1、 . . . 220kv變電站畢業(yè)設計 前    言本次畢業(yè)設計，目的在于鞏固自己的專業(yè)知識，因為我們的設計同專業(yè)知識聯(lián)系非常緊密，這就使我在進行畢業(yè)設計的同時，又對電力系統(tǒng)、繼電保護、電氣設備、電能計量等專業(yè)課進行了復習，提高了自己的專業(yè)基礎水平，通過設計使我們熟悉設計過程，掌握基本的設計知識，熟悉相關的設計手冊，輔助資料和國家有關規(guī)章制度。本設計敘述了2X200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分（即升壓變電站）的設計，主要包括：說明書、與相關圖紙。其中說明書的容有：主接線含廠用電接線形式的選擇與分析，主變壓器與廠用變壓器的選擇，電氣設備選擇。計算書的容有：

2、短路電流計算（即電氣設備選擇的相關計算）。這次設計的參考資料主要有：電力工程設計手冊、火力發(fā)電廠設計技術規(guī)、發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料、電力工程設計手冊、發(fā)電廠與電氣設備等。 由于現(xiàn)在自己的能力有限，并且缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗，時間倉促，可供查閱的資料有較大的局限性，故設計中難免存在不周之處，敬請審閱老師批評指正。在畢業(yè)設計過程中，郭琳老師給予了耐心而細致的指導，在此表示衷心意！  容  簡  介本設計敘述了2X200MW凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分（即升壓變電站）的設計，主要包括：說明書、計算書與相關圖紙。其中說明書的容有：對設計資料與變電站的總體分析，擬定兩種電氣主接線

3、的方案，通過對電氣主接線的基本要求從而定性地確定本次設計電氣主接線的具體形式，包含廠用電接線形式的確定。依據(jù)規(guī)程規(guī)定以與最初設計資料的數(shù)據(jù)，確定主變壓器以與廠用高壓變、高壓廠用備用變的容量與型號，為短路電流的計算提供最初的電路參數(shù)。按照電氣設備選擇的原則，確定此變電站中所安裝斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器以與母線的型號，根據(jù)型號查出相關技術數(shù)據(jù)，并逐一具體分析校驗電器以滿足運行的要求。并在說明書的后半部分就配電裝置過電壓保護配置的容作出說明。計算書的容有：通過確定具有代表性的短路點，計算三相短路電流，從而為說明書部分電氣設備的選擇提供相關的參數(shù)。圖紙部分：220KV變電站主接線圖。原

4、始資料一、1、 待設計的變電站為一發(fā)電廠的升壓站2、 計劃安裝兩臺200MW汽輪發(fā)電機組。發(fā)電機型號：QFSN-200-2   Ue=15750VCOS=0.85   Xg=14.13%Pe=200MW    3、 220KV出線五回，預留用空間隔，每條線路最大輸送容量200MW，Tmax=7000h，一級負荷。 4、當?shù)刈罡邷囟?1.7，最熱月平均最高溫度32.5,最低溫度-18.6，最熱月地面下0.8M處土壤平均溫度25.35、廠用電率8%，廠用電電壓15為6KV，發(fā)電機出口電壓為15.75KV。6、本變電站地處8度地震

5、區(qū)。7、在系統(tǒng)最大運行方式下，系統(tǒng)阻抗值為0.054。8、設計電廠為一中型電廠，其容量為2×200MW=400MW，最大機組容量200MW。向系統(tǒng)送電。9、變電站220KV與系統(tǒng)有5回饋線，呈強聯(lián)系方式。 第一章  變電總體分析    隨著社會的發(fā)展，電能被日益廣泛的應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以與人民的日常工作中。因為電能可以方便的轉化為其他形式的能源，例如：機械能、熱能、光能、磁能等等；并且電能的輸送和分配易于實現(xiàn)，可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所；電能的應用規(guī)模也很靈活。以電作為動力，可以促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械化和自動化，保證產(chǎn)品質量

6、，大幅提高勞動生產(chǎn)率。同時提高電氣化程度，以電能代替其他形式的能源，是節(jié)約能源消耗的一個重要的途徑。電力工業(yè)電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費與其他工業(yè)的區(qū)別在于：1、 與國民經(jīng)濟各部門的關系非常密切2、 電力系統(tǒng)從一種運行方式過度到另一種運行方式的過度過程非常短促；3、 電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費實際上是同時完成的，不能大量儲存。根據(jù)電力工業(yè)的特點，對電力系統(tǒng)有以下要求 ：1、 保證可靠的持續(xù)供電2、 保證良好的電能質量3、 保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性所以說，電力工業(yè)是 國家的基礎行業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎，我們就是要運用所學習的知識為電力工業(yè)的發(fā)展作出貢獻。 一、供電區(qū)域的負荷分析 &

7、#160;   負荷分析的任務是根據(jù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的布局特點，確定變電站布局位置，在變電站布局基礎上進行電網(wǎng)連接規(guī)劃。負荷分析是變電站設計的重要依據(jù)，應根據(jù)給定的各級電壓進行，對進出線回路數(shù)、負荷性質、負荷大小進行綜合分析，以達到供電可靠性的要求。在確定變電站負荷的同時，求出變電站的綜合最大負荷作為選擇變電器的依據(jù)。根據(jù)突然中斷供電所引起的損失程度分類，一般將電力負荷分為三級。一級負荷：是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起對周圍環(huán)境嚴重污染的，突然中斷供電將會造成經(jīng)濟上的巨大損失，如重要的大型設備損壞，重要產(chǎn)品或重要原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需長時間才能

8、恢復生產(chǎn)的；突然中斷供電將會造成社會秩序嚴重混亂或在政治上產(chǎn)生嚴重影響的用電負荷。二級負荷：是指突然中斷供電將會造成經(jīng)濟較大的損失，如生產(chǎn)的主要設備損壞，產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)過程需較長時間才能恢復；突然中斷供電將會造成社會秩序混亂或在政治上產(chǎn)生較大影響的用電負荷。三級負荷：是指不屬于一級、二級負荷的其他負荷，對這類負荷，突然中斷供電所造成的損失不大或不會造成直接損失。二、變電站的分類：變電站根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位可分為以：樞紐變電站、中間變電站、地區(qū)變電站和終端變電站。1.樞紐變電站：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330KV-500KV。全站

9、停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。2.中間變電站：高壓側以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2-3個電源，電壓為220KV-330KV，同時又降壓供給當?shù)赜秒姡鹬虚g環(huán)節(jié)的作用。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。3.地區(qū)變電所：高壓側電壓一般為110-220KV，向地區(qū)用戶供電為主，是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。4.終端變電站：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側電壓多為110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站。全站停電后，只是用戶受到損失。三、變電站的作用：變電站的目的是完成一項或更多的如下功能：開斷：連接或切斷系統(tǒng)中的各

10、部分，一般是用斷路器或開關來完成。電壓變換：用電力變壓器來升高或降低電壓。無功補償：用并聯(lián)電阻，并聯(lián)電容器，靜止補償裝置以與調(diào)相機來控制電壓，串聯(lián)電容器組用以減小線路阻抗。四、變電站的主要電氣設備：通常把生產(chǎn)和分配電能的設備稱為一次設備，對一次設備進行測量、控制、監(jiān)視和保護用的稱為二次設備。第二章 變壓器的選擇第一節(jié)  主變的選擇在發(fā)電廠和變電所中，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交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡變壓器，只供本廠（所）用電的變壓器稱為廠（所）用變壓器。一、主變壓器容量與臺數(shù)的選擇：1、 容量的確定、容量為200MW與以上的發(fā)電機與住變壓

11、器為單元連接時，該變壓器的容量可按下列兩種條件中的比較大者選擇：、按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷，且變壓器繞組的溫升在標準環(huán)境溫度或冷卻水溫度下不超過55、按發(fā)電機的最大聯(lián)系輸出容量扣除本機組的廠用負荷，且變壓器的繞組的溫升不超過65、發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件的教大者選擇：、按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的欲度。、按發(fā)電機的最續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。根據(jù)以上原則：去除廠用負荷后：Pc=200-200×10%=180MW變壓器視在功率：S=Pc/COS+10%×Pc/COS   

12、;              =180/0.85+10%×180/0.85                 =232.9412KVA故選擇主變壓器的型號為：SFP7-240000/220主變壓器參數(shù)：型   號 容量KVA 電壓KV 損耗KW

13、0;阻抗電壓 %  高壓 低壓 空載 短路 SFP7-240000/220 240000 242 15.75 172 653 14(表1-2)附：主變型號的表示方法第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號與材料第一部分：相數(shù)       S-三相 ；D-單相；第二部分：冷卻方式  J-油浸自冷；  F-油浸風冷； S-油浸水冷； G-干式; N-氮氣冷卻；FP-強迫油循環(huán)風冷卻； SP-強迫油循環(huán)水冷卻

14、2、 臺數(shù)的確定因為發(fā)電機與變壓器組成單元連接，故選擇2臺主變壓器。二、主變壓器形式的選擇：1、相數(shù)的確定：目前，可供選擇的變壓器相數(shù)有單相和三相兩種。根據(jù)已確定的主變壓器的容量參數(shù)和設計手冊中“在330KV與以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器“的規(guī)定，考慮投資、占地、運輸、維護等方面因素，本變電站中主變壓器選用三相變壓器。2、繞組數(shù)的確定：、對于200MW與以上的機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機回路與廠用分支回路均采用分相封閉母線，供電可靠性很高，而大電流的隔離開關發(fā)熱問題比較突出，特別是設置在封閉母線中的隔離開關問題更多；同時發(fā)電機回路短路器的價格極為昂貴，故在封

15、閉母線回路不設置斷路器和隔離開關，以提高供電可靠性和經(jīng)濟性。此外，二繞組變壓器的中壓側由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)任何分接頭，從而對高、中壓側調(diào)壓與負荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如利用雙繞組變壓器加聯(lián)絡變壓器靈活方便。、對于200MW與以上的機組，一與般雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺數(shù)與發(fā)電機容量配套選用。、容量為200MW的發(fā)電機組與雙繞組變壓器為單元連接時，在發(fā)電機與變壓器之間不應裝設斷路器、負荷開關或隔離開關，但應有可拆連接點。故選擇雙繞組變壓器與發(fā)電機組成單元界線。本變電站中二臺主變均選用雙繞組變壓器。3、調(diào)壓方式的確定：變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關切換變壓器的

16、分接頭，改變變壓器高壓側繞組匝數(shù)，從而改變其變比來實現(xiàn)的，切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無載調(diào)壓，調(diào)整圍在±5%以，另一種是帶負載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整圍可達30%，但其結構復雜，價格較貴。為保證發(fā)電廠的供電質量，本變電站主變壓器的高壓側應設置不帶電切換的分接頭開關，即通過無載調(diào)壓實現(xiàn)電壓調(diào)整，圍為±2x2.5。4、電壓等級的確定：主變壓器的低壓側直接與發(fā)電機相連，其額定電壓應為發(fā)電機端電壓，即15750V，而高壓側與220KV主接線直接相連，其額定電壓應為220KV。5、繞組接線組別的確定：變壓器三相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，電力系

17、統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形兩種。我國110KV與以上電壓，變壓器繞組都采用YN連接，35KV以下電壓，變壓器三相繞組都采用三角形連接，在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以與限制三次諧波對電源的影響等因素，主變壓器接線別一般都選用YN，d11常規(guī)接線。且電力工程設計手冊規(guī)定：為防止零序電流侵入發(fā)電機和保證電壓質量，主變低壓側應為三角形接線，高壓側應為星形接線，且中性點可操作的直接接地方式。因此，本站主變的接線組別為：Y0-116、冷卻方式的選擇：參考電力工程電氣設計手冊（電器一次部分）第五章第四節(jié)  主變一般的冷卻方式有：自然風冷卻；強迫有循環(huán)風冷卻；強迫油

18、循環(huán)水冷卻；強迫、導向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風冷卻。大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。故此變電所中的主變采用強迫油循環(huán)風冷卻方式。查閱電氣設備手冊，240MVA雙繞組變壓器為強迫油循環(huán)風冷冷卻方式。7、綜上所述，主變壓器的型號為：SFP7-240000/220（戶外型）三、主變中性點接地方式的確定選擇電力網(wǎng)中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，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)電機的運行安全以與對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方

19、式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。本站主變?yōu)?20KV變壓器采用分級絕緣的，中性點運行方式為直接接地。第二節(jié)  廠用變壓器的選擇一、廠用變壓器容量選擇的原則：1、變壓器原、副邊額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓相一致。2、變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率，因此對高壓廠用工作變壓器的容量應按高壓廠用電計算負荷的110與低壓廠用電計算負荷之和進行選擇。二、高壓廠用變的選擇200MW機組的廠用電率為8。本廠每臺機組選用兩段高壓母線，并將高壓負荷平均分置于兩個高壓段上。為了避免高壓段故障而影響和限制短路電流，兩段母線不

20、能引接在高廠變的同一低壓繞組上，因此，高廠變選用分裂繞組變壓器。對于分裂式變壓器，其容量有如下關系：高壓繞組：Sts1SC-St分裂繞組：Sts2SC其中：SC-廠用變壓器分裂繞組計算負荷（KVA）St-分裂繞組2分支重復計算負荷（KVA）Sts1-廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA）Sts2-廠用變壓器分裂繞組額定容量（KVA）高壓繞組：(200x8%x110%)/0.85=20.71MVA 低壓繞組：(200x4%x110%)/0.85=10.355MVA所以，查閱電氣設備手冊后，本次設計的兩臺高廠變的容量均選擇為25MVA，接線組別為/-12-12，其冷卻方式為自然循環(huán)風冷。高

21、廠變型號為：SFF3-25000/15(戶外型)三、廠用高壓備用變壓器的選擇：根據(jù)廠用高壓備用變壓器的容量不應小于最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量，所以高備變的容量選擇為31.5MVA。為了能更好的調(diào)整異常情況下高壓廠用段的電壓，高備變的高壓側應設置能遠動帶電調(diào)壓裝置，所以高壓側應為星形接線，調(diào)壓圍應為±7x2.5，接線組為Y0-11-12,其冷卻方式為自然循環(huán)風冷。高備變的型號為：SFFZ3-31500/220(戶外型)四、高廠變、高備變的參數(shù)附表2：高廠變技術參數(shù)型    號 SFF3-25000/15相   

22、 數(shù) 3相額定容量 25000/12500-12500KVA額定電壓 15.75±2x2.5/6.3-6.3KV冷卻方式 油浸風冷連接組別 /-12-12空載損耗 35KW空載電流 0.533%阻抗電壓 高（低1+低2）  10.16 高低1           18.85 高低2        &

23、#160;  18.85 低1低2          36.3短路損耗 高（低1+低2）  186KW 高低1           91KW 高低2           85KW 低1低2    &#

24、160;     160KW附表3：高備變技術參數(shù)：型    號 SFFZ3-31500/220相    數(shù) 3相額定容量 31500/1575015750KVA額定電壓 220±7x2.5/6.36.3KV冷卻方式 油浸風冷連接組別 Y0/-11-11空載損耗 16.9KW空載電流 0.56%阻抗電壓 高（低1+低2）  12.5 高低1   &

25、#160;       21.3 高低2           21.3 低1低2          42.7短路損耗 高（低1+低2）  204.8KW 高低1           94KW 

26、;高低2           95.3KW 低1低2          262.4KW第三章  電氣主接線的選擇設計電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體與發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備的選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。因此，必須正確處理好各個方面的關系，全面分

27、析有關影響因素，通過技術經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。第一節(jié) 主接線選擇應注意的問題一、主接線的選擇應注意：1、 主接線的設計，直接關系到全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。2、 對于220KV電壓等級的配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類（包括單母線、單母線分段、雙母線分段和增設旁路母線的接線）；其二為無母線類（包括單元接線、橋型接線和多角型接線等）。應根據(jù)出線的回路數(shù)酌情選用。第二節(jié) 主接線設計的基本要求   主接線應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。一、 可靠性具體要求：、斷路器檢修時

28、，不宜影響對系統(tǒng)的供電。、斷路器母線故障時以與母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停電時間，并要保證對一級負荷與全部或大部分二級負荷供電。、盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性。、大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。二、 靈活性主接線應滿足在調(diào)度、檢修與擴建時的靈活性。、調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)整電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修運行以與特殊運行方式下系統(tǒng)調(diào)度的要求。、檢修時，可以方便地停運斷路器，母線與其繼電保護設備，運行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。、擴建時，可以 的從初期接線過度到最終接線。三、 經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性、靈活性

29、的前提下作到經(jīng)濟合理。、投資省、占地面積小、電能損耗少第三節(jié)  基本接線的特點與使用圍一、 單母線接線特點是整個配電裝置只有一組母線，所有電源和出線都在同一組母線上。有簡單、清晰、設備少、投資少、運行操作且有利于擴建等優(yōu)點，但可靠性與靈活性較差。適用于出線較少的配電裝置。二、 雙母線與其分段或帶旁路的雙母線接線、 雙母線：有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用，沒一電源和出線的電路都經(jīng)過一臺斷路器和兩組母線隔離開關分別與兩組母線連接。提高可靠性和靈活性。便于擴建，但接線比較復雜，隔離開關數(shù)目多，增大投資。適用于A：35-60KV出線數(shù)目超過8回；B：110-220KV出線數(shù)目為5回以

30、上。、 雙母線分段：為縮小母線故障的影響圍，用分段斷路器將工作母線分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線相連，有較高的可靠性和靈活性，但投資較多。適用于配電裝置進出線總數(shù)達10-14回時，一組母線分段，配電裝置進出線總數(shù)達15回以上時，兩組母線分段。、 雙母線帶旁路接線：雙母線接線可以用母聯(lián)斷路器臨時代替出現(xiàn)斷路器工作，但出線數(shù)目較多時，母聯(lián)斷路器經(jīng)常被占用，降低了工作的可靠性和靈活性，為此可以設置旁路母線。三、 一個半斷路器接線每一路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩回路間設一聯(lián)絡斷路器，形成一個“串”，兩回路共用三臺斷路器。接線特點：、3/2接線兼有旁路環(huán)行接線和雙母線接線的優(yōu)點，有高的可靠性和靈活性

31、。、與雙母線帶旁路相比它的配電裝置結構簡單，占地面積小，土建投資少。、隔離開關僅做隔離電源用，不易產(chǎn)生誤操作。第四節(jié) 主接線方案的選擇本次設計的220KV變電站，根據(jù)原始資料，安裝兩臺200MW汽輪發(fā)電機組。此變電站為與電廠配套的升壓變電站。以220KV的電壓等級接入系統(tǒng)。電廠為區(qū)域性電廠，遠離負荷中心。所以必須滿足供電可靠性和靈活性，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。目前在發(fā)電廠中廣泛應用的基本接線形式分：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。其中有匯流母線的接線形式有：單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線分段接線、增設旁路母線或旁路隔離開關。無匯流母線的接線形式有： 發(fā)電機-雙繞組變

32、壓器組成的單元接線、橋形接線、角形接線。主接線的設計應保證其滿發(fā)、滿供、不積壓發(fā)電能力，同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續(xù)性。在考慮可靠性的同時，還應滿足調(diào)度、檢修與擴建時靈活性和投資省、占地面積小，電能損失少等經(jīng)濟性。根據(jù)電力工程電氣設計手冊電氣一次部分和教材發(fā)電廠電氣部分對各種主接線適用圍的要求：220KV電壓級出線回路數(shù)大于4回，為使其出線斷路器檢修時不停電，可采用單母線分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，以保證其供電的可靠性和靈活性。 雙母線帶旁路接線：每回線路都經(jīng)一臺斷路器和二組隔離開關分別與二組母線連接，并經(jīng)一組隔離開關與旁母相連接。兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡

33、斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷均勻分配在兩組母線上，旁路母線備用。雙母線帶旁路接線的優(yōu)點：1、供電可靠：通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復供電；檢修任一回路的出線斷路器時，可不停止對該回路的供電。2、調(diào)度靈活：各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要，通過倒閘操作可以組成各種運行方式。3、擴建方便：在雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷自由組合，不會引原有回路的停電。4、便于試驗：當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。雙母線帶旁路接線的缺

34、點：1、這種接線使用設備多，配電裝置復雜，投資較多。2、在運行中，隔離開關作為倒換操作電器，容易發(fā)生誤操作，尤其當母線出現(xiàn)時，須短時切換較多電源和負荷，為了避免誤操作，需在隔離開關和斷路器間裝設閉鎖裝置。單母線帶旁路接線的優(yōu)點：簡單清晰，設備少，投資小，運行操作方便且利于擴建，其缺點：可靠性、靈活性較差。單母線分段帶旁路顯然在經(jīng)濟性方面由于其設備數(shù)量上、占地面積小而比雙母線帶旁路好，但在安全可靠性方面，雙母線帶旁母接線比單母線帶旁母接線安全可靠的多。3/2接線投資較大，但可靠性高。以上幾種接線形式，經(jīng)過綜合的考慮，認為此變電站的220KV主接線采用雙母線帶旁路的接線方式比較好。主接線的方式選用

35、雙母線分段接線。第五節(jié)  發(fā)電機出口母線接線形式的選擇變電站的電源即2臺發(fā)電機，其端電壓級只有廠用電負荷，而沒有其他負載，所以不需要設置發(fā)電機端電壓級匯流母線，且發(fā)電機容量較大，當這一級電壓配電裝置處發(fā)生短路時，短路電流非常大，對發(fā)電機、主變與電網(wǎng)都會造成很大的破壞，這是不能允許的，所以發(fā)電機出口主接線應選擇接線簡單，運行可靠性高，相間、相地間短路機率很小的主接線方式。根據(jù)電力工程電氣設計手冊電氣一次部分的規(guī)定：200600MW發(fā)電機出線母線應采用全連式分相封閉母線。其優(yōu)缺點如下表所示：優(yōu)點 缺點運行可靠性高，能防止相間短路且外殼多點接地，可保障人體接觸時的安全。 

36、;母線散熱條件較差對減小短路電動力有明顯效果 外殼產(chǎn)生損耗外殼電流的屏蔽作用可改善母線附近鋼構的發(fā)熱 金屬消耗量增加安裝和維護工作量小 故待設計變電站所屬發(fā)電廠的發(fā)電機出口母線選擇全連式分相封閉母線，使每相母線各封裝在單獨的外殼，外殼兩端用短路板連接起來。第四章   短路電流的計算一、短路電流計算的目的1、 選擇載流導體。2、 選擇配電裝置。3、 選擇繼電保護裝置和進行整定計算4、 選擇有效的限流措施。二、進行短路電流計算的基本條件1、 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。2、 所有電源電動勢相位角一樣。3、 短路瞬間短路電流最大。4、 母線電抗忽略

37、不計。三、短路點的選擇1、高壓母線上發(fā)生短路：D12、發(fā)電機出口發(fā)生短路：D2第一節(jié) 系統(tǒng)各元件電抗標幺值的計算：一、選取基準功率SB100MVA  UBUaV.N(各級平均額定電壓)1、發(fā)電機：(F1、F2)  Xd1=14.13%XF1*XF2*Xd1 SB/SN0.06012、變壓器：(T1、T2) 已知：Uk=14.1%   SN=240MVA XT1*XT2*(Uk/100) ×(SB/SN)0.0588二、計算結線圖：選d1、d2點為短路計算點。見附圖1三、等值電抗圖：將各元件電抗編號，做出等值電抗圖。見附圖2第二節(jié) 三相

38、短路電流的計算一、220KV母線d1處發(fā)生三相短路簡化等值電抗圖見附圖31、對發(fā)電機而言：F1、F2可以合并F1、F2對短路點d1的轉移阻抗為：X1K0.05945X js1*X1K×(SN1/SB)=0.05945×2×200/(0.85×100)=0.28查運算曲線圖得各電流標幺值：I*3.87    I*t=22.42   I*t=42.38I N1=S N1/  UaV.k=2×200/(0.85×230× )=1.18KA則：I 1.18×3.8

39、74.57(KA)I*t=21.18×2.42=2.86(KA)I*t=41.18×2.382.81(KA)取沖擊系數(shù)為1.8ish=1.8 × ×Id 2.55×4.5711.65(KA)2、對系統(tǒng)而言：系統(tǒng)側為無限大容量電源，則由它供給的三相短路電流不衰減。I*s=1/xsk=1/0.054=18.52IB SB/ UaV.k100/(1.732×230)0.25( KA)It= I*s× IB=18.52×0.25=4.63( KA)取沖擊系數(shù)為1.8ish=1.8 × ×Id 2.55&

40、#215;4.6311.81(KA)3、總電流：I 4.57+4.639.20 (KA)I*t=22.86+4.63=7.49 (KA)I*t=42.81+4.637.44 (KA)ish=11.65+11.81=23.46 (KA)二、發(fā)電機出口15.75KV d2處發(fā)生三相短路簡化等值電抗圖見附圖41、對#1發(fā)電機而言：X1K0.0601X js1*X1K×(SN1/SB)=0.0601×200/(0.85×100)=0.14查運算曲線圖得各電流標幺值：I*7.35    I*t=22.55   I*t=42.

41、50I N1=S N1/  UaV.k=200/(0.85×15.75× )=8.63(KA)則：I 7.35×8.6363.40(KA)I*t=22.55×8.63=21.99(KA)I*t=42.50×8.6321.56(KA)取沖擊系數(shù)為1.8ish=1.8 × ×Id 2.55×63.40161.66(KA)2、對#2發(fā)電機而言：X2K0.3072X js2*X2K×(SN2/SB)=0.3072×200/(0.85×100)=0.72查運算曲線圖得各電流標幺值：I*

42、1.44   I*t=21.52   I*t=41.69I N2=S N2/  UaV.k=200/(0.85×15.75× )=8.63(KA)則：I 1.44×8.6312.08(KA)I*t=21.52×8.63=13.11(KA)I*t=41.69×8.6314.58(KA)取沖擊系數(shù)為1.8ish=1.8 × ×Id 2.55×12.0830.79(KA)3、對系統(tǒng)而言：Xsk=0.1395I*s=1/xsk=1/0.1395=7.17IB SB/ UaV

43、.k100/(1.732×15.75)3.67( KA)It= I*s× IB=3.67×7.17=26.28( KA)取沖擊系數(shù)為1.8ish=1.8 × ×Id 2.55×26.2867.02KA4、總電流：I 63.40+12.08+26.28101.76(KA)I*t=221.99+13.11+26.28=61.38 (KA)I*t=421.56+14.58+26.2862.42 (KA)ish=67.02+30.79+161.66=259.47 (KA)第三節(jié)  短路電流數(shù)據(jù)表一、220KV母線三相短路時，短路電流

44、表               單位：KA G1  G2 C 總沖擊電流電流基準值 1.18  0.25 2346計算電抗 0.28  總電流0S 標么值 3.87 18.52  有名值 4.57  4.63  9.202.06S 標么值 2.42 

45、18.52  有名值 2.86  4.63  7.494.12S 標么值 2.38 18.52  有名值 2.81  4.63  7.44二、15.75KV母線三相短路時，短路電流表：           單位：KA G1 G2 C 總沖擊電流電流基準值  8.63  8.63  3.67 

46、;25947計算電抗  0.14  0.72  總電流0S 標么值  7.35  1.44  7.17  有名值 63. 40 12.08 26.28 101.762S 標么值  2.55  1.52  7.17  有名值 21.99 13.11 26.28  61.384S 標么值  2.50  1.69  7.17

47、  有名值 21.56 14.58 26.28  62.42第五章  電氣設備的選擇第一節(jié) 電氣設備選擇的要求一、選擇的一般要求（1）、應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景的發(fā)展；（2）、應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）、應力求技術先進和經(jīng)濟合理；（4）、與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致；（5）、同類產(chǎn)品應盡量減少品種；（6）、選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在技術條件上，選擇的高壓電器能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。二、按正常工作條件選擇電器：1、額定電壓和最

48、高工作電壓：所選電器允許最高工作電壓Ua1m不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓Usm，即：Ua1mUsm 一般可按照電器的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇，即UNUNS2、額定電流：電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax,即：INImax,3、按當?shù)丨h(huán)境條件校核：我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度040，如果周圍環(huán)境溫度高于40（但60）時，其允許電流一般可按每增高1，額定電流減少1.8進行修正，當環(huán)境溫度低于40時，環(huán)境溫度每降低1，額定電流可增加0.5，但其最大電流不得超

49、過額定電流的20。三、按短路情況校驗：1、短路熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過電器時，電器各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。It 2tQk式中：Qk短路電流產(chǎn)生的熱效應It 、t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間2、電動力穩(wěn)定校驗：電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為：IesIsh    iesish式中Ies ies電器允通過的動穩(wěn)定電流的有效值與其幅值。     Ish ish短路沖擊電流有效值與其幅值。下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：1、用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故

50、可不驗算熱穩(wěn)定。2、采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。3、裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。第二節(jié)  斷路器的選擇一、 參數(shù)的選擇1、 斷路器的關合額定電流，不應小于短路沖擊電流值。2、 關于分合閘時間，對于110KV以上的電網(wǎng)，當電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大雨0.04S。用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間不宜大于0.040.06S3、 Ug（電網(wǎng)工作電壓）Un。4、 Igmax（最大持續(xù)工作電流）In。二、型式的選擇斷路器型式的選擇，除應滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后確定。

51、三、斷路器型號的組成第一個字母表示：S少油斷路器、D多油斷路器、K空氣斷路器、Q產(chǎn)氣斷路器、L六氟化硫斷路器、Z真空斷路器、C電磁式斷路器第二個字母表示：N戶用、W戶外用        產(chǎn)品名稱使用環(huán)境               額定電流（A）設計序號         

52、0;     額定電壓（KV）按照省電力公司有關制度的要求，220KV電壓等級的斷路器要使用SF6斷路器。由于220KV側所有的斷路器均計劃選用LW6系列220KV六氟化硫斷路器，其主要技術參數(shù)如下：型號 SF6氣體壓力 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定短路開斷電流 額定短時關合峰值電流 熱穩(wěn)定電流4S 動作時間LW6-220 0.6MPa 220KV 252KV 3150A 50KA 125KA&#

53、160;50KA 0.09S校驗不同安裝地點的最嚴重情況即可。即選擇校驗主變至220KV母線處的斷路器。后備保護動作時限為2S。設：發(fā)電機主保護動作時間tb1=0.05S已知：實際環(huán)境溫度最高為41.71安裝地點均為戶外，額定電壓為220KV。2額定電流的校驗：斷路器經(jīng)過的最大持續(xù)工作電流在主變高壓側。則：Imax= 1.05PN/ UNcos=(1.05x200x1000)/(0.85x1.732x220)=648.38A實際環(huán)境溫度為41.7， Ie=3150A修正后：3150x(1-3.6%)=3036.6 A>648.38 A   合格3斷流能力校驗

54、:斷路器的額定開斷電流INbr不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量I"INbr=50KA> I"=9.20 KAtk=0.05+0.09=0.14S>0.1S    合格4短路關合電流校驗:斷路器額定關合電流iNc1短路電流最大沖擊值ishiNc1=125 KA>ish=23.46 KA      合格5動穩(wěn)定校驗：ies=125KA> ish=23.46 KA    合格6熱穩(wěn)定校驗：It2 t=502x4=10000 (KA)2S短路電

55、流周期分量熱效應：QP=tk(I"2+10I2tk/2+I2tk)/12=2.12x(I"2+10 I21.06+ I22.12)/12tk=2+0.09+0.03=2.12sQP=2.12x(9.202+10 x9.202+ 7.482)/12=174.368因為tk>1s，故不計非周期分量熱效應則：It2 t=10000 (KA)2S> Qk=174.368(KA)2S    合格故LW6-220型戶外SF6斷路器滿足要求，可以選用。第三節(jié) 隔離開關的選擇一、 參數(shù)的選擇1、 電壓：Ug（電網(wǎng)工作電壓）Un。2、 電流：Igma

56、x（最大持續(xù)工作電流）In。二、 型式的選擇應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經(jīng)濟比較后確定。三、隔離開關型號的組成第一個字母表示：G隔離開關、J接點開關、第二個字母表示：N戶用、W戶外用        產(chǎn)品名稱使用環(huán)境               額定電流（A）設計序號      &#

57、160;        額定電壓（KV）220KV系統(tǒng)計劃全部選用GW4-220W/1000-80型隔離開關，其主要技術參數(shù)如下：型號 額定電壓 額定電流 極限通過電流幅值 熱穩(wěn)定電流GW4-220W/1000-80 220KV 1000A 80KA 23.7KA(4S)1安裝地點為戶外，額定電壓為220KV。2額定電流的校驗：實際環(huán)境溫度為41.7， Ie=1000A修正后：1000x(1-3.6%)=964 A>648.38

58、A   合格3動穩(wěn)定校驗:ies=80KA>ish=23.46KA   合格4熱穩(wěn)定校驗：It2 t=23.72x4=2246.76 (KA)2S > Qk=174.368(KA)2S    合格故220KV系統(tǒng)可選用GW4-220W/1000-80型隔離開關。第四節(jié)  接地刀閘或接地器的配置(1)為保證電器和母線的檢修安全，35KV與以上每段母線根據(jù)長度宜裝設組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設在母線電壓互感器的隔離開關和母聯(lián)隔離開關上，也可裝于其他回路母線隔離

59、開關的基座上。必要時可設置獨立式母線接地器。(2)63KV與以上配電裝置的斷路器兩側隔離開關和線路隔離開關的線路宜配置接地刀閘。第五節(jié) 電壓互感器的選擇一、電壓互感器的配制原則(1)電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關，并應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側都能提取到電壓。(2)6220kV電壓等級的每組母線的三相上應裝設電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各回出線外側裝設電壓互感器的情況和需要確定。(3)當需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。(4)當需要在330kV與以下主

60、變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。(5)發(fā)電機出口一般裝設兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設一組電壓互感器。二、電壓互感器的接線在3220KV系統(tǒng)中，廣泛應用三臺單相三繞組電壓互感器構成YN，yn,d0或YN，y,d0接線，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。三、220KV母線電壓器的選擇（PT選一樣型號）1、電容式電壓互感器由于結構簡單、重量輕、體積小，占地少、成本低，且電壓越高效果越顯著，此外，分壓電

61、容還可兼作載波通信的耦合電容器，故廣泛應用于110500KV中性點直接接地系統(tǒng)。但其缺點是輸出容量較小，誤差較大，暫態(tài)特性不如電磁式電壓互感器。故選戶外三只單相TYD-220/ /-0.01H型電容式電壓互感器一次額定電壓：220/ KV二次額定電壓：a-x   100/ v              a0-x0  100v2、準確度級的選擇：準確級：0.5/1/3P因電壓互感器主要負荷是保護與電度表等測量儀表，故選0.5級。與此對應，

62、互感器3相總的額定容量為Se2=150VA3、負荷校驗：電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級）應不小于電壓互感器的二次負荷。母線PT二次負荷有：電壓表，有功功率表，無功功率表，三相三線有功電能表與三相三線無功電能表。各項負荷統(tǒng)計表：儀表名稱 每個線圈消耗功率 儀表電壓線圈 PUV(W) QUV(Var) PVW(W) QVW(Var)  cos sin    電  壓  表 0.3 1  0.3&

63、#160; 0.3 無功電度表 1.5 0.38 0.925 0.57 1.39 0.57 1.39有功電度表 1.5 0.38 0.925 0.57 1.39 0.57 1.39有功功率表 0.6 1  0.6  0.6 無功功率表 0.5 1  0.5  0.5 總  

64、60;   計    2.54 2.78 2.54 2.78由于每相上尚接有絕緣監(jiān)視電壓表V（P00.3W  Q0=0）SUV= SVW=3.77VAcosUV= cosVW= 2.54/3.77=0.6737UV=VW =47.64ºU相負荷：PU= SUVCos(47.64º-30º)/  + P0=3.77xCos17.64º/  +0.3=2.37 (W)QU= SUVSin (47.64º-30º)/

65、60; =3.77x Sin17.64º/  =0.66(Var)V相負荷：Pv= SUVCos(47.64º+30º)+ SVW Cos(47.64º-30º)/  + 0.3=2.84 (W)QV= SUVSin (47.64º+30º)+ SVWSin (47.64º-30º)/  =2.79(Var)顯示易見，V相負荷較大，故應按V相總負荷進行校驗：SV= 3.98(VA)<150/3 (VA)  所選互感器滿足要求。在110KV與以上配電裝置中，考慮

66、到互感器與配電裝置可靠性較高，且高壓熔斷器制造比較困難，價格昂貴，廠家不生產(chǎn)220KV與以上的熔斷器，故220KV電壓互感器只經(jīng)隔離開關與電網(wǎng)連接。四、15.75KV發(fā)電機電壓互感器的選擇（二臺機選用一樣型號）1、選戶型樹脂灌注電磁式三只單相JDZJ-15型電壓互感器接線組別：1/1/1-12/12一次額定電壓：15/ KV二次額定電壓：100/ v二次輔助線圈電壓：100/3v2、準確度級的選擇電壓互感器主要負荷是保護與電度表等測量儀表，故選0.5級即可，額定負荷為100VA，開口三角形額定負荷為200VA。第六節(jié)  電流互感器的配置一、電流互感器的配制原則(1)凡裝有斷路器的回路

67、均應裝設電流互感器其數(shù)量應滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。(2)在未設斷路器的下列地點也應裝設電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。(3)對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。(4)一臺半斷路器接線中，線路一線路串可裝設四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設三組電流互感器。線路一變壓器串，當變壓器的套管電流互感器可以利用時，可裝設三組電流互感器。二、電流互感器的選擇：1、一次回路額定電壓和電流：UN1UNs    IN1Imax  式中UN1 IN1為電流互感器一次額定電壓和電流2、二次額定電流的選擇：有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A。當配