KV 變電站設(shè)計論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目： 35KV變電站設(shè)計 姓 名： 梁 飛 學(xué) 號： 20082003208 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2011 年 5 月 20 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 梁飛 專業(yè) 電子設(shè)備與運行管理 任 務(wù) 下 達 日 期 2011 年 2月 21 日設(shè)計（論文）開始日期 2011 年 2 月 28 日設(shè)計（論文）完成日期 2011 年 5 月 20 日設(shè)計（論文）題目： 35kV變電站設(shè)計 A·編制設(shè)計 B·設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 馮柏群 系（部）主 任 郭宗躍 2011 年 6 月 1 日

2、平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄自動化與信息工程 系 電子設(shè)備與運行管理 專業(yè)，學(xué)生 梁飛 于 2011 年 6 月 12 日進行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目：35KV變電站設(shè)計指導(dǎo)老師： 馮柏群 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 梁飛 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 梁飛 專業(yè) 電子設(shè)備與運行管理 年級 2008 畢業(yè)設(shè)計（論文）

3、題目： 35KV變電站設(shè)計 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 摘 要：變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的

4、技術(shù)基礎(chǔ)。110KV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負的任務(wù)及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計包括了：（1）總體方案的確定（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇（5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：變電站、短路電流、繼電保護、二次回路、防雷保護目錄第1章 緒論12第2

5、章 變電站負荷計算和無功補償132.1 變電站的負荷計算132.1.1 負荷統(tǒng)計132.1.2 負荷計算132.2 無功補償?shù)哪康?42.3 無功補償?shù)挠嬎?4第3章 主變壓器的選擇163.1變壓器的選擇原則163.2 變壓器臺數(shù)的選擇163.3 變壓器容量的選擇16第4章 主接線設(shè)計184.1 供電主接線要求184.2 供電主接線的設(shè)計194.2.1 單母線194.2.2 單母線分段接線194.3 高壓配電線路布線方案的選擇19放射式194.3.2 樹干式204.3.3 環(huán)式204.4 電氣主接線的確定20第5章 短路電流的計算235.1 繪制計算電路235.2 短路電流計算23第6章 高低

6、壓配電選擇276.1 高壓側(cè)進線線路的選擇276.2 高壓側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)備276.2.1 高壓斷路器的選擇276.2.2 高壓隔離開關(guān)的選擇286.2.3 高壓熔斷器的選擇296.2.4 配電設(shè)備及保護設(shè)備的選擇296.3 變電站配電線路的布線方案326.4 母線、配電設(shè)備及保護設(shè)備的選擇336.4.1 10KV 母線選擇336.5 變電站用電及照明34第7章 變電所二次回路357.1 所用電設(shè)計357.2中央信號裝置35第8章 防雷與接地378.1防雷電過電壓的保護378.2接地裝置37致 謝39參 考 文 獻40第1章 緒論1、概況變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行

7、起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；同時用于變電站的監(jiān)視、控制、保護，包括故障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機數(shù)據(jù)處理的大功能和速度，經(jīng)濟上也是一種資源浪費。而且社會經(jīng)濟的發(fā)展，依賴高質(zhì)量和高可靠性的電能供應(yīng)，建國以來，我國的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、電力分配的日益復(fù)雜和用戶對電能的質(zhì)量的要求進一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來我國計算機和通信技術(shù)的發(fā)展及自動化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔(dān)負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，

8、對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。因此，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可靠，安全，經(jīng)濟運行管理的需要，更是電力系統(tǒng)自動化EMS和DMS的基礎(chǔ)。變電站綜合自動化是將變電站二次設(shè)備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等）利用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。它是變電站的一種現(xiàn)代化技術(shù)裝備，是自動化和計算機、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的 綜合應(yīng)用，它可以收集較齊全的數(shù)據(jù)和信息。它具有功能綜合化、，設(shè)備、操作、監(jiān)視微機化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運輸管理智能化等

9、特征。變電站的綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。 2、變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計原則（1）在保證可靠性的前提下，合理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和功能終端。采用分布式分層結(jié)構(gòu)，不須人工干預(yù)的盡量下放，有合理的冗余但盡量避免硬件不必要的重復(fù)。（2）采用開放式系統(tǒng)，保證可用性（Interoperability）和可擴充性（Expandability）。要求不同制造廠生產(chǎn)的設(shè)備能通過網(wǎng)絡(luò)互連和互操作，同 時還要求以后擴建時，現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件和軟件能較方便的與新增設(shè)備實現(xiàn)互操作。第2章 變電站負荷計算和無功補償2.1 變電站的負荷計算 負荷統(tǒng)計

10、某城鎮(zhèn)的用電負荷統(tǒng)計如下表：表2-1用電負荷統(tǒng)計（單位：千瓦）用電單位負荷統(tǒng)計（KW）負荷類別火車站2500 IA廠3500 IIB廠3000IIC廠 12000II第一中學(xué) 800II中心小學(xué) 400II水泥廠 1700II酒店 1800II商城 2000II政府單位 1650I醫(yī)院 750I公安局 1800I中心市場 1000I休閑中心 900I居民 5000 III合計 38800表2-2負荷性質(zhì)分析結(jié)果表負荷等級負荷值（KW）占總負荷百分比（%）I860022.16II3020077.84 負荷計算各組負荷的計算：1、有功功率 P=KXPei2、無功功率 Q=Ptg3、視在功率 S=式

11、中：Pei：每組設(shè)備容量之和，單位為KW；KX：需用系數(shù)；Cos:功率因數(shù)?？傌摵傻挠嬎悖?）有功功率 P=K1P2）無功功率 Q= K1Q3）視在功率 S=4）自然功率因數(shù)： Cos1= P/S式中：K1組間同時系數(shù)，取為0.850.9。電力系統(tǒng)中的無功功率就是要使系統(tǒng)中無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負荷及網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗相平衡；按系統(tǒng)供電負荷的功率因數(shù)達到0.95考慮無功功率平衡。變電站所供負荷的總數(shù)：P總=38800KW變電站所供一類負荷總數(shù)：P總1=8600KW變電站所供二類負荷總數(shù)：P總2=30200KW一類負荷占總負荷的百分比：= P總1/ P總=860038800×

12、;100%=22.16%二類負荷占總負荷的百分比：= P總2 /P總=3020038800×100%=77.84%2.2 無功補償?shù)挠嬎銦o功補償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)基本的常識，在這里不多作特別的說明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9（本次設(shè)計要求功率因為為0.95以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)電容器補償無功。1、計算考慮主變損耗后的自然因數(shù)Cos1：P1=P+PbQ1=Q+QbCos1= P1 /2、取定補償以后的功率因數(shù)： Cos2為0.95：3

13、、計算補償電容器的容量：Qc=K1P(tg1+ tg2)式中：K1=0.80.94、計算補償電容器的個數(shù)： Nc=Qc / qc式中：qc單個電容器的容量，單位kavr。按照3的整數(shù)倍取定補償器的個數(shù)Nc s，然后計算出實際的補償容量：Qc s = Nc s * qc5、計算補償以后實際的功率因數(shù)，補償后實際的功率因數(shù)大于0.9為合理Cos2= P /10KV： COS10.9 選COS1=0.9來考慮： P=38800KWS=38800÷0.90=43111KVAQ=43111×tang=20822Kvar 110KV： COS20.85 選COS2=0.85來考慮; P

14、=38800KWS=38800÷0.85=45647KVAQ=45647×tang=28301Kvar電壓等級有功功率（KW）無功功率（KW）視在功率（KVA） 10KV 38800 20822 43111 110KV 38800 28301 45647表2-3負荷計算結(jié)果表主接線采用兩臺高壓并聯(lián)補償電容器，每臺主變安裝一臺。電容器組的額定容量：4800kvar,單Y接線第3章 主變壓器的選擇3.1變壓器的選擇原則為了保證每年電容按10%的增長，并在10年內(nèi)能滿足要求， 并按下例方案進行綜合考慮：1、.明備用方式，即2臺主變壓器的容量都滿足（2-1）式的要求，任何情況下都只

15、有1臺運行，兩臺主變壓器互相備用。2、.暗備用方式，即2臺主變壓器的容量之和滿足（2-1）式的要求。正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一臺運行，因此，每臺變壓器的容量應(yīng)滿足安全用電的要求，即保證、類負荷的供電，一般要求能滿足全部負荷的70%-80%。3、在設(shè)計中，初期主變壓器可采用明備用方式，隨著負荷的增加和發(fā)展，后期可采用暗備用方式。3.2 變壓器臺數(shù)的選擇1、對于大城市郊區(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，變電站以兩臺主變壓器為宜。2、對于孤立的一次變電站或大型工業(yè)專業(yè)用變電站，在設(shè)計時要考慮設(shè)三臺主變壓器的可能性。3、對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜大于變壓器

16、容量的1-2級設(shè)計，以便符合發(fā)展時更換變壓器的容量。3.3 變壓器容量的選擇按照上述原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近的國家的系列標準規(guī)格。變壓器容量系列有兩種，一種是按R8容量系列，它是按R8=1.33的倍數(shù)增加的，如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、320KVA、420KVA等；另一種是國際通用的R10容量系列，它是按R10=81.26的倍數(shù)增加的。如容量有100KVA、125KVA、160VA、200KVA、250KVA、315KVA等。我國國家標準GB1094電力變壓器確定采用R10容量系列。綜合上述各種因數(shù)，確定該站主壓器采用2臺50000MVA的變壓器。當(dāng)前

17、我國電力系統(tǒng)基本都是三相制接線，尤其我省電力系統(tǒng)還沒有單相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運行，并能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，所以該站選擇三相供電。結(jié)合該地區(qū)的實際情況，故采用雙圈變壓器，電壓等級為110KV與10KV。因為該地區(qū)110KV電壓不是很穩(wěn)定，為了保證10KV供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量，本站采用有載調(diào)壓方式，這樣才能達到隨時調(diào)整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110KV側(cè)中性點經(jīng)隔離開關(guān)接地，同時裝設(shè)避雷器保護。綜合上述幾種情況，結(jié)合廠家的一些產(chǎn)品情況，故本站的主變壓器選用的型號：SZ10-50000/110。變電站全部負荷S=45647KVA變壓器的初選容量S=80%S=0.80&

18、#215;45647=36517KVA選兩臺50000KVA的變壓器。主變壓器：2×50000KVA三相雙圈自冷型油浸變壓器。電壓等級：110KV/10KV出線：110KV2回，10KV12回。無功補償容量：4×4800Kvar3-1主變壓器的選擇額定容量電壓組合及分接范圍聯(lián)接組標號空載損耗 KW負載損耗 KW空載電流 %阻抗電壓 %KVA高壓KV中壓 KV低壓 KV50000110±8×1.25%38.5±5%10.5YN,d1171.22501.314第4章 主接線設(shè)計4.1 供電主接線要求1、安全性高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)

19、，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；低壓斷路器（自動開關(guān)）的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須設(shè)低壓刀開關(guān)；裝設(shè)高壓熔斷器負荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝隔離開關(guān)。2、可靠性斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部大部分二級負荷的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠的特殊要求；采用綜合自動化，優(yōu)化變電所設(shè)計：國內(nèi)變電所自動化發(fā)展進程分為三個階段。第一

20、階段由集中配屏以裝置為核心的方式，向分散下放到開關(guān)柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展；第二階段由單一功能、相互獨立向多功能、一體化過渡；第三階段由傳統(tǒng)的一次、二次設(shè)備相對分立向相互融合方式發(fā)展。變電所綜合自動化就是在第二階段。3、靈活性變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線；兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行；當(dāng)只一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并列運行；帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)；主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應(yīng)。4、經(jīng)濟性主接線方案應(yīng)力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路

21、器少，而且應(yīng)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品；由于工廠變配電所一般都選用安全可靠且經(jīng)濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供電可靠性要求較高時，才采用手車式或抽屜式；中小型工廠變電所一般才用高壓少油斷路器，在需頻繁操作的場合，則應(yīng)采用真空斷路器或SF6斷路器。斷路器一般采用就地控制，操作多用手力操作機構(gòu)，但這只適用于三相短路電流不超過6KA（10KV的SK3100MVA）的電路中。如短路電流較大或有遠控、自控要求時，則應(yīng)采用電磁操作機構(gòu)或彈簧操作機構(gòu)；工廠的電源進線上應(yīng)裝設(shè)專用的計量柜，其互感器只供計費的電度表用，應(yīng)考慮

22、無功功率的人工補償，使最大負荷時功率因素達到規(guī)定的要求；優(yōu)化接線及布置，減少變電所占地面積總之，變電所通過合理的接線、設(shè)備無油化、布置的緊湊以及綜合自動化技術(shù)，并將通信設(shè)施并入主控室，簡化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運行，避免不必要的定期檢修，達到降低投資的目的。4.2 供電主接線的設(shè)計 單母線1、優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置；2、缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障檢修，均需要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

23、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。3、適用范圍一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況：6110KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過6回；3563KV配電裝置的回線數(shù)不超過3回；110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。 單母線分段接線1、優(yōu)點：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，分段斷路自動將故障段切斷，保障正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。2、缺點：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停電；當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均等擴建。3、

24、適用范圍：610KV配電裝置配出線回路數(shù)為6及以上時；3563KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時；110220KV配電裝置出線回路數(shù)為34回時。4.3 高壓配電線路布線方案的選擇在確定了供電電壓，變、配電所的位置和容量及變、配電所的接線圖后，便要進一步確定工廠廠區(qū)高壓電路的配電方式，配電方式可分為放射式、樹干式和環(huán)式。4.3.1放射式放射式配電方式的優(yōu)點是：（1）線路上的故障不影響其他用戶；（2）容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化；（3）根據(jù)實際運行經(jīng)驗，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。 高壓供電系統(tǒng)放射式接線一般采用電纜，中、小型工廠廠區(qū)高壓配電只有一級放射，大型工

25、廠可以有兩級放射，實際設(shè)計時應(yīng)避免采取二級以上的高壓放射式配電系統(tǒng)，已減少開關(guān)柜數(shù)量及繼電保護的延時時限。4.3.2 樹干式樹干式配電系統(tǒng)有可能降低投資費用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋出線路減少，結(jié)構(gòu)簡化，但車間變電所的位置必須恰當(dāng)。這種接線方式只有一個電源，干線上的任何故障必將引起用戶的全部停電。單樹干式配電不像放射式那樣，能在380V側(cè)取得聯(lián)絡(luò)線，所以它只能用于三級負荷，為了減少干線故障時影響用戶范圍，干線上接連的變壓器不能超過5臺，總?cè)萘坎粦?yīng)大于3000KVA。4.3.3 環(huán)式環(huán)式對工廠供電系統(tǒng)來說，只不過是樹干式的另一種型式。環(huán)式供電與樹干式供電一樣，正常是開環(huán)運行，環(huán)中連接的變

26、壓器數(shù)目和容量亦與樹干式供電系統(tǒng)一樣。以上只是從原則上進行一般分析，實際上放射式和樹干式各有其特點，要結(jié)合具體的使用條件進行分析比較后，才能確定最后的方案。4.4 電氣主接線的確定采用單母線分段的結(jié)線：單母線分段是借助于3DL，進行分段，當(dāng)母線故障時，經(jīng)倒閘操作可切除故障段，保證其它段繼續(xù)運行，當(dāng)母線檢修可分段進行，這能始終保證一臺主變的供電，當(dāng)進線電源一回發(fā)生故障，通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電，單母線分段的結(jié)線可以作分段運行，也可做并列運行，采用分段運行時，各段相當(dāng)于單母線運行狀態(tài)，各段母線所帶的主變壓器是分列進行，互不影響任一母線故障或檢修時，僅停止該段母線所帶變壓器的供電，兩段母線同

27、時故障的機率很小，可以不予考慮，采用并列運行時，電源檢修無需母線停電，只需斷開電源的斷路器1DL1，（2DL1）及其隔離開關(guān)就能保證兩臺主變壓器的供電，對本站110KV 兩回供電（小于4回路）較為適合。該設(shè)計的電氣主接線：110KV采用線路變壓器組接線，進線側(cè)設(shè)斷路器；10KV接線為單母線分段接線，#1主變10KV側(cè)單臂進10KV母線，各帶10KV出線12回，無功補償電容器組2組；#2主變10KV雙臂各進一段10KV母線，每段母線各帶10KV出線6回，無功補償電容器1組。在110KV兩條進線的A相上各裝設(shè)一臺電容式電壓互感器供二次閉鎖采壓用。主變壓器110KV側(cè)中性點采用避雷器保護，并可經(jīng)隔離

28、開關(guān)接地。4-1主要電氣設(shè)備表序號設(shè)備名稱型號和規(guī)格1110KV斷路器SF6-110W 3150A 40KV 2隔離開關(guān)GW4-110IID（W）1250 31.5A （4S） 3主變中性點隔離開關(guān)GW13-63D（W）/630A 4110KV線路避雷器Y10W1-108/281（W） 5主變中性點避雷器HY1.5W-72/186 610KV母線橋避雷器HY5WZ-17/45 710KV電容器SF6充氣集合式BAMHL11/3-1600-1W×3 8接地變壓器DKSC-1000/10.5-100/0.4 910KV開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）系列，其中斷路器配置為：進線斷路器ZN28

29、-12（Q），3150A，40KA分段斷路器ZN28-12（Q），3150A，40KA其他 ZN28-12（Q），1250A，31.5KAYYYYYYYY圖4-1 變電站主接線圖第5章 短路電流的計算供電系統(tǒng)應(yīng)該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進行。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭到破壞。所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當(dāng)它通過電氣設(shè)備時，設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時要考慮它們對短路電

30、流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其它設(shè)備的正常運行。5.1 繪制計算電路大沖站YY城南站10kV110kV圖 1 短路電流計算圖5.2 短路電流計算進行計算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標幺值法。標幺值的概念是：某量的標幺值=所謂基準值是衡量某個物理量的標準或尺度，用標幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標幺值。1、輸電線路已知輸電線路的長度為 ，每公里電抗值為 ，線

31、路所在區(qū)段的平均電壓為 ，則輸電線路電抗相對于基準容量 和基準電壓 的標幺值為2、變壓器變壓器通常給出短路電壓百分數(shù)，得洗衣機廠大沖站XS1XL1XL2Xb2Xb1K1K2K3火車站市水泥廠市一中圖 2 短路等效電路圖（1）本設(shè)計選Sj=100MVA取Uj1=37KV 則Ij1=KA=1.561KA 取Uj2=10KV 則Ij2=KA=5.77KA（2）計算各元件阻抗的標幺值系統(tǒng)電抗：（3）求電源至短路點的總阻抗K1點: K2點: K3點:（4）求短路電源的周期分量、沖擊電流和短路容量 （5）短路電流的計算結(jié)果如下表：5-1 短路電流計算結(jié)果表短路點短路容量Sd(MVA)短路電流周期分量（有效

32、值）Id(KA)短路沖擊電流（有效值）Ish(KA)短路沖擊電流（峰值） ish(KV) 110KV進線側(cè)（K1）960.64.9957.59212.635110KV分列運行（K2）260.315.01922.82838.298110KV并列運行（K3）438.825.31938.48564.563第6章 高低壓配電選擇6.1 高壓側(cè)進線線路的選擇高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結(jié)構(gòu)是架空線和電纜。電力電纜及控制電纜全部選用銅芯電纜?？刂齐娎|全部選用阻燃型電纜。微機監(jiān)控和微機保護的電流、電壓、信號接點引入線均采用屏蔽電纜。戶內(nèi)采用電纜溝及穿管明敷方式，戶外采用電纜溝敷設(shè)方式。架空線的主要優(yōu)點是：

33、（1）設(shè)備簡單，造價低；（2）有故障易于檢修和維護；（3）利用空氣絕緣，建造比較容易。為了加強鋁線的機械強度，采用多股絞線，用抗張強度為120kg/ 的鋼作為線芯，把鋁線絞在芯子外面,作為導(dǎo)線的導(dǎo)電部分，稱為鋼芯鋁線。LG型鋁絞線在35KV以上架空線路用得較多，在需要高機械強度的地方，如跨越時則用加強型LGJ。所以110KV進線選用LGJ-240/30型號的架空線。LG型鋁絞線在35KV所以110KV進線選用LGJ-240/30型號的架空線。6.2 高壓側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)備6.2.1 高壓斷路器的選擇高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運行

34、。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。（1）高壓斷路器的主要參數(shù)：額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在40度時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應(yīng)的能力；動穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產(chǎn)生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。（2）選擇時，除按一般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性等各項指標。按工作環(huán)

35、境選擇：選擇戶外或戶內(nèi)，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應(yīng)該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即： ；按額定電流選擇：應(yīng)該等于或大于負載的長時最大工作電流，即： ；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性： It2tI2tima； 校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性： ；校驗高壓斷路器的斷流容量（或開斷電流）：熔斷斷流容量按校驗；根據(jù)上述分析并查資料：110KV高壓斷路器選擇SF6110W型高壓六氟化硫斷路器；6-1高壓斷路器的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件SF6110W項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1110KV145KV合格22016A3150A合格312.635KA40KA合格6.2.2 高壓隔離開關(guān)的選擇

36、（1）高壓隔離開關(guān)的作用：高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設(shè)備。（2）形式結(jié)構(gòu)：高壓隔離開關(guān)一般有底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構(gòu)等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構(gòu)，單相或三相操動。高壓隔離開關(guān)主刀閘與接地刀閘間一般都設(shè)有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關(guān)、接地開關(guān)根據(jù)不同的安裝場所有各種不同的安裝方式（3）.選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環(huán)境溫度不高于+400C，戶內(nèi)產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-

37、100C，戶外產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-300C；戶內(nèi)產(chǎn)品空氣相對濕度在+250C時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產(chǎn)品要求空氣相對濕度不大于85%）；戶外產(chǎn)品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內(nèi)產(chǎn)品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經(jīng)常性的劇烈震動。戶外產(chǎn)品的使用環(huán)境為普通型，用于級污穢區(qū)，防污型用于級（中污型）、級（重污型）污穢區(qū)。根據(jù)設(shè)計條件，選擇戶外型高壓隔離開關(guān)，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合6-500KV電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關(guān)一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構(gòu)等組成，單相或三相連聯(lián)動進行操作。戶外隔離開

38、關(guān)可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內(nèi)。根據(jù)上述條件和要求并查表有：110KV側(cè)的高壓隔離開關(guān)選擇GW4-110IID型；10KV側(cè)的高壓隔離開關(guān)選擇GW13-63D型6-2 高壓隔離開關(guān)的選擇型號GW13-63D（中性點隔離開關(guān)）GW4-110D額定電壓（KV）63110額定電流（A）6301250動穩(wěn)定電流峰值（KA）5080熱穩(wěn)定電流（KA）1631.5操動機構(gòu)CJ6CJ2-XG6.2.3 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種過流保護元件,由熔件與熔管組成。當(dāng)過載或短路時，熔件熔斷，達到切斷故障保護設(shè)備的目的。電流越大，熔斷時間越短。在選擇熔件時，除保證在正常工作條件下（包括設(shè)備的起動）

39、熔件不熔斷外，還應(yīng)該符合保護選擇性的要求。高壓熔斷器的選擇：除按環(huán)境、電網(wǎng)電壓、電源選擇型號外，還必須按校驗熔斷器的斷流容量；選擇的主要指標是選擇熔件合熔管的額定電流，熔斷器額定電流按 選。所選擇的熔件應(yīng)在長時最大工作電流及設(shè)備起動電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下開關(guān)熔斷；要求熔斷器特性應(yīng)與上級保護裝置的動作時限相配合（即動作要有選擇性）。 對保護變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的1.52倍選擇。根據(jù)上述條件并查表有：110KV側(cè)的高壓熔斷器選擇RW6-110型熔斷器。10KV側(cè)的高壓熔斷器選擇RW3-10型熔斷器。RW6-110型高壓熔斷器主要是由上下棒形絕緣子、接觸導(dǎo)電系統(tǒng)、

40、并聯(lián)的主副熔絲管以及推桿等部分組成，用于110KV線路和變壓器的短路及過負荷保護。RW3-10型高壓熔斷器是由絕緣子、接觸導(dǎo)電系統(tǒng)及熔絲管等部件組成，用于10KV輸電線路和變壓器的短路與過負荷保護。6.2.4 配電設(shè)備及保護設(shè)備的選擇1斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器的選擇方法與高壓側(cè)的相同2. 電流互感器的選擇電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分別向測量儀表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器一次側(cè)匝數(shù)少，串接在主電路中，二次線圈與負載的電流線圈串聯(lián)，接近短路狀態(tài)。電流互感器的選擇條件：（1）.額定電壓大于或等于電網(wǎng)電壓： （2）.原邊額定電壓大于或等于長時最大工作電流: （3

41、）.二次側(cè)總?cè)萘繎?yīng)不小于該精度等級所規(guī)定的額定容量: （4）.校驗：內(nèi)部動穩(wěn)定按：: 電流互感器額定一次電流；：動穩(wěn)定倍數(shù)外部動穩(wěn)定按: 6-3 電流互感器額定電壓因數(shù)標準值額定電壓因數(shù)額定時間初級繞組接地法和系統(tǒng)接地方式1.2連續(xù)任一網(wǎng)絡(luò)中相與相間1.2連續(xù)中性點有效接地系統(tǒng)中相與地間1.530s1.2連續(xù)帶自動切除接地故障的中性點非有效接地系統(tǒng)中相與間1.930s1.2連續(xù)中性點非有效接地系統(tǒng)中相與地間1.98h根據(jù)上述選擇條件并查表有：110KV側(cè)的電流互感器選擇DP-LDJK120J型零序電流互感器3. 電壓互感器的選擇電壓互感器一次側(cè)是并接在高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)

42、，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。電壓互感器的類型及接線按相數(shù)分單相、三相三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來分有雙線圈和三線圈；實際中廣泛應(yīng)用三相三線五柱式（YY）。（1）在使用中應(yīng)注意：不能短路，熔斷器應(yīng)完好；二次側(cè)的一端及外殼應(yīng)接地；在接線時應(yīng)該注意極性，保證準確測量；保持清潔。（2）電壓互感器的技術(shù)要求與說明電壓互感器能在1.1倍額定電壓下長期運行，并能在8小時內(nèi)無損傷的承受2倍額定電壓，當(dāng)額定電壓在330KV以上時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定操作沖擊耐受電壓

43、值和額定雷電沖擊耐受電壓值；當(dāng)額定電壓在330KV以下時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定短時工頻耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值。額定電壓因數(shù)，即在規(guī)定時間內(nèi)仍然能滿足熱性能和準確級要求的最高一次電壓與額定一次電壓的比值，額定電壓因數(shù)與互感器初級繞組接線方式有關(guān)。電壓互感器的誤差極限：在額定頻率、80%-100%額定電壓間任一電壓值，功率因數(shù)為0.8（滯后）、二次負荷為25%-100%額定負荷中任一值下，各準確等級的電壓互感器誤差不超過下表所列限值，對保護用電壓互感器，在額定頻率、5%額定電壓及額定電壓因數(shù)相對應(yīng)的電壓、二次負荷為25%-100%額定負荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時，電壓

44、互感器誤差限值不超過下表中3P、6P兩項值；在2%額定電壓、二次負荷為25%-100%額定負荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時，電壓互感器誤差限值不超過下表中3P、6P兩項限值的兩倍。對于中性點有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓繞組的標準準確級為3P或6P，對于中性點非有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓繞組的標準準確級為6P，如果有次級繞組，次級繞組帶有保護準確級，二次負荷在25%-100%額定負荷下、功率因數(shù)為0.8（滯后）下，剩余電壓繞組還應(yīng)滿足規(guī)定的準確級。準確級電壓誤差（%）相位誤差（）（crad）0.1±0.1±5±0.150.2±0.

45、2±10±0.30.5±0.5±20±0.61±1.0±40±1.23±3.0不規(guī)定不規(guī)定3P±3.0±120±3.56P±6.0±240±7.06-4 電壓互感器誤差極限綜上所述：高壓開關(guān)設(shè)備選擇如下：成套開關(guān)柜：10KV開關(guān)柜選用全工況“五防”型XGN2-12Z（Q）箱型固定式金屬封閉開關(guān)柜，柜中配真空斷路器。主變進線柜、分段柜額定電流為3150A、額定開斷電流為40KA。饋線柜、電容器柜、接地變柜額定電流為1250A，額定開斷電流選用31.

46、5KA。饋線回路的電流互感器選用三相加零序配置，互感器變比600/1A。固定式封閉開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）-09 ：開關(guān)柜額定電流1250A。內(nèi)裝：ZN28-12Q，1250A，31.5KA真空開關(guān)，配CT19II型彈簧機構(gòu)；分合閘直流110V，三相電流互感器LZZBJ-10Q 600/1/1A 10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S級帶中間抽頭，隔離開關(guān)GN30-10D/1250A 一組。固定式封閉開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）-121：開關(guān)柜額定電流3150A。內(nèi)裝：ZN28-12Q，3150A，40KA真空開關(guān)，配CT19III型彈簧機構(gòu)；分合閘直

47、流110V，三相電流互感器LMZB3-10Q 3000/1/1A 10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S級帶中間抽頭，隔離開關(guān)GN30-10/3150A 一組。用于電源進線。固定式封閉開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）-132：開關(guān)柜額定電流3150A。內(nèi)裝：三相電流互感器LMZB3-10Q， 3000/1/1A 10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S級帶中間抽頭，隔離開關(guān)GN30-10/3150A 一組。附帶電顯示裝置一組，用于架空電源進線。固定式封閉開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）-64：內(nèi)裝：電壓互感器JDZX11-10 10/3:0.1/3:0.1/3KV；70VA/0.5；120VA/3P熔斷器 RN2-10 1.0A：氧化鋅避雷器 HY5WZ-17/45；V1mA23KV，附放電記錄器隔離開關(guān) GN30-10D/1250A一組；附帶電顯示裝置一組。固定式封閉開關(guān)柜XGN2-12Z（Q）-131：開關(guān)柜額定電流3150A。內(nèi)裝：三相電流互感器LMZB3-10Q 3000/1/1A 10P2