某110kv區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)說(shuō)明

........畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文>電氣與電子工程系〔院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文題目某110KV區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文任務(wù)書(shū)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文>題目：某110kV區(qū)域變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)<論文>使用的原始資料<數(shù)據(jù)>及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1、根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃需新建一座110kV區(qū)域變電所。該所建成后與110kV電網(wǎng)相連,并供給近區(qū)用戶。該變電站主要用于豐水季節(jié)區(qū)域小水電電力外送主網(wǎng)?！残〔糠志偷叵?、工程遠(yuǎn)期〔最終建設(shè)規(guī)模為：〔主接線遠(yuǎn)期部分為虛線1主變壓器1×31.5MVA+1×31.5MVA。2電壓等級(jí)采用110KV/35KV/10KV。3110kV出線2回。435kV出線8回。510kV出線14回。6不考慮無(wú)功補(bǔ)償。3、工程本期建設(shè)規(guī)模為：〔主接線為實(shí)線1主變壓器1×31.5MVA。2110kV出線1回；335kV線路6回,其中3回專線由用戶出資建設(shè)；410kV線路7回,其中3回專線由用戶出資建設(shè)；5110kV出線取最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為Tzd=4500h；6水電站上網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)附表4、設(shè)計(jì)水平年設(shè)計(jì)水平年為20XX,現(xiàn)狀為20XX,遠(yuǎn)景水平年為20XX。5、設(shè)計(jì)范圍1所區(qū)總平面及所外150米以內(nèi)的進(jìn)所道路；2所內(nèi)各級(jí)電壓配電裝置和主變壓器的一、二次接線,繼電保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置。6、系統(tǒng)阻抗：110kV側(cè)電源容量為1000MVA,歸算至本所110kV母線側(cè)阻抗為0.32。{S1=100MVA}7、該地區(qū)歷年最高溫度為39.5℃,歷年最低溫度為-9.5℃,年平均氣溫16.2℃8、該變電所位于鎮(zhèn)郊,地勢(shì)平坦,交通便利,無(wú)環(huán)境污染。設(shè)計(jì)<論文>工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1、主接線設(shè)計(jì)：<2.5周>分析原始資料,根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求擬出各級(jí)電壓母線的接線方式,選擇變壓器型式及接線方式,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇主接線最優(yōu)方案2、短路電流計(jì)算：〔1周根據(jù)所確定的主接線方案,選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算短路點(diǎn)計(jì)算短路電流并列表表示出短路電流的計(jì)算結(jié)果3、主要電氣設(shè)備選擇〔1.5周4、所用電設(shè)計(jì)〔0.5周1根據(jù)要求計(jì)算所用電負(fù)荷2選擇所用變壓器型式、臺(tái)數(shù)及容量3設(shè)計(jì)所用電接線5、主變保護(hù)配置〔0.5周6、編制設(shè)計(jì)成果〔1周1編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2編制設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)3繪制變電站主接線圖紙1張〔A2圖紙4繪制主變?nèi)齻?cè)交流〔電流、電壓回路展開(kāi)圖3張〔A2圖紙5繪制主變?nèi)齻?cè)保護(hù)、控制回路展開(kāi)圖1張〔A2圖紙6繪制110kV、35kV、10kV出線保護(hù)、控制回路展開(kāi)圖3張〔A2圖紙7繪制10kV配電裝置配置圖1張〔A2圖紙要參考資料：1、《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)、第二冊(cè)上海科技出版社2、《發(fā)電廠電氣部分》華中工學(xué)院范錫普3、《短路電流實(shí)用計(jì)算》中國(guó)電力出版社李瑞榮4、《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊(cè)》中國(guó)水利電力出版社陳躍5、《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊(cè)》中國(guó)水利電力出版社韓笑日期：自20XX4月1日至200指導(dǎo)華助理指導(dǎo)教師<并指出所負(fù)責(zé)的部分>：教研室：電氣工程教研室主任：某區(qū)水電上網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)表單位:kW<負(fù)荷>萬(wàn)kWH<電量>上網(wǎng)負(fù)荷/年份20XX20XX20XX20XX20XX20XX20XX2015年35kV營(yíng)盤圩線0026002600260026002600260035kV興水嶺線6500650065006500650065006500650035kV上灣線2460246024602460246024602460246035kV利民線0034003400340034003400340035kV立新線0000002000200035kV燕子崖線0000040004000400010kV阡陌線1050105010501050105010501050105010kV雙山線2900290029002900290029002900290010kV營(yíng)盤圩線1700170017001700170017001700170010kV滁洲線0015901590159015901590159010kV清秀線0001000100010001000100010kV川桃線0000120012001200120010kV營(yíng)盤鄉(xiāng)線0030003000300030003000300035kV河下線00180001800018000180001800018000裝機(jī)容量合計(jì)1461014610432004420045400494005140051400上網(wǎng)容量合計(jì)1168811688345603536036320395204112041120上網(wǎng)電量合計(jì)56625662166361701617454190861983819838某區(qū)水電上網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)表單位:kW10kV上網(wǎng)容量5650565010240112401244012440124401244035kV上網(wǎng)容量89608960329603296032960369603896038960裝機(jī)容量合計(jì)1461014610432004420045400494005140051400上網(wǎng)容量合計(jì)1168811688345603536036320395204112041120用電負(fù)荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1變電容量合計(jì)1153711507343433509936007391444066940579計(jì)算容載比1.41.41.41.41.41.41.41.4需110kV變電容量<kVA>1615216110480804913950410548025693756811已有110kV變電容量<kVA>00400004000040000400008000080000應(yīng)增110kV變電容量<kVA>1615216110808091391041014802－23063－23189實(shí)增110kV變電容量<kVA>0040000000400000實(shí)際容載比001.1651.141.1111.0221.9671.971目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要9第一章主變壓器選型111.1概述111.2主變臺(tái)數(shù)的選擇111.3主變壓器容量的確定111.3.1110KV側(cè)負(fù)荷121.3.235KV側(cè)負(fù)荷121.3.310KV側(cè)負(fù)荷121.3.4上網(wǎng)容量計(jì)算131.3.5主變壓器容量的確定132.4主變壓器形式的選擇13主變相數(shù)的選擇13繞組的選擇14主變調(diào)壓方式的選擇15連接組別的選擇15容量比的選擇15主變冷卻方式的選擇15第二章電氣主接線的選擇172.1概述172.2各種主接線接線方式的特點(diǎn)18單母線接線182.2.2單母線分段接線182.2.3單母分段帶旁路母線182.2.4橋型接線182.2.5角形接線192.2.6一臺(tái)半斷路器接線192.2.7雙母線接線192.2.8雙母線分段接線202.3主接線接線方式選擇202.3.1110kV側(cè)主接線方式選擇20第三章短路電流計(jì)算目的、條件及一般規(guī)定223.1短路電流計(jì)算的目的和條件223.1.1短路電流計(jì)算的目的22短路電流計(jì)算條件223.1一般規(guī)定223.2短路電流計(jì)算233.2.1線路阻抗計(jì)算23變壓器阻抗計(jì)算243.2.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖243.2.4110KV側(cè)母線短路計(jì)算253.2.535KV側(cè)母線短路計(jì)算283.2.610KV母線短路計(jì)算30第四章電氣設(shè)備的選擇324.1導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件33一般原則33技術(shù)條件334.1.3環(huán)境條件344.2斷路器的選擇344.2.1110KV側(cè)斷路器354.2.235KV側(cè)斷路器364.3隔離開(kāi)關(guān)的選擇374.3.1110KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇384.3.235KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)394.4高壓熔斷器的選擇394.5互感器的選擇404.5.1互感器的作用404.5.2電流互感器的特點(diǎn)404.5.3電壓互感器的特點(diǎn)404.5.4電流互感器的選擇414.5.4.1110KV側(cè)424.5.4.235kV側(cè)434.5.5電壓互感器的選擇434.5.5.1110KV側(cè)電壓互感器444.5.5.235KV側(cè)電壓互感器444.5.5.310KV側(cè)電壓互感器444.6所用變壓器的選擇444.7母線的選擇454.7.1110KV側(cè)母線454.7.235KV側(cè)母線464.7.310KV側(cè)母線464.810KV高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇474.8.1進(jìn)線回路開(kāi)關(guān)柜的選擇474.8.1.1斷路器的選擇47隔離開(kāi)關(guān)的選擇48電流互感器的選擇494.8.1.410KV側(cè)電壓互感器494.8.2出線回路開(kāi)關(guān)柜的選擇49第五章主變壓器的保護(hù)505.1主變壓器的主保護(hù)515.1.1瓦斯保護(hù)515.1.2差動(dòng)保護(hù)515.1.3主變壓器的后備保護(hù)525.1.4主變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)525.2主變壓器主保護(hù)的整定計(jì)算525.2.1差動(dòng)保護(hù)計(jì)算52第六章變電站的接地設(shè)計(jì)556.1變電站接地裝置的設(shè)計(jì)原則556.2接地設(shè)計(jì)一般程序576.3變電站的接地裝置57附圖60結(jié)語(yǔ)61參考資料62致謝63..摘要本次設(shè)計(jì)的課題是一個(gè)110KV變電站初步電氣設(shè)計(jì),該站建成后與110KV電網(wǎng)相連,具有110KV、35KV、10KV等三個(gè)電壓等級(jí),35KV、10KV線路以接受區(qū)域小水電電力為主,區(qū)域小水電電力大部分向110KV主網(wǎng)輸送,小部分就地消化。本站位于鎮(zhèn)郊,地勢(shì)平坦,交通便利,無(wú)環(huán)境污染,站址工程地質(zhì)良好。由于該站主要用于豐水季節(jié)區(qū)域小水電電力外送主網(wǎng),停電對(duì)小水電電力生產(chǎn)及整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成重大影響,因此,本次設(shè)計(jì)的變電站主變采用一臺(tái)SFSZ10-31500/110KV型三繞組有載調(diào)壓變壓器,容量比為100/100/100,兩臺(tái)互為備用,即使有一臺(tái)主變停電后,也可由另一臺(tái)主變帶全部外送電力的70%以上,提高了供電的可靠性。遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)的變電站主變采用兩臺(tái)SFSZ10-31500/110KV型三繞組有載調(diào)壓變壓器,容量比為100/100/100,兩臺(tái)互為備用。110KV側(cè)主接線最后采用單母線接線,35KV側(cè)采用單母線分段接線,10KV側(cè)也采用單母線分段接線。工程本期建設(shè),110KV出線1回,預(yù)留1回110KV出線位置。35KV電源進(jìn)線5回,分別為營(yíng)盤圩線、興水嶺線、上灣線、利民線、河下線。預(yù)留2回35KV電源進(jìn)線位置,即：立新線、燕子崖線。10KV電源進(jìn)線5回,分別為阡陌線、雙山線、營(yíng)盤圩線、滁洲線、營(yíng)盤鄉(xiāng)線。預(yù)留2回10KV電源進(jìn)線位置,即：清秀線、川桃線。10KV負(fù)荷出線2回。35KV、10KV線路側(cè)電源進(jìn)線及負(fù)荷出線將大致均勻地分布于各分段母線上。10KV側(cè)裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器,分別接于兩分段母線上,平時(shí)兩臺(tái)站用變壓器分列運(yùn)行,當(dāng)一臺(tái)站用變出現(xiàn)故障,分段斷路器由自投裝置動(dòng)作合閘,實(shí)現(xiàn)備用。由于本站35KV、10KV線路所接的機(jī)組大部分為同步電機(jī),具有調(diào)相功能,故不考慮無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題。本變電站配電裝置采用普通中型配電裝置,110KV及35KV采用斷路器單列布置,將隔離開(kāi)關(guān)放置母線下,使其與另一組隔離開(kāi)關(guān)電器距離增大,縮短配電裝置的縱向距離。主變中性點(diǎn)及出線均裝設(shè)避雷器,中性點(diǎn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)直接接地,并裝設(shè)有兩段零序保護(hù)及放電間隙保護(hù)。本變電站110KV配電裝置〔朝向,35KV配電裝置〔朝向,主變位于于二者之間,其間有行車大道,環(huán)形小道,電纜溝蓋板作為巡視小道。110KV配電裝置有間隔,35KV配電裝置有間隔。..本次設(shè)計(jì)論文是以我國(guó)現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。此設(shè)計(jì)是一個(gè)初步設(shè)計(jì),主要根據(jù)任務(wù)書(shū)提供的原始資料,參照有關(guān)資料及書(shū)籍,對(duì)各種方案進(jìn)行比較而得出的。第一章主變壓器選型1.1概述變壓器是變電所中的主要電器設(shè)備之一,它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸,電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后,可以減少線路損耗,提高經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需的各級(jí)低電壓,以滿足用戶的需要。主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。因此,主變的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外,還取決于輸送功率的大小,與系統(tǒng)的緊密程度,同時(shí)兼顧負(fù)荷的增長(zhǎng)速度等方面,并根據(jù)電力系統(tǒng)5—10年發(fā)展規(guī)劃,綜合分析,合理選擇,否則,將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如主變?nèi)萘窟x擇得過(guò)大,臺(tái)數(shù)過(guò)多,不僅增加投資,擴(kuò)大占地面積,而且會(huì)增加損耗,給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便。設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益。若容量選擇得過(guò)小,可能使變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行,影響變壓器的使用壽命,同時(shí)還限制了變電所負(fù)荷的需要,顯然技術(shù)上是不合理的。在生產(chǎn)上電力變壓器有制成單相,三相,雙繞組,三繞組,自耦,分裂變壓器等。在選擇變壓器時(shí),要根據(jù)原始資料和所設(shè)計(jì)的變電站的自身特點(diǎn),在滿足變壓器可靠性的前提下,充分考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。1.2主變臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知,我們本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)位于鎮(zhèn)郊區(qū)的110kV升壓變電站,主要是接受35kV和10kV線路的電能,通過(guò)主變向110kV電網(wǎng)輸送,是一個(gè)較為重要的區(qū)域性升壓變電站。由于35KV、10KV進(jìn)線回路多,匯聚到變電站的容量大,停電后對(duì)小水電電力生產(chǎn)及整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成重大影響。因此,選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí),要確保供電的可靠性。為了提高供電的可靠性,防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的供電,變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器,互為備用,可以避免因主變檢修或故障而造成對(duì)用戶的停電。若變電站裝設(shè)三臺(tái)主變,雖然供電可靠性有所提高,但是投資較大,接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜,增大了占地面積和配電設(shè)備及繼電保護(hù)的復(fù)雜性,并帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作的許多復(fù)雜化,并且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大,不宜選用輕型設(shè)備?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障的幾率較小,適合遠(yuǎn)期小水電電力供應(yīng)的增長(zhǎng)和擴(kuò)建的需要,而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)由另一臺(tái)主變壓器可輸送全部小水電電力的65%以上〔遠(yuǎn)期為55%以上,能保證正常供電,故可選擇兩臺(tái)主變壓器。1.3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,該變電站近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都已給定,所以,應(yīng)接近近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變?nèi)萘?。根?jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量,對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí),其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi),應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷,對(duì)一般性變電站當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí),其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70—80%。該變電所的主變壓器是按全部負(fù)荷的70%來(lái)選擇,因此裝設(shè)兩臺(tái)變壓器后的總的容量Se=2×0.7×Pm=1.4Pm。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí),可保證對(duì)70%負(fù)荷的供電?？紤]到變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%,則可保證98%負(fù)荷供電。該區(qū)域小水電電力經(jīng)變電站35kV和10KV側(cè)進(jìn)線引進(jìn),經(jīng)高壓側(cè)110kV母線外送至主網(wǎng),因此,主變壓器的容量為Se=0.7〔S35+S10-S近區(qū)負(fù)荷。〔S35+S10為考慮了上網(wǎng)同時(shí)率后３５kＶ、１０kＶ側(cè)的總的上網(wǎng)變電容量,S近區(qū)負(fù)荷為近區(qū)用電負(fù)荷與計(jì)算容載比的積。1.3.1110KV側(cè)負(fù)荷110KV側(cè)電源容量為1000MVA1.3.235KV側(cè)負(fù)荷20XX投入水電裝機(jī)容量：營(yíng)盤圩進(jìn)線：P1=2600KW興水嶺進(jìn)線:P2=6500KW上灣進(jìn)線:P3=2460KW利民進(jìn)線:P4=3400KW河下進(jìn)線:P5=18000KW20XX投入水電裝機(jī)容量：立新進(jìn)線:P6=2000KW燕子崖進(jìn)線:P7=4000KW1.3.310KV側(cè)負(fù)荷20XX投入水電裝機(jī)容量：阡陌進(jìn)線：P8=1050KW雙山進(jìn)線:P9=2900KW營(yíng)盤圩進(jìn)線:P10=1700KW滁洲進(jìn)線:P11=1590KW營(yíng)盤鄉(xiāng)進(jìn)線:P12=3000KW20XX投入裝機(jī)容量：清秀進(jìn)線:P13=1000KW川桃進(jìn)線:P14=1200KW上網(wǎng)容量計(jì)算20XX用電負(fù)荷217.4KW,20XX用電負(fù)荷增至450.9KW〔該部分用電負(fù)荷不經(jīng)過(guò)主變。上網(wǎng)同時(shí)率取值為0.8,則20XX水電上網(wǎng)總?cè)萘繛椋篜2007∑=<P1+P2+P3+P4+P5+P6+P8+P9+P10+P11+P12>×=<2600+6500+2460+3400+18000+1050+2900+1700+1590+3000>×0.8-217.4=34.3426<MW>20XX水電上網(wǎng)總?cè)萘繛椋篜2012∑=<P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14>×=<2600+6500+2460+3400+18000+2000+4000+1050+2900+1700+1590+3000+1000+1200>×0.8-450.9=40.669<MW>主變壓器容量的確定主變?nèi)萘堪?5KV、10KV側(cè)總的上網(wǎng)容量的70%來(lái)選擇,計(jì)算容載比取值為1.4:本期S=P2007∑×1.4×0.7=34.3426×1.4×0.7=33.656<MVA>故本期主變?nèi)萘繛?1500KVA。2>遠(yuǎn)期S=P2012∑×1.4×0.7=40.669×1.4×0.7=39.856<MVA>故遠(yuǎn)期主變?nèi)萘繛?0000KVA?？紤]到遠(yuǎn)期兩臺(tái)主變同時(shí)投入運(yùn)行的時(shí)間較多,僅在故障或檢修時(shí)一臺(tái)主變運(yùn)行,可輸送全部負(fù)荷的55%,而主變的故障率是很低的,主變檢修時(shí)間可合理安排在平水或枯水季節(jié),故側(cè)重于經(jīng)濟(jì)上節(jié)省投資的原則,最后確定主變壓器的容量為31500KVA。2.4主變壓器形式的選擇2.4.1主變相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或單相,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,尤其是大型變壓器需要考慮其運(yùn)輸可能性,確保運(yùn)輸尺寸不超過(guò)隧洞、涵洞、橋洞的允許通過(guò)限額,運(yùn)輸重量不超過(guò)橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力,當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí),在330KV及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。本次設(shè)計(jì)變電站是一個(gè)110KV升壓變電站,位于鎮(zhèn)郊,交通便利,不受運(yùn)輸條件限制,故可選三相變壓器。選三相變壓器相對(duì)于單相變壓器而言,不僅減少了土地占用面積,而且投資小,占地少,運(yùn)行損耗小,同時(shí)配電裝置以及繼電保護(hù)和二次接線比較簡(jiǎn)單,減少了維護(hù)及倒閘操作的工作量。綜上所述,本次設(shè)計(jì)的主變壓器相數(shù)確定為三相。2.4.2繞組的選擇在具有三種電壓等級(jí)的變電站中,如通過(guò)變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上,或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷,但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí),主變壓器采用三繞組變壓器,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,比相對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器的少。本次設(shè)計(jì)的變電站具有三種電壓等級(jí),中、低壓側(cè)上網(wǎng)容量均為主變壓器的15%以上,考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量,及占地面積等因素,因此,選擇三相三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有自耦變壓器、分裂變壓器以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多優(yōu)點(diǎn),阻抗小,對(duì)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定作用,但也存在一些缺點(diǎn)。由于自耦變壓器公共繞組的容量最大只能等于電磁容量,因此在某此運(yùn)行方式下,自耦變壓器的傳輸容量不能充分利用,而在另外一些運(yùn)行方式下,又會(huì)發(fā)現(xiàn)過(guò)負(fù)荷,由于自耦變壓器高、中壓繞組的自耦聯(lián)系,其阻抗比普通變壓器小,它的中性點(diǎn)要直接接地,所以使單相和三相短路電流急劇增加,有時(shí)單相短路電流會(huì)超過(guò)三相短路電流,造成選擇高壓電氣設(shè)備的困難和對(duì)通訊線路的危險(xiǎn)干擾。同時(shí),自耦變壓器零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器的高、中壓兩側(cè)的零序電流保護(hù),應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成的零序電流過(guò)流器上,并根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。自耦變壓器中的沖擊過(guò)電壓比普通變壓器要嚴(yán)重得多,其原因是高、中壓繞組有電的聯(lián)系,高壓側(cè)出現(xiàn)的過(guò)電壓波能直接傳到中壓側(cè)。另一個(gè)原因是從高壓側(cè)繞組上進(jìn)入的沖擊波加在自耦變壓器的串聯(lián)繞組上,而串聯(lián)繞組的匝數(shù)通常比公共繞組的匝數(shù)少得多,因此在公共繞組中感應(yīng)出來(lái)的過(guò)電壓大大超過(guò)侵入波幅值普通變壓器,當(dāng)一次電壓波動(dòng)時(shí),為了得到穩(wěn)定的二次電壓,一次繞組匝數(shù)作相應(yīng)調(diào)整,以維持每匝電勢(shì)不變,以及維護(hù)鐵芯磁通密度不變,如高壓側(cè)電壓升高則應(yīng)增加高壓繞組,而中性點(diǎn)調(diào)壓的自耦變壓器則要減少匝數(shù),亦維持二次電壓不變,這就導(dǎo)致每匝電勢(shì)增加,亦即導(dǎo)致鐵芯更加飽和。當(dāng)中、低壓側(cè)負(fù)荷都較大時(shí),不宜采用自耦變壓器。分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%。分裂變壓器雖然它的短路阻抗較大,當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí),很大的電流向一側(cè)繞組流去,鐵芯中失去磁勢(shì)平衡,在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力,在分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí),如果兩端負(fù)荷不相等,兩端母線上的電壓也不相等,損耗也應(yīng)增大。普通三繞組變壓器價(jià)格在自耦變壓器和分裂變壓器之間,安裝以及調(diào)試靈活,滿足各種繼電保護(hù)的要求,又能滿足調(diào)度的靈活性,它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種,這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng),它的供電可靠性也高。綜上分析,本次設(shè)計(jì)的變電所選擇普通三繞組變壓器。2.4.3主變調(diào)壓方式的選擇主變壓器的電壓調(diào)整是用分接開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭,從而改變變壓器變比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：一是不帶電切換,稱為無(wú)激磁調(diào)壓,調(diào)整范圍常在±5%以內(nèi),二是帶負(fù)荷切換,稱為有載調(diào)壓,調(diào)整范圍可達(dá)30%。本次設(shè)計(jì)的變壓器采用有載調(diào)壓方式。2.4.4連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式和系統(tǒng)電壓相位一致,否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和Δ。我國(guó)110KV及以上電壓,變壓器繞組都采用Y連接,35KV電壓采用Y連接,其中中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。10KV電壓如采用Y連接,雖有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致,而且零序阻抗較大,對(duì)限制單相短路電流有利,也便于接入消弧線圈,但是由于Y連接三次諧波無(wú)通路,因此將引起正弦波電壓的畸變,并對(duì)通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾,繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均受影響。如果影響較大,還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。采用Δ接線可以消除三次諧波的影響。故本次變電站設(shè)計(jì)的三個(gè)電壓等級(jí)分別為：110KV、35KV和10KV,所以選用主變的接線組別為YN,yn0,d11。2.4.5容量比的選擇根據(jù)原始資料計(jì)算可知,35KV和10KV側(cè)上網(wǎng)容量都比較大,所以容量比選擇為100/100/100。2.4.6主變冷卻方式的選擇主變壓器一般采用冷卻方式有自然風(fēng)冷卻、油浸風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用油浸風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。在水源充足,且占地面積緊張的情況下,大容量變壓器也有采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高,節(jié)約材料,減少變壓器本體尺寸,其缺點(diǎn)是這種冷卻方式增加了一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件,冷卻器的密封性能要求高,維護(hù)工作量大。本次設(shè)計(jì)的變電站位于鎮(zhèn)郊,對(duì)占地要求不高,主變冷卻方式采用油浸風(fēng)冷卻。綜上所述,故選擇主變型號(hào)SFSZ10-31500/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器,其參數(shù)如下：額定電壓：高壓：110±8×1.25%KV中壓:35KV低壓:10.5KV阻抗電壓:高-中:17.50%高-低:10.50%中-低:6.50%容量比為:100/100/100連接組別:YN,yn0,d11第二章電氣主接線的選擇2.1概述電氣主接線是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分,也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān),并且對(duì)電氣設(shè)備選擇,配電裝置布置,繼電保護(hù)和控制方式的擬訂有較大影響。因此,必須正確處理好各方面的關(guān)系,全面分析有關(guān)影響,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,合理確定主接線。在選擇電氣主接線時(shí),應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用,負(fù)荷大小和重要性等條件確定,并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。一、可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。主接線可靠性的具體要求：1、斷路器檢修時(shí),不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。2、斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí),盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間,并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電。3、盡量避免發(fā)電廠,變電所全部停運(yùn)。二、靈活性。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。１、調(diào)度時(shí),應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路,調(diào)配電源和負(fù)荷,滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。２、檢修時(shí),可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備,進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。３、擴(kuò)建時(shí),可以容易地從初期接線過(guò)度到最終接線,在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下投入新設(shè)備并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。三、經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下,做到經(jīng)濟(jì)合理。１、投資?、僦鹘泳€應(yīng)力求簡(jiǎn)單,以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)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(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜,以節(jié)省二次設(shè)備控制電纜。③要能限制短路電流、以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電纜。④如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求,110KV及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)單電器。２、占地面積小,主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件,盡量使占地面積減少。３、電能損失少,經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類〔比如繞組、三繞組、自耦變壓器,容量、數(shù)量,要避免兩次變壓而增加電能損失。2.2各種主接線接線方式的特點(diǎn)電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確定的,它以電源和出線為主體,在進(jìn)出線較多時(shí)〔一般超出4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(jiǎn)單清晰,運(yùn)行方便,有利于安裝和擴(kuò)建。本次所設(shè)計(jì)的變電所110kV出線有2回,35kV進(jìn)出線有7回,10kV進(jìn)出線有9回,所以采用有母線的連接。單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰,設(shè)備少,操作方便,便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠,任一元件〔母線或母線隔離開(kāi)關(guān)等故障時(shí)檢修,均需使整個(gè)配電裝置停電,單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段,但當(dāng)一段母線故障時(shí),全部回路仍需短時(shí)停電,在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：６～１０kＶ配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)５回；３５～６３kＶ配電裝置出線回路數(shù)不超過(guò)３回；１１０～２２０kＶ配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)２回。2.2.優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后,對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路,兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立電源,提高了供電的可靠性,可對(duì)重要用戶供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障,分段斷路器自動(dòng)將故障切除,保證正常段母線繼續(xù)工作。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí),必須斷開(kāi)接在該段母線上的所有支路,使之停止工作。當(dāng)出線為雙回路時(shí),常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：１６～１０kＶ配電裝置出線回路數(shù)為６回及以上時(shí)；235kV配電裝置出線回路數(shù)為4~8回時(shí)；3110~220kV配電裝置出線回路數(shù)為3~4回時(shí)。2.2.這種接線方式在進(jìn)出線不多,容量不大的中小型電壓等級(jí)為35~110kV的變電所較為實(shí)用,具有足夠的可靠性和靈活性。2.2.１、內(nèi)橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋連斷路器檢修時(shí),兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí),線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠,變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng),故障率較高的情況。２、外橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少,四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜,需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器,并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。高壓側(cè)斷路器檢修時(shí),變壓器較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠,變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短,故障率較少的情況。2.2.優(yōu)點(diǎn)：投資省,平均每回路只需裝設(shè)一臺(tái)斷路器。設(shè)有匯流母線,在接線的任一段上發(fā)生故障,只需切除這一段及與其相連接的元件,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響小。接線成閉合環(huán)形,在閉環(huán)運(yùn)行時(shí),可靠性、靈活性較高,每回路由兩臺(tái)斷路器供電,任一臺(tái)斷路器檢修,不需中斷供電,也不需旁路設(shè)施,隔離開(kāi)關(guān)只作為檢修時(shí)隔離之用,以減少誤操作可能性。占地面積小。缺點(diǎn)：任一臺(tái)斷路器檢修,都成開(kāi)環(huán)運(yùn)行,從而降低了接線的可靠性。因此,斷路器數(shù)量不能多,即進(jìn)出線回路數(shù)要受到限制。每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺(tái)斷路器,每一臺(tái)斷路器又連接兩個(gè)回路,從而使繼電保護(hù)和控制回路較單、雙母線接線復(fù)雜。適用范圍：適用于最終進(jìn)出線為3~5回的110kV及以上配電裝置。不宜用于有再擴(kuò)建可能的發(fā)電廠變電所中。2.2.有高度可靠性,每一回路由兩臺(tái)斷路器供電,發(fā)生母線故障時(shí),只跳開(kāi)與此母線相連的所有斷路器,任何回路不停電。在事故與檢修相重合情況下的停電回路不會(huì)多于兩回；運(yùn)行調(diào)度靈活,操作檢修方便,隔離開(kāi)關(guān)僅作檢修時(shí)用,避免了將隔離開(kāi)關(guān)作操作時(shí)的倒閘操作。檢修任一斷路器或母線時(shí),回路不需要切換。由于一個(gè)回路連接著兩臺(tái)斷路器,一臺(tái)中間斷路器連接著兩個(gè)回路,使繼電保護(hù)及二次回路復(fù)雜,投資較大。這種接線方式一般用于進(jìn)出線數(shù)在6回及以上的超高壓配電裝置中。2.2.優(yōu)點(diǎn)：1、供電可靠。通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷：一組母線故障時(shí),能迅速恢復(fù)供電：檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān),只停該回路。2、調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上,能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3、擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何的一個(gè)方向擴(kuò)建,均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配,不會(huì)引起原有回路的停電。4、便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),可將該回路分開(kāi),單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：1、增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。2、當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作,需要隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍：6~10kV配電裝置,當(dāng)短路電流較大,出線需要帶電抗器；35KV配電裝電裝置,當(dāng)出線回路超過(guò)8回時(shí),或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110~220kV配電裝置,出線回路數(shù)為5回及以上時(shí),或110~220kV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位,出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。2.2.雙母線分段可以分段運(yùn)行,系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大,兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上,對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸,因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題,而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn),但容易受到母線故障的影響,斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí),母線不分段。2.3主接線接線方式選擇2.3.1110kV側(cè)主接線方式選擇一、110KV側(cè)。110kV側(cè)出線2回,選用單母線不分段接線。二、35kV側(cè)。35kV側(cè)進(jìn)出線7回〔進(jìn)線7回,選用以下幾種接線方案：１、單母線分段接線。這種接線方式接線簡(jiǎn)單、清晰,投資少,但當(dāng)任一段母線故障、檢修時(shí),該母線上的進(jìn)出線均要停電；任一出線斷路器故障、檢修,該回路也需停電。這種接線方式經(jīng)濟(jì)性好,可靠性高,靈活性較差。２、單母線分段帶旁路母線,分段斷路器兼旁路斷路器接線。此接線方式比單項(xiàng)母線分段接線可靠性強(qiáng),任一出線斷路器故障、檢修時(shí),該回路不需要停電。３、單母線分段帶旁路母線,旁路斷路器兼作分段斷路器。這種接線方式在進(jìn)出線不多,容量不大的中小型電壓等級(jí)為35~110kV的變電所較為實(shí)用,具有足夠的可靠性和靈活性。由于兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的幾率很低,母線側(cè)、線路側(cè)斷路器均采用六氟化硫斷路器,故障的幾率也很低,因此采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求,且節(jié)約了投資。因此,35kV側(cè)選用單母線分段接線。三、10kV側(cè)。10kV側(cè)進(jìn)出線9回〔進(jìn)線7回,出線2回,選用以下幾種接線方案：１、單母線分段接線,它投資少,在10kV配電裝置中它基本可以滿足可靠性要求。２、單母線分段帶旁路母線,這種接線方式雖然提高了供電可靠性,但增大了投資。由于進(jìn)出線回路大致均勻地接于兩段母線上,而兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的幾率很低,因此,采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求,且節(jié)約了投資,因此,10kV側(cè)采用單母線分段接線。第三章短路電流計(jì)算目的、條件及一般規(guī)定在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備,在其運(yùn)行中都必須考慮到發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),最常見(jiàn)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障,所謂短路是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間〔對(duì)于大接地系統(tǒng)發(fā)生金屬性連接的情況。在三相系統(tǒng)中,可能發(fā)生的有對(duì)稱的三相短路和不對(duì)稱的兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。在各種類型的短路中,單相短路占多數(shù),三相短路幾率最小,但其后果最嚴(yán)重。因此,我們采取三相短路〔對(duì)稱短路來(lái)計(jì)算短路電流,并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。3.1短路電流計(jì)算的目的和條件3.1.在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中,短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其計(jì)算的目的有以下幾個(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)戶外高壓配電裝置時(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),需以各種短路電流為依據(jù)。⑤接地裝置的設(shè)計(jì),也需要用短路電流。3.1.基本假定：①正常工作時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。②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激磁電流。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)。3.1一般規(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)斷電流沿用的短路電流,應(yīng)按本工程設(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、選擇導(dǎo)體和電器時(shí),對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)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。3.2短路電流計(jì)算線路阻抗計(jì)算由原始資料可知：①110KV側(cè)電源容量為1000MVA,歸算至本所110KV母線側(cè)阻抗為0.32,Sj=100MVA。②35KV側(cè)電源進(jìn)線有7回<其中本期5回,遠(yuǎn)期2回>,歸算至本所110KV母線側(cè)的轉(zhuǎn)移電抗分別為6.54、2.62、6.91、5.00、8.50、4.25、0.94?！惨?jiàn)附表1③10KV側(cè)電源進(jìn)線有7回<其中本期5回,遠(yuǎn)期2回>,歸算至本站110KV母線側(cè)阻抗分別為16.19、5.86、10、10.69、17.00、14.17、5.67?！惨?jiàn)附表235KV側(cè)各進(jìn)線同步發(fā)電機(jī)阻抗計(jì)算表〔附表1線路名稱次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值X"d*e裝機(jī)容量Pe<MW>假定功率因素COSφ基準(zhǔn)功率Sj<MVA>轉(zhuǎn)移電抗X*j營(yíng)盤圩線0.22.60.851006.54興水嶺線0.26.50.851002.62上灣線0.22.460.851006.91利民線0.23.40.851005.00立新線0.220.851008.50燕子崖線0.240.851004.25河下線0.2180.851000.9410KV側(cè)各進(jìn)線同步電機(jī)阻抗計(jì)算表〔附表2線路名稱次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值X"d*e裝機(jī)容量Pe<MW>假定功率因素COSφ基準(zhǔn)功率Sj<MVA>轉(zhuǎn)移電抗X*j阡陌線0.21.050.8510016.19雙山線0.22.90.851005.86營(yíng)盤圩線0.21.70.8510010.00滁洲線0.21.590.8510010.69清秀線0.210.8510017.00川桃線0.21.20.8510014.17營(yíng)盤鄉(xiāng)線0.230.851005.67說(shuō)明:1、所有電源進(jìn)線的同步電機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)么值取0.2。2、X*j=X"d*eSjCOSφ/Pe變壓器阻抗計(jì)算由變壓器參數(shù)可知：Us〔Ⅰ-Ⅱ%=17.50Us〔Ⅰ-Ⅲ%=10.50Us〔Ⅱ-Ⅲ%=6.5UsⅠ%=<Us〔Ⅰ-Ⅱ%+Us〔Ⅰ-Ⅲ%-Us〔Ⅱ-Ⅲ%>/200=<17.5+10.5-6.5>/200=10.75UsⅡ%=<Us〔Ⅰ-Ⅱ%+Us〔Ⅱ-Ⅲ%-Us〔Ⅰ-Ⅲ%>/200=<17.5+6.5-10.5>/200=6.75UsⅢ%=<Us〔Ⅱ-Ⅲ%+Us〔Ⅰ-Ⅲ%-Us〔Ⅰ-Ⅱ%>/200=<6.5+10.5-17.5>/200=-0.25各繞組電抗的標(biāo)么值為:XⅠ=X2=X3=<UsⅠ%/100>×<Sj/Sn>=<10.75/100>×<100/31.5>=0.341XⅡ=X4=X5=<UsⅡ%/100>×<Sj/Sn>=<6.75/100>×<100/31.5>=0.214XⅢ=X6=X7=<UsⅢ%/100>×<Sj/Sn>=<-0.25/100>×<100/31.5>≈0系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖做系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：圖1110KV側(cè)母線短路計(jì)算當(dāng)在110KV母線上發(fā)生三相短路時(shí),既d1點(diǎn)短路時(shí),網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化如下：1>X22=1/<1/X2+1/X3>=0.1705X23=1/<1/X4+1/X5>=0.107簡(jiǎn)化后見(jiàn)圖22>X24=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X8·X23=8.142X25=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X9·X23=3.257X26=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X10·X23=8.605X27=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X11·X23=6.226X28=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X12·X23=10.584X29=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X13·X23=5.292X30=<1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23>·X14·X23=1.176簡(jiǎn)化后見(jiàn)圖3圖2圖33>∑Y1=1/X15+1/X16+1/X17+1/X18+1/X19+1/X20+1/X21+1/X22+1/X24+1/X25+1/X26+1/X27+1/X28+1/X29+1/X30X31=∑Y1X22X24=11.71X32=∑Y1X22X25=4.69X33=∑Y1X22X26=12.38X34=∑Y1X22X27=8.96X35=∑Y1X22X28=15.23X36=∑Y1X22X29=7.61X37=∑Y1X22X30=1.69X38=∑Y1X22X15=23.3X39=∑Y1X22X16=8.4X40=∑Y1X22X17=14.4X41=∑Y1X22X18=15.4X42=∑Y1X22X19=24.5X43=∑Y1X22X20=20.4X44=∑Y1X22X21=8.2簡(jiǎn)化后見(jiàn)圖4圖44>X45=1/<1/X31+1/X32+1/X33+1/X34+1/X35+1/X36+1/X37>=0.782X46=1/<1/X38+1/X39+1/X40+1/X41+1/X42+1/X43+1/X44>=1.966簡(jiǎn)化見(jiàn)圖5圖5短路電流標(biāo)么值：Id1*=1/X1+1/X45+1/X46=1/0.32+1/0.782+1/1.966=4.913在d1點(diǎn)三相短路時(shí),短路電流有名值：Id1=Id1*×Sj/〔Uj=4.913×100/<×115>=2.47<KA>因短路發(fā)生在變電站110KV側(cè)母線上,故取Kch=1.8,則短路沖擊電流有效值：Ich1=Id1×<1+2<Kch-1>2>1/2=1.51Id1=1.52×2.47=3.725<KA>短路電流沖擊值:ih1=KchId1=×1.8×2.47=6.278<KA>短路容量:Sd1=×Uj×Id1=×115×2.47=491.30<MVA>35KV側(cè)母線短路計(jì)算當(dāng)在35KV母線上發(fā)生三相短路時(shí),即d2點(diǎn)短路,網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化如下：1X47=X1+X22=0.4905X48=1/〔1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14=0.436∑Y2=1/X15+1/X16+1/X17+1/X18+1/X19+1/X20+1/X21+1/X23+1/X47X49=∑Y2X23X47=0.64X50=∑Y2X23X15=20.99X51=∑Y2X23X16=7.60X52=∑Y2X23X17=12.96X53=∑Y2X23X18=13.86X54=∑Y2X23X19=22.04X55=∑Y2X23X19=18.37X56=∑Y2X23X19=7.35見(jiàn)附圖6、圖7圖6圖7X57=1/〔1/X50+1/X51+1/X52+1/X53+1/X54+1/X55+1/X56=1.77見(jiàn)附圖8圖8短路電流標(biāo)么值：I*d2=1/X48+1/X49+1/X57=1/0.436+1/0.64+1/1.77=4.429在d2點(diǎn)三相短路時(shí),短路電流有名值：Id2=I*d2×Sj/〔Uj=4.429×100/<×37>=6.91<KA>取Kch=1.8,短路沖擊電流有效值Ich2：Ich2=Id2×<1+2<Kch-1>2>0.5=1.51Id2=1.52×6.91=10.435<KA>短路電流沖擊值ich2:ich2=KchId2=×1.8×6.91=17.59<KA>短路容量:Sd2=×Uj×Id2=×37×6.91=442.88<MVA>10KV母線短路計(jì)算當(dāng)在10KV母線上發(fā)生三相短路時(shí),即d3點(diǎn)短路,網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化如下：圖91>∑Y3=1/X8+1/X9+1/X10+1/X11+1/X12+1/X13+1/X14+1/X23X24=∑Y3X23X8=8.124X25=∑Y3X23X9=3.257X26=∑Y3X23X10=8.605X27=∑Y3X23X11=6.226X28=∑Y3X23X12=10.584X29=∑Y3X23X13=5.292X30=∑Y3X23X14=1.176見(jiàn)附圖10圖10X59=1/〔1/X24+1/X25+1/X26+1/X27+1/X28+1/X29+1/X30=0.54見(jiàn)附圖11圖11短路電流標(biāo)么值：Id3*=1/X47+1/X58+1/X59=1/0.4905+1/1.37+1/0.54=4.6在d3點(diǎn)三相短路時(shí),短路電流有名值：Id3=Id3*×Sj/〔Uj=4.6×100/<×10.5>=25.35<KA>取Kch=1.8,短路沖擊電流有效值Ich3：Ich3=Id3×<1+2<Kch-1>2>0.5=1.51Id3=1.52×25.35=38.285<KA>短路電流沖擊值ich3ich3=KchId3=×1.8×25.35=64.532<KA>短路容量:Sd3=×Uj×Id3=×10.5×25.35=461.10<MVA>短路點(diǎn)Uav〔kV短路電流I*Id〔kA短路沖擊電流有效值Ich〔kA短路電流沖擊值ich〔kA短路容量Sd〔MVAd11154.92.473.7256.278491.30d2374.4296.9110.43517.590442.88d310.54.625.3538.28564.532461.10短路計(jì)算成果表如下表3.2所示。表3.2短路計(jì)算成果表第四章電氣設(shè)備的選擇4.1導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件正確地選擇設(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。一般原則1、應(yīng)滿足正常運(yùn)行機(jī)制、檢修、短路和過(guò)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、擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致。5、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。技術(shù)條件選擇的高壓電器,應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。各種高壓電器的一般技術(shù)條件如表4-1所示。一、長(zhǎng)期工作條件1、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式4-12、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式4-2由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大,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(méi)有明確的過(guò)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。二、短路穩(wěn)定條件1、校驗(yàn)的一般原則電器在選定后按最大可能通過(guò)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。用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件I2tjs≥Qdt式4-3式中：Qdt——在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi),短路電流的熱效應(yīng)<kA2?S>I——tjs秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值〔KAtjs——設(shè)備允許通過(guò)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)時(shí)間按下式計(jì)算：tjs=tb+td式4-4式中：tb——繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間〔std——斷路器全分閘時(shí)間〔s④短路動(dòng)穩(wěn)定條件ich≤idf式4-5Ich≤Idf式4-6式中：ich、Ich——短路沖擊電流幅值、有效值〔KAidf、Idf——允許通過(guò)穩(wěn)定電流的幅值、有效值〔KA絕緣水平在工作電壓和過(guò)電壓的作用下,電器內(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(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí),應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算,選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。4.1.環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、溫度、污穢、海拔、地震。由于設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促,所以在設(shè)計(jì)中主要考慮溫度條件。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+40℃時(shí),允許按照額定電流長(zhǎng)期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40℃時(shí),每增加1℃建議額定電流減少1.8%；當(dāng)?shù)陀?404.2斷路器的選擇電力系統(tǒng)中,高壓斷路器具有完善的滅弧性能,正常情況下,用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流,在某些電器主接線中,還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù),故障時(shí),斷路器還常在繼電保護(hù)的配合使用下,斷開(kāi)短路電流,切斷故障部分,保證非故障部分的正常運(yùn)行。由于SF6斷路器滅弧性能好,維護(hù)工作量小,故110kV一般采用SF6短路器。１、按開(kāi)斷電流選擇。高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流Iekd≥Iz〔高壓斷路器觸頭實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量有效值。２、短路關(guān)合電流的選擇。斷路器的額定關(guān)合電流ieg應(yīng)不小于短路電流最大沖擊值icj。即ieg≥icj３、關(guān)合時(shí)間的選擇。關(guān)合分閘時(shí)間,對(duì)于110kV以上的電網(wǎng),當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障,分閘時(shí)間不宜大于0.040.06s。4.2.1110KV側(cè)斷路器1額定電壓選擇：Uymax≥Ugmax=1.15Un=1.15×110=126.5<KV>Uymax——為最高允許工作電壓Ugmax——為電網(wǎng)最高允許運(yùn)行電壓2額定電流的選擇：Ie≥Igmax=1.05InIe——斷路器的額定電流Igmax——最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí),出力保持不變,故相應(yīng)回路的,Igmax=1.05In,根椐給定的某區(qū)水電上網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)表可知,20XX最大的上網(wǎng)容量為51400KW〔不考慮近區(qū)用電負(fù)荷,設(shè)額定功率因素為0.85,則：Ie=3500A≥Igmax=1.05In=1.05×51400/〔×110×0.85=333.3<A>3>按開(kāi)斷電流選擇Iedk≥Id1=2.47KAIedk——斷路器的額定開(kāi)斷電流4按斷路器的短路關(guān)合電流選擇ieg≥ich1=6.278KAieg——斷路器額定短路關(guān)合電流ich1——d1點(diǎn)短路時(shí)短路電流沖擊值據(jù)以上數(shù)據(jù),可以初步選擇LW35-126型六氟化硫斷路器,參數(shù)如下：額定電壓：126KV最高工作電壓：126KV額定電流：3150A額定開(kāi)斷電流：40KA動(dòng)穩(wěn)定電流：100KA熱穩(wěn)定電流〔4s：40KA額定開(kāi)合電流〔峰值：100KA全開(kāi)斷時(shí)間：≤50ms5校驗(yàn)熱穩(wěn)定Td=tkd+tbTd——計(jì)算時(shí)間tkd——斷路器的斷開(kāi)時(shí)間tb——繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,取后備保護(hù)時(shí)間為5s故：tb=0.05+5=5.05<s>因Td＞1s導(dǎo)體的發(fā)熱主要由周期分量來(lái)決定,則：Qd=I∞2t=2.472×5.05=30.81<KA2.s>Qr=Ir2t=402×4=4800<KA2.s>即:Qr＜Qd滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ich=6.278KA＜100KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求故選擇LW35-126型六氟化硫斷路器能滿足要求,由上述設(shè)計(jì)可以列表:設(shè)備項(xiàng)目LW35—126產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)Uymax126kV126.5KVUe126kV110kVIe≥Igmax3150A333.3AIdw≥icj100kA6.278kAIedk≥Idi40kA2.47kAieg≥icj100kA6.278kAQr＞Qd4800kA2S30.81kA2S4.2.235KV側(cè)斷路器1額定電壓選擇：Uymax≥Ugmax=1.15Un=1.15×35=40.25<KV>Uymax——為最高允許工作電壓Ugmax——為電網(wǎng)最高允許運(yùn)行電壓2額定電流的選擇：Ie≥Igmax=1.05InIe——斷路器的額定電流Igmax——最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí),出力保持不變,故相應(yīng)回路的Igmax=1.05In,根椐給定的某區(qū)域小水電上網(wǎng)容量預(yù)測(cè)表可知,20XX最大的上網(wǎng)容量為38960KW,設(shè)額定功率因素為0.85,則：Ie≥Igmax=1.05In=1.05×38960/〔×35×0.85=794<A>3>按開(kāi)斷電流選擇Iedk≥Id2=6.91KAIedk——斷路器的額定開(kāi)斷電流4按斷路器的短路關(guān)合電流選擇ieg≥ich2=10.435KAieg——斷路器額定短路關(guān)合電流ich2——d2點(diǎn)短路時(shí)短路電流沖擊值據(jù)以上數(shù)據(jù),可以初步選擇LW8-35型戶外式六氟化硫斷路器,參數(shù)如下：額定電壓：35KV最高工作電壓：40.5KV額定電流：2000A額定開(kāi)斷電流：25KA動(dòng)穩(wěn)定電流<峰值>：63KA熱穩(wěn)定電流〔4s：25KA額定開(kāi)合電流〔峰值：63KA全開(kāi)斷時(shí)間：≤60ms5校驗(yàn)熱穩(wěn)定Td=tkd+tbTd——計(jì)算時(shí)間tkd——斷路器的斷開(kāi)時(shí)間tb——繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,取后備保護(hù)時(shí)間為5s故：tb=0.06+5=5.06<s>因Td＞1s導(dǎo)體的發(fā)熱主要由周期分量來(lái)決定,則：Qd=I∞2t=6.912×5.06=241.06<KA2.s>Qr=Ir2t=252×4=2500<KA2.s>即:Qr＜Qd滿足熱穩(wěn)定要求動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ich=17.59KA＜63KA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求故選擇LW8-35型六氟化硫斷路器能滿足要求,由上述設(shè)計(jì)可以列表:設(shè)備項(xiàng)目LW8—35產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)Uymax40.5kV40