變電站一次系統(tǒng)設(shè)計

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)題 目：110KV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計系 別電力工程系專業(yè)班級09電力（專升本）學(xué)生姓名王杰指導(dǎo)教師朱曉蓉時間：2011年5月30日110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)越來越系統(tǒng)、全面，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設(shè)計也有了更高、更完善的要求。設(shè)計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會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，它從

2、電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)換場所。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)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術(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、保護和計量裝置及系統(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)。110kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負的任務(wù)及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)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

3、流計算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計包括了：總體方案的確定、短路電流的計算、高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇、防雷保護等內(nèi)容。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)；高壓輸電網(wǎng)A DESIGN OF ELETRIC SYSTEMFOR 110kV STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATIONABSTRACTA

4、long with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condit

5、ion, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power

6、supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the ele

7、ctric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of

8、 the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission f

9、or carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of customer data proceed 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 transform

10、er substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included: ascertain the total project ； the calculation of

11、 the short-circuit electric current ；the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project ； the contents to defend the thunder and so on. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change fr

12、om the generate of the electricity to the supply the power. key words：substation; transmission system; distribution; high voltage network目 錄摘要Abstract 前言11原始資料及電氣主接線選擇 21.1原始資料21.2電氣主接線選擇2電氣主接線的基本要求 21.2.2電氣主接線設(shè)計的原則 31.2.3主接線的基本接線形式 31.2.4主接線方案的比較選擇 42主變壓器的選擇112.1變壓器容量和臺數(shù)的確定原則112.2變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則112.3

13、主變壓器容量的確定計算 123短路電流計算 133.1短路電流計算的目的 133.2短路電流計算的一般規(guī)定 133.3短路電流計算的步驟 133.4短路電流計算過程 14計算主變壓器阻抗 14計算系統(tǒng)及線路阻抗 14等值網(wǎng)絡(luò)154電氣設(shè)備的選擇 184.1一般原則 184.2選擇電氣設(shè)備的條件18正常工作條件18短路情況條件184.3斷路器的選擇 194.4隔離開關(guān)選擇 224.5經(jīng)濟性比較 254.6母線及電纜出線選擇27母線的選擇27出線電纜的選擇及校驗324.7支持絕緣子及穿墻套管的選擇 33支持絕緣子的選擇33穿墻套管的選擇344.8高壓熔斷器的選擇354.9電流互感器的選擇354.1

14、0電壓互感器選擇395防雷裝置設(shè)計415.1避雷器的選擇415.2避雷針的選擇435.2.1避雷針的設(shè)計原則435.2.2避雷針的選擇過程436屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計456.1基本要求456.2屋內(nèi)外配電裝置特點456.2.1屋內(nèi)配電裝置特點456.2.2屋外配電裝置特點456.3屋內(nèi)外配電裝置的確定457電氣總平面設(shè)計467.1電氣平面設(shè)計原則467.2電氣總平面的確定46結(jié)論47設(shè)計圖紙說明48參考文獻49致謝50前言目前，我國城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進行大規(guī)模的改造，與此相應(yīng)，城鄉(xiāng)變電所也正不斷的更新?lián)Q代。我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實情況是常規(guī)變電所依然存在，小型變電所，微機監(jiān)測變電所，綜合自動化變電所

15、相繼出現(xiàn)，并得到迅速的發(fā)展。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設(shè)計的基本原理而來，因此對于變電設(shè)計基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。本畢業(yè)設(shè)計是在完成本專業(yè)所有課程后進行的綜合能力考核。內(nèi)容為110/35/10kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計，正是最為常見的常規(guī)變電所，并根據(jù)變電所設(shè)計的基本原理設(shè)計，務(wù)求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計過程。通過對原始資料的分析、主接線的選擇及比較、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避雷器、避雷針的選擇等步驟、最終確定了110kV變電站所需的主要電氣設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鞏固了專業(yè)知識，而且培養(yǎng)了我們

16、運用所學(xué)知識去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實際問題的能力。由于本人掌握的知識有限、又無設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計中難免存在不足及錯誤，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。1原始資料及電氣主接線的選擇1.1原始資料1、變電站類型:110KV降壓變電所2、電壓等級：110/35/10kV3、負荷情況：35kV：最大35MW，最小25MW，Tmax = 5400h，= 0.8510kV：最大25MW，最小18MW，Tmax = 5200h，= 0.804、出線情況：(1) 110kV側(cè)：2回（架空線） LGJ185/30km；(2) 35kV側(cè)：8回（架空線）(3) 10kV側(cè)：14回（電纜）。5、系統(tǒng)情況：(1)系統(tǒng)經(jīng)雙

17、回線給變電站供電；(2)系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求。(3)系統(tǒng)110kV母線短路電流標么值為20(MVA)；6、環(huán)境條件：(1)最高溫度40，最低溫度-30，年平均溫度20；(2)土壤電阻率 <400歐·米；(3)當(dāng)?shù)乩妆┤?40日/年。1.2電氣主接線的選擇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)。主接線代表了變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電氣選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，

18、主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較后方可確定。1.2.1電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。1、可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠性是電氣主接線最基本的要求。在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運行經(jīng)驗等諸多因素。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾方面考慮：斷路器檢修時，能否不影響供電；線路、斷路器或母線故障時以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對I、II類負荷的供電；變電站全

19、部停電的可靠性；大型機組突然停運時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與后果等因素。2、靈活性電氣主接線應(yīng)適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括：操作的方便性；調(diào)度的方便性；擴建的方便性。3、經(jīng)濟性在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。通常設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和經(jīng)濟性的前提下做到經(jīng)濟合理。經(jīng)濟性主要從以下幾方面考慮：節(jié)省一次投資；占地面積?。浑娔軗p耗小。1.2.2電氣主接線設(shè)計的原則電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(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

20、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、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。1.2.3主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。本變電站除110kV側(cè)為兩回進線外，其余電壓等級均采用有母線連接。1、單母線及單母線分段接線單母線接線的優(yōu)點是接線簡單、操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便，而其缺點是可靠性差，調(diào)度不方便。單母線分段可以提高供電可靠性和靈活性，對重要用戶可以從不

21、同段引出兩回饋電線路，有兩個電源供電。分段的數(shù)目取決于電源數(shù)量和容量。段數(shù)分得越多故障時停電范圍越小，但斷路器的數(shù)量也越多，通常以23段為宜。這種接線廣泛應(yīng)用于中、小容量發(fā)電廠和變電站的610kV接線中。2、雙母線接線及雙母線分段接線雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用，使運行的可靠性和靈活性大為提高，其特點有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便。廣泛用于出線帶電抗器的610kV配電裝置；3560kV出線數(shù)超過8回或連接電源較大、負荷較大時；110220kV出線數(shù)為5回及以上時。雙母線分段接線比雙母線接線的可靠性更高，但增加了兩臺斷路器，投資有所增加。總之雙母線分段接線不僅具有雙母線接線的各種優(yōu)點，

22、并且任何時候都有備用母線有較高的可靠性和靈活性。3、帶旁路母線的單母線和雙母線接線斷路器進過長期運行和切斷數(shù)次短路電流后都需要檢修。為了能使采用單母線分段或雙母線的配電裝置檢修斷路器時不致中斷該回路供電可增設(shè)旁路母線。通常旁路母線有三種接線方式：有專用旁路斷路器的旁路母線接線母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的旁路母線接線；用分段斷路器兼做旁路斷路器的旁路母線接線。4、一臺半斷路器及（3/2）臺斷路器接線一臺半斷路器接線，運行的可靠性和靈活性很高，在檢修母線或回路斷路器時不必用隔離開關(guān)進行大量的倒閘操作，并且調(diào)度和按擴建也方便。所以在超高壓電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，在500kV的升壓變壓站和降壓變電站中一般

23、都采用這種接線。3/2臺斷路器接線通常用于發(fā)電機臺數(shù)（進線）大于線路（出線）數(shù)的大型水電廠，以便于實現(xiàn)在一個串的3個回路中電源與負荷容量相互匹配；與一臺半斷路器接線相比投資節(jié)省但可靠性所降低布置比較復(fù)雜。5、橋形接線當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，宜采用橋形接線，所用斷路器數(shù)目最少。它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長（相對來說線路故障機率較大）和變壓器又不需經(jīng)常切換（如火電廠）的情況。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。主接線方案的比較選擇由設(shè)計任務(wù)書給定的負荷情況：110kV進線2回，35kV出線8回，10kV出線14

24、回，該變電所主接線可以采用以下六種方案進行比較：方案1圖1-1此方案110kV側(cè)、35kV側(cè)和10kV側(cè)均選用單母線分段接線。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，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，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。故此方案可靠性較高，也較經(jīng)濟，可以考慮此方案。方案2圖1-2此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，35kV側(cè)選用雙母線接線，10kV側(cè)選用單母線分段接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)

25、變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點。所以110kV側(cè)和10kV側(cè)可靠性較高，也比較經(jīng)濟。35kV側(cè)選用的雙母線接線，它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案3圖1-3此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，35kV側(cè)和10kV側(cè)選用單母線分段接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點。故此方案可靠性和經(jīng)濟性都較高，可以考慮此方案。方案4圖1-4此方案110kV側(cè)和10kV側(cè)均

26、選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高，35kV側(cè)選用雙母線接線，可靠性較高，但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案5圖1-5此方案110kV側(cè)和10kV側(cè)均選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高，35kV側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線，可靠性較高，但是不夠經(jīng)濟，故不選用此方案。方案6圖1-6此方案110kV側(cè)選用內(nèi)橋接線，10kV側(cè)選用單母線分段接線，可靠性和經(jīng)濟性都較高。35kV側(cè)選用單母線分段帶旁路母線接線，可靠性較高，但不夠經(jīng)濟。故不選用此方案。最后選出方案1和方案3進行進一步比較。2主變壓器的選擇在發(fā)電廠和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；用于兩種電壓等級之間

27、交換功率的變壓器稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠（站）用電的變壓器稱為廠（站）用變壓器或自用變壓器。2.1變壓器容量和臺數(shù)的確定原則主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量等基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素進行分析和選擇。對重要變電站應(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允許時間內(nèi)，應(yīng)能滿足I類及II類負荷的供電。對一般性變電站，當(dāng)1臺主變壓器停運時其余變壓器容量應(yīng)滿足全部負荷的70%80%。變電站主變壓器的臺數(shù)對于樞紐變電站在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以

28、設(shè)置2臺主變壓器為宜。2.2變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則1、相數(shù)的選擇容量為300MW及以下機組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般應(yīng)選用三相變壓器。單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。本次設(shè)計的變電站位于市郊區(qū)負責(zé)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)用電，不受運輸?shù)臈l件限制，故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。2、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)選擇電力變壓器按每相的繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。在一個發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于3臺，并且三

29、繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器價格要貴40%50%，而且臺數(shù)過多會造成中壓側(cè)短路容量過大。升壓變壓器用于功率流向由低壓繞組傳送到高壓和中壓，常用于發(fā)電廠主變壓器；而降壓變壓器用于功率流向由高壓繞組傳送至中壓和低壓，常用于變電站主變壓器。3、繞組接線組別的選擇變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。而電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則主變壓器接線組別一般都選用YN，d11常規(guī)接線。4、調(diào)壓方式的選擇為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)

30、量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過變壓器的分接開關(guān)切換來改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，最后實現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換稱為無激磁調(diào)壓；另一種是帶負荷切換稱為有載調(diào)壓。5、冷卻方法的選擇電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強迫風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。2.3主變壓器容量的確定計算已知35kV側(cè)最大負荷35MW ，, 10kV側(cè)最大負荷為25MW，,由計算可知單臺主變的最大容量為：則所以選擇兩臺63MVA的三繞組變壓器并列運行。確定所選變壓器型號為SFPSL63000，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表2-1 主變壓

31、器SFPS7-63000的技術(shù)數(shù)據(jù)型 號SFPSL63000容 量63 MVA聯(lián)結(jié)組標號Y0，Y0, 11損 耗空載52.3kW負載452.5 kW空載電流0.8%阻抗電壓高-中17.5%高-低10.5%中-低6.5%3短路電流計算所謂短路是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。在正常運行時除中性點外，相與相或相與地之間是絕緣的。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明單相短路接地占大多數(shù)。三相短路接地時三相回路依舊是對稱的故稱對稱短路；其他幾種短路均使三相回路不對稱故稱為不對稱短路。三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并

32、檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。3.1短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(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定某一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(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、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。3、在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。4、在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5、按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。3.2短路電流計算的一

33、般規(guī)定1、驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(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510年）。確定短路電流計算時，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。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)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。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。3.3短路電流計算的步驟1、計算各元件電抗標幺值，并

34、折算為同一基準容量下；2、給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、選擇短路點；4、對網(wǎng)絡(luò)進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。標幺值：有名值： 5、計算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：短路電流沖擊值： 3.4短路電流計算過程計算主變壓器阻抗取基準容量：110kV側(cè)： EMBED Equation.3 35kV側(cè)：10kV側(cè)：則三繞組變壓器電抗分別為：計算系統(tǒng)及線路阻抗系統(tǒng)110kV側(cè)母線短路電流標么值20 則110kV側(cè)母線短路電抗為110kV側(cè)2回架空線為LGJ-185/25Km，查表得電抗為0.395，則25線路電抗

35、值為：其標么值為：等值網(wǎng)絡(luò)圖3-1等值網(wǎng)絡(luò)1、d1點短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-2 d1點短路等值網(wǎng)絡(luò)次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：2、d2點短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-3 d2點短路等值網(wǎng)絡(luò)次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：3、d3短路時：等值網(wǎng)絡(luò)為圖3-4 d3短路等值網(wǎng)絡(luò)次暫態(tài)短路電流標幺值：次暫態(tài)短路電流有名值：沖擊電流：全電流最大有效值：短路容量：4電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇設(shè)計同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力

36、系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。4.1一般原則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)展的需要；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、選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；5、擴建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致；6、選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。4.2選擇電氣設(shè)備的條件正常工作條件1、額定電壓所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓即 EMBED Equation.DSMT4 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在110KV及以下時為1.15，而實際電網(wǎng)運行的一般不超過1.1。2、額定電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指

37、在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流即 由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 = 1.05（為電器額定電流）。3、按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許電流 可按下式修正，式中為溫度修正系數(shù);為最高工作溫度; 為額定載流量基準下的環(huán)境溫度（）; 為實際環(huán)境溫度；對應(yīng)于所選截面、環(huán)境溫度為+25時，長期允許載流量（A）短路情況條件電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器

38、保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。1、短路熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定條件為： 驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間：2、短路的動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定條件為：4.3斷路器的選擇1、110kV側(cè)：選定斷路器型號為表4-1斷路器型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號電壓，kV額定 電流，A額定斷開電流，kA斷開容量，MVA極限通過電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA合閘時間，s固有分閘時間，s重合性能額定最大額定重新最大有效1S4S5S10S電流休止時間，s重合時間，s110126100018.43500300055323215.82114.80.250.060.30.41）電壓：2）電流：3）開斷電流：4）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；5）熱穩(wěn)

39、定：則滿足熱穩(wěn)定。2、變壓器35kV側(cè)：選定斷路器型號為（技術(shù)數(shù)據(jù)見下文）表4-2斷路器型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號電壓，kV額定電流，A額定開斷電流，kA極限通過電流，kA（峰值）4s熱穩(wěn)定電流，kA合閘時間，s固有分閘時間，s額定最大3540.5150024.863.424.80.40.061）電壓：2）電流：3）開斷電流：4）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；5）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。3、變壓器10kV側(cè)：選定斷路器型號為表4-3斷路器型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A額定斷開電流，kA額定斷開容量，MVA極限通過電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA合閘時間，s固有分閘時間，s最大有效1s5s10s105

40、0001051800300173173120850.650.151）電壓：2）電流：3）開斷電流：4）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；5）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。4、35kV出線側(cè)：選定斷路器型號為表4-4斷路器型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號電壓，kV額定電流，A額定開斷電流，kA極限通過電流，kA（峰值）4s熱穩(wěn)定電流，kA合閘時間，s固有分閘時間，s額定最大3540.5150024.863.424.80.40.061）電壓：2）電流： 3）開斷電流：4）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；5）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。5、10kV出線側(cè)：選定斷路器型號為表4-5斷路器型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A額定斷開電流，k

41、A額定斷開容量，MVA極限通過電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA合閘時間，s固有分閘時間，s最大有效1s5s10s1050001051800300173173120850.650.151）電壓：2）電流： 3）開斷電流：4）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；5）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。4.4隔離開關(guān)選擇1、110kV側(cè)：選定隔離開關(guān)型號為（技術(shù)數(shù)據(jù)見下頁）表4-6隔離開關(guān)型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A動穩(wěn)定電流，kA熱穩(wěn)定電流s，（kA）1106005014(5)1）電壓：2）電流： 3）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；4）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。2、變壓器35kV側(cè)：選定隔離開關(guān)型號為表4-7隔離開關(guān)型號為的

42、技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A動穩(wěn)定電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA(s)35200010446(4)1）電壓：2）電流：3）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；4）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。3、變壓器10kV側(cè)：選定隔離開關(guān)型號為表4-8隔離開關(guān)型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A動穩(wěn)定電流，kA熱穩(wěn)定電流 ，kA(s)105000200100(5)1）電壓：2）電流：3）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；4）熱穩(wěn)定： s則滿足熱穩(wěn)定。4、35kV出線側(cè)：選定隔離開關(guān)型號為表4-9隔離開關(guān)型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A動穩(wěn)定電流，kA熱穩(wěn)定電流，kA(s)35200010446(4)1）電壓：

43、2）電流：3）動穩(wěn)定：則滿足動穩(wěn)定；4）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。5、10kV出線側(cè)：選定隔離開關(guān)型號為表4-10隔離開關(guān)型號為的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓，kV額定電流，A動穩(wěn)定電流，kA熱穩(wěn)定電流,kA(s)105000200100(5)1）電壓：2）電流：3）動穩(wěn)定： 則滿足動穩(wěn)定；4）熱穩(wěn)定：則滿足熱穩(wěn)定。4.5經(jīng)濟性比較方案1和方案3的經(jīng)濟比較 方案1 主變壓器 45.15萬元×2臺 變壓器側(cè)：斷路器 4.75萬元×5臺 斷路器 1.22萬元×3臺 斷路器 1.55萬元×3臺 隔離開關(guān) 0.272萬元×10個 隔離開關(guān) 0.14萬元×

44、6個 隔離開關(guān) 0.51萬元×6個 出線側(cè)：斷路器 1.22萬元×8臺 斷路器 1.55萬元×16臺 隔離開關(guān) 0.14萬元×14個 隔離開關(guān) 0.51萬元×28個總投資：179.78萬元綜合投資Z：，其中a=90年運行費用u：其中 4728213.546則方案3 主變壓器 45.15萬元×2臺 變壓器側(cè)： 斷路器 4.75萬元×3臺 斷路器 1.22萬元×3臺 斷路器 1.55萬元×3臺 隔離開關(guān) 0.272萬元×6個 隔離開關(guān) 0.14萬元×6個 隔離開關(guān) 0.51萬元×

45、6 出線側(cè)：斷路器 1.22萬元×8臺 斷路器 1.55萬元×16臺 隔離開關(guān) 0.14萬元×14個 隔離開關(guān) 0.51萬元×28個總投資：169.192萬元綜合投資Z：，其中a=90年運行費用u：其中4728213.546則綜上比較，可知方案3為最經(jīng)濟方案。4.6母線及電纜出線選擇4.6.1母線的選擇1、110kV側(cè)母線的選擇110kV進線側(cè)采用內(nèi)橋接線，故不必選用母線。2、35kV側(cè)母線1）初步選擇型式：矩形鋁導(dǎo)體（單條平放）表4-11矩形鋁導(dǎo)體的技術(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)體尺寸,mm單條雙條截面系數(shù)W， EMBED Equation.DSMT4 平放豎放平放豎放6

46、31011291227180019546.62）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面S，即其中為該母線布置方式和環(huán)境溫度為+20度時的導(dǎo)體長期允許載流量，為溫度修正系數(shù)，查表可得=1.05表4-12 溫度修正系數(shù)實際環(huán)境溫度，母線最高允許溫度為70 ，202530354045501.051.000.940.880.810.740.67一次回路電流： EMBED Equation.DSMT4 符合要求。3）按經(jīng)濟電流密度選擇：公式： 式中：為導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度，按此條件選擇的導(dǎo)體截面應(yīng)盡量接近經(jīng)濟計算的截面。當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時，允許小于表4-13導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度導(dǎo)體材料最大負荷利用小時數(shù)3000以下300050005000以上鋁導(dǎo)體銅導(dǎo)體1.653.01.152.250.91.7535