110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì),kv,降壓,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 教研室 教研室主任 批準(zhǔn)日期 華北電力大學(xué)科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 院系 專業(yè) 班、學(xué)生 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題 110/35/10kV 降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 華 北 電 力 大 學(xué) 科 技 學(xué) 院 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求；原始資料數(shù)據(jù)和參考資料： ㈠ 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. 主變?nèi)萘考芭_數(shù)選擇。 2. 電氣主接線設(shè)計(jì)。 （1#圖紙1張） 3. 短路電流計(jì)算。 （附C語言相關(guān)程序） 4. 一次電氣設(shè)備選擇。 5. 屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)。（2#圖紙3~4張） 6. 總平面布置。 （1#圖紙1張） ㈡ 設(shè)計(jì)成果： 1. 設(shè)計(jì)說明書、短路電流計(jì)算書及程序、設(shè)備表各一份。 2. 圖紙5～6張。 ㈢ 原始資料： 1. 變電站類型：地方降壓變電站 2. 電壓等級：110／35／10 kV 3. 負(fù)荷情況 35kV側(cè)：最大 38MW，最小 25 MW，Tmax=6000h，cosj=0.85 10kV側(cè)：最大 25 MW，最小 16 MW，Tmax=6000h，cosj=0.85 負(fù)荷性質(zhì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電 4. 出線回路： 110kV側(cè) 2回(架空線) LGJ-300/35km 35kV側(cè) 6回(架空線) 10kV側(cè) 12回(其中電纜4回) 5. 系統(tǒng)情況： (1) 系統(tǒng)經(jīng)雙回路給變電站供電。 (2) 系統(tǒng)110kV母線短路容量為2500MVA。 (3) 系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求。 6. 氣象條件： (1) 最高氣溫40℃，最低氣溫－30℃，年平均氣溫20℃ (2) 土壤電阻率 ρ< 250 歐·米 (3) 當(dāng)?shù)乩妆┤眨?0日/年 7. 根據(jù)需要，可自行補(bǔ)充其它有關(guān)資料 ㈣ 參考資料 1. 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料. 天津大學(xué)。 2. 電力工程設(shè)計(jì)手冊(Ⅰ~Ⅳ冊). 西北、東北電力設(shè)計(jì)院。 3. 發(fā)電廠、變電所電氣接線和布置. 東北電力設(shè)計(jì)院。 負(fù)責(zé)指導(dǎo)教師 商 淼 指 導(dǎo) 教 師 商 淼 接受設(shè)計(jì)論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 華 北 電 力 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）附 件 外 文 文 獻(xiàn) 翻 譯 學(xué) 號：071901010735 姓 名： 鄭曉揚(yáng) 所在院系： 電力工程系 專業(yè)班級： 電氣07K6 指導(dǎo)教師： 商淼 原文標(biāo)題： Experience Gained from Electric Power Liberalization 2011年 6 月 10 日 作者—Narinder K.. Trehan 出處—2002年亞太地區(qū)輸配電會議及展覽 電力自由化取得的經(jīng)驗(yàn) 摘要—電力自由化的變化趨勢因世界各地域而不盡相同，部分地區(qū)的發(fā)展較于其他地區(qū)更為成功。日本剛剛對其電力系統(tǒng)放松管制。由于電力產(chǎn)業(yè)自由化，英國的用戶一年節(jié)省了7億英鎊。其他國家如澳大利亞，瑞典，挪威，芬蘭也都從電力產(chǎn)業(yè)自由化中受益。在美國，聯(lián)邦能源管理委員會在1996年發(fā)布888號和889號命令，開始了電力自由化。這兩項(xiàng)規(guī)定要求電力公司在平等的基礎(chǔ)上對所有用戶共享輸電系統(tǒng)。電力供應(yīng)商可以直接用電力公司的輸電線路向用戶輸電。 供給和負(fù)載之間維護(hù)實(shí)時平衡是由負(fù)荷跟蹤服務(wù)執(zhí)行的，它是聯(lián)邦能源管理委員會第888號命令下的六個指定配套服務(wù)之一。若沒有負(fù)荷跟蹤服務(wù)，將由其他服務(wù)在特殊管制下實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。管制要求，傳輸商必須提供其他輔助服務(wù)中的一種。在過去十年間，美國的電力需求增長了35%，然而供給電力僅僅增長了18%。由于電力自由化和輸電線路的短缺，開放式的傳輸通道已經(jīng)讓增加的電力輸送更接近其穩(wěn)定性的極限。電力自由化已經(jīng)在世界其他國家廣泛實(shí)施，大多已獲得成功。世界銀行和國際基金組織要求國家接受他們的貸款來實(shí)現(xiàn)這些國家的國有電力公司自由化，并作為金融援助的條件。來自世界各地區(qū)的工業(yè)專家推斷問題主要是加利福尼亞州的孤立。 關(guān)鍵詞——自由化，發(fā)電機(jī)，無功功率，可靠性 Ⅰ引言 油門的調(diào)整實(shí)現(xiàn)有功功率的調(diào)整，無功功率是由發(fā)電機(jī)磁場，電壓調(diào)節(jié)器和變壓器抽頭調(diào)整。勵磁系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)磁通量水平來控制無功流量是為了使電壓在瞬變條件下更接近穩(wěn)定。一臺發(fā)電機(jī)跳閘離線引起供給和負(fù)荷的不平衡可以導(dǎo)致相互關(guān)聯(lián)的頻率和電壓的下降。為了應(yīng)對頻率下降，發(fā)電機(jī)在調(diào)速器控制下自動增加輸出來使頻率恢復(fù)到60赫茲。發(fā)電機(jī)在自動發(fā)電控制下增加輸出在十分鐘之內(nèi)恢復(fù)供給和負(fù)荷的平衡。隨著電力自由化和電力傳輸線的短缺，開放式的傳輸通道已經(jīng)讓增加的電力傳輸運(yùn)作更接近穩(wěn)定極限。 電力自由化的勢頭正在世界地區(qū)之間蔓延，其中一些地區(qū)做的比其他地區(qū)更成功。來自加利福尼亞的經(jīng)驗(yàn)可以為電力自由化的成功轉(zhuǎn)型鋪平道路，包括提高過負(fù)荷電網(wǎng)穩(wěn)定性。為了開門降價，電力自由化在加利福尼亞被很大力度的宣傳。為了響應(yīng)聯(lián)邦能源管理委員會的1996年的888與889號命令，電力供應(yīng)自由化在加利福尼亞于1998年1月1日實(shí)施。這項(xiàng)法規(guī)AB-1890允諾到2002年4月1日對于住宅用戶減少20%的利率。電力批發(fā)市場和客戶的選擇法案工作了近一年半。在2000年夏天，南加州電力零售價格達(dá)到了歷史最高水平，有功和無功的短缺又造成的旋轉(zhuǎn)停電。電力自由化已經(jīng)在世界其他國家廣泛而成功的運(yùn)用了。世界銀行和國際基金組織要求國家接受他們的貸款來實(shí)現(xiàn)他們國家擁有的供電公司自由化，并作為金融援助的條件。來自世界各地區(qū)的業(yè)內(nèi)專家推斷問題主要是加利福尼亞州的孤立。 Ⅱ開機(jī)儲備 配套服務(wù)的開機(jī)儲備包括旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)和補(bǔ)充儲備服務(wù)。旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)包括使發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)同步和響應(yīng)發(fā)電機(jī)自動控制。補(bǔ)充儲備服務(wù)包括發(fā)電機(jī)已經(jīng)與電網(wǎng)同步或者待同步的電力供應(yīng)系統(tǒng)，能夠完全承擔(dān)第一應(yīng)急或者負(fù)荷能在第一應(yīng)急的十分鐘內(nèi)完全切除。當(dāng)開機(jī)儲備低時，旋轉(zhuǎn)停電執(zhí)行來組織潛在的大范圍電網(wǎng)騷亂。 Ⅲ 電力自由化取得的經(jīng)驗(yàn) 由電力自由化取得的經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)如下： 1）沒有新的發(fā)電廠建成 雖然對于電力的需求不斷增加，例如新興的數(shù)字技術(shù)，美國的一些州并沒有修建更大的電站。在過去的十年，美國對于電力的需求增長了35%，然而，發(fā)電量僅僅增長了18%。加州沒有增加一個較大的發(fā)電站，雖然由于蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)（在硅谷新興的數(shù)字技術(shù)）對電力需求增大而帶來的缺電問題。環(huán)境的限制和嚴(yán)格的空氣標(biāo)準(zhǔn)，在過去幾年已經(jīng)組織了新的電廠的建設(shè)。從那時起，加州大約增加了3000MW的新裝機(jī)容量，高峰需求也降低了。 2）約束電能進(jìn)出加州的轉(zhuǎn)換 經(jīng)過1996年大范圍停電影響的西方國家，流經(jīng)西北到加州的電能減少了10%，提供了更大的穩(wěn)定余量。加州北部和南部在CAISO控制區(qū)域內(nèi)，都導(dǎo)致削減的中斷和公司客戶的需求在高峰期和其他時段的電能約束。徑15是高壓電力線路，電力來回加州北部和南部。ISO供應(yīng)商必須解決當(dāng)加州北部需求需要從加州南部供應(yīng)時而發(fā)生在徑15上的擁堵。 3）電力交易所（PX） 加州用叫做電力交易所的一個集中的電力批發(fā)市場取代原有的分散批發(fā)市場。為了在供應(yīng)方面創(chuàng)造競爭，投資者擁有的公用事業(yè)被強(qiáng)制購買他們進(jìn)入電力交易所的剩余電力。電力交易所決定市場的清算價格，提前一天市場，小時日市場和實(shí)時市場。提前一天市場有聯(lián)邦能源管理委員會作為未來的模型提出。加州ISO將根據(jù)由PX提供的數(shù)據(jù)表格，通過匹配需求和供給來保持傳輸電網(wǎng)的可靠性。ISO將由少于5%的制定來平衡供需。問題在于在加州電力市場沖突之后如何運(yùn)作PX。因此，是否借據(jù)必須從PX買或者賣他們的電力需求需要仔細(xì)的觀察。 4）來自水力發(fā)電的不充分的電力傳送 美國西部地區(qū)的干旱環(huán)境影響了水電站電力資源的有效傳輸，致使電能不能像慣例那樣像加州輸出。舉例來說，加州一個重要部分的電能是從美國西北部的水電站傳輸過來，貫穿太平洋西北部的極端干旱的條件使得水電站能源的的有效輸出受損。加州的水庫水位遠(yuǎn)低于正常水平，在太平洋西北部的徑流量降低。除了導(dǎo)入到加州的電能傳輸限制，即使南部的發(fā)電量盈余能夠幫助加州北部的需求，加州北部和南部的內(nèi)部連接路徑容量也很有限。 5)能量守恒的消費(fèi)者缺乏 看到加州的旋轉(zhuǎn)停電之后，居民的電能消費(fèi)減少了11%。國家向居民提供回扣，企業(yè)也使用節(jié)能的電器和照明設(shè)備。這樣的一個方案提供了20%的水電費(fèi)回扣，如果他們消減20%的耗電量。當(dāng)發(fā)電成本50%或以上的增長，保護(hù)顯示驚人的跳躍，即，市場價格影響使用。 6)長期電力購買合約 加州建立了一個短期、現(xiàn)貨能源市場，投資者擁有的公用事業(yè)不能參與到長期的合同。從電力自由化獲得經(jīng)驗(yàn)表明，應(yīng)允許與獨(dú)立的電力生產(chǎn)商建立長期合約。 7）由于計(jì)劃和非計(jì)劃停機(jī)而無法獲得的發(fā)電機(jī)組 發(fā)電廠成本高不可用的發(fā)電機(jī)組致使機(jī)組進(jìn)行維修，老機(jī)組送外維修，老化的機(jī)組，高昂的燃油費(fèi)用，空氣質(zhì)量的限制。 8）不得不由外州的發(fā)電機(jī)傳輸電能 電力生產(chǎn)商只承諾他們那部分的容量，也在獨(dú)立系統(tǒng)操作中不得不實(shí)時買電能來平衡電力需求來實(shí)現(xiàn)他們的利潤最大化。這些實(shí)用程序無法進(jìn)入電力長期合同。當(dāng)因?yàn)檩^高的負(fù)荷需求而使現(xiàn)貨市場的批發(fā)價格上升，公用事業(yè)被迫以較高的價格購買電力。在供電短缺時期，獨(dú)立的電力供應(yīng)商要價3880美元/MWH代替273美元/MWH。 9）5%的電壓降落 降低電壓，提供更多的負(fù)載的想法一般應(yīng)用于東海岸像新英格蘭。5%的電壓降落實(shí)際上減少了用戶的需求，同時允許公用事業(yè)單位延長在過量需求時的供應(yīng)。這是一個步驟，它允許ISOS來維持對客戶不間斷的服務(wù)從而避免旋轉(zhuǎn)停電。電壓降低5%，總功率儲備降低約2%。電壓降低5%不影響家庭供電，因?yàn)榧矣秒姎夂碗娏υO(shè)備是以標(biāo)準(zhǔn)電壓+/-10%電壓范圍制造的。NEMAMG1-20.45規(guī)定低電壓電動機(jī)在額定負(fù)荷和頻率，電壓上下不超過額定電壓的10%時可以正常運(yùn)作。筆者調(diào)查了降低電機(jī)工作電壓的功率方面，確定降低電壓對電機(jī)功率的影響可以忽略。 10）鼓勵在電力自由化中創(chuàng)新先進(jìn)技術(shù) 由于在轉(zhuǎn)變監(jiān)管過程中有限的新傳輸線路的建設(shè)，在很大的電力傳輸中，例如靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用在保持無功和電網(wǎng)電壓控制上。靈魂交流輸電系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)用高速電子控制器，先進(jìn)的控制技術(shù)，光纖，先進(jìn)的微型計(jì)算機(jī)提供正確的輸出電壓，線路阻抗以及它們之間的阻抗角。靜止無功補(bǔ)償器監(jiān)測電場和磁場，增加并聯(lián)電容或電抗來減小由于負(fù)載穩(wěn)態(tài)和動態(tài)平衡帶來的電壓變化。同步冷凝器，同步發(fā)電機(jī)，靜止無功補(bǔ)償器，靜止同步補(bǔ)償器，提供了動態(tài)無功功率支持來保持動態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定和傳輸能力。電力電子晶閘管用來在微秒級上開關(guān)電源。靜止無功（伏安特性）支持由線充電，并聯(lián)和串聯(lián)電容切換。 11）出售化石燃料、燃油及燃?xì)獍l(fā)電機(jī) 與美國其他州不同，加州的法律規(guī)定，要求出售其化石燃料、燃油及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，并且必須依靠獨(dú)立的電力生產(chǎn)商供電。 12）以分布式電源代替大型發(fā)電站 一些消費(fèi)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種方法，以避免可能發(fā)生的拉閘限電。微型燃?xì)廨啓C(jī)、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、燃料電池和柴油發(fā)電機(jī)組等分布式電源，有助于為這類備用電源創(chuàng)造可能。IEEE 標(biāo)準(zhǔn) P1547號文件為這些設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)。若能充分應(yīng)用，分布式電源將提供低成本、不間斷的電力供應(yīng)。分布式電源，即分散式電源是一種靠近用戶的模塊化發(fā)電單元。分布式電源保證了電力系統(tǒng)在系統(tǒng)故障、拉閘限電時的電力供應(yīng)，其規(guī)模從一千瓦到幾十兆瓦不等。 Ⅳ總結(jié) 電力自由化的變化趨勢因世界各地域而不盡相同，部分地區(qū)的發(fā)展較于其他地區(qū)更為成功。從電力自由化取得的經(jīng)驗(yàn)可能為一種成功的轉(zhuǎn)型鋪平道路、 美國的一些州，如加利福尼亞州，盡管對電力需求日益增漲卻還沒有新建大型發(fā)電站，造成了不斷增長的經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨電力短缺的局勢。整個太平洋西北地區(qū)的干旱條件已經(jīng)影響了水電資源可用的輸出，不能像以往一樣將電力出口出口到美國加州。由于環(huán)境的制約和公眾的反對，新的發(fā)電廠已不能在建。 由于缺少新的輸電線路，以及輸電線路的約束，都影響到大容量的輸電系統(tǒng)。 回歸價格機(jī)制可能是處理拉閘限電和電力批發(fā)價格飆升的最好的方式。 電力自由化已經(jīng)在世界其他地區(qū)成功實(shí)施。世界銀行和國際基金組織要求國家接受他們的貸款來實(shí)現(xiàn)這些國家的國有電力公司電力自由化，并作為金融援助的條件。 來自世界各地業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這個問題根本來自加州的孤立。 Ⅴ致謝 我要感謝首席工程師Mr. Jose’ Calvo，他對電網(wǎng)穩(wěn)定性方面的深刻認(rèn)識和深邃的洞察力大大促進(jìn)這項(xiàng)研究，我向他表示誠摯的謝意。同時也要感謝Mr. Cornelius，他全面的想法和意見對本文的改進(jìn)起到了顯著的作用。 4 華北電力大學(xué)科技學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報 告 學(xué)生姓名： 鄭曉揚(yáng) 班級： 電氣07K6 所在系別： 電力工程系 所在專業(yè)： 電氣工程及其自動化 設(shè)計(jì)（論文）題目： 110/35/10kv變電站電氣一次初步設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 商淼 2011年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報 告 一、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫不低于2000字的文獻(xiàn)綜述。（另附） 二、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 110kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：變電所主接線方案的確定，主變壓器的選擇，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，屋內(nèi)外配電裝置和總平面布置等。完成電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，防雷接地圖，配電裝置斷面圖等設(shè)計(jì)圖。 研究方法是：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料數(shù)據(jù)，以相關(guān)技術(shù)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，參考《發(fā)電廠電氣部分》、《電力工程設(shè)計(jì)手冊》等相關(guān)書籍，綜合運(yùn)用電力工程基礎(chǔ)、供用電技術(shù)等專業(yè)課程相關(guān)知識，對變電站電氣一次系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 主接線的選擇根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)、進(jìn)出線回路數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并同時滿足運(yùn)行可靠、靈活、節(jié)約投資等要求。 主變壓器要根據(jù)負(fù)荷的要求選擇其臺數(shù)、容量、型號、冷卻方式等。 短路電流的計(jì)算依據(jù)電氣主接線圖，制定短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖，擬訂必要的短路計(jì)算點(diǎn)，用實(shí)用計(jì)算法計(jì)算出選擇電氣設(shè)備所需的各組短路電流。 主要電氣設(shè)備按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，包括各電壓等級的母線、絕緣子、斷路器、隔離開關(guān)、電壓及電流互感器等。 對“文 三、指導(dǎo)教師意見： 1． 對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 2．對學(xué)生前期工作情況的評價（包括確定的研究方法、手段是否合理等方面）： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 一 背景和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平的進(jìn)步，人們生活水平不斷的提高，電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中所占比例逐漸趨大。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的重要能源部門，而變電站的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個項(xiàng)目。由于變電站設(shè)計(jì)內(nèi)容很多、范圍廣、邏輯性強(qiáng)，不同電壓等級，不同類型，不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站設(shè)計(jì)時所側(cè)重的方面是不一樣的。設(shè)計(jì)過程中要針對變電站的規(guī)模和形式，具體問題具體分析。 變電站是電力系統(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，它通過期變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。我國電力系統(tǒng)的變電站大致分為四類：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。 可靠，優(yōu)質(zhì)的供電是現(xiàn)代化大都市的重要標(biāo)志。為此目的，需要采用相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)，其難度往往不亞于超高壓輸電技術(shù)。過去，對配電系統(tǒng)的發(fā)展未給予應(yīng)有的重視，欠賬甚多。研究采用配電新技術(shù)，提高供電的可靠性和電能質(zhì)量已是十分緊迫的任務(wù)。 二 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容 變電站設(shè)計(jì)的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。通過大量翻閱工作，了解了電力工業(yè)的有關(guān)政策以及變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程等方面知識，進(jìn)而基本掌握了設(shè)計(jì)過程，結(jié)合自己設(shè)計(jì)的原始資料，提出了本次設(shè)計(jì)的思路和具體設(shè)計(jì)內(nèi)容。 1、電氣主接線的設(shè)計(jì)。 電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要部分，主接線的擬定直接關(guān)系著變電站電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 主接線必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求?？煽啃灾改軌蜷L期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力。靈活性是指滿足調(diào)度時、檢修時以及擴(kuò)建時的要求，使工程改擴(kuò)建時的工程量較小。經(jīng)濟(jì)性涉及到一次投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積等。 主接線的設(shè)計(jì)步驟包括對原始資料的分析，根據(jù)對電源和進(jìn)出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、傳輸容量、負(fù)荷性質(zhì)等不同考慮擬定出可行的方案若干，依據(jù)對主接線的基本要求，通過技術(shù)上論證各方案優(yōu)劣，經(jīng)過初步的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定2-3個較好方案，進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，以確定技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行最優(yōu)主接線方案。 2、短路電流的計(jì)算。 短路電流計(jì)算是變電所設(shè)計(jì)中的一個重要環(huán)節(jié)，用以進(jìn)行電氣主接線比選、導(dǎo)體和電器的選擇和校驗(yàn)、確定中性點(diǎn)接地方式、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離、驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算等。 短路電流的計(jì)算步驟可歸納為：選擇短路計(jì)算點(diǎn)；繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖；化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖；求計(jì)算電抗；有運(yùn)算曲線法得出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值；及無限大電源供給的短路電流周期分量；計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量、短路電流沖擊值等。 3、主要電氣設(shè)備的選擇。 電氣設(shè)備選擇是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不盡相同，具體的選擇方法也不完全一樣，但對他們的基本要求是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 需選擇的電氣設(shè)備包括主變壓器、各電壓等級的母線、絕緣子、斷路器、隔離開關(guān)、電壓及電流互感器等。 主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。變電站主變壓器的容量依據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，按一臺停運(yùn)時其余容量在計(jì)及過負(fù)荷能力時，應(yīng)能滿足全部負(fù)荷70%-80%。主變壓器的臺數(shù)，對于樞紐變電站應(yīng)不少于2臺，以滿足可靠性要求。此外還需選擇變壓器的型式和結(jié)構(gòu)。 斷路器選擇中涉及到:(1)種類和型式的選擇。高壓斷路器按絕緣介質(zhì)分少油、多油、空氣、真空、SF6等型式。(2)額定電壓和電流選擇。（3）開斷電流的選擇。它是表征斷路器完成最基本開斷電流功能的重要參數(shù)。不僅要求斷路器可靠的滅弧，而且要求斷路器不重燃，以限制操作過電壓倍數(shù)。（4）短路開合電流的選擇。它是表征高壓斷路器在一些特殊情況下開斷短路電流的特性參數(shù)。 隔離開關(guān)與斷路器配套使用，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流。主要用作隔離電壓、倒閘操作、分合小電流。其額定電壓、電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)與斷路器基本相同。 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)獲取電氣一次回路信息的傳感器。分電壓和電流互感器。其選擇依據(jù)有：（1）種類和型式。（2）一次額定電壓、電流（電壓互感器涉及到二次額定電壓）。（3）額定容量和準(zhǔn)確級。（4）動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 4、最后參考《國家電力公司農(nóng)村電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)（第二分冊）》、《電氣CAD》 書籍知識，了解我國在發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作中電氣具體的布置規(guī)劃，同時參考其繪圖，編號等要求，為自己的設(shè)計(jì)繪制了主接線圖、平面圖和斷面圖。 三 總結(jié)與展望 當(dāng)今時代的變電站正趨于數(shù)字化，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 　　數(shù)字化變電站在我國發(fā)展迅速，從1995年德國提出制定IEC61850的設(shè)想開始，中國就一直關(guān)注IEC61850的發(fā)展。全國電力系統(tǒng)管理及其信息交換標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會自2000年起，將對IEC61850的轉(zhuǎn)化作為工作重點(diǎn)之一。從CD（委員會草案）到CDV，從FDIS到正式出版物，標(biāo)委會及其工作組專家密切跟蹤IEC標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，用近5年的時間，二十多位專家的辛勤工作，完成了IEC61850到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T860的轉(zhuǎn)化。 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的同時，國內(nèi)頂級設(shè)備制造商如南瑞集團(tuán)、北京四方、國電南自、許繼電器等同步開展了標(biāo)準(zhǔn)研究和軟硬件開發(fā)。2006年以來，相繼有采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站投入運(yùn)行，從110kV到500kV，從單一廠家到多家集成，國內(nèi)對數(shù)字化變電站工程實(shí)踐的探索正在向縱深發(fā)展。 在國調(diào)中心的領(lǐng)導(dǎo)下，從2004底開始，標(biāo)委會成功組織了6次大規(guī)?；ゲ僮髟囼?yàn)，極大地推動了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備研制和工程化。 目前，國內(nèi)各網(wǎng)省公司都進(jìn)行了數(shù)字化變電站試點(diǎn)，對DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程度和技術(shù)水平各不相同，有單在變電站層應(yīng)用DL/T860的，也有在過程層試驗(yàn)的，還有結(jié)合電子式互感器應(yīng)用的；有單一廠家實(shí)現(xiàn)的，也有多達(dá)十多加設(shè)備制造商參與的。數(shù)字化變電站的試點(diǎn)已經(jīng)較為充分，現(xiàn)在應(yīng)該到了總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)、探討發(fā)展策略的時候了。 未來，在智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，數(shù)字化變電站快速發(fā)展是必然趨勢，但首先要解決電子式互感器的可靠性問題、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的可靠性問題等。 我國目前已建成或者在建的數(shù)字化變電站同國外的數(shù)字化變電站相比，有不同的的特點(diǎn)： 國內(nèi)數(shù)字化變電站更重視可靠性問題，故較多采用冗余網(wǎng)絡(luò)方式。 國內(nèi)數(shù)字化變電站較多采用IEC61850-9-1，但該標(biāo)準(zhǔn)未來非IEC主流推薦，國內(nèi)需盡快開發(fā)基于IEC61850-9-2的系統(tǒng)。 因?yàn)榧夹g(shù)成熟度問題，國內(nèi)對電子式互感器的應(yīng)用還比較保守。 IEC61850是面向未來的變電站自動化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是全世界關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的第1個完整的通信標(biāo)準(zhǔn)體系，目前我國投運(yùn)的數(shù)字化變電站均以IEC61850為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但在對標(biāo)準(zhǔn)的理解、執(zhí)行方面還需進(jìn)一步統(tǒng)一規(guī)范。 參考文獻(xiàn) [1]熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].中國電力出版社, 2004 [2]宋繼承.220—500KV變電所二次接線.中國電力出版, 1996 [3]劉笙.電氣工程基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社, 2002 [4]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分[M].中國電力出版社, 1989 [5]電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分[M].中國電力出版社, 1998 [6]文鋒.現(xiàn)代發(fā)電廠概論[M].中國電力出版社, 1999 [7]黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M] .中國電力出版社, 2001 [8]戈東方.電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分[M].中國電力出版社, 2002 [9]孟祥萍.電力系統(tǒng)分析[M].高等教育出版社, 2004 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通過網(wǎng)絡(luò)化簡 計(jì)算出各電壓等級下的短路電流 以供設(shè)備選擇 根據(jù)電壓等級和最 大持續(xù)工作電流對電氣設(shè)備進(jìn)行選擇 最終得出電氣主接線方案和電氣設(shè)備 110kV 電壓 等級采用橋型接線 35kV 和 10kV 采用單母線分段接線 再對采取的主接線進(jìn)行配電裝 置的配置 110kV 35kV 均采用屋外配電裝置 10kV 采用屋內(nèi)配電裝置 并對變電站進(jìn) 行防雷保護(hù) 關(guān)鍵詞 變電站 一次設(shè)計(jì) 主接線 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 II A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM FOR 110kV STEP DOWN TRANSFORMER SUBSTATION Abstract Through the research of power substation design to consolidate the theory of electrical parts of power substation Studying and mastering the basic methods of designing power substation cultivate the ability of self analysis and solving problems and also cultivate the basic skill of designing actual project Through learning the standard of existing transmit station to analysis the original material of the question Studying the capacity of the system and the character of the load and the environment of the transmit station and calculating the total capacity of the system At the same time confirm the capacity and number of the main transformer According to the electric reliability requirements to design all kinds of wiring maps which are possible According to the style of buses the number of circuit breakers and the contrast of economic technology to select two better methods of all The use of components or conversion value including a system to the voltage levels to the short circuit reactance pillar or value of the transformer winding reactance pillar or value equivalent reactance painted map of the voltage levels 110kV 35kV 10kV bus bar a three phase short circuit short circuit current calculation and through networking summary calculated the voltage level of the short circuit currents for equipment selection according to voltage levels and the largest ongoing work on the electrical current equipment choices and eventually reached the main electrical wiring and electrical equipment program 110kV voltage levels used the bridge wiring 35kVvoltage and 6kV voltage levels used the single generatrix partition wiring 110kV 35kV ordinary medium house distribution devices are used the use of double double access 10kV distribution devices inside and take root lightening arrester on the substation nine mine protection Keywords Transformer substation Design Main wiring 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 目錄 摘要 I ABSTRACT II 前 言 1 原始數(shù)據(jù) 2 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 3 1 1 主要設(shè)計(jì)原則 3 1 2 方案選擇比較 3 2 主變?nèi)萘考芭_數(shù)選擇 12 2 1 主變壓器選擇原則 12 2 2 主變壓器選擇 13 3 短路電流計(jì)算 15 3 1 短路電流計(jì)算的目的 15 3 2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 15 3 3 計(jì)算步驟 16 3 4 短路電流計(jì)算 16 3 5 短路電流計(jì)算 C 語言相關(guān)程序說明 20 4 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 21 4 1 概述 21 4 2 斷路器的選擇 22 4 3 隔離開關(guān)的選擇 26 4 4 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇 28 4 5 支持絕緣子及穿墻套管的選擇 33 4 6 高壓熔斷器的選擇 34 4 7 電流互感器的選擇計(jì)算 35 4 8 電壓互感器選擇 39 4 9 經(jīng)濟(jì)性比較 41 5 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 44 5 1 概述 44 5 2 高壓配電裝置的選擇 44 6 防雷設(shè)計(jì)規(guī)劃 48 6 1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 48 6 2 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 48 6 3 避雷器及避雷針的選擇 48 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 參考文獻(xiàn) 52 總結(jié) 53 致謝 54 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 前 言 本課題研究的是 110kV 變電站一次部分設(shè)計(jì) 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分 它直接影響了電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié) 起著交換 和分配電能的作用 這就要求變電站的一次部分設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理 采取合理的電氣主接 線形式 采用合適電氣設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量 變電站平面布置和配電裝置也要符合國家規(guī) 定標(biāo)準(zhǔn) 只有這樣變電站才能正常的運(yùn)行工作 為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù) 故本次 110kV 變電站 電氣部分設(shè)計(jì)主要為電氣一次部分設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)針對變電站進(jìn)行設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 變壓器臺數(shù)和容量的選擇 主接線的 選擇 短路電流的計(jì)算 主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 繼電保護(hù)及變電站防雷等 通過 對 110KV 降壓變電所電氣部分的設(shè)計(jì) 使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠得到各方面的充分訓(xùn)練 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)加深了對所學(xué)知識內(nèi)在聯(lián)系的理解 并 能靈活的運(yùn)用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 原始數(shù)據(jù) 1 變電站類型 地方降壓變電站 2 電壓等級 110 35 10 kV 3 負(fù)荷情況 35kV側(cè) 最大 38MW 最小 25 MW Tmax 6000h cos 0 85 10kV側(cè) 最大 25 MW 最小 16 MW Tmax 6000h cos 0 85 負(fù)荷性質(zhì) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電 4 出線回路 110kV側(cè) 2回 架空線 LGJ 300 35km 35kV側(cè) 6回 架空線 10kV側(cè) 12回 其中電纜4回 5 系統(tǒng)情況 1 系統(tǒng)經(jīng)雙回路給變電站供電 2 系統(tǒng)110kV母線短路容量為2500MVA 3 系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求 6 氣象條件 1 最高氣溫40 最低氣溫 30 年平均氣溫20 2 土壤電阻率 250 歐 米 3 當(dāng)?shù)乩妆┤?40日 年 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 1 1 主要設(shè)計(jì)原則 變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分 它表明了發(fā)電機(jī) 變壓器 線 路 和斷路器等的數(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) 它的設(shè)計(jì) 直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇 配電裝置的布置 繼電保護(hù)和自動 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 1 運(yùn)行的可靠性 斷路器檢修時是否影響供電 設(shè)備和線路故障檢修時 停電數(shù)目的多少和停電時間 的長短 以及能否保證對重要用戶的供電 2 具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式 達(dá)到調(diào)度的目的 而 且在各種事故或設(shè)備檢修時 能盡快地退出設(shè)備 切除故障停電時間最短 影響范圍最 小 并且在檢修時可以保證檢修人員的安全 3 操作應(yīng)盡可能簡單 方便 主接線應(yīng)簡單清晰 操作方便 盡可能使操作步驟簡單 便于運(yùn)行人員掌握 復(fù)雜 的接線不僅不便于操作 還往往會造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故 但接線過于簡單 可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要 而且也會給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電 4 經(jīng)濟(jì)上合理性 主接線在保證安全可靠 操作靈活方便的基礎(chǔ)上 還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小 占 地面積最少 使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益 5 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展 電力負(fù)荷增加很快 因此 在選擇主接線時還要考慮 到具有擴(kuò)建的可能性 變電站電氣主接線的選擇 主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位 環(huán)境 負(fù)荷的 性質(zhì) 出線數(shù)目的多少 電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等 1 2 方案選擇比較 1 2 1 110kV 主接線設(shè)計(jì) 方案 I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡單清晰 設(shè)備少 操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時 全部回路仍需短時 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 一般適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺變壓器的 110 220KV 配電裝置的出線回路 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 數(shù)不超過兩回 II 采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對重要用戶可以從不同段引出兩個回路 有兩個電源供 電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障段切除 保證正常段母線不間斷供 電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時 該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停 電 2 當(dāng)出線為雙回路時 常使架空線路出線交叉跨越 3 擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建 適用范圍 110 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4 回時 III 內(nèi)橋接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡單 清晰 使用開關(guān)量相對較少 具有一定的 可靠性和靈活性 缺點(diǎn) 不適用于主變經(jīng)常投切的情況 1 2 2 35KV 主接線設(shè)計(jì) I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡單清晰 設(shè)備少操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時 全部回路仍需短時 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 一般適用于一臺發(fā)電機(jī)或一臺變壓器的 35 63KV 配電裝置的出線回路數(shù) 不超過 3 回 II 采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對重要用戶可以從不同段引出兩個回路 有兩個電源 供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障段切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時 該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停 電 2 當(dāng)出線為雙回路時 常使架空線路出線交叉跨越 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 3 擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建 適用范圍 35 63KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4 8 回時 1 2 3 10kV 主接線設(shè)計(jì) I 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn) 接線簡單清晰 設(shè)備少操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān)等 故障或檢修 均需使整 個配電裝置停電 單母線可用隔離開關(guān)分段 但當(dāng)一段母線故障時 全部回路仍需短時 停電 在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電 適用范圍 6 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回 II 雙母線分段接線 優(yōu)點(diǎn) 1 用斷路器把母線分段后 對重要用戶可以從不同段引出兩個回路 有兩個電源 供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障段切除 保證正常段母線不間斷 供電和不致使重要用戶停電 缺點(diǎn) 投資較大 適用范圍 6 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時 出線帶電抗器 設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷情況 110kV 進(jìn)線 2 回 35kV 出線 6 回 10kV 出線 12 回 該變電所主接線可以采用以下六種方案進(jìn)行比較 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 方案 1 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 3 回 3 回 圖 1 1 主接線方案一 此方案 110kV 側(cè) 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 當(dāng)一段母線發(fā)生故障 分段斷路器自動將故障切除 保證正常段母線不間斷供電和 不致使重要用戶停電 但是 一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時 該段母線的回路 都要在檢修期間內(nèi)停電 而出線為雙回時 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 擴(kuò)建時需向兩 個方向均衡擴(kuò)建 故此方案可靠性較高 也較經(jīng)濟(jì) 可以考慮此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 方案 2 6 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 2 主接線方案二 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 35kV 側(cè)選用雙母線接線 10kV 側(cè)選用單母線分段 接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時 采用 內(nèi)橋式接線 當(dāng)變壓器故障時 需停相應(yīng)的線路 使用斷路器少 布置簡單 造價低等 優(yōu)點(diǎn) 所以 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)可靠性較高 也比較經(jīng)濟(jì) 35kV 側(cè)選用的雙母線接線 它具有供電可靠 調(diào)度靈活 擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn) 而且 檢修另一母線時 不會停止對用 戶連續(xù)供電 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 方案 3 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回6 回 3 回 3 回 圖 1 3 主接線方案三 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)選用單母線分段接線 內(nèi)橋接線 適合于輸電線路較長 故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時 采用 內(nèi)橋式接線 當(dāng)變壓器故障時 需停相應(yīng)的線路 使用斷路器少 布置簡單 造價低等 優(yōu)點(diǎn) 故此方案可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 可以考慮此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 方案 4 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 6 回 圖 1 4 主接線方案四 此方案 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 35kV 側(cè)選用雙母線接線 可靠性較高 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 方案 5 3 回 3 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 5 主接線方案五 此方案 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 35kV 側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線 可靠性較高 但是不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 方案 6 3 回 3 回 1 1 0 k V 側(cè) 3 5 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 6 回 6 回 圖 1 6 主接線方案六 此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線 10kV 側(cè)選用單母線分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較 高 35kV 側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線 可靠性較高 但不夠經(jīng)濟(jì) 故不選用此方 案 最后選出方案 1 和方案 3 進(jìn)行進(jìn)一步比較 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 2 主變?nèi)萘考芭_數(shù)選擇 2 1 主變壓器選擇原則 2 1 1 主變壓器型式的選擇 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?yàn)橐慌_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(yùn)行 維護(hù)較方便 如果受到制造 運(yùn)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 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(bǔ)償設(shè)備時 宜采用三 繞組變壓器 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(yùn)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(diǎn)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 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 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(shí)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(yùn)行 因?yàn)橛?載分接開關(guān)的切換不能保證同步工作 2 1 2 容量的確定 1 主變壓器容量一般按變電所建成后 5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 10 20 年的負(fù)荷發(fā)展 對于城郊變電所 主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 2 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定變壓器的容量 對于有重要負(fù)荷變 壓器的變電所 應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時 其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的 允許進(jìn)間內(nèi) 應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷 對一般性變電所 當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時 其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70 80 3 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多 應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā) 推行系列化 標(biāo)準(zhǔn)化 2 1 3 主變壓器臺數(shù)的確定 1 對大城市郊區(qū)的一次變電站 在中 低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下 變電所以裝設(shè) 兩臺主變壓器為宜 2 對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所 在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主 變壓器的可能性 3 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所 其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1 2 級設(shè)計(jì) 以便負(fù)荷發(fā)展時 更換變壓器的容量 因此為保障電壓水平能夠滿足用戶要求 本所選用有載調(diào)壓變壓器 選變壓器兩臺 2 2 主變壓器選擇 2 2 1 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 50 或全部重maxS 要負(fù)荷 當(dāng) 類負(fù)荷超過上述比例時 選擇 即 ax0 6 cosNP 2 2 2 主變壓器型號的選擇 由所給材料可知 10KV 側(cè) max25LMW 10 35KV 側(cè) 35 8P 高壓側(cè) ax 10 ax 35 max2863LMVA 所以變電站最大負(fù)荷 為 NSmaxa cos6 74 1NLS 每臺變壓器負(fù)荷為 ax0 6 2 5NVA 確定所選變壓器型號 SFSL1 45000 110 其技術(shù)數(shù)據(jù)如表 2 1 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 表 1 主變壓器參數(shù)表 損耗 KW 阻抗電壓 型號及容量 KVA 額定電壓 高 中 低 KV 連接組 空載 短路 高中 高低 中 低 空載 電流 運(yùn)輸 重量 t 備注 SFSL 45000 110 38 5 11 Y0 Y 12 11 38 4 212 18 10 5 6 5 0 8 40 5 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 3 短路電流計(jì)算 3 1 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中 短路電流計(jì)算是其中的一個重要環(huán)節(jié) 短路電流 計(jì)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(jì)算 2 在選擇電氣設(shè)備時 為了保證設(shè)備在正常運(yùn)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)行全面的短路電流計(jì)算 例如 計(jì)算某一時刻的 短路電流有效值 用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值 計(jì)算短路后較 長時間短路電流有效值 用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定 計(jì)算短路電流沖擊值 用以校驗(yàn)設(shè)備 動穩(wěn)定 3 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時 需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距 離 4 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時 需以各種短路時的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設(shè)計(jì) 也需用短路電流 3 2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時所用的短路電流 一般有以下規(guī)定 3 2 1 計(jì)算的基本情況 1 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行 2 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的瞬間 4 所有電源的電動勢相位角相同 5 正常工作時 三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行 6 應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件 但不考慮短路點(diǎn)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 3 2 2 接線方式 計(jì)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(yùn)行方式 而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式 3 2 3 計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算 并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 一般考慮本工程 建成后 5 10 年 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 3 2 4 短路種類 一般按三相短路計(jì)算 若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路 或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦 變壓器等回路中的單相 或兩相 接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時 則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn) 行校驗(yàn) 3 2 5 短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時 通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn) 稱為短路計(jì)算點(diǎn) 對 于帶電抗器的 6 10kV 出線與廠用分支回路 在選擇母線至母線隔離開關(guān)之間的引線 套管時 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前 選擇其余的導(dǎo)體和電器時 短路計(jì)算點(diǎn)一般取 在電抗器后 3 3 計(jì)算步驟 1 計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 并折算為同一基準(zhǔn)容量下 2 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖 3 選擇短路點(diǎn) 4 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡 把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng) 不考慮短路電流周期分量的衰 減求出電流對短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值 并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值 有名值 標(biāo)幺值 1XI 有名值 3BavSU 5 計(jì)算短路容量 短路電流沖擊值 短路容量 Un I 短路電流沖擊值 2 5chi 3 4 短路電流計(jì)算 3 4 1 變壓器參數(shù)的計(jì)算 基準(zhǔn)值的選取 取各側(cè)平均額定電壓MVASb10 bU 1 主變壓器參數(shù)計(jì)算 取基準(zhǔn)容量 基準(zhǔn)容量為 B 110kV 側(cè) 1 5 68 10 2 21 32 31 kkkk UU 35kV 側(cè) 7 51068 2 21 31 32 kkkkU 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 10kV 側(cè) 50 18 56 21 21 1 32 3 3 kkkk UU 則三繞組變壓器電抗分別為 10 KTX 0 45BNS 271 6U 3 0 11045KBTNS 2 系統(tǒng)及線路等值電抗 系統(tǒng) 110kV 側(cè)母線短路容量為 2500MVA 100MVA S I 則BBS 110Kv 側(cè)系統(tǒng)阻抗為 X 1 2500 100 0 04 110kV 側(cè) 2 回架空線為 LGJ 185 長度為 35km 查表得電抗為 0 399 則km 30 線路電抗值為 km350 913 65lX 其標(biāo)么值為 2 1 6l 3 4 2 短路點(diǎn)的確定 此變電站設(shè)計(jì)中 電壓等級有三個 在選擇的短路點(diǎn)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(diǎn) 在另外 兩個電壓等級下 同理也只需各選一個短路點(diǎn) 依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù) 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡如下 d 1 d 3 d 2 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 4 4 0 2 4 4 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 0 0 4 1 1 0 k V 3 5 k V 1 0 k V 圖 3 1 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡圖 3 4 3 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 d1 點(diǎn)短路時 d 1 0 1 0 6 0 1 0 6 0 0 4 0 0 9 3 0 圖 3 2 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡圖 X 1 0 16 40 9322LS 短路電流標(biāo)幺值 KA 1 75 IX 短路電流有名值 KA av10 3 5 398BBSIIU KA 5 398I ich 2 55 2 55 5 398 13 765 KA ioh 1 52 1 52 5 398 8 205 KA I 短路容量 Un 5 398 110 1028 457 MVA S3 I d2 短路時 等值網(wǎng)絡(luò)為 0 2 4 4 0 2 4 4 0 1 5 6 3 5 K v 0 1 5 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 0 4 1 1 0 k V 0 1 0 6 0 1 0 6 0 4 0 4 0 0 4 0 2 9 3 圖 3 3 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 1 0 293 41IX 次暫態(tài)短路電流有名值 3 475 26BavISUKA 沖擊電流 2 5 52613 80chi k 全電流最大有效值 1 9chIIA 短路容量 Un 5 326 35 322 872 MVA S3 I d3 點(diǎn)短路時 等值網(wǎng)絡(luò)為 0 2 0 9 1 0 K v 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 3 3 0 2 3 3 0 0 4 1 1 0 k V 0 1 0 6 0 1 0 6 0 2 4 4 0 2 4 4 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 1 0 k V 1 0 K v 圖 3 4 短路等值網(wǎng)絡(luò)化簡圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 1 0 294 7IX 次暫態(tài)短路電流有名值 3 130 526 BavISUKA 沖擊電流 2 5 26 5 98chiIk 全電流最大有效值 1 3 0chIIKA 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 短路容量 Un 26 25 10 454 663 MVA S3 I 3 5 短路電流計(jì)算 C 語言相關(guān)程序說明 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思想 系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)以文件的形式輸入 程序根據(jù)這些信息形成導(dǎo)納矩陣 再對之求逆 矩陣 由阻抗矩陣求得故障處三序電流 進(jìn)而求得各節(jié)點(diǎn)的三序電壓 并由之求得各支 路三序電流 最后將序分量合成相分量 完成一個完整的故障電氣量計(jì)算 2 程序使用說明 本程序使用簡單 只需按規(guī)定格式輸入電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息到一個名為 in txt 的文本文件 再運(yùn)行可執(zhí)行文件后按屏幕提示輸入即可 運(yùn)行結(jié)果保存在指定文件里 打開它便可查看計(jì)算結(jié)果 3 運(yùn)行結(jié)果分析 經(jīng)核對 程序的運(yùn)行結(jié)果與指導(dǎo)書和手算結(jié)果基本一致 故本程序能正確實(shí)現(xiàn)短路 電流計(jì)算 手算過程與計(jì)算機(jī)計(jì)算過程之間的差別在于所選取的計(jì)算模型不同 手算的 關(guān)鍵在于正確化解網(wǎng)絡(luò) 而計(jì)算機(jī)則是以線性方程組作為計(jì)算模型 它的關(guān)鍵是要形成 一個正確的阻抗矩陣以及能正確求解線性方程組 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 4 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 4 1 概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)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 在進(jìn)行設(shè)備選擇時 應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況 在 保證安全 可靠的前提下 積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù) 并注意節(jié)約投資 選擇合適的電 氣設(shè)備 電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(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)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地 以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需 要 電氣設(shè)備要能可靠的工作 必須按正常工作條件進(jìn)行選擇 并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱 穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器 應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓 過電流的情況 下保持正常運(yùn)行 4 1 1 一般原則 1 應(yīng)滿足正常運(yùn)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 2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(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)體時應(yīng)盡量減少品種 5 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致 6 選用的新品 均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 并經(jīng)正式鑒定合格 4 1 2 技術(shù)條件 1 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 A 電壓 所選電器和電纜允許最高工作電壓 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgUnU 即 n 一般電纜和電器允許的最高工作電壓 當(dāng)額定電壓在 110KV 及以下時為 1 15 而n 實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 一般不超過 1 1 maxgUn B 電流 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 Q 0 下 導(dǎo)體和電器的長期允許電流 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流yI maxgI 即 y 由于變壓器在電壓降低 5 時 出力保持不變 故其相應(yīng)回路的 1 05 為 maxgInI 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 電器額定電流 C 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時 其長期允許電流 可按下式修正 yIyI21MTK 基中 為溫度修正系數(shù) 為最高工作溫度 為額定載流量基準(zhǔn)下的環(huán)境溫度MT1T 為實(shí)際環(huán)境溫度 對應(yīng)于所選截面 環(huán)境溫度為 25 時 長期允許載流C 2yISC 量 A 2 按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 一般校驗(yàn)取三相 短路時的短路電流 如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 當(dāng)熔斷器有限流作用時 可不驗(yàn)算動穩(wěn)定 用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路 可不驗(yàn)算動 熱穩(wěn)定 A 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定條件為 2dztI 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時間 0 5 0zItt B 短路的動穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動穩(wěn)定條件為 max2 chiIi 4 1 3 各回路最大持續(xù)工作電流 表 4 1 最大持續(xù)工作電流表 回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果 110KV 母線 Ig max 248 0A 1 05 45310nSU 35KV 母線 Ig max 779 42A 35n 35KV 出線 Ig max 122 91A 8 63cos0 nPU 10KV 母線 Ig max 2727 98A 1 05 4531nS 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 10KV 出線 Ig max 141 507A 25 13cos30 8nPU 4 2 斷路器的選擇 變電所中 高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一 它具有完善的滅弧性能 正常運(yùn)行 時 用來接通和開斷負(fù)荷電流 在某所電氣主接線中 還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的 任務(wù) 故障時 斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用 斷開短路電流 切除故障線路 保證 非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn) 環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式 由于真空斷路器 SF 6斷路器比少油斷路器 可靠性更好 維護(hù)工作量更少 滅弧性能更 高 目前得到普遍推廣 故 35 220kV 一般采用 SF6斷路器 真空斷路器只適應(yīng)于 10kV 電壓等級 10kV 采用真空斷路器 4 2 1 選擇原則 1 按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間的短路電流即最大持續(xù)NI 工作電流 即 maxgImaxNgI 2 短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前 若線路上已存在短路故障 則在斷路器合閘過程中 觸頭間在 未接觸時即有巨大的短路電流通過 預(yù)擊穿 更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞 且斷路器在關(guān)合短路電流時 不可避免地接通后又自動跳閘 此時要求能切斷短路電流 為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全 斷路器額定關(guān)合電流 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊 值 4 2 2 選擇計(jì)算 1 變壓器 110kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 110KV Un 110KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 248 0A 選出斷路器型號為 SW4 110 1000 型 如表 4 2 表 4 2 110KV 母線斷路器參數(shù)表 電壓 KV 斷開容量 MVA 極限通過 電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 重合性能 型號 額 定 最 大 額定電 流 A 額定斷 開 電流 KA 額定 重新 最大 有效 1S 4S 5S 10S 合閘時 間 s 固有分閘 時間 s 電流休 止時間 s 重合 時間 s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 SW4 110 110 126 1000 18 4 3500 3000 55 32 21 0 25 0 06 0 3 0 4 因?yàn)?In 1000A Ig max 248 0A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 5 398KA Ikd 18 4KA 所以 Idt Ikd 4 動穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 13 765KA imax 55KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 78 0 05 1 0 83 因?yàn)?I tdz 5 3982 0 83 24 185 It t 322 1 1024 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 2 變壓器 35kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 35KV Un 35KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 779 42A 選出斷路器型號為 DW2 35 1000 型 如表 6 3 表 4 3 35KV 母線斷路器參數(shù)表 電壓 KV 動穩(wěn)定電流 KA 型號 額定 額定電 流 A 額定斷開 電流 KA 峰值 5s 熱穩(wěn) 定電流 KA 合閘時 間 s 固有分閘 時間 s DW2 35 35 1000 16 5 45 16 5 0 06 0 06 因?yàn)?In 1000A Ig max 779 42A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 5 326KA Ikd 16 5KA 所以 Idt Ikd 4 動穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 13 58KA imax 45KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 4 4 0 05 1 4 45 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 因?yàn)?I tdz 5 3262 4 45 126 23 It t 16 52 5 1361 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 3 變壓器 10kV 側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 10KV Un 10KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 2727 98A 選出斷路器型號為 SN3 10 3000 型 如表 4 4 表 4 4 10KV 母線斷路器參數(shù)表 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 型號 額定電 壓 KV 額定電流 A 額定斷開 電流 KA 額定斷開容 量 MVA 峰值 1s 5s 10s 合閘時 間 s 固有分閘時 間 s SN3 10 10 3000 29 500 75 43 5 30 21 0 5 0 14 因?yàn)?In 3000A Ig max 2727 98A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 26 25KA Ikd 29KA 所以 Idt Ikd 4 動穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 66 938KA imax 75KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 78 0 05 1 0 83 因?yàn)?I tdz 26 252 0 83 551 25 It t 43 52 1 1892 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 4 35kV 出線側(cè) 35 出線斷路器同母線斷路器一致 不做重復(fù)檢驗(yàn) 5 10kV 出線側(cè) 1 電壓 因?yàn)?Ug 10KV Un 10KV 所以 Ug Un 2 電流 查表 3 1 得 I g max 141 507A 選出斷路器型號為 SN3 10 2000 型 如表 4 5 表 4 5 10KV 出線斷路器參數(shù)表 極限通過電流 KA 熱穩(wěn)定電流 KA 型號 額定電 壓 KV 額定電流 A 額定斷開 電流 KA 額定斷開容 量 MVA 峰值 1s 5s 10s 合閘時 間 s 固有分閘時 間 s 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 SN3 10 10 2000 29 500 75 43 5 30 21 0 5 0 14 因?yàn)?In 2000A Ig max 141 507A 所以 Ig max In 3 開斷電流 I dt Ikd 因?yàn)?Idt 26 25KA Ikd 29KA 所以 Idt Ikd 4 動穩(wěn)定 i ch imax 因?yàn)?ich 66 938KA imax 75KA 所以 ich imax 5 熱穩(wěn)定 I tdz It t tdz tz 0 05 0 83 因?yàn)?I tdz 26 252 0 83 551 25 It t 43 52 1 1892 25 所以 I tdz It t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求 4 3 隔離開關(guān)的選擇 4 3 1 選擇原則 隔離開關(guān) 配制在主接線上時 保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口 與帶電部 分隔離 由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低 所以操作隔離開關(guān)時 必須遵循倒 閘操作順序 隔離開關(guān)的配置 1 斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān) 以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口 與電 源側(cè)隔離 2 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地 3 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān) 為了保證電器和母線 的檢修安全 每段母線上宜裝設(shè) 1 2 組接地刀閘或接地器 63kV 及以上斷路器兩側(cè)的隔 離開關(guān)和線路的隔離開關(guān) 宜裝設(shè)接地刀閘 應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離 開關(guān) 4 安裝在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān) 5 當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時 斷路器通往用戶的那一側(cè) 可以不裝設(shè)隔離開 關(guān) 但如費(fèi)用不大 為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓 也可以裝設(shè) 4 3 2 選擇計(jì)算 1 110kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號為 210GW 表 4 6 隔離開關(guān)型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 額定電壓 額定電流 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 kV A kA s kA 210GW 110 600 50 14 5 1 電壓 10g NUkVU 2 電流 max248 06g NIAI 3 動穩(wěn)定 max13 75chiki 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 查表得 1I 5ts4 zts s0 0 05 dzzItt 22225 3984 19 67498dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 2 變壓器 35kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號為 3510GW 表 4 7 隔離開關(guān)型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù) 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 kA s 435GW 35 1000 80 23 7 4 1 電壓 35gNUkVU 2 電流 max79 4210gIAI 3 動穩(wěn)定 max3 58chiki 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 查表得 1I 5ts3 4zts 0 0 05 dzzItt 22 225 36 497 8624 73 4dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 3 變壓器 10kV 側(cè) 選定隔離開關(guān)型號為 10GN 表 4 8 隔離開關(guān)型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù)2 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 kA s 210GN 10 3000 100 50 10 1 電壓 10gNUkVU 2 電流 max27 9830gIAI 3 動穩(wěn)定 max6 1chiki 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 前面校驗(yàn)時已算出 2 2250 8501dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 4 35kV 出線側(cè) 選定隔離開關(guān)型號為 3GW 表 4 9 隔離開關(guān)型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù)85 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 kA s 835GW 35 400 15 5 6 5 1 電壓 35gNUkVU 2 電流 max12 940g NIAI 3 動穩(wěn)定 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 max13 580chikAi 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定 前面校驗(yàn)斷路器時已算出 22 225 364 16 235 86dz tIt I 則滿足熱穩(wěn)定 5 10kV 出線側(cè) 選定隔離開關(guān)型號為 與變壓器 10KV 側(cè)一致 故不103GN 作重復(fù)檢驗(yàn) 4 4 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù) 電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線 來匯集和分散電功率 在發(fā)電廠 變電所及輸電線路中 所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)體 硬鋁母線 及電力電纜等 由于電壓等級及要求不同 所使用導(dǎo)體的類型也不相同 敞露母線一般按導(dǎo)體材料 類型和敷設(shè)方式 導(dǎo)體截面 電暈 短路穩(wěn)定 共振頻 率等各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn) 4 4 1 裸導(dǎo)體的選擇條件選擇和校驗(yàn) 1 型式 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料 對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā) 電機(jī) 變壓器出線端部 以及對鋁有較嚴(yán)重腐蝕場所 可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體 回路正常工作電流在 400A 及以下時 一般選用矩形導(dǎo)體 在 400 8000A 時 一般 選用槽形導(dǎo)體 2 配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇 應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流 電暈 無線電干擾 等條件 確定導(dǎo)體的截面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式 3 當(dāng)負(fù)荷電流較大時 應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積 對 110kV 及以下配電裝 置 電暈對選擇導(dǎo)體一般不起決定作用 故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截面 4 4 2 母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇外 其余導(dǎo)體截面 一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 1 按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇 導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流 應(yīng)不大于 maxgI 導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流 yI 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低 對應(yīng) 不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時數(shù) 將有一個年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度maxT 經(jīng)濟(jì)電流密度 J 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式 agISJ 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按上述情況選擇的導(dǎo)體截面 還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定 S S min dztCI 熱穩(wěn)定系數(shù) C 穩(wěn)態(tài)短路電流 kA I 短路等值時間 s dzt 4 4 3 母線及其 10kV 側(cè)電纜出線選擇計(jì)算 1 110kV 側(cè)母線的選擇 1 110KV 及以上高壓配電裝置 一般采用軟導(dǎo)線 2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 查表 3 1 得 I g max 248 0A 按 Tmax 6000h a 可得經(jīng)濟(jì)電流密度 J 0 9A mm2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj Ig max J 248 0 0 9 275 56mm2 選 LGJ 300 型 如表 4 9 表 4 10 110KV 母線參數(shù)表 長期允許截流量 A 70 80 LGJ 300 690 755 LGJ 300 在 Qy 70 Q0 25 時 I y 690A 綜合校正系數(shù) K0 1 00 K0Iy 1 00 690 690A 所以 Ig max K0Iy 3 熱穩(wěn)定校驗(yàn) S S min dztCI tdz 為主保護(hù)動作時間加斷路器全分閘時間 即 tdz 0 1 0 06 0 16s 其中熱穩(wěn)定系數(shù) C 87 滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為 Smin 24 818mm2 dztCI 53980 167 S 300 mm2 Smin 24 818 mm2 2 35kV 側(cè)母線 1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 查表 3 1 得 I g max 779 42A 按 Tmax 6000h a 導(dǎo) 體 最 高 允 許 溫 度 導(dǎo) 線 型 號 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 可得經(jīng)濟(jì)電流密度 J 0 9A mm2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 Sj Ig max J 779 42 0 9 866 02 mm2 選 LGJ 400 型 如表 4 10 表 4 11 35KV 母線參數(shù)表 長期允許截流量 A 70 80 LGJ 400 835 840 LGJ 400 在 Qy 70 Q0 25 時 I y 835A 綜合校正系數(shù) K0 1 00 K0Iy 1 00 835 835A 所以 Ig max Ig max 2 熱穩(wěn)定校驗(yàn) S S min dztCI tdz 為主保護(hù)動作時間加斷路器固有分閘時間 導(dǎo) 體 最 高 允 許 溫 度 導(dǎo) 線 型 號 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 即 tdz 0 1 0 14 0 24s 熱穩(wěn)定系數(shù) C 87 滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為 Smin 147 814mm2dztCI 2650 487 可見 前面所選母線截面 S 2 125 10 2500 mm2 Smin 147 814mm2 能滿足短路熱穩(wěn)定要求 4 10kV 側(cè)出線電纜的選擇及校驗(yàn) 型式 應(yīng)根據(jù)敷設(shè)環(huán)境及使用條件選擇電纜型式 初步選擇型號 2紙絕緣鋁芯ZLQ 電纜 表4 13 紙絕緣鋁芯電纜的技術(shù)數(shù)據(jù)2ZLQ 25 時電纜C 載流量 A 芯數(shù) 截面 Mm2 鋁芯 額定電壓 kV 相應(yīng)電纜纜芯允許最高溫