變電站電氣工程設計

1、變電站電氣工程設計,一 概述二 設計依據(jù)三 所需知識四 設計內(nèi)容和方法五 一次電氣圖設計六 電氣布置圖設計七 二次電氣圖設計八 防雷與接地設計九 站用電與照明設計十 設計實例,延安750KV變電站,,,,變電站的認識,概貌（1）,概貌（3）,概貌（2）,概貌（4）,概貌（5）,概貌 進出線塔、母線塔架、開關(guān)設備、變壓器、避雷針（線、帶）、室內(nèi)設備等。,概貌（

2、6）,室外高壓塔架及設備（1）--超高壓,室外高壓塔架及設備（2）--水泥和鋼架結(jié)合,室外高壓塔架及設備（3）--水泥架,室外水泥高壓塔架（4）--水泥架,室外高壓塔架及設備（5）--鋼架,室外高壓塔架及設備（7）--鋼管塔架,室外高壓塔架及設備（8）--鐵塔架,室外高壓塔架及設備（9）--鐵塔架,塔架: 不同電壓等級母線塔架—角鋼拼裝、水泥管、鋼管立柱或組合形式，門架（橫擔）角鋼拼裝，避雷針線塔架角鋼拼裝。安裝設備塔架（基礎(chǔ)）砼架

3、、角鋼架。,室外高壓塔架及設備（10） --鐵塔架,室外高壓設備（1）--變壓器,室外高壓設備（2）--變壓器,室外高壓設備（3）--變壓器,室外高壓設備（4）--互感器,室外高壓設備（5）--電流互感器,室外高壓設備（5）--斷路器,室外高壓設備（6） --斷路器,室外設備 變壓器、互感器、斷路器、隔離開關(guān)及操作機構(gòu)等。,室外高壓設備（7） --隔離開關(guān),室內(nèi)開關(guān)柜（1）,室內(nèi)開關(guān)柜（

4、2）,室內(nèi)控制柜（1）,室內(nèi)控制柜（2）,室內(nèi)設備 開關(guān)柜、控制柜、繼電保護柜、信號屏等。,一 概 述,1、概念2、變電站分類3、變電站組成,各行各業(yè)的發(fā)展都必須以電氣工程為基礎(chǔ)，正常運行都要使用電能。同時在國家大力發(fā)展清潔能源、超高壓和特高壓以及直流輸電、智能化電網(wǎng)、區(qū)域和地區(qū)性電網(wǎng)不斷聯(lián)網(wǎng)、各大公司就近建設電廠等舉措下，新建、擴建和改造的電網(wǎng)數(shù)量很大、投資巨大。電網(wǎng)中變電站是電能輸送環(huán)節(jié)中連接發(fā)電廠和用戶最重要的環(huán)節(jié)，所

5、以“電氣工程”專業(yè)學生對變電站（所）知識的掌握非常必要。 從“電氣工程及其自動化”專業(yè)來說，變電站包含電氣工程（強電部分）和自動化（弱電部分）兩部分內(nèi)容，本課程講述的是電氣工程方面的內(nèi)容。而弱點的內(nèi)容像變電站通信、調(diào)度、自動化和智能化等不屬于本設計的范圍。,電話通信系統(tǒng)一般采用載波方式，內(nèi)線與外線統(tǒng)一、使用長號和短號的模式；調(diào)度系統(tǒng)采用光纖通信網(wǎng)絡，整個網(wǎng)絡與一般外網(wǎng)屏蔽防止外網(wǎng)攻擊調(diào)度系統(tǒng)和保密需要；自動化、數(shù)字化和智能化是采

6、用智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）、在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上、實現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設備間信息共享和互操作功能以及運行管理自動化、智能化的現(xiàn)代化變電站。 講述變電站電氣工程設計，可以提高對所學單門、單科知識的用途和之間的聯(lián)系進一步加深理解，初步掌握電氣工程設計的方法和所包含的內(nèi)容，并能培養(yǎng)學生運用知識解決實際工程問題的綜合能力，對進行類似的畢業(yè)設計以及實際工

7、作都會有很大的幫助。,1、概念 變電站（所）(Substation）—電力系統(tǒng)中實現(xiàn)變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設施，它通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，是輸送電能和分配電能的集結(jié)點。變電站主要分：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站和配電站。 電網(wǎng)—在電力系統(tǒng)中，把由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱為電網(wǎng)。主要由聯(lián)結(jié)成網(wǎng)的

8、送電線路、變電站、配電所和配電線路組成。 我國電網(wǎng)的體制：國家電網(wǎng)(25) 〔華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、東北電網(wǎng)〕和南方電網(wǎng)(5) ，省級電網(wǎng)、地方電網(wǎng)等。,,2、變電站分類 ①電壓等級：中壓變電站（66 kV及以下），高壓變電站（110～220 kV），超高壓變電站（330～765 kV）和特高壓變電站（1000 kV及以上）。 ②電網(wǎng)中的地位：樞紐變電站—匯集多個電源和聯(lián)絡線或連接不同電力系統(tǒng)的變電

9、站，位于電力系統(tǒng)樞紐點。電壓330kV及以上、多個電源、出線回路多、變電容量大；全站停電后將造成大面積停電或系統(tǒng)瓦解，對運行的可靠性很重要。 中間變電站—位于系統(tǒng)主干環(huán)行線路或系統(tǒng)主要干線的接口處，電壓330～220kV，匯集2～3個電源，全站停電將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列。 終端變電站—是大、中型企業(yè)的專用站，電壓10～35kV，1～2回進線。,③電壓階級：一次變電站--承擔由主網(wǎng)上第一次降壓任務的變電站就是一次變電站，由許多個一次變的許多

10、出線共同形成了次級局域電網(wǎng)；二次變電站--承擔由這個次級電網(wǎng)繼續(xù)降壓的任務的變電站。 ④用途：電力系統(tǒng)變電站（輸電變電站、配電變電站、換流站）、工礦企業(yè)變電站、鐵路變電站(25kV），均為升壓變電站或降壓變電站。 ⑤形式：屋外變電站、屋內(nèi)變電站、半屋外變電站、地下變電站、移動變電站等。 ⑥容量和饋線數(shù)：大、中、小型變電站。 ⑦有人值班否：有人值班和無人值班變電站。,3、變電站

11、組成 組成可以從所具有的設備角度，實現(xiàn)其功能時必須的一次系統(tǒng)、必要的二次系統(tǒng)和其他輔助功能等不同角度。 ①主要設備：起變換電壓作用的主變壓器；斷開和閉合電路的開關(guān)設備或六氟化硫全封閉組合電器（GIS)；傳輸和匯集電流的母線；計量、保護和控制用的互感器、儀表、繼電保護裝置；防止變電站遭受直接雷擊或斷路器操作等引起過電壓的防雷保護裝置；對運行情況進行監(jiān)控的信號和控制裝置；保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運

12、行的調(diào)度通信裝置；減少線路損耗的無功補償設備。 變電站的電壓等級、功能和連接方式不同，其主要設備差異很大。,②一次系統(tǒng)由主接線、主變壓器、高、中、低壓配電裝置等。主接線是變電所最重要的，決定變電所的功能、建設投資、運行質(zhì)量、維護條件和供電可靠性。分單母線、雙母線和環(huán)形接線等。主變壓器是最重要的設備，它的性能與配置體現(xiàn)變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。 ③二次系統(tǒng)由繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等組成。繼電保護分系統(tǒng)

13、保護和元件保護?？刂品绞椒种苯涌刂品绞街敢粚σ坏陌醇~控制，對控制對象多的則控制盤數(shù)量太多、監(jiān)視面太大；選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面積較小等優(yōu)點，直觀性較差，中間環(huán)節(jié)多。 ④防雷、接地、照明、通信等。,1、項目具體資料2、相關(guān)的法規(guī)3、新標準和規(guī)范4、手冊和標準圖5、產(chǎn)品樣本,二 設計依據(jù),在整個設計中必須滿足如下要求：1、符合針對性文件和資料 設計委托合同、項目的立項計劃、建設和土地以及環(huán)保等

14、部門批復、氣象、地質(zhì)等資料。2、符合國家和地方的法規(guī) 國家、各級政府主管部門頒布的規(guī)定、條例。如《電力法》、《節(jié)約能源法》、《電力供應與使用條例》、《供電營業(yè)規(guī)則》、《建設工程設計文件編制深度規(guī)定》。 3、符合國家、行業(yè)、企業(yè)的標準和規(guī)范要求 包括強制性標準、推薦標準、指導性技術(shù)文件、試行技術(shù)文件，作為電氣設施制造和檢驗、設計、施工和驗收規(guī)范等。是保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的前提。,①國家標準是由國家技術(shù)監(jiān)督局

15、、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗總局、國家標準化委員會等發(fā)布實施的。如： 工程建設標準強制性條文 電力工程部分 2011版 GB/T 13534-1992 電氣顏色標志的代號 GB/T 18135-2008 電氣工程CAD制圖規(guī)則 GB/T 5465.2-1996 電氣設備用圖形符號 GB/T 4728.7-2008

16、 電氣簡圖用圖形符號 GB/T 7356-1987 電氣系統(tǒng)說明書用簡圖的編制 GB/T 6988-2008 電氣技術(shù)用文件的編制 GB/T 19678-2005 說明書的編制、構(gòu)成、內(nèi)容和表示方法 GB/T 19045-2003 明細表的編制 GB 50059-1992

17、 35～110KV變電所設計規(guī)范 GB 50053-1992 10KV及以下變電所設計規(guī)范 GB 50052-1995 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB 50054-1995 低壓配電設計規(guī)范,GB 50060-2008 3～110KV高壓配電裝置設計規(guī)范GB 50062-1992 電力裝置的繼電保護和

18、自動裝置設計規(guī)范GB 50063-1992 電力裝置的自動測量儀表裝置設計規(guī)范GB 50217-1994 電力工程電纜設計規(guī)范GB 50260-1996 電力設施抗震設計規(guī)范GB 50057-1994 建筑物防雷設計規(guī)范GB 50034-2004 建筑照明設計標準GB 50016-2006 建筑設計防火規(guī)范GB 311.1-1997

19、 高壓輸變電設備的絕緣配合GB 19517-2004 國家電氣設備安全技術(shù)規(guī)范 GB 14050-1993 系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求GB 7266-1987 電力系統(tǒng)二次回路電氣控制臺基本尺寸GB 4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)GB/T 13869-2008 用電安全導則GB/T 7269-2008 電子設備控制

20、臺的布局、型式和基本尺寸,GB/T 7268-2005 電力系統(tǒng)二次回路控制、保護裝置用插箱及插件面板基本尺寸系列GB/T 7267-2003 電力系統(tǒng)二次回路控制、保護屏及柜基本尺寸系列GB/T 12325-2008 電能質(zhì)量　供電電壓偏差 GB/T 15543-2008 電能質(zhì)量　三相電壓不平衡GB/T 12501-1990

21、 電工電子設備防觸電保護分類 GB/T 12501.2-1997 電工電子設備按電擊防護分類 GB/T 14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程 GB/T 16435.1-1996 遠動設備及系統(tǒng)　接口(電氣特性) GB/T 15148-2008 電力負荷管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB/T 25737-2010 1000 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)驗收

22、規(guī)范GB/T 26865.2-2011 電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) GB/T 13462-2008 電力變壓器經(jīng)濟運行 GB/Z 25841-2010 1000 kV電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)導則,②行業(yè)標準由原電力部、水電部、能源部等制定發(fā)布，是最主要的依據(jù)。像導則、要求、技術(shù)條件、技術(shù)規(guī)定、設計技術(shù)規(guī)定、技術(shù)規(guī)范、管理規(guī)程、整定規(guī)程、檢驗規(guī)程、運行評價規(guī)程、單項技術(shù)等，涉及整個電力系

23、統(tǒng)的全過程。如： DL 5009.3-1997 電力建設安全工作規(guī)程(變電所部分) DL 504-1992 電力工程規(guī)劃設計任務來源代碼 DL 503-1992 電力工程設計代碼 DL 5028-1993 電力工程制圖標準 DL 755-2005 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定

24、導則 DL 5014-1992 330～500kV變電所無功補償裝置設計技術(shù)規(guī)定 DL/T 5026-1993 電力工程計算機輔助設計技術(shù)規(guī)定 DL/T 5229-2005 電力工程竣工圖文件編制規(guī)定 DL/T 5365-2006 電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡工程初步設計內(nèi)容深度規(guī)定 DL/T 5364-2006

25、 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡工程初步設計內(nèi)容深度規(guī)定 DL/T 5103-1999 35KV～110KV無人值班變電所設計規(guī)程,DL/T 5218-2005 220KV~500KV變電所設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5216-2005 35KV~220KV城市地下變電站設計規(guī)定DL/T 5223-2005 高壓直流換流站設計技術(shù)規(guī)定DL/T 5056-2007 變電站

26、總布置設計技術(shù)規(guī)程DL/T 723-2000 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導則DL/T 5352-2006 高壓配電裝置設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5137-2001 電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5136-2001 火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5149-2001 220kV-550kV變電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計規(guī)程DL/T 522

27、5-2005 220KV~500KV變電所通信設計技術(shù)規(guī)定DL/T 5025-2005 電力系統(tǒng)數(shù)字微波通信工程設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5157-2002 電力系統(tǒng)調(diào)度通信交換網(wǎng)設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5002-2005 地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化設計技術(shù)規(guī)程DL/Z 886-2004 750kV電力系統(tǒng)繼電保護DL/T 5147-2001 電力系統(tǒng)安

28、全自動裝置設計技術(shù)規(guī)定,DL/T 5222-2005 導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)定DL/T 575-1999 控制中心人機工程設計導則 DL/T 5391-2007 電力系統(tǒng)通信設計技術(shù)規(guī)定DL/T 5003-2005 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5155-2002 220kV~500kV變電所所用電設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5390-2007

29、火力發(fā)電廠和變電站照明設計技術(shù)規(guī)定DL/T 5221-2005 城市電力電纜線路設計技術(shù)規(guī)定DL/T 5220-2005 10KV及以下架空配電線路設計技術(shù)規(guī)程DL/T 5217-2005 220KV~500KV緊湊型架空送電線路設計技術(shù)規(guī)定DL/T 866-2004 電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則DL/T 5048-1995 電力建設施工及驗收技術(shù)規(guī)范D

30、L/T 782-2001 110kv及以上送變電工程啟動及竣工驗收規(guī)程DL/T 5161-2002 電氣裝置安裝工程質(zhì)量檢驗及評定規(guī)程DL/T 5344-2006 電力光纖通信工程驗收規(guī)范DL/T 5168-2002 110KV-500KV架空電力線路工程施工質(zhì)量及評定規(guī)程DL/T 769-2001 電力系統(tǒng)微機繼電保護技術(shù)導則,DL/T 969-2005

31、 變電站運行導則DL/T 593-2006 高壓開關(guān)設備和控制設備標準的共用技術(shù)要求DL/T 814-2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范DL/T 720-2000 電力系統(tǒng)繼電保護柜 屏通用DL/T 791-2001 戶內(nèi)交流充氣式開關(guān)柜選用導則DL/T 670-1999 微機母線保護裝置通用技術(shù)條件DL/T 770-2001

32、 微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件DL/T 537-2002 高壓/低壓預裝箱式變電站選用導則DL/T 1010-2006 高壓靜止無功補償裝置DL/Z 981-2005 電力系統(tǒng)控制及其通信數(shù)據(jù)和通信安全DL/Z 860-2004 變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)DL/Z 713-2000 500KV變電所保護和控制設備抗撓度要求SD 131-1984

33、 電力系統(tǒng)技術(shù)導則(試行)SD 325-1989 電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導則(試行)能源部 《電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理條例》,③地區(qū)或企業(yè)標準是在國家強制標準下，某地區(qū)（多個?。┮罁?jù)地域環(huán)境特點和技術(shù)水平等或企業(yè)依據(jù)其定位和發(fā)展戰(zhàn)略等制定的標準。一般地標用DB，企標用QB，如： 國家電網(wǎng)公司技術(shù)標準體系表（2009版）

34、 國家電網(wǎng)公司輸變電工程可行性研究內(nèi)容深度規(guī)定(試行)[2007] Q/GDW 166-2007 輸變電工程初步設計內(nèi)容深度規(guī)定 Q/GDW 381.4-2009 輸變電工程施工圖設計內(nèi)容深度規(guī)定 Q/GDW 156-2006 城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則 Q/GDW 203-2008 110kV 變電站通用設計規(guī)范

35、 Q/GDW 341-2009 330kV變電站通用設計規(guī)范 Q/GDW 342-2009 500kV變電站通用設計規(guī)范 Q/GDW 347-2009 電能計量裝置通用設計 Q/GDW 343-2009 信息機房設計及建設規(guī)范 Q/GDW 393-2009 110(66)k

36、V~220kV智能變電站設計規(guī)范 Q/GDW 394-2009 330kV~750kV智能變電站設計規(guī)范 Q/CSG 20001-2004 變電運行管理標準 Q/CSG 20004-2005 電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理標準,4、必須依據(jù)設計手冊和標準圖集進行設計 采用工程上的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和常規(guī)作法，結(jié)合實際設計出最佳方案。手冊是符合標準和規(guī)范

37、、為設計人員提供參考的方法、數(shù)據(jù)，標準圖是符合標準和規(guī)范的典型案例和做法。 ①各種手冊 《電力工程設計手冊》共4冊 西北電力設計院、東北電力設計院、華東電力設計院編寫 上海人民出版社 《電力工程電氣設計手冊》1、2冊 西北電力設計院編 中國電力出版社 《電力工程電氣設備手冊》上、下冊 西北電力設計院編 中國電力出版社 《電力系統(tǒng)設計手冊》 電力規(guī)劃設計總院編 電力出版社,《供配電系統(tǒng)

38、圖集》 中國電力出版社 《電力工程高壓送電線路設計手冊》 中國電力出版社 《電力施工工程師手冊》 中國電力出版社 《電力工程師手冊》 中國電力出版社 《電氣工程師手冊》 中國電力出版社 《實用

39、電氣工程設計手冊》 上?？茖W技術(shù)文獻出版社 《工廠常用電氣設備手冊》 水利電力出版社 《電力計算手冊》 中國電力出版社 《電力電纜選擇手冊》 中國電力出版社 《電力工程材料手冊》 中國電力出版社

40、 《實用電工手冊》 水利水電出版社 《實用電工手冊》 上、下冊 金盾出版社 《新電工手冊》 安徽科學技術(shù)出版社 《新編實用電工手冊(精)》 北京科學技術(shù)出版社,②標準圖集 國家電網(wǎng)公司

41、 輸變電工程典型設計35KV變電站分冊（2006） 輸變電工程典型設計 110KV變電站分冊 220(110)KV變電站典型設計實施方案編制和推廣應用手冊 220kV變電站通用設計標準 輸變電工程典型設計 330kV變電站二次系統(tǒng)部分 變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范 (2011)

42、 輸變電工程標準工藝 南方電網(wǎng)公司 110~500kV變電站標準設計 (2011) 10kV配網(wǎng)標準設計(2011) 10kV和35kV配網(wǎng)標準設計(2011)) 標準設計和典型造價(2011)設計要點及詳解 其他地區(qū)、省標等。,5、必須查閱資料、產(chǎn)品手冊和樣本 ①針對使用場合及要

43、求，確定可選范圍。 ②熟悉各種產(chǎn)品的功能、性能參數(shù)、使用上主要差異情況。 ③掌握產(chǎn)品的技術(shù)先進程度和價格等，與項目總體相協(xié)調(diào)。 ④進行必要的生產(chǎn)廠家和使用情況的現(xiàn)場考察，實地了解情況。 ⑤選取具有生產(chǎn)許可證、質(zhì)量認證、入網(wǎng)認證、國家重點推廣、節(jié)能環(huán)保、智能化程度高、成熟、合格的適宜產(chǎn)品。,三 所需知識,1、專業(yè)知識2、其他知識,1、專業(yè)知識 ①必須系統(tǒng)掌握電氣

44、工程主要課程，如《供配電技術(shù)》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電氣測量技術(shù)》、《電氣工程基礎(chǔ)》、《電力系統(tǒng)自動化裝置》、《高壓電氣工程基礎(chǔ)》、《高電壓技術(shù)》、《電機學》、《電力系統(tǒng)靜態(tài)分析計算》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析計算》、《電力系統(tǒng)微機繼電保護》等。 ②必須對相關(guān)《設計手冊》、《標準圖》、《設計規(guī)范》等真正理解、掌握，特別是國家強制性標準，并能靈活運用。 ③必須掌握目前技術(shù)和設備的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，熟悉新技術(shù)、新設備、新材料、新

45、工藝。,2、其他知識 ①掌握工程設計知識，如設計內(nèi)容、設計流程和設計方法，不同項目的設計程序、設計內(nèi)容、專業(yè)間關(guān)系和配合內(nèi)容是不同的。 ②掌握國家政策，國家引導、調(diào)控的方向，行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。 ③熟練使用計算機進行繪圖，即掌握通用CAD或?qū)I(yè)CAD。 ④具備一定綜合能力，即較好把握實際尺度的工程設計經(jīng)驗、工程建設中現(xiàn)場處理解決問題能力、項目方案評估、可行性審查、竣工驗收等的綜合能力。 以上知識需

46、要不斷學習和積累，才能達到一定程度。,四 設計內(nèi)容和方法,1、方案設計2、初步設計3、施工設計4、設計方法 和過程,1、方案設計 主要是對變電站實現(xiàn)的全部功能編制設計說明書和投資及效益分析，一般需進行方案論證。 ①設計說明書：對整個變電站的文字敘述說明，包括：設計依據(jù)、設計范圍、變電站位置，重點是變電系統(tǒng)的方案和主要設備選型（容量、電源數(shù)量、電壓等級、主結(jié)線、運行方式、計量、保護、操

47、作電源、功率因素補償、站用電），防雷（類別、方法）、接地（方式、等電位、接地體）、通信、調(diào)度、照明（正常、應急）、消防、環(huán)保、節(jié)能等，對必要的附圖說明。 ②投資及效益分析：由專業(yè)人員進行投資估算和效益分析。,2、初步設計 主要包括以下內(nèi)容： ①設計說明書：對整個變電站的文字敘述說明，包括：設計依據(jù)、設計范圍、變電站位置，變電系統(tǒng)（一次、二次）、防雷、接地、照明、主控、通信、調(diào)度、消

48、防、環(huán)保、節(jié)能實現(xiàn)功能和采取的技術(shù)方案等。 ②設計圖樣：平面圖、主要結(jié)構(gòu)剖面圖、一次系統(tǒng)圖、二次方案編號、防雷接地圖等。 ③主要設備材料表：設備名稱、型號、規(guī)格、數(shù)量等。 ④工程概算：由專業(yè)人員完成。 ⑤設計計算書：對相關(guān)的計算，僅限內(nèi)部保存。 必須經(jīng)過專家的可行性論證后才能進行施工圖設計。,3、施工設計 以初步設計方案和專家評審意見為依據(jù)。主要包括：圖紙目錄、設計說

49、明書、施工圖、設備材料表等。設計過程中，互相關(guān)聯(lián)、相互影響，是反復相互修改的過程。 ①施工設計說明書：包括工程概況、變電站采用方案簡介、工程特點、施工要求及注意事項、采用標準圖集編號、設備訂貨要求、圖例說明等。 ②變電站平、剖面布置圖：對建筑物及建筑物內(nèi)外各功能區(qū)的所有設施按比例繪制其平面布置圖和剖面布置圖(變壓器、開關(guān)、母線、線纜、各種柜和屏、操作機構(gòu)、塔架、支架、地溝、接地體等)。并以此為依據(jù)設計土建、水暖資料圖(表

50、明建筑物、地溝、過墻洞、支架、防護方式及基礎(chǔ)等的詳細尺寸)。,③一次電氣系統(tǒng)圖設計：按照規(guī)范方式畫出系統(tǒng)圖，首先在圖中標注各器件的型號、規(guī)格、整定值等，如母線、變壓器、斷路器、開關(guān)、互感器、電工儀表等；其次在系統(tǒng)圖下繪制表格對系統(tǒng)圖中的每路情況進行說明，如回路編號、開關(guān)柜編號、開關(guān)柜型號、裝機功率、計算電流、線路型規(guī)和敷設方式、出線回路名稱（用戶名稱）、二次原理圖編號等。 ④二次電氣系統(tǒng)圖設計：繪制計量、保護、控制、信號和操作

51、電源的二次原理圖，如在標準圖集的基礎(chǔ)上改動時可只畫出修改部分并說明要求，進行具體元器件參數(shù)計算和選用。如過負荷、電流速斷、單相接地、零序電流保護、變壓器溫度和瓦斯保護等。,⑤電力平面圖：在變電站平面布置圖上繪制出所有電器設備間的線路及敷設方式圖，一般應是對變電站平、剖面布置圖中未反映出的線路補充完善 ⑥防雷接地圖：防雷平面圖是對建筑物、塔架等采用的避雷針、引下線、接地裝置等按比例繪制出圖；接地平面圖是繪制出接地線、斷接卡、接地極

52、的圖；說明材料（標準圖號）規(guī)格和要求，和其他中性點、等電位接地的關(guān)系。 ⑦站用電及照明：站用電應在滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上在一次系統(tǒng)設計中考慮。變電站照明分正常照明、備用電源自動投入和應急照明。畫出平面照明圖。 ⑧通信及智能化變電站：電話內(nèi)線與外線、寬帶與外網(wǎng)屏蔽防止外網(wǎng)攻擊調(diào)度系統(tǒng)；采用成熟的智能化系統(tǒng)。 ⑨設備材料表：是設備名稱、型號、規(guī)格、數(shù)量等。,4、設計方法和過程 ①學習已實施的整套竣工圖，反復對照設計手冊

53、、規(guī)范、標準圖、設備樣本等，多問為什么？每個細節(jié)都必須弄清楚，還可采用的類似方案的優(yōu)缺點。 ②完全讀懂圖紙內(nèi)容后，多去現(xiàn)場實地學習，頭腦中具有實物立體概念，比較不同方案的要點和核心。 ③要有不恥下問的精神，請教有經(jīng)驗的專家、同事和現(xiàn)場操作人員，了解掌握各方面的知識。 ④設計過程可以參照類似的設計圖和示范性典型案例進行，反復對照實現(xiàn)的功能、指標等修改。 ⑤工程建設中多去現(xiàn)場，了解自己設計存在的問題，掌握解決辦法，學習同行們

54、的長處。,五 一次電氣系統(tǒng)圖設計,1、總的要求 2、主結(jié)線設計3、負荷和短路計算4、變壓器選擇5、高壓電器選擇,一次電氣系統(tǒng)圖即電氣主結(jié)線圖，在滿足總的要求情況下完成具體的主結(jié)線設計、全部電器和設備的選型。 1、總的要求 1）符合國家和行業(yè)的政策、方針、發(fā)展方向。 2）基本要求 ①滿足供電可靠性和供電質(zhì)量的要求。 ②結(jié)線簡單、清晰、操作簡便。

55、 ③必要運行靈活性、檢修方便。 ④投資少、運行費用低。 ⑤為后續(xù)擴建留有余地。 3）電壓等級不超過三種。 4）最大、最小有功和無功負荷的平衡。,2、變電站主結(jié)線設計 依據(jù)變電站的作用、電網(wǎng)中的位置、供電區(qū)域內(nèi)負荷等級、供電安全性、可靠性要求和靈活性、經(jīng)濟性、正常運行和檢修（斷路器）等情況設計。 1）35～220KV電壓側(cè)結(jié)線 ①單母線分段—用備用的手車

56、斷路器代替需檢修的斷路器或帶旁路的結(jié)線，母線本身故障的概率很低，其他可帶電檢修，即單母線分段。倒閘操作簡單，避免誤操作。 ②雙母線—系統(tǒng)運行方式有此要求，出線回路數(shù)較多，采用帶旁路的結(jié)線。 ③多角線—進出線回路數(shù)不多，且規(guī)模確定運行以及設置旁路。,④設置旁路原則—110KV以下不設旁路設施；110～220KV均設旁路母線，出線回路少利用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器，出線在5個回路以上設專用旁路斷路器。35KV側(cè)采

57、用雙母線時，一般不設旁路母線。,分段斷路器兼作旁路斷路器,⑤滿足運行安全時，盡可能少用斷路器，35～110KV短路容量小、中小型變電站，優(yōu)先選用高壓熔斷器。 ⑥110KV及以上電網(wǎng)中性點一般均直接接地，35KV電網(wǎng)當接地電流大于10 A時變壓器中性點經(jīng)消弧線圈接地。,母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器,2）10KV電壓側(cè)結(jié)線 ①常采用單母線和單母線分段運行方式。 ②旁路根據(jù)網(wǎng)絡連接情況和用戶供電重要程度決定，出線回

58、路少采用簡易旁路，出線回路8個以上時設旁路母線和專用旁路斷路器。 ③為限制短路電流，一般變壓器分列運行或在變壓器回路裝設電抗器。 ④對大型變電站，一般采用在變壓器的10KV側(cè)串聯(lián)分裂電抗器的結(jié)線，而不采用雙母線。重要用戶由雙電源供電負荷可以調(diào)整。,3）站用電結(jié)線 ①站用變壓器臺數(shù)確定：㈠樞紐變電站一般設兩臺站用變壓器，其他一般只裝一臺，但容量在60MVA以上需裝兩臺變壓器。 ㈡變電站中裝有強迫油循環(huán)變壓器或調(diào)相機

59、時，應裝設兩臺變壓器。 ㈢能從變電站外引入可靠的380V備用電源時，需裝兩臺變壓器的可只裝一臺變壓器。 ②對采用交流操作及采用整流裝置得到直流操作電源的變電站，要求外接可靠的電源。外接難度很大時采用接于高壓電源線路（斷路器外側(cè)）的變壓器供電，與接于低壓母線的變壓器作為備用電源。,③提高所用電可靠性?？刹扇?0KV有旁路母線的，所用變壓器與旁路斷路器接在不同母線上，變壓器接到旁路母線上；無旁路母線的，所用變壓器可以接在不同母線上

60、。 ④高壓側(cè)盡量采用熔斷器，低壓側(cè)采用380/220V中性點接地，動力和照明公用一個電源，設置檢修電源。,3、負荷計算和短路計算 為正常運行檢測、判斷和處理故障提供電氣開關(guān)、元器件和裝置參數(shù)選擇的依據(jù)。 1）負荷計算 采用需要系數(shù)法（計算簡便、精度一般、適合變電站）、利用系數(shù)法（計算較繁、精度高、適合企業(yè)）、單位指標法（計算簡便、誤差大、適合民建和工業(yè)），計算其計算負荷、尖峰電流、平均負荷，計算線路損耗的

61、功率、無功補償?shù)娜萘康取?2）短路電流計算 根據(jù)短路電流計算的條件，對不同電壓等級依據(jù)用途分別計算出系統(tǒng)可能發(fā)生的最大短路電流和最小短路電流。計算的內(nèi)容和目的如下：,①三相對稱短路電流初始值(超瞬態(tài)短路電流) —校驗高壓電器的熱穩(wěn)定、整定繼電保護裝置(電流速斷)。 ②三相對稱開斷電流(有效值) —校驗開關(guān)電器設備的分斷能力。 ③三相短路電流峰值(短路沖擊電流)—校驗電器開關(guān)的動穩(wěn)定、校驗斷路器

62、的額定關(guān)合電流。 ④三相穩(wěn)態(tài)短路電流(有效值)—為計算其他短路電流提供的依據(jù)。 ⑤兩相穩(wěn)態(tài)短路電流(有效值) —校驗繼電保護裝置或熔斷器的靈敏度。 ⑥對稱短路容量—計算其他電網(wǎng)短路電流的依據(jù)。 ⑦單相接地短路電流—校驗接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。,4、變壓器選擇 1）主變?nèi)萘?依據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)電廠、供電網(wǎng)、配電網(wǎng)、用戶變配電所的規(guī)劃或負荷計算數(shù)據(jù)，計算出變壓器處

63、于經(jīng)濟運行狀態(tài)時的容量。 2）主變臺數(shù) ①一般和電力系統(tǒng)連接的主變壓器不超過兩組（如擴容時主變已有兩臺，也盡可能更換大容量主變），當只有一個電源或變電所的一級負荷有備用電源時可只裝一組變壓器。 ②當裝設兩組及以上變壓器時，每組容量應按任一組停運，其他容量保證一級負荷或全部負荷的60～75%。,3)主變類型 ①制造和運輸能滿足的均采用三相變壓器，但原只裝一組單相變壓器的樞紐變電站，最好裝設備用相。 ②與

64、兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般采用自耦變壓器，需進行技術(shù)經(jīng)濟比較。 ③主變有調(diào)壓要求的，應選有載調(diào)壓變壓器。 ④具有三種電壓等級的變電站應選三卷變壓器，如有兩種電壓的用戶或與系統(tǒng)連接且每種電壓的容量超過主變?nèi)萘康?5%，一般采用三卷變壓器或自耦變壓器。 ⑤三卷變壓器阻抗：降壓結(jié)構(gòu)適用于—高壓向中壓母線供電為主、低壓母線供電為輔的降壓變電站。升壓結(jié)構(gòu)適用于—向低壓母線供電為主、中壓母線供電為輔的升壓變電站

65、，發(fā)電廠變電站的主變。,⑤分接頭：升壓變壓器低壓線圈線電壓為額定電壓105%，高中壓線圈為110%，并帶±2×2.5%的分接頭；降壓變壓器高壓線圈額定電壓為100%，分接頭可根據(jù)系統(tǒng)選用±2×2.5%、+1×2.5%、-3×2.5%、-4×2.5%。 4）所用變選擇 ①容量：進行負荷計算，對連續(xù)經(jīng)常運行（主變壓器風扇、浮充電機、載波通訊電源、油斷路器油箱和

66、操作機構(gòu)電熱、戶外開關(guān)端子箱電熱、調(diào)相機循環(huán)水泵和潤滑油泵、建筑物室內(nèi)照明、戶外配電裝置照明、道路照明）、連續(xù)不經(jīng)常運行（充電機、蓄電池室進排風）、斷續(xù)不經(jīng)常運行、短時經(jīng)常運行、短時不經(jīng)常運行進行分類計算。 ②臺數(shù)：依據(jù)主結(jié)線、變電站大小、重要程度選一臺或兩臺互為備用。,5、高壓電器選擇 1）一般要求 不同類型電器，選擇項目和條件不同，應滿足： ①正常工作—滿足電壓、電流、頻率、開斷電流能力、機械荷

67、載等要求。 ②短路條件—按最大可能的故障校驗電器的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，額定關(guān)合電流，開斷短路電流的能力。 ③環(huán)境條件—使用場所、環(huán)境溫度、濕度、海拔高度、防塵、防腐、防火、防爆等要求，自身產(chǎn)生的噪聲等。 ④過電壓能力及絕緣—額定短時工作過電壓及雷電沖擊過電壓下的絕緣配合要求。 ⑤其他—不同電器的特點要求，如開關(guān)的操作性能、熔斷器的保護配合特性、互感器的準確度等級。,2）斷路器選擇 滿足使用環(huán)境、機械壽

68、命和電壽命要求，選不同性能級別的斷路器，如油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器（35KV及以下）和操作機構(gòu)等，如下8個項目： ①電壓選擇—額定電壓符合線路標稱電壓，最高工作電壓大于線路最高運行低壓。 ②電流選擇—額定電流大于回路在各種工作方式下最大持續(xù)工作電流。 ③頻率選擇—額定頻率等于電網(wǎng)工頻50HZ。 ④斷流量選擇—額定短路開斷電流大于斷路器出線端子處的最大三相對稱開斷電流；用于開斷電纜線路時，額定充電開斷電流大于電