詹永正畢業(yè)設計論文

1、河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計/論文河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文論文題目： 110KV變電站一次部分設計系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 供用電技術 班 級： 供電111班 學生姓名： 詹永正 學 號： 110315141 指導教師： 姚 娟 2013年12月30 日 67摘 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作用，變電站的設計合理性直接影響著國民生產和人們的生活和社會秩序。所以變電站應本著提高電力系統(tǒng)安全可靠性和運行效率，達到降低生產成本、提高經濟效益的目的進行設計。本設計首先根據設計的要求和數(shù)據計算各電壓等級的負荷；再根據計算的負荷對電力變壓器進行合理的選擇；然后根

2、據各電壓等級進出線的數(shù)量及要求，結合各種電氣主接線的優(yōu)缺點和適用范圍，選擇合理的電氣主接線，使主接線的設計滿足可靠性、靈活性和經濟性的要求；根據材料參數(shù)和電氣主接線圖，畫出系統(tǒng)的等值電抗圖，選擇短路點對各電壓等級的三相短路電流進行計算；根據負荷和短路電流的計算結果，合理地選擇一次電氣設備，對所選電氣設備進行校驗，使所選的電氣設備滿足運行可靠，同時做到節(jié)省投資的基本要求，完成滿足要求的變電站設計。關鍵詞：電氣主接線；短路電流計算；電氣設備ABSTRACT Substation is the contact of power plant and the user of the intermedia

3、te links, plays the transformation and distribution of electric substation design rationality for the role, and directly affects the national production and people's life and social order. So the substation should increase in power system security and reliability and operating efficiency reduce

4、the production cost, raise the goal of economic benefits for the design. The first design according to the design requirements and data calculation of the voltage level of the load; then according to the calculated load on power transformer reasonable choice; then according to the voltage level of t

5、he import and the number of lines and requirements, combined with a variety of electrical main wiring disadvantages and scope of application, reasonable choice of main electrical connection, make the connection design to meet the reliability, flexibility and economy requirements; according to the ma

6、terial parameters and the main electrical wiring diagram, draw the system equivalent reactance diagram, choose short-circuit point on the voltage level of the three-phase short-circuit current calculation; according to the load and short-circuit current calculation of the results, reasonable selecti

7、on of an electrical device, for electrical equipment check, so that the selected electrical equipment to meet the reliable operation, at the same time so as to save investment of the basic requirements, completed to meet the requirements of the substation design. Key words: electrical main wiring; s

8、hort-circuit current calculation; electrical equipment 目錄摘 要.I緒 論.1第1章 概述.21.1 概述.21.2 變電站的作用和主要設備組成.21.3 變電站的分類.31.4 變電站主要設備組成.41.5 本次變電站設計任務.6第2章 電力系統(tǒng)及變電站總體分析92.1 電力系統(tǒng)分析.92.2 變電站總體分析9第3章 變壓器選擇.123.1 主變選擇.123.2 變壓器型式的選擇.14第4章 電氣主接線設計.174.1 電氣主接線設計.174.2 主接線設計應滿足的基本要求.174.3 接線設計.17第5章 短路電流的計算.225.1

9、短路電流的計算目的.225.2 短路電流的計算.23第6章 電氣設備選擇.306.1 電氣設備選擇.306.2 選擇導體和電器的技術條件.306.3 導體和電器的選取及校驗條件.316.4 電氣設備表.346.5 電氣設備選擇具體計算書.36第7章 配電裝置和總平面布置設計.537.1 概述.537.2 配電裝置設計.537.3 總平面布置設計.55第8章 繼電保護的配置.578.1線路保護的配置.578.2 母線保護的配置.578.3 變壓器保護的配置.58第9章 防雷設計.599.1 變電站的防雷保護概述.599.2 避雷針保護范圍的計算方法.609.3 避雷針保護范圍計算.609.4 防

10、雷設計結果.61結 論.62致 謝.63參考文獻.64緒 論電力工業(yè)是國民經濟的一項基礎工業(yè)和國民經濟發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風能等一次能源轉換成電能這個二次能源的工業(yè)，它為國民經濟的一些部門快速、穩(wěn)定的發(fā)展提供了動力，其發(fā)展水平是反映國家經濟發(fā)展水平的重要標志。 電能的輸送和分配是電能應用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)。變電站用電廠或上級電站經過調整后的電能輸送給下級負荷，是電能輸送的核心部分。其運行情況、容量大小直接影響下級負荷的供電，進而影響工業(yè)生產及生活用電。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)將動作。可能造成停電等事故，

11、給生產生活帶來很大不利。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網結構越來越復雜，各級調度中心需要獲得更多的信息，以準確掌握電網和變電站的運行狀況，同時提高電力系統(tǒng)的可控性，要求更多地采用遠方集中監(jiān)視和控制，并逐步采用無人值班管理模式。因此，變電站在整個電力系統(tǒng)中對于保護供電的可靠性、靈敏性等指標十分重要。 變電站是電力網中線路的連接點，作用是變換電壓、交換功率和匯集、分配電能。變電站中的電氣部分通常被分為一次部分和二次部分。本次RMA市郊110 KV變電站設計主要是對電氣一次部分的設計，本次設計屬于畢業(yè)設計,是在學習了相關專業(yè)課程(如電力系統(tǒng)分析、電氣設備運行及維護、電力系統(tǒng)繼電保護原理等)的基礎上對各類變電

12、所了解后設計的。本次設計為我們在走上工作崗位前對工程設計有了細致的了解,并為掌握一定的工程設計方法打下了基礎。 本次設計主要是電氣一次部分，它主要包括變電站總體分析，電力系統(tǒng)分析，主接線選擇，主變選擇，所用變選擇，無功補償?shù)脑O備，短路電流的計算，電氣設備的選擇，防雷設計等。在主接線設計中，我們把兩種接線方式在經濟性，靈活性，可靠性三個方面進行比較，最后選擇110KV電壓級采用單母線分段接線形式，35KV電壓級采用單母線分段接線形式，10KV電壓級采用單母線分段接線形式。第1章 電力系統(tǒng)及變電站概述 1.1 電力系統(tǒng)概述 隨著社會、經濟和科學的發(fā)展，電能被越來越廣泛的應用于工農也生產以及人民的日

13、常生活中。電能可以方便的轉化為其它形式的能源，并且電能的分配和輸送易于實現(xiàn)，可以輸送到需要它的工作場合和生活場合。 為了安全、經濟地發(fā)供電，滿足國民經濟和人民生活的需要，由發(fā)電機、變壓器、輸配電線路和電力用戶的電器裝置連接而成的整體，它完成了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電的任務，這就是電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)加上熱力發(fā)電廠中的熱能動力裝置、熱能用戶和水電廠的水能動力裝置，也就是加上鍋爐、汽輪機、水庫、水輪機以及原子能發(fā)電廠的反應堆等，稱為動力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中各種電壓的變電站及輸配電線路組成的統(tǒng)一體，稱為電力網。 1.2 變電站概述 變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力的場所，是發(fā)電廠和用戶聯(lián)系的中間環(huán)

14、節(jié)。變電站按照其升降電壓的不同分為升壓變電站和降壓變電站兩大類。升壓變電站是為了減少電能在運輸過程中的損耗，將發(fā)電廠發(fā)出的電升壓后輸送到遠方，這種變電站通常與發(fā)電廠聯(lián)系在一起；降壓變電站與負荷中心比較靠近，將高壓電通過變壓器轉變?yōu)檫m合的低壓電。 總的來說變電站內的總體布置合理，便于設備的操作、搬運、檢修和巡視，當然也要便于未來的擴建性。 根據負荷允許停電程度的不同，可以將負荷分為三個等級，也就是一級負荷、二級負荷和三級負荷。等級不同，對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。 一級負荷是指將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴重污染對工業(yè)將造成經濟的巨大損失，如重要的大型的設備損壞，重要產品或用重要

15、原料生產的產品大量報廢，還可能引起社會秩序混亂或嚴重的政治影響；二級負荷是指回造成較大的經濟損失，產品大量報廢或減產，還可能引起社會秩序的混亂或較嚴重的政治影響；三級負荷指造成的損失不大或者直接的經濟損失。負荷的等級不同，對供電的要求也不同。對于一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個獨立電源供電，且一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷供電；對于三級負荷一般只需要一個電源供電。1.3 變電站的分類 1.3.1按照變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （1）系統(tǒng)樞紐變電站 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，它的電壓是系統(tǒng)最高輸

16、電電壓，目前電壓等級有220kv、330kV(僅西北電網)和500kv，樞紐變電站連成環(huán)網，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個系統(tǒng)癱瘓，因此對樞紐變電站的可靠性要求較高樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣。 （2）地區(qū)一次變電站 地區(qū)一次變電站位于地區(qū)網絡的樞紐點，是與輸電主網相連的地區(qū)受電端變電站，任務是直接從主網受電，向本供電區(qū)域供電。全站停電后，可引起地區(qū)電網瓦解，影響整個區(qū)域供電。電壓等級一般采用220kv或330kv。 地區(qū)一次變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對供電的可靠性要求也比較高。 （3）地區(qū)二次變電站 地區(qū)二次變電站由地區(qū)一次變電站受電，直接向本地區(qū)負荷供電，供電范

17、圍小，主變壓器容量與臺數(shù)根據電力負荷而定。全站停電后，只有本地區(qū)中斷供電。 （4）終端變電站 終端變電站在輸電線路終端，接近負荷點，經降壓后直接向用戶供電，全站停電后，只是終端用戶停電。 1.3.2按照變電站安裝位置 （1）室外變電站 室外變電站除控制、直流電源等設備放在室內外，變壓器、斷路器、隔離開關等主要設備均布置在室外。這種變電站建筑面積小，建設費用低，電壓較高的變電站一般采用室外布置。 （2）室內變電站 室內變電站的主要設備均放在室內，減少了總占地面積，但建筑費用較高，適宜市區(qū)居民密集地區(qū)，或位于海岸、鹽湖、化工廠及其他空氣污穢等級較高的地區(qū)。 （3） 地下變電站在人口和工業(yè)高度集中的

18、大城市，由于城市用電量大，建筑物密集，將變電站設置在城市大建筑物、道路、公園的地下，可以減少占地，尤其隨著城市電網改造的發(fā)展，位于城區(qū)的變電站乃至大型樞紐變電站將更多的采取地下變電站。這種變電站多數(shù)為無人值班變電站。 （4）箱式變電站 箱式變電站又稱預裝式變電站，是將變壓器、高壓開關、低壓電器設備及其相互的連接和輔助設備緊湊組合，按主接線和元器件不同，以一定方式集中布置在一個或幾個密閉的箱殼內。 箱式變電站是由工廠設計和制造的，結構緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便，現(xiàn)在廣泛應用于居民小區(qū)和公園等場所。箱式變電站一般容量不大，電壓等級一般為3kv35kv，隨著電網的發(fā)展和要求的提高，電壓范圍不斷

19、擴大，現(xiàn)已經制造出了132kv的箱式變電站。 箱式變電站按照裝設位置的不同又可分為戶外和戶內兩種類型。 （5）移動變電站 將變電設備安裝在車輛上，以供臨時或短期用電場所的需要。 1.3.3按照值班方式 （1）有人值班變電站 大容量、重要的變電站大都采用有人值班變電站。 （2）無人值班變電站 無人值班變電站的測量監(jiān)視與控制操作都由調度中心進行遙測遙控，變電站內不設值班人員。 1.3.4根據變壓器的使用功能 （1）升壓變電站 升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬?，例如在發(fā)電廠需要將發(fā)電機出口電壓升高至系統(tǒng)電壓，就是升壓變電站。 （2）降壓變電站 與升壓變電站相反，是把高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖冸娬?，?/p>

20、電力系統(tǒng)中，大多數(shù)的變電站是降壓變電站。 1.4 變電站主要設備組成 發(fā)電廠和變電站中安裝的各種電氣設備，其主要任務是啟停機組、調整負荷、切換設備和線路、監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。根據電氣設備的作用不同，可將電氣設備分為一次設備和二次設備。 1一次設備：通常把生產、變換、輸送、分配和使用電能的設備稱為一次設備。 主要包括：生產和轉換電能的設備，如發(fā)電機等；接通或斷開電路的開關設備，如斷路器、隔離開關、負荷開關，熔斷器、接觸器等；限制故障電流和防御過電壓的保護電器，如電抗器和避雷器等；載流導體，如裸導線和電纜等；接地裝置。 2二次設備：把對一次設備和系統(tǒng)的運行進行測量、控

21、制、監(jiān)視、和保護的設備稱為二次設備。 主要包括：儀用互感器，如電壓互感器和電流互感器；測量表計，如電壓表、電流表、功率表和電能表等；繼電保護及自動裝置；直流電源設備；操作電器、信號設備及控制電纜。 1.4.1 變壓器 電力變壓器是發(fā)電廠變電站中的重要元件之一。主變壓器是變換電壓的主要設備，一般可分為降壓變壓器和升壓變壓器。變壓器由單相變壓器和三相變壓器。在運輸?shù)葪l件允許的情況下一般使用經濟上有利的三相變壓器，單相變壓器僅在高電壓、大容量的500KVA變電站等由于受到搬運上的限制而被采用。 1.4.2 輸電線和開關設備 在變電站內匯集著許多集中和分配電力的輸配電線，與主變壓器一起接在母線上，在每

22、一條線路的引出口除裝設斷路器和隔離開關。斷路器通常用于電路的送出、停止或切換，當輸、配電設備發(fā)生事故時則用來自動切斷。隔離開關用于輸、配電線路時，變壓器和斷路器等進行保護，檢修時把他們從回路中斷開，有時用來切換母線環(huán)。 1.4.3 控制裝置與互感器 控制裝置是變電站的中樞神經，通過它值班員監(jiān)視設備的運行狀態(tài)，根據需要進行設備的操作以及聯(lián)合互感器進行電壓、電流和功率的測量?；ジ衅髦饕獪y量于儀器：將高電壓、大電流轉換成低電壓、小電流進行測量。 1.4.4 避雷器避雷器是把系統(tǒng)中如雷電和操作過電壓之類的異常電壓抑制在規(guī)定值以內，從而保護以主變壓器為主的機器設備。 1.4.5 調相設備 調相設備，因為

23、在重負荷時可以使電流超前，輕負荷時可以使電流滯后，所以用來進行電壓的調整。 1.4.6 其它設備 變電站內除上述設備外，還有接地、屏蔽裝置、站內電源蓄電池和照明設備等其它各種設備。 1.5 本次變電站設計任務 1.5.1原始資料 變電所位于某中小型城市邊緣，所區(qū)西為城區(qū)，南為工業(yè)區(qū)，所址地勢平坦，交通便利，進出線方便，空氣污染輕微，不考慮對變電所的影響。所區(qū)平均海拔186米，最高氣溫40，最低氣溫-15，年平均氣溫14，土壤溫度25,出線方向：110KV向北，35KV向西，10KV向東,擬建變電所概況如下圖：圖1-1 概況圖表1-1 負荷表電壓負荷 名稱每回最大負荷（kW）功率 因數(shù)回路數(shù)供電

24、 方式線路長度（km）35kVA變電所60000.91架空15B變電所7000 0.921架空8C變電所4500 0.852架空10D廠4300 0.882架空7E廠5000 0.851架空1110kVF變電所10000.93架空5G變電所800 0.892電纜2H廠700 0.891電纜3I廠800 0.882架空7J廠200 0.881架空4K廠1000.91架空5L廠500 0.882架空21.5.2任務分析 本次所設計變電站擔負著向該城市市郊工農業(yè)生產和居民生活用電的工程，承擔著該市的輸變電任務。 根據電力系統(tǒng)技術規(guī)程中的有關規(guī)定：系統(tǒng)設計應在國家計劃經濟的指導下，在審議后的中期、長期

25、電力規(guī)劃的基礎上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進一步研究提出系統(tǒng)設計的具體方案；應合理利用能源，合理布局電源和網絡，使發(fā)、輸、變電及無功建設配套協(xié)調，并為系統(tǒng)的繼電保護設計，系統(tǒng)自動裝置設計及下一級電壓的系統(tǒng)等創(chuàng)造條件。設計方案應技術先進、過度方便、運行靈活、切實可行，以經濟、可靠、質量合格和充足的電能來滿足國民經濟各部門與人民生活不斷增長的需要。系統(tǒng)設計的設計水平可為今后第五年至第十年的某一年，并應對過度年進行研究(五年內逐年研究)，遠景水平可為第十年至第十五年的某一年，且宜與國民經濟計劃的年份相一致。系統(tǒng)設計經審查后，二至三年進行編制，但有重大變化時，應及時修改。 該市郊110KV變電站是地區(qū)性城

26、市變電站，它由系統(tǒng)S1和系統(tǒng)S2供電，該站建成后與系統(tǒng)S1和系統(tǒng)S2構成110kV環(huán)網，與電網系統(tǒng)聯(lián)系較為緊密，在整個電網系統(tǒng)中占有重要地位。 第2章 電力系統(tǒng)及變電站總體分析 2.1 電力系統(tǒng)分析 電力系統(tǒng)及變電所的設計首先要對電力系統(tǒng)進行分析才能選擇正確的方案，及對變電所進行總體分析才能設計比較經濟、可靠的變電所方案。 根據35110KV變電站設計規(guī)范第1.0.31.0.6條規(guī)定：變電站的設計應根據工程的510年發(fā)展規(guī)劃進行做到遠近期結合。以近期為主，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能；變電站的設計，必須以全出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧。按照負荷性質，用電容量，工程特點和地區(qū)供電條件，

27、綜合國情合理地確定設計方案；變電站的設計，必須堅持節(jié)約用地的原則；變電站設計除應執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合現(xiàn)行的國家有關標準和規(guī)范的規(guī)定。 設計中應遵循國家電網公司“兩型一化”變電站設計建設導則，參照國家電網公司輸變電工程典型設計110kV變電站分冊執(zhí)行。 2.2 變電站總體分析 2.2.1 變電所的總體分析 1設計依據 根據相關委托書及批復文件。 2變電所的建設的必要性 該所位于某中小城市郊區(qū)，為滿足該地區(qū)經濟發(fā)展及人民生活需要，決定在此建設此區(qū)域性變電所。 3變電所的建設規(guī)模 根據電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的規(guī)模如下:電壓等級：110 KV /35 KV /10KV,線路回數(shù)：110KV近期2回，

28、遠景發(fā)展2回；35KV近期7回，遠景發(fā)展2回；10KV近期12回，遠景發(fā)展4回。 4所址概況 變電所位于某中小型城市邊緣，所區(qū)西為城區(qū)，南為工業(yè)區(qū)，所址地勢平坦，交通便利，進出線方便，空氣污染輕微，不考慮對變電所的影響。所區(qū)平均海拔186米，最高氣溫40，最低氣溫-15，年平均氣溫14，土壤溫度25,出線方向：110KV向北，35KV向西，10KV向東,擬建變電所概況如下圖： 圖2-1 電力系統(tǒng)接線圖5氣象條件：年最高氣溫40,年最低氣溫10，年平均溫度15,最熱月平均最高溫度33,水溫度為+10，最大風速30m/s,屬于我國第V級標準氣象區(qū)。 2.2.2 負荷分析 1110 KV負荷分析 從

29、擬建變電站概況圖中，近期規(guī)模中的兩個110kV線路L2、L3使系統(tǒng)中的S1、S2和 擬建變電站構成110kV環(huán)網，供電可靠性較高。 235KV負荷分析 在35KV負荷中三回線路是三個35kV變電站的電源線，是電網中的線路，兩回是分別供D廠和E廠的專線，因此要盡可能保證其供電可靠性。其中不同負荷的年利用時間為：城市生活用電2500h，化學工業(yè)7300h。 表2-1 110KV負荷分析電壓負荷名稱每回最大負荷（kw）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）35kvA變電所60000. 91架空15B變電所70000.921架空8C變電所45000.852架空10D廠43000.882架空7E廠500

30、00.851架空11310KV負荷分析 在10KV負荷中，除兩回是供往變電站的線路外，其它均為工廠用電，必須保證其供電可靠性。其中不同負荷的年利用時間為：紡織工業(yè)6000h，城市生活用電2500h，食品工業(yè)4500h，機械制造工業(yè)5000h，其他工業(yè)4000h。 表2-2 10 KV負荷分析10kvF變電所10000.93架空5G變電所8000.892電纜2H廠7000.891電纜3I廠8000.882架空7J廠2000.881架空4K廠1000.91架空5L廠5000.882架空22.2.3 電力系統(tǒng)接線圖 圖2-2 電力系統(tǒng)接線圖第3章 變壓器選擇3.1 主變選擇變壓器是變電所中最重要的和

31、最貴重的是設備，變壓器的選擇在變電所中是比較重要的。3.1.1 變壓器容量和臺數(shù)的選擇1主變容量選擇應考慮因素(1)主變容量選擇一般應按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期幾年發(fā)展，對城郊變電所，主變容量應與城市規(guī)劃相結合。(2)根據變電所帶負荷性質和電網結構來確定主變容量，對有重要負荷的變電站應考慮一臺主變壓器停運時，其余主變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一、二級負荷；對一般性變電站，當一臺主變停運時，其余主變壓器應能保證全部負荷的60。(3)同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網出發(fā)，推行系列化，標準化。2主變臺數(shù)的考慮原則因素(1)對大

32、城市郊區(qū)的一次變，在中、低壓側構成環(huán)網情況下，裝兩臺主變?yōu)橐恕?2)對地區(qū)性孤立的一次變或大型的工業(yè)專用變電所，設計時應考慮裝三臺的可能性。(3)對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎宜大于變壓器容量的1-2級設計，以便負荷發(fā)展時更換主變。3主變容量和臺數(shù)選擇計算由以上分析可知應選兩臺主變額定容量Se的選擇計算：(1)35KV中壓側：其出線回路數(shù)為7回，取=0.95,結合負荷情況分析知(2)10KV低壓側：其出線回路數(shù)為11回，取=0.9,=0.85結合負荷情況分析知： 則三繞組變壓器的計算容量為：(3)由選擇條件： 得：()故可選用主變的容量為31.5。4校核條件： 則： 成立，滿足條件要求

33、。 顯然滿足條件：綜上所述，選用主變的容量為31.5合格。5近期與遠景容量問題(分期建設計劃)上述計算結果是510年規(guī)劃的最終變電所的臺數(shù)和容量，近期容量問題實際上是考慮第一期上一臺主變還是兩臺。根據負荷分析資料給出的近期負荷計算近期的。=0.95(1)35KV側 (2)10KV側 由以上計算結果看出，顯然，但考慮變壓器都具有過負荷能力，故第一期工程考慮上一臺主變。3.2 變壓器型式的選擇 3.2.1 相數(shù)的選擇由相應規(guī)程規(guī)定，若站址地勢開闊，交通運輸方便，也不是由于容量過大而無法解決制造問題，在330KV及其以下的發(fā)電廠和變電所中，宜采用三相變壓器，結合以上分析，RMA市郊變電所應采用三相變

34、壓器。3.2.2 繞組數(shù)和繞組連接方式的選擇電力工程電氣設計手冊和相應的規(guī)程中指出：在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該變壓器容量的15以上，或在低壓側雖沒有負荷，但是在變電所的實際情況中，由主變容量選擇部分的計算數(shù)據，明顯滿足上述情況。故RMA市郊變電所主變選擇三繞組變壓器。電力工程電氣設計手冊和相應規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個繞組是型的，我國110KV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中型點，所以都需要選擇的連接方式。對于110KV變電

35、所的35KV側也采用的連接方式，而610KV側采用型的連接方式。故RMA市郊變電所主變應采用的繞組連接方式為： 3.2.3 主變阻抗和調壓方式的選擇電力系統(tǒng)電氣設計手冊和相應規(guī)程中指出：變壓器各側阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定，潮流方向，無功分配，繼電保護，短路電流，系統(tǒng)內的調壓手段和并列運行等的方面進行綜合考慮，并應由對工程起決定性作用的因素來確定。變壓器的阻抗選擇實際上是指三個繞組在變壓器鐵心中纏繞的位置，由此變壓器可以分為升壓結構和降壓結構兩種類型。由于絕緣因素，高壓繞組總放在最外側，而中、低壓繞組可以分別纏繞在變壓器的鐵心的中間或者最里面。由于變壓器的阻抗實際上就是繞組之間的漏抗，因此

36、可見，升壓型結構的變壓器大而降壓結構的大。那么看潮流傳輸?shù)拇笮?，在傳輸潮流大的一側采用阻抗小的以減小正常損耗。但是也還要其他因素的影響，綜合考慮，比如為選擇輕型的電器需要加限制短路電流的措施，那么為限制短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結構(其大)，這樣可以不再加限流電抗器調壓方式是指采用有載(帶負荷)調壓還是手動(不帶負荷)調壓方式。規(guī)程規(guī)定：在能滿足電壓正常波動情況下可以采用手動調壓方式(手動調壓方式的變壓器便宜、維修方便)。對于110KV變電站以往設計，由于任務書已經給出系統(tǒng)能保證本站110KV母線的電壓波動在±5%之內，所以可以采用手動調壓方式。但是，近年來隨著對電壓質量的要求的

37、提高和有載調壓變壓器的質量的提高，作為城市變電站，一般也都用有載調壓方式。綜合以上分析本設計中RMA市郊變電站的主變宜采用有載調壓方式。3.2.4 主變壓器的冷卻方式變壓器的冷卻方式主要有自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)等。綜合經濟性和本變電站的實際情況考慮，110KV變電站宜選用自然風冷式。3.2.5 變壓器各側電壓的選擇作為電源側，為保證向線路末端供電的電壓質量，即保證在10%電壓損耗的情況下，線路末端的電壓應保證在額定值，所以，電源側的主變電壓按10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。所以，對于110KV的變電站應用近似計算，額定電壓選線路兩端

38、電壓的平均值，110KV側應該選115KV，35KV側選37 KV，10KV側選10.5KV。3.2.6 全絕緣、半絕緣、繞組材料等問題的解決在110KV及以上的中型點直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時的短路電流，有一部分變壓器的中性點采用不接地的方式，因而需要考慮中性點絕緣的保護問題。110KV側采用分級絕緣的經濟效益比較顯著，并且選用與中性點絕緣等級相當?shù)谋芾灼骷右员Ｗo，35KV及10KV側為中性點不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點都采用全絕緣。因此本次設計110KV側采用分級絕緣，35KV及10KV采用全絕緣。3.2.7 主變型號的選擇綜上所述，可以選擇三相風冷式有載調壓變壓器，其型號為

39、SFS10-25000/110表3-1 SFS10-25000/110型號變壓器參數(shù)型號額定容量KVA額定電壓(KV)空載電流(%)空載損耗KW阻抗電壓(%)SFS10-25000/11031500高壓中壓低壓1.1550.3高-中高-低中-低10.5186.5第4章 電氣主接線設計 4.1 電氣主接線設計 電氣主接線設計的基本原則是以設計任務書為依據，以國家的經濟建設方針、政策、技術規(guī)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、滿足各項技術要求的前提下、兼顧運行、維護方便，盡可能的節(jié)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。

40、 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，它要求用規(guī)定的設備文字和圖形符號，并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置全部基本組成和連接關系，代表該變電站電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)結構網絡的重要組成部分。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電站本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線方案。

41、4.2 主接線設計應滿足的基本要求 35110KV變電所設計規(guī)范第3.2.1條：變電所的主接線應根據變電所所在電網中的地位、出線回路數(shù)、設備特點及負荷性質等條件確定，并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。 4.3 接線設計 變電站電氣主接線設計的合理性直接影響電力系統(tǒng)運行的可靠性，靈活性及對電器的選擇、配電裝置、繼電保護、自動控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，我們要重視電氣主接線的設計。設計時應依據35110kV變電所設計規(guī)范原則及其它設計規(guī)程。 第3.2.1條：變電所的主接線應根據變電所所在電網中的地位、出線回路數(shù)、設備特點及負荷性質等條件確定，并

42、應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。第3.2.3條：35110kV線路為兩回及以下時，宜采用橋形線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形單母線或分段單母線的接線，3563kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線，110kV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。第3.2.4條：在采用單母線、分段單母線或雙母線的35110kV主接線中，當不允許停電檢修斷路器時，可以設置旁路設施。當有旁路母線時，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，當110kV線路為6回及以上，3563kV線路為8回及以上時，可裝設專用的旁路斷路器，主變壓器35110k

43、V回路中的斷路器，有條件時，亦可接入旁路母線，采用6SF斷路器的主接線不宜設旁路設施。第3.2.5條：當變電站裝有兩臺主變時，610kV側宜采用分段單母線。線路為12回及以上時亦可采用雙母線。當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。 結合目前國網公司文件建設和本變電站的實際情況， 110KV側有4回出線(近期2回，遠景發(fā)展2回)，35KV側有9回出線(近期7回，遠景發(fā)展2回)，10KV側有16回出線(近期12回，遠景發(fā)展4回).又由前面的變電站分析部分和負荷情況分析部分，該變電站在整個電力網絡中處于重要的地位，各側均不允許斷電。故可對各電壓等級側主接線設計方案作以下處理： 1110KV側根據

44、要求可以草擬以下兩種方案： 圖4-1 方案1單母線分段接線 圖4-2 方案2單母線接線表4-1 兩種方案進行比較方案項目方案1單母線分段接線方案2單母線接線可靠性用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,保證不間斷供電，可靠母線既可以保證電源并列運行，又能使任一條出線都可以從任一電源獲得電能，但是對有些設備檢修時會造成停電，對用戶供電不可靠靈活性當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當一回線路故障或有些設備檢修時，連接在母線上的所有回路都需停止工作，會造成停電，對用戶供電不可靠經濟性接線簡單,運行設備少，投資少，年運行費用少接線

45、簡單，運行設備少，投資少由于本變電站在整個系統(tǒng)中占有較重要的地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，已知110KV側有4回出線(近期2回，遠景發(fā)展2回)，根據35110KV變電所設計規(guī)范，所以110KV側宜采用方案1。235KV側根據要求可以草擬以下兩種方案： 圖4-3 方案1單母線接線帶旁路 4-4 方案2單母線分段接線表4-2 兩種方案進行比較方案項目方案1單母線接線帶旁路方案2單母線分段接線可靠性可以不停電檢修斷路器，提高了供電可靠，但是當母線出現(xiàn)故障或檢修時，仍然會造成整個主接線停止工作用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路, 保證不間斷

46、供電，可靠；檢修出線斷路器，可以不停電檢修，供電可靠性高靈活性當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電經濟性占地面積大，多一旁路增加了投資接線簡單,運行設備少，投資少，年運行費用少在35KV此用電負荷中有少量的一級負荷和二級負荷，如水泥廠和化肥廠的一類負荷大，發(fā)生斷電時，會造成生產機械的壽命縮短水泥質量下降和一定的經濟損失.因此要盡可能保證其供電可靠性。已知35KV側有6回出線(近期4回，遠景發(fā)展2回)，其次本設計中采用手車式斷路器， 在檢修過程中手車式斷

47、路器具有檢修安全，操作方便的特點，故本次設計中35KV側不選用隔離開關，選用手車式斷路器。根據35110KV變電所設計規(guī)范考慮了今后經濟的發(fā)展，通過比較，35KV側宜采用方案2。310KV側根據要求可以草擬以下兩種方案： 圖4-5 方案1單母線分段接線 圖4-6 方案2單母線分段帶旁路母線表4-3 兩種方案進行比較方案項目方案2單母線分段帶旁路母線接線方案1單母線分段接線可靠性用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路, 保證不間斷供電，可靠；檢修出線斷路器，可以不停電檢修，供電可靠性高用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,保證不間斷供電，可靠靈活性當一回線路故障

48、時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電，擴建方便經濟性占地面積大，多一旁路增加了投資接線簡單,運行設備少，年運行費用少，占地面積小在10KV 此用電負荷中各回路出線的一，二級負荷較多，且進出線回路數(shù)比較多，通過對主接線基本要求的考慮，合理考慮市區(qū)電力負荷的基本情況以及市區(qū)的經濟狀況以及今后經濟的發(fā)展，還有擴建和擴展的可能。已知10KV側有11回出線(近期9回，遠景發(fā)展2回) 。由于本設計中采用手車式斷路器， 在檢修過程中手車式斷路器具有檢修安全，操作方便的特點，結合10KV負荷較多實際情況，為便于以后線路不停電檢修與維護，故本次設計中10KV側不選用隔離開關，選用手車式斷路器。根據35110KV變電所設計規(guī)范通過比較，10KV側宜采用方案1。綜上分析可以得出，RMA市區(qū)新建變電站的電氣主接線形式為:110KV、35KV、10KV電壓級均采用單母線分段接線形式。 第5章 短路電流的計算在電力供電系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)危害最大的