220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì),kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名： 崔查秀 班級： 農(nóng)電08K2 所在系別： 電力工程系 所在專業(yè)： 農(nóng)業(yè)電氣化與自動化 設(shè)計(jì)（論文）題目： 220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：220/110/10,進(jìn)/出線回?cái)?shù)4/6/8 指導(dǎo)教師： 牛勝鎖 2012年 3 月 29 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 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）： 要解決的是變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是一個地方變電所的設(shè)計(jì)，負(fù)荷性質(zhì)主要是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電。設(shè)計(jì)中要計(jì)算變壓器的臺數(shù)、容量確定及主接線形式，短路計(jì)算，電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)，室內(nèi)外配電裝置的設(shè)計(jì)，防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 通過大學(xué)的學(xué)習(xí)，根據(jù)所查文獻(xiàn)資料的閱讀與學(xué)習(xí)中我們了解到：設(shè)計(jì)是一門設(shè)計(jì)科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和方針政策等各方面的綜合性的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。這次的設(shè)計(jì)要通過短路計(jì)算選出導(dǎo)體和電氣設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定最優(yōu)方案，再通過熱穩(wěn)定校驗(yàn)，動穩(wěn)定校驗(yàn)，防雷等進(jìn)行驗(yàn)算，最后使用visio等繪圖軟件繪制相關(guān)接線圖，完成變電所電氣一次設(shè)計(jì)。 對 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(jià)（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 220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)綜述 一、變電站的概述 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平的進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中的比例逐漸趨大。現(xiàn)在電力系統(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，由于變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容多，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)重的方面也不一樣。設(shè)計(jì)過程中具體問題具體分析[2]。 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。它通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。結(jié)合我國的電力現(xiàn)狀，為國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給充足，可靠，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟(jì)的電能。優(yōu)化發(fā)展變電站，規(guī)劃以220/110/10kV電壓等級設(shè)計(jì)變電站[3]，新建變電站應(yīng)該充分體現(xiàn)出安全性，可靠性，經(jīng)濟(jì)性，和先進(jìn)性。 二、具體設(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，結(jié)合自己設(shè)計(jì)的原始資料，參考變電站電氣設(shè)計(jì)工程規(guī)范。經(jīng)過翻閱工作，了解設(shè)計(jì)基本過程，從而進(jìn)一步指導(dǎo)設(shè)計(jì)內(nèi)容的展開?，F(xiàn)將自己查閱文獻(xiàn)的工作綜述為：通過查閱館藏書籍，課本網(wǎng)絡(luò)資源，了解電力工業(yè)的相關(guān)政策，技術(shù)工程等方面的有關(guān)知識，理清自己的設(shè)計(jì)思路，查詢有關(guān)電氣設(shè)備的價(jià)格和參數(shù)。從而為設(shè)計(jì)提供依據(jù)[6]。 本次設(shè)計(jì)建設(shè)一座220KV降壓變電所，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各個電壓等級的接線方式，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)短路發(fā)生在各電壓等級的工作母線時，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)。 具體如下： 1、 電氣主接線的選擇和比較 根據(jù)原始的數(shù)據(jù)和變電站類型進(jìn)行主接線方案擬定，對各方案進(jìn)行討論進(jìn)而確定最終的電氣主接線方案,電氣主接線的選擇是變電站設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。主接線的擬定直接關(guān)系著變電站電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的配置，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。結(jié)合原始資料的分析，及各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最終的接線方案。 2、 主變壓器的選擇 按照主變壓器的一般確定原則，結(jié)合計(jì)算確定變壓器的臺數(shù)和容量進(jìn)而選擇合適的變壓器型號[7] 。 3、 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算是為了更好的選擇電電氣設(shè)備，繼電保護(hù)的計(jì)算及整定等，了解了電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的知識，學(xué)習(xí)了計(jì)算的方法，選擇合適的短路點(diǎn)對各短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，完成短路電流計(jì)算部分[6][7]。 4、 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，因電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但它們的基本要求是一致的，電氣設(shè)備要可靠的工作，必須按正常條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)[7]。 5、導(dǎo)線的選擇 主要是母線的選擇，變電站主接線的基本環(huán)節(jié)是電源和出線，母線是連接電源和出線的中間環(huán)節(jié)，起著匯集和分配電能的作用。 5、 防雷與接地保護(hù)設(shè)計(jì) （1）避雷器的選擇 （2）保護(hù)范圍及計(jì)算 7、屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置 通過以上的文獻(xiàn)查閱資料，為這次的設(shè)計(jì)提供了有力的依據(jù)，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對自己已學(xué)知識的整理和進(jìn)一步的理解、認(rèn)識，學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的工作能力及實(shí)際工程 設(shè)計(jì)的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，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。 三、總結(jié)部分 本次設(shè)計(jì)使我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)中我們設(shè)計(jì)一個電壓等級為220/110/10kV的變電站一次系統(tǒng)的全部內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)變電站的類型為地方變電站，是為了滿足市區(qū)的生產(chǎn)和生活的要求。根據(jù)老師給出的設(shè)計(jì)資料和要求，結(jié)合所學(xué)的知識和文獻(xiàn)資料所給的。通過這次設(shè)計(jì)，對以前的知識加強(qiáng)了理解和掌握，掌握了電力工程的設(shè)計(jì)過程，熟悉了設(shè)計(jì)方法，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [ 1 ] 曹繩敏. 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料[M]. 水利電力出版社，1995 [ 2 ] 范錫普. 發(fā)電廠電氣部分第二版[M]北京電力出版社， 1995. 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J. Tylavsky ,N. R. Tatikonda ,Ken Alteneder , Kennneth E. Brown 隨著變電站輸送負(fù)荷的增加，配電變壓器的負(fù)荷特殊和差別待遇的增加，工程師必須決定在什么時間點(diǎn)把備用變壓器添加到負(fù)載上確保期望（參數(shù)）值在可接受的水平中。?一個替代方案的增加對一個額外的變壓器灣添加到接近自身的特殊和差別待遇的關(guān)系，是提供備用電源和停電關(guān)系的改善對于任何給定的特殊和差別待遇參數(shù)加載水平。?本文提出的方法是對SDT的評估互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響、被迫停電率(FOR）、進(jìn)紙器容量的限制，和負(fù)載顧客可靠性的時間數(shù)據(jù)。本文中包括應(yīng)用程序相關(guān)的理論的成果，工程師正在使用軟件程序計(jì)算參數(shù)一個相互聯(lián)系的SDT系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：變電站，配電可靠性，鮑威布局規(guī)劃 1、導(dǎo)言 電力行業(yè)的放松管制和競爭已引起全國各地的公用事業(yè)對削減成本采取的措施是把重點(diǎn)放在運(yùn)營，設(shè)計(jì)和維護(hù)上，本文提出了一種基于計(jì)算機(jī)程序提供資料以使工程師他們能夠更有效地?cái)備N變電站配電變壓器過負(fù)荷的資本成本。工程師可以通過加載變壓器可以接受的的顧客參數(shù)價(jià)值的最高水平，這個加載水平是我們用提供的信息件之一。 通常情況下，變壓器設(shè)置中變電站配電負(fù)荷確定的標(biāo)準(zhǔn)是變壓器高峰負(fù)荷 百分之幾。用確定性的方法沒有衡量出客戶服務(wù)的可靠性;因此，這種做法對變壓器用來全面衡量是否提供的資料很少，變壓器正在加載水平的可靠性或是否將產(chǎn)生不可接受的客戶服務(wù)。用概率方法允許顧客服務(wù)的可靠性來計(jì)算加載水平的功能，這些數(shù)據(jù)可以用于智能載入變壓器。例如，這些數(shù)據(jù)可以用來證明裝載變壓器最大負(fù)荷，保證所需顧客服務(wù)的可靠性，或超出該點(diǎn)的負(fù)荷極端情況下可靠性和貨幣政策的后果的量化措施。使用概率方法被廣泛推薦，因?yàn)樗M電力系統(tǒng)更實(shí)際地考慮在系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性，它提供了數(shù)據(jù)嚴(yán)重性以及服務(wù)器提供服務(wù)的能源的可能性[1]。 通常情況下，電力系統(tǒng)可靠性研究集中在發(fā)電和批量傳輸系統(tǒng)或特征部分的分配制度上。這些可靠性的措施和計(jì)算技術(shù)這兩個不同的系統(tǒng)有很大的不同?。為了確?？煽啃栽诎l(fā)電和大容量傳輸系統(tǒng)的研究，參數(shù)廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估措施[1-41。使用強(qiáng)迫停運(yùn)率計(jì)算發(fā)電機(jī)和大容量傳輸系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)發(fā)電機(jī)和大容量傳輸系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)可以使用兩種方法：狀態(tài)枚舉計(jì)算（東南）[L-41和蒙特卡羅（MC）模擬[L-71。 對于SE管委會方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要知識的國家的數(shù)目，系統(tǒng)可能有。?這是非常重要的復(fù)雜系統(tǒng)，需要考慮的東西很多，當(dāng)運(yùn)用的的系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)目是不大時，SE內(nèi)產(chǎn)生一個理論上是正確的迭代答案，根據(jù)大容量傳輸和發(fā)電系統(tǒng)模型的復(fù)雜性，研究人員對SE和MC適合的途徑所示表1。 關(guān)于配電系統(tǒng)的可靠性,一些研究可靠性指標(biāo)如[4，81，它們包括SAIDI, SAUT, CAIDI, and CAIFI，CAIDI，CAIFI等，這些指數(shù)的計(jì)算使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但[4，81不建議用方法這些指標(biāo)來分析預(yù)測。 （見表1） 表1，可靠性指標(biāo)的審查和使用方法通常用來計(jì)算發(fā)電和配電系統(tǒng)的指數(shù)。 在一篇論文中，R. Billinton等。 [9]管委會提出了變電站可靠性評估方法的使用其他工程[LO-141可能也可用目前的方法來解決一個特殊和差別待遇的互聯(lián)電網(wǎng)的可靠性，但沒有運(yùn)用他們的技術(shù)來計(jì)算這種類型定期連接電網(wǎng)的可靠性。 變電站配電變壓器系統(tǒng)，我們要處理的是發(fā)電和配電兩者之間的問題。無論是參數(shù)還是SAID1指標(biāo)的類型可以用來評估這種類型的中斷風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)。如果我們考慮把每個變電站變壓器作為一個獨(dú)立的電源配電系統(tǒng)，那么利用系統(tǒng)的相似結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成相互聯(lián)系的多區(qū)域發(fā)電系統(tǒng)。因此，我們選擇使用LOLE來評估 系統(tǒng)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)槲覀兿到y(tǒng)的研究要求考慮，我們只選擇約5個州（和亞國家的少數(shù)）用SE的方法計(jì)算參數(shù)。 2、系統(tǒng)拓?fù)溆?jì)算參數(shù) 鹽河項(xiàng)目的變電站配電變壓器系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的，所以，一旦變壓器在一個特定的變電站中發(fā)生故障，位于同一變電站或附近的變電站的?其他變壓器的備用容可以提供變壓器斷電的負(fù)載。主變壓器附近中變壓器互連拓?fù)淇商暨x的物理負(fù)載量取決于幾個因素。圖1顯示了一個典型的互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在其中1（主）變壓器與四個相鄰變壓器。（這個數(shù)字盒代表負(fù)載這個數(shù)字代表了必要的特征，描述了負(fù)載的部分的基本特征和后備變壓器的操作。一些斷路器和不必要的饋線連接的詳細(xì)信息在我們的調(diào)查中已被省略。）?每個節(jié)點(diǎn)由饋線導(dǎo)體連接相鄰的變壓器饋線和常開開關(guān)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用的經(jīng)營理念很簡單，一旦變壓器在停電，（四）常開開關(guān)閉合，允許備用變壓器的動力電源饋線加載。 圖1表了只有一小部分特殊和差別待遇互連，在實(shí)踐中，每個備用變壓器連接到其他變壓器上（簡稱第三變壓器）這有助于提高備用變壓器中客戶的可靠性。在這種常規(guī)方式中互連中（幾乎循環(huán)往復(fù)），這種實(shí)用的方法顯示在互連拓?fù)鋱D2上 圖2表示每個正方形表示一個變壓器框。這個數(shù)字變壓器被分為三類。位于系統(tǒng)中心的變壓器為主變壓器（叫做'M“）、與拓?fù)湎噜彽闹髯儔浩鳎▊浞葑儔浩鳎┧臼褂?B'。變壓器拓?fù)湎噜彽紹變壓器（不包括主變壓器）被稱為第三變壓器并使用'T'標(biāo)志如圖2所示。每個系統(tǒng)圖中的變壓器有四條饋線，四個饋線連接關(guān)系是自身都靠近變壓器。在圖2框圍起來的面積是圖1所示的系統(tǒng)的一部分。 圖1，主要運(yùn)用系統(tǒng)中的變壓器。 圖2，變電站互連拓?fù)鋽?shù)等于四。 “四個關(guān)系拓?fù)洹眻D是一個近似許多不同拓?fù)湎到y(tǒng)中的一個子集。由于可能大量不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇研究了兩個額外的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，“六個節(jié)點(diǎn)”和“八個節(jié)點(diǎn)”的拓?fù)浞謩e在圖3和4所示。 3、臨界條件與假設(shè) 這項(xiàng)工作的目標(biāo)是建立一個基于用戶個人電腦的軟件程序來計(jì)算上述討論的系統(tǒng)配置參數(shù)。在計(jì)算參數(shù)的挑戰(zhàn)是，系統(tǒng)的大?。ㄈ鐖D2所示，其中的一部分）使得參數(shù)計(jì)算（MC或SE）不同尋常。為了計(jì)算的可行，我們決定研究部分系統(tǒng)（虛線方塊內(nèi)的數(shù)字2,3和4所示）并申請邊界條件（在近似??的方式）計(jì)算出丟棄系統(tǒng)的影響。我們考慮了兩種不同的邊界條件：確定性和隨機(jī)性。 確定性是最簡單的邊界條件，根據(jù)這一假設(shè)，我們對所有第三變壓器提供100％可靠的電源100％可靠的變壓器。更復(fù)雜的是隨機(jī)邊界條件。在這種情況下，我們把第三變壓器作為主體的具有相同和備用變壓器供應(yīng)電源和特殊和差別待遇的值。由于變壓器的外主，備份或第三不能有助于正在研究的領(lǐng)域（例如，圖2虛線框內(nèi)），假設(shè)他們的可靠性不影響所研究系統(tǒng)的參數(shù)。 由于時間和資源的限制，這項(xiàng)工作我們選擇了確定性的邊界條件。 圖3.變電站互連拓?fù)洌簲?shù)關(guān)系等于六。 系統(tǒng)內(nèi)的成本，我們計(jì)算了由主變壓器擔(dān)任的客戶的兩個參數(shù)，計(jì)算的參數(shù)由所有的變壓器內(nèi)送達(dá)客戶到感興趣的區(qū)域（即，數(shù)字2,3和4的虛線盒）;我們把第二參數(shù)作為系統(tǒng)參數(shù)。變壓器參數(shù)是一個真正的隨機(jī)結(jié)果，因?yàn)樗凶儔浩鞴╇娯?fù)載主變壓器隨機(jī)建模送達(dá)的。（作者：停電第三變壓器通過主變壓器可以對客戶沒有影響。） 因此，主變壓器的參數(shù)是保守的變壓器，由所提供的假設(shè)是也是保守的。三級中斷變壓器會由于備份變壓器影響正常服務(wù)的負(fù)載。由于第三變壓器仿照確定性，系統(tǒng)參數(shù)的值在研究下（系統(tǒng)參數(shù)）不一定會保守，但這些結(jié)果仍然可以被用來比較的節(jié)點(diǎn)參數(shù)不同數(shù)目，配合?能力等的影響。 包括以上討論的邊界條件假設(shè)，在這項(xiàng)工作中使用的是假設(shè)的完整列表 如下所示： 1）（邊界條件）第三變壓器（用虛線表示的系統(tǒng)外盒）建模與確定性的假設(shè);他們是100％可靠的服務(wù)。所有電源由變壓器的高壓側(cè)提供，在研究中是100％可靠。 2）（容量均勻性）系統(tǒng)認(rèn)為所有變壓器是相同的，具有同等額定容量。所有饋線和節(jié)點(diǎn)上具有相同的容量。 3）（隨機(jī)均勻）變壓器等于強(qiáng)迫停運(yùn)率所用的的值.，所有其他設(shè)備是100％可靠。 4）（載入均勻）變壓器負(fù)載從來沒有超過他的容量和變壓器負(fù)載有相同的時間歷程。 4、方法 參數(shù)是可能是該系統(tǒng)是在一個給定的概率下乘以時間的狀態(tài)，負(fù)荷不擔(dān)任該狀態(tài)。如果在狀態(tài)k的概率是PK而且 tk的時間不提供負(fù)載（一個假定的負(fù)荷水平），然后參數(shù)為第k個狀態(tài)時是 在系統(tǒng)的多個狀態(tài)中，參數(shù)是簡單的所有可能的狀態(tài)參數(shù)的總和（即所有可能的組合變壓器停電），這是 這里有三個步驟必須先計(jì)算，首先我們必須確定系統(tǒng)的狀態(tài)，第二，我們必須計(jì)算系統(tǒng)將在每個操作狀態(tài)的概率，?然后，負(fù)載持續(xù)的數(shù)據(jù)，我們必須計(jì)算這些狀態(tài)中每一個負(fù)載量將無法送達(dá)的時間（注意，沒有送達(dá)的時間，負(fù)載會從一個負(fù)載持續(xù)曲線道從負(fù)荷持續(xù)時間曲線的高峰負(fù)荷有個形狀曲線。。 狀態(tài) 這兒有大量可能不同變壓器停電的組合系統(tǒng)的在表2,3和4。這個數(shù)字可以減少到5個狀態(tài)（幾個子狀態(tài)）如下：典型的特殊和差別待遇值，，三個或更多變壓器是如此之停電如此之小，他們參數(shù)的作用可以忽略不計(jì); 因此，只有此狀態(tài)兩個或更少的變壓器停運(yùn)時被認(rèn)為是在這樣的。此外，因?yàn)檩d入的均勻性假設(shè)（以上所列），有一臺備用變壓器停運(yùn)與任何其他單一的備份變壓器區(qū)別，使用這種方法，我們可以減少以下變壓器的狀態(tài)數(shù)目，與5個停電： 狀態(tài)0 ：沒有停運(yùn)變壓器， 狀態(tài)1：在主變壓器停電， 狀態(tài)2：一個備份中斷， 狀態(tài)3：主要和一個中斷備份， 狀態(tài)4：兩個備份中斷。 狀態(tài)概率 五個系統(tǒng)狀態(tài)的概率是使用二項(xiàng)式概率公式[1]計(jì)算。如果n是變壓器（圖2虛線方塊，3，4），（常數(shù)）的中斷概率，然后正是R型服務(wù)和NR的概率變壓器在停運(yùn)描述 例如，考慮系統(tǒng)中的四臺變壓器（例如，4個備用變壓器圖2），并承擔(dān)變壓器（FOR）的損失為0.005的概率。然后從方程（1）和（2），失去了兩個概率 變壓器系統(tǒng)（狀態(tài)4）已經(jīng)給出。 在主變壓器狀態(tài)服務(wù)下這個概率是不符合狀態(tài)4要求的因此，我們必須用上述結(jié)果乘以（1）得到的概率在狀態(tài)4 表2顯示了系統(tǒng)狀態(tài)概率的一般方程。在這里，'NT'代表有價(jià)值的拓?fù)潢P(guān)系（4或6個或8個）。 表2展示了五個系統(tǒng)狀態(tài)下的方程 圖4。變電站互連拓?fù)洌簲?shù)關(guān)系等于8。 沒有送達(dá) 的負(fù)荷時間 到目前為止，我們已經(jīng)確定了在其中系統(tǒng)可運(yùn)作的概率的狀態(tài)和該系統(tǒng)可存在在這些狀態(tài)，下一步就是要找到負(fù)載這些狀態(tài)下將無法送達(dá)的時間。 為了找到負(fù)荷不擔(dān)任任何系統(tǒng)狀態(tài)下的時間量，我們首先計(jì)算負(fù)載量不擔(dān)任在每個系統(tǒng)狀態(tài)。在節(jié)點(diǎn)4的情況下考慮狀態(tài)1。為了假設(shè)示例的目的，每個變壓器容量25MW，供應(yīng)高峰負(fù)荷20MW假設(shè)線路容量是有限的7兆瓦。每個備份變壓器有5兆瓦備用容量（足夠供應(yīng)負(fù)載正常142920按主要供應(yīng)），但由于每個饋線已經(jīng)必須要為它的負(fù)載提供5兆瓦備用容量只有2兆瓦可用的，因此沒有送達(dá)的負(fù)荷為20 - （4 * 2）= 12兆瓦，實(shí)際負(fù)荷為8兆瓦。（請注意，此計(jì)算假設(shè)，是分發(fā)而不是集中，，并沿每條饋線的長度分割開關(guān)可以打開或關(guān)閉最大可能的允許負(fù)載由送達(dá)備用變壓器是。） 使用樣品負(fù)載持續(xù)數(shù)據(jù)如圖5，負(fù)載的時間沒有送達(dá)是15.7％。主變壓器參數(shù)的由狀態(tài)1提供是： 參數(shù)圖解 如果我們從每一個狀態(tài)總結(jié)參數(shù)，我們得到假設(shè)的高峰負(fù)荷參數(shù)。 這給了點(diǎn)上參數(shù)與高峰負(fù)荷的圖解。如果我們反復(fù)執(zhí)行此參數(shù)計(jì)算，而不同的假設(shè)高峰負(fù)荷（并同時保持固定的負(fù)載時間曲線形狀圖5），我們可以得到一個參數(shù)與主要圖所示的變壓器高峰負(fù)荷6。 請注意在此圖的橫坐標(biāo)是主變壓器的高峰負(fù)荷作為縮放主變壓器容量％。同樣計(jì)算系統(tǒng)參數(shù)值;在這里，但是我們計(jì)算時間負(fù)載不提供每個變壓器內(nèi)的系統(tǒng)（負(fù)荷時間沒有送達(dá)）在參數(shù)的的最大值使用中計(jì)算。 請注意，此計(jì)算的數(shù)量取決于線路，變壓器容量，饋線（并列）的能力，變壓器的負(fù)荷。 5、軟件的優(yōu)點(diǎn) 我們已經(jīng)開發(fā)了一個用戶友好的軟件包，自動生成參數(shù)，與高峰負(fù)荷圖為4 -6，關(guān)系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這軟件需要輸入以下數(shù)據(jù)的數(shù)量 （1）節(jié)點(diǎn)的數(shù)目 （2）變壓器容量 （3）配合能力 （4）用于 特殊和差別待遇 （5）灣的名字 （6）季（ 夏，秋，冬，春，年度） 海灣的名稱和季節(jié)投入使唯一標(biāo)識數(shù)據(jù)文件軟件包含了采樣負(fù)載的變壓器灣和利益賽季的時間數(shù)據(jù)，該軟件是基于Excel提供了一個直觀的用戶接口（在Windows環(huán)境），并使用Visual基本模塊執(zhí)行復(fù)雜的重復(fù)參數(shù)計(jì)算 圖5夏季負(fù)荷持續(xù)時間（LD）曲線 圖6。主變壓器參數(shù)與％容量25兆瓦，線路容量7MW，4關(guān)系=0.005 優(yōu)點(diǎn) P3軟件實(shí)用工程師提供許多好處。它提供了系統(tǒng)的精確值和主變壓器參數(shù)和提供變壓器負(fù)荷水平的不同參數(shù)圖。對不同數(shù)量的線路，變壓器參數(shù)能力，進(jìn)紙器容量和不同類型的負(fù)載時間剖面（例如，夏季與年度，住宅與商業(yè)等）。 實(shí)用的工程師正在使用P3的產(chǎn)生，以確定最佳裝載的特殊和差別待遇參數(shù)圖，對一個給定的容忍值參數(shù)或在極端情況下加載與超越的最佳點(diǎn)來量化措施的可靠性和貨幣后果。 此外，通過觀察在破發(fā)點(diǎn)參數(shù)圖解，工程師可避免增加負(fù)載特殊和差別待遇下導(dǎo)致突然增加的參數(shù)值水平。 載入SIDT保證所需的客戶服務(wù)最大負(fù)荷的可靠性，允許公用事業(yè)工程師更有效的攤銷特殊和差別待遇資本成本。 P3軟件可用于研究上的影響但是不同研究參數(shù)。例如，在負(fù)載特殊和差別待遇的提高，工程師必須決定在什么時間點(diǎn)，第二變壓器灣需要被添加到保持參數(shù)值在可接受的水平上。有時值在可接受的水平。有時，它可能是值得的在短期內(nèi)有效地降低高達(dá)升級LQLE進(jìn)紙器容量和/或安裝線路到備份變壓器。要么安裝的經(jīng)濟(jì)影響額外麩前的能力或增加額外的線路（充分了解每個效果研究LOLE）和適當(dāng)?shù)臎Q定出。 圖7，％加載的數(shù)為參數(shù)的關(guān)系值的0.0001％。 圖7可顯示地百分?jǐn)?shù)變壓器容量的六種不同的組合，使用'商用'的負(fù)荷持續(xù)曲線的容量值如圖5。這個數(shù)字是構(gòu)建策劃的最大變壓器的負(fù)載，將產(chǎn)生一個0.0001％參數(shù)的價(jià)值饋線/線路的變壓器的容量表3。這些曲線表明，變壓器容量的 增加，恒定參數(shù)百分?jǐn)?shù)負(fù)荷減少。這是因?yàn)楣潭伨€/線路停電時能力限制，可提供備用電源。在曲線4和5的情況下，沒有遇到饋線容量限制，;因此這個曲線是相同的。像這些曲線可以用來定性以及定量衡量不同數(shù)量關(guān)系的影響。線路變壓器上的最大負(fù)載容量可以提供一個給定的參數(shù)值。 6．結(jié)論 全國各地的公用事業(yè)一直專注于整個公用事業(yè)的成本削減措施運(yùn)營，設(shè)計(jì)內(nèi)。文和維護(hù)范圍提出了一種用戶友好的，個人電腦為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件，這種應(yīng)用軟件用來計(jì)算互聯(lián)變電站配電變壓器系統(tǒng)負(fù)載預(yù)期損失（參數(shù)）。這個軟件是能夠調(diào)整其輸出，把連接在帳戶變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，變壓器容量，變壓器被迫停運(yùn)率，饋線和線路的容量，負(fù)載持續(xù)型材考慮在內(nèi)的。此應(yīng)用程序軟件開發(fā)，鹽河項(xiàng)目，坦佩AZ。 公用事業(yè)工程師正在使用由本軟件生成的變壓器LQLE加載水平圖以幫助確定變電站 配電變壓器最佳負(fù)荷。通過優(yōu)化意味著最大負(fù)荷能保證所需的客戶服務(wù)可靠性（即LQLE），這一信息使實(shí)用工程師能夠更有效地?cái)備N變電站配電變壓器的資本成本。 7．致謝 這項(xiàng)研究由亞利桑那州立ACEPS中心大學(xué)鹽河項(xiàng)目提供了資金支持。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 題目 220kV 變電站電氣一次設(shè)計(jì) 220 110 10kV 進(jìn)出線回?cái)?shù) 4 6 8 系 別 電力工程系 專業(yè)班級 農(nóng)業(yè)電氣化與自動化 08K2 學(xué)生姓名 崔查秀 指導(dǎo)教師 牛勝鎖 II 二 一二年六月 變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長 用電已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素 為保證 正常的供配電要求 各地都在興建一系列的供配電裝置 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成 部分 它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 聯(lián)系著發(fā)電廠和用戶 起著變換和 分配電能的作用 本文針對 220kV 變電站的特點(diǎn) 闡述了 220kV 變電站的設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)步驟 并進(jìn) 行了相關(guān)的計(jì)算和校驗(yàn) 主要的初步設(shè)計(jì)包括 變電所主接線方案的選擇 變電所主變 壓器臺數(shù) 容量和型式的確定 短路點(diǎn)的確定和短路電流的計(jì)算 電氣設(shè)備的選擇 配 電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置 防雷保護(hù) 通過對變電站的設(shè)計(jì)我了解了變電站設(shè)計(jì)的基本流程 掌握了變電站電氣設(shè)計(jì)部分 的基本方法 鞏固了所學(xué)專業(yè)的相關(guān)知識 文中介紹的 220kV 變電站的設(shè)計(jì)方法和思路 可以作為相關(guān)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo) 關(guān)鍵詞 變電站 短路電路計(jì)算 設(shè)備選擇 電氣主接線 總平面布置 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 SYSTEMFOR SUBSTATION ABSTRACT Along with our country the rapid growth of the national economic development in our country To guarantee the normal supply and distribution requirements everywhere new series of power supply device Substation is an important part of power system which directly influences the whole power system safety and economical operation are linked to power plants and users of the intermediate links plays a transformation and distribution of electric energy effect Aiming at the characteristics of 220kV substation this paper expounds the design thought 220kV substation design steps and some computation and calibration The main preliminary design includes Transformer substation main wiring plan choice Transformer substation main transformer number capacity and pattern determination Short dot determination and short circuit computation Electrical equipment s choice Power distribution equipment design and total plane layout Anti radar protection Through the substation design I understand the basic process of substation design and grasp the substation electrical design part of the basic method strengthened the station to learn professional knowledge of relevant major This paper introduces the design method of the substation of 220kV and ideas can be used as related design theoretical guidance Keywords Transformer substation Short circuit computation Unit select Electrical main wiring Total plane layout 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 1 前言 1 1 1 變電站一次系統(tǒng)的現(xiàn)狀和研究背景 1 1 2 具體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1 1 3 原始數(shù)據(jù) 1 2 主變壓器容量 臺數(shù)及型式的選擇 3 2 1 概述 3 2 2 主變壓器臺數(shù)的選擇 3 2 3 主變壓器容量的選擇 3 2 4 主變壓器型式的選擇 4 2 4 1 主變壓器相數(shù)的選擇 4 2 4 2 繞組數(shù)的選擇 4 2 4 3 主變調(diào)壓方式的選擇 5 2 4 3 1 電壓質(zhì)量 5 2 4 3 2 調(diào)壓方式 5 2 4 4 連接組別的選擇 5 2 4 5 主變壓器冷卻方式的選擇 5 2 5 主變?nèi)萘康倪x擇計(jì)算 6 2 5 1 變壓器容量的選擇 6 2 5 2 主變?nèi)萘勘鹊拇_定 6 3 電氣主接線選擇 7 3 1 可靠性 7 3 1 1 可靠性 7 3 1 2 靈活性 7 3 1 3 經(jīng)濟(jì)性 7 3 2 主接線的接線方式選擇 8 3 2 1 單母線接線 8 3 2 2 單母分段接線 8 3 2 3 橋形接線 8 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 2 4 角形接線 8 3 2 5 一臺半斷路器 3 2 接線 9 3 2 6 雙母接線 9 3 2 7 雙母線分段接線 9 3 3 主接線的比較選擇 9 4 短路電流計(jì)算 16 4 1 概述 16 4 2 短路電流計(jì)算的目的 16 4 3 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 16 4 4 短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值 17 4 5 短路電流計(jì)算步驟 17 4 6 短路電流計(jì)算 17 4 6 1 計(jì)算變壓器各繞組電抗 17 4 6 2 計(jì)算系統(tǒng)及線路阻抗 18 4 6 3 220kV 側(cè)短路電流 19 4 6 4 110kV 側(cè)短路電流 19 4 6 5 10kV 側(cè)短路電流 20 5 電氣設(shè)備的選擇 22 5 1 概述 22 5 1 1 一般原則 22 5 1 2 技術(shù)條件 22 5 2 斷路器的選擇 23 5 2 1 斷路器選擇的原理 23 5 2 2 斷路器的選擇計(jì)算 24 5 2 2 1 220kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 24 5 2 2 2 110kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 24 5 2 2 3 10kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 25 5 3 隔離開關(guān)的選擇 26 5 3 1 隔離開關(guān)的選擇原理 26 5 3 2 隔離開關(guān)的選擇計(jì)算 26 5 3 2 1 220kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 26 5 3 2 2 110kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 27 5 3 2 3 10kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 28 5 4 互感器的選擇 28 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 4 1 電流互感器的選擇 29 5 4 2 電壓互感器的選擇 30 5 4 3 電流互感器的選擇計(jì)算 31 5 4 3 1 220kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 31 5 4 3 2 110kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 31 5 4 3 3 10kV 側(cè)電流互感器的選擇計(jì)算 32 5 4 4 電壓互感器選擇計(jì)算 33 5 4 4 1 220kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 33 5 4 4 2 110kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 33 5 4 4 3 10kV 側(cè)電壓互感器的選擇計(jì)算 34 5 5 母線的選擇 34 5 5 1 裸導(dǎo)體的選擇條件和校驗(yàn) 34 5 5 2 母線的選擇計(jì)算 36 5 5 2 1 220kV 側(cè)母線的選擇 36 5 5 2 2 110kV 側(cè)母線的選擇 37 5 5 2 3 10kV 側(cè)母線的選擇 37 5 5 2 4 10kV 電纜線的選擇及校驗(yàn) 38 5 6 支柱絕緣子的選擇 38 5 7 穿墻套管的選擇 39 5 8 熔斷器的選擇 41 6 經(jīng)濟(jì)性比較 42 7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 44 7 1 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 44 7 2 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 44 7 3 避雷器的選擇 44 7 4 避雷針的配置 45 7 5 避雷針的選擇 46 7 5 1 110kV 母線接避雷器的選擇及校驗(yàn) 46 7 5 2 110kV 母線接避雷器的選擇及校驗(yàn) 46 7 5 3 10kV 母線接避雷器的選擇及校驗(yàn) 47 8 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 48 8 1 概述 48 8 1 1 配電裝置特點(diǎn) 48 8 1 2 配電裝置的基本要求 48 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 1 3 配電裝置的設(shè)計(jì)原則 49 8 1 4 高壓配電裝置的選擇 49 8 2 電氣總平面布置 52 8 2 1 電氣總平面布置的要求 52 8 2 2 電氣總平面布置 52 9 避雷針的選擇 53 結(jié)論 55 參考文獻(xiàn) 56 致謝 57 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 1 前言 1 1 變電站一次系統(tǒng)的現(xiàn)狀和研究背景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 工業(yè)水平的進(jìn)步 人們生活水平的不斷提高 電力系統(tǒng)在整個行 業(yè)中的比例逐漸趨大 現(xiàn)在電力系統(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 由于變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容多 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 方面也不一樣 設(shè)計(jì)過程中具體問題具體分析 2 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 它通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來 結(jié)合我國的電力現(xiàn)狀 為國民經(jīng)濟(jì) 各部門和人民生活供給充足 可靠 優(yōu)質(zhì) 經(jīng)濟(jì)的電能 優(yōu)化發(fā)展變電站 規(guī)劃以 220 110 10kV 電壓等級設(shè)計(jì)變電站 新建變電站應(yīng)該充分體現(xiàn)出安全性 可靠性 經(jīng)濟(jì) 性 和先進(jìn)性 1 2 具體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本論文是要設(shè)計(jì) 220 110 10kV 變電站的電氣一次部分 其變電站類型為地區(qū)變電站 是為了滿足市區(qū)和生活的要求 根據(jù)設(shè)計(jì)資料和要求 結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)知識和文獻(xiàn)資料 所做的 首先設(shè)計(jì)了 6 種可行的電氣主接線 根據(jù)各種接線的適用范圍 對這 6 種電氣主接 線進(jìn)行初步分析 初選出兩種方案 接著根據(jù)主變的選擇原則 確定主變的容量和容量 比 并選出主變的型號 再進(jìn)行短路電流計(jì)算 并根據(jù)計(jì)算結(jié)果選出導(dǎo)體和電氣設(shè)備 同時完成對所選設(shè)備的校驗(yàn) 然后對這兩種主接線方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較 從而確定最優(yōu) 方案 最后選擇避雷器 并進(jìn)行防雷和接地網(wǎng)的計(jì)算 從而完成避雷針的布置方式和接 地網(wǎng)的設(shè)計(jì) 同時繪制最終確定方案的成果圖 如 主接線圖 各個接線的斷面圖等 至此 完成了整個設(shè)計(jì)的所有步驟 通過這次設(shè)計(jì) 我不僅復(fù)習(xí)鞏固了專業(yè)課程的有關(guān)內(nèi)容 而且增強(qiáng)了工程觀念 能 熟練的運(yùn)用所學(xué)知識 如短路電流計(jì)算 主接線設(shè)計(jì) 導(dǎo)體電氣設(shè)備的選擇和變壓器的 運(yùn)行等 1 3 原始數(shù)據(jù) 1 變電站類型 220kV 地區(qū)變電所 2 電壓等級 220 110 10kV 3 負(fù)荷情況 110kV 最大 125MW 最小 70MW Tmax 6400 小時 cos 0 9 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 10kV 最大 20MW 最小 15MW Tmax 6400 小時 cos 0 85 4 出線情況 1 220kV 側(cè) 4 回 架空線 LGJ 500 55km 2 110kV 側(cè) 6 回 架空線 3 10kV 側(cè) 8 回 電纜線 5 系統(tǒng)情況 1 系統(tǒng)經(jīng)四回線給變電所供電 2 系統(tǒng) 220kV 母線短路容量為 2500MVA 3 系統(tǒng) 220kV 母線電壓滿足常調(diào)壓要求 6 環(huán)境條件 1 最高溫度 40 最低溫度 25 年平均溫度 20 2 土壤電阻率 400 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 2 主變壓器容量 臺數(shù)及型式的選擇 2 1 概述 在各級電壓等級的變電所中 變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一 其擔(dān)任著向 用戶輸送功率 或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù) 同時兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增 長情況 并根據(jù)電力系統(tǒng) 5 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析 合理選擇 否則 將造成經(jīng)濟(jì)技 術(shù)上的不合理 如果主變壓器容量造的過大 臺數(shù)過多 不僅增加投資 擴(kuò)大占地面積 而且會增加損耗 給運(yùn)行和檢修帶來不便 設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益 若容量選得過小 可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行 影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 因此 確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相 三相 雙繞組 三繞組 自耦以及分裂變壓器等 在選擇主變壓器時 要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn) 在滿足可靠性的前提下 要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇主變壓器 1 選擇主變壓器的容量 同時要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺 數(shù)及容量 2 2 主變壓器臺數(shù)的選擇 由原始資料可知 我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是 220kV 降壓變電所 它是以 220kV 受 功率為主 把所受的功率通過主變傳輸至 110kV 及 10kV 母線上 再將電能分配出去 因 此選擇主變臺數(shù)時 要確保供電的可靠性 為了保證供電可靠性 避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電 變電所中一般裝 設(shè)兩臺主變壓器 考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障機(jī)率較小 適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長以及擴(kuò) 建 而當(dāng)一臺主變壓器故障或者檢修時 另一臺主變壓器可承擔(dān) 70 80 的負(fù)荷保證全 變電所的正常供電 故選擇兩臺主變壓器互為備用 提高供電的可靠性 2 3 主變壓器容量的選擇 1 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷 5 10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇 并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 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)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 2 根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量 對于有重要負(fù)荷的 變電所 應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時 其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間 內(nèi) 應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷 對一般性能的變電所 當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時 其 余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的 70 80 該變電所是按 70 全部負(fù)荷來選擇 因此 裝設(shè)兩臺變壓器變電所的總裝容量為 2 1 1010101 7 7cosskVkVkVkPSS 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 2 4 主變壓器型式的選擇 2 4 1 主變壓器相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相 主要考慮變壓器的制造條件 可靠性要求及運(yùn)輸條 件等因素 特別是大型變壓器 尤其需要考查其運(yùn)輸可能性 保證運(yùn)輸尺寸不超過橋 梁 車輛 船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力 選擇主變壓器的相數(shù) 需考慮如下原則 1 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時 在 330kV 及以下的變電所 均應(yīng)選用三相變壓器 2 對于 500kV 變電所 除需考慮運(yùn)輸條件外 尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況 尤其 在建所初期 若主變壓器為一組時 當(dāng)一臺單相變壓器故障 會使整組變壓器退出 造 成全所停電 如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器 則不會造成全所停電 為此 要經(jīng)過 技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證 來確定選用單相變壓器還是三相變壓器 5 2 4 2 繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變電所 如通過主變壓器的各繞組的功率均達(dá)到該變壓器容 量的 15 以上 或低壓側(cè)雖無負(fù)荷 但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備 主變采用三繞 組變壓器 一臺三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備 比相對的兩臺雙繞組變壓器都 較少 而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級 考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及 占地面積等因素 該所選擇三繞組變壓器 在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有 自耦變 分裂變以及普通三繞組變壓器 自耦變壓器 它的短路阻抗較小 系統(tǒng)發(fā)生短路時 短路電流增大 以及干擾繼電 保護(hù)和通訊 并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制 自耦變壓器 具有磁的聯(lián) 系外 還有電的聯(lián)系 所以 當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時 它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共 繞組 使其它絕緣受到危害 如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時 它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組 產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓 由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系 有共同的接地中性點(diǎn) 并直接接地 因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同 自耦變壓器 高中壓側(cè)的零序電 流保護(hù) 應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上 分裂變壓器 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20 分裂變壓器 雖然它的短路阻抗較大 當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時 很大的電流向一側(cè)繞組流去 在分裂變壓器鐵芯中失去 磁勢平衡 在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力 分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時 如果兩端負(fù)荷不相等 兩端母線上的電壓也不相等 損耗也就增大 所以分裂變壓器用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 兩端供電負(fù)荷均衡 又需限制短路電流的供電系統(tǒng) 普通三繞組變壓器 價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間 安裝以及調(diào)試靈活 滿足各種繼電保護(hù)的需求 又能滿足調(diào)度的靈活性 它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩 種 這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動 它的供電可靠性也高 2 4 3 主變調(diào)壓方式的選擇 2 4 3 1 電壓質(zhì)量 220kV 及以上電網(wǎng)的電壓質(zhì)量應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn) 1 樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)的電 壓降而定 可為電網(wǎng)額定電壓的 1 1 1 倍 在日最大 最小負(fù)荷情況下 其運(yùn)行電壓控 制水平的波動范圍應(yīng)不超過 10 事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95 2 電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓 在任何情況下嚴(yán)禁超過電網(wǎng)最高電壓 變電所一次側(cè)母 線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95 100 處于電網(wǎng)受電端的變電 所取低值 2 4 3 2 調(diào)壓方式 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 從而改變變壓器變比來實(shí)現(xiàn) 的 切換方式有兩種 不帶電切換 稱為無勵磁調(diào)壓 調(diào)整范圍通常在 5 以內(nèi) 另一 種是帶負(fù)載切換 稱為有載調(diào)壓 調(diào)整范圍可達(dá) 30 設(shè)置有載調(diào)壓的原則如下 1 對于 220kV 及以上的降壓變壓器 僅在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下 采用 有載調(diào)壓方式 一般不宜采用 2 對于 110kV 及以下的變壓器 宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式 2 4 4 連接組別的選擇 變壓器繞組的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 2 4 5 主變壓器冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有 自然風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 強(qiáng)迫油循環(huán)水 冷卻 強(qiáng)迫 導(dǎo)向油循環(huán)冷卻 自然風(fēng)冷卻 一般只適用于小容量變壓器 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 雖然散熱效率高 具有節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn) 但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件 冷卻器的密封性能要求高 維護(hù)工作量較大 綜上所述 本設(shè)計(jì)選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 2 5 主變?nèi)萘康倪x擇計(jì)算 本設(shè)計(jì)任務(wù)中 220kV 側(cè)電源為無限大系統(tǒng) 該側(cè)的 4 回出進(jìn)線負(fù)荷功率由該無限大 系統(tǒng)供給 不需通過主變傳送 110kV 側(cè)最大負(fù)荷 125MW 最小負(fù) 70MW 功率因數(shù)為 0 90 該側(cè)共 6 回出線 需要由兩臺主變壓器供電 10kV 側(cè)的最大負(fù)荷 20MW 最小負(fù) 荷 15MW 功率因素為 0 85 也需要從 220kV 側(cè)系統(tǒng)通過主變來傳送 2 5 1 變壓器容量的選擇 已知 110kV 側(cè)最大負(fù)荷 125MW cos 0 90 10kV 側(cè)最大負(fù)荷為 20MW cos 0 85 由公式 1 1 計(jì)算可知單臺主變的最大容量為 s 113 693MVA 所以 選擇兩臺 120MVA 的變壓器并列運(yùn)行 2 5 2 主變?nèi)萘勘鹊拇_定 1 110kV 側(cè) kVAMSN138989 130 25 07 52 2 10kV 側(cè) kVASN2399 3285 03 80 1 3 因 110kV 側(cè)大于變壓器容量的 30 故可選主變?nèi)萘勘葹?100 100 50 或 100 100 100 4 綜合以上 確定所選變壓器型號 OSFPSL 1 120000 220 容量比為 100 100 50 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 3 電氣主接線選擇 3 1 可靠性 電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 主接線 的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠 變電所本身運(yùn)行的可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān) 并且對電氣設(shè)備的選擇 配電裝置布置 繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響 因此 必須正確處理好各方面的關(guān)系 全面分析有關(guān)影響因素 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 合理確定 主接線方案 3 1 1 可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求 主接線首先應(yīng)滿足這個要求 主接線可靠性的具體要求 1 斷路器檢修時 不宜影響對系統(tǒng)的供電 2 斷路器或母線故障以及母線檢修時 盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時間 并要保 證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電 3 盡量避免變電所全部停運(yùn)的可能性 4 超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的持續(xù)要求 3 1 2 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度 檢修及擴(kuò)建時的靈活性 1 調(diào)度時 應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路 調(diào)配電源和負(fù)荷 滿足系統(tǒng)在 事故運(yùn)行方式 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求 2 檢修時 可以方便地停運(yùn)斷路器 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修而不致 影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電 3 擴(kuò)建時 可以容易地從初期接線過渡到最終接線 在不影響連續(xù)供電或停電時間 最短的情況下 投入新裝變壓器或線路而不互相干擾 并且對一次和二次部分的改建工 作量最少 3 1 3 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性 靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理 主接線經(jīng)濟(jì)性的具體要求 1 投資省 主接線應(yīng)力求簡單 以節(jié)省斷路器 隔離開關(guān) 電流和電壓互感器 避 雷器等一次設(shè)備 要能使機(jī)電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜 以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜 要能限制短路電流 以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器 2 占地面積少 主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件 盡量使占地面積減少 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 3 電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類 雙繞組 三繞組或自耦變壓器 容量 數(shù)量 要避免因二次變壓而增加電能損失 3 2 主接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的 它以電源和出線為主體 在 進(jìn)出線路多時 一般超過四回 為便于電能的匯集和分配 常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié) 使接線簡單清晰 運(yùn)行方便 有利于安裝和擴(kuò)建 3 2 1 單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰 設(shè)備少 操作方便 便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置 等優(yōu)點(diǎn) 但是不夠靈活可靠 任一元件 母線及母線隔離開關(guān) 等故障或檢修時 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 并且電壓 等級越高 所接的回路數(shù)越少 一般只適用于一臺主變壓器 3 2 2 單母分段接線 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 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 單母分段適用于 110 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3 4 回 35 63kV 可配電裝置的出線回路數(shù) 為 4 8 回 6 10kV 配電裝置出線為 6 回及以上 則采用單母分段接線 3 2 3 橋形接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時 采用橋式接線 所用斷路器數(shù)目最少 它可 分為內(nèi)橋和外橋接線 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)常切除情況 外橋接線 適合于出線較短 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 較為適宜 3 2 4 角形接線 多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù) 斷路器接成環(huán)形電路 電 源回路和出線回路都接在兩臺斷路器之間 多角形接線的 角 數(shù)等于回路數(shù) 也就等 于斷路器數(shù) 多角形接線不適用于回路數(shù)較多的情況 一般最多用到六角形 而更以四 角形和三角形為宜 以減少開環(huán)運(yùn)行所帶來的不利影響 這種接線 一般適用于回路數(shù) 較少且發(fā)展已定型的 110kV 及以上的配電裝置中 中 小型水力發(fā)電廠中也有應(yīng)用 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 3 2 5 一臺半斷路器 3 2 接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母線上組成一個半斷路器 它具有較高的供電 可靠性和運(yùn)行靈活性 任一母線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和繼電保護(hù)的復(fù)雜性 且投資大 3 2 6 雙母接線 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 如果需要檢修某線路的斷路器時 不裝設(shè) 跨條 則該回路在檢修期 需要停電 對于 110 220kV 輸送功率較多 送電距離較遠(yuǎn) 其斷路器或母線檢修時 需要停電 而斷路器檢修時間較長 停電影響較大 一般規(guī)程規(guī)定 110 220kV 雙母線 接線的配電裝置中 當(dāng)出線回路數(shù)達(dá) 7 回 110kV 或 5 回 220kV 時 一般應(yīng)裝設(shè)專用 旁路母線 在系統(tǒng)中地位重要的變電所 110kV 線路在 6 回及以上 220kV 線路在 4 回及 以上時 亦設(shè)置專用旁路斷路器 3 2 7 雙母線分段接線 雙母線分段 可以分段運(yùn)行 系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大 兩個元件可完全分別接到 不同的母線上 對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的 由于這種母線接線方式是常 用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸 因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題 而較容 易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) 但是易受到母線故障的影響 斷路器檢修時要停運(yùn)線路 占地面積較大 一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在 11 回及以下時 母線不分段 為了保證雙母線的配電裝置 在進(jìn)出線斷路器檢修時 包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào) 試 不中斷對用戶的供電 可增設(shè)旁路母線 或旁路斷路器 3 3 主接線的比較選擇 設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷情況 220kV 進(jìn)線 4 回 110kV 出線 6 回 10kV 出線 8 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 10 方案 1 220kV 側(cè) 110kV 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 此方案可 靠性較高 較經(jīng)濟(jì) 但 220kV 側(cè) 110kV 一般不用此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 圖 3 1 方案 1 主接線圖 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 2 220kV 側(cè) 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)分別用單母線分段 單母接線 單母分段接線 110kV 側(cè)選用單母線接線 可靠性不高 故不選用此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 圖 3 2 方案 2 主接線圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 方案 3 220kV 側(cè)選用單母線分段接線 110kV 側(cè)選用雙母線接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 10kV 側(cè)選用單母線接線 可靠性不高 故不選用此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 圖 3 3 方案 3 主接線圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 方案 4 此方案 220kV 側(cè)選用單母分段接線 110kV 10kV 側(cè)選用雙母線接線 可靠性高 但 不經(jīng)濟(jì) 故不選用此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 圖 3 4 方案主接線圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 方案 5 此方案 220kV 側(cè)選用雙母線分段接線 110kV 選用雙母線接線 10kV 側(cè)選用單母線 分段接線 可靠性高 較經(jīng)濟(jì) 可以考慮此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 圖 3 5 方案 5 主接線圖 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 方案 6 此方案 220kV 側(cè)選用雙母線接線 110kV 側(cè)選用雙母線接線 10kV 側(cè)選用單母線 分段接線 可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高 可以考慮此方案 2 2 0 k V 側(cè) 1 0 k V 側(cè) 1 1 0 k V 側(cè) 圖 3 6 方案 6 主接線圖 綜上所述 經(jīng)過初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證 本站選用方案 5 和方案 6 作為預(yù)備方案 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 4 短路電流計(jì)算 4 1 概述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在其運(yùn)行中必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài) 最常見的危險(xiǎn)故障是發(fā)生各種型式的短路 因?yàn)槎搪冯娏鲿苯佑绊戨姎庠O(shè)備的安全 危害主接線的運(yùn)行 短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障 所謂短路 是指一切不正常的相與相之間或相 與地 對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng) 發(fā)生通路的情況 在三相系統(tǒng)中 可能發(fā)生的短路有 單 相接地短路 三相短路 兩相短路和兩相接地短路 其中 三相短路是對稱短路 系統(tǒng) 各相與正常運(yùn)行時一樣仍處于對稱狀態(tài) 其他類型的短路都屬于不對稱短路 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 在各種類型的短路中 單相短路發(fā)生的概率最大 兩相 短路較少 三相短路的機(jī)率最小 三相短路雖然很少發(fā)生 但是一旦發(fā)生其情況便會比 較嚴(yán)重 應(yīng)給以足夠的重視 因此 我們采用三相短路來計(jì)算短路電流 并檢驗(yàn)電氣設(shè) 備的穩(wěn)定性 4 2 短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的目的主要有以下幾個方面 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 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 4 3 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1 計(jì)算的基本情況 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行 短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間 所有電源的電動勢相位角相同 2 接線方式 計(jì)算短路電流時所用的接線方式應(yīng) 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 而不能用在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式 3 計(jì)算容量 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 應(yīng)按本設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算 并考慮電力系統(tǒng)的長期發(fā)展規(guī)劃 一般考慮建成后 5 至 10 年 4 短路種類 一般按三相短路計(jì)算 5 短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時 通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn) 4 4 短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗 采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算 為了計(jì)算方便 選取如下基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量 10BSMVA 基準(zhǔn)電壓 kU 51230 4 5 短路電流計(jì)算步驟 1 計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 并換算到同一基準(zhǔn)值得標(biāo)幺電抗 2 繪制系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 并將各元件電抗統(tǒng)一編號 3 選擇計(jì)算短路點(diǎn) 4 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡 把供電系統(tǒng)看成為無限大系統(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)算短路電流的標(biāo)幺值 有名值 標(biāo)幺值 4 1 1IX 有名值 4 2 3BavSIU 5 計(jì)算短路容量 短路電流沖擊值 短路容量 4 3 nSI 短路電流沖擊值 4 4 2 5chi 4 6 短路電流計(jì)算 4 6 1 計(jì)算變壓器各繞組電抗 OSFPSL1 120000 220 的技術(shù)數(shù)據(jù) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 表 4 1 變壓器參數(shù)列表 阻抗電壓容量 MVA 額定容量比 電壓 KV 空載損耗 KW 短路損耗 KW UI 2 U1 3 U2 3 120 100 100 50 220 121 11 106 4 1284 10 17 17 63 11 4 取基準(zhǔn)容量 基準(zhǔn)電壓為10BSMVA avU 阻抗電壓的歸算 313 27 635 2U 2148 220kV 側(cè) 1 12 13 23 0 1735 26 81 35KKKKU 110kV 側(cè) 2 12 23 13 0 172 83561 45KKKKU 10kV 側(cè) 3 13 23 12 35 26 810723 9452KKKKU 則三繞組變壓器電抗分別為 221 1 3501 08630NKBTSX 222 4 4911015NKBTUS 223 3 9087 20 KNBTX 4 6 2 計(jì)算系統(tǒng)及線路阻抗 系統(tǒng) 220kV 側(cè)母線短路容量為 2500 MVA 則 220kV 側(cè)母線短路電抗為 0 04 220kV 側(cè) 4 回架空線為 LGJ 500 長度為 55km 查表得電抗為 0 411 則km 55km 線路電抗值為 50 412 65lX 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 其標(biāo)么值為 210 65 473lX 4 6 3 220kV 側(cè)短路電流 短路等值電路圖如下 2 2 0 k V 側(cè) 0 0 0 4 0 4 2 70 0 4 2 7 0 0 5 0 7 圖 4 1 220kV 側(cè)短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡化圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 119 7230 5IX 次暫態(tài)短路電流有名值 109 7234 9512BavSI kAU 沖擊電流 2 5 49512 67chiI k 全電流最大有效值 1 chII A 短路容量 09 7231 9dBSI kV 4 6 4 110kV 側(cè)短路電流 短路等值電路圖如下 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 2 2 0 k V 1 1 0 k V 0 0 4 0 0 4 2 7 0 0 4 2 7 0 0 8 6 3 0 0 8 6 3 0 0 3 4 9 0 0 3 4 9 0 0 7 6 4 圖 4 2 110kV 側(cè)短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡化圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 3 089 764IX 次暫態(tài)短路電流有名值 13 0896 573BavSI kAU 沖擊電流 2 5 65713 68chiI k 全電流最大有效值 1 9 4chII A 短路容量 03 810 dBSIkV 4 6 5 10kV 側(cè)短路電流 短路等值電路圖如下 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 2 2 0 k V 0 0 4 0 0 4 2 7 0 0 4 2 7 0 0 8 6 3 0 0 8 6 3 8 7 5 9 9 2 8 7 5 9 9 2 1 0 k V 4 3 8 9 3 圖 4 3 10kV 側(cè)短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡化圖 次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 10 2843 9IX 次暫態(tài)短路電流有名值 10 280 25433BavSI kAU 沖擊電流 2 5 49512 67chiI k 全電流最大有效值 1 chII A 短路容量 0 1254 dBSIKV 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 5 電氣設(shè)備的選擇 5 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 5 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 5 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 5 1 n a 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 5 2 y 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 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 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 yIyI 5 3 21MTK 其中 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KMT1 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 2TyISC 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 5 4 2dztI 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時間 5 5 0 5 0dzzItt B 短路的動穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足動穩(wěn)定條件為 5 6 max2 5chiIi 5 2 斷路器的選擇 5 2 1 斷路器選擇的原理 變電所中 高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一 高壓短路器的主要功能是 正常運(yùn) 行倒換運(yùn)行方式 把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行 起著控制作用 當(dāng)設(shè)備或線路發(fā) 生故障時 能快速切除故障回路 保證無故障部分正常運(yùn)行 起著保護(hù)作用 高壓短路 器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備 其最大特點(diǎn)是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流 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 目前真空短路器在 35kV 及以下電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用 有取 代少油斷路器的趨勢 SF 6 斷路器也已在 10 35kV 的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中得到應(yīng)用 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 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 工作電流 即 maxgI 5 7 maxNgI 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 5 2 2 斷路器的選擇計(jì)算 5 2 2 1 220kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 1 電壓 20NgUkV 2 電流 max1 5 1 030 632NgSII A A0 6gI 3 開斷電流 4 9512dt kdII 由此選定斷路器型號為 瓷柱式 SF6 氣體絕緣單斷口斷路器 開斷電流為 50kA 額定 電流為 3150A 3S 熱穩(wěn)定電流 50 kA 動穩(wěn)定電流峰值 125KA 4 動穩(wěn)定校驗(yàn) max2 51 725chiIkAi 則滿足動穩(wěn)定 5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) s 220 50 530 5dzzItt 2 222 2 24 9513 74 68941dz tIt kASkASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 2 2 2 110kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 1 電壓 10NgUkV 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 2 電流 max1 05 120 6 33NgSII AU 6 gI 3 開斷電流 5713kdtIIKA 由此選定斷路器型號為 瓷柱式 SF6 氣體絕緣單斷口斷路器 開斷電流為 40kA 額定 電流為 3150A 3S 熱穩(wěn)定電流 40 kA 動穩(wěn)定電流峰值 100KA 4 動穩(wěn)定校驗(yàn) max2 5 17 30chiIkAi 則滿足動穩(wěn)定 5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 220 50 530 5dzzItt 2 222 2 26 5713 1 748dz tIt kASkASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 2 2 3 10kV 側(cè)斷路器的選擇計(jì)算 1 電壓 10NgUkV 2 電流 max 5 61 037 0631NgSII A max7 0g 3 開斷電流 1254kdtIIkA 由此選定斷路器型號為 410SNG 表 5 1 斷路器型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù)40SN 極限通過電 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 最大 有效 5s 熱穩(wěn)定電 流 kA 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 410SNG 10 2000 29 500 75 43 5 30 0 5 0 14 4 動穩(wěn)定校驗(yàn) max2 5 0 31975chiIkAi 則滿足動穩(wěn)定 5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) s 220 50 54 05 4dz zItt 2 222 2 2 14 73dz tIt kASkASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 3 隔離開關(guān)的選擇 5 3 1 隔離開關(guān)的選擇原理 隔離開關(guān)也是變電站中常用的開關(guān)電器 它需與斷路器配套使用 但隔離開關(guān)無滅 弧裝置 不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流 其主要功能是保證高壓電器及裝置 在檢修工作時的安全 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 按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) 5 3 2 隔離開關(guān)的選擇計(jì)算 5 3 2 1 220kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 1 電壓 20NgUkV 2 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 max1 05 120 3 63NgSII AU max 6g 由此選定隔離開關(guān)型號為 母線隔離開關(guān)選用單柱垂直端口隔離開關(guān) 額定電流為 2500A 3S 熱穩(wěn)定電流為 50KA 動穩(wěn)定電流峰值為 125 KA 出現(xiàn)隔離開關(guān)選用雙柱水平斷口隔離開關(guān) 額定電流為 2500A 3S 熱穩(wěn)定電流為 50KA 動穩(wěn)定電流峰值為 125 KA 3 動穩(wěn)定校驗(yàn) max12 67125chikAik 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定校驗(yàn) s 220 50 530 5dzzItt 222 2 24 9513 74 689 1dz tIt kASkASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 3 2 2 110kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 1 電壓 10NgUkV 2 電流 max 5 21 061 330NgSII A max61 3gI 選定隔離開關(guān)型號為 母線隔離開關(guān)選用單柱垂直端口隔離開關(guān) 出現(xiàn)隔離開關(guān)選 用雙柱水平斷口隔離開關(guān) 額定電流為 A 3S 熱穩(wěn)定電流為 KA 動穩(wěn)定電流峰值25031 5 為 KA 80 4 動穩(wěn)定校驗(yàn) max17 38chikik 則滿足動穩(wěn)定 5 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 s 220 50 530 5dzzItt 2 222 2 26 5713 1 71 496dz tIt KASKASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 3 2 3 10kV 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 1 電壓 10NgUkV 2 電流 max 5 61 037 0631NgSII A max7 0g 選定隔離開關(guān)型號為 具體參數(shù)見下表10 4GT 表 5 2 隔離開關(guān)型號為 的技術(shù)數(shù)據(jù)1GN 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 10N 10 1000 80 31 5 4 3 動穩(wěn)定校驗(yàn) max0 3197160chikikA 則滿足動穩(wěn)定 4 熱穩(wěn)定校驗(yàn) s 220 50 54 05 4dz zItt 2 222 2 2 14 731 96dz tIt kASkASI 則滿足熱穩(wěn)定 5 4 互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器 是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件 用以 分別向測量儀表 繼電器的電壓線圈和電流線圈供電 正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和 故障情況 其作用有 1 將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流 使測量儀表和 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 便于屏內(nèi)安裝 2 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 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 的安全 電流互感器的特點(diǎn) 1 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量 電路的負(fù)荷 而與二次電流大小無關(guān) 2 電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小 所以正常情況下 電流互感 器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行 電壓互感器的特點(diǎn) 1 容量很小 類似于一臺小容量變壓器 但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù) 2 二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大 互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行 即開路狀態(tài) 互感器的配置 1 為滿足測量和保護(hù)裝置的需要 在變壓器 出線 母線分段及所有斷路器回路中 均裝設(shè)電流互感器 2 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器 如 發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn) 3 對直接接地系統(tǒng) 一般按三相配制 對三相直接接地系統(tǒng) 依其要求按兩相或三 相配制 4 6 110kV 電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器 5 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時 出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器 5 4 1 電流互感器的選擇 1 電流互感器由于本身存在勵磁損耗和磁飽和的影響 使一次電流 與 在數(shù)值和相1I2 位上都有差異 即測量結(jié)果有誤差 所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測量時誤差的大小和準(zhǔn) 確度來選擇 2 電流互感器 10 誤差曲線 是對保護(hù)級 BlQ 電流互感器的要求與測量級電流互 感器有所不同 對測量級電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級 而當(dāng) 其通過故障電流時則希望早已飽和 以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害 保護(hù)級電流互 感器主要在系統(tǒng)短路時工作 因此準(zhǔn)確級要求不高 在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限 制不超過 10 電流互感器的 10 誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過 10 的條 件下 一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗 Z2f 關(guān)系曲線 3 為保證互感器的準(zhǔn)確級 其二次側(cè)所接負(fù)荷應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量 4 按一次回路額定電壓和電流選擇 電流互感器用于測量時 其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1 3 左右以保證測量儀表的最佳工作 電流互感器的一次額定電壓 和電流 選擇必須滿足 NU1NI 和 為了確