目錄摘

要

……………………（3）概述

…………………（4）第

一

章（6）電

氣

主

接

線

…………………1．

1

110kv電

氣

主

接

線

…………（7）1．

2

35kv電

氣

主

接

線

…………（8）1．

3

10kv電

氣

主

接

線

…………（10）1．

4

站

用

變

接

線

……………（12）第

二

章

負(fù)

荷

計(jì)

算

及

變

壓

器

選

擇

…………………（13）2．

1

負(fù)

荷

計(jì)

算

…………………（13）2．2主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定

……………（14）2．3站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定…………西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（16）第三章

最大持續(xù)工作電流及短路電流的計(jì)算

…（17）3．1各回路最大持續(xù)工作電流…………………（17）3．2短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果

…………（18）第

四

章

主

要

電

氣

設(shè)

備

選

擇

………（19）4．

1

高

壓

斷

路

器

的

選

擇

………（21）4．

2

隔

離

開

關(guān)

的

選

擇

……………（22）4．

3

母

線

的

選

擇

…………………（23）4．4絕緣子和穿墻套管的選擇…………………（24）4．

5

電

流

互

感

器

的

選

擇

…………（24）4．

6電

壓

互

感

器

的

選

擇

…………（26）4．7各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表…………1西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（29）附錄

I設(shè)

計(jì)

計(jì)

算

書

………（30）附錄

II電

氣

主

接

線

圖

……………………（37）10kv配

電

裝

置

配

電

圖

…………（39）致

謝

………………（40）參

考

文

獻(xiàn)

…………（41）2西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文摘要本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對(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以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了

110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站

變壓器

接線3西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文概述1、

待設(shè)計(jì)變電所地位及作用按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建

1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電

所

聯(lián)

成

環(huán)

網(wǎng)

，

提

高

了

本

地

供

電

質(zhì)

量

和

可

靠

性

。北待設(shè)計(jì)變電站4西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文110kV出線

4回，2回備用35kV出線

8回，2回備用10kV線路

12回，另有

2回備用2、

變電站負(fù)荷情況及所址概況本變電站的電壓等級(jí)為

110/35/10。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng)

S1為

600MVA，容抗為

0.38,系統(tǒng)

S2為

800MVA，容抗為

0.45.線路

1為

30KM,

線路

2為

20KM,

線路

3為

25KM。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫

40攝氏度，年最底氣溫-

5攝氏度，年平均氣溫

18攝氏度。出線方向

110kV向北，35kV向西，10kV向東。所址概括，黃土高原，面積為

100×100平方米，本地區(qū)無污穢，土壤電阻率

7000Ω.cm。本論文主要通過分析上述負(fù)荷資料，以及通過負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì)。5西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文第一章電氣主接線設(shè)計(jì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。2具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。3操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行6西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。4經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。5應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。1.1110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站

110kV側(cè)和

10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV～220kV出線數(shù)目為

5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為

4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的

35kV～110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖

1.1及圖

1.2所示。7西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文圖

1.1單母線分段帶旁母接線圖

1.2雙母線帶旁路母線接線對(duì)圖

1.1及圖

1.2所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表

1-1。表

1-1項(xiàng)目主接線方案比較表方案Ⅰ方案方案Ⅱ①

簡單清晰、操作方

①

運(yùn)行可靠、運(yùn)行方便、易于發(fā)展式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建②

可靠性、靈活性差技術(shù)③

旁路斷路器還可以

②

母聯(lián)斷路器可代替代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出需檢修的出線斷路器工作線斷路器，保證重

③

倒閘操作復(fù)雜，容要用戶供電易誤操作①

設(shè)備少、投資?、?/p>

用母線分段斷路器①

占地大、設(shè)備多、投資大經(jīng)濟(jì)兼作旁路斷路器節(jié)

②

母聯(lián)斷路器兼作旁省投資

路斷路器節(jié)省投資8西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。1.235kV電氣主接線電壓等級(jí)為

35kV～60kV，出線為

4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV～60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為

2～3天。）所以，35kV～60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖

1.3及圖

1.4所示。圖

1.3單母線分段帶旁母接線9西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文圖

1.4雙母線接線對(duì)圖

1.3及圖

1.4所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較。見表

1-2表

1-2主接線方案比較方案Ⅰ單項(xiàng)目方案方案Ⅱ雙①簡單清晰、操作方便、

①

供電可靠技術(shù)易于發(fā)展②

調(diào)度靈活③

擴(kuò)建方便②可靠性、靈活性差③旁路斷路器還可以代替

④

便于試驗(yàn)出線斷路器，進(jìn)行不停電

⑤

易誤操作檢修出線斷路器，保證重要用戶供電①設(shè)備少、投資?、?/p>

設(shè)備多、配電裝置復(fù)經(jīng)濟(jì)②用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資雜②

投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案Ⅰ。1.310kV電氣主接線6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為

6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿10西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。上述兩種方案如圖

1.5及圖

1.6所示。圖

1.5單母線分段接線圖

1.6雙母線接線對(duì)圖

1.5及圖

1.6所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表

1-3表

1-3主接線方案比較項(xiàng)目方案方案Ⅰ單分方案Ⅱ雙11西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文①

不會(huì)造成全所停電②

調(diào)度靈活①供電可靠②調(diào)度靈活③擴(kuò)建方便技術(shù)經(jīng)濟(jì)③

保證對(duì)重要用戶的供電④

任一斷路器檢修，該回

④便于試驗(yàn)路必須停止工作⑤易誤操作①

占地少②

設(shè)備少①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜②投資和占地面大經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。1.4站用電接線一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖

1.7及圖

1.8所示。圖

1.7單母線分段接線12西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文圖

1.8單母線接線對(duì)圖

1.7及圖

1.8所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表

1-4。表

1-4主接線方案比較方案Ⅰ單分項(xiàng)目方案方案Ⅱ單①不會(huì)造成全所停電②調(diào)度靈活①

簡

單

清

晰

、

操

作

方便、易于發(fā)展技術(shù)③保證對(duì)重要用戶的供電④任一斷路器檢修，該回路必須停止工作②

可靠性、靈活性差⑤擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展①占地少②設(shè)備少①設(shè)備少、投資小經(jīng)濟(jì)經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案Ⅰ。第二章負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇2.1負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kVφ負(fù)荷、35kV負(fù)荷和

110kV側(cè)負(fù)荷。npcos

1

%

Sc

Kt由公式（2-1）i

113西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文式中

s

——某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷Ck

——同時(shí)系數(shù)（35kV取

0.9、10kV取

0.85、35kV各負(fù)t荷與

10kV各負(fù)荷之間取

0.9、站用負(fù)荷取

0.85）а%——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)荷和功率因數(shù)2.1.1站用負(fù)荷計(jì)算S

=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)站=96.075KVA≈0.096MVA2.1.210kV負(fù)荷計(jì)算S10KV=0.85[(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4]×(1+5%)=38.675WVA2.1.335kV負(fù)荷計(jì)算S35KV=0.9×[(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85]×(1+5%)=27.448MVA2.1.4110kV負(fù)荷計(jì)算S110KV=0.9×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9)×(1+5%)+S站=68.398+0.096=68.494MVA2.2主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定2.2.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定14西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文主變臺(tái)數(shù)確定的要求：1.對(duì)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，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。2.2.2變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：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年的負(fù)荷發(fā)展。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)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的

60～70%。S

=68.494MVA由于上總述條件所限制。所以，兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)

34.247MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)

70%為

47.946MVA。故選兩臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。2.2.3變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的15西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文功率均達(dá)到該變壓器容量的

15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定

對(duì)電力系統(tǒng)一般要求

10KV及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國

110kV及以上電壓變壓器繞組都采用

Y

連接；35kV采用

Y連接，其中0性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用

連接。故主變參數(shù)如下：電壓組合及分接范圍阻抗電壓高-中

高-低空載電流連接組型號(hào)高壓中壓低壓中-低YN，yn0,d11SFSZ9-50000/110

1。25%110±8×38．5±10．5111．310.517．56.55%2.3站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定2.3.1站用變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段

10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。2.3.2站用變?nèi)萘康拇_定站用變壓器

容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)16西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文常的負(fù)荷需要和留有

10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%)=106KVA2.3.3站用變型式的選擇考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：電壓組合連接組

空載損

負(fù)載標(biāo)號(hào)

耗

損耗空載電流阻抗電壓型號(hào)高壓分接范圍高壓低壓S9-200/10

10;6.3;6

±5%

0.4Y,yn0

0.48

2.6

1.3

4因本站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第

3.7.1條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線?！峨娏こ屉娏υO(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定“對(duì)于

35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的

10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o功17西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文量，地區(qū)無功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。第三章

最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算3.1各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式

S

=

3

U

Ig

max（3-1）maxe式中

S

----所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量maxU

----各電壓等級(jí)額定電壓eI

----最大持續(xù)工作電流g

maxS

=

U

I3maxeg

maxI

=S

/

3

Ueg

maxmax則：10kVI

=38.675MVA/

3

×10KVg

max=2.232KA35kVI

=27.448MVA/

3

×35KVg

max=1.58KA110kV

I

=68.494MVA/

3

×110KVg

max=3.954KA3.2短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行18西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文計(jì)算。短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有４個(gè)，即

110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3點(diǎn)），0.4KV母線短路（K4點(diǎn)）。計(jì)算結(jié)果:(計(jì)算過程見附錄Ⅰ)當(dāng)

K1點(diǎn)斷路時(shí):I

=5.58KAi=14.2

I

=8.43s

=1111.4s

=120.2s

=691chch當(dāng)

K2點(diǎn)斷路時(shí):I

=1.85KAi=4.7I=2.8chch當(dāng)

K3點(diǎn)斷路時(shí):I

=38KAi=96.7

=57.4Ichch當(dāng)

K4點(diǎn)斷路時(shí):I

=1000KAi=2542

=1510Is

=692.8chch第四章

主要電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考19西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(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.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.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)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)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(yùn)行。1.電壓選用的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

U

,即

U

>Ug，

max

g2.電流選用的電器額定電流

I

不得低于

所在回路在各種可能運(yùn)行e方式下的持續(xù)工作電流

Ig

，即

I

>Ieg校驗(yàn)的一般原則：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。3.短路的熱穩(wěn)定條件td

td

/

2

td

I2I2

QdQd

Q

I"2

10

I2rt1220西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文QIdt——在計(jì)算時(shí)間

ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）S）——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2tT——設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間

Ts按下式計(jì)算t=td+tkd式中

td——繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（S）tkd——斷路的全分閘時(shí)間（s）4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：ich

i

I

Idwdw

ch上式中

i

I

——短路沖擊電流幅值及其有效值chchi

I——允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值dwdw5.絕緣水平：在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4.1

高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電21西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文路中最重要的電器設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1.在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。3.應(yīng)有盡可能長的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于

SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在

110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于22西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文35KV及以下的電壓等級(jí)中。所以，35KV側(cè)和

10KV側(cè)采用真空斷路器。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知Ir2Ir

t電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流231.5

3110kVLW14-110110KV31500A31.580KA252

435kV10kVZN23-35ZN-1035KV10KV1600600A2563KA8.7kA4.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2.隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4.隔離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。5.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作要可靠。6.帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知23西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文電壓等級(jí)額定電壓額定電流型號(hào)動(dòng)穩(wěn)定電流110kV

GW4-110G

110KV1000A1000A600A80507535kV10kVGW4-35GN8-1035KV10KV4.3

各級(jí)電壓母線的選擇選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容：⑴、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；⑵、選擇母線截面的大??；⑶、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；⑷、對(duì)

35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；⑸、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式。指導(dǎo)書中已將導(dǎo)線形式告訴為

LGJQ-150的加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，

35KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。LGJ—185型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體

LGJ—70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。本變電所

10KV的最終回路較多，因此

10KV母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。故所選

LGJ—150型鋼芯鋁絞線滿足熱穩(wěn)定要求，則同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體

LGJ—70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。4.4

絕緣子和穿墻套管的選擇在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固24西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，6～35KV為瓷絕緣，60～220KV為油浸紙絕緣電容式。4.5電流互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技術(shù)條件（1）正常工作條件——一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，（2）短路穩(wěn)定性——?jiǎng)臃€(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)（3）承受過電壓能力——絕緣水平，泄露比2.環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度。二.型式選擇35kV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。25西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文110KV側(cè)

CT的選擇根據(jù)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用

L(C)系列。出線側(cè)

CT采用戶外式，用于表計(jì)測量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。當(dāng)電流互感器用于測量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的

1/3左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。根據(jù)

U

>Ueg

maxI

〉

Ijg

max選擇型號(hào)為

LCWB6-110W型35KV側(cè)

CT可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長期工作電流選

LCZ--35系列

CT電壓等級(jí)型號(hào)110kV35kV10kVLCWB-6-110LCZ-35LMC-104.6電壓互感器的配置和選擇一.參數(shù)選擇1.技術(shù)條件(1)正常工作條件——一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷(2)承受過電壓能力——絕緣水平，泄露比距。二.環(huán)境條件26西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度，海拔高度，地震烈度。三.型式選擇1.6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。2.35～110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。110kV側(cè)

PT的選擇《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》248頁，35-110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在

110KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。35KV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè)

PT是當(dāng)首端有電源時(shí)，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。二次繞組額定輸出（VA）額定電壓（V）電

容

量載

波耦

合電

容型號(hào)一次繞

二次繞

剩余電高壓中壓電容0.5級(jí)1級(jí)組組壓繞組電容110000/150VA300VAYDR-110100/

310012.550103準(zhǔn)確度為:電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)要求進(jìn)行選擇。所以選用

YDR-110型電容式電壓互感器。27西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文35kV母線

PT選擇：35--11KV配電裝置安裝臺(tái)單相電壓互感器用于測量和保護(hù)裝置。選四臺(tái)單相帶接地保護(hù)油浸式

TDJJ--35型

PT選用戶內(nèi)式額定電壓(v)型號(hào)剩余電壓繞組接線方式一次繞組二次繞組TDJJ-35

35000/

3100/

3100/3Y/Yo/

準(zhǔn)確度測量準(zhǔn)確度測量計(jì)算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時(shí)才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編

0.5級(jí)。PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，PT本身不遭受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。28西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文4.7各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表29西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文電壓等級(jí)110kV35kVZN23-3510kVZN-10電氣設(shè)備高壓斷路器LW14-110GW4-110G隔離開關(guān)GW4-35GN8-10電流互感器

LCWB-6-110LCZ-35LMC-10電壓互感器絕緣子YDR-110ZSW-110LGJQ-150TDJJ-35TSJW-10ZSW-10/500LGJ-150ZSW-35/400LGJ—185SFSZ9-50000/110S9-200/10母線主變壓器站用變壓器附錄:Ⅰ短路電流計(jì)算書30西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文0.4KV35KVK210KVK3K2110KVK1～～等效電路圖查表知LGJQ-150

X*=0.1989

/KM選基準(zhǔn):

S

=100MVA

U

=UBBav0.4KV31西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文9K435KV4512K3K23610KVK1

110KV781011等效電路圖當(dāng)

K1點(diǎn)斷路時(shí):Us(1-3)%=10.5%

Us(2-3)%=6%

Us(1-2)%=17%XXXXXX126l=

X=

X=

X453=1/200(17+10.5-6)×100/50=0.215=1/200(10.5+6-17)×100/50=0.125=1/200(17+6-10.5)×100/50=0=X*L=0.1989×30/2=2.95=X

‖

X7

810=0.38×1102/600=7.7/800=6.811=0.45×1102X9=4%/100×100/0.22=0.1832西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文X12=0.1075X13=0.062514=0X(a)15=7.7×6.8/(7.7+6.8)+2.95=6.56X(b)(c)

X

=

X12‖(X13+

X9)‖X15=0.09

I

=1/X

=11.1*33西安科技大學(xué)陜西省農(nóng)電技校函授站電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文短路電流有名值:I

=I

s/

3

=5.58KAuav*j沖擊電流:i

=

×1.8×5.58=14.22ch最大電流有效值:Ich

=15.58×1.51=8.43短路容量:s

=

3

×5.58×115=1111.4K2點(diǎn)短路時(shí):X15=7.7×6.8/(7.7+6.8)+2.95=6.56`(d)(e)(f)X17=

X15‖(X

+

X