kv降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)

1、目錄摘要 .1第一章原始資料及其分析.21.1 原始資料.21.2 原始資料分析.3第二章負(fù)荷分析.42.1 負(fù)荷分析的目的.42.2 待建變電站負(fù)荷計(jì)算.5第三章變壓器的選擇.63.1 變電站主變壓器的選擇.63.2 變壓器類型的確定.83.3 中性點(diǎn)的接地方式.9第四章電氣主接線.104.1 對(duì)電氣主接線的基本要求.104.2 電氣主接線的基本原則. 114.3 待建變電站的主接線形式.12第五章短路電流計(jì)算.175.1 短路電流計(jì)算的目的和條件.175.2 短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果.18第六章繼電保護(hù)的配置.196.1 保護(hù)原則.196.2 變電所繼電保護(hù)配置.21第七章防雷與接地保

2、護(hù).237.1 雷電的形式及防雷措施.237.2 接地的形式及作用.24結(jié)束語(yǔ).25致 謝.26參考文獻(xiàn).27附錄.28摘要本文為110kv降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)變電站的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV,35kv，10kV系統(tǒng)的主接線，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，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(wú)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。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

3、量的電氣設(shè)備。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_(kāi)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?cè)谠O(shè)計(jì)變電站時(shí)一定要進(jìn)行短路計(jì)算。同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，主變的容量、臺(tái)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(duì)供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響。從而完成了110kV變電站電氣部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算，變壓器，繼電保護(hù) In this paper, the design of 110kV substation electrical part. Through the summ

4、ary of the substation and outlet direction to consider, and through the analysis of the data of load, security, economic and reliability considerations, determined the 110kV, 35kV, 10kV system main wiring, and then through the load calculation scope of supply identified main transformer units, capac

5、ity and models, load calculation is the basis and method of design and calculation of power supply, load calculation determined whether is correct, directly affect the choice of electrical wire and cable is economical and reasonable. Short circuit is a common fault in power system. Short circuit cur

6、rent directly affects the safety of the electrical equipment and the operation of the main wiring. In order to make electrical equipment withstand the impact of short circuit current, it is often necessary to use large capacity of electrical equipment. This not only increases the investment, and eve

7、n can not meet the requirements of the current due to open current can not meet the requirements of the electrical equipment. It is therefore required that we must carry out short-circuit calculation in the design of substation. Also define the station transformer capacity and models, main transform

8、er capacity and units directly influence the structure of the main wiring forms and distribution device, it is the choice of basis except on the basis of data, also depends on the transmission power of the size, connected to the system of close degree. In addition, the choice of the main transformer

9、 has a great influence on the reliability of power supply and the later expansion. Thus completed the 110kV substation electrical part design.Key words: load calculation, short circuit calculation, transformer, relay protection第一章 原始資料及其分析1.1 原始資料待建變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷中心，高壓側(cè)為110KV，經(jīng)降壓后直接向所屬地區(qū)供電。因此，本變電站是

10、按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿足地方負(fù)荷的需要而建設(shè)的地區(qū)變電所。電壓等級(jí)變電站的電壓等級(jí)分別為110kV,35kV,10kV。110kV ： 2回35kV ： 7回 10kV ： 12回 地形 地質(zhì) 環(huán)境站址選擇在地勢(shì)平坦地區(qū)，位于城郊結(jié)合部，交通便利，進(jìn)出線方便，完全污染輕微，待設(shè)計(jì)變電站選在黃沙土地壤時(shí)：電阻率不大于500。待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)（表1-1）表1-1 待建成變電站各電壓等級(jí)負(fù)荷數(shù)據(jù)電壓等級(jí)用電單位最大負(fù)荷(kW)功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長(zhǎng)度（km）35kV市鎮(zhèn)變160000.91架空 15 市鎮(zhèn)變270000.921架空8煤礦變45000.852架空10化肥廠43000.852架空7磚廠

11、50000.851架空1110kV鎮(zhèn)區(qū)變10000.93架空5 機(jī)械廠8000.892電纜2紡織廠17000.891電纜3紡織廠28000.882架空7農(nóng)藥廠6000.881架空4面粉廠7000.91架空5耐火材料廠8000.92架空2注：（1）35kV ,10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.9（無(wú)功補(bǔ)償以后）（2）負(fù)荷同時(shí)率：35kV kt=0.9 10kV kt=0.85（3）網(wǎng)損率為 A%=5%（4）站用負(fù)荷為50kW 1.2 原始資料分析機(jī)組停運(yùn)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(jí)。待建變電站選擇在地勢(shì)平坦區(qū)為以后的擴(kuò)建提供了方便。初期投入兩臺(tái)變壓器

12、，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)能滿足該站總負(fù)荷的70%，并且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)滿足一、二級(jí)負(fù)荷的需要。無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)過(guò)低，降低了發(fā)電機(jī)和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失。電力系統(tǒng)要求用戶的功率不低于0.9，因此必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)，目前提高功率因數(shù)的常用方法是裝設(shè)電容器補(bǔ)償無(wú)功。計(jì)算得：35kv側(cè)：Q35KV=15120kvar10kv側(cè)：Q10KV=13230 kvar第二章 負(fù)荷分析2.1 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(wú)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(duì)供電的可靠性非常重要。

13、如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線選得過(guò)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(guò)小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過(guò)早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見(jiàn)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(lái)幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來(lái)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(guò)程，只有負(fù)荷分析正確無(wú)誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。2.2 待建變電站負(fù)荷計(jì)算由公式：式中 Sc 某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷Kt同時(shí)系數(shù)%該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos各用戶的負(fù)荷和功率

14、因數(shù)（1） 35 kV側(cè) S35KV=58.8MVA（2） 10kV 側(cè) S10KV=48.6MVA （3）站用電容量 S站=0.0525MVA第三章 變壓器的選擇主變的容量、臺(tái)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(duì)供電可靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響?？傊髯兊倪x擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計(jì)的成功與否，所以對(duì)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。3.1 變電站主變壓器的選擇 變壓器選擇原則：（1）在變電所中，一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；終端或分支變電所，如只有一個(gè)電源進(jìn)線，可

15、只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器；對(duì)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(tái)主變壓器。（2）對(duì)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(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)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(jí)和全部二級(jí)負(fù)荷的供電。（4）具有三種電壓等級(jí)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(wú)負(fù)荷，但需裝設(shè)無(wú)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

16、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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)無(wú)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(duì)于深入負(fù)荷中心的變電所，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)和避免重復(fù)容量，可采用雙繞組變壓器。主變臺(tái)數(shù)的確定由原始資料可知，待建變電站負(fù)荷大，出線多，所以考慮初期用兩臺(tái)大容量主變。兩臺(tái)主變壓器，可保證供電的可靠性，避免一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)影響對(duì)用戶的供電。隨著未來(lái)

17、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可再投入一臺(tái)變壓器。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(duì)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(kāi)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(kāi)發(fā)區(qū)及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展速度非?？?，所以我們選擇大容量變壓器以滿足未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。確定變壓器容量:（1）變電所的一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的 70%，即 =S70% =107.4×70%75.18(MVA)（2）單臺(tái)變壓器運(yùn)行要滿足一級(jí)負(fù)荷的供電需要一級(jí)負(fù)荷為0.9 &

18、#215;（18+16+12+10+9+12）/0.9 =77MVA由于變壓器允許過(guò)負(fù)荷10%，即過(guò)負(fù)荷以后容量至少大于77MVA所以變壓器的容量確定為75MVA3.2變壓器類型的確定相數(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(tái)三相變壓器比三臺(tái)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(duì)來(lái)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。繞組形式繞組的形式主要有雙繞組和三繞組

19、。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_(tái)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(tái)雙繞組變壓器都較少。對(duì)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(jiǎn)化電壓等級(jí)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(chǎng)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(jí)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(jí)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11

20、0kV,35kV,10kV 三個(gè)電壓等級(jí)，所以擬采用三繞組變壓器。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(lái)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(jí)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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，在110kV級(jí)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(shì)。因此，綜合考慮選用自耦變壓器。3.3中性點(diǎn)的接地方式電網(wǎng)的中性點(diǎn)的接

21、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(hào)手冊(cè)所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表3-1：表 3-1 變壓器型號(hào)型號(hào)及容量（kVA）額定電壓高壓/中壓/低壓(kV)空載損耗(kW)短路損耗(kW)空載電流%阻抗電壓（% ）高中高低中低SFPSZ7-75000/110115/38.5/10.5803851.222.5138第四章 電氣

22、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(guò)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(jí)，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先分開(kāi)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(jí)和變壓器連接的方案，對(duì)選出來(lái)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。4.1對(duì)電氣主接線的基本要求對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說(shuō)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面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

23、求。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)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。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(guò)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(kāi)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(lái)源變壓

24、器，所以一定要做好變壓器的選擇工作。 另外主接線還應(yīng)簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)操作電源。4.2 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(shū)為依據(jù)，以國(guó)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(zhēng)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。4.3待建變電站的主接線形式110kV側(cè)方案（一）: 采用單母線接線如圖4-1圖4-1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(jiǎn)

25、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(kāi)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(lái)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）：?jiǎn)文妇€分段如圖4-2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(duì)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(duì)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(kāi)在該段上的全部電源和引出線，這樣

26、減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。圖4-2方案（三）：雙母線接線如圖4-3優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠，通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)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(kāi)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(kāi)，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(kāi)關(guān)，投次大。（2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作

27、為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對(duì)于110kV側(cè)來(lái)說(shuō)，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。圖4-3對(duì)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(wú)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(duì)用戶進(jìn)行供電。故經(jīng)過(guò)綜合考慮采用方案（二）。 35kV側(cè)方案（一）

28、: 采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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）：?jiǎn)文妇€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(duì)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(duì)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(kāi)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如圖4-4圖4-4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

29、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。10kV側(cè)方案（一）: 采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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）：?jiǎn)文妇€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(duì)

30、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(duì)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(kāi)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(huà)出主接線圖。見(jiàn)附圖第五章 短路電流計(jì)算短路是電力系統(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

31、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_(kāi)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?cè)谠O(shè)計(jì)變電站時(shí)一定要進(jìn)行短路計(jì)算。5.1短路電流計(jì)算的目的和條件短路電流計(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：1. 電氣主接線的比較。2.選擇導(dǎo)體和電器。3. 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(duì)地的安全距離。4. 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)。5. 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。短路電流計(jì)算條件基本假定（1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；（2）

32、所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位、相角相同；（3）電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；(6)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)；(7)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；(8)輸電線路的電容忽略不計(jì)。一般規(guī)定(1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)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；(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?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；(3)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)

33、定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。5.2短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果計(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(huà)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(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；（5）算出短路電流。如圖5-1圖5-1計(jì)算結(jié)果如下表5-2：短路點(diǎn)短路電流有名值（kA）短路沖擊電流（kA）全電流的有效值（kA）K14.1510.566.31K25.7614.668.755K326.567.4640.28K41.563.972.37K52.726.924.13表5-2從計(jì)算結(jié)果可知，三相短路較其它短路情況嚴(yán)重

34、，它所對(duì)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 繼電保護(hù)的配置6.1保護(hù)原則 變壓器保護(hù)的配置原則變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置（1）相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相同短路的縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)，對(duì)其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組閘短路也能起到保護(hù)作用。（2）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。（3）后備保護(hù)對(duì)于由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流可采用下列保護(hù)作為后備保護(hù)：a.過(guò)電流保護(hù)。b.復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。（4）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。

35、（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于 400 kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷，對(duì)自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)裝置，應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過(guò)負(fù)荷的情況。 繞組變壓器后備保護(hù)的配置1.對(duì)于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備保護(hù)，對(duì)動(dòng)作時(shí)間最小的保護(hù)應(yīng)加方向元件，動(dòng)作功率方向取為變壓器指向母線，在裝人有方向性保護(hù)的一側(cè)，加裝一套不帶方向的生備保護(hù)，其時(shí)限應(yīng)比三側(cè)保護(hù)的最大的時(shí)限大一個(gè)階梯時(shí)限 T，保護(hù)動(dòng)作后，跳開(kāi)三側(cè)斷路器，作為內(nèi)部故障時(shí)的后備保護(hù)。2.對(duì)單側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)設(shè)置兩套后備保護(hù)，分別裝于電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)。 6-1

36、0 kV 母線保護(hù)的配置原則：1. 對(duì)于變電所 6-10 kV 分段或不分段的單母線，如果接在母線上的出線不帶電抗器或?qū)χ行∪萘孔冸娝釉谀妇€上的出線帶電抗器并允許帶時(shí)限切除母線故障，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)，母線故障可利用裝設(shè)在變壓器斷路器的后備保護(hù)和分段斷路器的保護(hù)來(lái)切除，當(dāng)分段斷路器的保護(hù)需要帶低壓起動(dòng)元件時(shí)，分段斷路器上可不裝設(shè)保護(hù)可利用變壓器的后備保護(hù)以第一段時(shí)間動(dòng)作于分段斷路器跳閘。2. 對(duì)大容量變電所 6-10 kV 單母線分段或雙母線經(jīng)常并列運(yùn)行且出線帶電抗器時(shí)，采用接于每一段母線供電元件和電流上的兩相、兩段式不完全母線差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于變壓器低壓側(cè)斷路器、分段斷路器和同步調(diào)相機(jī)

37、斷路器跳閘對(duì)于分列運(yùn)行的變電所則采取與第 1 項(xiàng)相同的措施。3. 分段斷路器保護(hù)：出線斷路器如不能按切除電抗器前的短路條件選擇時(shí)，分段斷路器上通常裝設(shè)兩相或瞬時(shí)電流速斷裝置和過(guò)電流保護(hù)。 6-10 kV線路的配置原則：1.相間短路保護(hù)對(duì)于不帶電抗器的單側(cè)電源線路，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。2.單相接地保護(hù)根據(jù)人身和設(shè)備的安全要求，必要時(shí)應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù)。 35 kV及以上中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的線路保護(hù)配置原則：1.相間短路保護(hù)對(duì)簡(jiǎn)單電網(wǎng)一般采用一段式或兩段式電流電壓速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，例如單側(cè)電的終端回路上，通常僅需裝設(shè)主保護(hù)的瞬時(shí)段及后備電流保護(hù)。2.單相接地保護(hù)對(duì)線路

38、單相接地故障現(xiàn)從優(yōu)應(yīng)裝設(shè)下列電流構(gòu)成的有選擇性的電流保護(hù)或功率方向保護(hù)：（1）網(wǎng)絡(luò)的自然電容電流。（2）消弧線圈補(bǔ)償后的殘余電流。（3）人工接地電流，一般比電流不宜大于1020A。（4）單相接地的暫態(tài)電流。 110-220kV 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的線路保護(hù)應(yīng)裝設(shè)防御單相及多相短路保護(hù)，多段式相間短路保護(hù)、相電流速斷保護(hù)距離保護(hù)，縱差動(dòng)保護(hù)。6.2變電所繼電保護(hù)配置1.10 kV線路配置：（1）電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)；（2）零序電流保護(hù)。2.35 kV線路配置：（1）電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)；（2）零序電流保護(hù)。3.110 kV線路配置：由變壓器保護(hù)作為保護(hù)4.10kV、35kV 母線分段斷路

39、器配置：（1）電流速斷保護(hù)；（2）過(guò)電流保護(hù)。5.變壓器配置：（1）瓦期保護(hù)；（2）縱差動(dòng)保護(hù)；（3）過(guò)電流保護(hù)；（4）零序電流電壓保護(hù)；（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)。繼電保護(hù)的整定及校驗(yàn) 由于線路較多且各線路整定計(jì)算方法一樣，所以選擇10KV側(cè)F線路進(jìn)行舉例說(shuō)明。線路末端短路點(diǎn)K5，瞬時(shí)速斷保護(hù)整定校驗(yàn)K5點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流：最大運(yùn)行方式下標(biāo)幺值 有名值 (1)動(dòng)作電流 (2) 計(jì)算保護(hù)范圍、校驗(yàn)靈敏度： 靈敏度滿足要求2） 過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算： 動(dòng)作電流 校驗(yàn)靈敏度：作為本線路的后備保護(hù) 靈敏度滿足要求所以該線路保護(hù)配置和整定值列表如下表7-1：保護(hù)配置整定值瞬時(shí)速斷3.2664（KA)過(guò)流保護(hù)6

40、07.737(A)表7-1第七章 防雷與接地保護(hù)7.1雷電的形式及防雷措施雷電分位置積累和感應(yīng)雷兩種基本形式。感應(yīng)雷能量很大，對(duì)供電設(shè)備的危害也很大。另外還有沿架空線路侵入變電站或用戶的雷電流，這種雷電流是由輸電線路遭受直擊雷而產(chǎn)生的。因雷電波侵入而發(fā)生的事故是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的事故。雷電可能會(huì)帶來(lái)?xiàng)U塔或建筑的擊毀、人畜的傷害、導(dǎo)線或設(shè)備的燒損、火災(zāi)、電力設(shè)備的擊穿等危害。為了減小雷電的危害，我們要采取一些有效的防雷措施。常見(jiàn)的防雷措施有遮蓋措施、堵截措施、設(shè)備自動(dòng)重合閘措施、提高設(shè)備絕緣水平。配電的防雷采用避雷器、放電間隙等，通過(guò)接地裝置將雷電流引入大地。在多雷區(qū)可以采用架空避雷線，有條件的還可以采用木質(zhì)絕緣來(lái)降低閃絡(luò)次數(shù)。常見(jiàn)的建筑物、電氣設(shè)備的防雷裝置有避雷針、避雷帶引下線、接地裝置、避雷器等多種。在柱上開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)關(guān)的防雷措施上，由于柱上斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)多為線路分段或切合變壓器用，就其影響范圍來(lái)說(shuō)，其比變