《110KV 變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《110KV 變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（42頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 110KV變電所設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 I 概 述 II 第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第一章 負(fù)荷分析 1 1.1 負(fù)荷的分類(lèi) 1 1.2 負(fù)荷曲線(xiàn)與最大負(fù)荷利用時(shí)間 1 1.3 本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析 1 1.4 本設(shè)計(jì)中的負(fù)菏分析本地區(qū)負(fù)荷情況 2 1.5 35KV及10KV各側(cè)的負(fù)荷大小 2 第二章 主變壓器的選擇 4 2.1 主變臺(tái)數(shù)的確定 4 2.2 主變?nèi)萘康拇_定 4 2.3 主變相數(shù)選擇 4 2.4 主變繞組數(shù)量 4 2.5 主變繞組連接方式 5 2.6 主變的調(diào)壓方式 5 2.7 變壓器冷卻方式的選擇 5 第三章 無(wú)功補(bǔ)償裝置的

2、選擇 7 3.1 補(bǔ)償裝置的意義 7 3.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置類(lèi)型的選擇 7 3.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定 8 3.4 并聯(lián)電容器裝置的分組 8 3.5 并聯(lián)電容器裝置的接線(xiàn) 8 第四章 電氣主接線(xiàn)的初步設(shè)計(jì)及方案選擇 10 4.1 電氣主接線(xiàn)的概括及分類(lèi) 10 4.2 110KV側(cè)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 11 4.3 35KV側(cè)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 11 4.4 10KV側(cè)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 11 4.5 主接線(xiàn)中的設(shè)備配置 12 第五章 各級(jí)配電裝置的配置及接地裝置 14 5.1配電裝置 14 5.2 接地裝置 15 第六章 短路電流計(jì)算的目的及結(jié)果 16 6.1 短路電流計(jì)算

3、的目的 16 6.2計(jì)算結(jié)果 16 第七章 電氣設(shè)備選擇 17 7.1 電氣設(shè)備選擇的概述 17 7.2 110KV側(cè)斷路器的選擇 18 7.3 110KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇 19 7.4 敞露母線(xiàn)的選擇 19 7.5 110KV電流互感器的選擇 19 7.6 電壓互感器的選擇 20 7.7 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 20 第八章 繼電保護(hù)規(guī)劃及整定 24 8.1 主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定 24 8.2 線(xiàn)路保護(hù)的規(guī)劃 24 8.3 母線(xiàn)保護(hù)規(guī)劃 25 第九章 變電站的站用電 26 第二部分 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 27 第一章 三相短路計(jì)算 27 1.1計(jì)算各阻抗標(biāo)值 27

4、1.2 110KV側(cè)發(fā)生三相短路： 28 1.3 35KV側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的計(jì)算 29 1.4 10KV側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的計(jì)算 30 第二章 不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算 32 2.1 各元件的序電抗 33 2.2 兩相短路 33 2.3 單相短路 34 2.4 兩相接地故障 35 結(jié)束語(yǔ) 37 參考文獻(xiàn) 38 摘 要 本設(shè)計(jì)首先根據(jù)《畢業(yè)綜合實(shí)踐與設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容，擬題目，方案。通過(guò)所學(xué)知識(shí)，參考相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。 分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)，從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線(xiàn)方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，從安全、經(jīng)濟(jì)

5、及可靠性方面考慮，確定了110KV、35KV、10KV的主接線(xiàn)，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)，最后根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇，從而完成了110KV降壓變電站部分的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)中，用到的知識(shí)要點(diǎn)和選用規(guī)則條件，并配以相應(yīng)的計(jì)算，以達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)思路的進(jìn)一步剖析，使設(shè)計(jì)內(nèi)容更清晰易懂，為保證知識(shí)理論的嚴(yán)緊性，參考了大量的相關(guān)的理論知識(shí)書(shū)籍，精心摘選，保證語(yǔ)言上的簡(jiǎn)明扼要，通俗易懂，并提高設(shè)計(jì)本身的可讀性，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 關(guān)鍵詞： 變電站，變壓器，接線(xiàn) I 概 述 1．所址

6、情況 變電站位于某城市，地勢(shì)平坦，交通便利，空氣污染輕微，區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40℃，最低氣溫-18℃，年平均氣溫14℃，最熱月平均最高氣溫30℃，土壤溫度25℃。 2．系統(tǒng)情況如下圖 ∽ с 待設(shè)變電站 10KV 2×30km 110KV 4×240MVA 4×200MW (1×200MW) 75km 80km 220KV Xc=0.04 Sj=1000MVA 2×120MVA cosΨ=0.06 Xd″=0.167 注：括號(hào)內(nèi)為最小運(yùn)行方式

7、 Ⅱ 第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 負(fù)荷分析 1.1 負(fù)荷的分類(lèi) 1. 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 2. 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線(xiàn)路供電。但當(dāng)兩回線(xiàn)路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專(zhuān)用架空線(xiàn)路供電。 3. 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線(xiàn)路供電。 1.2 負(fù)荷曲線(xiàn)與最大負(fù)荷利

8、用時(shí)間 1.負(fù)荷曲線(xiàn) 由于用戶(hù)用電的隨機(jī)性，電力系統(tǒng)的負(fù)荷是時(shí)刻在變化著的，相應(yīng)的電力系統(tǒng)的功率分布、母線(xiàn)電壓、功率損耗以及電能損耗等也在變化。因此，在分析計(jì)算電力系統(tǒng)的上述運(yùn)行參數(shù)時(shí)，首先必須了解負(fù)荷隨時(shí)間的變化規(guī)律。 用戶(hù)、變電站、發(fā)電廠及電力系統(tǒng)的負(fù)荷隨時(shí)間變化的規(guī)律，通常以負(fù)荷曲線(xiàn)來(lái)表示。一般用直角坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，以小時(shí)、日、月等為單位；縱坐標(biāo)表示有功功率、無(wú)功功率、視在功率或電流。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算和便于在運(yùn)行中繪制負(fù)荷曲線(xiàn)，常把連續(xù)變化的負(fù)荷看成在測(cè)量的那一小段時(shí)間內(nèi)不變，因此，負(fù)荷曲線(xiàn)常被繪成階梯形。 知道了整個(gè)電力系統(tǒng)的日負(fù)荷曲線(xiàn)，電力系統(tǒng)的調(diào)度管理部門(mén)就可以據(jù)此

9、制定日發(fā)電量計(jì)劃。 2.最大負(fù)荷利用時(shí)間 將用戶(hù)全年所取用的電能與一年內(nèi)的最大負(fù)荷相比，所得的時(shí)間稱(chēng)為用戶(hù)年最大負(fù)荷利用時(shí)間。 1.3 本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析 市鎮(zhèn)變1、2：市鎮(zhèn)變擔(dān)負(fù)著對(duì)所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中斷供電將會(huì)帶來(lái)大面積停電，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。 1 煤礦變：煤礦變負(fù)責(zé)向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進(jìn)出 等等，若煤礦變一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級(jí)負(fù)荷。 化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過(guò)程伴隨著許多化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，一旦電力供應(yīng)中止了就會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。 磚廠：磚廠的生產(chǎn)過(guò)程與電的聯(lián)系不是非常緊密，

10、若終止電力供應(yīng)，只會(huì)造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。 鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔(dān)負(fù)著對(duì)所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會(huì)帶來(lái)大面積停電，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。 機(jī)械廠：機(jī)械廠的生產(chǎn)過(guò)程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會(huì)帶來(lái)太大的損失，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 紡織廠1、2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會(huì)引起跳線(xiàn)，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)，若停電就會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。 面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。 耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)

11、荷。 1.4 本設(shè)計(jì)中的負(fù)菏分析本地區(qū)負(fù)荷情況 電壓 負(fù)荷 名稱(chēng) 每回最大負(fù)荷（KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線(xiàn)路長(zhǎng)度（KM） 35KV 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變2 汽車(chē)廠 磚廠 6000 7000 4300 5000 0.9 0.92 0.88 0.85 1 1 2 1 架空 架空 架空 架空 15 8 7 11 10KV 鄉(xiāng)區(qū)變 紡織廠1 紡織廠2 紡織廠3 加工廠 材料廠 1000 700 800

12、 600 700 800 0.9 0.89 0.88 0.88 0.9 0.9 3 1 2 1 1 2 架空 電纜 架空 架空 架空 架空 5 3 7 4 5 2 1.5 35KV及10KV各側(cè)的負(fù)荷大小 2 1. 35KV側(cè) ΣP1＝6000+7000+4500×2+4300×2+5000＝35600KW ΣQ1=6000×0.48+7000×0.426+4500×0.62×2+4300×0.54×2+5000×0.62=19186

13、Kvar 2. 10KV側(cè)： ΣP2＝1000×3+800×2+700+800×2+600+700+800×2＝9800KW ΣQ2=1000×3×0.48+700×0.512+800×0.512×2+800×0.54×2+ 600×0.54+700×0.48+800×0.48×2=4909.6Kvar ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar 所以：ΣS＝（454002+24095.62）1/2＝51398KVA 考慮線(xiàn)損、同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量： ΣS2=51398×0.8×1.0

14、5=43174.3KVA 3 第二章 主變壓器的選擇 2.1 主變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電站符合此情況，故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。 2.2 主變?nèi)萘康拇_定 （1）主變壓器容量一般按變電站建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)城郊變電站，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （2）根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)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)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；

15、對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70％-80％。此變電站是一般性變電站。 有以上規(guī)程可知，此變電站單臺(tái)主變的容量為： S=ΣS2×0.8=43174.3×0.8=34539.48KVA 所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。 2.3 主變相數(shù)選擇 （1）主變壓器采用三相還是單相，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。 （2）當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)采用三相變壓器。 社會(huì)日新月異，但今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)纫巡怀蓡?wèn)題，故由以上規(guī)程可知， 此變電站的主變應(yīng)采用三相變壓器

16、。 2.4 主變繞組數(shù)量 在具有三種電壓的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)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)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)：K1=(35600+9800)×0.8/40000=0.9>0.15 中壓側(cè)：K2=35600×0.8/4000=0.7>0.15 低壓側(cè)：K3=9800×0.8/40000=0.2>0.15 由以上可知此變電站中的主變應(yīng)采用三繞組。 2.5 主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采

17、用的繞組連接方式只有Y和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來(lái)確定。 我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 由以上可知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線(xiàn)， 35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用△接線(xiàn)。 主變中性點(diǎn)的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線(xiàn)路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和直

18、接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)，IC<=30A（采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式） 35KV：Ic=UL/350=35×(15+8+10×2+7×2+11)/350=6.8A<10A 10KV：Ic=10×(5×3+7×2+4+5+7×2)/350+10×(2×2+3)/10=8.2A<30A 所以在本設(shè)計(jì)中110KV采用中性點(diǎn)直接接地方式， 35、10KV采用中性點(diǎn)不接地方式。 2.6 主變的調(diào)壓方式 調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整是用分接開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭，從而

19、改變變壓器變比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱(chēng)為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以?xún)?nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱(chēng)為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30％。 對(duì)于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 由以上可知，此變電站的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 2.7 變壓器冷卻方式的選擇 主變一般的冷卻方式有：自然風(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強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 故此變電所中的主變采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 附：主變型號(hào)的表示方法 第一段：漢語(yǔ)拼音組合表示變壓器型號(hào)

20、及材料。 第一部分：相數(shù) S----三相；D------單相； 第二部分：冷卻方式 J----油浸自冷； F----油浸風(fēng)冷； S----油浸水冷；G----干式；N----氮?dú)饫鋮s； FP----強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；SP----強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 本設(shè)計(jì)中主變的型號(hào)是：SFPSL—40000/110 6 第三章 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇 3.1 補(bǔ)償裝置的意義 無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的

21、穩(wěn)定性有重要意義。 3.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置類(lèi)型的選擇 （1）無(wú)功補(bǔ)償裝置的類(lèi)型 無(wú)功補(bǔ)償裝置可分為兩大類(lèi)：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。 （2）常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇 這三種無(wú)功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電站的母線(xiàn)上。 同步調(diào)相機(jī)： 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無(wú)功功率而起到無(wú)功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。 裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行

22、電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電站，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器： 靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗器并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償器輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性強(qiáng)、使用方便、經(jīng)濟(jì)性能

23、良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿(mǎn)足無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價(jià)太高，故在本設(shè)計(jì)中不宜采用）。 電力電容器： 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電站母線(xiàn)上。它所提供的無(wú)功功率值與所在節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。 電力電容器的裝設(shè)容量可大可小，而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒(méi)

24、有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。 綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。 3.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?0％—30％來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。 此設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘繛?0000KVA。 故并聯(lián)電容器的容量為：4000KVA—12000KVA為宜，在此設(shè)計(jì)中取12000KVA。 3.4 并聯(lián)電容器裝置的分組 1、分組原則 1）并聯(lián)電容器裝置的分組主要由專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。 2）對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容

25、量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)換切。 對(duì)于110KV—220KV主變帶有載調(diào)壓裝置的變電站，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)換切。 3）終端變電站的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)換切。換切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)2.5％。 2、分組方式 1）并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。 2）各種分組方式比較 a. 等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系,從而并聯(lián)電容器裝置可按不同

26、換切方式得到多種容量組合。即可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，引起無(wú)功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。 b. 帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。 c. 等容量分組方式，是應(yīng)用較多的分組方式。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分組方式采用等容量分組方式。 3.5 并聯(lián)電容器裝置的接線(xiàn) 并聯(lián)電容器裝置的基本

27、接線(xiàn)分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。 應(yīng)采用雙星形接線(xiàn)。因?yàn)殡p星形接線(xiàn)更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。 中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電站進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電站低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。 9 第四章 電氣主接線(xiàn)的初步設(shè)計(jì)及方案選擇 4.1 電氣主接線(xiàn)的概括及分類(lèi) 1、 概括 （1）發(fā)電廠和變電站中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)，也稱(chēng)主電

28、路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶(hù)。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線(xiàn)是發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電站以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 （2）主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求：可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。 （3）6KV-220KV高壓配電裝置的基本接線(xiàn)有匯流母線(xiàn)的連線(xiàn)：?jiǎn)文妇€(xiàn)、單母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)、雙母線(xiàn)分段、增設(shè)旁路母線(xiàn)或旁路隔離開(kāi)關(guān)等。 無(wú)匯流母線(xiàn)的接線(xiàn)：變壓器-線(xiàn)路單元接線(xiàn)、橋形接線(xiàn)、角形接線(xiàn)等。 2、 分類(lèi) （1）單母線(xiàn)不分段接

29、線(xiàn) 這種接線(xiàn)在有母線(xiàn)接線(xiàn)中是最簡(jiǎn)單的。其接線(xiàn)特點(diǎn)是電源和引出線(xiàn)回路都接于同一組母線(xiàn)上,每個(gè)回路都裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān),緊靠母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)稱(chēng)為母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)。 與斷路器的配合原則是：隔離開(kāi)關(guān)“先合后斷”或在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作。母線(xiàn)側(cè)隔離 開(kāi)關(guān)與線(xiàn)路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的配合原則是：母線(xiàn)側(cè)隔離開(kāi)關(guān)“先合后斷”。 主要優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、清晰；需用的電氣設(shè)備少；配電裝置的建造費(fèi)用低；操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 主要缺點(diǎn)：1）母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)在檢修期間，連接在母線(xiàn)上的所有回路必須全部停止工作。 2）母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)上發(fā)生短路故障時(shí)所有電源回路的斷路器在繼電保護(hù)作用下都將自動(dòng)跳閘，使整個(gè)配

30、電裝置在修復(fù)期間停止工作。 3）檢修電源或引出線(xiàn)斷路器時(shí)，該回路必須停電。 （2）單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 主要缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線(xiàn)所連接的回路都在檢修期間內(nèi)停電；任一回路的斷路器檢修時(shí)，該回路將中斷供電。因此，這種接線(xiàn)主要應(yīng)用在中、小型發(fā)電廠以及出線(xiàn)數(shù)目不多的35KV-220KV變電站中。 （3）帶旁路母線(xiàn)的單母線(xiàn)接線(xiàn) 有了旁路母線(xiàn)，檢修與它相連的任意回路的斷路器時(shí)，該回路便可以不停電，從而提高了供電的可靠性。它廣泛用于出線(xiàn)數(shù)較多的110KV及以上的高壓配電裝置中，因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，輸送功率較大，送電距離較遠(yuǎn)，停電影響較大，同時(shí)高壓斷路器每臺(tái)檢修時(shí)間較長(zhǎng)；而3

31、5KV及以下的配電裝置一般不設(shè)旁路母線(xiàn)，因?yàn)樨?fù)荷小，供電距離短，容易取得備用電源，有可能停電檢修斷路器，并且斷路器的檢修、安裝或更換均較方便。一般35KV以下配電裝置多為戶(hù)內(nèi)型，為節(jié)省建筑面積，降低造價(jià)，都不設(shè)旁路母線(xiàn)，只有在特殊重要的用戶(hù)供電，不允許停電檢修斷路器時(shí)才設(shè)置旁路母線(xiàn)。 （4）雙母線(xiàn)接線(xiàn) 主要優(yōu)點(diǎn)：1）檢修任一組母線(xiàn)時(shí)，不會(huì)中斷向用戶(hù)供電。 2）檢修任意回路的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需開(kāi)斷該條回路兩側(cè)的相關(guān)元件，因此該回路僅僅在檢修期間停電。 3）工作母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，可將全部回路切換到備用母線(xiàn)上，從而迅速恢復(fù)正常工作，但需暫短停電。 4）檢修任意工作回路的斷路器時(shí)，可利用母聯(lián)

32、斷路器來(lái)替代，而不致使該回路供電長(zhǎng)期中 斷。 5）需要對(duì)任意回路單獨(dú)進(jìn)行電氣試驗(yàn)時(shí)，可以將該回路切換到備用母線(xiàn)上，這樣的試驗(yàn)既安全又方便。 4.2 110KV側(cè)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 110KV側(cè)初期設(shè)計(jì)回路數(shù)為2，最終為4回。 110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)方式。 110KV側(cè)采用單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)方式，有下列優(yōu)點(diǎn)： （a）供電可靠性：當(dāng)一組母線(xiàn)停電或故障時(shí)，不影響另一組母線(xiàn)供電； （b）調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線(xiàn)； （c）擴(kuò)建方便； （e）在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。 故110KV側(cè)采用單母線(xiàn)分段的連接方式。 4.3 35KV側(cè)主接線(xiàn)

33、的設(shè)計(jì) 35KV側(cè)出線(xiàn)回路數(shù)為7回。 當(dāng)35KV—63KV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為4—8回，采用單母線(xiàn)分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。 故35KV可采用單母線(xiàn)分段連接也可采用雙母線(xiàn)連接。 4.4 10KV側(cè)主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 10KV側(cè)出線(xiàn)回路數(shù)為12回。 當(dāng)6KV—10KV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母線(xiàn)分段連接。 故10KV采用單母線(xiàn)分段連接。 4.5 主接線(xiàn)中的設(shè)備配置 （1）隔離開(kāi)關(guān)的配置 （a）中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)：容量為220MW及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 （b）在出

34、線(xiàn)上裝設(shè)電抗器的6KV—10KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶(hù)供電的兩回線(xiàn)共用一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線(xiàn)上應(yīng)各裝設(shè)一組出線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)。 （c）接在發(fā)電機(jī)、變壓器出線(xiàn)或中性點(diǎn)上的避雷器不可裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。 （d）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地；自耦變壓器的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。 （2）接地刀閘或接地器的配置 （a）為保證電器和母線(xiàn)的檢修安全，35KV及以上每段母線(xiàn)根據(jù)長(zhǎng)度宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器，每?jī)山拥氐堕l間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線(xiàn)的接地刀閘宜裝設(shè)在母線(xiàn)電壓互感器的隔離開(kāi)關(guān)和母聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)上，也可裝于其他回路母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線(xiàn)接地器。

35、 （b）63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)和線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)的線(xiàn)路宜配置接地刀閘。 （3）電壓互感器的配置 （a）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線(xiàn)方式有關(guān)，并應(yīng)滿(mǎn)足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置 的需求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能 提取到電壓。 （b）6KV-220KV電壓等級(jí)的每組母線(xiàn)的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線(xiàn)上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回路出線(xiàn)外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 （c）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線(xiàn)路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線(xiàn)側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （d）當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利

36、用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （e）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。 （4）電流互感器的配置 （a）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿(mǎn)足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。 （b）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線(xiàn)的跨條上等。 （c）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （d）一臺(tái)斷路器接線(xiàn)中，線(xiàn)路—線(xiàn)路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿(mǎn)足保護(hù)和測(cè)

37、量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線(xiàn)路—變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。 （5）避雷器的裝置 （a）配電裝置的每組母線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線(xiàn)裝設(shè)避雷器時(shí)除外。 （b）旁路母線(xiàn)上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線(xiàn)投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿(mǎn)足要求而定。 （c）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 （d）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 （e）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器。 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開(kāi)關(guān)時(shí)。 2）直接接地系統(tǒng)中，

38、變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電站為單進(jìn)線(xiàn)且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。 3）接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線(xiàn)變壓器中性點(diǎn)上。 （f）發(fā)電廠變電站35KV及以上電纜進(jìn)線(xiàn)段，在電纜與架空線(xiàn)的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 （g）SF6全封閉電器的架空線(xiàn)路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 （h）110KV—220KV線(xiàn)路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 13 第五章 各級(jí)配電裝置的配置及接地裝置 5.1配電裝置 1.配電裝置的概述 發(fā)電廠和變電站主接線(xiàn)中 ，所裝設(shè)的開(kāi)關(guān)電器，載流導(dǎo)體以及保護(hù)和測(cè)量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱(chēng)為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和

39、變電站的重要組成部分。 2、配電裝置的要求 （1）配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭(zhēng)取不占或少占良田。 （2）保證運(yùn)行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 （3）便于檢修、操作和巡視。 （4）便于擴(kuò)建和安裝。 （5）在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。 3、配電裝置的分類(lèi)及使用范圍 配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。 按組裝的方式可分為在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開(kāi)關(guān)電器等按接線(xiàn)要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝用的成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)

40、備安裝在屋內(nèi)，它的特點(diǎn)是占地面積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較??；但需建造房屋，投資較大。 屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 在發(fā)電廠和變電站中，一般35KV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置，110KV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110KV及以上的配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但耗用鋼材較

41、多，造價(jià)較高。目前我國(guó)生產(chǎn)的3KV—35KV各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。 由以上各種方案比較得： 在本設(shè)計(jì)中，10KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 35KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 110KV采用屋外半高型配電裝置。 5.2 接地裝置 1.作用 發(fā)電廠和變電站中的接地裝置按工作性質(zhì)可分為工作接地和保護(hù)接地。工作接地是指為了保證電力系統(tǒng)正常情況和事故情況下能可靠工作，而將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)，通常是中性點(diǎn)，直接或經(jīng)特殊設(shè)備與地作金屬連接。保護(hù)接地是為了保護(hù)人身安全，防止觸電，而將在正常情況下不帶電的電氣設(shè)備外殼或金屬結(jié)構(gòu)，與接地體之間作良好的金

42、屬連接。 16 第六章 短路電流計(jì)算的目的及結(jié)果 6.1 短路電流計(jì)算的目的 在變電站和發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的是選擇主接線(xiàn)，比較各種接線(xiàn)方案：為選擇電氣設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算提供依據(jù)等。 6.2計(jì)算結(jié)果 短路電流 110KV 35KV I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) 2.70 6.88 2.335 5.943 2.903 7.388 3.036 7.272 3.434 8.741

43、 第七章 電氣設(shè)備選擇 7.1 電氣設(shè)備選擇的概述 1. 選擇的原則 1）應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行、檢修、短路、和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 4）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 5）同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少種類(lèi)。 6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2. 設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件： （1）按正常工作條件選擇 a. 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓Ue≥Uew b. 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IO，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流

44、Iy，不得低于裝設(shè)回 路的最大持續(xù)工作電流Imax 。 計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，選 用最大者。 （2）按短路狀態(tài)校驗(yàn) a.熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 當(dāng)短路電流通過(guò)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)允許值，Qd≤Qy，Qd≤I2r t，t=tb+tdf 。 校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（3KV—6KV廠用饋線(xiàn)電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。 b.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ich≤idw , Ich≤Idw， 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定； （3）短路校驗(yàn)時(shí)

45、短路電流的計(jì)算條件 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列的接線(xiàn)方式；短路的種類(lèi)一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 7.2 110KV側(cè)斷路器的選擇 在本設(shè)計(jì)中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開(kāi)斷性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)得到廣泛的應(yīng)用。

46、 110KV的配電裝置是戶(hù)外式，所以斷路器也采用戶(hù)外式。 比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110型號(hào)的斷路器。 校驗(yàn)： LW11-110斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開(kāi)斷電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110KV 123 （145）KV 1600 3150 31.5 40 80 100 熱穩(wěn)定電流（3S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時(shí)間 分閘時(shí)間 31.5KA(3S) 40kv 80KA 100KA ≤40ms ≤135ms 由上表知： 斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)

47、的額定電壓。 目前母線(xiàn)材料廣泛采用鋁材，因?yàn)殇X電阻率較低，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量輕、價(jià)格較低，我國(guó)鋁材的儲(chǔ)量豐富。鋼雖有較好的性能，但價(jià)格貴，我國(guó)儲(chǔ)備不多。所以只有在一些特殊場(chǎng)合，如工作電流較大，位置特別狹窄，環(huán)境對(duì)鋁材有嚴(yán)重腐蝕的情況才用鋁材。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中母線(xiàn)材料用鋁。 硬母線(xiàn)截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。槽形母線(xiàn)的機(jī)械性能強(qiáng)度較好，集膚效應(yīng)較小，在4000A－8000A時(shí)一般采用槽形母線(xiàn)。 由以上分析可知：在本設(shè)計(jì)中110KV采用槽形母線(xiàn)，35KV、10KV采用矩形母線(xiàn)。 管形母線(xiàn)在支柱絕緣子上放置方式有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。

48、三相母線(xiàn)的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母線(xiàn)豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度差，散熱條件好。垂直布置母線(xiàn)豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。 綜上，矩形母線(xiàn)在支柱絕緣子上采用水平布置母線(xiàn)豎放。 1）母線(xiàn)截面積選擇： 本設(shè)計(jì)中母線(xiàn)的截面按長(zhǎng)期允許電流選擇。 110KV母線(xiàn)截面選擇：Imax=1.05Ie=210.8 選用載流量為2280（A）的雙槽形母線(xiàn)，其參數(shù)如下： h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 雙槽形導(dǎo)體截面積S(mm2)：1040，集膚效y應(yīng)系數(shù)：1.012。 35KV母線(xiàn)截面選擇：Imax=1.05Ie=1

49、.05×[40000/(31/2×37.5)]=646.5(A) 10kv母線(xiàn)截面選擇：Imax=1.05Ie=1.05×[40000/(31/2×10.5)]=2309.47(A) 選用載流量為692（A）單條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸：h×b=50×5(mm×mm) 2）該斷路器的最大持續(xù)工作電流： Imax=1.05In=1.05Sn/(31/2Un)=1.05×40000/(31/2×110)=220.4 該斷路器的額定電流為1600（最小的），大于通過(guò)該斷路器的最大持續(xù)工作電流220.4。 3）校驗(yàn)斷路器的斷流能力： 此斷路器的額定開(kāi)斷電流Iekd=31.5KA 短路電流周

50、期分量：Izk=3.036KA Iekd>Izk 4）此斷路器的額定關(guān)合電流： Ieg=80KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=80KA ich=7.74KA idw>ich 7.3 110KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇 應(yīng)采用戶(hù)外型隔離開(kāi)關(guān)。 隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流值 熱穩(wěn)定電流值 操動(dòng)機(jī)構(gòu) 110KV 600A 50KA 72KA 16(4S) 40(5S) CS17-G 校驗(yàn)： 通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流為220.4KA。 隔離開(kāi)關(guān)的額定電流為600A

51、，大于通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=50KA ich=7.74KA idw＞ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=[(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12]×t=[(3.0362+10×3.0362+3.0362)/12]×5=44.4KA2S Ir2t=142×5=980>Qd 操動(dòng)機(jī)構(gòu)：CS17—G 7.4 敞露母線(xiàn)的選擇 硬母線(xiàn)一般是指配電裝置中的匯流母線(xiàn)和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線(xiàn)分為敞露式和封閉式兩類(lèi)。 7.5 110KV電流互感器的選擇 在本設(shè)計(jì)中宜采用LCWB－110（W）型號(hào)的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)

52、如下： 額定電流 110KV 二次組合 準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn) 短路時(shí)熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 10％倍數(shù)二次負(fù)荷 35KV 600A 0.5 15.8-31.6(KA) 40-80(KA) P/P/P/0.5 此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國(guó)際和IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強(qiáng)度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。 Imax=1.05In=1.05Sn/（31/2Un）=1.05×40000/（31/2×110）=220.4KA Ie1=300A, Ie1>Imax 熱穩(wěn)定較驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示

53、。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定。 電流與一次額定電流之比： (KrIe1)2×t≥Qd (KrIe)2×t=(I熱min/Ie×Ie)2×t=(15.8)2×1=249.64A Qd=27.65 ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求。 動(dòng)穩(wěn)定較驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。Kd 等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比： （Kd21/2Ie1）≥I(3)ch （Kd21/2Ie1）=21/2×40=56.56KA(按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求。 7.6 電壓互感器的選擇

54、 比較各種電壓互感器后選擇JCC系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串級(jí)絕緣，戶(hù)外安裝互感器，適用于交流50HZ電力系統(tǒng)，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。 型號(hào)含義：J:電壓互感器，C:串級(jí)絕緣，C:瓷箱式。 7.7 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 近年來(lái)高壓開(kāi)關(guān)柜（簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)柜）的開(kāi)發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3KV、6KV、10KV、35KV等多種，額定電流可達(dá)到3150A，開(kāi)斷電流可達(dá)到50KA。 高壓開(kāi)關(guān)柜應(yīng)實(shí)現(xiàn)電器和機(jī)械的“五防閉鎖”，防止誤操作，提高安全可靠性，“五防”的具體要求是： 1. 防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌? 2. 防止帶負(fù)荷分、合隔

55、離開(kāi)關(guān)。 3. 防止帶電掛接地線(xiàn)。 4. 防止帶接地線(xiàn)合閘。 5. 防止誤入帶電間隔。 （一）35KV側(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)》（電氣一次部分）第11章中比較各開(kāi)關(guān)柜選擇GBC—35型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 GBC—35型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜系三相交流50HZ單母線(xiàn)系統(tǒng)的戶(hù)內(nèi)保護(hù)型成套裝置。作為接受和分配35KV的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開(kāi)關(guān)柜為手車(chē)結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于30 mm ，只有個(gè)別部位相間不足時(shí)才設(shè)置極間隙。開(kāi)關(guān)柜主母線(xiàn)采用矩形鋁母線(xiàn)，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)接母線(xiàn)一般采用Φ50×5鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用鋼網(wǎng)遮

56、攔以便觀察外，開(kāi)關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門(mén)或封板中以保護(hù)。 GBC—35型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù) 名稱(chēng) 參數(shù) 名稱(chēng) 參數(shù) 額定電壓 最高工作電壓 最大額定電流 35KV 40.5KV 1000A 最大關(guān)合電流 極限通過(guò)電流 2S熱穩(wěn)定電流 42KA 42KA 16KA 35KV變壓器出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇： Imax=1.05Ie=4000/31/2×38.5=629.8A 電流互感器選擇主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 CD10I型電磁操作機(jī)構(gòu)

57、 35KV出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇： Imax=S/31/2U=7000×(1+5%)/0.92×31/2×37=124A 一次線(xiàn)路選擇主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 避雷器選擇主要設(shè)備：F2-35型避雷器、JS-2型放電記錄器 電壓互感器選擇主要設(shè)備：JDJJ2-35型電壓互感器、RN2-35型熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)： ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開(kāi)斷電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 35KV 40.5KV 630A 1000A 8KA 12.5KA

58、 20KA 32KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時(shí)間 生產(chǎn)廠家 8KA 12.5KA 20KA 32KA ≤0.06S 西安電器設(shè)備廠 此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=20KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/1×2t=（3.0362+10×3.0362+3.0362）/12×2=18.4KA2S Ir2t=82×2=128>Qd 校驗(yàn)合格。 LCZ-35型電流互感器的

59、校驗(yàn)： 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn) 短路熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 20-1000/5 0.53（B） 13(1S) (KA) 42.4 (KA) 上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短路熱穩(wěn)定電流是在額定電流為200KA的情況下取的熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比： （KrIe1）2×t≥Qd (KrIe)2×t=[(I熱min/Ie)×Ie]2×t=(32)2×2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]×t=[(3.0362+10×3

60、.0362+3.0362)×/12]×2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比。 (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2×80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求。 （二）10KV側(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)》（電氣一次部分）第11章中比較各開(kāi)關(guān)柜選擇GBC—10型手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜。 技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 名稱(chēng) 參數(shù)

61、名稱(chēng) 參數(shù) 額定電壓 3/6/10KV 額定電流 630/1000/2500A 母線(xiàn)系統(tǒng) 單母線(xiàn) 最高工作電壓 3.6 7.2 11.5 10KV變壓器出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇： 一次線(xiàn)路選擇主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 10KV線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜方案選擇： Imax=S/（31/2U）=1000×(1+5%)/（0.92×31/2×11）=64.15A 一次線(xiàn)路選擇： 主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 FS3型避雷器 JDZ型電壓互感器 RN2型熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)：

62、 ZN3—10型真空斷路器 ZN3—10型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 資料參考《電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)》表4-3-3 額定電壓 10KV 額定電流 630A 1000A 開(kāi)斷電流 20KA 動(dòng)穩(wěn)定電流 50KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 20KA 合閘時(shí)間 ≤0.1S 固有分閘時(shí)間 ≤0.05S 生產(chǎn)廠家 四川電器廠 此斷路器的額定開(kāi)斷電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=50KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2Z(t/2)+I2

63、zt)/12×t=（3.0362+10×3.0362+3.0362）/12×2=18.4KA2S Ir2t=202×2=800KA2S>Qd 校驗(yàn)合格。 LFS-10型電流互感器的校驗(yàn)： 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn) 熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 5-1000/5 0.53B 32(KA) (2S) 80KA 上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短時(shí)熱穩(wěn)定電流實(shí)在額定電流為200KA的情況下取的。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比： （KrIe1）2×t≥Qd (KrI

64、e)2×t=[(I熱min/Ie)×Ie]2×t=(32)2×2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]×t=[(3.0362+10×3.0362+3.0362) ×/12] ×2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過(guò)極限電流的峰值與一次額定電流之比： (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2×80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求。 2

65、3 第八章 繼電保護(hù)規(guī)劃及整定 8.1 主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定 現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類(lèi)型故障和異常運(yùn)行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電力變壓器保護(hù)的配置原則。 變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)： 1.變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。 2.短路保護(hù)。 3.后備保護(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)。 5.過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 瓦斯保護(hù) 容量為800KVA級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故

66、障時(shí)產(chǎn)生輕微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)斷路器。 瓦斯保護(hù)裝置及整定： 瓦斯繼電器又稱(chēng)氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱 內(nèi)的氣體通過(guò)瓦斯繼電器流向油枕。 目前，國(guó)內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開(kāi)口杯式。（1）瓦斯保護(hù)的整定 一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250m—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來(lái)改變。 （2）重瓦斯保護(hù)油流速度的整定 重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.6m—1.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油速度整定為0.6m—1.5m/s時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.4m—0.5m/s時(shí)。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1S左右。 8.2 線(xiàn)路保護(hù)的規(guī)劃 11