文本電氣10k2班設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)()題目220KV 變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)系別電力工程系專業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè) 10K2 班學(xué)生指導(dǎo)教師盛四清二一四年六月摘要隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)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，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)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(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)

2、、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)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(hù)和計(jì)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)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。220kV 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(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無功功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計(jì)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(jì)包括了：（1）總體方案的確定（2）短路電流的計(jì)算（3）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、與系統(tǒng)接線方案選擇（4）防雷保護(hù)等內(nèi)容。： 變電站；輸電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；高壓網(wǎng)AbstractAlong with the high and quick development of electricer technique, electricersystem then can change from terate of the electricity to the supply theer.The subsion is an importance part of the electricer system, it is consisted of theelectric applianequi

4、pments and the Transmisand the Distribution. It obtains the electricer from the electricer system, through its function of transformation and assign,transport and safety. Then transport theeconomical. As an important part ofer to every place with safe, dependable, anders transport and control, the t

5、ransformer subsionmust change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electricer system, the development of modern industry and the of trend of the society life.The region of 220-voltage effect many fields and should consider many problems.ysechange to give or ge

6、t an electric shock a misfor carrying and customers carries etc.circumstance, choose the address, make good use of customer data proceed then carrycalculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line

7、 method of the transformersubsion, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with theelectric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuitelectric current. Thisstep of design included:(1) ascertahe total project (2) the ca

8、lculationof the short-circuit electric current . (3) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project .(4) the contents to defend the tder and soon.Key wordbsion; Transmissystem; Distribution;High voltage network目 錄要I摘AbstractII目 錄.原始數(shù)據(jù).1 電氣主接線選

9、擇 .1.1 概述.112222233333441.1.11.1.21.1.3可靠性.靈活性.經(jīng)濟(jì)性.1.2 主接線的接線方式選擇.1.2.11.2.21.2.3單母線接線.單母分段.單母分段帶旁路母線.1.2.4 雙母線接線 .1.2.5 雙母線帶旁路母線的接線.1.2.6 主接線比較選擇.2 主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇 .2.1 概述.2.2 變壓器的選擇原則 .2.3 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 .2.4 主變壓器容量的選擇 .3 短路電流計(jì)算 .3.1 概述.3.2 短路計(jì)算的目的及假設(shè).10101010111212121212131313141414183.2.13.2.23.2.33.

10、2.43.2.5短路電流計(jì)算的目的.短路電流計(jì)算的一般規(guī)定.短路計(jì)算基本假設(shè).基準(zhǔn)值.短路電流計(jì)算的步驟.3.3 變電站等值網(wǎng).3.3.1 計(jì)算各元件電抗 .3.3.2 等值網(wǎng)絡(luò) .4 電氣設(shè)備的選擇 .4.1 概述.4.1.1 一般原則.4.1.2 技術(shù)條件.1818182025283031323638424344444747474748505050505354554.24.34.44.54.6斷路器的選擇.開關(guān)的選擇.經(jīng)濟(jì)性比較.高壓熔斷器的選擇.互感器的選擇.4.6.1 電流互感器的選擇.4.6.2 電壓互感器的選擇.4.7 導(dǎo)體的選擇.4.8 消弧線圈的選擇 .4.9 電抗器的選擇 .

11、4.10 絕緣子和穿墻套管的選擇 .4.11 避雷器的選擇 .5 防雷保護(hù)設(shè)計(jì).5.15.25.2.15.2.2避雷針的作用.避雷針的設(shè)計(jì).避雷針的保護(hù)范圍.本所避雷針的計(jì)算及校驗(yàn).6 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì).6.16.26.3結(jié)設(shè)計(jì)說明.接地體的設(shè)計(jì).典型接地體接地電阻計(jì)算.論.參考文獻(xiàn).致謝.原始數(shù)據(jù)1.變電站類型：220kV 中間變電站：2.電壓等級(jí)：220/110/10kV3.出線情況：220kV: 4 回；110kV: 8 回；10kV: 8 回（電纜）負(fù)荷情況：110kV：最大 120MW，最小 80MW，平均功率因數(shù) 0.90，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 5500 小時(shí)。10kV：最大 24MW

12、，最小 16MW，平均功率因數(shù) 0.85，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 5200 小時(shí)。系統(tǒng)情況：（1）220kV 母線電壓滿足常調(diào)壓要求；（2）220kV 母線短路電流標(biāo)幺值為 25（SB=100MVA）（3）110kV 線路對(duì)端無電源；（4）10kV 線路對(duì)端無電源；環(huán)境條件：最高溫度 40，最低溫度-25，年平均溫度 20土壤電阻率400 歐米（3）當(dāng)暴日35 日/年1 電氣主接線選擇1.1 概述主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)

13、備選擇、配電裝置、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。我國(guó)變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ2-79 規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。1.1.1 可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線可靠性的具體要求：斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；盡量避免變電所全部停運(yùn)

14、的可靠性。1.1.2 靈活性主接線應(yīng)滿足在檢修、調(diào)度及擴(kuò)建時(shí)的靈活性：為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電；為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。1.1.3 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：1）節(jié)省一次投資：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資

15、，要能使控制保護(hù)不過復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器；2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受條件，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。3）電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。1.2 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(shí)（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(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安

16、裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過四回，采用有母線連接。1.2.1 單母線接線單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用開關(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(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。1.2.2 單母分段用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重

17、要用戶停電。但是，一段母線或母線修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使擴(kuò)建，單母分段適用于：開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢線路出現(xiàn)交叉，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡該接線適用于：110220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 34 回，3563kV 可配電裝置的出線回路數(shù)為 48 回，610kV 配電裝置出線為 6 回及以上。1.2.3 單母分段帶旁路母線具有的旁路斷路器；分段兼作旁路斷路器。這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為 35110kV 的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。1.2.4 雙母線接線雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一電源和出線的回路都裝有一

18、臺(tái)斷路器，有兩組母線開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。有兩組母線后，與單母線相比，投資有所增加，但使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。該接線適用于：進(jìn)出線回路數(shù)較多、容量較大、出線帶電抗器的 610kV 配電裝置；3560kV 出線回路數(shù)超過 8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110kV 出線數(shù)為 6 回及以上時(shí)；220kV 出線為 4 回及以上時(shí)。1.2.5 雙母線帶旁路母線的接線雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器代替檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。雙母線帶旁路母線的接線，可以設(shè)旁路斷路器，也可以用旁路斷路器兼作母聯(lián)斷路器，或用母聯(lián)斷路器兼做旁

19、路斷路器。當(dāng) 110kV 出線在 6 回及以上、220kV 出線在4 回及以上時(shí)，宜采用帶旁路斷路器的旁路母線。旁路母線的設(shè)置原則：采用分段單母線或雙母線的 110220kV 配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁路母線。因?yàn)?110220kV 線路輸送距離較長(zhǎng)、功率較大，一旦停響范圍大，且斷路器檢修時(shí)間長(zhǎng)，故設(shè)置旁路母線為宜。對(duì)于屋內(nèi)型配電裝置或采用 SF6 斷路器的配電裝置，可不設(shè)旁路母線。主變壓器的 110220kV 側(cè)斷路器，宜接入旁路母線。當(dāng)有旁路母線時(shí)，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線。當(dāng) 220kV 出線為 5 回線及以上、110kV 出線為 7

20、回及以上時(shí)，一般裝設(shè)斷路器。610kV 配電裝置，可不設(shè)旁路母線。1.2.6 主接線比較選擇的旁路方案一：高壓側(cè)：雙母接線：中壓側(cè):雙母接線；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€方案二：高壓側(cè)：雙母帶旁路接線；中壓側(cè):雙母帶旁路（旁路斷路器兼母聯(lián)斷路器）；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€方案三：高壓側(cè)：雙母帶旁路接線；中壓側(cè):雙母接線；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€方案四：高壓側(cè)：雙母帶旁路接線（旁路斷路器兼母聯(lián)斷路器）；中壓側(cè):雙母帶旁路（旁路斷路器兼母聯(lián)斷路器）；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏月方泳€方案五：高壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€；中壓側(cè):雙母帶旁路（旁路斷路器兼母聯(lián)斷路器）；低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏月方泳€2 主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇2.

21、1 概述在各級(jí)電壓等級(jí)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(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 510 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(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)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(zhǎng)期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的和電力系統(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、自耦以及變壓器等，在

22、選擇主變壓器時(shí)，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。選擇主變壓器的容量，同時(shí)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(tái)數(shù)及容量。2.2 變壓器的選擇原則1.主變壓器臺(tái)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 10-20 年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般變電所，當(dāng)一主變停運(yùn)時(shí)，其他變電器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%-80%。同級(jí)電壓的單臺(tái)

23、降壓變壓器容量的級(jí)別不容太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化，標(biāo)準(zhǔn)化。為保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，有條件的應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。變電所一般應(yīng)優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備較相應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器要少得多。3.4.5.2.3 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，本次所設(shè)計(jì)的變電所是 220kV 中間變電所，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(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝

24、設(shè)兩臺(tái)主變壓器?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)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(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。2.4 主變壓器容量的選擇電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的重要元件之一，是電能轉(zhuǎn)換的主要形式，主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)將直接影響系統(tǒng)主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)選擇原則確定所選主變的臺(tái)數(shù)為二臺(tái)，每臺(tái)主變額定容量為 Sn。當(dāng)一臺(tái)主變運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷 Sn=0.7Sm。這樣，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，可滿足 70的一、二級(jí)負(fù)荷

25、的電力需要，事故時(shí)，變壓器允許的過負(fù)荷能力 40考慮，則可保證對(duì) 84負(fù)荷的供電。110KV 側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算：S1max120/0.9=133.33MVA10KV 側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算：S2max24/0.85=28.24MVA通過變壓器容量計(jì)算：Sm=133.33+28.24=161.57MVA所以一臺(tái)主變應(yīng)承擔(dān)的系統(tǒng)容量為：Sn=0.7Sm=0.7x161.57=113.099MVA考慮到最大負(fù)荷的容量計(jì)算和投資的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)查相關(guān)的設(shè)備手冊(cè)，決定選擇主變的容量為 Sn=120MVA，主變型號(hào)參考如下圖：主變型號(hào)相關(guān)參數(shù)S-三相 SP-強(qiáng)迫油循環(huán)水冷S-三繞組 L1-鋁芯型號(hào)及容量（K

26、VA)額定容量比高壓/中壓/低壓（%）額定電壓高壓/中壓/低壓 (kV)空載損耗 Po（kW)短路損耗 Pk（KW)阻抗電壓（%）空載電流（ %）參考價(jià)格 ( 萬元）高中高低中低高中高低低中SSPSLl1 20000100/100/50220/121/10.5123.151016522724.714.78.81.071.73 短路電流計(jì)算3.1 概述在電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地

27、（對(duì)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：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)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，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。3.2 短路計(jì)算的目的及假設(shè)3.2.1 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算目的是：在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是

28、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。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，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(shí)又力求節(jié)約，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(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。3.2.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(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（一般為本期工程建成后 510 年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過可能并列運(yùn)行的接線方式。選擇導(dǎo)體和電

29、器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。3.2.3 短路計(jì)算基本假設(shè)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。3.2.4 基準(zhǔn)值高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的

30、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：SB = 100MVA基準(zhǔn)電壓：3.3 變電站等值網(wǎng)3.3.1 計(jì)算各元件電抗計(jì)算變壓器各繞組電抗取基準(zhǔn)容量110kV 側(cè)發(fā)生短路等值網(wǎng)絡(luò)：4 電氣設(shè)備的選擇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(shí)，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(shí)必須執(zhí)行國(guó)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

31、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(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)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；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；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即選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算選用適當(dāng)?shù)?/p>

32、電壓保護(hù)設(shè)備。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(shí)，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(shí)，斷路器通常與繼電保護(hù)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、SF6 斷路器比少油斷路器，可靠性更好，工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35220kV 一般采用 SF6 斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于 10kV 電壓等級(jí)，10kV 采用真空斷路器。斷路器型式的選擇，除

33、需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前生產(chǎn)制造情況，電壓 6220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓 110330kV 的電網(wǎng)，當(dāng)少油斷路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí)，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)斷路器。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)制造情況，電壓 6220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：電壓：220kV 側(cè)斷路器選擇220kV 側(cè)出線回路斷路器的選擇:主母線回路按潮流分布計(jì)算（一臺(tái)變壓器的持續(xù)工作電流）高壓斷路器的額定斷開電流：校驗(yàn)：1)電壓：由斷路器的熱穩(wěn)態(tài)

34、短路電流的時(shí)間 t 查表得表 48GN10-20T開關(guān)參數(shù)校驗(yàn)：1)電壓：型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)極限通過電流(KA)5S 熱穩(wěn)定電流(KA)參考價(jià)格(元)峰值GN10-20T2080002241205000S1=120/0.9+24/0.85=161.57MVAS2=120/0.9=133.33MVA S3=24/0.85=28.24MVA由熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓器，也可常用于保護(hù)電壓互感器。選擇原則:只需按工作電壓和開斷能力兩項(xiàng)進(jìn)行選擇。1）工作電壓：運(yùn)行，即開路狀態(tài)。

35、4.6.1 電流互感器的選擇1)電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流 為了防止電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器出線側(cè)或變壓器側(cè)，盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。電流互感器的選擇：220kV 側(cè)：選定型號(hào)為B-支持式J-加大容量校驗(yàn)：1)一次回路電壓：型號(hào)額定電流比，A準(zhǔn)確級(jí)次1s 熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)參考價(jià)格(元)LBJ-1020006000/50.55090240準(zhǔn)確等級(jí)：0.5動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：三相式電壓互感器投資省，但僅 20kV 以下才有三相式產(chǎn)品。三相五柱式電壓互感器廣泛用于 315kV 系統(tǒng)。而三相三柱式很少采用。5) 電壓互感器的配置：

36、1）母線。除旁路母線外，一般工作母線及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同期、測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。；2）線路。35kV 及以上輸電線，當(dāng)對(duì)端又電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無電壓、進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘應(yīng)裝一臺(tái)單相電壓互感器。發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)一般裝設(shè) 23 組電壓互感器：一組供自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，另一組供測(cè)量?jī)x表、同期和保護(hù)裝置使用。變壓器。變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同期或繼電保護(hù)的要求設(shè)有一組電壓互感器。電壓互感器型號(hào)選擇：220kV 側(cè)選定型號(hào)為 YDR-220 1）型式：電容式電壓互感器表 414YDR-220 的技術(shù)數(shù)據(jù)電容式(屋外YDR-220式)型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量 MVA最大容量

37、 MVA連接組0.5 級(jí)1 級(jí)3 級(jí)10.5 級(jí)3 級(jí)級(jí)單相(屋外YDR-110式)及以下的配電裝置中；槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小，一般用于 40008000A 的配電裝置中；管型導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高，用于 8000A 以上的大電流母線或要求電暈放電電壓高的 110kV 及以上的配電裝置中。矩形導(dǎo)體的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)體布置方式有關(guān)。三相系統(tǒng)平行布置時(shí)，若矩形導(dǎo)體的長(zhǎng)邊垂直布置（豎放）方式，散熱較好，載流量大，但機(jī)械強(qiáng)度較低，若矩形導(dǎo)體的長(zhǎng)邊呈水平布置（平放），與前者相反。因此，導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量大小、短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。軟導(dǎo)線常用的又鋼

38、芯鋁絞線、組合導(dǎo)線、以上配電裝置中。母線選擇硬導(dǎo)體，出線選擇軟導(dǎo)線。導(dǎo)體選擇原則：1）按經(jīng)濟(jì)電流密度導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線，后者多用于 330KV 及根據(jù)：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查表得熱穩(wěn)定系數(shù) C=87所謂消弧線圈，其實(shí)就是電抗線圈，由于導(dǎo)體對(duì)地有電容，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中一相接地時(shí)，接地點(diǎn)接地相電流屬容性電流。而且隨著網(wǎng)絡(luò)的延伸，電流也愈益增大，以至完全有可能使接地點(diǎn)電弧不能自行熄滅并引起弧光接地過電壓，甚至發(fā)展成嚴(yán)重的系統(tǒng)性事故。為避免發(fā)生上述情況，可在網(wǎng)絡(luò)中某些中性點(diǎn)處裝設(shè)消弧線圈。由于裝設(shè)了消弧線圈，了另一回路，接地點(diǎn)接地相電流中增加了一個(gè)感性電流分量，它和裝設(shè)消弧線圈前的容性電流分量相抵消，減小了接地

39、點(diǎn)的電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供電可靠性。一般認(rèn)為，對(duì) 360kV 網(wǎng)絡(luò)容性電流超過下列數(shù)值時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。消弧線圈宜裝于星形-三角形變壓器中性點(diǎn)上，裝于水泥電抗器鋁電纜4.10 絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體絕緣子和金具來實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。用于屋內(nèi)時(shí)，一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子。用于屋外時(shí)，一般采用棒式支柱絕緣子。選擇戶外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從

40、屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，635kV 為瓷絕緣，60220kV 為油浸紙絕緣電容式。一般采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。220kV 側(cè)選用屋外 ZS220 型號(hào)的絕緣子110kV 側(cè)選用 ZS110 型號(hào)的的絕緣子10kV 側(cè)選用 ZNA109 型號(hào)的的絕緣子，且只有 10kV 側(cè)有穿墻套管,選 CLD10 型號(hào)的穿墻套管。ZS戶外實(shí)心棒式ZN戶內(nèi)內(nèi)膠裝A抗彎破壞負(fù)荷等級(jí)為 375 公斤CL戶內(nèi)鋁導(dǎo)體D-抗彎破壞負(fù)荷等級(jí)為 2000 公斤4.11 避雷器的選擇為了保護(hù)變壓器中性點(diǎn)，尤其是不接地高壓器中性點(diǎn)的絕緣，通常在變壓器中性點(diǎn)上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用，動(dòng)作接地變壓

41、器，避雷器作后備；變壓器不接地時(shí)，放電間隙和零序過電壓起保護(hù)作用，大氣過電壓時(shí)，線路避雷器動(dòng)作，工程過電壓時(shí)，間隙保護(hù)動(dòng)作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。閥型避雷器應(yīng)按下列條件選擇：型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用點(diǎn)。額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。滅弧電壓：按照使用情況，校驗(yàn)避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對(duì)地電壓，是否等于或小于避雷器的最大允許電壓。工頻放電電壓：在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓的 3.5 倍。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)，工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 1.8倍。22

42、0kV 避雷器的選擇及校驗(yàn)：由NKL-10-2000-1020001031156010510071200表 421 FZ-220J 的技術(shù)數(shù)據(jù)FZ-220J型號(hào)組合方式額定電壓，kV滅弧電壓，kV工頻放電電壓，kV不小于不大于檢驗(yàn)：1)滅弧電壓：不小于不大于FZ-10單獨(dú)元件1012.726315 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)5.1避雷針的作用防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高，具有良好接地的裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備，建筑免受雷擊。所謂避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致雷擊而言。它是在實(shí)驗(yàn)中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的，由于它與近似直流電壓的 下的放電有很大差異，所