鼠55^,鼠55^,2%220kV終端變電站

電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：電力傳動(dòng)學(xué)號(hào)：9姓名：耀指導(dǎo)老師：自成--#/28中英文摘要摘要220KV終端變電所工程電氣一次初步設(shè)計(jì)，主要包括以下容：在對(duì)各種電氣主接線比較后確定本站的電氣主接線，主變壓器和廠用變壓器的選擇，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)短路計(jì)算結(jié)果表選擇導(dǎo)體和一次主要設(shè)備，畫出主接線圖，剖面圖、防雷配置圖和保護(hù)配置圖。關(guān)鍵詞：主接線短路計(jì)算設(shè)備選擇防雷保護(hù)Abstract220kvelectricalterminalsubstationproject,apreliminarydesignmainlyincludesthefollowingcontents:aftercomparingtoallkindsofthemainelectricalwiringtodeterminethesiteofthemainelectricalwiring,thechoiceofthemaintransformerandthetransformerfactory,short-circuitcurrentcalculation,accordingtotheresultofshortcircuitcalculationtabletoselectaconductorandamajorequipment,drawthemainwiringdiagram,profile,lightningprotectionconfigurationdiagramandtheprotectionconfigurationdiagram.Keywords:ThemainwiringShortcircuitcalculationEquipmentselectionLightningprotection前言1、設(shè)計(jì)目的意義課程設(shè)計(jì)是在完成全部專業(yè)課程的基礎(chǔ)上的最后一個(gè)理論與實(shí)踐相聯(lián)系的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練；是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力的過(guò)程。對(duì)培養(yǎng)工作態(tài)度、作風(fēng)和獨(dú)立能力具有深遠(yuǎn)的影響。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。本次所設(shè)計(jì)的課題是某220KV變電所電氣初步設(shè)計(jì)，該變電所是一個(gè)地區(qū)性終端變電電所，它主要擔(dān)任110KV與35KV兩電壓等級(jí)功率輸送，把接受功率全部送往110KV側(cè)和35KV側(cè)線路。系統(tǒng)容量Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗Xxt=0.45；與系統(tǒng)連接的線路長(zhǎng)度65km；COS=0.85；110KV出線4條；總負(fù)荷65WM；最大設(shè)備利用小時(shí)Tmax=6000h035KV側(cè)出線有6條，總負(fù)荷為30WM，同時(shí)35KV側(cè)作為站用電源接兩臺(tái)變，互為備用，110KV到負(fù)荷地的距離為50KM，35KV到負(fù)荷地的距離為20KM電纜。接題目后，先審題，然后根據(jù)題目的要求查了大量的資料。第一步，擬訂初步的主接線圖，列出可能的主接線形式，各種方案進(jìn)行比較，最后確定兩個(gè)最有可能的主接線形式，再做經(jīng)濟(jì)性比較，最終確定方案。第二步，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算，然后選擇了主變壓器和廠用變壓器。第三步，短路計(jì)算和做短路計(jì)算結(jié)果表。第四步，導(dǎo)體和設(shè)備的選擇與其校驗(yàn)，做設(shè)備結(jié)果表。第五步，繼電保護(hù)，配電裝置和防雷接地的布置，通過(guò)這次設(shè)計(jì)將理論與實(shí)踐結(jié)合，更好的理解電氣一次部分的設(shè)計(jì)原理。2、設(shè)計(jì)原始資料分析本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是：設(shè)計(jì)一座220/110/35KV終端變電站的電氣主接線和配電裝置，防雷保護(hù)和接地裝置、繼電保護(hù)的配置規(guī)劃。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì)變電站電主接線的擬定以與配電裝置的布置。設(shè)計(jì)的容包括':1、電氣主接線方案的設(shè)計(jì)；2、短路電流計(jì)算；3、導(dǎo)體、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)；4、設(shè)計(jì)配電裝置；5、設(shè)計(jì)防雷保護(hù)和接地裝置6、繼電保護(hù)的配置規(guī)劃；7、按設(shè)計(jì)方案繪制電氣一次主接線圖、配電裝置的平面布置圖、斷面圖以與防雷圖。本次設(shè)計(jì)已知的基本條件：變電站的設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一座^0/35/10KV通過(guò)變電站的電氣一次部分。110KV出線有4回出線（末端無(wú)電源），其總負(fù)荷為65MW,35kV出線6回，總負(fù)荷為30MW。1、系統(tǒng)容量：Sxt=3500MVA；2、系統(tǒng)電抗：Xxt=0.45；3、與系統(tǒng)連接的線路長(zhǎng)度65km；4、最大設(shè)備利用小時(shí)Tmax=6000h；5、站址海拔：＜1000m；6、地震烈度：7度以下；7、本地污穢等級(jí)：2級(jí)；8、年最高氣溫38℃；年平均氣溫15℃；月平均最低氣溫-2℃；9、風(fēng)速：2.5m/s；10、功率因數(shù)為：0.85。通過(guò)對(duì)變電所原始資料的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，利用相關(guān)論文和參考資料，并結(jié)合設(shè)計(jì)工具書進(jìn)行了電氣主接線方案的論證與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，同時(shí)對(duì)可能引起系統(tǒng)故障的短路情況進(jìn)行了計(jì)算；另外由電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)技術(shù)條件和設(shè)計(jì)要求，用短路電流的計(jì)算結(jié)果，選擇并校驗(yàn)了導(dǎo)體和電氣設(shè)備；并根據(jù)變電站的類型和總體布置對(duì)選定的主接線方案進(jìn)行高壓配電裝置設(shè)計(jì)，進(jìn)一步查閱電測(cè)量?jī)x表規(guī)程，對(duì)儀表規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)主設(shè)備進(jìn)行保護(hù)規(guī)劃配置設(shè)計(jì)，進(jìn)行避雷器的選擇，接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)等。正文電氣一次主接線設(shè)計(jì)1、主接線的方案初步設(shè)計(jì)（一）原始資料分析已知待設(shè)計(jì)變電站：系統(tǒng)容量Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗Xxt=0.6；與系統(tǒng)連接的線路長(zhǎng)度35km；COS=0.85；110KV出線4條；總負(fù)荷65WM；最大設(shè)備利用小時(shí)Tmax=6000h。35KV側(cè)出線有6條，總負(fù)荷為30WM，同時(shí)35KV側(cè)作為廠用電源接兩臺(tái)廠用變，互為暗備用，變電站不受場(chǎng)地限制，按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)原始資的分析，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行主接線方案的初步比較。（二）主接線方案的初步比較1、220kV側(cè)主接線選擇本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)終端變電站，有三個(gè)電壓等級(jí)，220kV，110kV，35kV。110kV側(cè)有4條負(fù)荷數(shù)，總負(fù)荷為65MW，35kV側(cè)有6條負(fù)荷數(shù)，總負(fù)荷為30MW，由負(fù)荷數(shù)可以確定該變電所主接線采用以下兩種方案：方案一220kV采用單母分段接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)，只需要斷開本回路的斷路器，單母分段接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過(guò)的變電所的功能。110kV母線上近期負(fù)荷為4回出線，采用單母接線形式，根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》可知，35?60KV配電裝置中，當(dāng)線路為3回以上的，一般采用單母線或單母線分段接線。若連接電源較多，出線較多，負(fù)荷較大時(shí)，可采用雙母接線形式。35kV采用單母分段接線方式，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，在10?35KV配電裝置中，線路在6回與以上時(shí)，一般采用單母分段的接線方式，當(dāng)短路電流較大，出線回?cái)?shù)較多，功率較大等情況時(shí)，可采用雙母分段接線形式。通常，不設(shè)旁路斷路器。其接線特點(diǎn)：1)110kV采用外橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)，只需要斷開本回路的斷路器，外橋接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過(guò)的變電所。2)35kV采用單母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線時(shí)，會(huì)停止對(duì)用戶的供電，工作母線發(fā)生故障時(shí)，能利用備用母線使無(wú)故障電路迅速恢復(fù)正常工作。3)10kV出線比較多，所以也采用單母分段形式。單母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到一樣的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回與以上時(shí)，一般采用分段接線形式。方案二110kV采用橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)，只需要斷開本回路的斷路器，橋接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過(guò)的變電所。35kV母線上近期負(fù)荷為6回出線，易采用雙母接線形式，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，35?60kV配電裝置中，當(dāng)線路為3回以上的，一般采用單母線或單母線分段接線。若連接電源較多，出線較多，負(fù)荷較大時(shí)，可采用雙母接線形式。10kV可采用單母分段接線方式，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，在6~10kV配電裝置中，線路在6回以上時(shí)，一般采用單母分段的接線方式。其接線特點(diǎn)：1)110kV采用外橋接線方式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行需要切除時(shí)，只需要斷開本回路的斷路器，外橋接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過(guò)的變電所。35kV采用雙母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶的供電，工作母線發(fā)生故障時(shí)，能利用備用母線使無(wú)故障電路迅速恢復(fù)正常工作。35kV側(cè)采用單母線分段的接線形式，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要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案的經(jīng)濟(jì)比較：可靠性：兩種接線形式110kV和35kV側(cè)接線方式是一樣的，區(qū)別就在10kV側(cè)上，第一種方案采用雙母線分段接線形式，可靠性比較高，檢修一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電，而且還可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。靈活性：兩種方案擴(kuò)建都比較的方便，且操作比較的簡(jiǎn)便。經(jīng)濟(jì)性：第二種方案經(jīng)濟(jì)性要好點(diǎn)，因?yàn)橹挥幸粭l母線，節(jié)省了投資，還少了隔離開關(guān)，間隔的布置和繼電保護(hù)的配置都簡(jiǎn)單。總結(jié)：因?yàn)槭紫纫ＷC可靠性，綜上所述變電站的主接線圖在220kV側(cè)、110kV側(cè)、35kV側(cè)都采用單母分段的方案最優(yōu)電氣主接線圖繪制

1.主變臺(tái)數(shù)由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)220kV通過(guò)變電所，它是以220kV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至110kV與35kV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，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，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)與三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備與用電保護(hù)的復(fù)雜性，以與帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(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)以與擴(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%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。在具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格與所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量與占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器，確定該站主變臺(tái)數(shù)為2臺(tái)。根據(jù)前述和變電站電氣主接線，確定該站主變臺(tái)數(shù)為2臺(tái)。2、容量根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的出線負(fù)荷和所選的接線方式，選擇容量與型號(hào)一樣的2臺(tái)主變，容量按如下公式確定：主變?nèi)萘縎N^來(lái)確定S=0.8x(P+P)=0.8x(65+30)=0.8x95=76(MVA主變?nèi)萘縎N^來(lái)確定js 1 2SN：所要選則的主變?nèi)萘縎js：按0.8倍的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算容量P1：110kV供出有功負(fù)荷P2：35kV供出有功負(fù)荷3、根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部份第1冊(cè)第272頁(yè)，因所給條件沒(méi)有說(shuō)明運(yùn)輸?shù)奶貏e限制，按正常運(yùn)輸條件選則，故選擇三相電力變壓器。4、繞組數(shù)的確定在電力系統(tǒng)中，三個(gè)與以上不同電壓等級(jí)需要互相連接時(shí)，或具有三種電壓的降壓變電站，需要由高壓向中壓和低壓供電，或高壓和中壓向低壓供電時(shí)，應(yīng)選用三繞組變壓器，故選用三繞組變壓器。5、連接組別的確定變壓器三相的接線組別必須和電力系統(tǒng)的相位一致，否則，不允許并列運(yùn)行。我國(guó)110kV與以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”連接。根據(jù)系統(tǒng)和或機(jī)組的同步并列要求與限制三次諧波對(duì)電源的影響因數(shù)，所以，該站主變連接組別選定為：YN，yn，d116、根據(jù)以上分析條件，查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部份1上冊(cè)P240選擇：SSPS-90000/220型變壓器，參數(shù)如下：額定容量(kVA)額定電壓(kV)阻抗電壓(％)90000/90000/90000高壓中壓低壓高-中高-低中-低220±8X1.2512138.514247.5空載損耗（kW）88接線組別YN,yn,d11短路損耗（kW）280（高一中）質(zhì)量（噸）油重40空載電流（％）0.8器身74.3參考價(jià)格（萬(wàn)元）120運(yùn)輸重量129外形尺寸14426X3080X7205總質(zhì)量1519軌距（橫向/縱向）2000X2/1435變壓器廠、站用變的選擇：2、站用變壓器容量按下式確定：S=（P1+P2）x站用電率js cos①式中：Sjs——廠用變計(jì)算負(fù)荷（MVA）P——中壓側(cè)負(fù)荷（MW）P2——低壓側(cè)負(fù)荷（MW）cos隼一變電站平均功率因數(shù)S=（65+30）x0.65%=0.726MVA=726kVAjs0.85該站站用變考慮室外布置，則站用變壓器容量的選擇條件：Sn--^j一726一4344（kVA）nKK=1.04x0.97ft式中：，n——站用變?nèi)萘浚╧VA）Kf——布置系數(shù)，室外布置時(shí)Kf取1.04，室布置時(shí)取1.04Kt——溫度校正系數(shù)，室外布置時(shí)取0.97，室布置時(shí)取0.99查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部份1上冊(cè)P399頁(yè)選用59—800型標(biāo)準(zhǔn)變壓器兩臺(tái)，額定容量800kVA,高壓側(cè)電壓38.5±5%kV,低壓側(cè)電壓0.4kV,聯(lián)接組別為Yyn0,其相關(guān)電氣技術(shù)參數(shù)列表如下：額定容量（kVA）額定電壓（kV）阻抗電壓（％）8800高壓低壓空載損耗（W）38.5±5%0.4短路損耗（W）接線組別Y,yn0質(zhì)量油重685公斤器身1615公斤空載電流（％）外形尺寸2310X1215X2662總質(zhì)量2525公斤短路電流計(jì)算1、各元件參數(shù)計(jì)算作如下圖所示等值電路圖，取基準(zhǔn)容量SB=100MVA,UB=Uav，導(dǎo)線平均電阻取R=0.4Q/km,按已知條件作各元件的阻抗計(jì)算：d3T±X系統(tǒng)阻抗：S 100X'=X義T=0.45義=0.0129dd*Ss 3500電源線路阻抗：X=0.4xLxSB-=0.4x65x100=0.0491L1 1U2 (230)2B主變?nèi)齻?cè)阻抗：TOC\o"1-5"\h\z由主變參數(shù)可知：U%=25.5；U%=14.9；U%=9.1,則1-2 1-3 2-311U%=—(U%+U%-U%)=—(25.5+14.9-9.1)=15.651 2 1-2 1-3 2-3 211U%=—(U%+U%-U%)=(3.1+25.5-14.9)=9.852 21-2 2-3 1-3 211U%=—(U%+U%-U%)=(9.1+14.9-25.5)=-0.753 2 1-3 2-3 1-2 2=0.174U%S=0.17490—1—X—B-= X90100S100

N1

U%SU%S―2——X—B-100SN29.85100 x 10090=0.109=-0.0083=0U=-0.0083=0=-3——X—B-= X 100S 100 90N3④110kV出線阻抗:X=0.4XLXSB=0.4X50XJ°°-=0.151L2 2U2 (115)2B⑤35kV出線阻抗：X=0.4xLxSB-=0.4x20xJ°°-=0.584TOC\o"1-5"\h\zL3 3U2 (37)2B⑥站用變電抗：U%S 8 100=—d——X—B= X =10100S 1000.8Nd50.06431.1687/7n,^0.242AAAr"AA/V-0.13890.1662、各點(diǎn)短路電流的計(jì)算：①d點(diǎn)短路：11轉(zhuǎn)移電抗：X=X'+X=0.0129+0.0245+0.1415=0.1789d1 d2L1TOC\o"1-5"\h\zq 3500計(jì)算電抗：X=X?f=0.0374X =1.309<3jsd1S 100B查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部份1上冊(cè)P135表I=0.793I"=0.831I=0.836 則有名值：0* 1* 2*I=I"X=0.793X3500=6.49(kA),0* 0*、回U <3x230I=IXI=IXJL-=0.831X—3500一=7.301(kA)1*B1 1*3UU 1.732X230In=I"XI=I"X――=0.836X—3500一=7.345(kA)1*b1 1*3UU 1.732x230B沖擊電流：i=2.55xI〃=2.55x6.49=15.54(kA)sh 1短路容量：S=<3UI"=<3X220X6.49=2472.94(MVA)d N全電流最大值：I=1.511〃=1.51x6.49=9.79(kA)ch②d點(diǎn)短路：2轉(zhuǎn)移電抗：TOC\o"1-5"\h\z_1X=X+-(X+X)=0.0129+0.0245+-(0.174+0.109)=0.1789d2 d12 12 2S 3500計(jì)算電抗：X=X?f=0.1789X——=6.262>3jsd2s 100B此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I=I=I=—=一1一=5.589* 2* 4* X0.1789d2I=5.589x上j=5.589x，00=1.403(kA)B2 <3U <3x121B2沖擊電流：i=2.55xI〃=2.55x1.403=3.578(kA)sh短路容量：S=<3UIn=<3x230x1.403=534.59(MVA)d N全電流最大值：I=1.51I〃=1.51x1.403=2.12(kA)ch

③d點(diǎn)短路：31TOC\o"1-5"\h\z轉(zhuǎn)移電抗：X=X+-(X+X)=0.0129+0.1415+0.0245=0.1789d3 d1 2 1 3q 3500計(jì)算電抗：X=X?T=0.1789X =6.262>3js d3 S 100B此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I"=I=I=I=—=一1一=5.589* 1* 2* 4* X0.1789d3S100S100=1.561(kA)<3x37I"=I=I=I"xI"=I=I=I"xI=5.589x1.561=8.72(kA)2 4 *B3沖擊電流：i=2.55xI"=2.55x8.72=22.24(kA)sh短路容量：S=高UI=X35X8.72=528.6(MVA)d N全電流最大值：I=1.511"=1.51x8.72=13.17(kA)ch④d點(diǎn)短路：4轉(zhuǎn)移電抗：X=X+X=10.1789d4 d2 L2S 3500計(jì)算電抗：X=X?T=10.1789X =356.26>3jSd4S 100B此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I=I=I=—=—1—=0.0982* 2* 4* X10.1789d4S100I=_b-= =144.34(kA)B4<3U <3x0.4B2I〃=I=I=IxI=0.0982x144.34=14.19(kA)2 4 *B3沖擊電流：i=2.55xI"=2.55X14.19=36.18(kA)sh短路容量：S=<3UI"=v;3x0.4X14.19=9.82(MVA)d N全電流最大值：I=1.51I〃=1.51x14.19=21.42(kA)ch⑤d點(diǎn)短路：5轉(zhuǎn)移電抗：X⑤d點(diǎn)短路：5轉(zhuǎn)移電抗：X=X+X=0.1789+0.584=0.7629d5 d3L3 S 3500計(jì)算電抗：X=X?~=0.7629X =26.7>3js d5S 100B此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I"=I=I=—=一1一=1.31(kA)* 2* 4*X0.7629d5SIB5j00=1.56(kA).淬x37I〃=I=I=I〃xI=1.31x1.56=2.04(kA)2 4 * B3沖擊電流：i=2.55xI"=2.55x2.04=5.2(kA)sh短路容量：S=③UI=<3X35X2.04=123.66(MVA)d N全電流最大值：I=1.51I〃=1.51x2.04=3.08(kA)ch⑥d點(diǎn)短路：6TOC\o"1-5"\h\z轉(zhuǎn)移電抗：X=X+X=0.3299d6 d3 TS 3500計(jì)算電抗：X=X?一=0.3299X3一=11.55>3jS d6 S 100B此時(shí)可將系統(tǒng)等效為無(wú)限大系統(tǒng)，短路電流不衰減I''=I=I=——=—--=3.031* 2* 4* X0.3299d6I"=I=I=I〃xS=3.301x」00 =1.52(kA)2 4 *、/3U <3X115B4沖擊電流：i=2.55xI"=2.55x1.52=3.88(kA)sh短路容量：S=、掃UI=<3x110X1.52=289.59(MVA)d N全電流最大值：I=1.511"=1.51X1.52=2.29(kA)ch

3、短路電流熱效應(yīng)計(jì)算(采用辛卜生公式計(jì)算)：1、辛卜生公式短路電流帶來(lái)的發(fā)熱量：Q=Q+Q(kADKPnPQ:周期分量帶來(lái)的發(fā)熱量 2PQ：非周期分量帶來(lái)的發(fā)熱量(kA2)nPQ=二(12+1012+12)(KA2S)——辛卜生公式p12 0tktk2Q=I〃2T(KA2S)nPt——短路校驗(yàn)時(shí)間kt=t+1kjdt——繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間jt——斷路器全開斷時(shí)間d因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為220kV通過(guò)變，所以取tk=4S,而規(guī)程規(guī)定">1S時(shí)，可不計(jì)Q，此時(shí)Q=Q，完全采用辛卜生公式進(jìn)行計(jì)算。nP KP2、各短路電流發(fā)熱量的計(jì)算：K1=K1=匚(I〃+1012+12)=

12 tk tk12X(6.492+10X7.3012+7.3452)=104.83(KA2S)從前面的計(jì)算中可看知d、d、d、d、d點(diǎn)的X都大于3，I〃=I=I，，TOC\o"1-5"\h\z2 3 4 5 6 js 2 4則：I〃22k。Q=I〃21=3.94(kA2S)k2 kQ=I〃21=152.08(kA2S)k3 kQ=I〃21=402.7(kA2S)k4 kQ=I"21=8.32(kA2S)k5 k

Q=I〃21=4.62(kA2s)k6 k一、制作短路計(jì)算結(jié)果表：-'、短路點(diǎn)計(jì)算值"d1d2d3d4d5d6UN220110350.435115Xd0.03740.1780.178910.1780.76290.3299Xjs1.3096.2626.262356.2626.70211.55I''(kA)6.491.4038.7214.192.041.52I1(kA)7.3011.4038.7214.192.041.52I2(kA)7.3451.4038.7214.192.041.52ih(kA)6.5493.87822.2436.185.23.88Ih(kA)9.7992.1213.1721.423.082.29Sd(MVA)2472.949534.59528.69.83123.66289.59QjkAzS)104.833.94152.08402.78.324.62配電裝置設(shè)計(jì)配電裝置是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的連接方式，又開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。1、各種類型配電裝置的特點(diǎn)1、屋式配電裝置的特點(diǎn)：①、屋配電裝置允許安全凈距小，可分層布置，使占地面積小；②、維護(hù)、巡視和操作在室進(jìn)行，不受氣候影響；③、外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；④、房屋建筑投資較大；2、屋外式配電裝置的特點(diǎn)：①、土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②、擴(kuò)建比較方便；③、相鄰設(shè)備間距較大，便于帶電作業(yè)；④、占地面積大；⑤、受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件差，須加強(qiáng)絕緣；⑥、不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響；3、成套式配電裝置的特點(diǎn)：①、電器布置在封閉、半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②、所有電氣元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷；③、運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；④、耗用鋼材較多，造價(jià)較高；2、配電裝置的基本要求配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況和環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約土地、并結(jié)合運(yùn)行與檢修要求，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35kV與以下的配電裝置宜采用屋式；110kV與以上多為屋外式。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：1）、配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，如節(jié)約土地等。2）、保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離；3）、便于檢修、巡視和操作；4）、在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)；5）、安裝和擴(kuò)建方便。6）、配電裝置的最小安全距離220kV屋外配電裝置的安全凈距符號(hào)A1A2B1B2CD安全凈距（mm）1800200025501900430038003、設(shè)計(jì)的基本步驟：（1）、根據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、電器的形式、出線多少和方式、有無(wú)電抗器、地形、環(huán)境條件等因數(shù)選擇配電裝置的形式；（2）、擬訂配電裝置的配置圖；（3）、按照所選設(shè)備的外形尺寸、運(yùn)輸方法、檢修與巡視的安全和方便等要求，遵照《配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，并參照各種配電裝置的典型設(shè)計(jì)。防雷保護(hù)設(shè)計(jì)雷電放電所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會(huì)引起巨大的電磁感應(yīng)，機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。從電力工程的角度來(lái)看，最值得我們注意的兩個(gè)方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過(guò)電壓，有時(shí)也稱為大氣過(guò)電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一；雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀，燃燒，使導(dǎo)體熔斷或通過(guò)電動(dòng)力引起機(jī)械損壞。變電站是電力系統(tǒng)的樞紐網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)生雷害事故，往往導(dǎo)致變壓器等重要電氣設(shè)備的損壞，并可能造成全站對(duì)外送電，嚴(yán)重影響電網(wǎng)和電站的安全和經(jīng)濟(jì)效益。所以變電站的防雷保護(hù)必須很可靠。電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中承受的過(guò)電壓，有來(lái)自外部的雷電過(guò)電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁能產(chǎn)生振蕩，積聚而引起的部過(guò)電壓兩種。雷電過(guò)電壓又可分為直擊雷過(guò)電壓，感應(yīng)雷過(guò)電壓和侵入雷電波過(guò)電壓三種；部過(guò)電壓分工頻過(guò)電壓，諧振過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。為保證電力設(shè)備和人身的安全，電氣設(shè)備宜接地或接零。發(fā)電廠、變電所的直擊雷過(guò)電壓保護(hù)，可采用避雷針、避雷線、避雷帶和鋼筋焊接成網(wǎng)等。繼電保護(hù)配置繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。1、繼電保護(hù)的基本任務(wù)自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)，一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)與其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上應(yīng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。此外，還應(yīng)考慮從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體利益出發(fā)，按被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的作用和地位來(lái)確定保護(hù)方式。而不能只從保護(hù)裝置本身的投資來(lái)考慮，這是因?yàn)楸Ｗo(hù)不完善或不可靠而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失，一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)即使是最復(fù)雜的保護(hù)裝置的投資。同時(shí)還要注意，對(duì)較為次要電氣元件，也不應(yīng)該裝設(shè)過(guò)于復(fù)雜和昂貴的保護(hù)裝置。2、繼電保護(hù)配置根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程要求，本次所設(shè)計(jì)變電站電氣設(shè)備繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配置情況如下一、主變壓器繼電保護(hù)1、主保護(hù)縱差保護(hù)：作為變壓器的主保護(hù)，反應(yīng)變壓器外部故障，如絕緣套管與其引出線上發(fā)生的單相接地短路等，動(dòng)作于跳主變?nèi)齻?cè)。瓦斯保護(hù)：作為變壓器的主保護(hù)，反應(yīng)變壓器部故障，如油箱匝間短路、與油面降低等，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信，重瓦斯動(dòng)作于跳主變?nèi)齻?cè)。主保護(hù)動(dòng)作于無(wú)時(shí)限切除三側(cè)斷路器。后備保護(hù)：220kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)（雙時(shí)限），以較短的時(shí)限跳橋連斷路器，較長(zhǎng)的時(shí)限跳線路斷路器、主變中、低壓側(cè)斷路器。保護(hù)區(qū)延長(zhǎng)作為中、低壓側(cè)母線后備保護(hù)。防止變壓器外部相間短路并作為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)的后備的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作于跳主變?nèi)齻?cè)斷路器220kV中性點(diǎn)直接接地零序過(guò)流保護(hù)，第一時(shí)限跳高壓側(cè)，第二時(shí)限跳三側(cè)。220kV中性點(diǎn)不直接接地零序過(guò)流保護(hù)，第一時(shí)限跳高壓側(cè)，第二時(shí)限跳三側(cè)。110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖的方向過(guò)電流保護(hù)，帶時(shí)限跳三側(cè)斷路器。防止變壓器外部相間短路并作為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)的后備的過(guò)電流保護(hù)，第一時(shí)限跳分段斷路器，第二時(shí)限跳本側(cè)斷路器。保護(hù)區(qū)延長(zhǎng)作為該電壓等級(jí)出線后備保護(hù)。35kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖的方向過(guò)電流保護(hù)，帶時(shí)限跳三側(cè)斷路器。防止變壓器外部相間短路并作為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)的后備的過(guò)電流保護(hù)，第一時(shí)限跳分段斷路器，第二時(shí)限跳本側(cè)斷路器。保護(hù)區(qū)延長(zhǎng)作為該電壓等級(jí)出線后備保護(hù)。3、發(fā)信保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)：主變壓器三側(cè)均裝設(shè)動(dòng)作于發(fā)信的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，輕瓦斯保護(hù)、溫度異常、壓力異常動(dòng)作于發(fā)了預(yù)告信號(hào)。4、其他保護(hù)：如主變油面溫度高繞、組溫變高作用于延時(shí)發(fā)信號(hào)，達(dá)到時(shí)定時(shí)限時(shí)跳主變?nèi)齻?cè)。二、母線繼電保護(hù)：220kV、110kV母線保護(hù)1、母差保護(hù)：母線的主保護(hù)，反映母線相間故障，作用于無(wú)時(shí)限跳母線兩側(cè)斷路器與母聯(lián)斷路器。2、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：母線的后備保護(hù)，作用于延時(shí)跳母線兩線兩側(cè)斷路器與母聯(lián)斷路器。3、電流回路斷線閉鎖保護(hù)：在電流互感器二次回路斷線時(shí)發(fā)出信號(hào)。4、斷路器失靈保護(hù)：后備保護(hù)，在斷路器拒動(dòng)時(shí)起動(dòng)，其動(dòng)作時(shí)間大于斷路器跳閘時(shí)間與保護(hù)裝置返回時(shí)間之和，作用于跳閘。（僅220kV裝設(shè)）三、線路繼電保護(hù)（一）220kV線路保護(hù)：1、閉鎖式高頻保護(hù)：輸電線路主保護(hù)，全相運(yùn)行條件下能正確反應(yīng)各種不對(duì)稱短路。在三短路時(shí)，只要不對(duì)稱時(shí)間大于5—7ms,保護(hù)可以動(dòng)作，作用于線路斷路器跳閘。2、三段式距離保護(hù)：輸電線路