題目：110kV變電站及其配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號摘

要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。[關(guān)鍵詞]變電站

輸電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)

高壓網(wǎng)絡(luò)

補(bǔ)償裝置AbstractAlong

with

the

economic

development

and

the

modern

industry

developments

ofquickrising,thedesignofthepowersupplysystembecomemoreandmorecompletely

and

system.

Because

the

quickly

increase

electricity

of

factories,it

also

increases

seriously

to

the

dependable

index

of

the

economic

condition,power

supply

in

quantity.

Therefore

they

need

the

higher

and

more

perfect

requestto

the

power

supply.

Whether

Design

reasonable,

not

only

affect

directly

thebaseinvestmentandcirculatetheexpenseswithhavethemetaldepletionincolour

metal,

but

also

will

reflect

the

dependable

in

power

supply

and

the

safein

many

facts.

In

a

word,

it

is

close

with

the

economic

performance

and

the

safetyofthepeople.The

substation

is

an

importance

part

of

the

electric

power

system,

it

isconsisted

of

the

electric

appliances

equipments

and

the

Transmission

and

theDistribution.Itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem,through

its

function

of

transformation

and

assign,

transport

and

safety.

Thentransport

the

power

to

every

place

with

safe,

dependable,

and

economical.

Asan

important

part

of

power’s

transport

and

control,

the

transformer

substationmust

change

the

mode

of

the

traditional

design

and

control,

then

can

adapt

tothe

modern

electric

power

system,

the

development

of

modern

industry

and

theoftrendofthesocietylife.Along

with

the

high

and

quick

development

of

electric

power

technique,electric

power

system

then

can

change

from

the

generate

of

the

electricity

tothesupplythepower.[keywords]

substation

transmissionsystem

distributionhighvoltagenetwork

correctionequipment.目

錄第

1章

原始資料及其分析??????????????????????????????????????????????????????????????31原始資料

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32原始資料分析

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????4第

2章

負(fù)荷分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5第

3章

變壓器的選擇????????????????????????????????????????????????????????????????????8第

4章

電氣主接線

????????????????????????????????????????????????????????????????????????10第

5章

短路電流的計(jì)算?????????????????????????????????????????????????????????????????131短路電流計(jì)算的目的和條件

???????????????????????????????????????????????????????132短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果

?????????????????????????????????????????????????14第

6章

配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇

??????????????????????????????????????171導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件

????????????????????????????????????????????????172設(shè)備的選擇

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????173高壓配電裝置的配置

???????????????????????????????????????????????????????????????18第

7章

二次回路部分????????????????????????????????????????????????????????????????????211測量儀表的配置

?????????????????????????????????????????????????????????????????????212繼電保護(hù)的配置

?????????????????????????????????????????????????????????????????????21第

8章

所用電的設(shè)計(jì)

?????????????????????????????????????????????????????????????????????27第

9章

防雷保護(hù)??????????????????????????????????????????????????????????????????????????39結(jié)束語

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41致謝

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42參考文獻(xiàn)

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43附錄一：一次接線圖附錄二：

10KV配電裝置接線圖緒論電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。由于電能在工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)的重要性，電能的輸送和分配是電能應(yīng)用于這些領(lǐng)域不可缺少的組成部分。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。變電站使電廠或上級電站經(jīng)過調(diào)整后的電能書送給下級負(fù)荷，是電能輸送的核心部分。其功能運(yùn)行情況、容量大小直接影響下級負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)將動(dòng)作。可能造成停電等事故，給生產(chǎn)生活帶來很大不利。因此，變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中對于保護(hù)供電的可靠性、靈敏性等指標(biāo)十分重要。變電站是聯(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。這就要求變電所的一次部分經(jīng)濟(jì)合理，二次部分安全可靠，只有這樣變電所才能正常的運(yùn)行工作，為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓站部分，緊靠發(fā)電廠。將壓變電站通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。這里所設(shè)計(jì)得就是110KV降壓變電站。它通常有高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等組成。變電站內(nèi)的高壓配電室、變壓器室、低壓配電室等都裝設(shè)有各種保護(hù)裝置，這些保護(hù)裝置是根據(jù)下級負(fù)荷地短路、最大負(fù)荷等情況來整定配置的，因此，在發(fā)生類似故障是可根據(jù)具體情況由系統(tǒng)自動(dòng)做出判斷應(yīng)跳閘保護(hù)，并且，現(xiàn)在的跳閘保護(hù)整定時(shí)間已經(jīng)很短，在故障解除后，系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)重合閘裝置會(huì)迅速和閘恢復(fù)供電。這對于保護(hù)下級各負(fù)荷是十分有利的。這樣不僅保護(hù)了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命，降低設(shè)備投資，而且提高了供電的可靠性，這對于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。工業(yè)產(chǎn)品的效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場競爭力增大，進(jìn)而可以使企業(yè)效益提高，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。生活用電等領(lǐng)域的供電可靠性，可以提高人民生活質(zhì)量，改善生活條件等。可見，變電站的設(shè)計(jì)是工業(yè)效率提高及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然條件。第一章

原始資料及其分析1.原始資料待建變電站是該地區(qū)農(nóng)網(wǎng)改造的重要部分，預(yù)計(jì)使用

3臺變壓器，初期一次性投產(chǎn)兩臺變壓器，預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。1.1電壓等級變電站的電壓等級分別為

110kV,35kV,10kV。110kV

：

2回35kV

：

5回

（其中一回備用）10kV

：

12回

（其中四回備用）1.2變電站位置示意圖：A待建變電站CB圖

1

變電站位置示意圖Fig1

Transformersubstationpositionsketchmap1.3待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)（表

1）表

1

待建成變電站各電壓等級負(fù)荷數(shù)據(jù)Tab.1

eachvoltagegradeburdendataofsubstation電壓等用電單位最大負(fù)用電類

回路數(shù)

供電方距離級荷(MW)別1式(km)39鋁廠鋼鐵廠A變電站B變電站備空架空架空架空1，232535kV35340無線電廠儀表廠手機(jī)廠電機(jī)廠電視機(jī)廠配電變壓器A0.560.533223電纜電纜電纜電纜架空450.630.420.8431410kV0.78111架空15配電變壓器B0.90.733架空電纜164其它22備用注：（1）35kV,10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取

cos￠=0.85（2）負(fù)荷同時(shí)率：35kV

kt=0.910kV

kt=0.85（3）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)均為

Tmax=3500小時(shí)/年(4）網(wǎng)損率為

A%=8%（5）站用負(fù)荷為

50kW

cos￠=0.87（6）35kV側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期負(fù)荷

20MV

10kV側(cè)預(yù)計(jì)新增遠(yuǎn)期符合

6MV1.4地形

地質(zhì)站址選擇在地勢平坦地區(qū)，四周皆為農(nóng)田，地質(zhì)構(gòu)造潔為穩(wěn)定區(qū)，站址標(biāo)高在

50年一遇的洪水位以上，地震烈度為

6度以下。1.5水文

氣象年最低氣溫為

5度，最高氣溫為

40度，月最高平均氣溫為

31度，年平均氣溫為22度，降水量為

2000毫米，炎熱潮濕。1.6環(huán)境站區(qū)附近無污染源2.

原始資料分析要設(shè)計(jì)的變電站由原始資料可知有

110千伏，35千伏，10千伏三個(gè)電壓等級。由于該變電站是在農(nóng)網(wǎng)改造的大環(huán)境下設(shè)計(jì)的，所以一定要考慮到農(nóng)村的實(shí)際情況。農(nóng)忙期和農(nóng)限期需電量差距較大，而且考慮到城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，所以變壓器的選擇考慮大容量的，盡量滿足未來幾年的發(fā)展需要。為了徹底解決農(nóng)網(wǎng)落后的情況，待建變電站的設(shè)計(jì)盡可能的超前，采用目前的高新技術(shù)和設(shè)備。待建變電站選擇在地勢平坦區(qū)為以后的擴(kuò)建提供了方便。初期投入兩臺變壓器，當(dāng)一臺故障或檢修時(shí)，另一臺主變壓器的容量應(yīng)能滿足該站總負(fù)荷的

60%，并且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)滿足一、二級負(fù)荷的需要。第二章

負(fù)荷分析1.

負(fù)荷分析的目的負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。對供電的可靠性非常重要。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。負(fù)荷計(jì)算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。所以負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)全面地分析計(jì)算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。2.

待建變電站負(fù)荷計(jì)算2.135kV

側(cè)近期負(fù)荷：P近

35=15+10+15+20=60MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)

35

=20MWn

Pi

=60+20=80MWi

1n

P

＝

Pi

kˊ(1+k")=80*0.9*（1+0.08）=77.76MW35i

1Q

＝P·tgφ＝P·tg(cos－10.85)=48.20

MVar35視在功率P=77.76

=91.482MVAS

＝g35cos

0.85S91.482=1.509kAIN35==3UN3

352.2

10kV

側(cè)近期負(fù)荷：P近

10=0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)

10

=6MWn

Pi

=5.29+6=11.29MWi

1n

P

＝

Pi

kˊ(1+k")=11.29*0.85*（1+0.08）=10.364MW10i

1Q

＝P·tgφ＝P·tg(cos－10.85)=6.423MVar10視在功率Pcos

10.3640.85S

＝==12.192MVA=0.7039kAg10S12.192IN10==3UN3

102.3站用電容量Pcos

0.05

＝0.057MVASg所＝＝0.872.4待建變電站供電總?cè)萘縎

=S

+S

+Sg所=91.482+12.192+0.057＝103.731(MVA)∑g35g10P

=P

+P

+P

=77.76+10.364+0.05＝88.174(MW)∑3510所第三章

變壓器的選擇主變的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。另外主變選擇的好壞對供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響。總之主變的選擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計(jì)的成功與否，所以對主變的選擇我們一定要全方面考慮。既要滿足近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。1.

變電所主變壓器的選擇有以下幾點(diǎn)原則：1)

在變電所中，一般裝設(shè)兩臺主變壓器；終端或分支變電所，如只有一個(gè)電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺主變壓器；對于

330kV、550kV變電所，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)為合理時(shí)，可裝設(shè)3~4臺主變壓器。2)

對于

330

kV及以下的變電所，在設(shè)備運(yùn)輸不受條件限制時(shí)，均采用三相變壓器。500

kV變電所，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。3)

裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事幫停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的

60%以上，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。4)

具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的

15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般先用三繞組變壓器。5)

與兩種

110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗(yàn)公共繞組容量，以免在某種運(yùn)行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。6)

500kV變電所可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。7)

對于深入負(fù)荷中心的變電所，為簡化電壓等級和避免重復(fù)容量，可采用雙繞組變壓器。2.

主變臺數(shù)的確定由原始資料可知，待建變電站是在農(nóng)網(wǎng)改造的大環(huán)境下建設(shè)的。負(fù)荷大，出線多，且農(nóng)用電受季節(jié)影響大，所以考慮初期用兩臺大容量主變。兩臺主變壓器，可保證供電的可靠性，避免一臺變壓器故障或檢修時(shí)影響對用戶的供電。隨著未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可再投入一臺變壓器。3.

主變壓器容量的確定主變壓器容量一般按變電所建成后

5~10

年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10~20

年的負(fù)荷發(fā)展，對于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。此待建變電站坐落在郊區(qū)，10kV主要給某開發(fā)區(qū)供電，35kV主要給下面鄉(xiāng)鎮(zhèn)及幾個(gè)大企業(yè)供電。考慮到

開發(fā)區(qū)及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展速度非常快，所以我們選擇大容量變壓器以滿足未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。確定變壓器容量:（1）變電所的一臺變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的

60%，即S/B=S

60%=103.731×60%＝62.241(MVA)∑（2）單臺變壓器運(yùn)行要滿足一級和二級負(fù)荷的供電需要一，二級負(fù)荷為

15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA所以變壓器的容量最少為

62.241MVA4.

變壓器類型的確定4.1相數(shù)的選擇變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。一臺三相變壓器比三臺單相變壓器組成的變壓器組，其經(jīng)濟(jì)性要好得多。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在

330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，均選用三相變壓器。同時(shí)，因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。因此待建變電站采用三相變壓器。4.2

繞組形式繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比兩臺雙繞組變壓器都較少。對深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。三繞組變壓器通常應(yīng)用在下列場合：(1)

在發(fā)電廠內(nèi)，除發(fā)電機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)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，需要由高壓向中壓和低壓供電，或高壓和重壓向低壓供電。(3)

在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統(tǒng)需要相互連接。(4)

在星形-星形接線的變壓器中，需要一個(gè)三角形連接的第三繞組。本待建變電站具有

110kV,35kV,10kV

三個(gè)電壓等級，所以擬采用三繞組變壓器。4.3

普通型和自耦型的選擇自耦變壓器是一種多繞組變壓器，其特點(diǎn)就是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面積和損耗，所以與同容量、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。由于自耦變壓器的結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)，在

110kV級以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，應(yīng)用非常廣泛，自耦變壓器代替普通變壓器已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。因此，綜合考慮選用自耦變壓器。4.4

中性點(diǎn)的接地方式電網(wǎng)的中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。本變電站所選用的主變?yōu)樽择钚腿@組變壓器。規(guī)程上規(guī)定：凡是

110kV-500kV側(cè)其中性點(diǎn)必須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地；主變壓器

6-63kV采用中性點(diǎn)不接地。所以主變壓器的

110kV側(cè)中性點(diǎn)采用直接接地方式，35kV，10kV側(cè)中性點(diǎn)采用不接地方式。綜上所述和查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表

3-1

變壓器型號Tab

3-1Transformermodel型號及容量額定容量比空載損耗(kW)-負(fù)載損耗(kW)阻抗電壓（%

）高額定電壓高壓/中壓/低壓(kV)空載電流%（kVA

高壓/中壓中低高中）/低壓(%)低SFS7-63000/110100/100/5

121/38.5/1773000.810.5

18

6.500.5重量（T）外形尺寸（MM）額定容量型號運(yùn)輸（kVA）

油重總重L

B

H

HLT重SSZ9-63000/110

63000

15.9

72.181.27880

4890

6050

8720

2000第四章

電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電氣系統(tǒng)的主要部分。電氣主接線是由電氣設(shè)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(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線。由于本設(shè)計(jì)的變電站有三個(gè)電壓等級，所以在設(shè)計(jì)的過程中首先分開單獨(dú)考慮各自的母線情況，考慮各自的出線方向。論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施，擬出幾個(gè)把三個(gè)電壓等級和變壓器連接的方案，對選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。1.

對電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面1.1可靠性安全可靠是主接線的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。電氣主接線的可靠性不是絕對的。所以在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備的制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。1.2靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個(gè)方面：（1）

操作的靈活性（2）

調(diào)度的靈活性（3）

擴(kuò)建的靈活性1.3經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個(gè)方面考慮：（1）

節(jié)省一次投資。如盡量多采用輕型開關(guān)設(shè)備等。（2）

占地面積少。由于本變電站占用農(nóng)田所以要盡量減少用地。（3）

電能損耗小。電能損耗主要來源變壓器，所以一定要做好變壓器的選擇工作。1.4另外主接線還應(yīng)簡明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。2.

電氣主接線的基本原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各種技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。3.

待建變電站的主接線形式3.1

110kV側(cè)方案（一）:

采用單母線接線考慮到

110kV側(cè)有兩條進(jìn)線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，各回路必須在檢修和短路時(shí)事故來消除之前的全部時(shí)間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時(shí)，該回路停止供電。（3）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時(shí)，有較大的短路電流。方案

（二）：采用單母線分段帶旁路接線斷路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷數(shù)次短路電流后都需要檢修。為了能使采用單母線分段的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不中斷供電，可增設(shè)旁路母線。單母線分段帶有專用的旁路斷路器的旁路母線接線極大的提高了可靠性，但是這也增加了一臺斷路器和一條母線的投資。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。（2）擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響

兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。（3）便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投次大。（2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對于

110kV側(cè)來說，因?yàn)樗┙o較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的供電可靠性的要求；雙母線接線供電可靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時(shí)需要停電而且雙母線接線復(fù)雜，使用設(shè)備多、投資較大；采用單母線分段帶旁路的電氣接線可將I、II

類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；而且?guī)月房梢栽跈z修斷路器時(shí)對用戶進(jìn)行供電。故經(jīng)過綜合考慮采用方案（二）。3.2

35kV側(cè)方案（一）:

采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：可靠性、靈活性差，母線故障時(shí)，各出線必須全部停電。方案（二）：單母線分段優(yōu)點(diǎn)：（1）母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。（2）對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。方案（三）：采用單母線分段帶旁路接線優(yōu)點(diǎn)

：（1）可靠性、靈活性高（2）檢修線路斷路器時(shí)仍可向該線路供電缺點(diǎn)：投資大，經(jīng)濟(jì)性差單母線接線可靠性低，當(dāng)母線故障時(shí)，各出線須全部停電，不能滿足

I、II

類負(fù)荷供電性的要求，故不采納；將

I、II

類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；雖然帶有旁路斷路器的單母線分段也能滿足要求，但其投資大、經(jīng)濟(jì)性能差，故采用方案（二）單母線分段接線。3.3

10kV側(cè)方案（一）:

采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點(diǎn)：可靠性、靈活性差，母線故障時(shí)，各出線必須全部停電。方案（二）：單母線分段優(yōu)點(diǎn)：(1)

母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。(2)

對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。單母線接線可靠性低，當(dāng)母線故障時(shí)，各出線須全部停電，不能滿足

I、II

類負(fù)荷供電性的要求，故不采納；將

I、II

類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性。故采用方案（二）。綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖。見附圖

4-1。第五章

短路電流計(jì)算1.

短路電流計(jì)算的目的和條件短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)行。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設(shè)備。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設(shè)備。因此要求我們在設(shè)計(jì)變電站時(shí)一定要進(jìn)行短路計(jì)算。1.1短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要內(nèi)容。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：⑴

電氣主接線的比較。⑵

選擇導(dǎo)體和電器。⑶

在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。⑷

在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。⑸

接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。1.2短路電流計(jì)算條件1.2.1基本假定⑴

正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；⑵

所有電源的電動(dòng)勢相位、相角相同；⑶

電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；⑷

短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；⑸

不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；⑹

除去短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；⑺

元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；⑻

輸電線路的電容忽略不計(jì)。1.2.2一般規(guī)定⑴

驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃；⑵

選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響；⑶

導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。2.短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果2.1計(jì)算步驟在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下：1、選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值；2、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、選擇短路點(diǎn)；4、按短路計(jì)算點(diǎn)化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；5、利用實(shí)用曲線算出短路電流。2.2

計(jì)算各回路電抗（取基準(zhǔn)功率

S

=100MVAU

=U

）d

aVd低壓側(cè)123高壓側(cè)中壓側(cè)4線路側(cè)根據(jù)上面所選的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算：Sd100＝0.241X

＝X

＝Xｘ＝0.4×80×115212U2avX

＝X

＝1/200×(UK12%＋UK31%－UK23%)

Sd34SN10063＝1/200×(10.5＋18－6.5)

×=0.175X

＝X

＝1/200×(UK12%＋UK23%－UK31%)

Sd56SN10063＝1/200×(10.5＋6.5－18)

×=-0.008≈0X

＝X

＝1/200×(UK23%＋UK31%－UK12%)

Sd78SN10063＝1/200×(6.5＋18－10.5)

×=0.111由于兩臺變壓器型號完全相同，其中性點(diǎn)電位相等，因此等值電路圖可化簡為X13=X1/2=0.241/2=0.1205X10=X3/2=0.175/2=0.0875X11=X5/2=-0.008/2=-0.0040X12=X7/2=0.111/2=0.0555計(jì)算各短路點(diǎn)的最大短路電流（1）K

點(diǎn)短路時(shí)１X

＝X

＝0.1205Σ*13I”

＝I＝1／X

＝1／0.1205=8.299Σ**S∞*100短路次暫態(tài)電流：I”

＝I

＝I”

I

＝8.299×＝4.166（kA）SS∞S*

d3

115短路沖擊電流：

ish.S＝2.55I”

＝2.55×4.166＝10.624（kA）S全電流最大有效值：Ish.S

＝1.51I”

＝1.51×4.166=6.2816（kA）S短路電流容量：

Sd”=

3

I”

Un=829.78(MV)S(2)

K點(diǎn)短路時(shí)2X

＝X13+X10+X11=0.1205+0.0875-0.0040=0.204Σ*I”

＝I＝1／X

＝1/0.204=4.902Σ**S∞*100短路次暫態(tài)電流：I”

＝I

＝I”

I

＝4.902×=7.649（kA）SS∞S*

d3

37短路沖擊電流：

ish.S＝2.55I”

＝2.55×7.649＝19.505（kA）S全電流最大有效值：Ish.S

＝1.51I”

＝1.51×7.649=11.550（kA）S短路電流容量：

Sd”=

3

I”

Un=490.179(MV)S(3)

K點(diǎn)短路時(shí)3X

＝X13+X10+X12=0.1205+0.0875+0.0555=0.2635Σ*I”

＝I＝1／X

＝1/0.2635=3.795Σ**S∞*100短路次暫態(tài)電流：I”

＝I

＝I”

I

＝3.795×=20.868（kA）SS∞S*

d3

10.5短路沖擊電流：

ish.S＝2.55I”

＝2.55×20.868＝53.213（kA）S全電流最大有效值：Ish.S

＝1.51I”

＝1.51×20.868=31.511（kA）S短路電流容量：

Sd”=

3

I”

Un=379.505(MV)S從計(jì)算結(jié)果可知，三相短路較其它短路情況嚴(yán)重，它所對應(yīng)的短路電流周期分量和短路沖擊電流都較大，因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，主要考慮三相短路的情況。第六章

配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇1.

導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電器設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。1.1

一般原則1、應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3、選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；4、應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；5、擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致；6、選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格1.2技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.2.1長期工作條件（一）電壓選用電器允許最高工作電壓

Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓

Ug，即Umax≥Ug（二）電流選用的電器額定電流

Ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即Ie≥Ig由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。所選用電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。1.2.2

短路穩(wěn)定條件（一）校驗(yàn)的一般原則（1）

電器在選定后按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流。（2）用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。（3）短路的熱穩(wěn)定條件Itt≥Qd式中

Qdt—在計(jì)算時(shí)間

tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（kA?s）It—t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（kA）t—設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間

tjs按下式計(jì)算：tjs=tb+td式中

tb—繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s）td—斷路器全分閘時(shí)間（s）（4）

短路動(dòng)穩(wěn)定條件ich≤idfIch≤Idf式中

ich—短路沖擊電流峰值（kA）idf—短路全電流有效值（kA）Ich—電器允許的極限通過電流峰值（kA）Idf—電器允許的極限通過電流有效值（kA）1.2.3絕緣水平在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。1.3環(huán)境條件環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。按照規(guī)程上的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40oC時(shí)，允許按照額定電流長期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40oC時(shí)，每增加

1oC建議額定電流減少

1.8%

；當(dāng)?shù)陀?40oC時(shí)，每降低

1oC，建議額定電流增加

0.5%，但總的增加值不得超過額定電流的

20%。2.

設(shè)備的選擇2.1斷路器的選擇2.1.1

高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。高壓斷路器主要功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。其最大特點(diǎn)就是斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。2.1.2

高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)（一）選擇高壓斷路器的類型，按目前我國能源部要求斷路器的生產(chǎn)要逐步走向無油化，因此

6—220kV要選用

SF6斷路器。（二）根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶外式或戶內(nèi)式。（三）斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)電流。（四）斷路器的額定電壓不小于變電所所在電網(wǎng)的額定電壓。（五）校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時(shí)實(shí)際開斷的短路電流周期分量有效值來進(jìn)行選擇，當(dāng)斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時(shí)，為了簡化計(jì)算也可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行選擇。（六）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在

t

時(shí)

間內(nèi)的允許熱K效應(yīng)。（七）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動(dòng)穩(wěn)定

電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。（八）按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足條件是：斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流

i

，一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動(dòng)穩(wěn)定電流。sh2.1.3按上述原則選擇和校驗(yàn)斷路器（一）110kV側(cè)斷路器的選擇（1）、該回路為

110kV電壓等級，故可選用六氟化硫斷路器。（2）、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。（3）、回路額定電壓

Ue≥110kV

的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流

ImaX=1.05×

103.731

＝0.547（kA）3

115（4）、為了維護(hù)和檢修的方便，選擇統(tǒng)一型號的

SF6

斷路器。如下表：額

定

峰最高

額定工作

開斷電壓

電流固有分閘時(shí)間S額定

額定動(dòng)穩(wěn)

3S熱穩(wěn)

值

耐

受合閘時(shí)間S型號

電壓

電流定電流

定電流

電

流kVAkAkA

kAkVkAOFPT-110110160012631.58031.5800.03

0.１２（5）、進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算①

開斷電流能力校驗(yàn)因?yàn)槿喽搪冯娏鞔笥趦上喽搪冯娏鳎赃x三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短。，故選

I=4.166kA進(jìn)行校驗(yàn)所選斷路器的額定開斷電流

I。=31.5kA＞

I=4.166kA，則斷流能力滿足要求。②

短路關(guān)合電流的校驗(yàn)在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動(dòng)、靜觸頭間在未接觸時(shí)

及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和曹遭受電動(dòng)力的損壞。而且不可避免接通后又自動(dòng)跳閘。此時(shí)還要求能夠切斷電流。因此要進(jìn)行短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為

80kA，流過斷路器的沖擊電流為

10.624kA，則短路關(guān)合電流滿足要求，因?yàn)槠鋭?dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。③

熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間

1.9s，所選斷路器的固有分閘時(shí)間

0.07，選擇熄弧時(shí)間

t=0.03S。則短路持續(xù)時(shí)間

t=1.9+0.07+0.03=2s。因?yàn)殡娫礊闊o限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時(shí)間大于

1s而忽略不計(jì)則

短路熱效應(yīng)允許熱效應(yīng)Q

=I”2t=4.1662×2=534.711kA2.s.skIr2t=31.5

×3=2976.75kA22Ir2t＞Qk

熱穩(wěn)定滿足要求。以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用

OFPT(B)-110斷路器。（二）

35kV側(cè)斷路器的選擇（1）、該回路為

35kV電壓等級，故選用六氟化硫斷路器（2）、斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)斷路器（3）、回路電壓

35

kV，因此選用額定電壓

Ue≥35kV

的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流

Imax=1.05×

91.482

＝1.4989(kA）3

37（4）、為方便運(yùn)行管理及維護(hù)，選同一型號產(chǎn)品，初選

LW8-35斷路器其參數(shù)如下：最大工作電壓kV額定斷流極限通過

4S熱

固

有額定

額定額定開

極限斷電流

開斷電流穩(wěn)定

分

閘電流

時(shí)間型號

電壓

電流容量

有效kVAkA電流峰值kVA值kA25sLW8-35

351600

40.525251600

36.6

630.06（5）、對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)①斷流能力的校驗(yàn)流過斷路器的短路電流

I

=7.649。所選斷路器的額定開斷電流

I

=25kV

＞

I

，K即斷路器的斷流能力滿足要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)K所選斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值

i

=63kA,流過斷路器的沖擊電流dwi=19.505kA＜i

，則動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。shdw③熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間

1.9s，所選斷路器的固有分閘時(shí)間

0.06s，選擇熄弧時(shí)間

t=0.03s。則短路持續(xù)時(shí)間

t=1.9+0.06+0.03=1.99s。以前述的方法算得

Q

=7.6492×1.99=116.429kA2sz因?yàn)槎搪烦掷m(xù)時(shí)間

1s，非周期分量忽略不計(jì)，

即

Q

=Q

=116.429kA2skz允許熱效應(yīng)

Ir2t=252×4=2500kA2s＞Qk

所以熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗(yàn)可知斷路器滿足使用要求，故確定選用

LW8-35A斷路器。（二）10kV側(cè)斷路器的選擇（1）、該回路為

10kV

電壓等級，故可選用真空斷路器。（2）、該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器。（3）、回路額定電壓為

10kV，因此必須選擇額定電壓

Ue≥

10kV的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流

Imax=1.05×

12.192

＝0.7039（k3

10.5A）（4）、初選

SN9-10真空斷路器，主要數(shù)據(jù)如下：4S熱

固有分閘穩(wěn)定

時(shí)間電流額定電壓kV額定電流kA額定開

動(dòng)穩(wěn)定斷流電

電流型號kAkAskASN9-10101.252563250.05（5）、對所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)①斷流能力的校驗(yàn)流過斷路器的短路電流

I

=20.868

kA。所選斷路器的額定開斷電流

I

=25kV

＞KIK，即斷路器的斷流能力滿足要求。②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)所選斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流為

63kA，

流過斷路器的沖擊電流

i

=

53.213kA＜sh63KA則動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間

1.9s，所選斷路器的固有分閘時(shí)間

0.05s，選擇熄弧時(shí)間

t=0.03s。則短路持續(xù)時(shí)間

t=1.9+0.05+0.03=1.98s。則

Qd=Qz=20.868允許熱效應(yīng)

Ir

t=25由于短路時(shí)間大于

1s,非周期分量可忽略不計(jì)則

Qd=Qz=862.237kA

.s

，由于

Ir

t

＞QK，所以熱穩(wěn)定滿足要求2×1.98=862.237kA2.s22×4=2500kA

.s222從以上校驗(yàn)可知該斷路器滿足要求，所以確定選用

SN

-10真空斷路器。92.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)也是發(fā)電廠變電站中常用的開關(guān)電器。它需要與斷路器配合使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無負(fù)荷電流的情況下，分、合電路。其主要功能為：隔離電壓、倒閘操作、分、合小電流。2.2.1、隔離開關(guān)的配置（一）、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。（二）、斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便進(jìn)出線不停電檢修。（三）、中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。根據(jù)以上配置原則來配置隔離開關(guān)，變電所隔離開關(guān)的配置詳見主接線圖。2.2.2、隔離開關(guān)按下列條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)（一）根據(jù)配電裝置布置的特點(diǎn)，選擇隔離開關(guān)的類型。（二）根據(jù)安裝地點(diǎn)選用戶外或戶內(nèi)式。（三）隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。（四）隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝充電路的最大持續(xù)工作電流。（五）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件為：

idw

＞ish（六）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件為：Ir2t

＞Qk（七）根據(jù)對隔離開關(guān)控制操作的要求，選擇配用操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)一般采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)戶內(nèi)

8000A以上隔離開關(guān)，戶外

220

kV高位布置的隔離開關(guān)和

330kV隔離開關(guān)宜用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時(shí)，也可采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。2.2.3、110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（一）、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。（二）、該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外式。（三）、該回路額定電壓為

110kV，因此所選的隔離開關(guān)額定電壓

Ue≥

110kV，且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流

ImaX=1.05×

103.731

＝0.5473

115（kA）（四）、初

GW

—110D型單接地高壓隔離開關(guān)其主要技術(shù)參數(shù)如下：4極限通過電流額定

額定

最大工

接地電壓

電流

作電壓

刀閘4S熱穩(wěn)定電流

備注kAkA型

號kVAkVA有效值

峰值GW4-110D11012501262000325510（五）、校驗(yàn)所選的隔離開關(guān)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即

idw

=55kA流過該隔離開關(guān)的短路沖擊電流

i

=10.624kA.ssh即

idw

＞

i

55kA＞10.624kA

動(dòng)穩(wěn)定要求滿足。sh（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)

Ir

t=10

×4=400kA

.s2

2短路熱效應(yīng)

Q

=Ir

t=4.166

×2＝34.711kAt

＞Q

熱穩(wěn)定滿足要求。2222.sKIr經(jīng)以上校驗(yàn)可知，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用

GW4—110D型高壓隔離開關(guān)。2K2.2.4

35kV側(cè)的隔離開關(guān)的選擇（一）、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。（二）、該隔離開關(guān)安裝在戶內(nèi)，幫選用戶內(nèi)式。（三）、該回額定電壓為

35kV，幫選擇隔離開關(guān)的額定電壓

Ue≥35KV,且其額定電流必須大于流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)電流

Imax

=1.05×

91.482

＝1.4989(kA）3

37（四）、初選

GN—35T型高壓隔離開關(guān)，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：最大工作電

極限通過電

4S熱穩(wěn)定型號額定電壓

額定電流壓流峰值電流單位kV35AkVkAkAGW５-35（D）200040.55020（五）、校驗(yàn)所選擇的隔離開關(guān)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值，即

idw

=50kA，短路沖擊電流

i

=19.505kAshi

＞

i，

動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。dwsh（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)

I熱效應(yīng)

Q

=Ir

t=7.649rt＞QK

熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗(yàn)可知，所選該隔離開關(guān)滿足要求，所以確定選用

GW

—35D型高壓2rt=202×4=1600kA2s短路×1.99=116.429kA222sK即

I2５隔離天關(guān)。2.2.5

10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇（一）、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，隔離開關(guān)選擇不帶接地刀閘。（二）、隔離開關(guān)安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式。（三）、該回路的額定電壓為

10kV所選隔離開關(guān)的額定電壓

Ue≥10kV，額定電流大于流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)電流

Imax=1.05×

12.192

＝0.7039（kA）3

10.5（四）、初選

GN19—10型隔離開關(guān)，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型單號額定電壓

額定電流

允許熱效應(yīng)

Ir2t

動(dòng)穩(wěn)定電流位kV10AkA2skAGN19—1012503200100（五）、校驗(yàn)所選的隔離開關(guān)。（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)所選隔離開關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流

100kA短路沖擊電流

i

=53.213kAshi

＞

i

,

動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。dwsh（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)短路熱效應(yīng)rt＞Q

熱穩(wěn)定滿足要求.I2rt=3200KA2SQ

=862.637KA2SdI2d從以上校驗(yàn)可知,所選隔離開關(guān)滿足要求,故確定選用

GN19—10型隔離開關(guān)。2.3導(dǎo)線的選擇本設(shè)計(jì)的

110kV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線

LGJ的軟母線，而10kV、35kV采用屋內(nèi)配電裝置，故采用矩型硬母線。導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過+70℃；在計(jì)太陽輻射的影響時(shí)，鋼芯鋁絞線可按不超過+80℃來考慮。2.3.1

110KV母線的選擇與校驗(yàn)：（一）、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面

SImax=1.05×

103.731

＝0.547（kA）=547(A)3

115年最高平均溫度為+31℃，而導(dǎo)線長期允許溫度為+80℃，則溫度修正系數(shù)：

80

31=0.94480

25K

＝0al=

aloImax

=K0Ial則

I

＝I

/K

＝547/0.944=579.45(A)almax0選擇

110KV母線型號為：LGJ—185，查表得

I

=631A。YImax=547A＜K

I

=0.944×631=3595.66A滿足要求θ

Y（二）、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IKC416683S=185mm2＞S

=t

=dz2=70.99mm2min滿足熱穩(wěn)定要求。2.3.2

35KV母線的選擇與校驗(yàn)（一）、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面

S91.482Imax=1.05×＝1.4989(kA）3

37Ial=Imax/k

=1498/0.944=1587A0選擇

35KV母線型號為：h100×b10（單條矩形），查表得

I

=1663A。YImax=14989A＜k

I

=0.944×1663=1569A滿足要求θ

Y（二）、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IKC764987S=1000mm2＞S

=t

=dz1.99

=124mm2min滿足熱穩(wěn)定要求。（三）、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€采取水平排列平放則

W=bh

/6=10×100相鄰支柱間跨距取22/6=16666(mm3)=1.6666×10-5

m3L=1.5m相間母線中心距離取

a=0.25mLσmax=0.173ish2

×10aW21.52=0.173×19.5052×10

0.25

16.666

10

6

=3.55×106(pa)σmax＜σ

=70×106pay滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。2.3.3

10kV母線的選擇與校驗(yàn)由于安裝在室內(nèi)，選用硬母線（一）、按最大持續(xù)工作電流選擇母線截面:Imax=1.05×

12.192

＝0.7039(kA)3

10.5I

=I

/k

=703.9/0.944=745.65AYjmax0選擇

10KV母線型號為

h63×b10（單條矩形），查表得

I

=1129A。YImax=703.9A＜K

I

=0.944×1129=1004.81A滿足要求θ

Y（二）、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：IKC208681.98

=337mm287S=630mm2＞S

=t

=dzmin滿足熱穩(wěn)定要求。（三）、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€采取水平排列平放則

W=bh2/6=10×632/6=6615(mm3)=6.615×10-6

m3L=1.5m相鄰支柱間跨距取相間母線中心距離取

a=0.25mLσmax=0.173ish2

×10aW21.22=0.173×53.2132×10

0.25

6.615

10

6

=42.66×106(pa)paσmax＜σ

=70×106y滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。2.4互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中的測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將大電流、高電壓按比例變成小電流、低電壓，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次測接測量儀表與繼電保護(hù)等。2.4.1電壓互感器的選擇變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。詳見電氣主接線圖。電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選擇：（一）、110kV電壓互感器選擇

3×JDX1—110（二）、35kV電壓互感器選擇3×JDXN—353×JSW—10（三）、10kV電壓互感器選擇2.4.2電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。（一）、110KV電流互感器的選擇選擇電流互感器型號:LCWD—110，變比如下：（1）線路側(cè)：I=2×63000

=661.2A

則取變比取：700/53110（2）聯(lián)絡(luò)斷路器處：I=

63000

=330.6A

則取變比取：400/53110（二）、35KV電流互感器的選擇選擇電流互感器型號:LCWB—35，變比如下：變壓器至母線及母線分段斷路器處：I=

63000

=944A

則取變比為：1000/5338.5線路處，取最大負(fù)荷的線路選取：I=

20000

=300A

則取變比為：400/5338.5（三）、10kV電流互感器的選擇選擇

10kV側(cè)電流互感器型號:LB—10，變比如下：變壓器至母線及母線分段斷路器處：63000I==3270A

則取變比為：4000/5311線路處，取最大負(fù)荷的線路選取：900I==47.24A

則取變比為：60/53112.5避雷器的選擇2.5.1避雷器的配置（一）配電裝置的每組母線上，均裝設(shè)避雷器。（二）三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。（三）變壓器高、低壓側(cè)中性點(diǎn)均裝置避雷器。變電所避雷器的配置詳見電氣接線圖。(圖

4-1)2.5.2避雷器的選擇（一）110kV選擇：Y5W84/197(變壓器)

110kV選擇：Y1０W-100/260(母線側(cè))（二）35kV選擇：Y5W-42/128（三）10kV選擇：Y5W2-12.7/503.

高壓配電裝置的配置3.1高壓配電裝置的設(shè)計(jì)原則與要求配電裝置是變電站的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。形式有屋內(nèi)和屋外配電裝置，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。3.1.