《110Kv變電站電氣主接線設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《110Kv變電站電氣主接線設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、Abstract 110kV變電站電氣主接線的初步設(shè)計 摘 要 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為110kV變電站電氣主接線的初步設(shè)計，并繪制電氣主接線圖。該變電站設(shè)有兩臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kV、35kV和10kV三個電壓等級。110KV電壓等級采用雙母線接線，35KV和10KV電壓等級都采用單母線分段接線。 本次設(shè)計中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、熔斷器等）、各電壓等級配電裝置設(shè)

2、計。 本設(shè)計以《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》、《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《35～110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，所選設(shè)備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)、運行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。 關(guān)鍵詞：降壓變電站；電氣主接線；變壓器； 設(shè)備選型； 無功補償 Abstract From the guide of engineering design assignment, we have to design primary power-system of 110kV substation and draw main elec

3、trical one-line diagram. There are two main transformer in the substation in which main electrical connection can be divided into three voltage grades: 110kV, 35kV with 10kV.It deposits sectionalized single bus bar scheme per grade. There is also a design for main electrical connection in this engi

4、neering, the calculation for short-circuit electric current, the selection of electrical device and calibration (including circuit breaker, isolator, current transformer, potential transformer ,bus bar etc.) and the design for distribution installation per. voltage grade, direct current system and l

5、ightning protection is also included Keywords:transformer substation; electrical main wiring; transformer; equipment type selection; reactive-load compensation Ⅱ 目錄 目 錄 摘要 Ⅰ Abstact Ⅱ 1 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇 1 1.1 主接線的設(shè)計原則和要求

6、1 1.1.1 主接線的設(shè)計原則 1 1.1.2 主接線設(shè)計的基本要求 2 1.2 主接線的設(shè)計 3 1.2.1 設(shè)計步驟 3 1.2.2 初步方案設(shè)計 3 1.2.3 最優(yōu)方案確定 4 1.3 主變壓器的選擇 5 1.3.1 主變壓器臺數(shù)的選擇 5 1.3.2 主變壓器型式的選擇 5 1.3.3 主變壓器容量的選擇 6 1.3.4 主變壓器型號的選擇 6 1.4 站用變壓器的選擇 9 1.4.1 站用變壓器

7、的選擇的基本原則 9 1.4.3 站用變壓器型號的選擇 9 2 短路電流計算 10 2.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟 10 2.1.1 短路電流計算的目的 10 2.1.2 短路計算的一般規(guī)定 10 2.1.3 計算步驟 10 2.2 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 11 2.2.1 變壓器參數(shù)的計算 11 2.2.2 短路點的確定 11 2.3 各短路點的短路計算 12 2.3.1 短路點d-1的短路計算(110KV母線) 12 Ⅲ

8、 2.3.2 短路點d-2的短路計算(35KV母線) 13 2.3.3 短路點d-3的短路計算(10KV母線) 13 2.3.4 短路點d-4的短路計算 14 2.4 繪制短路電流計算結(jié)果表 14 3 電氣設(shè)備選擇與校驗 16 3.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定 16 3.1.1 一般原則 16 3.1.2 有關(guān)的幾項規(guī)定 16 3.2 各回路持續(xù)工作電流的計算 16 3.3 高壓電氣設(shè)備選擇 17 3.3.1 斷路器的選擇與校驗 17 3.3.2 隔離開

9、關(guān)的選擇及校驗 21 3.3.3 電流互感器的選擇及校驗 22 3.3.4 電壓互感器的選擇及校驗 26 3.3.5 熔斷器的選擇 27 3.4 母線與電纜的選擇及校驗 28 3.4.1 材料的選擇 28 3.4.2 母線截面積的選擇 28 3.4.3 10KV出線電纜的選擇 30 4 無功補償設(shè)計 32 4.1 無功補償?shù)脑瓌t與基本要求 32 4.1.1 無功補償?shù)脑瓌t 32 4.1.2 無功補償?shù)幕疽?32 4.2 補償裝置選擇

10、及容量確定 33 4.2.1 補償裝置的確定 33 4.2.2 補償裝置容量的選擇 33 致謝 35 參考文獻(xiàn) 36 附錄 37 Ⅳ 1 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇 變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬

11、定將會產(chǎn)生直接的影響。 1.1 主接線的設(shè)計原則和要求 1.1.1 主接線的設(shè)計原則 (1)考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用 變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。 (2)考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。 (3)考慮負(fù)荷的重要性分級

12、和出線回路多少對主接線的影響 對一、二級負(fù)荷，必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負(fù)荷不間斷供電；三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。 (4) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響 變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。 (5)考慮備用量的有無和大小對主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而

13、有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 1.1.2 主接線設(shè)計的基本要求 根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴(kuò)建等要求。 1.1.2.1可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和二次設(shè)備）在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考

14、慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標(biāo)志如下： (1)斷路器檢修時是否影響供電； (2)線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電； (3)變電站全部停電的可能性。 1.1.2.2靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： (1)調(diào)度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 (2)檢修安全

15、。可方便的停運斷路器、母線及其繼電器保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不影響對用戶的供電。 (3)擴(kuò)建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進(jìn)行擴(kuò)建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴(kuò)建的可能。所以，在設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴(kuò)建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。 1.1.2.3經(jīng)濟(jì)性 可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 (1)投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不

16、過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。 (2)年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護(hù)費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損失。 (3)占地面積小。電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 (4)在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，

17、盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 主接線的設(shè)計 1.2.1 設(shè)計步驟 電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步： (1)擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺數(shù)和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2個技術(shù)上相當(dāng)?shù)妮^好方案。 (2)對2個技術(shù)上比較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計算。 (3)對2個方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的主接線方案。 (4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。 1.2.2 初步方案設(shè)計 根據(jù)原始資料，此變電站有三個電壓等級：110/35/10KV

18、 ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。 方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線，35KV側(cè)采用單母分段接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。 方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段。 兩種方案接線形式如下： 圖1-1 主接線方案一 圖1-2 主接線方案二 1.2.3 最優(yōu)方案確定 1.2.3.1技術(shù)比較 在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線；方案二：110

19、KV側(cè)采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點：① 系統(tǒng)運行、供電可靠；② 系統(tǒng)調(diào)度靈活；③ 系統(tǒng)擴(kuò)建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：① 接線簡單；② 操作方便、設(shè)備少等；缺點：① 可靠性差；② 系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110KV側(cè)采用雙母線接線。 在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35KV側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負(fù)荷的重要程度，所以，35KV側(cè)采用單母分段接線。 1.2.3.2經(jīng)濟(jì)比較 對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35KV、10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性

20、。 由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110KV側(cè)為采用雙母線接線，35KV側(cè)為單母線形接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。 1.3 主變壓器的選擇 在各種電壓等級的變電站中，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所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運行的保證。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)運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。 1.3.1 主變壓器臺數(shù)的選擇 為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變，當(dāng)只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時，可裝設(shè)一臺

21、。本設(shè)計變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺主變壓器。 1.3.2 主變壓器型式的選擇 1.3.2.1相數(shù)的確定 在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運行維護(hù)較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，也可選用單相變壓器。 1.3.2.2繞組數(shù)的確定 在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無功補償設(shè)備時，宜采用

22、三繞組變壓器。 1.3.2.3繞組連接方式的確定 變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。 1.3.2.4 結(jié)構(gòu)型式的選擇 三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。 (1)升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 (2)降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯—低壓繞組—中壓

23、繞組—高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 (3)應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。 1.3.2.5調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現(xiàn)。無勵磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運行，因為有載分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器

24、。 1.3.3 主變壓器容量的選擇 變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負(fù)荷（當(dāng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷超過上述比例時）選擇。 即 （1-1） 式中 N——變壓器主變臺數(shù) 1.3.4 主變壓器型號的選擇 Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%） Sjs----最大計算負(fù)荷（KVA） Pimax ----每個用戶的最大負(fù)荷（KW） Cosφi---功率因數(shù) Ke----同時系數(shù)

25、α%----線損率（取為5%） 全所最大計算負(fù)荷：Sjs∑=Ke∑Sjs（35,10KV） 1.3.4.1 10KV線路負(fù)荷計算 表1-1 10KV負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷（KW） cosφ 回路數(shù) 化工廠 3500 0.85 1 鋁廠 5000 0.85 2 醫(yī)院 1500 0.85 2 氮肥廠 2000 0.85 1 印刷廠 1500 0.85 1 表格中各負(fù)荷間同時系數(shù)為0.85 Sjs=0.85*（3500/0.85+2*5000/0.85+2*1500/0.85+2000/0.85+1500/0.85）*(1+5%)=2

26、1(MVA) 1.3.4.2 35KV線路負(fù)荷計算 表1-2 35KV負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷（KW） COSΦ 回路數(shù) 火電廠一 8000 0.9 1 火電廠二 5000 0.9 1 表格中各負(fù)荷間同時系數(shù)為0.9 Sjs=0.9*（8000/0.9+5000/0.9）*(1+5%)=13.65(MVA) 1.3.4.3 110KV級負(fù)荷計算 35KV各負(fù)荷與10KV各負(fù)荷間的同時系數(shù)為0.9 Sjs∑=0.9（21+13.65）=31.185(MVA) 所用電負(fù)荷計算 Sjs=（K1*∑P1+∑P2） K1----所用動力負(fù)荷換算系數(shù)，

27、一般取0.85 ∑P1---所用動力負(fù)荷之和 ∑P2---所用照明負(fù)荷之和 表1-3 110kV變電站自用電負(fù)荷 類別 名稱 容量（KW） 功率因數(shù) 安裝臺數(shù) 工作臺數(shù) 備注 照明 主充電機(jī) 20 0.85 1 1 周期 照明 浮充電機(jī) 4.5 0.85 1 1 經(jīng)常 動力 主變通風(fēng) 0.15 0.85 32 32 經(jīng)常 動力 蓄電池通風(fēng) 2.7 0.85 1 1 經(jīng)常 照明 檢修、試驗用電 15 0.85 1 1 經(jīng)常 照明 載波通訊用電 1 0.85 1 1 經(jīng)常 照

28、明 屋內(nèi)照明 5.2 0.85 1 1 經(jīng)常 照明 屋外照明 4.5 0.85 1 1 經(jīng)常 動力 生活水泵 4.5 0.85 2 2 周期 照明 福利區(qū)用電 1.5 0.85 1 1 周期 Sjs=0.85（0.15*32+2.7*1+4.5*2）+20+4.5+15+1+5.2+4.5+1.5=0.0653（MVA） 由上述計算結(jié)果可知： 10KV側(cè) PLMAX=21(MVA) 35KV側(cè) PLMAX=13.65(MVA) 高壓側(cè) PLMIN=0.6*(21+13.65)= 20.79(MVA) 變電站

29、用電負(fù)荷Pz為： Pz=0.0653(MVA) 所以變電站最大負(fù)荷Smax為： Smax=20.79+0.0653=20.9(MVA) 由以上計算，查《發(fā)電廠電氣部分》選擇主變壓器型號如下： 表1-4 主變壓器型號及參數(shù) 型號及容量(KVA) 額定電壓(KV) 連接組 損耗(KW) 阻抗電壓(%) 空載電流(%) 空載 負(fù)載 高中 高 低 中低 高 中 低 SFSL7-31500/110 10122.5% 12122.5% 38.522.5% 3522.5% 10.5 YN,yn0,d11 38 125 10.5 1

30、7.5 6.5 1.1 1.4 站用變壓器的選擇 1.4.1 站用變壓器的選擇的基本原則 (1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)； (2)阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及站用電負(fù)荷正常波動范圍內(nèi)，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的； (3)變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 1.4.2 站用變壓器型號的選擇 參考《發(fā)電廠電氣部分》，選擇站用變壓器如下： 表1-5 站用變壓器型號及參數(shù) 型號 額定容量(KVA) 額定電壓(KV) 連接組 損耗(W) 阻抗電壓(%) 空載電流(%

31、) 空載 短路 SC9-80/10 80 10.5/0.4 Y,yn0 340 1140 4 2 2 短路電流計算 2.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟 2.1.1 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面： (1)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路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。 (2)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，這就需要進(jìn)行全面的短路電

32、流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 (3)在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。 2.1.2 短路計算的一般規(guī)定 2.1.2.1、計算的基本情況 (1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運行。 (2)所有同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。 (3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。 (4)所有電源的電動勢相位角相等。 (5)應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮

33、短路點的電弧電阻。對異步電動機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 2.1.2.2、接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 2.1.3 計算步驟 (1)選擇計算短路點。 (2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。 ①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 ②選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。 ③將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。 ④繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 (3)化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路值

34、，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。 (4)求計算電抗Xjs。 (5)由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運算曲線只作到Xjs=3.5）。 ①計算無限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。 ②計算短路電流周期分量有名值和短路容量。 2.2 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 2.2.1 變壓器參數(shù)的計算 基準(zhǔn)值的選?。海「鱾?cè)平均額定電壓 (1)主變壓器參數(shù)計算 由表1.4查明可知：U12%=10.5 U13%=17.5 U23%=6.5 U1%=0.5(U12%+U13

35、%-U23%)=0.5(10.5+17.5-6.5)=10.75 U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(10.5+6.5-17.5)=-0.25<0所以U2%=0 U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(17.5+6.5-10.5)=6.75 電抗標(biāo)幺值為：X1=U1%/100*SB/SN=10.75/100*100/31.5=0.341 X2=U2%/100*SB/SN=-0/100*100/31.5=0 X3=U3%/100*SB/SN=6.75/100*100/31.5=0.214 (2

36、)站用變壓器參數(shù)計算 由表1.5查明： X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/0.08=50 (3)系統(tǒng)等值電抗 2.2.2 短路點的確定 此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV進(jìn)線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。 依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下： 圖2-1 短路等值圖 2.3 各短路點的短路計算 2.3.1 短路點d-1的短路計算(110KV母線) 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.2所示：

37、 圖2-2 d-1點短路等值圖 Xf1=Xs＝x0l （Sj/U j2）＝0.4150（100/1152）＝0.454 Xjs1=Xf1Sn/Sb=0.4541000/100=4.54 因為Xjs1=4.54>3 所以I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs1=1/4.54=0.22 Ib=Sb/(√3Ub)=100/(√3115)=0.502(KA) In=IbSn/Sb =0.5021000/100=5.02(KA) I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.225.02=1.1(KA) ich=2.55I"=2.551.1=2.8(KA)

38、 ich=1.52I"=1.521.1=1.672(KA) S"=√3I"Un=√31.1110=209.58(MVA) 2.3.2 短路點d-2的短路計算(35KV母線) 網(wǎng)絡(luò)化簡為： 圖2-3 d-2點短路等值圖 Xf2=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=0.454+(0.341+0)//(0.341+0)=0.6245 Xjs2=Xf2Sn/Sb=0.62451000/100=6.245 I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs2=0.16 Ib=Sb/(√3Ub)=100/(√337)=1.56(KA) In=IbSn/Sb =1.561000/100=

39、15.6(KA) I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.1615.6=2.5(KA) ich=2.55I"=2.552.5=6.375(KA) ich=1.52I"=1.522.5=3.8(KA) S"=√3I"Un=√32.535=151.55(MVA) 2.3.3 短路點d-3的短路計算(10KV母線) 網(wǎng)絡(luò)化簡為： 圖2-4 d-3點短路等值圖 Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=0.454+(0.341+0.214)//(0.341+0.214)=0.7315 Xjs3=Xf3Sn/Sb=0.73151000/100=7

40、.315 I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs3=0.1367 Ib=Sb/(√3Ub)=100/(√310.5)=5.5(KA) In=IbSn/Sb =5.51000/100=55(KA) I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.136755=7.52(KA) ich=2.55I"=2.557.52=19.176(KA) ich=1.52I"=1.527.52=11.43(KA) S"=√3I"Un=√37.5210=130.25(MVA) 2.3.4 短路點d-4的短路計算 網(wǎng)絡(luò)化簡只需在圖2.4上加站用變壓器的電抗標(biāo)幺值即可，如下圖所

41、示： 圖2-5 d-4點短路等值圖 Xf4=Xf3+X4=0.7315+50=50.7315 Xjs2=Xf4Sn/Sb=50.73151000/100=507.315 I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs3=0.00197 Ib=Sb/(√3Ub)=100/(√30.4)=144.34(KA) In=IbSn/Sb =144.341000/100=1443.4(KA) I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.001971443.4=2.84(KA) ich=2.55I"=2.552.84=7.242(KA) ich=1.52I"=1.52

42、2.84=4.32(KA) S"=√3I"Un=√32.840.38=1.87(MVA) 2.4 繪制短路電流計算結(jié)果表 總結(jié)以上各短路點短路計算，得如下短路電流結(jié)果表： 15 表2-1 短路電流計算結(jié)果表 短路點編號 基值 電壓 基值 電流 支路名稱 支路計算電抗 額定 電流 0S短路電流周期分量 穩(wěn)態(tài)短路電流 0.2短路電流 短路電流沖擊值 全電流 有效值 短路容量 標(biāo) 幺 值 有 名 值 標(biāo) 幺 值 有 名 值 標(biāo) 幺 值 有 名 值 公式

43、 2.55 1.52 d-1 115 0.502 110kv 4.54 5.02 0.22 1.1 0.22 1.1 0.22 1.1 2.8 1.672 209.58 d-2 37 1.56 35kv 6.245 15.6 0.16 2.5 0.16 2.5 0.16 2.5 6.375 3.8 151.55 d-3 10.5 5.5 10kv 7.315 55 0.1367 7.52 0.1367 7.52 0.1367 7.52 19.176

44、 11.43 130.25 d-4 0.4 144.34 0.4kv 507.315 1443.4 0.00197 2.86 0.00197 2.86 0.00197 2.86 7.242 4.32 1.87 36 3 電氣設(shè)備選擇與校驗 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。 3.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定 3.1.1 一般原則 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(yuǎn)景發(fā)展的需要。 3.1.2 有關(guān)的幾項規(guī)定 導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常

45、運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。 (1)在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計算。 表3-1 各回路持續(xù)工作電流 回路名稱 計算公式 變壓器回路 Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un 饋電回路 Igmax=Pn/√3Uncosφ 注： 等都為設(shè)備本身的額定值。 3.2 各回路持續(xù)工作電流的計算 依據(jù)表4.1，各回路持續(xù)工作電流計算結(jié)果見下表： 表3-2 各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表 回路名稱 計算公式及結(jié)果 110KV母線 Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.0531

46、500/√3115=166.05A 110KV進(jìn)線 Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/(√31150.85)=184.2A 35KV母線 Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.0531500/√338.5=495.996A 35KV出線 火電廠一 Ig.max=S/√3Uncosφ=8000/(√3370.85)=146.86A 火電廠二 Ig.max=S/√3Uncosφ=5000/(√3370.85)=91.79A 10KV母線 Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.0531500/√310.5=1818.65A 10KV出線 化工廠 Ig

47、.max=S/√3Uncosφ=3500/√310.50.85=226.4A 鋁廠（兩回） Ig.max=S/√3Uncosφ=5000/√310.50.85=323.45A 醫(yī)院（兩回） Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√310.50.85=97A 氮肥廠 Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√310.50.85=129.38A 印刷廠 Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√310.50.85=97A 0.4KV母線 Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05653/√30.38=104.17A 3.3 高壓電氣設(shè)備選擇 3

48、.3.1 斷路器的選擇與校驗 斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6－220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器， 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： (1)電壓： Ug(電網(wǎng)工作電壓)≤Un （3-1） (2)電流： Ig.max(最大持續(xù)工作電流)≤In （3-2） (3)開斷電流： Idt≤Ikd （3-3） 式中：Idt——斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；

49、 Ikd ——斷路器的額定開斷電流。 (4)動穩(wěn)定： ich≤imax （3-4） 式中：ich ——斷路器極限通過電流峰值； imax——三相短路電流沖擊值。 (5)熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t （3-5） 式中：I∞——穩(wěn)態(tài)三相短路電流； 其中：，由和短路電流計算時間t，可從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁，查短路電流周期分量等值時間t,從而計算出。 3.3.1.1斷路器的選擇 根據(jù)如下條件選擇斷路器： 電壓： 電流：，各回路的見表3.2。

50、 各斷路器的選擇結(jié)果見下表： 表3-3 斷路器的型號及參數(shù) 性能指標(biāo) 位置 型號 額定 電壓 （KV） 額定 電流 （A） 額定斷開電流（KA） 動穩(wěn)定電 流（KA） 熱穩(wěn)定 電 流 （KA） 固有分閘時間（s） 合閘 時間（s） 變壓器110KV側(cè) OFPI-110 110 1250 31.5 80 31.5(3) <0.03 變壓器35KV側(cè) HB35 36 1250 25 80 25(3) 0.06 0.06 35KV出線側(cè) HB35 36 1250 25 80 25(3

51、) 0.06 0.06 變壓器10KV側(cè) HB-10 10 1250 40 100 43.5(3) 0.06 0.06 10KV出線側(cè) ZN4-10C 10 600 17.3 29.4 17.3(4) 0.05 0.2 站用 DW5-400 380-400 400 其中：OFPI-110號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第491頁； HB35號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第490頁； HB-10號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第489頁； ZN4-10C號斷路器見《電力工程電氣設(shè)備手冊—電氣一次部分》第649頁。

52、 3.3.1.2斷路器的校驗 (1)校驗110KV側(cè)斷路器 ① 開斷電流：Idt≤Ikd Idt=1.1(KA) Ikd=31.5(KA) Idt

53、"=1.65+0.05=1.7(s) I∞2tdz=1.121.7=2.057[（KA）2s] It2t=31.522.03=2282.18 [（KA）2s] 則：I∞2tdz≤It2t 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 (2)校驗變壓器35KV側(cè)斷路器 ① 開斷電流：Idt≤Ikd Idt=2.5(KA) Ikd=25(KA) Idt

54、2+0.06=2.06(s) 查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁 得：tz=1.65(s) tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s) I∞2tdz=2.521.7=10.625[（KA）2s] It2t=2522.06=1287.5 [（KA）2s] 則：I∞2tdz≤It2t 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 (3)校驗35KV出線側(cè)斷路器 此斷路器與35KV變壓器側(cè)斷路器型號相同，且短路電流與校驗35KV變壓器側(cè)斷路器為同一短路電流，則：校驗過程與校驗35KV變壓器側(cè)斷路器相同。 (4)校驗變壓器10K

55、V側(cè)斷路器 ① 開斷電流：Idt≤Ikd Idt=7.52(KA) Ikd=40(KA) Idt

56、KA）2s] 則：I∞2tdz≤It2t 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 (5)校驗10KV出線側(cè)斷路器 ① 開斷電流：Idt≤Ikd Idt=7.52(KA) Ikd=17.3(KA) Idt

57、.65+0.05=1.7(s) I∞2tdz=7.5221.7=96.14[（KA）2s] It2t=17.322.03=607.56 [（KA）2s] 則：I∞2tdz≤It2t 經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。 3.3.2 隔離開關(guān)的選擇及校驗 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因為沒有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合使用。 隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條

58、件相同。 3.3.2.1隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)： 電壓： 電流：，各回路的見表3.2。 各隔離開關(guān)的選擇結(jié)果見下表： 表3-4 隔離開關(guān)的型號及參數(shù) 開關(guān)編號 型號 額定電壓(KV) 額定電流(A) 動穩(wěn)定電流(KA) 熱穩(wěn)定電流(s)(KA) 110KV側(cè) GW2-110 110 600 50 14(5) 35KV變壓器側(cè) GW4-35 35 1000 80 23.7(4) 35KV出線側(cè) GW8-35 35 400 15 5.6(5) 其中：GW2-110型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考

59、資料》第165頁； GW4-35型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁； GW8-35型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁; 3.3.2.2隔離開關(guān)的校驗 (1)110KV側(cè)隔離開關(guān)的校驗 ① 動穩(wěn)定：ich≤imax ich=2.8(KA) imax=50(KA) ich

60、此隔離開關(guān)滿足各項要求。 (2)35KV變壓器側(cè)隔離開關(guān)的校驗 ① 動穩(wěn)定：ich≤imax ich=6.375(KA) imax=80(KA) ich

61、x ② 熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t 由校驗斷路器可知：I∞2tdz=2.521.7=10.625[（KA）2s] It2t=5.625=156.8 [（KA）2s] 則：I∞2tdz≤It2t 經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。 3.3.3 電流互感器的選擇及校驗 3.3.3.1電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下： (1)一次回路電壓： Ug≤Un （3-6） 式中：Ug——電流互感器安裝處一次回路工作電壓； Un ——電流互感器額定電壓。 (2)一次回路電流： Igmax

62、≤In （3-7） 式中：Igmax——電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流； In——電流互感器原邊額定電流。 當(dāng)電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等于時，應(yīng)對In進(jìn)行修正。修正的方法與斷路器In的修正方法相同。 (3)準(zhǔn)確級 準(zhǔn)等級是根據(jù)所供儀表和繼電器的用途考慮?；ジ衅鞯臏?zhǔn)等級不得低于所供儀表的準(zhǔn)確級；當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級時，應(yīng)按其中要求準(zhǔn)確級最高的儀表來確定電流互感器的準(zhǔn)確級。 ① 與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級為0.5級，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級

63、為0.5。儀表的準(zhǔn)確級為1.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級0.5。儀表的準(zhǔn)確級為2.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級1.0。 ② 用于電能測量的互感器準(zhǔn)確級：0.5級有功電度表應(yīng)配用0.2級互感器；1.0級有功電度表應(yīng)配用0.5級互感級，2.0級無功電度表也應(yīng)配用0.5級互感器；2.0級有功電度表及3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器。 ③ 一般保護(hù)用的電流互感器可選用3級，差動距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用D級，零序接地保護(hù)可釆用專用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般

64、按10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗計算。 (4)動穩(wěn)定校驗： ich≤√2ImKdω （3-8） 式中：ich——短路電流沖擊值； Im ——電流互感器原邊額定電流； Kdω——電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。 (5)熱穩(wěn)定校驗： I∞2tdz≤(ImKt)2 （3-9） 式中：I∞——穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tdz——短路電流發(fā)熱等值時間； Im——電流互感器原邊額定電流。 Kt——t秒時的熱穩(wěn)定倍數(shù)。 3.3.3.2電流互感器的選擇 根據(jù)如下條件選擇電流

65、互感器： 一次回路電壓：Ug(電網(wǎng)工作電壓)≤Un 一次回路電流：Igmax（最大持續(xù)工作電流）≤In 見表3.2。 各電流互感器的選擇結(jié)果見下表： 表3-5 電流互感器的型號及參數(shù) 參數(shù) 位置 型號 額定電 流比(A) 級次 組合 準(zhǔn)確 級次 二次負(fù)荷(Ω) 10%倍數(shù) 1S熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) 0.5級 1級 二次負(fù)荷(Ω) 倍數(shù) 110KV進(jìn)線側(cè) LB-110 2300/5 0.5/B B/B 0.5B 2.0 2.0 15 70 183 變壓器 35KV側(cè) LCW-35 15-1000/

66、5 0.5/3 0.5/3 2 4 2 28 65 100 35KV出線側(cè) LB-35 300/5 0.5/B1/B2 0.5/0.5/B2 B2/B2/B2 0.5 B1 B2 2.0 2.0 15 55 140 變壓器 10KV側(cè) LBJ-10 1000/5 0.5/D 1/D D/D 0.5 1 D 0.5 <10 50 90 10KV出線側(cè) LA-10 300/5 0.5/3 1/3 0.5 1 3 0.4 10 75 135 其中：LB-110型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁； LCW-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第194頁； LB-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁；