畢業(yè)論文---110kv降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　110kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（110/35/10kV，進(jìn)出線(xiàn)數(shù)2/7/9）</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其作用在于變換電壓、匯集和分配電能，因此，變電所安全可靠運(yùn)行與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量和供電地域的不斷擴(kuò)大，同時(shí)電能質(zhì)量、供電可靠性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要

2、求也越來(lái)越高。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的。本次設(shè)計(jì)建設(shè)一座110kV降壓變電所，首先，根據(jù)主接線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各個(gè)電壓等級(jí)的接線(xiàn)方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線(xiàn)方式。其次進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)各短路點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路

3、發(fā)生在各電壓等級(jí)的工作母線(xiàn)時(shí)，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。然后，根據(jù)各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備選擇和校驗(yàn)。最后進(jìn)行配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置，防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電所；電氣主接線(xiàn)；電氣設(shè)備；防雷接地；配電裝置</p><p>　　A DESIGN OF ELETRIC MAIN SYSTEM</p><p>　　FOR

4、 110kV STEP-DOWN SUBSTATION</p><p>　?。?10/35/10kV, the number of inlet and outlet 2/7/9）</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Substation is an important part of t

5、he power system, its role is to transform voltage, collection and distribution of electric energy, therefore, safe and reliable operation of　substation and national economic development

6、 are closely related．With the regional power system and electricity installed capacity continues to expand at the same time power quality, supply reliability, operational economy demands increasingly high. Along with the

7、 electric power system installed capacity and power supply </p><p>　　Keywords: Transformer substation; Main connection; Electric equipment; Lightning proof protection and earth system; Distribution equipment

8、</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 前 言1</b></p><p>　　2 變壓器的選擇2</p>&

9、lt;p>　　2.1 變電站主變壓器選擇的規(guī)定2</p><p>　　2.2 主變壓器選擇的一般原則與步驟2</p><p>　　2.2.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則2</p><p>　　2.2.2 主變壓器形式的選擇原則2</p><p>　　2.2.3 主變壓器容量的確定原則2</p><p>　　

10、2.3 主變壓器的計(jì)算與選擇3</p><p>　　2.3.1 容量計(jì)算3</p><p>　　2.3.2 變壓器型號(hào)的選擇3</p><p>　　3 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　3.1 概述4</b></p><p>　　3.2 主接線(xiàn)方式的簡(jiǎn)介4</p&g

11、t;<p>　　3.3主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求6</p><p>　　3.3.1 主接線(xiàn)可靠性的要求6</p><p>　　3.3.2 主接線(xiàn)靈活性的要求6</p><p>　　3.3.3 主接線(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的要求7</p><p>　　3.4 電氣主接線(xiàn)的選擇和比較7</p><p>　　3.4.1 主

12、接線(xiàn)方案的擬訂7</p><p>　　3.4.2 主接線(xiàn)各方案的討論比較9</p><p>　　3.4.3 主接線(xiàn)方案的最終選擇10</p><p>　　4 短路電流的計(jì)算11</p><p><b>　　4.1 概述11</b></p><p>　　4.2 短路電流計(jì)算的目的及原則1

13、1</p><p>　　4.3 計(jì)算步驟11</p><p>　　4.4 壓器及電抗器的參數(shù)計(jì)算12</p><p>　　4.4.1 主變壓器參數(shù)計(jì)算12</p><p>　　4.4.2 線(xiàn)路等值電抗12</p><p>　　4.5 變電站網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)12</p><p>　　4.5.1

14、短路點(diǎn)d1的短路計(jì)算(主變110kV側(cè))13</p><p>　　4.5.2 短路點(diǎn)d2的短路計(jì)算(35kV母線(xiàn))13</p><p>　　4.5.3 短路點(diǎn)d3的短路計(jì)算(10kV母線(xiàn))13</p><p>　　5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.1 斷路器的選擇15</p><p>

15、;　　5.1.1 斷路器選擇原則與技術(shù)條件15</p><p>　　5.1.2 斷路器型號(hào)的選擇及校驗(yàn)16</p><p>　　5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇18</p><p>　　5.2.1 隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件18</p><p>　　5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇及校驗(yàn)19</p><p>　　5.3

16、 電流互感器的選擇20</p><p>　　5.3.1 110kV側(cè)電流互感器的選擇21</p><p>　　5.3.2 35kV電壓等級(jí)電流互感器的選擇21</p><p>　　5.3.3 10kV電壓等級(jí)電流互感器的選擇21</p><p>　　5.4 電壓互感器的選擇23</p><p>　　5.4.1

17、 110kV側(cè)母線(xiàn)上電壓互感器23</p><p>　　5.4.2 35kV側(cè)母線(xiàn)上電壓互感器23</p><p>　　5.4.3 10kV側(cè)母線(xiàn)上電壓互感器23</p><p>　　5.5 高壓熔斷器的選擇24</p><p>　　5.6 導(dǎo)線(xiàn)的選擇24</p><p>　　5.6.1 110kV側(cè)母線(xiàn)橋的

18、選擇25</p><p>　　5.6.2 35kV側(cè)母線(xiàn)的選擇25</p><p>　　5.6.3 35kV側(cè)出線(xiàn)的選擇25</p><p>　　5.6.4 35kV側(cè)變壓器回路的選擇26</p><p>　　5.6.5 10kV側(cè)母線(xiàn)的選擇26</p><p>　　5.6.6 10kV側(cè)出線(xiàn)的選擇26&l

19、t;/p><p>　　5.6.7 10kV側(cè)變壓器回路的選擇27</p><p>　　5.7 站用變壓器的選擇27</p><p>　　5.8 絕緣子的選擇27</p><p>　　6 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置29</p><p><b>　　6.1 概述29</b></p>

20、;<p>　　6.2 配電裝置形式的設(shè)計(jì)29</p><p>　　6.2.1 屋內(nèi)配電裝置29</p><p>　　6.2.2 屋外配電裝置29</p><p>　　7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)32</p><p><b>　　7.1 概述32</b></p><p>　　7.2 避雷

21、裝置的配置原則32</p><p>　　7.2.1 避雷器的配置原則32</p><p>　　7.2.2 避雷針的配置原則32</p><p>　　7.3 避雷器的選擇32</p><p>　　7.3.1 110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)32</p><p>　　7.3.2 35kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)33&

22、lt;/p><p>　　7.3.3 10kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)34</p><p>　　7.4 避雷針的設(shè)計(jì)34</p><p>　　7.4.1 避雷針的作用34</p><p>　　7.4.2 避雷針的保護(hù)范圍及計(jì)算35</p><p>　　8 接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)36</p><p>　　

23、8.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明36</p><p>　　8.2 接地體的設(shè)計(jì)36</p><p>　　8.3 接地網(wǎng)間距的設(shè)計(jì)及選擇37</p><p><b>　　結(jié)論38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　致謝4

24、0</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　變電所是聯(lián)系電網(wǎng)的紐帶，是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施,主要是通過(guò)變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái),起著變換和分配電能的作用,其運(yùn)行的可靠和安全與否直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。</p><p>　　變電所是電力系

25、統(tǒng)的重要組成部分，是組成電網(wǎng)的基本單元之一，其運(yùn)行的安全與否，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要[1]。隨著電網(wǎng)的發(fā)展及超高壓大容量的形成，變電所運(yùn)行設(shè)備和運(yùn)行操作一旦發(fā)生事故而不能及時(shí)消除或處理不當(dāng)，就將危機(jī)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至釀成大面積停電。對(duì)一個(gè)中小型變電所的主接線(xiàn)就毋須要求過(guò)高的可靠性，也就沒(méi)有必要采取太復(fù)雜的接線(xiàn)形式；而對(duì)于超高壓變電站，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事

26、故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行遭破壞，甚至瓦解，造成巨大損失，所以就要求較高的可靠性[2]。時(shí)代的要求使我們電力人應(yīng)以高度的熱忱和認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　目前，我國(guó)城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進(jìn)行大規(guī)模的改造，與此相應(yīng)，城鄉(xiāng)變電所也正不斷的更新?lián)Q代[3]。我國(guó)電力網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況是常規(guī)變電所依然存在，小型變電所，微機(jī)監(jiān)測(cè)變電所，綜合自動(dòng)化變電所相繼出現(xiàn)，并得到迅速的發(fā)展。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變

27、電設(shè)計(jì)的基本原理而來(lái)，因此對(duì)于變電設(shè)計(jì)基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本[4]。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為110kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是最為常見(jiàn)的常規(guī)變電所，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮主接線(xiàn)的形式，主變壓器的選擇，短路電流的計(jì)算，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器等電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，總布局和配電裝置的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)完全按照任務(wù)書(shū)的要求進(jìn)行，所有數(shù)據(jù)及理論均有根有據(jù)，且較為權(quán)威。</p><p&g

28、t;<b>　　2 變壓器的選擇</b></p><p>　　在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益[4][5]。&l

29、t;/p><p>　　2.1 變電站主變壓器選擇的規(guī)定</p><p>　　1）主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161—85有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電站，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該站全部負(fù)荷的60%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　2）根據(jù)

30、電力負(fù)荷的發(fā)展和潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對(duì)通信線(xiàn)路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。</p><p>　　3）主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161的有關(guān)規(guī)定。</p><p>　　2.2 主變壓器選擇的一般原則與步驟</p><p>　　2.2.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則</p>

31、<p>　　為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過(guò)兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。對(duì)大型樞紐變電站，根據(jù)工程的情況，應(yīng)裝設(shè)2～4臺(tái)主變。</p><p>　　當(dāng)變電站裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的時(shí)候當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，一臺(tái)檢修時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該能夠60%以上的負(fù)擔(dān)[6][7]。</p><p>　　2.2.2 主變壓器形式的選擇

32、原則</p><p>　　1）110kV主變一般采用三相變壓器。</p><p>　　2）當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。對(duì)新建的變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　3）具有三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，一般采用三繞組變壓器。</p><p>　　2.2.3 主變壓器容量的確定原則</p>

33、;<p>　　1）為了準(zhǔn)確選擇主變的容量，要繪制變電站的年及日負(fù)荷曲線(xiàn)，并從該曲線(xiàn)得出變電站的年、日最高負(fù)荷和平均符合。</p><p>　　2）主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。</p><p>　　3）變壓器最大負(fù)荷按下式確定[7]：</p><p><b>　　(2-1)</b></p>&l

34、t;p>　　式中K0——負(fù)荷同時(shí)系數(shù)； </p><p>　　∑P——按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。</p><p>　　對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　如此，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證84%

35、的負(fù)荷供電。</p><p>　　2.3 主變壓器的計(jì)算與選擇</p><p>　　2.3.1 容量計(jì)算</p><p>　　在《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)主變時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，其主變壓器容量應(yīng)滿(mǎn)足“不應(yīng)小于70%--80%的全部負(fù)荷” [5][7][8]。</p><p

36、>　　已知35kV側(cè)最大負(fù)荷85MW, 進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償Q=11.5Mvar, ；</p><p>　　10kV側(cè)最大負(fù)荷12MW，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償Q=0.939Mvar, 。</p><p>　　由計(jì)算可知單臺(tái)主變的最大容量為： </p><p>　　結(jié)論：選擇兩臺(tái)75MV·A的變壓器并列運(yùn)行。</p><p>　　2.3.2 變壓

37、器型號(hào)的選擇</p><p>　　因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中有三個(gè)電壓等級(jí)，且當(dāng)變壓器最小負(fù)荷側(cè)通過(guò)的容量大于主變?nèi)萘康?5%時(shí)，宜選用三繞組變壓器[8]。</p><p>　　綜上所述： 主變壓器選用三相三線(xiàn)圈有載調(diào)壓、全封閉節(jié)能型降壓變壓器。</p><p>　　型 號(hào):SFPSZ7-75000/110</p><p>　　容 量：75000kVA&

38、lt;/p><p>　　電壓比：115 / 38.5 / 10.5kV</p><p>　　接線(xiàn)方式：YN / yn / d11</p><p>　　阻抗電壓百分比：高-中22.5% 高-低13% 中-低8%</p><p>　　空載損耗：80.0kW</p><p>　　空載電流：1.3%調(diào)壓方式： 有載調(diào)壓</p

39、><p>　　冷卻方式：強(qiáng)迫油循環(huán)水冷</p><p>　　3 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　變電所的電氣主接線(xiàn)是由高壓設(shè)備通過(guò)連接線(xiàn)組成的接受和分配電能的電路，又稱(chēng)一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。變電站電氣主接線(xiàn)是電力系統(tǒng)接線(xiàn)的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路、和斷

40、路器等的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)，直接影響著全站電器設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)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(jì)運(yùn)行。主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。</p><p>　　對(duì)于6～220kV電壓配電裝置的接線(xiàn)，一般分兩類(lèi)：一為母線(xiàn)類(lèi)，包括單母線(xiàn)、單

41、母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)、雙母線(xiàn)分段和增設(shè)旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)；其二為無(wú)母線(xiàn)類(lèi)，包括橋形接線(xiàn)和角形接線(xiàn)等。應(yīng)視電壓等級(jí)和出線(xiàn)回?cái)?shù)，酌情選用[8]。</p><p>　　3.2 主接線(xiàn)方式的簡(jiǎn)介</p><p><b>　　1)單母接線(xiàn)</b></p><p>　　單母線(xiàn)接線(xiàn)雖然接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠

42、，當(dāng)母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生開(kāi)斷故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)全部電源，造成全站停電。此外，在斷路器檢修時(shí)，也將停止回路工作。單母線(xiàn)可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線(xiàn)故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線(xiàn)段分開(kāi)后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器[3][4]。</p><p><b>　　單母接線(xiàn)適用于：</b></p>&

43、lt;p>　　110～200kV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)兩回，35～63kV，配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)3回，6～10kV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)5回，才采用單母線(xiàn)接線(xiàn)方式。</p><p><b>　　2)單母分段</b></p><p>　　單母線(xiàn)借分段器FD進(jìn)行分段，可提高供電可靠性和靈活性。這不僅便于分段檢修母線(xiàn)，而且可減少母線(xiàn)故障影響范圍。對(duì)重要用

44、戶(hù)可從不同分段上引線(xiàn)，當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)裝置將分段斷路器FD跳開(kāi)，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，故障時(shí)將短時(shí)停電，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)FG后，完好段即可恢復(fù)供電。分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量，段數(shù)分的越多，故障時(shí)停電范圍越小，但使用斷路器等設(shè)備的數(shù)目也增多，配電設(shè)備運(yùn)行也就越復(fù)雜，通常以2-3段位宜。</p><p><b>　　單母分段適用于：</b>

45、;</p><p>　　110～220kV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)4回，35～60kV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)8回，6～10kV配電裝置每段容量不宜超過(guò)25MW。</p><p><b>　　3)帶旁路母線(xiàn)</b></p><p>　　斷路器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷數(shù)次短路電流后，都需要檢修。為了檢修出線(xiàn)斷路器，不致中斷該回路供電，可增設(shè)旁路母線(xiàn)

46、PM和旁路斷路器PD，旁路母線(xiàn)經(jīng)旁路隔離開(kāi)關(guān)PG與每一出線(xiàn)連接。正常運(yùn)行時(shí)，PG和PD斷開(kāi)。當(dāng)檢修某出線(xiàn)斷路器DL時(shí)，先閉合PG和PD，然后斷開(kāi)DL及兩側(cè)的線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)XG和母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)MG，這樣DL就退出工作了，由旁路斷路器PD執(zhí)行其任務(wù)。</p><p><b>　　旁路母線(xiàn)適用于：</b></p><p>　　多用于35kV以上系統(tǒng)中，因電壓越高，斷路器檢修需要

47、的時(shí)間越多，停電損失越大，有旁路短路器可彌補(bǔ)這點(diǎn)缺陷。但斷路器價(jià)格高昂，一般在電壓為35kV而出線(xiàn)在8回以上、110kV在6回以上、220kV在4回以上的屋外配電裝置都加設(shè)旁路母線(xiàn)。但當(dāng)采用可靠性較高的SF6斷路器時(shí)，可不裝置旁路母線(xiàn)。而6～10kV屋內(nèi)配電裝置，一般不裝設(shè)旁路母線(xiàn)。</p><p><b>　　4)雙母接線(xiàn)</b></p><p>　　它具有兩組母線(xiàn)

48、，工作母線(xiàn)和備用母線(xiàn)，每回線(xiàn)路都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)分別與兩組母線(xiàn)連接，母線(xiàn)之間通過(guò)母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)斷路器連接。在檢修任一母線(xiàn)時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶(hù)連續(xù)供電，可把全部電源和線(xiàn)路倒換到備用母線(xiàn)上。在線(xiàn)路斷路器檢修時(shí)，可臨時(shí)用母聯(lián)斷路器代替。它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　雙母接線(xiàn)適用于：</b></p><p>　　對(duì)于，110～220

49、kV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線(xiàn)檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110kV～220kV雙母線(xiàn)接線(xiàn)的配電裝置中，當(dāng)出線(xiàn)回路數(shù)達(dá)7回，（110kV）或5回（220kV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用旁路母線(xiàn)。</p><p>　　5）一個(gè)半斷路器（3/2）接線(xiàn)</p><p>　　兩個(gè)元件引線(xiàn)用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性

50、和運(yùn)行靈活性，任意母線(xiàn)故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線(xiàn)和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。</p><p>　　一個(gè)半斷路器（3/2）接線(xiàn)適用于：</p><p>　　220kV以上的超高壓、打容量系統(tǒng)中。但使用設(shè)備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資較大，二次控制接線(xiàn)和繼電保護(hù)都比較復(fù)雜。</p><p><b&g

51、t;　　6）橋形接線(xiàn)</b></p><p>　　當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線(xiàn)路時(shí)，采用橋式接線(xiàn)，所用斷路器數(shù)目最少，依照連接橋的位置它可分為內(nèi)橋和外橋接線(xiàn)。運(yùn)行時(shí)，橋臂上聯(lián)絡(luò)斷路器處于閉合狀態(tài)。</p><p>　　內(nèi)橋接線(xiàn)：適合于輸電線(xiàn)路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線(xiàn)路。</p><p>　　外橋接線(xiàn)：適合于

52、出線(xiàn)較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率時(shí)。為檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開(kāi)關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。當(dāng)線(xiàn)路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。</p><p>　　橋形接線(xiàn)：適用于由于使用斷路器少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，往往在35kV～220kV配電裝置中廣為采用。</p><p><b>　　7）角形接線(xiàn)</b></p>

53、<p>　　當(dāng)母線(xiàn)閉合成環(huán)形，并按回路數(shù)利用斷路器分段，即可構(gòu)成角形接線(xiàn)。角形接線(xiàn)中，斷路器數(shù)等于回路數(shù)，且每個(gè)回路都與兩臺(tái)斷路器相連接，檢修任意一臺(tái)斷路器都不致中斷供電，隔離開(kāi)關(guān)只用于檢修，從而具有較高的可靠性和靈活性，運(yùn)行操作方便。</p><p>　　角形接線(xiàn)：適用于角形接線(xiàn)不便于擴(kuò)建，這種接線(xiàn)多用于最終規(guī)模較明確的110kV及以上的配電裝置中，且以不超過(guò)六角形為宜。</p><

54、;p>　　3.3主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　變電所的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電所所在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運(yùn)行的靈活性、操作檢修方便、成本的經(jīng)濟(jì)性和便于過(guò)渡或擴(kuò)建的先進(jìn)性等要求。</p><p>　　3.3.1 主接線(xiàn)可靠性的要求</p><p>　　可靠性

55、的工作是以保證對(duì)用戶(hù)不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線(xiàn)的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響[4]。</p><p>　　評(píng)價(jià)主接線(xiàn)可靠性的標(biāo)志是：</p><p>　　1）斷路器檢修時(shí)是否影響停電。</p><p>　　2）線(xiàn)路、

56、斷路器、母線(xiàn)故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線(xiàn)路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否對(duì)重要用戶(hù)的供電。</p><p>　　3）變電站全部停電的可能性。</p><p>　　3.3.2 主接線(xiàn)靈活性的要求</p><p>　　主接線(xiàn)的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求：</p><p>　　1）調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)在

57、事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。</p><p>　　2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶(hù)的供電。</p><p>　　3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^(guò)渡到終期接線(xiàn)，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。</p><p>　　3.3.3 主接線(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的要求</p><p

58、>　　在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　1）投資省：主接線(xiàn)簡(jiǎn)單，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備的投資；占地面積小：電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子及安裝費(fèi)用。</p><p>　　2）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓增加電能損失。</p><p>　　3.4 電氣主接線(xiàn)的選

59、擇和比較</p><p>　　3.4.1 主接線(xiàn)方案的擬訂</p><p>　　高壓側(cè)是2回出線(xiàn)，可選擇線(xiàn)路變壓器組，單母分段帶旁路母線(xiàn)，橋型接線(xiàn)。</p><p>　　中壓側(cè)有7回出線(xiàn)，低壓側(cè)有9回出線(xiàn)，均可以采用單母線(xiàn)、單母分段、單母分段帶旁路和雙母線(xiàn)接線(xiàn)。</p><p>　　在比較各種接線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍后，提出如下五種方案：<

60、;/p><p>　　方案A（圖2-1）高壓側(cè)：?jiǎn)卧泳€(xiàn)；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文妇€(xiàn)分段</p><p>　　圖2-1 方案A主接線(xiàn)圖</p><p>　　方案B（圖2-2） 高壓側(cè)：內(nèi)橋型接線(xiàn)；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄?lt;/p><p>　　圖2-2 方案B主接線(xiàn)圖</p><p>　　方案C（圖2-3） 高壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏?/p>

61、路母線(xiàn)；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄?lt;/p><p>　　圖2-3 方案C主接線(xiàn)圖</p><p>　　方案D（圖2-4）高壓側(cè)：外橋接線(xiàn)；中壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏月纺妇€(xiàn)；低壓側(cè)：雙母線(xiàn)</p><p>　　圖2-4 方案D主接線(xiàn)圖</p><p>　　方案E（圖2-5） 高壓側(cè)：內(nèi)橋接線(xiàn)；中壓側(cè)，低壓側(cè)：?jiǎn)文妇€(xiàn)分段帶旁路方式</p>

62、<p>　　圖2-5 方案E主接線(xiàn)圖</p><p>　　3.4.2 主接線(xiàn)各方案的討論比較 </p><p><b>　　方案A：</b></p><p>　　110kV側(cè)：采用單元接線(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)設(shè)備少，節(jié)省投資，操作簡(jiǎn)單。不過(guò)缺點(diǎn)也相當(dāng)突出：任意元件發(fā)生故障或經(jīng)行檢修時(shí)，整個(gè)單元需停止工作。</p>&l

63、t;p>　　35kV與10kV側(cè)：均采用單母線(xiàn)分段的方式。</p><p><b>　　方案B：</b></p><p>　　110kV側(cè)：采用內(nèi)橋法接線(xiàn)。該接線(xiàn)形式所用斷路器少，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。連接橋斷路器接在線(xiàn)路斷路器的內(nèi)側(cè)。因此，線(xiàn)路的投入和切除比較方便。當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，僅線(xiàn)路斷路器斷開(kāi)，不影響其他回路運(yùn)行。但是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的

64、兩臺(tái)斷路器都斷開(kāi)，從而影響了一回未發(fā)生故障的運(yùn)行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換，因此，系統(tǒng)中應(yīng)用內(nèi)橋接線(xiàn)較多，以利于線(xiàn)路的運(yùn)行操作[9]。</p><p>　　35kV和10kV側(cè)：采用單母分段接線(xiàn)的形式使得重要用戶(hù)可從不同線(xiàn)分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶(hù)有兩個(gè)電源供電。單母線(xiàn)分段接法可以提供單母線(xiàn)運(yùn)行，各段并列運(yùn)行，各段分列運(yùn)行等運(yùn)行方式，便于分段檢修母線(xiàn)，減小母線(xiàn)故障影響范圍。任意母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，繼電

65、保護(hù)裝置可使分段斷路器跳閘，保證正確母線(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>　　方案C：</b></p><p>　　110kV側(cè)：變電所經(jīng)兩回線(xiàn)從系統(tǒng)獲得電源，采用單母分段帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)可以獲得很高的可靠性，任意母線(xiàn)或斷路器檢修均不會(huì)造成停電，任意母線(xiàn)、斷路器故障只會(huì)引起短時(shí)停電，任意進(jìn)線(xiàn)故障不會(huì)造成停電。</p><p>　　但同時(shí)我們也注

66、意到，該方案較后兩種方案多用了兩套斷路器和多臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)，這無(wú)疑增加了變電所的一次投資，而且在檢修時(shí)倒閘也十分的復(fù)雜，容易造成誤操作，從而引起事故。</p><p>　　35kV和10kV與方案Ｂ一致。</p><p>　　當(dāng)然這種接線(xiàn)也有它本身的缺點(diǎn)，那就是在檢修母線(xiàn)或斷路器時(shí)會(huì)造成停電，特別在夏季雷雨較多時(shí)，斷路器經(jīng)常跳閘，因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)，這使得這個(gè)問(wèn)題更加突出。<

67、;/p><p><b>　　方案D：</b></p><p>　　110kV側(cè)：采用外橋法接線(xiàn)。與內(nèi)橋法一樣，該接線(xiàn)形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)任意線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，需同時(shí)動(dòng)作與之相連的兩臺(tái)斷路器，從而影響一臺(tái)未發(fā)生故障的變壓器的運(yùn)行。</p><p>　　但當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或是檢修時(shí)，能快速的切除故障變壓器，不

68、會(huì)造成對(duì)無(wú)故障變壓器的影響。因此，外橋接線(xiàn)只能用于線(xiàn)路短、檢修和故障少的線(xiàn)路中。</p><p>　　35kV側(cè)：采用單母分段帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)。該接線(xiàn)方法具有單母分段接線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線(xiàn)，從而得到較高的可靠性。這樣就很好的解決了在雷雨季節(jié)斷路器頻繁跳閘而檢修次數(shù)增多引起系統(tǒng)可靠性降低的問(wèn)題。但同時(shí)我們也看到，增加了一組母線(xiàn)和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，從而增加了一次設(shè)備的投資。而且由于采

69、用分段斷路器兼做旁路斷路器，雖然節(jié)約了投資，但在檢修斷路器或母線(xiàn)時(shí)，倒閘操作比較復(fù)雜，容易引起誤操作,造成事故。</p><p>　　10kV側(cè)：采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠。通過(guò)兩組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線(xiàn)而不致使供電中斷；一組母線(xiàn)故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線(xiàn)，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變

70、化地需要；通過(guò)倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。擴(kuò)建方便。</p><p>　　缺點(diǎn)：增加一組母線(xiàn)和多個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，一定程度上增加一次投資。當(dāng)母線(xiàn)故障或檢修時(shí),隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。</p><p><b>　　方案E：</b></p><p>　　110kV側(cè)：采用內(nèi)橋接線(xiàn)。35kV側(cè)與10kV側(cè)均采用單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)方式

71、。此方案該接線(xiàn)方法具有單母分段接線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線(xiàn),從而得到較高的可靠性。</p><p>　　3.4.3 主接線(xiàn)方案的最終選擇</p><p>　　通過(guò)分析原始資料,可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高,因此主接線(xiàn)要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性.根據(jù)以上各個(gè)方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較,兼顧可靠性，靈活性,我選擇方案B作為最

72、終方案。</p><p><b>　　4 短路電流的計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)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(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。</p><p>　　在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三

73、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(duì)稱(chēng)短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，其他類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)短路。</p><p>　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)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(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性[10]。</p>&l

74、t;p>　　4.2 短路電流計(jì)算的目的及原則</p><p>　　計(jì)算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)；分析計(jì)算送點(diǎn)線(xiàn)路對(duì)通訊設(shè)施的影響等。</p><p>　　在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算應(yīng)按遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年來(lái)考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年一般取工程建成后5~10年中的某一年。計(jì)算內(nèi)

75、容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)，某個(gè)樞紐點(diǎn)的三相短路電流和單相接地短路電流，并列表供查用。假若短路電流過(guò)大，應(yīng)采取措施將其限制在合理水平。</p><p><b>　　4.3 計(jì)算步驟</b></p><p><b>　　1）選擇計(jì)算短路點(diǎn)</b></p><p><b>　　2）畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖</b><

76、;/p><p>　?、偈紫热サ粝到y(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線(xiàn)路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗Xk"。</p><p>　?、谶x取基準(zhǔn)容量SB和基準(zhǔn)電壓UB(一般取平均電壓)</p><p>　?、蹖⒏髟娍箵Q算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值</p><p>　?、芙o出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)</p><p&g

77、t;　　3）求計(jì)算電抗Xjs</p><p>　　4）計(jì)算短路電流周期分量有名值和標(biāo)幺值。</p><p>　　5）計(jì)算短路電流沖擊值。</p><p>　　6）計(jì)算全電流最大有效值。</p><p><b>　　7）計(jì)算短路容量。</b></p><p>　　4.4 壓器及電抗器的參數(shù)計(jì)算<

78、;/p><p>　　4.4.1 主變壓器參數(shù)計(jì)算 </p><p><b>　　(4-1)</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　(4-3)</b></p><p><b>　　(4-4)</b&

79、gt;</p><p><b>　　(4-5)</b></p><p><b>　　(4-6)</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p><p><b>　　(4-8)</b></p><p>　　4.4.2

80、線(xiàn)路等值電抗</p><p>　　系統(tǒng)經(jīng)雙回線(xiàn)給變電所供電,其電纜型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185,距離為33km.查表得X*=0.00299,則線(xiàn)路等值電抗XS1=0.00299·33·0.5=0.045</p><p>　　4.5 變電站網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)</p><p>　　依據(jù)本變電站選定的接線(xiàn)方式及設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖4-1：</p>&

81、lt;p>　?。ǜ鶕?jù)任務(wù)書(shū)可得知，系統(tǒng)等值電抗Xs＝0.2）</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.5.1 短路點(diǎn)d1的短路計(jì)算(主變110kV側(cè))</p><p>　　短路電流： (4-9)</p><p><b>　　穩(wěn)態(tài)電流：&l

82、t;/b></p><p>　　沖擊電流：其中KM為沖擊系數(shù)，取KM=1.8</p><p>　　短路容量： (4-10)</p><p>　　4.5.2 短路點(diǎn)d2的短路計(jì)算(35kV母線(xiàn))</p><p><b>　　短路電流：</b></p><p>

83、;<b>　　穩(wěn)態(tài)電流：</b></p><p>　　沖擊電流：，其中KM為沖擊系數(shù)，取KM=1.8</p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　4.5.3 短路點(diǎn)d3的短路計(jì)算(10kV母線(xiàn))</p><p><b>　　短路電流：</b></p

84、><p><b>　　穩(wěn)態(tài)電流：</b></p><p>　　沖擊電流：，其中KM為沖擊系數(shù)，取KM=1.8</p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 斷路器的選擇</p><

85、;p>　　5.1.1 斷路器選擇原則與技術(shù)條件</p><p>　　在各種電壓等級(jí)的變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。高壓斷路器的工作最為頻繁，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜[9]。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力[10]。</p><p>　　高壓斷路器的

86、主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線(xiàn)路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或電路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。</p><p>　　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。</p>

87、<p>　　斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確認(rèn)。</p><p>　　目前國(guó)產(chǎn)的高壓斷路器在110kV主要是少油斷路器。</p><p>　　斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡(jiǎn)述如下：</p><p>　　1）電壓：Uj（電網(wǎng)工作電壓）?Un。</p><p>　　2）電流

88、：Ig max（最大持續(xù)工作電流）??In 。</p><p>　　由于高壓斷路器沒(méi)有持續(xù)過(guò)載的能力， 其額定電流取最大工作持續(xù)電流Ig max 。</p><p>　　3）開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量）</p><p>　　Idt ??Ikd （或Sdt??Skd） (5-1)</p><p&g

89、t;　　式中 Idt ——斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t 秒的短路電流周期分量；</p><p>　　Sdt ——斷路器t秒的開(kāi)斷容量；</p><p>　　Ikd ——斷路器的開(kāi)斷容量；</p><p>　　Skd ——斷路器額定開(kāi)斷容量。</p><p>　　斷路器的實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t ,為繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器固有分閘時(shí)間之和。固</p

90、><p>　　有分閘時(shí)間查閱《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》表5-25～5-29。</p><p><b>　　4）動(dòng)穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中ich ——三相短路電流沖擊值；</p><p>　　imax ——斷路

91、器極限通過(guò)電流峰值。</p><p><b>　　5）熱穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p>　　式中——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p><p>　　tdz ——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間（又稱(chēng)假想時(shí)間）；</p><p>　　It ——斷路器

92、t 秒熱穩(wěn)定電流。</p><p>　　其中tdz ??tz ??0.05?''，由和短路電流計(jì)算時(shí)間t。</p><p>　　5.1.2 斷路器型號(hào)的選擇及校驗(yàn)</p><p><b>　?。?）電壓選擇</b></p><p>　　110 kV側(cè)： UN ??Ug=110kV</p>&

93、lt;p>　　35kV 側(cè)： UN ??Ug=35kV</p><p>　　10kV 側(cè)： UN ??Ug=10kV</p><p><b>　?。?）電流選擇：</b></p><p>　　表5-1 最大持續(xù)工作電流表</p><p><b>　?。?）開(kāi)斷電流：</b></p&

94、gt;<p>　　110kV側(cè)： Ikd ??Idt = 2.014kA Skd ??Sd =401.16MVA</p><p>　　35kV 側(cè)： Ikd ? Idt = 3.910kA Skd ??Sd =250.575MVA</p><p>　　10kV 側(cè)： Ikd ??Idt= 16.13kA Skd ??Sd =29

95、3.42MVA</p><p>　?。?）最大短路沖擊電流：</p><p>　　110kV側(cè)： Imax ?? ich=5.126kA</p><p>　　35kV側(cè)： Imax ?? ich=9.953kA</p><p>　　10kV側(cè)： Imax ??ich=41.07kA</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)

96、，選定斷路器如下：</p><p>　　1）110kV側(cè)橋間和出線(xiàn)選定為 SW3?110G/1200，各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　表5-1 SW3?110G/1200型斷路器</p><p>　　檢驗(yàn)：ich=5.126kA; imax=41kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　

97、當(dāng)取4s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定。</p><p>　　2）35kV側(cè)母線(xiàn)，出線(xiàn)選定ZN-35/630,各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　表5-2 ZN?35/630型斷路器</p><p>　　檢驗(yàn)：ich=9.953kA; imax=20k

98、A; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取4s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p>　　3）35kV側(cè)變壓器回路選定DW8-35Ⅱ/1600,各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　表5-3 DW8

99、-35Ⅱ/1600型斷路器</p><p>　　檢驗(yàn)：ich=9.953kA; imax=80kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取4s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p>　　4）10kV側(cè)，

100、母線(xiàn)、出線(xiàn)的選定SN10-10I/630：</p><p>　　表5-3 SN10-10I/630型斷路器</p><p>　　檢驗(yàn)：ich=41.07kA; imax=50kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取4s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²td

101、z<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定。</p><p>　　5）10kV側(cè)，變壓器回路的選定SN5-20G/6000：</p><p>　　表5-4 SN5-20G/6000型斷路器</p><p>　　檢驗(yàn)：ich=41.07kA; imax=300kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b&g

102、t;　　當(dāng)取4s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定。</p><p>　　5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　5.2.1 隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等要素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比

103、較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器的選擇的技術(shù)條件相同。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)

104、和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定。本設(shè)計(jì)110kV、35kV側(cè)為屋外布置，10kV為屋內(nèi)布置[12]。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)條件主要包括以下幾項(xiàng)：</p><p>　　1）電壓：UN??Ug (5-4)<

105、/p><p>　　2）電流：IN?Igmax (5-5)</p><p>　　3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax??ich

106、 (5-6)</p><p>　　4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I∞²tdz<It²t (5-7)</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)依據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類(lèi)、構(gòu)造形式等條件進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定，選擇隔離開(kāi)關(guān)的要求和方法，與選擇斷路器相同

107、，但不需要校驗(yàn)其開(kāi)斷電流。</p><p>　　5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇及校驗(yàn)</p><p>　?。?）110kV側(cè)選定為，GW2?110 D：</p><p>　　根據(jù)斷路器選擇中的計(jì)算數(shù)據(jù)和已知條件，110kV側(cè)單回進(jìn)線(xiàn)、主變回路隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果一致。</p><p>　　表5-5 GW13 ?110 (630)戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)&l

108、t;/p><p>　?。?）35kV側(cè) 選定設(shè)備為 GW2 ?35 D</p><p>　　根據(jù)斷路器選擇中計(jì)算的數(shù)據(jù)和已知條件，35kV側(cè)出線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)GW2?35D型戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　表5-6 GW2 ? 35 D型戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)</p><p>　?。?）35kV側(cè)變壓器回路選定設(shè)備為 GW4 ?35 D</p>

109、<p>　　根據(jù)斷路器選擇中計(jì)算的數(shù)據(jù)和已知條件，35kV側(cè)出線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)GW2?35D型戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　表5-7 GW2 ? 35 D型戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)</p><p>　?。?）10kV側(cè)出線(xiàn)選定設(shè)備為 GN6-10/600(室內(nèi))</p><p>　　表5-8 GN6 ?10/ 600型室內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)</p><

110、;p>　?。?）10kV側(cè)變壓器回路選定設(shè)備為 GN10-10T(室內(nèi))</p><p>　　表5-9 GN10-10T型室內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)</p><p><b>　　校驗(yàn)</b></p><p>　　1）滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定，即 ich?imax (5-8)&

111、lt;/p><p>　　2）滿(mǎn)足熱穩(wěn)定，即 Ix2·tdz?It·t (5-9)</p><p>　　其中tdz=tz+0.05"</p><p><b>　?。?）110kV側(cè)</b></p><p>　　i

112、ch=5.126kA; imax=50kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取5s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p><b>　?。?）35kV側(cè)</b></p><p>

113、　?。妇€(xiàn)、出線(xiàn)）ich=9.953kA; imax=50kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取5s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p>　　（變壓器）ich=9.953kA; imax=80kA; ich<im

114、ax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取5s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p><b>　?。?）10kV側(cè)：</b></p><p>　?。妇€(xiàn)、出線(xiàn)）ich=41.07kA; imax=52kA

115、; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p><b>　　當(dāng)取5s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p>　?。ㄗ儔浩鳎﹊ch=41.07kA; imax=200kA; ich<imax , 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定；</p><p&g

116、t;<b>　　當(dāng)取5s時(shí),</b></p><p>　　顯然，I∞²tdz<It²t,所以滿(mǎn)足熱穩(wěn)定</p><p>　　5.3 電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，將一次系統(tǒng)的高電流轉(zhuǎn)變二次回路標(biāo)準(zhǔn)的小電流。使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，

117、便于室內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全[13][14]。</p><p>　　電流互感器的一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無(wú)關(guān)；二次繞組所接儀表的電流線(xiàn)圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。</p><p>　　電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品

118、情況選擇，對(duì)于6-20 kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對(duì)于35 kV 及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A 和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A,當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，也可考慮用1A。</p><p>　　5.3.1 110kV側(cè)電流互感器的選擇</p>&l

119、t;p>　　110kV側(cè)電流互感器的選擇：</p><p>　　110kV進(jìn)線(xiàn)選用LCW-110型電流互感器，主要技術(shù)參數(shù)為：</p><p>　　表5-10 LCW-110型戶(hù)外獨(dú)立式電流互感器</p><p>　　5.3.2 35kV電壓等級(jí)電流互感器的選擇</p><p>　　35kV側(cè)母聯(lián)，出線(xiàn)選用LCWDL-35型電流互感器,

120、</p><p>　　35kV側(cè)變壓器回路選用LCWD1-35型電流互感器，</p><p>　　表5-11 LCZ-35（Q）型戶(hù)外獨(dú)立式電流互感器</p><p>　　表5-12 LCZ-35（Q）型戶(hù)外獨(dú)立式電流互感器</p><p>　　5.3.3 10kV電壓等級(jí)電流互感器的選擇</p><p>　　10

121、kV變壓器側(cè)回進(jìn)線(xiàn)選擇 LBJ-10 型電流互感器；</p><p>　　10kV母線(xiàn)分段，出線(xiàn)選擇 LA-10 型電流互感器；</p><p>　　,表5-13 LBJ-10型式電流互感器</p><p>　　表5-14 LA-10型母線(xiàn)式電流互感器</p><p>　　1）滿(mǎn)足熱穩(wěn)定，即