1、- 1 -1廣西電力職業技術學院電力工程系 畢業設計說明書畢業設計說明書題題 目目 110kv110kv變電站設計變電站設計 專 業 發電廠及電力系統 班 級 電力903 學 號 201090312 學生姓名 指導教師 20112011年年 1212 月月 1414 日日- 2 -2前 言畢業設計是高等工程教育最重要的實踐性教學環節，它是由我們獨立完成的一項綜合性、創造性、設計性的大型作業。開展畢業設計課題至關重要并具有深遠的意義，不僅培養我們分析和解決各種實際問題的能力，也進一步鞏固、深化和擴展所學的專業理論知識。 我們這次設計的主要內容是對某110kv降壓變電站的電氣部分進行初步設計,包括

2、了：負荷統計分析、主變的選擇、電氣主接線方案選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇和校驗、繼電保護的選擇及cad制圖等內容。經過五個星期的努力，我們a1組終于完成了這次畢業設計。在此過程中，我們從對變電站的生疏，到了解，再到深入研究， 我們有了不少的收獲，鞏固了在大學期間的專業知識，并對以前的基礎理解的更加透徹，掌握的更加熟練；鍛煉了自己的實際應用能力，將課本上學到的理論知識和實際生產聯系了起來；增強了自己獨立解決問題的能力以及團隊合作精神，培養實事求是、全面科學、嚴肅認真的工作作風，為今后從事本專業工作打下堅實牢固的基礎。 但由于時間和水平的局限，設計中難免會有不妥之處，敬請老師多批評指導。

3、- 3 -3目 錄前言第1章 畢業設計任務書.11.1.設計題目.11.2.所址概況.11.3.負荷資料：.11.4.畢業設計的任務：.11.5.畢業設計的成果要求：.2第2章 主變壓器的選擇.32.1.負荷計算.32.2.變壓器臺數的確定.32.3.主變容量的確定.42.4.主變相數的選擇.42.5.主變繞組數量.42.6.主變型號的選擇.52.7.連接組別的選擇.52.8.變壓器冷卻方式選擇.5第3章 電氣主接線的選擇.73.1.電氣主接線的基本要求.73.2.主接線的接線方式選擇.73.2.1 110kv側主接線選擇方案.93.2.2 35kv側主接線方案選擇.103.2.3 10kv側

4、主接線方案選擇.113.2.4 變電站主接線圖.11第4章 短路電流計算.134.1 .概述.134.2.短路計算的目的及假設.134.2.1.短路計算的目的.134.2.2.短路電流計算的一般規定.134.2.3.短路計算基本假設.144.2.4.基準值的選取.144.2.5.短路電流計算的步驟.144.3.三相短路的計算.164.3.1母聯斷開和閉合時110kv側的情況是一樣的.164.3.2 35kv側.174.3.3 10kv側.194.3.4結論.20- 4 -4第5章 電氣設備選擇.215.1.概述.215.1.1.一般原則.215.1.2.技術條件.215.2.斷路器的選擇.22

5、5.2.1 對斷路器的基本要求.225.2.2 斷路器選擇.225.3.隔離開關的選擇.275.3.1隔離開關的作用.275.3.2 隔離開關的選擇.275.4.互感器的選擇.315.4.1. 互感器的概述.315.4.2. 電流互感器選擇.315.5母線的選擇.365.6. 電纜的選擇.38第六章 保護.416.1. 繼電保護配置規劃.416.1.1.變壓器的繼電保護：.416.1.2.主變壓器保護：.416.2. 防雷保護及其配置.426.2.2.主接地網.446.6.3.主變中性點放電間隙保護.44主要參考文獻、資料：.46致謝.47附錄1.48- 1 -1第第1 1章章 畢業設計任務書

6、畢業設計任務書1.1.設計題目設計題目某110kv降壓變電站電氣部分初步設計1.2.所址概況所址概況110kv 變電站坐落在一個工業園，有2回線與系統相連，變電站與系統的架空線長度50km，系統最大方式容量為3000mva，相應的系統電抗為0.46，系統最小方式容量為2500mva,系統電抗為0.4（以系統容量及電壓為基準的標幺值）。變電站地址條件較好，地勢較為平坦，屬于5級地震區，凍土層深1.8m，復冰厚度10mm，最大風速25m/s，年平均溫度5，最高氣溫38，最低氣溫1。1.3.負荷資料：負荷資料：表1-1 35kv負荷情況表用戶名容量（mva）負荷性質距離（km）水泥廠10215化肥廠

7、10210機械廠10112鋼鐵廠5112表1-2 10kv負荷情況表用戶容量（mva）負荷性質線路類型距離（km）自來水廠51架空2糖廠3.52架空2醫院1.01電纜1.5紡織廠3.03架空2農機廠3.02架空1造紙廠1.02架空2市政府2.52電纜11.4.畢業設計的任務：畢業設計的任務：- 2 -21） 進行技術、經濟比較，選擇電氣主接線方案。2） 選擇變壓器的臺數、容量、型號、參數。3） 計算短路電流，選擇電氣設備（斷路器、隔離開關、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器）。4） 變電站主接線圖 1張。1.5.畢業設計的成果要求：畢業設計的成果要求：1）變電所電氣主接線圖1張（a3紙）（包

8、括避雷器、電流互感器、電壓互感器等的配置）。（要求電氣cad出圖）。2）設計說明書一份（包括短路電流計算的過程及等值電路圖）。- 3 -3第第2 2章章 主變壓器的選擇主變壓器的選擇主變壓器的選擇與變壓器的臺數、形式、連接組別、電壓等級、調壓等級、冷卻方式、運輸條件以及變電站的容量有關。它的確定除了依據基本原始資料外，還應根據電力系統510年的發展規劃，輸送功率大小、饋線回路數、電壓等級及接入系統的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。根據變電站所帶負荷性質和電網結構來確定主變壓器的容量。在選擇主變壓器時，要根據原始資料和設計變電站的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇變壓器

9、。選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電站的擴建情況來選擇主變壓器的臺數及容量。2.1.負荷計算負荷計算1、35kv側負荷統計一類負荷：mvas15510二類負荷：mvas2010102、10kv側負荷統計一類負荷：mvas615二類負荷：mvas105 . 2135 . 3三類負荷：mvas3表2-1 負荷統計表電壓等級一類負荷(mva)二類負荷(mva)三類負荷(mva)35 kv1520010 kv6103小計21303匯總54 (mva)- 4 -42.2.變壓器臺數的確定變壓器臺數的確定1、選擇原則（1）對于只供電給二類，三類負荷的變電站，原則上只裝設一臺變壓器。（2）對于供電負荷較

10、大的城市變電站或有一類負荷的變電站，應選用兩臺相同容量的主變壓器。2、主變壓器臺數的選擇根據原始資料可知，本次所設的變電站是110kv降壓變電站，所設計變電站的電壓等級為三個等級，分別為110kv、35kv、10kv，供電負荷大，一類二類負荷占大部分，屬于有一類負荷的重要變電站。根據規定選擇兩臺主變時供電可靠性較高，所以選用兩臺主變壓器。2.3.主變容量的確定主變容量的確定1確定原則：主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規劃負荷選擇并適當考慮到遠期1020年的負荷發展。2. 容量確定：根據變電站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站，應考慮當一臺主變壓器停運時

11、，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的60%70% ，s=54mva或者用戶的一類負荷和二類負荷。由于上述條件限制，所以，兩臺主變壓器各自承擔27mva，當一臺停運時，另一臺則承擔60%的負荷，單臺變壓器運行也要滿足一級和二級負荷的供電mvas4 .3254%60%60需要，10+10+10+5+5+3.5+1+3+1+2.5=51mva。故選擇兩臺63mva的主變壓器就可以滿足負荷要求2.4.主變相數的選擇主變相數的選擇在330kv及以下的發電廠和變電所中，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3臺單相式投資小，占地少，損耗小，同時配電裝置結構比較簡單，運行維護比較方便。如果受到

12、制造、運輸條件等條件的限制時，可選用單相變壓器組。而我們所設計的變電站，地址條件較好，不存在運輸條件限制問題，故選擇三相電力變壓器2.5.主變繞組數量主變繞組數量繞組的形式主要有雙繞組和三繞組規程上規定在選擇繞組形式時，一般應優先考慮三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電路和輔助設備，比兩臺雙繞組變壓器都較- 5 -5少。三繞組變壓器通常應用下列場合：（1）在發電廠內。除發動機電壓外，有兩種升高電壓與系統連接或向用戶供電。（2）在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要向高壓中壓和低壓供電或高壓和中壓向低壓供電。（3）在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統需要相互連接。（4）在星

13、形星形接線的變壓器中，需要一個三角形連接的等三繞組。本待建變電站具有110kv，35kv，10kv三個電壓等級，所以擬用三繞組變壓器。2.6.主變型號的選擇主變型號的選擇本待建變壓器有一、二類負荷，當調整電壓時，需要帶負荷調整。所以采用有載調壓變壓器，sfsz9-63000/110,額定容量63000kva，高壓121kv，中壓38.5kv，低壓10.5kv。表2-2 主變壓器型號及相關參數額定電壓（kv）負載損耗（kw）阻抗電壓(%)變壓器型號額容量vak高壓中壓低壓空載損耗kw高中高低中低高中高低中低空載電流（%）sfsz9-63000/1106300011081.25%38.522.5%

14、10.551.5270.0降壓型高中：10.5高低：17.5中低：6.50.32注：該型號變壓器為三繞組有載調壓變壓器，在電網電壓波動時，它能在負荷運行條件下自動或手動調壓，保持輸出電壓的穩定，從而提高供電質量。2.7.連接組別的選擇連接組別的選擇變壓器的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星型和三角型。我國110kv及以上電壓，變壓器繞組都采用星型連接；35kv亦采用星型連接，其中性點多通過消弧線圈接地，故本變電站110kv側采用星型接線，35kv側采用星型連接，10kv側采用三角型接線。即可確定本110kv降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為接線

15、。110ndyyn- 6 -62.8.變壓器冷卻方式選擇變壓器冷卻方式選擇（1）自然風冷卻。無風扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流，額定容量在10000kva及以下。（2）強迫空氣冷卻。簡稱風冷式，在冷卻器間加裝數臺電風扇，使油迅速冷卻，額定容量在8000kva。（3）強迫油循環風冷卻。采用潛油泵強迫油循環，并用風扇對油管進行冷卻，額定容量在40000kva及以上。（4）強迫油循環水冷卻。采用潛油泵強迫油循環，并用水對油管進行冷卻，額定容量在120000kva及以上。由于銅質量不過關，國內已很少應用。（5）強迫油循環導向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預先設計好

16、的油道中進行冷卻。（6）水內冷。將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環，將變壓器的熱量帶走。根據待設計變電站主變的容量為63000kva，為使主變的冷卻方式既能達到預期的冷卻效果，又簡單、經濟，所以選用強迫油循環風冷卻方式- 7 -7第第3 3章章 電氣主接線的選擇電氣主接線的選擇3.1.電氣主接線的基本要求電氣主接線的基本要求1、可靠性。安全可靠是電力生產的首要任務，衡量電氣主接線運行可靠性的一般準則：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電；（2）斷路器或者母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數和停運時間并要求保證對一級負荷和大部分二級負荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運。2、靈

17、活性。投切發電機、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調度靈活：（1）調度時，應可以靈活地投入和切除發電機、變壓器和線路。（2）檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備進行檢修而不致影響電力系統的運行，和對用戶的供電。（3）擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。3、 經濟性。(1)投資少；(2)占地面積??；(3)電能損耗??；(4)發展性好。3.2.主接線的接線方式選擇主接線的接線方式選擇 表3-1 主接線常用基本接線方式接線方式優點缺點適用范圍單母線接線單母線接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。（1）供電可靠性和靈活性較差，在母線及母線隔離開關檢修或故障時，

18、各支路都必須停止工作需使整個配電裝置停電；（2）引出線的斷路器檢修時適用于不重要負荷和中、小容量的水電站和變電站中。- 8 -8，該支路要停止供電。單母線分段接線（1）當母線發生故障時，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續工作。（2）兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高供電可靠性，可對重要用戶供電。（1）當一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作。（2）任一支路斷路器檢修時，該支路必須停止工作。（3）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。(1) 610kv，每段母線容量不超過25mw；35kv配電裝置的出線回路數為48回為宜。（2

19、）110kv配電裝置的出線回路數為小于8回。單母線分段帶旁路母線接線與單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。（1）增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。（2）旁路斷路器代替個回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產生誤操作，釀成事故。（3）保護及二次回路接線復雜。(1)用于出線不多，容量不大的中、小型發電廠；(2)35110kv變電站；（3）主要用于電壓為610kv出線較多的而且對重要負荷供電的裝置中。雙母線接線（1）可靠性高。（2）靈活性好。（3）擴建方便。（1）檢修出線斷路器時該支路仍然會停電。（2）設備較多、配電裝置復雜，運行中需

20、要用隔離開關切換電路，容易引起誤操作；同時投資和占地面積較大。（1）電壓為610kv短路容量大、有出線電抗器的裝置。（2）電壓為3560kv出線超過8回或電源較多、負荷較大的裝置。（3）電壓為110kv220kv出線為5回及以上或者在系統中居重要位置出線為4回及以上的裝置。- 9 -9雙母線分段接線具有更高的可靠性和更大的靈活性。增加母聯斷路器和分段斷路器數量，配電裝置投資較大。（1）電壓為220kv進出線為1014回的裝置。（2）電壓為610kv進出線回路數或母線上電源較多、輸出功率較大、短路電流較大的裝置。橋形接線橋形接線配電裝置的結構比較簡單，造價便宜，運行中具有一定的可靠性、靈活性、便

21、于擴展。（1）內橋接線正常運行時變壓器操作復雜。同時，出現斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。(2) 線路投入與切除時，操作復雜。在具有兩臺主變壓器的雙回線路中變電站中得到廣泛應用。3.2.13.2.1 110kv110kv側主接線選擇方案側主接線選擇方案根據發電廠變電站電氣設備中可有：當有兩臺主變壓器和兩回線路時可采用橋式接，橋式接線可分為內橋接線和外橋接線，以后隨著發展，過渡到單母線分段和雙母線接線。本變電站110kv側有兩回進線，初步擬定方案為橋式接線,即有內橋和外橋接線兩種方案。 跨條跨條qsqsqsqsqfqfqfqfqfqf圖3-2 方案1內橋接線 圖3-3 方案2 外橋接線方案1

22、內橋接線特點：(1)線路操作方便。如線路發生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續工作，并保持相互的聯系。(2)正常運行時變壓器操作復雜。(3)橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯系；同時，出現斷路器故障或- 10 -10檢修時，造成該回路停電。為此，在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。內橋接線使用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經常切換的運行方式的變電站中。方案2外橋接線特點：(1)變壓器操作方便。(2)線路投入與切除時，操作復雜。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側變壓器停止運行，需經倒閘操作恢復變壓器工作，造成變壓器短時停電。(3)橋回

23、路故障或檢修時全廠分裂為兩部分，使兩個單元之間失去聯系；同時，出線側斷路器故障或檢修時，造成該側變壓器停電。此外，在實際接線中可采用設內跨條來提高運行靈活性。外橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經常切換，而且線路有穿越功率通過的變電站中。以上兩種方案比較：兩種方案均具有接線簡單清晰、設備少、造價低、易于發展成為單母線分段或雙母線接線，為了節省投資，變電站建設初期，可先采用橋形接線，并預留位置，隨著發展逐步建成單母線分段或雙母線接線。結合原始材料可知待設計變電所有兩回進線兩回出線，線路為50km屬于短距離輸電線路，所以110kv側采用外橋接線方式。注：長距離輸電線路-

24、線路長度超過300km以上；中距離輸電線路-線路長度在100km以上，300km以下的架空輸電線路和不超過100km的電纜線路；短距離輸電線路-線路長度不超過100km。3.2.23.2.2 35kv35kv側主接線方案選擇側主接線方案選擇根據實際情況初步擬定三種方案，如下各圖所示：l l1 11 13 3q qs s1 11 1q qs s0 0q qf f1 1q qf f2 2q qf f0 01 1q qs s0 02 2q qs s段段段段l l1 1l l2 21 15 5q qs s2 25 5q qs s1 13 3q qs s2 23 3q qs s1 1q qf f2 2q

25、 qf f0 05 5q qs s0 06 6q qs s0 03 3q qs s0 04 4q qs s0 01 1q qs s0 02 2q qs s0 0q qf f1 11 1q qs s2 21 1q qs s段段段段l l1 11 13 3q qs s1 11 1q qs s4 4q qf f1 1q qf f2 2q qf fl l2 2l l3 3l l4 4l l2 2l l3 3- 11 -11 圖3-4依據以上三種接線方式的特點作出主接線方案比較如下表所示：接線方式單母線分段接線（方案1）單母線接線（方案2）單母分段帶旁路接線（方案3）優、缺點(1)一段母線故障停止工作，

26、另一段母線仍可工作。兩段接線可提高供電可靠性。(2)當一段母線故障時，該母線上所有支路必須斷開，停電范圍較大；任一支路斷路器檢修時，該支路必須停電(1) 單母線接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。 (2)可靠性和靈活性較差。在母線和母線隔離開關檢修或故障時，各支路都停電，引出線的斷路器檢修時，該支路要停電。(1)單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。(2)增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。(3)旁路斷路器代替個回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產生誤操作，釀成事故。(4)保護及二次回路接線復雜?？煽啃暂^好較差

27、高靈活性較好較差較好維護性較好較差較好技術比較二次保護一般簡單復雜經濟比較略有增加投資少投資大結論通過以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性和靈活性方面比單母線較好，維護方便性好。經濟方面有點增加，但不起主導地位；單母線分段接線方式與單母分段帶旁路接線相比，在可靠性、靈活性和維護方面都差不多，但是單母分段帶旁路接線增加了配電裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。所以綜合考慮，選擇單母線分段接線（方案1）較為合理。選擇方案單母線分段接線（方案1）3.2.33.2.3 10kv10kv側主接線方案選擇側主接線方案選擇10kv側主接線方案選擇的分析過程同35kv側主接線方案選擇相

28、同，故選擇單母線分段接線比較合理- 12 -123.2.43.2.4變電站主接線圖變電站主接線圖 根據以上分析結果得出變電站主接線圖3-5所示- 13 -13第第4 4章章 短路電流計算短路電流計算4.1 .概述概述所謂短路，就是供電系統中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產生超出規定值的大電流。主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電流都大于兩相和單相短路電流。短路電流的大小也是比較主接線方案，分析運行方式時必須考慮的因素。系統短路時還會出現電壓降低，靠近短路點處尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。選擇電氣設備時，通常用三相短路電流；校驗繼電保護動作靈敏度時用兩

29、相短路、單相短路電流或或單相接地電流。工程設計中主要計算三相短路電流。4.2.短路計算的目的及假設短路計算的目的及假設4.2.1.4.2.1. 短路計算的目的短路計算的目的1、選擇電氣設備：電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩定性和熱穩定性，而電氣設備的電動力穩定性和熱穩定性的校驗是以短路電流計算結果為依據的。2、繼電保護的配置和整定：系統中影配置繼電保護以及繼電保護裝置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析算。3、電氣主接線方案的比較和選擇：在發電廠和變電站的主接線設計中，比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。4、通信干擾：在設計110

30、kv及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。5、短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。4.2.2.4.2.2.短路電流計算的一般短路電流計算的一般規定規定1、驗算導體和電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規劃容量計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃（一般為本期工程建成后5-10年）。確定短路電流計算時，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。- 14 -142、選擇導體和電器用的短路電

31、流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的導部電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3、選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。4、導體和電器的動穩定、熱穩定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。4.2.3.4.2.3.短路計算基本假設短路計算基本假設短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則：1、正常工作時，三相系統對稱運行。2、所有的電源的電動勢相位角相同。3、短路發生在短路電流為最大值的瞬間。4、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。5、元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。6、輸電線路的電容略去不計。4.2

32、.4.4.2.4.基準值的選取基準值的選取每個元件電氣量的標幺值的基準值都可以任意選定。若選取的基準功率為和基準電壓為，由于4個電氣量僅兩個是獨立量，其基準電流和基準電bsbubi抗可通過功率關系和歐姆定律求得，即和。bbbusi3bbbbbsuiuz234.2.5.4.2.5.短路電流計算的步驟短路電流計算的步驟1.短路點的選擇一般發生在母線上的短路電流較大，故短路點選擇在各側的母線上。考慮10kv和35kv側母聯斷開與閉合的情況，故作出短路系統電抗標幺值等效電路圖，母聯斷開時如圖4-1所示，母聯閉合時如圖4-2所示。- 15 -15圖4-1 標幺值等效電路圖 圖4-2 標幺值等效電路圖2.

33、元件電抗求各元件的電抗標幺值： mvasb100kv115avuub變電站與系統的架空線長度50km，系統最大方式容量為3000mva，相應的系統電抗為0.46。(1)系統最大運行方式下的阻抗計算 015. 0300010046. 011sbsssx(2) 線路總阻抗計(3) 變壓器各側阻抗計算高壓側：75.10)5 . 65 .175 .10(21%)%(21%2313121kkkkuuuu中壓側：25. 0)5 ,175 . 65 .10(21%)%(21%1323122kkkkuuuu低壓側：75. 6)5 .105 . 65 .17(21%)%(21%1223123kkkkuuuu變壓

34、器容量為mvasnt6317. 06310010075.10100%1ntbkitssux004. 06310010025. 0100%22ntbktssux0756. 0115100504 . 0212122bblluslxx- 16 -16107. 06310010075. 6100%33ntbktssux 48.2210011517. 02211bbttsuxx 529. 0100115004. 02222bbttsuxx 15 02233bbttsuxx4.3.三相短路的計算三相短路的計算4.3.14.3.1母聯斷開和閉合時母聯斷開和閉合時110kv110kv

35、側的情況是一樣的側的情況是一樣的系統到110kv側 mvasb100kv115avuub當在（）處發生三相短路時1k4k最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖4-3所示圖4-3標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為：0906. 00756. 0015. 011lsfxxx系統電阻為： 855. 1300011046. 046. 02s2ssuxs電源至短路點的總電阻： 855.1110855. 1fx%10%6 .15855.11855. 1%100fsxx45. 37 . 210030000906. 0bsffssxx- 17 -17所以110kv側為有限大系統t=0s時。377. 0

36、b短路周期分量的有效值： ausbnbfk678. 531153000377. 03短路沖擊電流： kaimk45.14678. 58 . 122f短路最大有效值： kaifk63. 8678. 552. 152. 1短路容量：mvaiufb98.1130678. 511533ft=0.1s時。 365. 0b短路周期分量的有效值： kausbnbf94 . 531153000365. 03短路沖擊電流： kaimk975.1349. 58 . 122f短路最大有效值： kaifk34. 849. 552. 152. 1短路容量：mvaiufb53.109349. 511533ft=4s時，3

37、78. 0b短路周期分量的有效值： kausbnbf96 . 531153000783 . 03短路沖擊電流： kaimk48.1469. 58 . 122f短路最大有效值： kaifk48.1469. 552. 152. 1短路容量：mvaiufb37.113369. 511533f4.3.24.3.2 35kv35kv側側 mvasb100kv37avuub母聯閉合時當在處發生三相短路時 5k最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖4-4所示- 18 -18圖4-4 標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為：1736. 0)004. 017. 0(210756. 0015. 0)(212

38、11ttlsfxxxxx電源至短路點的總電阻： 38.222529. 048.2210855. 1221ttlsfxxxxx%10%13. 8%10038.22855. 1%100fsxx45. 32 . 510030001736. 0*fbnfssi所以35kv側是無限大系統短路周期分量的有效值：標幺值： 76. 51736. 011*ffii有名值： kausiibff99. 833710076. 53*短路沖擊電流： kaimk88.2299. 88 . 122f短路最大有效值： kaifk66.1399. 852. 152. 1短路容量：mvaiufb13.57699. 83733f母

39、聯斷開時當在處發生三相短路時 2k最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖4-5所示- 19 -19圖4-5標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為：2566. 0004. 017. 00756. 0015. 02111ttlsfxxxxx短路周期分量的有效值：標幺值： 90. 32566. 011*ffii有名值： kausiibff09. 633710090. 33*短路沖擊電流： kaimk50.1509. 68 . 122f短路最大有效值： kaifk26. 909. 652. 152. 1短路容量：mvaiufb28.39009. 63733f4.3.34.3.3 10kv10kv

40、側側 mvasb100kv5 .10avuub1、母聯閉合時當在處發生三相短路時 6k最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖4-6所示圖4-6標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為： 2291. 0)107. 017. 0(210756. 0015. 0)(213111ttlsfxxxxx- 20 -20電源至短路點的總電阻： 17.30215.1448.2210855. 1231ttlsfxxxxx%10%15. 6%10017.30855. 1%100fsxx45. 387. 610030003676. 0*fbnfssi所以10kv側是無限大系統短路周期分量的有效值：標幺值： 36

41、. 42912 . 011*ffii有名值： kausiibff97.2335 .1010036. 43*短路沖擊電流： kaimk02.6197.238 . 122f短路最大有效值： kaifk43.3697.2352. 152. 1短路容量：mvaiufb94.43597.235 .2033f2、母聯斷開時當在處發生三相短路時 3k最大運行方式下，作出等值電路圖如下圖4-7所示圖4-7標幺值等效電路圖電源至短路點的總電抗的標幺值為：3676. 0107. 017. 00756. 0015. 03111ttlsfxxxxx短路周期分量的有效值：標幺值： 72. 26763 . 011*ffi

42、i- 21 -21有名值： kausiibff96.1435 .1010072. 23*短路沖擊電流： kaimk08.3896.148 . 122f短路最大有效值： kaifk74.2296.1452. 152. 1短路容量：mvaiufb07.27296.145 .2033f4.3.44.3.4結論結論經過以上計算的結果，從中可以知道，當母聯閉合時在最大運行方式下的三相短路電流值最大，所以根據母聯閉合時在最大運行方式下的三相短路電流來選擇并校驗電氣設備。第第5 5章章 電氣設備選擇電氣設備選擇5.1.概述概述電氣設備的選擇是發電廠和變電所電氣設計的主要內容之一。正確的選擇電氣設備是使電氣主

43、接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時必須符合國家有關經濟技術政策。技術要先進，經濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現場的自然條件要求。所選設備正常時應能可靠工作，短路時應能承受多種短路效應。5.1.1.5.1.1.一般原則一般原則1、設備按照主接線形式進行配置2、按裝置位置及系統正常運行情況進行選擇，按短路情況進行校驗3、所選擇設備在系統中最惡劣運行方式下仍能可靠工作，動作。4、同類設備盡量同一型號，便于設備的維護，訂貨和相互備用5、考慮近期5年發展的要求5.1.2.5.1.2.技術條件技術條件正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要

44、條件。在進行設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，- 22 -22積極而穩妥地采用新技術，并注意節約投資，選擇合適的電氣設備。1、按正常工作條件選擇電氣設備（1）額定電壓通常，規定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的1.11.15倍，而電氣設備所在電網的運行電壓波動，一般不超過電網的額定電壓的1.15倍。即 (電網額定電壓)nsnuu（2）額定電流電氣設備的額定電流是指在額定環境溫度下，電氣設備的長期允許電流ni。 應不小于該回路在各種合理方式下的最大持續工作電流。nimaxi2、按短路狀態校驗（1）短路熱穩定校驗短路電流通過電器時，電氣設備各部件溫度（或發熱效應

45、）應不超過允許值。滿足熱穩定的條件為。ktqi2式中 -短路電流產生的熱效應； 、t -kqti電氣設備允許通過的熱穩定電流和時間。（2）動穩定校驗動穩定是電器承受短路電流機械效應的能力。滿足動穩定的條件為 或。shesiishesii式中 -短路沖擊電流幅值及其有效值； -shshii 、esesii 、電氣設備允許通過的動穩定電流幅值及其有效值。5.2.斷路器的選擇斷路器的選擇5.2.15.2.1 對斷路器的基本要求對斷路器的基本要求1、工作可靠。斷路器應能在規定的運行條件下長期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準確無誤的完成關合和開斷電路的指令，其拒動或誤動都將造成嚴重的后果。2、具有足

46、夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是只能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩定和動穩定。3、具有自動重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時性的。為了提- 23 -23高電力系統運行的穩定性和供電可靠性，線路保護多采用自動重合閘方式。4、結構簡單，經濟合理。在滿足安全、可靠的同時，還考慮到經濟性，故要求斷路器的結構力求簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。5.2.25.2.2 斷路器選擇斷路器選擇1、110kv側斷路器選擇110kv側最大持續工作電流)(60.2971103105405. 1305. 1i3mausnnax式中 -指變電站總負荷的容量，mva

47、。ns110kv側電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為ka，沖擊678. 5fi電流最大值為 ka。45.14mi根據電流值查附表初步選型號為lw24-126的斷路器，其技術參數如下表5-1所示：表5-1 110kv側的斷路器參數表型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流（a）額定開斷電流（ka）額定短時耐受電流ka（4s）額定峰值耐受流（ka）額定關合電流（ka）額定合閘時間（s）全開時間（s）lw24-126110126125031.531.580800.10.06（1）斷路器最高工作電壓126kv大于系統額定電壓110kv；（2）斷路器額定電流最大持續持續工作；ain1250

48、ai60.297max（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值aik5 .31keaifk678. 5（4）動穩定校驗額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值，即kai80maxkaim45.14滿足要求。miimax（5）熱穩定校驗設,其中 (為保護動作時間，為斷路器分閘時間。)ste40tttrert0t- 24 -24時間內電氣設備允許通過的熱穩定電流有效值，則有etsk396945 .31t22ait時間內短路電流的熱效應etsk5 .129469. 5224fkatq則，即滿足要求。ktqit2故lw24-126的斷路器，可滿足技術條件要求2、 35kv側斷路器選擇35kv側最大

49、持續工作電流 ausinn21.606353103505. 1305. 13max式中 -指變電站35kv側總負荷的容量，mva。ns35kv側電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電aifk99. 8流最大值為。aimk88.22根據電流值查附表初步選型號為zn12-40.5的斷路器，其技術參數如下表5-2所示：表5-2 35kv側的斷路器參數表型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流（a）額定開斷電流（ka）額定短時耐受電流ka（4s）額定峰值耐受電流（ka）額定關合電流（ka）額定合閘時間（s）全開斷時間（s）zn12-40.53540.51250252563630.10

50、.06（1）斷路器最高工作電壓40.5kv大于系統額定電壓35kv；（2）斷路器額定電流最大持續持續工作ain1250ai21.606max（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值aik25keaifk99. 8（4）動穩定校驗額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值，即kai63maxkaim88.22滿足要求。miimax- 25 -25（5）熱穩定校驗設,其中 (為保護動作時間，為斷路器分閘時間。)ste40tttrert0t時間內電氣設備允許通過的熱穩定電流有效值 etskatit250042522時間內短路電流的熱效應etsk28.323499. 8t22aiqk則，即滿足要求。

51、kqti2t故zn12-40.5的斷路器，可滿足技術條件要求。3、10kv側斷路器選擇10kv側最大持續工作電流 ausnnax8 .1151103101905. 1305. 1i3m式中 -指變電站10kv側總負荷的容量，mva。ns10kv側電壓等級下的三相短路電流周期分量有效值為，沖擊電kaif97.23流最大值為 。kaim02.61根據電流值查附表初步選型號為zn11-12的斷路器，其技術參數如下表5-3所示：表5-3 10kv側的斷路器參數表型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流（a）額定開斷電流（ka）額定短時耐受電流ka（4s）額定峰值耐受流（ka）額定關合電流（ka

52、）額定合閘時（s）全開斷時間（s）zn12-121012125031.531.580800.060.03（1）斷路器最高工作電壓12kv大于系統額定電壓10kv；（2）斷路器額定電流最大持續持續工作；ain1250ai8 .1151max（3）斷路器額定開斷電流三相短路周期分量有效值ai5 .31ke；aifk97.23（4）動穩定校驗：額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值kai80max，即滿足要求。aimk02.61miimax- 26 -26（5）熱穩定校驗：設,其中 ste40tttre(為保護動作時間，為斷路器分閘時間)rt0t時間內電氣設備允許通過的熱穩定電流有效值etsk396

53、945 .31t22ait時間內短路電流的熱效應etskatiqk22242.2298497.23則，即滿足要求，故zn12-12的斷路器符合要求。kqti2t4、選擇校驗結果列表如下表5-4 110kv側斷路器校驗項目計算參數選擇lw24-126校驗結果工作電壓 kv系統電壓110額定電壓110合格最大持續工作電流 a最大持續工作電流297.60額定電流1250合格動穩定校驗 ka短路沖擊電流最大值14.45額定峰值耐受電流80合格熱穩定校sk a短路電流的熱效應kq129.5ti2t3969合格額定開斷電流（ka）三相短路周期分量有效值5.678額定開斷電流31.5合格表5-5 35kv側

54、斷路器校驗項目計算參數選擇zn12-40.5校驗結果工作電壓kv系統電壓35額定電壓35合格最大持續工作電流 a最大持續工作電流606.21額定電流1250合格- 27 -27動穩定校驗ka短路沖擊電流最大值22.88額定峰值耐受電流63合格熱穩定校sk a短路電流的熱效應kq323.28ti2t2500合格額定開斷電流（ka）三相短路周期分量有效值8.99額定開斷電流25合格表5-6 10kv側斷路器校驗項目計算參數選擇zn12-12校驗結果工作電壓（kv）系統電壓10額定電壓10合格最大持續工作電流a最大持續工作電流1151.8額定電流1250合格動穩定校驗ka短路沖擊電流最大值61.02

55、額定峰值耐受電流80合格熱穩定校sk a短路電流的熱效應kq2298.42ti2t3969合格額定開斷電流（ka）三相短路周期分量有效值23.97額定開斷電流31.5合格5.3.隔離開關的選擇隔離開關的選擇5.3.15.3.1隔離開關的作用隔離開關的作用高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備；其作用如下：（1）隔離電源、保證安全，利用隔離開關將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與其它帶電部分可靠隔離。使工作人員可以安全的進行作業，不影響其余部分的正常工作。（2）倒閘操作，隔離開關經常用來進行電力系統運行方式改

56、變時的倒閘操作。（3）接通或切斷小電流電路，可以利用隔離開關接通或切斷下列電路：電壓互感器、避雷器、長度不超過10km的35kv空載線路或長度不超過5km的10kv空載線路、35kv/1000kva及以下和110kv/3200kva以下的空載變壓器。隔離開關的型式應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術、經濟比較，再根據其校驗計算結果后確定。5.3.25.3.2 隔離開關的選擇隔離開關的選擇- 28 -281、110kv側隔離開關的選擇110kv側最大持續工作電流 ausnnax60.2971103105405. 1305. 1i3m式中 -指變電站10kv側總負荷的容量，mv

57、a。ns110kv側三相短路電流周期分量有效值ka，沖擊電流ka678. 5fi45.14mi。根據電流值查附表初步選型號為gw5-110d630的隔離開關。其技術參數如下表5-7所示：表5-7 110kv側的隔離開關參數表型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流（a）動穩定電流（ka）熱穩定試驗電流ka（4s）gw5-110d6301101266305020（1）隔離開關額定電壓110kv等于系統額定電壓110kv；（2）隔離開關額定電流最大持續持續工作；ain630ai60.297max（3）動穩定校驗動穩定電流 kai50max，短路沖擊電流最大值，即滿足要求。aimk45.14

58、miimax（4）熱穩定校驗設,其中 (為保護動作時間，為斷路器分閘時間。)ste40tttrert0t時間內電氣設備允許通過的熱穩定電流有效值etskatit2221600420時間內短路電流的熱效應etskatiqfk5 .129469. 5224則，即滿足要求，故選擇gw5-110d630的隔離開關kqti2t2、 35kv側隔離開關選擇35kv側最大持續工作電流- 29 -29 ausinn21.606353103505. 1305. 13max式中 -指變電站35kv側總負荷的容量，mva。ns35kv側三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流kaif99. 8kaim88.22根據電流

59、值查附表初步選型號為gn16-35g1250的隔離開關，其技術參數如下表5-8所示：表5-8 35kv側的隔離開關參數表型號額定電壓(kv)最高工作電壓(kv)額定電流（a）動穩定電流（ka）熱穩定試驗電流ka（4s）gn16-351250353712506325（1）隔離開關額定電壓35kv等于系統額定電壓35kv；（2）隔離開關額定電流最大持續持續工作；ain1250ai12.606max（3）動穩定校驗動穩定電流 kai63max，短路沖擊電流最大值，即滿足要求。kaim88.22miimax（4）熱穩定校驗設,其中 (為保護動作時間，為斷路器分閘時間。)ste40tttrert0t時間

60、內電氣設備允許通過的熱穩定電流有效值etskatit2222500425時間內短路電流的熱效應，則etskatq222k28.323499. 8，即滿足要求，故選擇gn16-351250的隔離開關。kqti2t3、10kv側隔離開關選擇10kv側最大持續工作電流 ausnnax8 .1151103101905. 1305. 1i3m式中 -指變電站10kv側總負荷的容量，mva。ns10kv側三相短路電流周期分量有效值，沖擊電流aifk97.23aimk02.61- 30 -30根據電流值查附表初步選型號為gn22-102000的隔離開關，其技術參數如下表5-9所示：表5-9 10kv側的隔離