosφ=0.8，Tmax=4800h/a。一、二類負荷占65%。</p><p>　?。?）110KV電壓等級：系統(tǒng)采用兩條110KV線路向本所供電，當取基準容量為100MW，系統(tǒng)歸算為110KV母線的等值電抗為0.2</p><p>　　2.氣象條件：年最高溫度40度，平均溫度26度，年平均雷暴日為40日，氣象條件一般。</

26、p><p><b>　　二、畢業(yè)設計的任務</b></p><p>　　1、熟悉題目要求，查閱相關科技文獻</p><p>　　2、主接線方案設計（包括方案論證與確定、技術經(jīng)濟分析等內容）</p><p><b>　　3、選擇主變壓器</b></p><p><b>　

27、　4、短路電流計算</b></p><p><b>　　5、電氣設備的選擇</b></p><p>　　6、主變壓器繼電保護設計</p><p>　　7、撰寫設計說明書，繪制圖紙</p><p>　　8、指定內容的外文資料翻譯</p><p>　　三、畢業(yè)設計的主要內容、功能及技術指標

28、</p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　1.確定主接線：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實現(xiàn)的</p><p>　　2—3個方案，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。</p><p>　　2.選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數(shù)、型號等。</p><p>

29、;　　3.短路電流計算：根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網(wǎng)絡圖，計算短路電流，并列表匯總。</p><p>　　4.電氣設備的選擇：選擇并校驗斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等，選用設備的型號、數(shù)量匯總成設備一覽表；</p><p>　　5.主變壓器繼電保護的整定計算及配置</p><p><b

30、>　　主要技術指標：</b></p><p>　　1、 本設計的變電所電氣部分應具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，并能滿足工程建設規(guī)模要求。</p><p>　　2、變電所功率因數(shù)不低于0.9。</p><p><b>　　第3章 電氣主接線</b></p><p>　　電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是

31、構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對電力系統(tǒng)及變電所運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并對電器設備選擇、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，主接線的設計必須正確處理好各方面的關系，全面分析論證，通過技術經(jīng)濟比較，確定變電所主接線的最佳方案。 </p><p>　　3.1變電所主接線設計的基本要求：</p><p><b>　　1.可靠性：</b

32、></p><p>　　為了保證供電的可靠性，主接線應考慮到在事故或檢修的情況下，盡可能減少對用戶供電的中斷，特別是重要的負荷。但是在滿足可靠性要求的情況下，就必須要增加設備和線路，使接線復雜。顯而易見，提高可靠性是以增加投資為代價的。因此，要綜合考慮各種因素對提高可靠性的措施做出合理的選擇。</p><p>　　2.靈活性：主接線應滿足在調度，檢修及擴建時的靈活性。</p&g

33、t;<p>　　(1)調度時，可以靈活地投入和切除變壓器及線路，調配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修方式以極特殊運行方式下的系統(tǒng)調度要求。</p><p>　　(2)檢修時，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設備，而不影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。</p><p>　　(3)擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入

34、新變壓器或線路，并對一次部分和二次部分的改建工作量最少。</p><p>　　3.經(jīng)濟型：主接線在滿足可靠性，靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。</p><p>　　(1)投資省。主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器，隔離開關，電流和電壓互感器以及避雷器等一次設備；必要時要能限制短路電流，以便選擇價廉的電氣設備或輕型電器等。</p><p>　　(2)占地面積小。主接線設計

35、要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積小。</p><p>　　(3)年運行費用少。年運行費用包括年電能損耗和設備的維修費用等。應經(jīng)濟合理選擇主變壓器的容量和臺數(shù)，應避免因兩次變壓而增加電能損耗。</p><p>　　3.2主接線的設計依據(jù)</p><p>　　在選擇電氣主接線時應以下列各點作為設計依據(jù):</p><p>　　1.考慮變電所在電

36、力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。</p><p>　　2.考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模</p><p>　　變電所主接線設計應根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行，一般設兩臺主變壓器。</p><p>　　3.考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響</p>&l

37、t;p>　　(1)對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電。</p><p>　　(2) 對于二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。</p><p>　　4.考慮主變臺數(shù)對主接線的影響</p><p>　　對大型變電所，由于其傳輸容量大，對主接線的可靠性，靈活性的要求高。而容量

38、小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性，靈活性要求低。</p><p>　　5.考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響</p><p>　　發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠供電，適應負荷突增，設備檢修，故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同。 </p><p>　　3.3變電所主接線設計原則：</p><p

39、>　　1、變電所的高壓側接線，應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)上不得采用分支界線。</p><p>　　2、在 35-60kV 配電裝置中，當線路為 3 回及以上時，一般采用單母線或單母線分段接線，若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。</p><p>　　3、6-10kV

40、 配電裝置中，線路回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，線路在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當短路電流較大，出線回路較多，功率較大時，可采用雙母線接線。</p><p>　　4、110-220kV 配電裝置中，線路在 4 回以上時一般采用雙母線接線。</p><p>　　5、當采用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，均可不設旁路設施?？傊?，以設

41、計原始材料及設計要求為依據(jù)，以有關技術規(guī)范、規(guī)程為標準，結合具體工作的特點，準確的基礎資料，全面分析，做到既有先進技術，又要經(jīng)濟實用。</p><p>　　3.4配電裝置的基本接線及適用范圍</p><p><b>　　1.單母線接線</b></p><p>　　只有一組母線的接線稱為單母線接線，如圖2-1所示。單母線接線的主要優(yōu)點是：接線簡單

42、、清新，采用設備少，投資省，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。單母線接線一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的以下三種情況：</p><p>　　(1) 6~10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；</p><p>　　(2)35~63KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；</p><p>　　(3)110~220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。</p&g

43、t;<p>　　圖3-1 不分段的單母線接線</p><p><b>　　2.單母線分段接線</b></p><p>　　單母線分段的接線如圖2-2所示，當母線的中間裝設一個斷路器QFd后，即把母線分為兩段，這樣對重要用戶可以分別接于兩段母線的兩條線路供電，當任一段母線故障時能保證重要用戶不停電。另外，對兩段母線可分別進行檢修而不致于對用戶停電。單母線

44、接線適用范圍：</p><p>　　圖3-2 單母分段接線</p><p>　　(1) 6~10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；</p><p>　　(2)35~63KV配電裝置出線回路數(shù)為4~8回時；</p><p>　　(3)110~220KV配電裝置出線回路數(shù)為3~4回時。</p><p>　　但是單母線

45、接線也有較顯著的缺點，這就是當一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電。顯然，對于大容量發(fā)電廠來說，這都是不能容許的。因此，還需要加以改進。</p><p><b>　　3.雙母線接線</b></p><p>　　雙母線接線是針對單母線分段的缺點提出來的。如圖2-3所示為但斷路器的雙母線接線3的基本形式。設置有兩組母線、即母

46、線1和母線2。兩組母線之間用母線聯(lián)絡斷路器QFW連接起來，每一個回路都通過一只斷路器和兩只隔離開關接到兩組母線上。當母聯(lián)斷路器QFW斷開是，一組母線帶電、另一組母線不帶電。帶電的稱為工作母線，不帶電的稱為備用母線。正常運行時，接至工作母線上的隔離開關斷開。</p><p><b>　　雙母線接線的優(yōu)點：</b></p><p>　　(1)運行方式靈活；</p&g

47、t;<p>　　(2)檢修母線時不中斷供電；</p><p>　　(3)任一組母線故障時僅短時停電。</p><p>　　圖3-3 雙母接線</p><p><b>　　4.雙母線分段接線</b></p><p>　　不分段的雙母線接線在母線聯(lián)絡斷路器故障或一組母線檢修時，另一組運行母線故障時，有可能造成

48、嚴重的或全廠停電事故，難以滿足大型電廠對主接線可靠性的要求。為了提高大型電廠主接線的可靠性，防止全廠停電事故的發(fā)生，減小母線故障的停電范圍，大型電廠的220KV主接線可采用雙母線分段接線。如圖2-4所示。</p><p>　　圖3-4 雙母分段接線</p><p>　　5.單母線分段兼旁路斷路器旁母接線</p><p>　　在圖2-5中，分段斷路器QF還兼作旁路斷路

49、器。當QF作為分段斷路器時，QF投入，隔離開關QS1和QS2閉合，QS3，QS4,QS斷開。當QF用旁路斷路器時，若檢修接在一段母線出線上的斷路器，應將QS1，QS4和QF閉合，即將旁路母線BW接至一段母線；若檢修接在二段母線出線中的斷路器，應閉合QS2，QS3，QF，將BW接至二段母線。這時QS5可作為分段隔離開關。</p><p>　　這種接線方式節(jié)省了投資，適用于進出線不多，容量不大的中小型發(fā)電廠和電壓為3

50、5~110KV的變電站。</p><p>　　圖3-5單母線分段兼旁路斷路器旁母接線</p><p><b>　　6.橋形接線</b></p><p>　　當只有兩臺變壓器和兩回線路時，可采用橋形接線。橋形接線分內橋接線和外橋接線兩種，圖2-6(a)所示是內橋接線，圖2-6（b）所示是外橋接線，斷路器QF3稱為聯(lián)絡斷路器。</p>

51、<p>　　內橋接線的特點是聯(lián)絡斷路器QF3靠近變壓器側，在線路正常投切或故障切除時，不影響其它回路運行。而投切變壓器時則需要操作兩臺斷路器及相的隔離開關，相應線路要短時停電。這種接線適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長、電力系統(tǒng)穿越功率較少的場合。</p><p>　　外橋接線的特點是聯(lián)絡斷路器QF3靠近線路側，與內橋接線相反，它便于變壓器的正常投切和故障切除，而線路的正常投切和故障切除都比較復

52、雜。這種接線適用于線路較短、主變壓器需經(jīng)常投切、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過聯(lián)橋回路的場合。</p><p><b>　　圖3-6 橋形接線</b></p><p>　　a)內橋接線 b)外橋接線</p><p>　　3.5電氣主接線方案的擬定</p><p>　　(1)110KV電

53、壓級 </p><p>　　設計變電所位于地區(qū)，是一所終端變電所，主要向附近的的工廠供電，變電所110kV側出線回路較少，可以采用橋式接線。由于供電線路比較長，變壓器不需要經(jīng)常切換，且沒有穿越功率，所以采用內橋接線。</p><p>　　(2)35kV電壓級</p><p>　　35kV出線為6～8回，可采用單母線分段接線，為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電并且一、

54、二類負荷占65％，所占比重大，因此采用單母分段帶旁母接線，以保證用戶供電的可靠性。</p><p>　　(3)10kV電壓級</p><p>　　6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目8回，可采用單母線分段和單母線分段帶旁路母線。當?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線，或出線斷路器采用可靠性高、檢修時間長的SF6斷路器。</p><p>　　方案一：11

55、0kV采用內橋接線，保證了可靠性。35kV側也采用雙母線接線，出線6回，由于一二類負荷占65%，所以采用單母分段帶旁母比較可靠。10kV側則采用單母線分段接線，出線8回,接線簡單，操作方便，使用的設備少，從而投資少，而且保證了重要用戶供電，有很好的可靠性和靈活性。</p><p><b>　　圖3-7</b></p><p>　　方案二：110kV側采用雙母線接線形式

56、，具有比內橋接法可靠性更高的接線方式，但多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資。35kV采用單母線分段接線，出線6回，但由于一二類負荷比較高所以采用這種接法可靠性不高。10kV側采用單母線分段接線，出線8回。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　圖3-8</b></p><p>　　

57、3.6兩種方案的比較</p><p><b>　　3.7 方案的確定</b></p><p>　　比較可以看出,三種接線從技術的角度來看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比內橋可靠性高，雙母帶旁路母線接線比雙母線的可靠性更高。但考慮到任務書中的要求以及經(jīng)濟性，內橋接法更加的適合要求。 單母線分段接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運行。從可靠性，靈活性，經(jīng)濟性方面綜合考慮，

58、辯證統(tǒng)一，確定選擇第一種接線方案。</p><p>　　3.8主接線的設備配置</p><p><b>　　1.隔離開關的配置</b></p><p>　　(1)在出線上裝設電抗器的10KV配電裝置中，當向不同用戶供電的兩回線共用同一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上裝設出線隔離開關。</p><p>　　(2)接在母線上

59、的避雷器和電壓互感器可以合用一組隔離開關。</p><p>　　(3)橋形接線中跨條宜用兩組隔離開關串聯(lián)，以便于進行不停電檢修。</p><p>　　(4)斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修是隔離電源。</p><p>　　(5)中性點接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地。</p><p><b>　　2電壓互感器的配

60、置</b></p><p>　　(1)電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關，并滿足測量，保護，同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓。</p><p>　　(2) 6~220KV電壓等級的每組主母線上的三相上裝設電壓互感器。</p><p>　　(3)當需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應安裝電壓互

61、感器。</p><p>　　(4)當需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。</p><p><b>　　3電流互感器的配置</b></p><p>　　(1)凡裝有斷路器的回路均應安裝電流互感器，其數(shù)量應滿足測量儀表，保護和自動裝置。</p><p>　　(2)在未裝

62、設斷路器的變壓器的中性點、變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設電流互感器。</p><p>　　(3)對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。</p><p><b>　　4避雷器的配置</b></p><p>　　(1)配電裝置的每相母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器是除外。</p>&

63、lt;p>　　(2) 220KV及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時 ，應在變壓器附近增設避雷器。</p><p>　　(3)三繞組變壓器低壓側的一相上宜安裝一臺避雷器。</p><p>　　(4)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且安裝有隔離開關時，變壓器中性點應裝設避雷器。</p><p>　　第4章 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇</p>

64、<p>　　4.1主變壓器臺數(shù)的選擇</p><p>　　由于待建變電所擁有一、二級負荷，根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》的要求，并結合本電所的具體情況，宜選用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電以滿足用電負荷對供電可靠性的要求。</p><p>　　4.2.主變壓器容量的選擇</p><p>　　考慮到對擁有

65、兩臺主變的變電所，其中一臺主變的容量應大于等于70%的全部負荷或全部重要負荷，且任意一臺變壓器單獨運行是應滿足全部一、二級負荷的需要?？紤]到變壓器每天的負荷不是均衡的，計及欠負荷期間節(jié)省的使用壽命，可用在過負荷期間的消耗，故可先選擇較小容量的主變作為過負荷能力計算，以節(jié)省主變投資。</p><p>　　4.3.各電壓等級容量計算</p><p>　　(1)10KV電壓等級</p>

66、;<p>　　正常情況下:8×3000KW=24000KW 24MW/cosφ=24/0.8=30MVA 最大負荷下:25MW/cosφ=25/0.8=31.25MVA</p><p>　　最小負荷下:20MW/cosφ=20/0.8=25MVA</p><p>　　(2)35KV電壓等級</p><p>　　正常情

67、況下:6×6500KW=39000KW 39MW/cosφ=39/0.8=48.75MVA</p><p>　　最大負荷下:50MW/cosφ=50/0.8=62.5MVA</p><p>　　最小負荷下:38MW/cosφ=38/0.8=47.5MVA</p><p>　　(3)變壓器的最大負荷為：</p><p>　　正常情

68、況下:30+48.75=78.75MVA</p><p>　　最大負荷下:31.25+62.5=93.75MVA</p><p>　　最小負荷下:25+47.5=72.5MVA</p><p>　　S=93.75MVA S’=S×70%=65.625MVA</p><p>　　考慮到五年發(fā)展規(guī)劃:</p>&l

69、t;p>　　S總=Ki×S’×(1+5%)^5=0.8×65.625×1.3=68.25MVA</p><p>　　因此主變壓器容量選取為75000KVA。</p><p>　　4.4主變壓器型號的選擇</p><p><b>　　1.相數(shù)的選擇</b></p><p>　　

70、主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器制造條件，可靠性要求及運輸條件等因素，特別是在330KV及以下的變電所均應采用三相變壓器。</p><p>　　2.繞組數(shù)量和聯(lián)結方式的選擇</p><p>　　(1)主變壓器繞組數(shù)量</p><p>　　在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。<

71、/p><p>　　(2)主變壓器聯(lián)結方式的選擇 </p><p>　　我 國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星型接地連接；35KV宜采用星型連接，其中星點多通過消弧線圈接地；35KV以下變壓器繞組都采用三角形連接。綜合考慮各種因素，宜選兩臺110KV的三繞組主變壓器，型號為 SFPSZ7-75000/110，三相油浸風冷銅線三繞組有載調壓電力變壓器,其技術參數(shù)如表4-1所示:

72、 </p><p>　　表4-1 主變壓器SFPSZ7-75000/110技術參數(shù)</p><p>　　4.5無功補償根據(jù)設計技術指標二：變電所功率因數(shù)不低于0.9。對原始資料分析，10KV</p><p>　　側和35KV側的功率因數(shù)都為0

73、.8，需要加補償置補償無功功率。</p><p>　　1無功功率的人工補償裝置</p><p>　　工廠中普遍采用并聯(lián)電容器來補償供電系統(tǒng)中的無功功率。并聯(lián)電容器的補償方式有以下三種：</p><p><b>　　1.高壓集中補償</b></p><p>　　電容器裝設在變電所的高壓電容器室，與高壓母線相連，如圖2-9示

74、。高壓電容器宜采用單星形接線或雙星形接線。在中性點非直接接地電網(wǎng)中，星形接線電容器組中的中性點不應接地。</p><p>　　圖2-9 高壓電容器集中補償?shù)慕泳€ 圖2-10低電容器集中補償?shù)慕泳€</p><p>　　圖2-11 低壓電容器分散補償?shù)慕泳€</p><p><b>　　2.低壓集中補償</b></p>

75、<p>　　電容器裝設在變電所的低壓配電室或單獨的低壓電容器室內與低壓母線相聯(lián)。低壓電容器足可采用三角形接線或中性點不接地的星形接線方式。如圖2-10示。</p><p><b>　　3.低壓分散補償</b></p><p>　　電容器裝設在低壓配電箱旁或與用電設備并聯(lián)，電容器組多采用三角形接線。如圖2-11示。</p><p>　

76、　4.6無功補償并聯(lián)電容器容量的選擇</p><p>　　用戶無功補償并聯(lián)電容器的容量根據(jù)用戶自身的功率因數(shù)計算。</p><p>　　式中:—工廠的有功計算負荷(單位KW);</p><p>　　—對應于原來的功率因數(shù)(=0.8);</p><p>　　—對應于需補償?shù)焦β室驍?shù)(=0.8);</p><p>　　(1

77、)10KV電壓等級:其中,,</p><p>　　若選型號TBB10—3600/100的并聯(lián)電容器，則根據(jù)公式N===2.7;</p><p>　　則無功補償中并聯(lián)電容器的個數(shù)為3。</p><p>　　(2)35KV電壓等級: </p><p>　　若選型號TBB35—10800/100的并聯(lián)電容器，我們只需要一個。</p>

78、<p>　　4.7主變壓器的中性點接地</p><p>　　電力網(wǎng)中性點接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。</p><p>　　(1)主變壓器的110~500KV側采用中性點直接接地方式。</p><p>　　(2)終端變電所的變壓器中性點一般不接地。</p><p>　　(3)所有普通變壓器的中性點都應經(jīng)隔離開關接地，以便

79、于運行調度靈活選擇接地點。</p><p>　　(4)選擇接地點時應保證任何故障形式都不使電網(wǎng)解列成為中性點接地。</p><p>　　(5)主變壓器6~63KV側采用中性點不接地方式，但當單相接地故障電流大于30A(6~10KV)或10A（20~63KV）時，中性點應經(jīng)消弧線圈接地。</p><p>　　4.8所用變壓器的選擇</p><p&g

80、t;<b>　　1.所用變數(shù)量確定</b></p><p>　　樞紐變電所、總容量為60MVA及以上的變電所、裝有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調相機的變電所，均裝設兩臺所用變壓器。我們要保證所用變壓器的可靠性,因此我們選在10KV側和35KV側分別接一臺所以變壓器以提高所用變壓器的可靠運行。</p><p><b>　　2.所用容量的確定&l

81、t;/b></p><p>　　根據(jù)設計要求，所用電負荷可按0.1%變電所容量考慮，根據(jù)2.3節(jié)計算的變電所容量為93750KVA，則廠用變計算負荷為：S=937500.1%KVA=93.75KVA </p><p>　　最后選一臺型號為S7-100/10的變壓器，其技術參數(shù)如表2-3所示：</p><p>　　表2-3 型號為S7-100/10的廠用變壓器

82、的技術參數(shù)</p><p>　　和一臺型號為S7-100/35的變壓器，其技術參數(shù)如表2-4所示：</p><p>　　表2-4 型號為S7-100/35的廠用變壓器的技術參數(shù)</p><p>　　第5章 短 路 電 流 計 算</p><p>　　在變電所的設計中，不僅要考慮正常狀態(tài)，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。對供電系統(tǒng)

83、危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應和發(fā)熱效應以及電壓的降低。因此短路電流計算是電氣主接線的方案比較，電氣設備及載流導體的選擇，接地計算及繼電保護選擇和整定的基礎。</p><p><b>　　5.1繪計算電路圖</b></p><p><b>　　1.繪制計算電路圖</b></p><p>　　計算電路圖上應將

84、短路計算中需要即如的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。</p><p>　　圖5-1 計算電路圖</p><p><b>　　2.短路類型</b></p><p>　　短路計算應選擇需要進行短路校驗的電氣元件由最大可能的短路電流通過。</p><p>　　一般按三相短路計算，但當其他類型的短路電流較

85、三相短路嚴重時，則應按最嚴重的那種短路來驗算。</p><p><b>　　3.短路計算點</b></p><p>　　應選擇通過導體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。</p><p>　　根據(jù)本次任務書要求選擇110KV進線處(K1)、35KV母線(K2)、35KV出線（K3）、10KV母線（K4）、10KV出線（K5）五個點作為

86、短路計算</p><p>　　5.2.繪制等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　1.求各元件電抗，用標幺值計算</p><p>　　設基準容量=100MVA，基準電壓 =115KV， =37KV， =10.5KV。</p><p>　　1）三繞組變壓器各繞組之間的電抗：</p><p><b>　　變壓器:

87、</b></p><p><b>　　2）電纜線的電抗：</b></p><p>　　線路:(:線路所在網(wǎng)絡的平均額定電壓)</p><p>　　10KV電壓等級電纜出線:</p><p><b>　　3）架空線的電抗：</b></p><p>　　35KV電壓等

88、級架空線出線:</p><p><b>　　4）電抗器的電抗：</b></p><p>　　電抗器:(:電抗器所在網(wǎng)絡的平均額定電壓)</p><p>　　10KV出線：110KV電壓等級:</p><p><b>　　2.繪制等值網(wǎng)絡圖</b></p><p><b

89、>　　等值電路如下：</b></p><p><b>　　圖5-2等值網(wǎng)絡圖</b></p><p><b>　　5．3 短路計算</b></p><p>　　K1點短路計算:等值網(wǎng)絡圖如圖5-3所示</p><p>　　圖5-3 K1點等值網(wǎng)絡圖</p><p

90、><b>　　K1點短路電流為:</b></p><p><b>　　化為有名值:</b></p><p><b>　　二相短路電流: </b></p><p><b>　　短路容量:</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:&l

91、t;/b></p><p>　　K2點短路計算: 等值網(wǎng)路圖如圖5-4所示</p><p>　　圖5-4 K2點等值網(wǎng)絡圖</p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖5-5</b></p><p>　　K2點短路電流為: </p&g

92、t;<p><b>　　化為有名值:</b></p><p><b>　　二相短路電流: </b></p><p><b>　　短路容量:</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p>　　K3點短路計算: 等值

93、網(wǎng)路圖如圖5-6所示</p><p>　　圖5-6 K3點等值網(wǎng)路</p><p><b>　　圖5-7</b></p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖5-8</b></p><p>　　K3點短路電流為: <

94、/p><p><b>　　化為有名值:</b></p><p><b>　　二相短路電流: </b></p><p><b>　　短路容量:</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p>　　K4點短路計算

95、: 等值網(wǎng)路圖如圖5-9所示</p><p>　　圖5-9 K4點等值網(wǎng)路圖</p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖5-10</b></p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖

96、5-11</b></p><p>　　K4點短路電流為: </p><p><b>　　化為有名值:</b></p><p><b>　　二相短路電流: </b></p><p><b>　　短路容量:</b></p><p><b&g

97、t;　　短路沖擊電流:</b></p><p>　　K5點短路計算: 等值網(wǎng)路圖如圖5-12所示</p><p>　　圖5-12 K5點等值網(wǎng)路圖</p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖5-13</b></p><p><

98、;b>　　其中:</b></p><p><b>　　圖5-14</b></p><p>　　K5點短路電流為: </p><p><b>　　化為有名值:</b></p><p><b>　　二相短路電流: </b></p><p>

99、<b>　　短路容量:</b></p><p><b>　　短路沖擊電流:</b></p><p>　　三相短路計算的數(shù)據(jù)如表5-1所示：</p><p>　　表5-1 三相短路計算的數(shù)據(jù)</p><p>　　正序網(wǎng)絡:,負序網(wǎng)絡:,零序網(wǎng)絡:;</p><p>　　(1)

100、單相接地短路:其等效網(wǎng)絡圖為三序網(wǎng)絡串聯(lián),假設A相接地,計算方法如下:</p><p>　　因為單相接地短路有: </p><p><b>　　短路處短路電流：</b></p><p><b>　　非故障點相電壓：</b></p><p><b>　　∠</b>&

101、lt;/p><p><b>　　∠</b></p><p><b>　　化成有名值：</b></p><p>　?。?）當發(fā)生兩相接地短路時，等效網(wǎng)絡圖為三序網(wǎng)絡并聯(lián)，假設b,c兩相接地 </p><p><b>　　∠</b></p><p><b&

102、gt;　　∠</b></p><p>　　第6章 高壓電氣設備的選擇</p><p>　　6.1選擇電氣設備遵循的一般條件</p><p>　　電氣設備的選擇是變電所電氣設計的主要內容之一，正確地選擇電氣設備</p><p>　　的目的是為了使導體和電氣設備無論在正常情況或故障情況下均能安全,經(jīng)濟合理地運行。在變電所中，采用的電

103、氣設備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求都是相同的。</p><p>　　電氣設備選擇的一般要求是：</p><p>　　(1)滿足工作要求。應滿足正常運行、檢修以及短路和過電壓情況下的工作要求。</p><p>　　(2)適應環(huán)境條件。應按當?shù)丨h(huán)境條件進行校驗。</p><p>　　(3)先進合

104、理。應力求技術先進和經(jīng)濟合理。</p><p>　　(4)整體協(xié)調。應與整個工程的建設標準協(xié)調一致。</p><p>　　(5)適應發(fā)展。應適當考慮發(fā)展，留有一定的裕量。 </p><p>　　電氣設備能安全可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路條件</p><p>　　校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p>

105、<p>　　一．按正常工作條件選擇</p><p><b>　　1.額定電壓</b></p><p>　　電氣設備的額定電壓是標示在其銘牌上的線電壓。另為，電氣設備還有一個</p><p>　　最高工作電壓，即允許長期運行的最高電壓，一般不得超過其額定電壓的10%~15%。在選擇時，電氣設備的額定電壓不應低于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓，即

106、</p><p>　　式中， －電氣設備銘牌上所標示的額定電壓（KV）；</p><p>　?。娋W(wǎng)額定工作電壓（KV）。 </p><p><b>　　2.額定電流</b></p><p>　　在額定周圍環(huán)境條件下，導體和電氣設備的額定電壓不應小于所在回路的最大工作電流，即 </p><p&g

107、t;　　式中， －電氣設備銘牌上所標示的額定電流（A）</p><p>　?。芈分械淖畲蠊ぷ麟娏鳎ˋ）</p><p><b>　　3.環(huán)境條件</b></p><p>　　選擇電氣設備時，還應考慮其安裝地點的環(huán)境條件，當氣溫、風速、污穢、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣的基本使用條件時，應采取相應的措施。</p>

108、;<p><b>　　(1)空氣溫度</b></p><p>　　若安裝地點日最高溫度高于40℃，但不超過60℃，則因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應適當減少，則設備的額定電流應按下式修正：</p><p>　　式中，——電氣設備的額定電流經(jīng)實際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（A）</p><p><b>　　——溫度修

109、正系數(shù)</b></p><p>　　——電氣設備的長期發(fā)熱最高允許溫度（℃）</p><p>　　——實際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度（℃） </p><p>　　——電氣設備的額定環(huán)境溫度（℃）</p><p>　　設備的額定環(huán)境溫度一般取40℃，當環(huán)境溫度低于40℃，每降低1℃，額定電流可增加0.5%，但其最大

110、負荷不得超過其額定電流的20%。裸導體的額定環(huán)境溫度一般取25℃，如安裝地點的環(huán)境溫度在-5℃~ 50℃范圍內變化時，其允許通過的電流可按上市進行修正。</p><p><b>　　(2)海拔高度</b></p><p>　　由于現(xiàn)有110KV及以下大多數(shù)電器的外絕緣有一定裕度，故可選用在海拔2000m以下的地區(qū)。</p><p><b&

111、gt;　　(3)污穢</b></p><p>　　在設計中，應根據(jù)污穢情況，增大電瓷外絕緣的有效泄漏比距或選用有利</p><p>　　防污的電瓷造型，如采用半導體，大傾角，鐘罩式等特別絕緣子。</p><p><b>　　(4) 地震</b></p><p>　　根據(jù)有關規(guī)程的規(guī)定，地震烈度為7度以下地區(qū)的

112、電器可不采取方針措施。</p><p>　　二．按短路條件校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定</p><p><b>　　1.短路熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　熱穩(wěn)定是指電氣設備承受短路電流熱效應而不損壞的能力。熱穩(wěn)定校驗的實質是使電氣設備承受短路電流熱效應時的短時發(fā)熱最高允許溫度。對于導體通常按最小截面發(fā)校驗熱穩(wěn)定。電器的熱穩(wěn)定是由熱穩(wěn)定電流及其通

113、過時間來決定的，滿足熱穩(wěn)定的條件為</p><p>　　式中 ——短路電流熱效應;</p><p>　　——所選用電器t（單位為s）時間內允許通過的熱穩(wěn)定電流。</p><p><b>　　2.短路動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　動穩(wěn)定是指電氣設備承受短路電流產(chǎn)生的電動力效應而不損壞的能力。部分電氣設備動穩(wěn)定按應

114、力和電動力校驗。電器滿足動穩(wěn)定的條件為</p><p>　　式中 ——電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值，生產(chǎn)廠家用此電流表示電器的動穩(wěn)定特性，在此電流作用下電器能繼續(xù)正常工作而不發(fā)生機械損壞；</p><p>　　——短路沖擊電流的幅值，=，其中，為0s鐘短路電流周期分量有效值；為沖擊系數(shù)，遠離發(fā)電機取1.8。</p><p><b>　　3.短路計算時間&

115、lt;/b></p><p>　　計算短路電流熱效應時所用的短路切除時間等于繼電保護動作時間與相應斷路器的全開斷時間之和，即</p><p><b>　　=+</b></p><p>　　斷路器的全開斷時間等于斷路器的固有分閘時間與燃弧時間之和，即</p><p><b>　　=+</b>&l

116、t;/p><p>　　驗算導體的短路熱穩(wěn)定時間時，宜采用主保護時間，如主保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起保護作用的后備保護動作時間；驗算電器的短路熱穩(wěn)定時，宜采用后備保護時間。少油斷路器的燃弧時間為0.04~0.06s，斷路器的燃弧時間為0.02~0.04s。</p><p>　　6.2 110KV 側電氣設備的選擇</p><p>　　110KV可選擇的斷路器有少油斷

117、路器、六氟化硫斷路器和空氣斷路器，少油斷路器由于制造簡單，價格便宜，維護工作量少，所以6~220KV電網(wǎng)一般選用少油斷路器。110KV及以上的電網(wǎng)要求快速切除故障，分閘時間不宜大于0.04s。</p><p>　　對于35KV及以上的配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，如有條件，應盡量選用套管式電流互感器。用于電度計量，準確度不應低于0.5級；用于電流測量的準確度不應低于1級，共只需估計電氣參

118、數(shù)儀表用的互感器可使用3級。</p><p>　　1： 110KV側進線處的選擇：</p><p>　　110KV側的短路電流： </p><p><b>　　短路沖擊電流：</b></p><p><b>　　交流分量熱效應：</b></p><p><b>　

119、　直流分量熱效應：</b></p><p>　　熱效應： </p><p><b>　　母線最大工作電流：</b></p><p>　　斷路器及隔離開關的相關數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下表6-1和6-2所示：</p><p>　　表6-1 SW4-110Ⅲ/1250型斷路器</p>

120、<p>　　表6-2 GW5-110/600型隔離開關</p><p>　　通過以上比較可知：SW4-110Ⅲ/1250型斷路器，GW5-110/600型隔離開關都滿足要求。</p><p>　　6.3 35KV側電氣設備的選擇</p><p>　　35KV母線斷路器及隔離開關的相關數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下表6-3和6-4所示：</p>

121、<p>　　表6-3 SW4-35Ⅰ/1250型斷路器</p><p>　　表6-4 GW4-35/1250型隔離開關</p><p>　　通過以上比較可知：SW4-35Ⅰ/1250型斷路器，GW4-35/1250隔離開關都滿足要求。</p><p>　　2:35KV側出線上的斷路器與隔離開關：</p><p>　　出線上最大持續(xù)

122、工作電流：</p><p>　　出線上最大短路電流：</p><p>　　出線上最大沖擊電流：</p><p><b>　　交流分量熱效應：</b></p><p><b>　　直流分量熱效應：</b></p><p>　　熱效應： </p>&l

123、t;p>　　斷路器及隔離開關的相關數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下表6-5和6-6所示:</p><p>　　表6-5 DW6—35/400斷路器</p><p>　　表6-6 GW4—35/600隔離開關</p><p>　　通過以上比較可知：DW6—35/400斷路器，GW4—35/600隔離開關都滿足要求.</p><p>　　6.

124、4 10KV電氣設備的選擇</p><p>　　1: 10KV側母線上斷路器與隔離開關的選擇校驗：</p><p>　　母線上最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　母線上最大短路電流：</p><p>　　母線上最大沖擊電流：</p><p><b>　　交流分量熱效應：</b></p&g

125、t;<p><b>　　直流分量熱效應：</b></p><p>　　熱效應： </p><p>　　斷路器及隔離開關的相關數(shù)據(jù)并與計算值相比較，如下表6-7和6-8所示：</p><p>　　表6－7 SN-10/3000型斷路器</p><p>　　表6－8 GN-10T/3000型隔