220kv變電站主接線畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　展望未來，我國能否在本世紀中葉基本實現現代化，相當大的程度上取決于能源。電力工業(yè)是國民經濟的基礎，是重要的支柱產業(yè)，它與國家的興衰和人民的安康有著密切的關系，隨著經濟的發(fā)展和現代工業(yè)的建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高

2、、更完善的要求。</p><p>　　變電站作為電能傳輸與控制的樞紐必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現代電力系統(tǒng)、現代化工業(yè)生產和社會生活的發(fā)展趨勢。本設計討論的是220kV變電站電氣部分設計（一次系統(tǒng)），首先根據原始資料進行分析，負荷計算選擇主變壓器，然后在此基礎上進行主接線設計，再進行短路計算，導體和電氣設備的選擇，最后進行防雷接地設計。</p><p>　　關鍵詞：變電站； 負

3、荷計算； 短路電流； 設備選擇； </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Looking ahead, our ability to achieve the middle of this century, modernization, to a large extent depends on energy. The powe

4、r industry is the basis of the national economy is an important pillar industry, the rise and fall with the State and the people closely related to the well-being, along with economic development and the rapid developmen

5、t of modern industry rise, more and more power supply system design comprehensive, systematic, rapid growth of plant consumption for power quality, techni</p><p>　　Substation as a hub for power transmis

6、sion and control to change the traditional design and control mode, to adapt to the modern power system, modernization of industrial production and the development trend of social life. The design discussion is part

7、 of 220KV electrical substation design (a system), First of all, analyze the original data and choose the main transformer, based on it , design the main wiring and Short Circuit Calculation, at last choose equipment, th

8、en mine and the protection </p><p>　　Keywords: substation; short-circuit current; equipment selection; distribution equipment</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I&l

9、t;/b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　2電氣主接線的設計2</p><p>　　2.1電氣主接線的概述2</p><p>　　2.2電氣主接線的基本要求2</p><p>　　

10、2.3電氣主接線設計的原則2</p><p>　　2.4電氣主接線的方案選擇3</p><p>　　2.4.1方案擬定3</p><p>　　2.4.2方案比較6</p><p>　　2.4.3方案確定6</p><p>　　3負荷計算和主變壓器的選擇7</p><p>　　3.1主

11、變壓器的選擇原則7</p><p>　　3.1.1主變壓器臺數的選擇7</p><p>　　3.1.2主變壓器容量的選擇7</p><p>　　3.1.3主變壓器型式和結構的選擇8</p><p><b>　　3.2負荷計算9</b></p><p>　　3.3無功補償11</p

12、><p>　　3.3.1功率因數定義11</p><p>　　3.3.2功補償容量計算12</p><p>　　3.4主變壓器選擇結果14</p><p>　　4站用電接線及設備用電源接線方案15</p><p>　　4.1所用電源數量及容量15</p><p>　　4.2所用電源引接方式

13、15</p><p>　　4.3所用變壓器低壓側接線16</p><p>　　4.4所站用電接線16</p><p>　　4.5備用電源16</p><p>　　5電氣部分短路計算18</p><p>　　5.1短路故障的危害18</p><p>　　5.2短路電流計算的目的19&

14、lt;/p><p>　　5.3短路電流計算的內容19</p><p>　　5.4短路電流計算方法20</p><p>　　5.5三相短路電流周期分量起始值的計算20</p><p>　　5.5.1短路電流計算的基準值20</p><p>　　5.5.2網絡模型20</p><p>　　5.

15、5.3三相短路電流周期分量起始值的計算步驟20</p><p>　　6導體和電氣設備的選擇25</p><p>　　6.1按正常工作條件選擇電氣設備25</p><p>　　6.2按短路狀態(tài)校驗26</p><p>　　6.3高壓斷路器和隔離開關的選擇27</p><p>　　6.3.1高壓斷路器的選擇27

16、</p><p>　　6.3.2隔離開關的選擇28</p><p>　　6.4 220kV側斷路器隔離開關的選擇與校驗29</p><p>　　6.4.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗29</p><p>　　6.4.2主變壓器側隔離開關的選擇與校驗30</p><p>　　6.5 110kV側的斷路器隔離開關的

17、選擇與校驗31</p><p>　　6.5.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗31</p><p>　　6.5.2主變壓器側隔離開關的選擇與校驗32</p><p>　　6.6 35kV側斷路器隔離開關的選擇與校驗33</p><p>　　6.6.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗33</p><p>　　6.6.2

18、主變壓器側隔離開關的選擇與校驗34</p><p>　　6.7互感器的選擇35</p><p>　　6.7.1電流互感器的選擇35</p><p>　　6.7.2電壓互感器的選擇41</p><p>　　6.8 35kV高壓熔斷器的選擇43</p><p>　　6.8.1熔斷器的選擇概述43</p&g

19、t;<p>　　6.8.2 35kV側熔斷器的選擇44</p><p>　　6.9導體的選擇與校驗44</p><p>　　6.9.1 220kV母線選擇45</p><p>　　6.9.2 110kV母線選擇45</p><p>　　6.9.3 35kV母線選擇46</p><p>　　6.9

20、.4變壓器220kV側引接線的選擇與校驗47</p><p>　　6.9.5變壓器110kV側引接線的選擇與校驗48</p><p>　　6.9.6變壓器35kV側引接線的選擇與校驗49</p><p>　　7防雷及過電壓保護裝置設計51</p><p><b>　　7.1避雷針51</b></p>

21、<p><b>　　7.2避雷器52</b></p><p>　　7.3防雷接地53</p><p>　　7.4變電所的防雷保護54</p><p>　　7.5變電所的進線段保護55</p><p>　　7.6接地裝置55</p><p><b>　　8結束語5

22、6</b></p><p><b>　　致謝57</b></p><p><b>　　參考文獻58</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國計民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個國家的國民經濟發(fā)展水

23、平及其社會現代化水平高低的一個重要標志。黨的十六大提出了全面建設小康社會的宏偉目標，從一定意義上講，實現這個宏偉目標，需要強有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應，需要優(yōu)質高效的電力服務。本畢業(yè)設計是在完成本專業(yè)所有課程后進行的綜合能力考核。通過對主接線的選擇及比較、負荷計算和主變壓器的選擇及短路電流的計算、主要電器設備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kV變電站所需的主要電器設備、主接線圖以及變電

24、站防雷保護方案。通過本次畢業(yè)設計，達到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識，掌握變電站電氣部分和防雷保護設計的基本方法，體驗和鞏固我們所學的專業(yè)基礎和專業(yè)知識的水平和能力，培養(yǎng)我們運用所學知識去分析和解決與本專業(yè)相關的實際問題，培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題的能力的目的。務求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的短路計算以及各種電力手冊及其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護設計的基本方法，并在設計中增新、拓寬。提高專業(yè)知識，

25、拓寬、提高專業(yè)知識，完善知識結</p><p><b>　　2電氣主接線的設計</b></p><p>　　2.1電氣主接線的概述</p><p>　　電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結

26、構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經過技術、經濟論證比較后方可確定。</p><p>　　2.2電氣主接線的基本要求</p><p>　　對電氣主接線的基本要求，概括地說應包括可靠性、靈活性和經濟性三方面。這三者是一個綜合概念，不能單獨強調其

27、中的某一種特性，也不能忽略其中的某一種特性。但根據變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電所主接線的性能要求也不同的側重。</p><p>　　2.3電氣主接線設計的原則</p><p>　　電氣主接線設計的基本原則是以設計任務為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資

28、，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、實用、經濟、美觀的原則。</p><p>　　2.4電氣主接線的方案選擇</p><p><b>　　2.4.1方案擬定</b></p><p>　　表2-1 方案擬定表</p><p>　?。?）單母線分段接線優(yōu)點：單母線用分段斷路器進行分段，對重要用戶尅

29、有從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電；</p><p>　　缺點:當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,接在該段母線上的電源和出線,在檢修期間必須全部停電;任一回路的斷路器檢修時,該回路必須停止工作。</p><p>　　（2）雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪

30、流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電。其次是調度靈活，各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應電力系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運行方式。最后就是擴建方便，向雙母線左右任何方向擴建，均不會影響兩組母線的電源盒負荷自由自合分配，在施工中也不會造成原有回路停電。</p><p>　　缺點：接線復雜,設備多,母線故障有短時停電。</

31、p><p>　?。?）雙母線帶旁路母線接線</p><p>　　雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。</p><p>　　缺點是：雖然多裝了價高的斷路器，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。</p><p>　　方案一：220kV采用雙母線接線

32、，出線6回（其中備用2回）保證了可靠性。110kV側也采用雙母線接線，出線10回（其中備用2回），供給遠方大型冶煉廠，鋁廠和礦井等，其他作為地區(qū)變電所進線。35kV側則采用單母線分段接線，出線12回,接線簡單，操作方便，使用的設備少，從而投資少，而且保證了重要用戶供電，有很好的可靠性和靈活性。</p><p>　　方案主接線圖如下： </p><p>　　圖2-1 方案一主接線圖</

33、p><p>　　方案二：220kV側采用雙母帶旁路母線接線形式，具有比雙母線可靠性更高的接線方式，出線6回（其中2回備用），多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。110kV采用雙母線接線，出線10回。35kV側采用單母線分段接線，出線12回。</p><p><b>　　方案主接線圖如下：<

34、/b></p><p>　　圖2-2 方案二主接線圖</p><p><b>　　2.4.2方案比較</b></p><p>　　表2-3 主接線比較表</p><p><b>　　2.4.3方案確定</b></p><p>　　比較可以看出,三種接線從技術的角度來看主

35、要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比單母線可靠性高，雙母帶旁路母線接線比雙母線的可靠性更高。 單母線分段接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運行。從可靠性，靈活性，經濟性方面綜合考慮，辯證統(tǒng)一，確定選擇第二種接線方案。</p><p>　　3負荷計算和主變壓器的選擇</p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱

36、為聯(lián)絡變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站主變壓器的選擇。</p><p>　　3.1主變壓器的選擇原則</p><p>　　主變壓器的容量和臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。它的確定除依據傳遞容量基本原始資料外，還應根據電力系統(tǒng)5-10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。

37、如果變壓器容量選得過大、臺數過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運行電能損耗，設備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機剩余功率的輸出或者會滿足不了變電站負荷的需要，這在技術上是不合理的，因為每千瓦的發(fā)電設備投資遠大于每千瓦變電設備的投資。</p><p>　　3.1.1主變壓器臺數的選擇</p><p>　　1、對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的

38、情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。</p><p>　　2、對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。</p><p>　　3、對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。</p><p>　　3.1.2主變壓器容量的選擇</p><p>　　(1)主變壓器容量一般按變

39、電所建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期10～20年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。</p><p>　　(2)根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的70%～80%。

40、</p><p>　　(3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應從全網出發(fā)，推行系列化、標準化。</p><p>　　3.1.3主變壓器型式和結構的選擇</p><p><b>　　(1)相數</b></p><p>　　容量為300MW及以下機組單元接線的變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變

41、壓器。因為單相變壓器組相對投資大，占地多，運行損耗也較大。同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作量。</p><p><b>　　(2)繞組數與結構</b></p><p>　　電力變壓器按每相的繞組數為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結構分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。</p><p>　　在一發(fā)電廠或變電站中采用

42、三繞組變壓器一般不多于3臺，以免由于增加了中壓側引線的構架，造成布置的復雜和困難。</p><p><b>　　(3)繞組接線組別</b></p><p>　　變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“Y”和三角形“D”。</p><p>　　在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列

43、以要求限制3次諧波對電源等因素。根據以上原則，主變一般是Y，D11常規(guī)接線。</p><p><b>　　(4)調壓方式</b></p><p>　　為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質量，電壓必須維持在允許范圍內，通過主變的分接開關切換，改變變壓器高壓側繞組匝數。從而改變其變比，實現電壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調壓。另一種是帶負荷切換，稱為有載調

44、壓。</p><p>　　通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調壓。因為可以通過調節(jié)發(fā)電機勵磁來實現調節(jié)電壓，對于220kV及以上的降壓變壓器也僅在電網電壓有較大變化的情況時使用，一般均采用無激磁調壓，分接頭的選擇依據具體情況定。</p><p><b>　　(5)冷卻方式</b></p><p>　　電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而

45、異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。</p><p><b>　　3.2負荷計算</b></p><p><b>　　負荷計算的必要性：</b></p><p>　　為一個企業(yè)或用戶供電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量變壓器等問題，這就需要進行負荷的統(tǒng)計

46、和計算，為正確地選擇變壓器容量與無功補償裝置，選擇電氣設備與導線、以及繼電器保護的整定等提供技術參數。</p><p>　　供電設計常采用的電力負荷計算方法有需用系數法、二項系數法、利用系數法和單位產品電耗法等。需用系數法計算簡便，對于任何性質的企業(yè)負荷均適用，且計算結果基本上符合實際，尤其對各用電設備容量相差較小且用電設備數量較多的用電設備組，因此，這種計算方法采用最廣泛。二項系數法主要適用于各用電設備容量相差

47、大的場合，如機械加工企業(yè)，煤礦井下綜合機械化采煤工作面等。利用系數法以平均負荷作為計算的依據，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關系，這種計算方法目前積累的實用數據不多，且計算步驟較為繁瑣，故工程應用較少。單位產品電耗法常用于方案設計。鑒于以上幾種方法的介紹，本次設計采用需用系數法。</p><p>　　對于用電戶或一組用電設備，當在大負荷運行時，所安裝的所有用電設備（不包括備用）不可能全部同時運行，也不可能全

48、部以額定負荷運行，再加之線路在輸送電力時必有一定的損耗，而用電設備本身也有損耗，故不能將所有設備的額定容量簡單相加來作為用電戶或設備組的最大負荷，必須要對相加所得到的總額定容量打一定的折扣。</p><p>　　所謂需用系數法就是利用需用系數來確定用電戶或用電設備組計算負荷的方法。其實質是用一個小于1的需用系數對用電設備組的總額定容量打一定的折扣，使確定的計算負荷比較接近該組設備從電網中取用的最大半小時平均負荷。

49、其基本計算公式為</p><p>　　需用系數的含義：一個用電設備組的需用系數可表示為</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中—設備同時系數；</p><p>　　—設備加權平均負荷系數；</p><p>　　—設備組的各用電設備的加權平均效率；</p>

50、;<p>　　—供電線路的平均效率。</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p&

51、gt;<p>　　系統(tǒng)中有110kV 和35kV兩個負荷等級，其最大負荷為200MW，，和70MW，</p><p>　　對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的70％-80％。</p><p><b>　　3.3無功補償</b></p><p>　　功率因數是用電戶的一項重要電氣指標。提高負荷的功率

52、因數可以使發(fā)、變電設備和輸電線路的供電能力得到充分的發(fā)揮并能降低各級線路和供電變壓器的供電損失和電壓損失，因而具有重要的意義。目前用戶高壓配電網主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負荷功率因數，即所謂集中補償法，部分用戶已采用自動投切電容補償裝置。</p><p>　　3.3.1功率因數定義</p><p>　　在交流電路中，有功功率與視在功率的比值稱為功率因數，用表示。交流電路中由于存在電感和

53、電容，故建立電感的磁場和電容的電場都需要電源多供給一部分不作機械功的電流，這部分電流叫做無功電流。無功電流的大小與有功負荷即機械負荷無關，相位與有功電流相差90° </p><p>　　三相交流電路功率因數的數學表達式為</p><p>　　(3-6) </p><p>　　隨著電路的性質不同，的數

54、值在0-1之間變化，其大小取決于電路中電感、電容及有功負荷的大小。當時，表示電源發(fā)出的視在功率全為有功功率，即；當時，則，表示電源發(fā)出的功率全為無功功率，即。所以符合的功率因數越接近1越好。</p><p>　　國家與電力部門對用戶的功率因數有明確的規(guī)定，要求高壓供電系統(tǒng)的功率因數執(zhí)行為0.95以上，以保證加上變壓器與電源線路的功率損耗后，仍能保證在上級變電所測得的平均功率因數大于0.9。</p>

55、<p>　　3.3.2功補償容量計算</p><p>　　對于直接供電的末端邊點所，安裝的最大容性無功量應等于裝置所在母線上的負荷按提高功率因數所需補償的最大容性無功量與主變壓器所需補償的最大容性無功量之和。</p><p>　　(1)補償的最大容性無功量計算 </p><p>　　(3-7) </p>&

56、lt;p>　　式中：——有功計算負荷（KW）</p><p>　　——補償前用電單位自然功率因數角正切</p><p>　　——補償后用電單位功率因數角正切值</p><p>　　1）110kV側的補償無功量</p><p>　　2）35kV側的補償無功量</p><p>　　(2)變壓器補償的最大的容性無功量&

57、lt;/p><p>　　(3-8) </p><p>　　式中：為變壓器空載電流占額定電流的百分數。</p><p>　　為電壓器短路電壓占額定電壓的百分數。</p><p><b>　　為變壓器額定容量。</b></p><p><b>　　為變壓器的負荷率。</

58、b></p><p>　　1）110kV一側補償</p><p>　　所以，110kV側補償需要的總容性無功量為：</p><p>　　2）35kV一側補償</p><p>　　所以，35KV側補償需要的總容性無功量為：</p><p>　　在降壓變電所中設置的無功功率補償裝置，是實現無功功率的就地平衡和保證電壓

59、質量的重要手段。無功補償裝置一般都接在降壓變壓器的低壓側。過去在一次變電所中多采用同期調相機作為無功功率補償裝置。在新設計的變電所中，由于具有經濟、維護和安裝的優(yōu)點，多采用靜止補償裝置作為無功功率補償。本站也采用靜止補償裝置。</p><p>　　3.4主變壓器選擇結果</p><p>　　該變電站供應有較多的一、二級用戶，則采用兩臺變壓器。選用三繞組變壓器，查手冊，選出的設備如下表：&l

60、t;/p><p>　　表3-1 SFPS8-240000/220型變壓器技術參數</p><p>　　采用兩臺同時分列運行的方式，當一臺因故停運時，另一臺亦能保證全部的一、二級負荷的供電，并留有一定的發(fā)展余地。</p><p>　　4站用電接線及設備用電源接線方案</p><p>　　4.1所用電源數量及容量</p><p&g

61、t;　　(1)樞紐變電所﹑總容量為60MVA及以上的變電所﹑裝有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調相機的邊點所，均裝設兩臺所用變壓器。</p><p>　　采用整流操作電源或無人值班的變電所,裝設兩臺所用變壓器,分別接在不同等級的電源或獨立電源上。</p><p>　　如果能夠從變電所外引入可靠的380V備用電源，上述變電所可以只裝設一臺所用變壓器。</p>&l

62、t;p>　　(2)500kV變電所裝設兩個工作電源.當主變壓器為兩臺時,可以分別接在每一臺主變壓器的第三繞組上。兩臺所用變壓器的容量應相等,并按全所計算負荷來選擇.當建設初期只有一臺主變壓器時,可只接一臺工作變壓器。</p><p>　　(3)當設有備用所用變壓器時,一般均裝設備用電源自動投入裝置。</p><p>　　4.2所用電源引接方式</p><p>

63、　　(1)當所內有較低電壓母線時,一般均由這類母線上引接1～2個所用電源,這一所用電源引接方式具有經濟和可靠性較高的特點。如能由不同電壓等級的母線上可分別引接兩個電源,則更可保證所用電的不間斷供電.當有旁路母線時,可將一臺所用變壓器通過旁路隔離開關接到旁路母線上。正常運行時,則倒換到旁路上供電。</p><p>　　(2)由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側要選用大斷流容量的開關設備，否則要加裝限流電抗器。&

64、lt;/p><p>　　(3)由于低壓網絡故障機會較多,從所外電源引接所用電源可靠性較低.有</p><p>　　些工程保留了施工時架設的臨時線路，多用于只有一臺主變壓器或一段低壓母線時的過度階段.500kV變電所多由附近的發(fā)電廠或變電所引接專用線作為所用電源。</p><p>　　4.3所用變壓器低壓側接線</p><p>　　所用電系統(tǒng)采用3

65、80/220V中性點直接接地的三相四線制,動力與照明合用一個電源。</p><p>　　(1)所用變壓器低壓側多采用單母線接線方式.當有兩臺所用變壓器時,采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障范圍,提高供電可靠性。</p><p>　　(2)500kV變電所設置不間供電裝置，向通訊設備﹑交流事故照明及監(jiān)控計算機等負荷供電,其余負荷都允許停電一定時間,故可不裝設失壓啟動的備用電源自

66、投裝置,避免備用電源投合在故障母線上擴大為全所停電事故。</p><p>　　(3)具備條件時,調相機專用負荷優(yōu)先采用由所用變壓器低壓側直接支接供電的方式。</p><p><b>　　4.4所站用電接線</b></p><p>　　站用電接線應按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術和新設備，使設計達到經濟合理

67、、技術先進、安全、經濟地運行。</p><p>　　變電站的站用電源，是保證正常運行的基本電源。通常不少于兩個。其引接方式有兩種：一種是從母線側引入，另一種是從主變低壓側引入。本站由于沒有具體說明，因此采用通過斷路器和隔離開關從低壓側引入。</p><p>　　本站是用兩臺500kVA變壓器接入，為此，查手冊，選出站變，如下表：</p><p>　　表4-1 本站站

68、用變壓器型號參數表</p><p><b>　　4.5備用電源</b></p><p>　　站用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時替代工作電源，起后備作用。備用電源應具有獨立性和足夠的容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得備用電源。</p><p>　　備用分為名備用和暗備用。本站是地區(qū)性變電所。所以，采用暗備用的

69、方式，兩臺變壓器相互備用，當一臺退出運行時，由另一臺承擔負荷。</p><p><b>　　5電氣部分短路計算</b></p><p>　　5.1短路故障的危害</p><p>　　供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運行時阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數百倍以上，它會帶來以下嚴重后果：</p><p>

70、;　　(1)短路電流的熱效應</p><p>　　巨大的短路電流通過導體，短時間內產生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設備過熱而損壞。</p><p>　　(2)短路電流的電動力效應</p><p>　　由于短路電流的電動力效應，導體間將產生很大的電動力。如果電動力過大或設備結構強度不夠，則可能引起電氣設備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。</p>

71、<p>　　(3)短路系統(tǒng)電壓下降</p><p>　　短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對用戶帶來很大影響。例如，異步電動機的電磁轉矩與端電壓平方成正比。同時電壓降低能造成照明負荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學習。</p><p>　　(4)不對稱短路的磁效應</p><p>　　當系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應

72、所產生的足夠的磁通在鄰近的電路內能感應出很大的電動勢。</p><p>　　(5)短路時的停電事故</p><p>　　短路時會造成停電事故，給國民經濟帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。</p><p>　　(6)破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解</p><p>　　短路可能造成的最嚴重的后果就是使并列運行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系

73、統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。</p><p>　　5.2短路電流計算的目的</p><p><b>　　(1)電主接線比選</b></p><p>　　短路電流計算可為不同方案進行技術經濟比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據。</p><p>　　(2)選擇導體和電器</p&

74、gt;<p>　　如選擇斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設備動力穩(wěn)定，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設備及載流導體的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗短路器的遮斷能力等。</p><p>　　(3)確定中性點接地方式</p><p>　　對于35kV 、10kV供配電系統(tǒng)，根據單相短路電流可確定中性點接地方式。&

75、lt;/p><p>　　(4)選擇繼電保護裝置和整定計算</p><p>　　在考慮正確、合理地裝設保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現的最大短路電流值，還應計算最小運行方式下可能出現的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據需要計算單相接地電流等。<

76、/p><p>　　5.3短路電流計算的內容</p><p>　　(1)短路點的選?。焊骷夒妷耗妇€、各級線路末端。</p><p>　　(2)短路時間的確定：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，確定計算短路電流的時間。</p><p>　　(3)短路電流的計算：最大運行方式下最大短路電流；最小運行方式下最小短路電流；各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相

77、短路電流。計算的具體項目及其計算條件，取決于計算短路電流的目的。</p><p>　　5.4短路電流計算方法 </p><p>　　供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必須首先計算出短路點到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數的計算有兩種方法：標幺值法和有名值法。</p><p><b>　　1）標幺值法</b></p>&l

78、t;p>　　標幺制是一種相對單位制，標幺值是一個無單位的量，為任一參數對其基準值的比值。標幺值法，就是將電路元件各參數均用標幺值表示。由于電力系統(tǒng)有多個電壓等級的網絡組成，采用標幺值法，可以省去不同電壓等級間電氣參量的折算。在電壓系統(tǒng)中宜采用標幺值法進行短路電流計算。</p><p><b>　　2） 有名值法</b></p><p>　　有名值法就是以實際有名

79、單位給出電路元件參數。這種方法通常用于1kV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計算。</p><p>　　5.5三相短路電流周期分量起始值的計算</p><p>　　5.5.1短路電流計算的基準值</p><p>　　短路電流的計算通常采用近似標幺值計算。取，各級基準電壓為平均額定電壓。</p><p><b>　　5.5.2網絡模型<

80、;/b></p><p>　　計算短路電流對所用的網絡模型為簡化模型，即：忽略負荷電流；不計各元件的電阻，也不計送電線路的電納及變壓器的導納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示，并認為發(fā)電機電勢模值標幺制為1，相角為0°。</p><p>　　5.5.3三相短路電流周期分量起始值的計算步驟</p><p>　　(1)計算各元件參數標幺值，作出等值電路</p

81、><p>　　前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如下表：</p><p>　　表5-1 主變阻抗電壓百分比表</p><p>　　計算每個繞組的短路電壓百分數：</p><p>　　取,計算變壓器各繞組的標么值</p><p>　　由于一期工程，只有兩臺主變運行。所以，只需考慮2臺變壓器。</p>

82、<p>　　2變的參數與1變的參數一致。</p><p><b>　　做出等值電路圖：</b></p><p>　　圖5-1 等值電路圖</p><p>　　(2)當（f-1）點（220kV母線）發(fā)生短路時的計算</p><p>　　圖5-2 （f-1）點短路等值電路圖</p><p&g

83、t;　　(3)當(f-2)點（110kV母線）發(fā)生短路時的計算</p><p>　　圖5-3 （f-2）點短路等值電路圖</p><p>　　(4)當（f-3）點（35kV）母線短路時的計算</p><p>　　圖5-4 （f-3）點短路等值電路圖</p><p>　　表5-1 短路電流表</p><p>　　6導體和

84、電氣設備的選擇</p><p>　　6.1按正常工作條件選擇電氣設備</p><p>　　1）電器選擇的一般原則</p><p>　　(1)應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。</p><p>　　(2)應按當地環(huán)境條件校核。</p><p>　　(3)應力求技術先進和經濟合理。</p

85、><p>　　(4)與整個工程的建設標準應協(xié)調一致。</p><p>　　(5)同類設備應盡量減少品種。</p><p>　　(6)選用的新產品均應具有可靠的實驗數據，并經正式鑒定合格。</p><p><b>　　2）額定電壓</b></p><p>　　電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化

86、，有時會高于電網的額定電壓 ，故所選電氣設備允許的最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的倍，而電氣設備所在電網的運行電壓波動，一般不超過電網額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓 不低于裝置地點電網額定電壓的條件選擇。即 </p><p>&

87、lt;b>　　(6-1)</b></p><p><b>　　3）額定電流</b></p><p>　　電氣設備的額定電流是在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。應不小于該賄賂在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即： </p><p><b>　　(6-2)</b></p><

88、;p>　　4）環(huán)境條件對設備選擇的影響</p><p>　　當電氣設備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。</p><p>　　6.2按短路狀態(tài)校驗</p><p><b>　　1）校驗的一般原則</b></p><p>　　(1)電器在選定

89、后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。</p><p>　　(2)用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定。用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。</p><p><b>　　2）短路熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　短路電流通過電器時，電氣設備各部

90、件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件。</p><p><b>　　(6-3)</b></p><p>　　式中：—短路電流產生的熱效應</p><p>　　、—電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定的電流和時間</p><p><b>　　3）電動力穩(wěn)定校驗</b></p><

91、p>　　電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為：</p><p><b>　　(6-4)</b></p><p>　　式中：—短路沖擊電流幅值</p><p>　　—電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值 </p><p>　　4）短路電流計算條件</p><p&g

92、t;　　為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經濟性和合理性，并在一定時期內適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應按下列條件確定：</p><p><b>　?。?）容量和接線</b></p><p><b>　?。?）短路種類</b></p><p><b>　?。?）計算短路點</b></

93、p><p><b>　　5）短路計算時間</b></p><p>　　驗算熱穩(wěn)定的短路計算時間為繼電保護動作時間和相應斷路器的全開斷時間之和，即：</p><p><b>　　(6-5)</b></p><p>　　一般取保護裝置的后備保護動作時間，這是考慮到主保護有死區(qū)或拒動；而是指對斷路器的分閘脈沖

94、傳送到斷路器操作機構的跳閘線圈時起，到各相觸頭分離后的電弧完全熄滅為止的時間段。</p><p>　　6.3高壓斷路器和隔離開關的選擇</p><p>　　高壓斷路器和隔離開關是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關電器。高壓斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網或退出運行，起著控制作用。當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。高

95、壓斷路器是開關電器中最為完善的一種設備，其最大特點是能斷開電器中負荷電流和短路電流。而高壓隔離開關的主要功能是保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，不能用于切斷、投入負荷電流或開斷短路電流，僅可用于不產生強大電弧的某些切換操作。</p><p>　　6.3.1高壓斷路器的選擇</p><p><b>　　1)種類</b></p><p>　　按

96、斷路器采用的滅弧介質可分為油斷路器（多油，少油）、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。</p><p><b>　　額定電壓和額定電流</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　式中：，—分別為電氣設備和電網的額定電壓KV</p><p>　　，—分別為電氣設備的

97、額定電流和電網的最大負荷電流A</p><p><b>　　3）開斷電流選擇</b></p><p>　　校驗斷路器的斷流能力,宜取斷路器實際開斷時間的短路電流,所為校驗條件。因此，高壓斷路器的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量，即： </p><p>　　(6-6)

98、 </p><p>　　當斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用，為短路電流值。</p><p>　　4）短路關合電流的選擇</p><p>　　為了保證斷路器在關合短路電流時的安全斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值，即：

99、(6-7)</p><p>　　5）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗</p><p>　　在短路電流過斷路器時,產生大量熱量,由于來不及向外散發(fā),全部用來加熱斷路器,使其溫度迅速上升,嚴重時會使斷路器觸頭焊住,損壞斷路器。因此產品標準規(guī)定了斷路器的熱穩(wěn)定電流,例如1s﹑4s的熱穩(wěn)定電流，其物理意義為:當熱穩(wěn)定電流通過斷路器時,在規(guī)定的時間內,斷路器各部分溫度不會超過國家規(guī)定的允許發(fā)熱溫度,保證斷路器

100、不被損壞。</p><p>　　當時，可不考慮非周期分量的熱效應，只計周期分量。</p><p><b>　　＝</b></p><p>　　式中：—短路電流周期分量</p><p>　　—短路電流周期分量發(fā)熱的等值時間</p><p>　　6.3.2隔離開關的選擇</p><

101、p>　　隔離開關是發(fā)電廠和變電站中常用的開關電器。它需與斷路器配套使用，但隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。</p><p>　　隔離開關的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分合電路。其主要功用為：隔離電壓，倒閘操作，分、合小電流。</p><p>　　隔離開關與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用來接通和

102、切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關合電流的校驗。</p><p>　　隔離開關的型式較多，按安裝地點不同，可分為屋內式和屋外式；按絕緣支柱數目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式；此外，還有V形隔離開關。隔離開關的型式對配電設備裝置的布置和占地面積有很大影響。還應根據配電設備特點和使用要求以及技術經濟條件來確定。</p><p>　　6.4 220kV側斷路器隔離開關的選擇與校驗</

103、p><p>　　6.4.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗</p><p><b>　　1.額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　2.額定電流選擇：</b></p><p><b>　　3.開斷電流選擇：</b></p><p>　　選擇SW6—2

104、20/1200，其SW6—220/1200技術參數如下表：</p><p>　　表6-1 SW6-220/1200技術參數</p><p><b>　　4.短路熱穩(wěn)校驗：</b></p><p>　　電弧持續(xù)時間取0.04s，熱穩(wěn)定時間為：，不計非周期熱效應。</p><p>　　所以， ，滿足熱穩(wěn)校驗要求。</p

105、><p><b>　　5. 動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　滿足熱校驗要求</b></p><p>　　6.4.2主變壓器側隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　1）.額定電壓選擇：</p><p>　　2）.額定電流選擇：</p><p&

106、gt;　　3） 極限過電流選擇： </p><p>　　GW4-220/1250-80型隔離開關，其技術參數如下表：</p><p>　　表6-2 GW4-220/1250-80技術參數</p><p><b>　　4）熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　滿足熱穩(wěn)定校驗要求。 </p><p>

107、;<b>　　5）動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　滿足校驗要求</b></p><p>　　220kV母聯(lián)斷路器及隔離開關的最大工作條件與變中220kV側應滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用SW6-220/1200型斷路器和GW4-220/1250-80型隔離開關。</p><p>　　6.5 110k

108、V側斷路器隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　6.5.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗</p><p>　　1）.額定電壓選擇：</p><p>　　2）.額定電流選擇：</p><p>　　3）.開斷電流選擇：</p><p>　　初選LW36-126/3150-31.5六氟化硫型斷路器,技術參數如下表：<

109、/p><p>　　表6-4 LW36-126/3150-40技術參數</p><p><b>　　4）熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　電弧持續(xù)時間為0.06s</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)校驗要求。</b></p><p><b>　　5）.動穩(wěn)定校驗

110、：</b></p><p><b>　　滿足動穩(wěn)定校驗要求</b></p><p>　　6.5.2主變壓器側隔離開關的選擇與校驗</p><p>　　1）.額定電壓選擇：</p><p>　　2）.額定電流選擇：</p><p>　　3）.極限通過電流選擇：</p>&l

111、t;p>　　初選GW5-126D/1600-31.5型隔離開關，技術參數如下表：</p><p>　　表6-5 GW5-126D/1600-31.5技術參數</p><p>　　4）.短路熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求</b></p><p><b>　　5）.動穩(wěn)定校驗<

112、;/b></p><p><b>　　滿足校驗要求。</b></p><p>　　110kV母聯(lián)斷路器及隔離開關的最大工作條件與變中110kV側應滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用LW30-126/3150-31.5型六氟化硫斷路器和GW5—126D/1600-31.5型隔離開關。</p><p>　　6.6 35kV側斷路器隔離開關

113、的選擇與校驗</p><p>　　6.6.1主變壓器側斷路器的選擇與校驗</p><p>　　1）.額定電壓選擇：</p><p>　　2）.額定電流選擇：</p><p>　　3）.開斷電流選擇：</p><p>　　選擇LW36-40.5型六氟化硫斷路器，技術參數如下表：</p><p>　

114、　表6-6 LW36-40.5技術參數</p><p><b>　　4）.熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　滿足熱穩(wěn)定校驗要求。</p><p><b>　　5）.動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　滿足動穩(wěn)定校驗要求。</p><p>　　6.6.2主變壓器側隔

115、離開關的選擇與校驗</p><p>　　1）.額定電壓選擇：</p><p>　　2）.額定電流選擇：</p><p>　　3）.極限通過電流選擇：</p><p>　　選擇GW5-40.5D/1600-31.5型隔離開關，技術參數如下表：</p><p>　　表6-7 GW5-40.5D/1600-31.5技術參數&

116、lt;/p><p>　　4）.短路熱穩(wěn)定校驗：</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)校驗要求。</b></p><p><b>　　5）.動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　滿足動穩(wěn)定校驗要求。</p><p>　　35kV母聯(lián)斷路器及隔離開關的最大工作條件與變低35kV側

117、應滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用LW36-40.5型六氟化硫斷路器和GW5-40.5D/1600-31.5型隔離開關</p><p><b>　　6.7互感器的選擇</b></p><p>　　互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器，互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（）和小電流（5，1A），其一次側接在一次系統(tǒng)，二次側

118、接測量儀表與繼電保護等。</p><p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類。</p><p>　　6.7.1電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉換為1A或5A的小電流以滿足繼電保護﹑自動裝置和測量儀表的要求。</p><p>　　1）種類和型式的選擇</p><p>

119、　　電流互感器根據使用環(huán)境可分為室內式﹑室外式,根據結構可分為瓷絕緣結構和樹脂澆注式結構，根據一次線圈的型式又可分為線圈式和母線式﹑單匝貫穿式﹑復匝貫穿式。 選擇電流互感器時，應根據安裝地點和安裝方式選擇其型式。</p><p>　　2）一次回路額定電壓的選擇</p><p>　　一次回路額定電壓應滿足：</p><p>　　3）一次額定電流的選擇</p>

120、;<p>　　為確保所供儀表的準確度，電流互感器的一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。</p><p>　　(6-8) </p><p><b>　　4)準確等級</b></p><p>　　先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，