1、 本科畢業設計(論文)題目 110kv青陽變電站電氣一次部分設計 學院名稱 電氣工程與自動化學院 專業班級學生姓名 導師姓名 2012 年 6 月 5 日 110kv青陽變電站電氣一次部分設計作 者 姓 名 專 業 指導教師姓名 專業技術職務 目 錄摘 要1第一部分 110kv青陽變電站電氣一次部分設計說明書2 第一章 緒論21.1變電站的發展與展望21.2課題來源與要求21.2.1課題來源21.2.2課題要求2 第二章 原始數據22.1 建站規模32.2 環境條件32.3 短路阻抗3 第三章 主接線方案的確定43.1電氣主接線的基本要求43.2電氣主接線的設計原則43.3電氣主接線的設計步驟

2、53.4變電站的電氣主接線設計63.4.1 110kv電壓側接線63.4.2 10kv電壓側接線8 第四章 負荷分析及主變壓器的選擇104.1負荷分析104.1.110kv負荷計算114.1.2110kv負荷計算114.1.3遠景負荷計算114.2 主變臺數、容量和型式的確定124.2.1變電所主變壓器臺數的確定124.2.2變電所主變壓器容量的確定124.2.3無功補償12 第五章 短路電流計算135.1 短路電流計算的目的135.2 短路電流計算的一般規定135.3計算短路電流的步驟13 第六章 高壓電器設備選擇146.1電器選擇的一般條件146.2 高壓斷路器的選擇156.3 隔離開關的

3、選擇166.4電流互感器和電壓互感器的選擇176.5熔斷器的選擇176.6母線的選擇17 第七章 防雷保護177.1防雷的重要性187.2防雷設計的原則187.3防雷的設計18第二部分 110kv青陽變電站電氣一次部分設計計算書19 第一章 負荷計算191.110kv負荷計算191.2110kv負荷計算191.3遠景負荷計算191.4變壓器的選擇19 第二章 短路電流計算202.1 最大運行方式下三相短路計算202.1.1 短路計算電路圖202.2 計算各短路點的短路電流212.2.1 兩臺變壓器并列運行時212.2.2 兩臺變壓器分列運行或者單母線分段運行時22 第三章 線路及變壓器最大長期

4、工作電流計算233.1線路最大長期工作電流計算233.2 主變進線最大工作電流計算24 第四章 電氣設備選擇及校驗計算244.1 電器正常工作電流及短路電流的計算254.2高壓斷路器的選擇及其校驗254.3 隔離開關選擇及校驗274.4 電流互感器選擇及校驗284.5 電壓互感器選擇及校驗304.6 高壓熔斷器選擇及校驗314.7 母線選擇及校驗31 第五章 防雷保護計算32第六章 變電站主接線及配置圖.32參考文獻.33致謝.34山東輕工業學院2012屆本科生畢業設計（論文）摘 要變電站是電力系統的重要組成部分，它是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統的

5、安全與經濟運行。110kv 變電站屬于高壓網絡，該地區變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數據進行負荷計算，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，選擇送配電網絡及導線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據。本變電所的初步設計包括了：（1）主接線方案的確定（2）負荷分析及主變壓器的選擇（3）短路電流的計算（4）高壓電氣設備的選擇（5）防雷保護與整定等內容。隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發展，電力系統在從發電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在

6、不斷的發生變化。變電所作為電力系統中一個關鍵的環節也同樣在新技術領域得到了充分的發展。關鍵詞：變電站 負荷 輸電系統 配電系統 高壓網絡 補償裝置 避雷裝置abstractthe substation is an important part of the power system, it is a contact power plants and users of the intermediate links, plays a role in transformation and distribution of electric energy, direct impact on the sa

7、fety and economic operation of the entire power system. the region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of customer data p

8、roceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. at the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the elec

9、tric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. this first step of design included:(1) the main electrical wiring program (2) load analysis and the choice of the main transformer (3) the calculation of the short-circuit electric current

10、(4) choice of high-voltage electrical equipment (5) the choice and the settle of the protective facility. along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.key words：substation; lo

11、ad; transmission system; distribution; high voltage network; correction equipment ; lightning protection devices第一部 110kv青陽變電站電氣一次部分設計說明書第一章 緒論1.1變電站的發展與展望變電站在整個電網起著非常重要的作用，不論是電網的安全運行和經濟運行都離不開它。如果還是利用人工抄表，記錄，人工操作為主，將不能滿足電力系統的需求。像利用人力進行電力系統的監視，控制，和保護而不是充分利用電腦的強大功能和速度，這將是一種資源浪費。建國以來我國的電力事業得到了長足的發展，隨著時

12、代的發展，對電網的要求也越來越高。為了滿足用電的需求，電網自動化顯得也越來越重要。近年來我國計算機和通信技術的發展及自動化技術的成熟，發展配電網調度與管理自動化以具備了條件。變電站起著電能的轉換和電能的重新分配，在電網中占有非常重要的作用。因此，變電站自動化是實現電力系統自動化重要基礎。變電站綜合自動化是將變電站二次設備利用計算機技術和現代通信技術，經過功能組合和優化設計，對變電站執行 自動監視、測量、控制和調節的一種綜合性的自動化系統。它具有功能綜合化、系統結構微機化、測量顯示數字化、操作監視屏幕化、運行管理智能化等特征。它的控制和調節由計算機完成，減少了勞動強度和人為的干預，避免了誤操作，

13、使事故大大的減少。同時簡化了二次接線，整體布局緊湊，減少了占地面積，降低變電站建設投資，提高了經濟可靠性和經濟效益。變電站的綜合自動化為變電站智能化、小型化、及變電站的安全、可靠、經濟地運行提供了現代化手段和基礎保證。1.2課題來源與要求1.2.1課題來源本課題是來源于學校提供的關于110kv青陽變電站電氣一次部分的設計，提供了相關資料，具有可行性。1.2.2課題要求根據原始數據，對變電站各電壓等級列出幾種可能的接線方式，并進行分析比較，確定一種最合理的接線方式。對變電站的負荷進行計算分析，根據負荷情況合理選擇主變壓器。根據給定的原始資料，畫出等值電路，進行短路計算，計算出最大運行方式下，各短

14、路點的短路電流沖擊值，短路電流最大有效值等等。進行斷路器、隔離開關、互感器、高壓熔斷器等電氣設備的選擇。進行母線選擇和校驗，及防雷保護設計。最后，用autocad軟件繪制變電站主接線圖。第二章 原始數據2.1 建站規模(1)變電站類型：110kv 變電工程(2)電壓等級：110kv、10kv(3)出線回數及傳輸容量110kv 出線2回羅東線： 15000kw 7km lgj240湖東線： 15000kw 8 km lgj24010kv 出線20 回 功率因素0.9916 同時率:0.55本變嘉華 3200kw 2km lgj240本變官前 3000kw 3.3km jklyj-240本變錦田

15、2100kw 4km jklyj-240 本變倒橋 1300kw 2.8km jklyj-240本變集源 2500kw 5km jklyj-240本變榮盛 3500kw 4km jklyj-240 一級負荷本變銀聲 3200kw 4km (兩回) jklyj-240本變蘇塘 2900kw 3km jklyj-240本變南宅 3000kw 4km jklyj-240本變芳山 2200kw 2km jklyj-240本變上厝 1200kw 1.8km jklyj-240本變龍林 2560kw 2.3km jklyj-240本變張林 2280kw 2km jklyj-240本變五中 2000kw 1

16、.6km jklyj-240備用5回(4)無功補償采用電力電容四組, 容量為44800kva2.2 環境條件(1)當地年最高溫度為38.9, 年最低溫度為1；平均氣溫18.5(2)當海拔高度為800 米；(3)當地雷暴日數為25 日/年；(4)年平均風速：3.5m/s(5)本變電站處于“薄土層石灰巖”地區，土壤電阻率高達1000。2.3 短路阻抗該站110kv電源來自220kv的上級變電站。將220 kv的上級變電站作無窮大電源考慮，阻抗值為0.05512。第三章 主接線方案的確定電氣主接線是由高壓電器通過連接線，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

17、接線或電氣主系統。用規定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細的表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線是變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的首要環節。對電氣主接線的基本要求概括的說應包括電力系統整體及變電所本身運行的安全性，可靠性，靈活性，經濟性。3.1電氣主接線的基本要求（1）安全性 應符合有關國家標準和技術規范的要求，能充分保證人身和設備安全。（2）可靠性 供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，停電會對國民經濟各部門帶來巨大的損失，所以主接線的接線形式必須保證供電可靠，它應滿足電力負荷特別是其中一，二級負荷對供電可靠性的要求。（

18、3）靈活性 調度時，可以靈活的投入和切除變壓器和線路，調配電源和負荷，滿足系統在事故運行方式，檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統調度要求。檢修時可以方便的停運斷路器，母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網運行和對用戶的供電。（4）經濟性 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節約電能和有色金屬消耗。 此外，在系統規劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，變電所接入系統的電壓等級一般不超過兩種。3.2電氣主接線的設計原則接線的基本原則是以設計任務書為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活

19、、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節省投資，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、適用、經濟、美觀的原則。（1）考慮變電所在電力系統中的地位和作用變電所在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所，地區變電所，終端變電所，企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性，靈活性，經濟性的要求也不同。（2）考慮近期和遠期的發展規模變電所主接線設計應根據5-10年電力發展規劃進行。應根據負荷的大小和分布，負荷增長速度以及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連

20、接電源線和出線回數。（3）考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對主接線的影響 對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有2個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。（4）考慮主變臺數對主接線的影響變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將產生直接影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性，靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性，靈活性要求低。 （5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響 發，送，變的備用容量是為

21、了保證可靠的供電，適應負荷突增，設備檢修，故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要求根據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；當線路故障時允許切除線路，變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。3.3電氣主接線的設計步驟電氣主接線的具體設計步驟如下：(1)分析原始資料本工程情況 變電站類型，設計規劃容量（近期，遠景），主變臺數及容量等。電力系統情況 電力系統近期及遠景發展規劃（510 年），變電站在電力系統中的位置和作用，本期工程和遠景與電力系統連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。負荷情況 負荷的性質及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數及輸送容量

22、等。環境條件 當地的氣溫、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質、海拔高度等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。設備制造情況 為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性、經濟性和可行性。(2)擬定主接線方案根據設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定出若干個主接線方案。因為對出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮不同，會出現多種接線方案。應依據對主接線的基本要求，結合最新技術，確定最優的技術合理、經濟可行的主接線方案。(3)短路電流計算對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電

23、流計算。(4)主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開關、母線等電器的選擇。(5)繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。3.4變電站的電氣主接線設計3.4.1 110kv電壓側接線擬定可行的主接線方案3種，內容包括主變的形式，臺數以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據對主接線的基本要求，從技術經濟上論證各方案的優缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。110kv側的接線方案(一) 單母線分段接線圖3-1單母分段接線圖分段的單母線的評價為:(1)優點a.具有單母線接線簡單、清晰、方便、經濟、安全等優點。b.較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍

24、縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關短路時，非故障母線段可以實現完全不停電，而后者則需短時停電。c.運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。d.采用雙回線路對重要用戶供電。方法是將雙回路分別接在不同分段母線上。(2)缺點a.任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。b.檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。方案(二)不分段的雙母線圖3-2雙母線接線圖雙母線接線的

25、特點：a可輪流檢修母線而不影響正常供電。b檢修任一母線側隔離開關時，只影響該回路供電。c工作母線發生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復供電。d可利用母聯斷路器替代引出線斷路器工作。e便于擴建。f由于雙母線接線的設備較多、配電裝置復雜，運行中需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也較大。方案(三)單母分段帶旁路接線圖3-3單母線分段帶旁路接線圖單母分段帶旁路接線的特點：(1)優點a.單母分段帶旁路接線方式采用母線分斷路器和旁路母線斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運行更加靈活，一般用在35-110kv的變電所的母線。b.旁路母線是為檢修斷路器而設的，通常采用可靠性高，檢

26、修周期長的sf6 斷路器，或氣體絕緣金屬封閉開關設備時，可取消旁路母線。(2)缺點a.單母分段帶旁路接線倒閘操作比較復雜，占地面積比較大，花費比較高。以上三種方案比較：方案（一）主接線供電可靠性與靈活性高，用于110kv，出線回路適合本站設計，因此此方案可行。方案（二）由于雙母線接線具有較高的可靠性，這種接線在大、中型發電廠和變電站得到廣泛的使用。用于電源較多、輸送和穿越功率較大、要求可靠性和靈活性較高的場合。因此此方案不可行。方案（三）在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復雜，占地面積大且費用較高，所以也不符合要求故110kv側應采用方案（一）的接線。3.4.2 10k

27、v電壓側接線10kv側的接線方案(一) 單母線接線圖3-4單母線接線圖(1)優點：a接線簡單清晰、設備少、操作方便。b便于擴建和采用成套配電裝置(2)缺點：a不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修均需使整個配電裝置停電。b 單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需停電，在用隔離開關將故障的母線分開后才能恢復非故障段的供電。方案（二）單母線分段接線圖3-5單母分段接線圖(1)優點a.具有單母線接線簡單、清晰、方便、經濟、安全等優點。b.較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關分段的單母線接線相比，母線或母線

28、隔離開關短路時，非故障母線段可以實現完全不停電， 而后者則需短時停電。c.運行比較靈活。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。 (2)缺點a.任一分段母線或母線隔離開關檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。b.檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴要缺點。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。方案(三)單母分段帶旁路接線圖3-6圖3-6單母分段帶旁路接線圖(1)優點a.單母分段帶旁路接線方式采用母線分斷路器和旁路母線斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運行更加靈活，

29、一般用在35-110kv的變電所的母線。b.旁路母線是為檢修斷路器而設的，通常采用可靠性高，檢修周期長的sf6 斷路器，或氣體絕緣金屬封閉開關設備時，可取消旁路母線。(2)缺點a.單母分段帶旁路接線倒閘操作比較復雜，占地面積比較大，花費比較高。以上三種方案比較：方案（一）的雖接線簡單、清晰、設備少、操作方便，投資少，便于擴建，但供電可靠性差，不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，方案（三）在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復雜，占地面積大且費用較高，所以也不符合要求，而方案（二）恰好符合本站設計所須的可靠性與經濟性的要求，所以10kv側采用方案（二）的接線。由以上分

30、析比較，可得變電站的主接線方案為：110kv采用單母分段接線， 10kv采用單母分段接線。第四章 負荷分析及主變壓器的選擇4.1負荷分析各類負荷對供電的要求：(1)一類負荷為重要負荷，必須由兩個或兩個以上的獨立電源供電，當任何一個電源失去后，能保證全部一級負荷不間斷供電。(2)二類負荷為比較重要負荷，一般要由兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證二級負荷的供電。(3)三類負荷一般指需要一個電源供電的負荷。負荷情況：110kv和10kv本期用戶負荷統計資料見表1和表2。功率因素為0.9916，同時率為0.55表4.1 110kv用戶負荷統計資料用戶名稱負荷（kw）羅東線15000湖東線

31、15000表4.2 10kv用戶符合統計資料用戶名稱負荷（kw）本變嘉華3200本變官前3000本變錦田2100本變倒橋1300本變集源2500本變榮盛3500本變銀聲3200本變蘇塘2900本變南宅3000本變芳山2200本變上厝1200本變龍林2560本變張林2280本變五中2000備用5回由公式 （4-1）式中 某電壓等級的計算負荷同時系數取0.55%該電壓等級電網的線損率，一般取5%p、cos各用戶的負荷和功率因數4.1.110kv負荷計算(3200+3000+2100+1300+2500+3500+3200+2900+3000+2200+1200+2560+2280+2000)/0.

32、9916(1+5%)=20348.78kva4.1.2110kv負荷計算110kv側所需負荷功率可通過主變壓器由110kv母線獲得，則20348.78kva4.1.3遠景負荷計算考慮增長，按5年計算，由工程概率和數理統計得知，負在荷一定階段內的自然增長率是按指數規律變化的，即式中 s初期負荷x 年數，一般按510 年規劃考慮，x取5。m 年負荷增長率，由概率統計確定。m取10%。所以，考慮負荷增長以及線損，年負荷增長率取10%，按5年計算，代入公式，得本變電站負荷為 =35.227mva4.2 主變臺數、容量和型式的確定4.2.1變電所主變壓器臺數的確定主變臺數確定的要求：1.對大城市郊區的一

33、次變電站，在中、低壓側已構成環網的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。2.對地區性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統聯系緊密。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。4.2.2變電所主變壓器容量的確定變壓器容量的確定要求：1.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.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，其余變壓器容量在設計及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

34、站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60%。s =35.227mva所以，兩臺主變壓器各自承擔21.136mva，當一臺停運時另一臺則應承擔60%為21.136mva，所以選擇25mva的即可。表4.2.1 變壓器主要技術參數型號sfz7-25000/110額定容量（kva）25000額定電壓（kv） 高壓/低壓 10.5 11空載電流（%）1.0空載損耗(kw)50.5負載損耗（kw）174阻抗電壓（%）10.5連接組標號yn，d114.2.3無功補償本變電站每臺主變10kv母線上安裝采用電力電容四組, 容量為44800kvar，遠景再預留兩組電容器位置。要求電容器能夠頻繁投切。第五章

35、 短路電流計算5.1 短路電流計算的目的 1、選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，確定某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。2、在選擇電氣設備時，為了保證各種電器設備和導體在正常運行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作，同時又力求節約資金，這就需要用短路電流進行校驗。3、在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地安全距離。4、在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時短路電流為依據。5.2 短路電流計算的一般規定1、驗算導體和電器的動、熱穩定及電器開斷電流所用的短路電流、應按工程的設計手冊規劃的容量計算、并考慮電力系統510年的發展

36、。2、接線方式應按可能發生最大短路電流和正常接線方式，而不能按切換中可能出現的運行方式。3、選擇導體和電器中的短路電流，在電氣連接的電網中，應考慮電容補償裝置的充放電電流的影響。4、選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點應選擇在正常接線方式時，id最大的點，對帶電抗器的610kv出線應計算兩點，電抗器前和電抗器后的id。短路時，導體和電器的動穩定、熱穩定及電器開斷電流一般按三相電流驗算，若有更嚴重的按更嚴重的條件計算。5.3計算短路電流的步驟（1) 畫出計算電路圖。(2) 繪制等值網絡。 選取基準容量和基準電壓； 無限大功率電源的內電抗等于零； 略去負荷。(3)進行參數計算?；鶞手档倪x

37、取及計算，選取基準容量和基準電壓。電力變壓器的電抗標幺值 （5-1）電力線路的電抗標幺值 (5-2) (4)計算各短路點的短路電流該站110kv電源來自220kv的上級變電站。將220 kv的上級變電站作無窮大電源考慮，阻抗標幺值為。分別計算各短路點的短路電流。第六章 高壓電器設備選擇6.1電器選擇的一般條件電器設備選擇是發電廠和變電站電氣設計的重要內容之一。選擇合適的電器設備能使電氣主接線和配電裝置安全、經濟運行。在進行電器設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠、經濟的前提下，廣泛采用新技術，選擇合適的電器設備。電器設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗

38、熱穩定和動穩定。 (1)按正常工作條件選擇電器設備額定電壓和最高工作電壓 在選擇電器時，一般按照電器的額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓的條件選擇，即。額定電流 電器的額定電流是指在額定周圍環境溫度下，電器的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流，即 。按當地環境條件校驗在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當氣溫、風速、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環境條件超過一般電器使用條件時，應采取措施。(2)按短路情況校驗 短路熱穩定校驗 短路電流通過電器時，電器各部件溫度應不超過允許值。滿足熱穩定的條件為式中短路電流產生的熱效應；、t 電器允許通過的熱穩定電流和時

39、間。電動力穩定校驗 電動力穩定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩定。滿足動穩定的條件為 式中 短路沖擊電流幅值及其有效值； 、電器允許通過的動穩定電流的幅值及其有效值。 下列幾種情況可不校驗熱穩定或動穩定： 1)熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩定。 2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩定。 3)裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩定。 短路電流計算的條件 為使電器能夠可靠、經濟、合理地運行，并在一定時期內適應電力系統發展的需要，作校驗用的短路電流應按下列條件確定：1)容量和接線 按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統遠景發展規劃（

40、一般為本工程建成后510年）；其接線應采用可能發生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。 2)短路種類 一般按三相短路校驗，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況校驗。 3)計算短路點 選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。 短路計算時間 校驗電器的熱穩定和開斷能力時，還必須合理的確定短路計算時間。驗算熱穩定的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 =+，而=+式中 斷路器全開斷時間；后備保護動作時間；斷路器固有分閘時間；斷路器開斷時電弧持續時間。開關電器應能在最嚴重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷計算時間應為主保

41、護時間和斷路器固有分閘時間之和，即 =+ 。6.2 高壓斷路器的選擇1.一般原則為保證高壓電器在正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的安全，高壓電器應按下列條件選擇： 按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、機械荷載等選擇 按短路條件包括短時耐受電流、峰值耐受電流、關合和開斷電流等選擇； 按環境條件包括溫度、濕度、海拔、地震等選擇； 按承受過電壓能力包括絕緣水平等選擇； 按各類高壓電器的不同特點包括開關的操作性能、熔斷器的保護特性配合、互感器的負荷及準確等級等選擇。2.按正常工作條件選擇高壓電器按工作電壓選擇選用的高壓電器，其額定電壓應符合所在回路的系統標稱電壓，其允許最高工作電壓umax不應小于所

42、在回路的最高運行電壓uy，即umax uy 按工作電流選擇高壓電器的額定電流in不應小于該回路在各種可能運行方式下的持續工作電流ig，即in ig。3.按短路穩定條件選擇高壓電器 短路穩定性校驗的一般要求 短路電流的熱效應 短路穩定性校驗4.按環境條件選擇高壓電器 選擇電器的環境溫度 選擇電器的環境濕度 高海拔對高壓電器的影響 地震對高壓電器的影響5.高壓電器的絕緣水平6.按各類高壓電器的不同特點選擇 額定短路開斷電流的選擇 額定短路關合電流的選擇 額定操作順序的選擇 額定失步開斷電流的選擇 額定異相接地故障電流、發展性故障電流及關于開斷電流的選擇 額定近區故障開斷電流的選擇 額定線路充電開斷

43、電流、額定電纜充電開斷電流、額定電容器組開斷電流、額定電容器組關合涌流、額定感應電動機開斷電流、額定空載變壓器開斷電流、額定電抗器開斷電流等的選擇。標準中對上述各項開斷電流和關合電流未作規定，但使用中應按制造廠給出的試驗數據選用。 （1）110kv線路側及變壓器側：選用lw11-110型戶外sf6 斷路器。（2）10kv線路側：選用kyn8-10(f)高壓開關柜，柜內裝設sn10-10/1000-31.5型戶內高壓少油斷路器。（3）10kv變壓器側：選用kyn8-10(f)高壓開關柜，柜內裝設sn10-10/3000-43.3型斷路器。6.3 隔離開關的選擇隔離開關應根據下列條件選擇：額定電壓

44、，額定電流，裝置種類，構造形式。此外，還學要校驗動穩定和熱穩定。選擇隔離開關的要求和方法，與選擇斷路器相同，但不需要校驗其斷流容量。（1）110kv線路及變壓器側隔離開關：選用gw5-110g/600-50型隔離開關（2）10kv線路側隔離開關：選用gn1-10/1000型隔離開關（3）10kv變壓器側隔離開關：選用gn2-10g/3150型隔離開關6.4電流互感器和電壓互感器的選擇互感器（包括電流互感器ta 和電壓互感器tv）是一次系統和二次系統間的聯絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔檬牵簩⒁淮位芈返母唠妷汉痛箅娏髯?/p>

45、為二次回路標準的低電壓(100v)和小電流(5a 或1a)，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構小巧、價格便宜和便于屏內安裝。使二次設備與高壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證了設備和人身的安全。本變電站電流互感器選擇：（1）110kv線路側電流互感器：選用lcwb4-110-250/5感器 110kv 進線側電壓互感器：選用tyd-110/-0.015型（2）110kv變壓器側電流互感器：選用lqz-110-2200型電流互感器。110kv 變壓器側電壓互感器：選用jcc-110型。（3）10kv變壓器側電流互感器：選用ldj-10-3000型電流互感器。 10kv變壓器側電

46、壓互感器：選用jdx-10型。（4）10kv線路側：選用lzzbj9-10型，其額定電流150a,200a,300a的電流互感器。10kv線路及變壓器側電壓互感器：選用jdx-10型。6.5熔斷器的選擇熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設備免受過載和短路電流的損害（1） 110kv高壓熔斷器，選用rw6-110/100型戶外限流式高壓熔斷器。（2）10kv高壓熔斷器，選用rn2-10/0.5型戶內限流式高壓熔斷器。6.6母線的選擇選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下內容：選擇母線的材料，結構和排列方式；選擇母線截面的大??；檢驗母線短路時的熱穩定和動穩定；對35kv以上母線，應檢驗它

47、在當地睛天氣象條件下是否發生電暈；、對于重要母線和大電流母線，由于電力網母線振動，為避免共振，應校驗母線自振頻率。第七章 防雷保護7.1防雷的重要性雷電所引起的大氣過電壓將會對電氣設備和變電站的建筑物 產生嚴重的危害，因此，在變電所和高/低壓輸電線路中，必須采取 有效的防雷措施，以保證電氣設備的安全。 運行經驗表明，當前變電所中所采用的防雷措施(外部避雷)是 可靠的，但是,隨著現代科學技術的發展，電力網容量的增大，電壓 等級的提高，綜合自動化水平的需求，越來越多的微電子設備在變電 站中廣泛應用，其所依賴的微電子設備，因受雷電沖擊而損壞的事故 發生率大幅上升，造成難以估算的經濟損失。7.2防雷設

48、計的原則（1）一切為客戶著想原則。無論是多大或多小的系統防護工程，都應以一切為用戶著想的原 則做事，以用戶需求作為準繩,本著務實,不追求豪華的思想,但又具擴展性,通過相互間誠懇的交流,協助用戶,使其需求最終達到盡善盡美。 （2）可靠性原則。設計系統防雷保護工程應最先考慮的問題就是可靠性。在工程 的設計中不一定要求最先進，但一定要用最成熟可靠的產品和技術，有些新技術確實在某些方面有優勢，但還需用更多的時間去考驗，在網絡系統的防雷保護中盡選擇被廣泛應用和證實的可靠產品和技術。提高系統可靠性的方法很多,一般的做法如下: 選用備份回路，出現故障時能夠迅速恢復并有適當的應急措施；采用熱插拔功能，故障處理

49、無須停機；采用聲光報警功能。（3）先進性原則。采用當今國內、國際上最先進和成熟的技術,使新建立的系統能夠最大限度地適應今后技術發展變化和業務發展變化的需要,從目前國 內發展來看,系統總體設計的先進性原則主要體現在以下幾個方面：采用的系統結構應當是先進的、開放的體系結構；采用的技術應當是先進的,可擴充的，能滿足今后日益擴充的需要。 （4）實用性原則。本著一切從用戶實際角度出發，配置防雷保護系統不是給用戶花錢，而是在保護用戶的投資，保證電站系統的正確運行；實用性就是 能夠最大限度地滿足實際工作要，從實際應用的角度來看,這個性能 更加重要。（5）開放性，可擴充、可維護性原則。防雷保護技術是不斷發展變

50、化的，為了保證用戶的投資，所選產 品必須符合國際標準及流行的工業標準。 這樣才能對電站的未來發展 提供保證。 （6）經濟性原則。整個防雷保護的建設要堅持實用為主，根據投資的強度選擇有實用價值，在滿足系統需求的前提下,應盡可能選用性能價格最好，可 靠性高,可維護性好的產品，選用性能價格比高的設備,盡快投入使用, 并使整個系統能安全可靠地運行，以便節省投資,以最低成本來完成 計算機網絡系統防雷保護的建設。7.3防雷的設計本變電站直擊雷防護使用避雷針，變電站圍墻四角各布置1支避雷針，共布置4支避雷針，每支避雷針高30m。第二部分 110kv青陽變電站電氣一次部分設計計算書第一章 負荷計算1.110k

51、v負荷計算(3200+3000+2100+1300+2500+3500+3200+2900+3000+2200+1200+2560+2280+2000)/0.9916 (1+5%)=20348.78kva1.2110kv負荷計算110kv側所需負荷功率可通過主變壓器由110kv母線獲得，則20348.78kva1.3遠景負荷計算考慮增長，按5年計算，由工程概率和數理統計得知，負在荷一定階段內的自然增長率是按指數規律變化的，即式中 s初期負荷x 年數，一般按510 年規劃考慮，x取5。m 年負荷增長率，由概率統計確定。m取10%。所以，考慮負荷增長以及線損，年負荷增長率取10%，按5年計算，代入

52、公式，得本變電站負荷為 =35.227mva1.4變壓器的選擇變壓器容量的確定要求：1.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.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，其余變壓器容量在設計及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：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60%。因為s =35.227mva所以，兩臺主變壓器各自承擔全部負荷的60%，即21.136mva，當一臺停運時另一臺則應承擔60%為21.136mva，所以選擇25mva的即

53、可。表1.2.1 變壓器主要技術參數型號sfz7-25000/110額定容量（kva）25000額定電壓（kv） 高壓/低壓 10.5 11空載電流（%）1.0空載損耗(kw)50.5負載損耗（kw）174阻抗電壓（%）10.5連接組標號yn，d11第二章 短路電流計算2.1最大運行方式下三相短路計算2.1.1 短路計算電路圖（1）畫出計算電路圖，如下圖2.1（a）所示。 （a） （b）圖2.1 計算電路圖及其等值網絡（2）制訂等值網絡如圖2.1（b）所示。（3）進行參數計算，基準值的選取及計算選取基準容量和基準電壓：則基準電流分別為（4）計算變壓器t1、t2的標幺值（5）計算線路的標幺值羅東線：7km lgj240湖東線：8 km lgj240 線路阻抗