35KV變電所電氣部分初步設(shè)計任務(wù)書

太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 35電所電氣部分初步設(shè)計任務(wù)書 第一篇 任務(wù)書 一 、設(shè)計要求 1、 建立工程設(shè)計的正確觀點，掌握電力系統(tǒng)設(shè)計基本原則和方法； 2、 培養(yǎng)獨立思考、解決問題的能力； 3、學(xué)習(xí)使用工程設(shè)計手冊和其他參考書的能力；學(xué)習(xí)撰寫工程設(shè)計說明書。 二 、原始資料 1、 某企業(yè)為保證供電需求，要求設(shè)計一座 35壓變電所，以 10纜給各車間供電，一次設(shè)計并建成。 2、 距本變電所 6該變電所用 35最大運行方式下，待設(shè)計的變電所高壓母線上的短路功率為 1000 3、待設(shè)計的變電所 10電源，考慮以后裝設(shè)的組電容器，提高功率因素，故要求預(yù)留兩個間隔。 4、本變電所 10中一車間和二車間為一類負荷，其余為三類負荷， 00h ，各饋線負荷如表 1 1 序號 車間名稱 計算用有功功率（ 計算用無功功率（ 1 一車間 1046 471 2 二車間 735 487 3 機械車 間 808 572 4 裝配車間 1000 491 5 鍛工車間 920 276 6 高壓站 1350 297 7 高壓泵房 737 496 8 其他 931 675 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 （表 1 1） 5、所用電的主要負荷見表 1 2 序號 名 稱 額定容量（ 功率因數(shù)（ 安裝臺數(shù) 工作臺數(shù) 備注 1 主充電機 20 1 周期性負荷 2 浮充電機 1 經(jīng)常性負荷 3 蓄電池室通風(fēng) 1 經(jīng)常性負荷 4 室內(nèi)配電裝置通風(fēng) 2 周期性負荷 5 交流焊機 1 周期性負荷 6 檢修試驗用電 13 1 經(jīng)常性負荷 7 載波遠動 1 經(jīng)常性負荷 8 照明負荷 14 經(jīng)常性負荷 9 生活水 泵等用電 10 經(jīng)常性負荷 （表 1 2） 6、環(huán)境條件 （ 1）當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邷囟?29.9c，極端最低溫度 c ，最熱月地面 6.7c ，電纜出線凈距 100 （ 2）當(dāng)?shù)睾０胃叨?暴日數(shù) 年：無空氣污染，變電所地處在P500m 的黃土上。 三、設(shè)計任務(wù) 1 、設(shè)計本變電所的主電路，論證設(shè)計方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺數(shù)； 2 、設(shè)計本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺數(shù)； 3 、計算短路電流； 4、選擇斷路器和隔離開關(guān)； 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 四、設(shè)計成果 1 、設(shè)計說明書和計算書各一份 2 、主電路和所用電路圖各一份 第二篇 設(shè)計說明書 第一章 概述 一、 設(shè)計依據(jù) 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給出的條件。 二、 設(shè)計原則 1、 要遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，特別是應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術(shù)進步的方針。 2、 要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)不同要求，要實行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源，要保護環(huán)境，要節(jié)約用地并合理使用勞動力，要立足于自力更生。 三、 變電站建設(shè)的必 要性及規(guī)模 1、 變電站建設(shè)的必要性 為了加強企業(yè)供電可靠性，減少線路損耗，適應(yīng)日益增長的負荷發(fā)展需要， 35，其近鄰工廠，其主要供電對象是企業(yè)的各個車間，這樣設(shè)計減小了供電半徑，供電線損大幅下降，供電量增加，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的需要，有利于企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。 2、 本工程建設(shè)規(guī)模 （ 1）、企業(yè)變電站為 350壓變電站，該類變電站一般為無人職守的綜合自動化站，容量為 2*6300千伏安，企業(yè)變電站安裝兩臺 5主變壓器，35單母線接線。 （ 2）、企業(yè)變電站選址在企業(yè)附近，地勢平緩，海拔高度 象條件見任務(wù)書的環(huán)境條件。 10用屋內(nèi)配電裝置，電纜出線 ,10空器室外布置。 第二章 電氣主接線設(shè)計方案 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。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。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。把變電站、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱為電氣主接線。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(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝備的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。 主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。它表明了變壓器，線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系 著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 變電、輸電和用戶是在同一時刻完成的，所以主接線設(shè)計的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。 第一節(jié) 主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運 行、維護方便， 盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。 一、主接線的設(shè)計依據(jù) 1、負荷大小的重要性 2、 系統(tǒng)備用容量大小 （ 1） 運行備用容量不宜少于 8以適應(yīng)負荷突變，機組檢修和事故停運等情況的調(diào)頻需要。 （ 2） 裝有兩臺及以上的變壓器的變電所，當(dāng)其中一臺事故斷開時，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該變電所 60%70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證車間的一、二級負荷供電。 二、主接線的基 本要求 電氣主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求，其具體要求如下： 1、可靠性 研究可靠性應(yīng)該重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗和定性分析，要考慮發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、所采用的設(shè)備的可靠性以及結(jié)合一次設(shè)備和相應(yīng)的二次部分在運行中的可靠性進行綜合分析。其具體要求如下： 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 （ 1） 斷路器檢修時不應(yīng)影響供電。系統(tǒng)有重要負荷，應(yīng)能保證安全、可靠的供電。 （ 2） 斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運出線回數(shù)及停電時間，并且要保證全部一級負荷和部分二級負荷的供電。 （ 3） 盡量避免 發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。防止系統(tǒng)因為某設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)解裂。 （ 4） 大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。 2、靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活要求。從系統(tǒng)的長遠規(guī)劃來設(shè)計，應(yīng)滿足靈活性要求。 （ 1） 調(diào)度時應(yīng)該可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修運行方式以及特殊運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 （ 2） 檢修時可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對車間的供電。 （ 3） 擴建時可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停運時間最短的情況下，投入新裝機組，變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作最少。 3、經(jīng)濟性 主接線滿足可靠性，靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。 （ 1） 主接線應(yīng)力求簡單，經(jīng)節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 （ 2） 要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 （ 3） 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 （ 4） 如能滿足系統(tǒng)的安全運行及繼電保護要求， 35端或分支變太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 電所可采用簡易電器。 （ 5） 占地面積少：主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 （ 6） 電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加的電能損失。 第二節(jié) 主接線的設(shè)計和論證 依據(jù)變電站的性質(zhì)可選擇單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、外橋型接線、內(nèi)橋型接線、五種主接線方案，下面逐一論證其接線的利弊。 一、 單母線接線 單母線接線的特點是每一回線路均經(jīng)過一臺斷路器和隔離開關(guān)接于一組母線上。 優(yōu)點： （ 1）、接線簡單清 晰、設(shè)備少、操作方便。 （ 2）、投資少，便于擴建和采用成套配電裝置 缺點： (1)、 可靠性和靈活性較差。任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修均需使整個配電裝置停電。 (2)、 單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。 適用范圍： 單母線接線不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，一般用于6線回路較少，對供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。 二、單母線分段接線 隔離開關(guān)分段的單母線接 線 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 這種界限實際上仍屬不分段的單母線接線，只是將單母線截成兩個分段，其間用分段隔離開關(guān)連接起來。 這樣做的好處是兩段母線可以輪流檢修，縮小了檢修母線時的停電范圍，即檢修任一段母線時，只需斷開與該段母線連接的引出線和電源回路拉開分段隔離開關(guān)，另一段母線仍可繼續(xù)運行。但是，若兩個電源取并列運行方式，則當(dāng)某段母線故障時，所有電源開關(guān)都將自動跳閘，全部裝置仍需短時停電，需待用分段隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線段的供電?？梢?，采用隔離開關(guān)分段的單母線接線較之不分段的單母線，可以縮小母線檢修或故障時的停 電范圍。 斷路器分段的單母線接線 用隔離開關(guān)奮斗的單母線接線，雖然可以縮小母線檢修或故障時的停電范圍，但當(dāng)母線故障時，仍會短時全停電，需待分段隔離開關(guān)拉開后，才能恢復(fù)非故障母線段的運行，這對于重要用戶而言是不允許的。如采用斷路器分段的單母線接線，并將重要用戶采用分別接于不同母線段的雙回路供電，足可以克服上訴缺點。 對用斷路器分段的單母線的評價為 : 點： 晰、方便、經(jīng)濟、安全等優(yōu)點。 線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。與用隔離開關(guān)分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關(guān)短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。 段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。 法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 點： 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(shù)較多的配電裝置仍是嚴重的缺點。 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。 單母線分段接線與單母線接線相比提高了供電可靠性和靈活性。但是，當(dāng)電源容量較大、出 線數(shù)目較多時，其缺 點更加明顯。因此，單母線分段接線用于： （ 1）電壓為 6 10，出線回路數(shù)為 6回及以上，每段母線容量不超過 25則，回路數(shù)過多時，影響供電可靠性。 （ 2）電壓為 35 63，出線回路數(shù)為 4 8回為宜。 （ 3）電壓為 110 220，出線回路數(shù)為 3 4回為宜。 母線分段帶旁路母線的接線 為克服出線斷路器檢修時該回路必須停電的缺點，可采用增設(shè)旁路母線的方法。 當(dāng)母線回路數(shù)不多時，旁路斷路器利用率不高，可與分段斷路器合用，并有以下兩種接線形式。 （ 1） 分段斷路器兼作旁路斷路器接線。 （ 2） 旁路斷路 器兼作分段斷路器接線。 優(yōu)點： 單母分段帶旁路接線與單母分段相比，帶來的唯一好處就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。 單母線分段帶旁路接線，主要用于電壓為 6 1035以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時也采用。 單母線分段接線，雖然縮小了母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時的停電范太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 圍，在一定程度上提高了供電可靠性，但在母線或母線隔離開關(guān)檢修期間，連接在該段母線上的所有回路都將長時間停電，這一缺點，對于重要的變電站和用戶是不允許的。 三 、雙 母線接線 優(yōu)缺點分析：（ 1）可靠性高。可輪流檢修母線而不影響正常供電。當(dāng)采用一組母線工作、一組母線備用方式運行時，需要檢修工作母線，可將工作母線轉(zhuǎn)換為備用狀態(tài)后，便可進行母線停電檢修工作；檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時，只影響該回路供電；工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電；可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作，使引出線斷路器檢修期間能繼續(xù)向負荷供電。 （ 2）靈活性好。 為了克服上述單母線分段接線的缺點，發(fā)展了雙母線接線。按每一回路所連接的斷路器數(shù)目不同，雙母線接線有單斷路器雙母線接線、雙斷 路器雙母線接線、一臺半斷路器接線（因兩個回路共用三臺斷路器，又稱二分之三接線）三種基本形式。后兩種又稱雙重連接的接線，意即一個回路與兩臺斷路器相連接，在超高壓配電裝置中被日益廣泛地采用。 單斷路器雙母線接線： 單斷路器雙母線接線器是雙母線接線中最基本的接線形式。它具有兩組結(jié)構(gòu)相同的母線，每一回路都經(jīng)一臺斷路器、兩組隔離開關(guān)分別連接到兩組母線上，兩組母線之間通過母聯(lián)斷路器來實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。 雙母線接線有兩種運行方式，一種運行方式是一組母線工作，一組母線備用，母聯(lián)斷路器在正常運行時是斷開的；另一種運行方式是兩 組母線同時工作，母聯(lián)斷路器在正常運行時是接通的，這時每一回路都固定連接于某一組母線上運行，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 故亦稱固定連接運行方式。這兩種運行方式在供電可靠性方面有所差異，當(dāng)母線短路時，前者將短時全部停電；后者母線繼電保護動作，只斷開故障母線上電源回路的斷路器和母聯(lián)斷路器，并不會使另一組母線中斷工作。 單斷路器雙母線接線具有以下優(yōu)缺點 : 1） 單斷路器雙母線接線的優(yōu)點： 雙母線接線有更高的可靠性，表現(xiàn)在以下幾方面 : A檢修任一段母線時，可不中斷供電，即通過倒閘操作將進出線回路都切換至其中一組母線上工作，便可檢修另一組 母線。 B檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需停運該回路。 C母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電。 D線路斷路器 拒動 時或不允許操作時，可經(jīng)一定的操作順序使母聯(lián)斷路器串入該線路代替線路斷路器工作，而后用母聯(lián)斷路器切除核線路。 用裝接“跨條”的方法，避免該線路長期停電。 個別回路需要單獨進行試驗時，可將諒回路單獨接至一組母線上隔離起來進行。 個電源和出線可以任意分配到某一組母線上，因而可以靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式的調(diào)度和潮流變化。 在擴 建施工時不需停電。 由于雙母線具有上述優(yōu)點，被廣泛用于 10 一 220線回路較多且有重要負荷的配電裝置中。 2） 單斷路器雙母線接線的缺點： 在倒母線過程中把隔離開關(guān)當(dāng)作操作電器使用，容易發(fā)生誤操作事故。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 切換母線的過程中仍要短時停電。 對重要用戶來說是不允許的。 母線接線的母線長，隔離開關(guān)數(shù)目倍增，這將使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積增大，投資明顯增加。 雙母線接線比單母線分段接線的供電可靠性高、運行靈 活，但投資也明顯增大，因此，只有當(dāng)進出線回路數(shù)較多、母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求盡快恢復(fù)送電、母線和母線隔離開關(guān)檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求等情況下，才采用雙母線接線方式。 雙斷路器雙母線接線 雙斷路器雙母線這種接線，每回路內(nèi)接有兩臺斷路器，采取雙母線同時運行的方式。 雙斷路器雙母線接線的優(yōu)點是 : 運行靈活，能很好地適應(yīng)調(diào)度要求，有利于系統(tǒng)潮流的合理分布和電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。 作為操作電器，因而減少了誤操作的可能性。 雙斷路器雙母線接線的主要缺點是投入使用的斷路器大多，設(shè)備投資大，配電裝置占地面積和維護工作量都相應(yīng)地增大了許多，故在 220隨著電力系統(tǒng)容量的增大，輸電距離的增加，出于對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的考慮，這種接線在 330 “一臺半”斷路器接線 “一臺半”斷路器這種接線的特點是在兩組母 線之間串聯(lián)裝設(shè)三臺斷路器，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 于兩臺斷路器間引接一個回路，由于回路數(shù)與斷路器臺數(shù)之比為 2： 3，固稱為一臺半斷路器接線或二分之三接線。這種接線的正常運行方式是所有斷路器都接通，雙母線同時工作。 一臺半 斷路器接線的優(yōu)點是： A. 檢修任一臺斷路器時，都不會造成任何回路停電，也不需進行切換操。 B. 線路發(fā)生故障時，只是該回路被切除，裝置的其他元件仍繼續(xù)工作。 C. 當(dāng)一組母線停電檢修時，只需斷開與其連接的斷路器及隔離開關(guān)即可，任何回路都不需作切換操作。 D. 母線發(fā)生故障時，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路 都不會停電。 全。隔離開關(guān)僅作隔離電源用，不易產(chǎn)生誤操作。斷路器檢修時，倒閘操作的工作量少，不必像雙母線帶旁路接線那樣要進行復(fù)雜的操作，而是夠斷開待檢修的斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)就可以了，也不需要調(diào)整更改繼電保護整定值。 串?dāng)嗦菲骰ハ噙B接形成多環(huán)狀接線供電，所以，運行調(diào)度非常靈活。 一臺半 斷路器接線所需的開關(guān)電器數(shù)量少，配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，投資也相應(yīng)減少。 缺點就是二次線和繼電保護比較 復(fù)雜，投資較大。 另外，為提高運行可靠性，防止同名回路同時停電，一般采用交替布置的原則：重要的同名回路交替接入不同側(cè)母線；同名回路接到不同串上；把電源與引出線接到同一串上，這樣布置，可避免聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，因同名回路串的母線側(cè)斷路器故障，使同一側(cè)母線的同名回路一起斷開。同時，為使一臺半斷路器接線優(yōu)點更突出，接線至少應(yīng)有三個串才能形成多環(huán)接線，可靠性更高。 一臺半斷路器接線，目前在國內(nèi)、外已較廣泛實用于大型發(fā)電廠和變電站的330 500配電裝置中。當(dāng)進出線回路數(shù)為 6 回及以上，并咋系統(tǒng)中占重要太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 地位時，宜采 用一個半斷路器接線。 四、外橋型接線 外橋接線，橋回路置于線路斷路器外側(cè)，變壓器經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接電，而線路支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點相連。 外橋接線的特點為 : （ 1） 變壓器操作方便。如變壓器發(fā)生故障時，僅故障變壓器回路的斷路器自動跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 （ 2） 線路投入與切除時，操作復(fù)雜。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短時停電。 （ 3） 橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯(lián)系，出線側(cè)斷路器故障或檢修時，造成該側(cè)變壓器停電，在實際 接線中可采用設(shè)內(nèi)跨條來解決這個問題。 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(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。 五、內(nèi)橋型接線 內(nèi)橋接線，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè)（靠變壓器側(cè)），此時線路經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點，構(gòu)成獨立單元；而變壓器支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接電相連，是非獨立單元。 內(nèi)橋接線的特點： （ 1）線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回線路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 （ 2）正常運行時變壓器操作復(fù)雜。 （ 3）橋回路故障或檢修時 兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出線斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。為此，在實際接線中可采用設(shè)外跨條來提高運行靈太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 活性。 內(nèi)橋接線適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(jīng)常切換運行方式的發(fā)電廠和變電站中。 橋形接線具有接線簡單清晰、設(shè)備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為節(jié)省投資，在發(fā)電廠或變電站建設(shè)初期，可先采用橋形接線，并預(yù)留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。 六、結(jié)論 通過分析比較，五種接線方式中采用無母線型內(nèi)橋接線作為 35接線方式較之其它四種為 好，由于本次設(shè)計為 35電站，考慮到供電可靠性和經(jīng)濟性的需要，在 10 第三章 主變臺數(shù)和容量的選擇 一、主變臺數(shù)的選擇 在變電站中，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。 35 110定，主變壓器的臺數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。 在有一、二級負荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺時，其余主變 壓器的容量不應(yīng)小于 60的全部負荷，并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷。主變壓器臺數(shù)和容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。 正確選擇變壓器的臺數(shù)，對實現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟和合理供電具有重要意義。目前一般的選擇原則是：一般用戶裝設(shè) 1 2 臺變壓器；為了提高供電可靠性，對太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 于、級用戶，可設(shè)置兩臺變壓器，防止一臺主變故障或檢修時影響整個變電所的供電，所以本所選用兩臺主變，互為備用，當(dāng)一臺變壓器故障檢修時由另一臺主變壓器承擔(dān)全部負荷的 75%，保證了正常供電。根據(jù)原始 資料，本所主變壓器配置兩臺。 二、主變?nèi)萘康拇_定 1、 主變壓器容量一般按變電所建成后 5的規(guī)劃負荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠期 10 2、 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷供電，保證供電可靠性。 3、 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。 4、裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng) 其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿足全部負荷的 70%，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證 80%負荷供電。 三、主變壓器接線形式的選擇 1、變壓器繞組的連接方式 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相一致，否則不能并列運行。該變電所有二個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。 電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形三角形，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。 我國 110以上電壓，變壓器繞組都采用星形連接， 35采用星形連接，其中性點多通過消弧線圈接地， 35下電壓，變壓器繞組都采用三角形連接。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 由于 3520110位 12 點），這樣當(dāng)電壓為 22011035、中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組加接線方式就不能三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有 35統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星形連接的變壓器。 變壓器采用繞組連接方式有 D 和 Y，我國 35用 Y 連接， 35下電壓的變壓器有國標 Y/Y/。故本次設(shè)計的變電所選用主變的連接組別為 YN/。 2、冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。本次設(shè)計選擇的是小容量變壓器，故采用自然風(fēng)冷卻。 3、調(diào)壓方式的選擇 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：無激勵調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 5%以內(nèi)；另一種是有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%，設(shè)置有載調(diào)壓的原則如下： 于 220以上的降壓變壓器，反在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況 下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。當(dāng)電力系統(tǒng)運行確有需要時，在降壓變電所亦可裝設(shè)單獨的調(diào)壓變壓器或串聯(lián)變壓器。 于 110以上的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式。 于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，或接于時而為送端，時而為受端母線上的發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器，一般采用有載調(diào)壓方式。 普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為 5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決 這些問題。它的調(diào)壓范太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 圍較大，一般在 15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。故本次設(shè)計選用主變的調(diào)壓方式為有載調(diào)壓。 4、結(jié)論 綜合以上分析，結(jié)合技術(shù)分析對比及經(jīng)濟可靠性分析對比，本所宜采用5型三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器，其容量以及技術(shù)參數(shù)如下： 主變?nèi)萘浚?6300號： 三相雙繞組有載調(diào)壓降壓變壓器 阻抗電壓： 聯(lián)接組別： Y/ 數(shù)： 兩臺 第四章 所用變的選擇和所用電的設(shè)計 所用變的設(shè)計應(yīng)以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，結(jié)合工程 具體的特點設(shè)計所用變的接線方式，因變電站在電力系統(tǒng)中所處的地位，設(shè)備復(fù)雜程度（電壓等級和級次，主變壓器形式、容量及補償設(shè)備有無等）以及電網(wǎng)特性而定。而所用變壓器和所用配電裝置的布置，則常結(jié)合變電站重要電工構(gòu)建物的布置來確定。一般有重要負荷的大型變電所， 380 220臺所用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關(guān)設(shè)有自動投入裝置。每臺所用變壓器應(yīng)能擔(dān)負本段負荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔(dān)負另一段母線上的重要負荷，以保證變電所 正常運行。 一、用電電源和引接原則如下 （ 1）當(dāng)變電所有低壓母線時； 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 （ 2）優(yōu)先考慮由低壓母線引接所用電源； （ 3）所用外電源滿足可靠性的要求； （ 4) 即保持相對獨立； （ 5）當(dāng)本所一次系統(tǒng)發(fā)生故障時； （ 6）不受波及； （ 7）由主變壓器低繞組引接所用電源時； （ 8）起引接線應(yīng)十分可靠； （ 9）避免發(fā)生短路使低壓繞組承受極大的機械應(yīng)力； 二、所用變接線一般原則 （ 1）一般采用一臺工作變壓器接一段母線； （ 2）除去只要求一個所用電源的一般變電所外； （ 3）其他變電所均要求安裝兩臺以上所用工作變壓器； （ 4） 低壓 10線可采用分段母線分別向兩臺所用變壓器提供電源； （ 5）以獲得較高的可靠性； 故所用變設(shè)在 10，所用變選擇兩臺 100/10型所用變壓器。 第五章 短路電流計算 一、概 述 在電力系統(tǒng)中運行的電器設(shè)備，在其運行中都必須考慮到會發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時最危險的故障是各種形式的短路，它會破壞電力系統(tǒng)對用戶正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。 （第二段） 短路是電力系統(tǒng)中的嚴重故障，所謂短路，是指一切屬于不正常運行的相與相間或相與地間發(fā)生通路的情況。 （第一段） 在 35、 10統(tǒng)中，可能發(fā)生短路有三相、兩相、兩相接地和單相接地的故障，其中相單接地的短路占大多數(shù) 其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣，仍屬對稱狀態(tài)，其他類型的短路是不對稱短路。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 電力系統(tǒng)中常發(fā)生的單相短路占大多數(shù)， 二相短路較少，三相短路就更少了 。三相短路雖然很少發(fā)生，但其后果最為嚴重，應(yīng)引起足夠的重視。因此我們采用三相短路來計算短路電流，并檢測電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 二、短路電流計算的目的 短路問題是電力技術(shù)的基本問題之一。短路電流及其電動力效應(yīng)和分效應(yīng)，短路時的電力的降低，是電氣結(jié)線方案比較，電氣設(shè)備和載流 導(dǎo)線選擇、接地計算以及繼電保護選擇和整定等的基礎(chǔ)。 在變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其短路電流計算的目的主要有以下幾方面： （ 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確實某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路計算。 （ 2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流 有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 （ 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 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(jù)。 （ 4）接地裝置的設(shè)計，也需要短路電流。 三、一般規(guī)定 1、 驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定熱穩(wěn)定及電器開斷電流，應(yīng)按本規(guī)程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5）。 確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的 接線方式。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 2、 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)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 3、 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點對帶電抗器的 6線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計算短路點，應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 4、 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系 統(tǒng)中及自耦變壓器回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況計算。 四、短路的物理量 短路電流的周期分量、非周期分量、短路全電流、短路沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流。 1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； 2、所有電源的電動勢相位角相同； 3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和； 4、電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%負荷接在高壓母線上，50%負荷接在系統(tǒng)側(cè)； 5、短路發(fā)生在短路電流為最大的一瞬間； 6、不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； 7、原件的計算參數(shù)都取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào) 整范圍； 8、輸電電纜線的電容略去不計； 五、短路電流計算的步驟 1、在已知短路容量時： 000 選基準容量 00i=、短路點與系統(tǒng)之間電抗標幺值計算： *=d 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 3、變壓器電抗標幺值計算 : *(U%/100) (d) 4、短路電流基準值計算： i/（ 3 5、短路點周期分量有效標幺值計算： * =l/ *相短路電流有效值計算： )3(=、三相短路沖擊電流計算： )3(=3(8、三相短路最大： )3(= )3(9、由于計算設(shè)為無限容量系統(tǒng)：暫態(tài)短路電流 I=I，三相短路穩(wěn)態(tài)電流： )3(I = )3(10、短路容量計算： 3 )3(J 電氣設(shè)備的選擇 一、一般原則 1、 應(yīng)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； 2、 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 3、 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； 4、 與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致； 5、 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 6、 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定 的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準。 二、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行。 1、 長期工作條件 1） 電壓 選用的電器允許最高工作電壓 得低于該回路的最高運行電壓 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 ) 電流 選用的電器額定電流 I N 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流 I N 于變壓器短路時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流 時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 3） 機械負荷 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。電器機械荷載的安全系數(shù)，由制造部門在產(chǎn)品制造中統(tǒng)一考慮。 2、 短路穩(wěn)定條件 1） 校驗的一般原則 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況校驗。 2） 短路的熱穩(wěn)定條件： 在計算時間 t 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ s) = 繼電器保護裝置后備保護動作時間（ + 斷路器全分閘時間（ 3) 短路的動穩(wěn)定條件： 原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 短路沖擊電流峰值（ 短路全電流有效值（ 電器允許的極限通過電流峰值（ 電器允許的極限通過電流有效值（ 3、 絕緣水平 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設(shè)備相應(yīng)的保護水平來確定。當(dāng)所 選用電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應(yīng)通過絕緣配合計算選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護設(shè)備。 三、環(huán)境條件 1、 溫度 按交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱（ 規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40時，允許按額定電流長期工作。當(dāng)電器安裝點的環(huán)境溫度高于 +40（但不高于 +60）時，每增高 +1，建議額定電流減少 當(dāng)?shù)陀?+40，每降低 +1建議額定電流增加 但總的增加值不超過額定電流的 20%。 2、 日照 屋外高壓電器在日照影響下將產(chǎn)生附加溫升。但高壓電器的發(fā)熱試驗是在 避免陽光直射的條件下進行的。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設(shè)計中可暫按電器額定電流的 80%選擇設(shè)備。 3、 風(fēng)速 一般高壓電器可在風(fēng)速不大于 35m/s 的環(huán)境下使用。 4、 冰雪 在積雪和覆冰嚴重的地區(qū)，應(yīng)采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對地閃絡(luò)。 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 5、 濕度 選擇電器的濕度，應(yīng)采用當(dāng)?shù)叵鄬穸茸罡咴路莸钠骄鄬穸取?6、 污穢 污穢地區(qū)內(nèi)各種污物對電器設(shè)備的危害，取決于污穢物質(zhì)的導(dǎo)電性、吸水性、附著力、數(shù)量、比重及距物源的距離和氣象條件。 7、 海拔 電器的一般使用條件為海拔高度不超 過 1000m。海拔超過 1000安裝在海拔高度超過 1000選用高原產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級產(chǎn)品。 8、 地震 地震對電器的影響主要是地震波的頻率和地震振動的加速度。 四、環(huán)境保護 選用電器尚應(yīng)注意電器對周圍環(huán)境的影響。 1、電磁干擾 頻率大于 10無線電干擾主要來自電器的電流電壓突變和電暈放電。35 2、噪音 為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響所選高壓電器在運行中或操作時產(chǎn)生的噪音，在距電器 2 連續(xù)性噪 音水平： 85 連