110kv的地區(qū)變電站的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　……………………. ………………. ………………泰安高新區(qū)110kv變電站設(shè)計 </p><p>　裝訂線</p><p>　…………….……. …………. …………. ………</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b><

2、;/p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒 論1</b></p><p>　　1.1選題背景和意義1</p><p>　　1.2變電站發(fā)展概述1</p><p>　　1.3設(shè)計原始資料1</p><p><b>　　1.3.

3、1保護2</b></p><p>　　1.3.2其它原始資料2</p><p>　　1.3.3負荷數(shù)據(jù)2</p><p>　　2 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇3</p><p>　　2.1 主接線的設(shè)計原則和要求3</p><p>　　2.1.1 主接線的設(shè)計原則3</p>

4、;<p>　　2.1.2 主接線設(shè)計的基本要求4</p><p>　　2.2 主接線的設(shè)計5</p><p>　　2.2.1 設(shè)計步驟5</p><p>　　2.2.2 初步方案設(shè)計5</p><p>　　2.2.3 最優(yōu)方案確定5</p><p>　　2.3無功補償設(shè)計6</

5、p><p>　　2.3.1 無功補償?shù)脑瓌t與基本要求6</p><p>　　2.3.2 補償裝置選擇及容量確定6</p><p>　　2.4 主變壓器的選擇7</p><p>　　2.4.1 主變壓器臺數(shù)的選擇8</p><p>　　2.4.2 主變壓器型式的選擇8</p><p>

6、;　　2.4.3 主變壓器容量的選擇8</p><p>　　2.4.4 主變壓器型號的選擇9</p><p>　　2.5站用變壓器的選擇11</p><p>　　2.5.1 站用變壓器的選擇的基本原則11</p><p>　　2.5.2 站用變壓器型號的選擇11</p><p>　　3短路電流計算1

7、1</p><p>　　3.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟11</p><p>　　3.1.1 短路電流計算的目的11</p><p>　　3.1.2 短路計算的一般規(guī)定12</p><p>　　3.1.3 計算步驟12</p><p>　　3.2 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定12</p&g

8、t;<p>　　3.2.1 變壓器參數(shù)的計算12</p><p>　　3.2.2 短路點的確定13</p><p>　　3.3 各短路點的短路計算13</p><p>　　3.3.1 短路點d-1的短路計算(110KV母線)13</p><p>　　3.3.2 短路點d-2的短路計算(35KV母線)14<

9、;/p><p>　　3.3.3 短路點d-3的短路計算(10KV母線)14</p><p>　　3.3.4 短路點d-4的短路計算15</p><p>　　3.4 繪制短路電流計算結(jié)果表15</p><p>　　4 電氣設(shè)備選擇與校驗15</p><p>　　4.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定15</p

10、><p>　　4.1.1 一般原則15</p><p>　　4.1.2 有關(guān)的幾項規(guī)定16</p><p>　　4.2 各回路持續(xù)工作電流的計算16</p><p>　　4.3 高壓電氣設(shè)備選擇18</p><p>　　4.3.1 斷路器的選擇與校驗18</p><p>　　4.

11、3.2節(jié)隔離開關(guān)的選擇及校驗20</p><p>　　4.4電流互感器的選擇及校驗22</p><p>　　4.4.1 110KV進線電流互感器的選擇及校驗23</p><p>　　4.4.2 變壓器110KV側(cè)電流互感器的選擇及校驗23</p><p>　　4.4.3 35KV出線電流互感器的選擇及校驗24</p>

12、<p>　　4.4.4 變壓器35KV電流互感器的選擇及校驗25</p><p>　　4.4.5 10KV出線電流互感器的選擇及校驗25</p><p>　　4.4.6 變壓器10KV側(cè)電流互感器的選擇及校驗26</p><p>　　4.5 電壓互感器的選擇26</p><p>　　4.5.1 110KV母線電壓互感器的選擇

13、27</p><p>　　4.5.2 35KV母線電壓互感器的選擇27</p><p>　　4.5.3 10KV電壓互感器的選擇27</p><p>　　4.6避雷器的選擇及檢驗27</p><p>　　4.6.1 110KV母線接避雷器的選擇及校驗28</p><p>　　4.6.2 35KV母線接避雷器的

14、選擇及校驗28</p><p>　　4.6.3 10KV母線接避雷器的選擇及校驗29</p><p>　　4.7母線及電纜的選擇及校驗29</p><p>　　4.7.1 110KV母線的選擇及校驗29</p><p>　　4.7.2 35KV母線的選擇及校驗30</p><p>　　4.7.3 10KV母線

15、的選擇及校驗31</p><p>　　4.7.4 10KV電纜的選擇及校驗32</p><p>　　4.8熔斷器的選擇33</p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　Cont

16、ents</b></p><p>　　AbstractⅡ</p><p>　　1Introduction1</p><p>　　1.1Background and significance1</p><p>　　1.2Substation Development Overview1</p><p>

17、　　1.3Design Sourcebook1</p><p>　　1.3.1Protection2</p><p>　　1.3.2Other raw materials2</p><p>　　1.3.3Load Data2</p><p>　　2 Choose substation Electric main wiring desi

18、gn and main transformer3</p><p>　　2.1 Design principles and requirements of the main terminal3</p><p>　　2.1.1 Design Principles main connection3</p><p>　　2.1.2 The basic requi

19、rements for the design of the main terminal4</p><p>　　2.2 Main wiring design5</p><p>　　2.2.1 Design Steps5</p><p>　　2.2.2 Preliminary Design5</p><p>　　2.2.3 Dete

20、rmine the optimal solution5</p><p>　　2.3Reactive Power Compensation Design6</p><p>　　2.3.1 Reactive power compensation principles and basic requirements6</p><p>　　2.3.2 Compensa

21、tion device selection and capacity determination6</p><p>　　2.4 Select the main transformer7</p><p>　　2.4.1 Select the number of main transformer station8</p><p>　　2.4.2 Transfo

22、rmer Type Selection8</p><p>　　2.4.3 Main transformer capacity of choice8</p><p>　　2.4.4 Transformer models Selection9</p><p>　　2.5Select the station transformers11</p>&

23、lt;p>　　2.5.1 The basic principles of substation transformer selection11</p><p>　　2.5.2 Substation transformer models Selection11</p><p>　　3Short circuit calculation11</p><p>

24、;　　3.1 Short circuit calculation purpose, regulations and procedures11</p><p>　　3.1.1 The purpose of the short-circuit current calculation 11</p><p>　　3.1.2 general provisions of Short circui

25、t calculation 12</p><p>　　3.1.3 Calculating step12</p><p>　　3.2 Parameter calculation of transformer and short-circuit points12</p><p>　　3.2.1 Calculation of Transformer Param

26、eters12</p><p>　　3.2.2 The determination of short-circuit point 13</p><p>　　3.3 Calculate the short-circuit Short Point13</p><p>　　3.3.1 Short circuit d-1 short-circuit calculat

27、ions (110KV bus)13</p><p>　　3.3.2 Short circuit calculation of short-circuit point d - 2 (35 kv bus )14</p><p>　　3.3.3 The short circuit calculation of the short-circuit point d - 3 (10 kv b

28、us )14</p><p>　　3.3.4 Short-circuit point d - 4 of short circuit calculation15</p><p>　　3.4 Draw short-circuit current calculation results table15</p><p>　　4 Electrical equipme

29、nt selection and verification15</p><p>　　4.1 General provisions selection of electrical equipment15</p><p>　　4.1.1 General principle15</p><p>　　4.1.2 Several provisions of the

30、 relevant16</p><p>　　4.2 Calculate the loop continuous operating current16</p><p>　　4.3 High-voltage electrical equipment selection18</p><p>　　4.3.1 Breaker selection and vali

31、dation18</p><p>　　4.3.2 Disconnectors Selection and verification20</p><p>　　4.4CT Selection and verification22</p><p>　　4.4.1 110KV line current transformer selection and verific

32、ation23</p><p>　　4.4.2 110KV transformer side current transformer selection and verification23</p><p>　　4.4.3 35KV current transformer outlet selection and verification24</p><p>

33、　　4.4.4 35KV transformer current transformer selection and verification25</p><p>　　4.4.510KV current transformer outlet selection and verification25</p><p>　　4.4.6 10KV transformer side curren

34、t transformer selection and verification26</p><p>　　4.5 Voltage transformer selection26</p><p>　　4.5.1 110KV busbar voltage transformer selection27</p><p>　　4.5.2 35KV busbar vol

35、tage transformer selection27</p><p>　　4.5.3 10KV voltage transformer selection27</p><p>　　4.6Arrester selection and inspection27</p><p>　　4.6.1 110KV bus bar arrester selection a

36、nd verification28</p><p>　　4.6.2 35KV bus bar arrester selection and verification28</p><p>　　4.6.3 10KV bus bar arrester selection and verification29</p><p>　　4.7Bus and Cable Se

37、lection and verification29</p><p>　　4.7.1 110KV bus selection and verification29</p><p>　　4.7.2 35KV bus selection and verification30</p><p>　　4.7.3 10KV bus selection and verifi

38、cation31</p><p>　　4.7.4 10KV cable Selection and verification32</p><p>　　4.8Fuse Selection33</p><p>　　References34</p><p>　　Acknowledgements35</p><p>

39、　　泰安高新區(qū)110kv變電站設(shè)計</p><p>　　摘要:根據(jù)本次設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為110kV變電站電氣主接線的初步設(shè)計，并繪制電氣主接線圖。代建變電所設(shè)有兩臺主變壓器。本變電所所有變壓等級為110kV、35kV和10kV三個電壓等級。110KV電壓等級采用雙母線接線，35KV和10KV電壓等級都采用單母線分段接線。變電所配有10KV無功補償裝置。</p><p>　　該設(shè)計

40、中進行了電氣主接線的設(shè)計、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、熔斷器等）、各電壓等級配電裝置設(shè)計。</p><p>　　該設(shè)計以《35～110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》、《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》、《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的內(nèi)容符合國家相關(guān)技術(shù)政策，所選設(shè)備都為符合國家標準先進設(shè)備，技術(shù)先進、運行

41、穩(wěn)定且比較經(jīng)濟。</p><p>　　關(guān)鍵詞：降壓變電站 電氣主接線 變壓器 設(shè)備選型 無功補償</p><p>　　Design of 110kv substion in taian</p><p>　　Abstract According to the requirements of the design plan descriptions of the de

42、sign of 110 kv substation main electrical wiring of the preliminary design, and draw the main electrical wiring diagram. Construction has two main transformer substation. This level of all the transformer substation of 1

43、10 kv, 35 kv and 10 kv voltage grade three. 110 kv voltage class adopts double busbar connection, 35 kv and 10 kv voltage level by a single bus section of wiring. Equipped with 10 kv substation react</p><p>

44、　　Keywords:transformer substation; electrical main wiring; transformer; equipment type selection; reactive-load compensation</p><p><b>　　1 緒論</b></p><h3>　　1.1 選題背景和意義</h2>&l

45、t;p>　　電力已時人類社會發(fā)展的主要能源，要高效的使用及分配電能，必須設(shè)計科學(xué)合理的工程來提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，從而達到降低成本，節(jié)約能源提高經(jīng)濟效益的目的。變電站是電力配電傳輸系統(tǒng)的核心組成部分，它直接影響整個電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定及其電力運行的經(jīng)濟成本，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電

46、保護和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著決定的作用。</p><p>　　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，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設(shè)備。&l

47、t;/p><p>　　本設(shè)計針對變電站進行設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗、繼電保護及變電站防雷,無功補償?shù)?。通過對110KV降壓變電所電氣部分的設(shè)計，使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)加深了對所學(xué)知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運用。</p><h3>　　1.2 變電站發(fā)展概述

48、</h2><p>　　隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護、晶體管保護、集成電路保護。常規(guī)控制、保護裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機監(jiān)控方式，它運用了自動控制技術(shù)、微機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，組成計算機的軟硬件設(shè)備代替人工,利用

49、變電站中的遠動終端設(shè)備來完成對站中設(shè)備的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自動化和無人值守是當今電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域中熱門的話題，在當今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。</p><p>　　1.3 設(shè)計原始資料</p><p>　　待建變電站擬定2～3臺變壓器。初次一次性建成投產(chǎn)2臺變壓器，預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。本變電站的電壓等級分別

50、為110kV、35kV、10kV。 (1) 系統(tǒng)容量為： A系統(tǒng)：S=2000MVA X=0.32 B系統(tǒng)：S=1500MVA X=0.38 C系統(tǒng)：S=1200MVA X=0.42 (2) 連接方式： A系統(tǒng)與B系統(tǒng)的距離：150km，導(dǎo)線型號：LGJQ-400 A系統(tǒng)與C系統(tǒng)的距離：160km，導(dǎo)線型號：LGJQ-400 B與C系統(tǒng)無連接關(guān)系； A系統(tǒng)與待建變電站D的距離：130km，導(dǎo)線型號：LGJQ-400

51、（以上均為單回連接） B系統(tǒng)與待建變電站D的距離：100km，導(dǎo)線型號：LGJQ-400 C系統(tǒng)與待建變電站D的距離： 85km，導(dǎo)線型號：LGJQ-400 （以上均為雙回連接） </p><p><b>　　1.3.1 保護 </b></p><p><b>　　(1) 變壓器</b></p><p>　　(2)

52、主保護時間：0.5秒，后備保護時間：3.5秒 (3) 出線斷路器主保護時間：0.2秒，后備保護時間：3秒 </p><h4>　　1.3.2 其它原始資料 </h2><p>　　(1) 地形、地質(zhì) 站址選于山坡上，南面靠丘陵，東、西、北面分別是果樹、桑園和農(nóng)田，地勢平坦，地質(zhì)構(gòu)造為穩(wěn)定區(qū)。地震基本烈度為6度，土壤電阻率為1.5×10 歐/厘米。 (2) 氣象，條件①

53、 絕對最高溫度為40ºC； ② 最高月平均氣溫為23ºC； ③ 年平均溫度為4.7ºC； ④ 風向以東北風為主。 (3)環(huán)境保護 站區(qū)周圍無污染源。</p><p><b>　　1.3.3負荷數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　負荷數(shù)據(jù)</b></p><p>　　表1-2 待建

54、35kv電壓等級負荷數(shù)據(jù)</p><h2>　　2 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇</h2><p>　　變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。<

55、;/p><h3>　　2.1 主接線的設(shè)計原則和要求</h2><h4>　　2.1.1 主接線的設(shè)計原則</h2><p>　　(1) 考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用</p><p>　　變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用

56、不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。</p><p>　　(2) 考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模</p><p>　　變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應(yīng)根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。</p><p>　　(3) 考慮負荷的重要性分級和出

57、線回路多少對主接線的影響</p><p>　　對一、二級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負荷不間斷供電；三級負荷一般只需一個電源供電。</p><p>　　(4) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響</p><p>　　變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，

58、其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。</p><p>　　(5) 考慮備用量的有無和大小對主接線的影響</p><p>　　發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故

59、障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。</p><h4>　　2.1.2 主接線設(shè)計的基本要求</h2><p>　　根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴建等要求。</p><p>　　

60、2.1.2.1 可靠性</p><p>　　所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和二次設(shè)備）在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的

61、。評價主接線可靠性的標志如下：</p><p>　　(1) 斷路器檢修時是否影響供電；</p><p>　　(2) 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；</p><p>　　(3) 變電站全部停電的可能性。</p><p>　　2.1.2.2 靈活性</p><p&

62、gt;　　主接線的靈活性有以下幾方面的要求：</p><p>　　(1) 調(diào)度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。</p><p>　　(2) 檢修安全?？煞奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電器保護設(shè)備，進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。</p><p>　　(3)擴建方便。隨著電力事

63、業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴建的可能。所以，在設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。</p><p>　　2.1.2.3 經(jīng)濟性</p><p>　　可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考

64、慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟合理。</p><p>　　(1)投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。</p><p>　　(2)年運行費小

65、。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損失。</p><p>　　(3)占地面積小。電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。</p><p>　　(4)在可能的情況下，應(yīng)采取一次

66、設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。</p><h3>　　2.2 主接線的設(shè)計</h2><h4>　　2.2.1 設(shè)計步驟</h2><p>　　電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步：</p><p>　　(1)擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺數(shù)和容量、以及各級

67、電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2個技術(shù)上相當?shù)妮^好方案。</p><p>　　(2)對2個技術(shù)上比較好的方案進行經(jīng)濟計算。</p><p>　　(3)對2個方案進行全面的技術(shù)，經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。</p><p>　　(4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。</p><h4>　　2.2

68、.2 初步方案設(shè)計</h2><p>　　根據(jù)原始資料，此變電站有三個電壓等級：110/35/10KV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。</p><h4>　　2.2.3 最優(yōu)方案確定</h2><h5>　　2

69、.2.3.1 技術(shù)比較</h2><h5>　　在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV側(cè)采用內(nèi)橋接線；方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線。采用內(nèi)橋線接線的優(yōu)點：① 系統(tǒng)運行、供電可靠；② 系統(tǒng)調(diào)度靈活；③ 系統(tǒng)擴建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：① 接線簡單；② 操作方便、設(shè)備少等；缺點：① 可靠性差；② 系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110KV側(cè)采用雙母線接線。</h2><h5>　　在初

70、步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35KV側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負荷的重要程度，所以，35KV側(cè)采用單母分段接線。</h2><h5>　　2.2.3.2 經(jīng)濟比較</h2><h5>　　對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35KV、10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈

71、活性。</h2><h5>　　由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110KV側(cè)為采用雙母線接線，35KV側(cè)為單母線形接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。 </h2><h3>　　2.3 無功補償設(shè)計</h2><p>　　無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)用戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功

72、率的50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無功功率可達用戶消耗的總無功功率的75%和25%。因此，需要由系統(tǒng)中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的1~2倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來說，要維持整個系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無功電源。無功電源不足會使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補償。&

73、lt;/p><h4>　　2.3.1 無功補償?shù)脑瓌t與基本要求</h2><h4>　　2.3.1.1 無功補償?shù)脑瓌t</h2><h5>　　(1)根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?0%～20%進行無功補償；</h2><h5>　　(2)分級補償原則，按主變無功損耗減去電纜充電功率確定無功補償?shù)娜萘?；?0KV和110KV側(cè)電壓不能低于標稱電壓；

74、</h2><h5>　　(3)在輕負荷（2%～30%主變?nèi)萘坑嫊r）時由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補償功率近似抵消；</h2><h4>　　2.3.1.2 無功補償?shù)幕疽?lt;/h2><h5>　　(1)電力系統(tǒng)的無功電源與無功負荷，在各種正常及事故運行時，都應(yīng)實行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。&l

75、t;/h2><h5>　　(2)在正常運行方式時，突然失去一回線路，或一臺最大容量的無功補償設(shè)備，或一臺最大容量的發(fā)電機（包括失磁）之后，系統(tǒng)無功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運行方式時，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。</h2><h5>　　(3)對于110KV及以上系統(tǒng)的無功補償，應(yīng)

76、考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。</h2><p>　　2.3.2 補償裝置選擇及容量確定</p><h4>　　2.3.2.1 補償裝置的確定</h2><p>　　(1) 同步調(diào)相機：同步調(diào)相機在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運行時，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功

77、負荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出或吸收無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機的造價高，損耗大，維修麻煩，施工期長。</p><p>　　(2) 串聯(lián)電容補償裝置：在長距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定度。但對負荷功率因數(shù)高（＞0.95）或?qū)Ь€截面小的線路，由于P

78、R/V分量的比重大，串聯(lián)補償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。</p><p>　　(3) 靜電補償器補償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補償器，與同步調(diào)機相相比較，運行維護簡單，功率 損耗小，但相對串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補償裝置，其造價高維護較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級500KV變電所中。</

79、p><p>　　(4) 并聯(lián)電容器補償裝置：并聯(lián)電容器是無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。</p><p>　　由于本次設(shè)計的變電站為110KV降壓變電站，以補償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補償裝置。而原始資料可知，補償裝置主要補償負荷的無功容量及平衡主變損耗。

80、所以選擇并聯(lián)補償裝置。</p><h4>　　2.3.2.2 補償裝置容量的選擇</h2><p>　　(1)負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量計算</p><p>　　利用電容器改善功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功量為：</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中：——負荷所需補償

81、的最大容性無功量（Kvar）</p><p>　　——母線上的最大有功負荷（KW）</p><p>　　——補償前的最大功率因數(shù)角（）</p><p>　　——補償后的最小功率因數(shù)角（）</p><p>　　——由所需補償?shù)娜菪詿o功值 （Kvar/KW）</p><p>　　則本站所需補償?shù)臒o功值為：36.81（其中功

82、率因數(shù)補償?shù)?.9以上）</p><p>　　由表1-1，1-2無功補償選擇電容器如下表：</p><p>　　表2-1 電容器參數(shù)</p><h3>　　2.4 主變壓器的選擇</h2><p>　　在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)

83、絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，對提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟意義。</p><h4>　　2.4.1 主變壓器臺數(shù)的選擇</h2><p>　　為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺。本設(shè)計變電站有兩回電源進線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進線取得，故選擇兩臺主

84、變壓器。</p><h4>　　2.4.2 主變壓器型式的選擇</h2><p>　　2.4.2.1 相數(shù)的確定</p><p>　　在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)

85、經(jīng)濟合理時，也可選用單相變壓器。</p><p>　　2.4.2.2 繞組數(shù)的確定</p><p>　　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到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負荷，但需要在該側(cè)裝無功補償設(shè)備時，宜采用三繞組變壓器。</p><p>　　2.4.2.3 繞組連接方式的確定</p><p>　　

86、變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。</p><p>　　2.4.2.4 結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>　　三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本

87、型式:</p><p>　　(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、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　(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、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　(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

88、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。</p><p>　　2.4.2.5 調(diào)壓方式的確定</p><p>　　變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現(xiàn)。無勵磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達30%，且分接頭可帶

89、負荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運行，因為有載分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。</p><h4>　　2.4.3 主變壓器容量的選擇</h2><p>　　變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷Smax的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負荷（當Ⅰ、Ⅱ類

90、負荷超過上述比例時）選擇。</p><p>　　即 （2-2）</p><p>　　式中 N——變壓器主變臺數(shù)</p><h4>　　2.4.4 主變壓器型號的選擇</h2><p>　　Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%）</p><

91、;p>　　Sjs----最大計算負荷（KVA）</p><p>　　Pimax ----每個用戶的最大負荷（KW）</p><p>　　Cosφi---功率因數(shù)</p><p>　　Ke----同時系數(shù)</p><p>　　α%----線損率（取為5%）</p><p>　　全所最大計算負荷：Sjs∑=Ke

92、9;∑Sjs（35,10KV）</p><p>　　2.4.4.1 10KV線路負荷計算</p><p>　　表2-1 10KV負荷計算</p><p>　　2.4.4.2 35KV線路負荷計算</p><p>　　表2-2 35KV負荷計算</p><p>　　2.4.4.3 110KV級負荷計算</p&

93、gt;<p>　　35KV各負荷與10KV各負荷間的同時系數(shù)為0.5</p><p>　　Sjs∑=0.5*（24.14+76.13）=100.27(MVA)</p><p>　　由上述計算結(jié)果可知：</p><p>　　10KV側(cè) PLMAX=24.14MVA)</p><p>　　35KV側(cè) PLMAX=76.13(

94、MVA)</p><p>　　高壓側(cè) PLMIN=0.6*(21.83+76.13)= 60.162MVA) </p><p>　　所以變電站最大負荷Smax為： Smax=60.162(MVA)</p><p>　　由以上計算，查《發(fā)電廠電氣部分》選擇主變壓器型號如下：</p><p>　　表2-3 主變壓器型號及參數(shù)</

95、p><h3>　　2.5 站用變壓器的選擇</h2><h4>　　2.5.1 站用變壓器的選擇的基本原則</h2><h5>　　(1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；</h2><h5>　　(2)阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內(nèi)，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的；&

96、lt;/h2><h5>　　(3)變壓器的容量必須保證站用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。</h2><h4>　　2.5.2 站用變壓器型號的選擇</h2><h5>　　由主變壓器容量為90000KVA，站用率為0.5%，可選用變壓器容量。</h2><p>　　Sn=90000×0.5%=450KVA</p>&l

97、t;h5>　　表2-4 站用變壓器型號及參數(shù)</h2><p><b>　　3 短路電流計算</b></p><h3>　　3.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟</h2><h4>　　3.1.1 短路電流計算的目的</h2><p>　　在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的

98、主要有以下幾方面：</p><p>　　(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，均需進行必要的短路電流計算。</p><p>　　(2)在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器

99、的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。</p><p>　　(3)在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。</p><h4>　　3.1.2 短路計算的一般規(guī)定</h2><p>　　3.1.2.1 計算的基本情況</p><p>　　(1

100、)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。</p><p>　　(2)所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。</p><p>　　(3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。</p><p>　　(4)所有電源的電動勢相位角相等。</p><p>　　(5)應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的

101、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。</p><p>　　3.1.2.2 接線方式</p><p>　　計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><h4>　　3.1.3 計算步驟</h2><p>　　(1)選擇計算短

102、路點。</p><p>　　(2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。</p><p>　　①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。</p><p>　　②選取基準容量Sb和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。</p><p>　?、蹖⒏髟碾娍箵Q算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。</p><p>　?、芾L制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將

103、各元件電抗統(tǒng)一編號。</p><p>　　(3)化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xnd。</p><p>　　(4)求計算電抗Xjs。</p><p>　　(5)由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值（運算曲線只作到Xjs=3.5）。</p>

104、<p>　?、儆嬎銦o限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　?、谟嬎愣搪冯娏髦芷诜至坑忻岛投搪啡萘?。</p><h3>　　3.2 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定</h2><h4>　　3.2.1 變壓器參數(shù)的計算</h2><p>　　基準值的選?。海「鱾?cè)平均額定電壓</p&g

105、t;<p>　　(1)主變壓器參數(shù)計算</p><p>　　由表1.3查明可知：U12%=17 U13%=10.5 U23%=6</p><p>　　U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(10.5+17-6)=10.75</p><p>　　U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(10.5+6-17)=-0.25&

106、lt;0所以U2%=0</p><p>　　U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(17+6-10.5)=6.25</p><p>　　電抗標幺值為：X1=U1%/100*SB/SN=10.75/100*100/90=0.119</p><p>　　X2=U2%/100*SB/SN=-0/100*100/90=0</p><p&g

107、t;　　X3=U3%/100*SB/SN=6.25/100*100/90=0.069</p><p>　　(2)站用變壓器參數(shù)計算</p><p>　　由表1.4查明： </p><p>　　X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/0.5=8</p><p>　　電抗器電抗標幺值計算</p><p>　

108、　XS=XNIb/IN·UN/Ub=··=0.836</p><h4>　　3.2.2 短路點的確定</h2><p>　　此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV進線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。</p><p>

109、　　依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：</p><p>　　圖3-1 短路等值圖</p><h3>　　3.3 各短路點的短路計算</h2><h4>　　3.3.1 短路點d-1的短路計算(110KV母線)</h2><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)化簡為：</b></p>&l

110、t;p>　　圖3-2 d-1點短路等值圖</p><p>　　Xf1=Xs＝X0l（Sj/U j2）＝0.836</p><p>　　Xjs1=Xf1×Sn/Sb=0.836×1000/100=8.36</p><p>　　因為Xjs1=8.36>3</p><p>　　所以I"*=I∞*=I0.2*

111、= 1/Xjs1=1/8.36=0.12 </p><p>　　Ib=Sb/(×Ub)=100/(×115)=0.502(KA)</p><p>　　In=Ib×Sn/Sb =0.502×1000/100=5.02(KA)</p><p>　　I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In

112、=0.12×5.02=0.6024(KA)</p><p>　　ich=2.55×I"=2.55×0.6024=1.536(KA)</p><p>　　ich=1.52×I"=1.52×0.6024=0.916(KA)</p><p>　　S"=×I"×Un

113、=×0.6024×110=114.77(MVA)</p><h4>　　3.3.2 短路點d-2的短路計算(35KV母線)</h2><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)化簡為：</b></p><p>　　圖3-3 d-2點短路等值圖</p><p>　　Xf2=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=0.8

114、36+(0.119+0)//(0.119+0)=0.8955</p><p>　　Xjs2=Xf2×Sn/Sb=0.8955×1000/100=8.955</p><p>　　I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs2=0.11</p><p>　　Ib=Sb/(×Ub)=100/(×37)=1.56(KA)<

115、/p><p>　　In=Ib×Sn/Sb =1.56×1OOO/100=15.6(KA)</p><p>　　I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.11×15.6=1.716(KA)</p><p>　　ich=2.55×I"=2.55×1.716=4.376(

116、KA)</p><p>　　ich=1.52×I"=1.52×1.716=2.608(KA)</p><p>　　S"=×I"×Un=×1.716×35=104.027(MVA)</p><h4>　　3.3.3 短路點d-3的短路計算(10KV母線)</h2>