1、目錄摘要IAbstractII引言11設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求11.1 原始資料11.2 設(shè)計(jì)原則和基本要求11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容12 負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償22.1 負(fù)荷分類與定義22.2 負(fù)荷與無功補(bǔ)償計(jì)算22.3 無功補(bǔ)償裝置的選擇32.3.1 無功補(bǔ)償裝置定義與分類32.3.2 無功補(bǔ)償裝量32.3.3 并聯(lián)電容器裝置的分組方式32.3.4 并聯(lián)電容器裝置的接線方式42.4 并聯(lián)電容器裝置的最終確定43 主變壓器與站變的選擇：43.1 主變選擇43.1.1 主變壓器選擇依據(jù)43.1.2 變壓器繞組數(shù)量的選擇53.1.3 變壓器繞組連接方式的選擇53.1.4 變壓器調(diào)壓方式的選擇53.1.5 變壓器冷卻方

2、式的選擇63.2 主變壓器的最終確定63.3 變電站主變壓器選擇64 電氣主接線的選擇64.1 選擇原則64.1.1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求及原則74.1.2 主接線的基本形式和特點(diǎn)84.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定84.2.1 110kV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì)84.2.2 35kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)94.2.3 10kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì)95 短路電流的計(jì)算95.1 短路的危害95.2 短路的形式95.3 短路電流計(jì)算的目的和內(nèi)容105.4 短路電流的計(jì)算105.4.1 110kV側(cè)母線短路電流計(jì)算125.4.2 35kV側(cè)母線短路電流計(jì)算125.4.3 10kV側(cè)母線短路電流計(jì)算135.4.4 0.4

3、kV短路電流計(jì)算136 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)146.1 概述146.2 斷路器的選擇及校驗(yàn)15 6.2.1 110kV側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn)166.2.2 35kV側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn)166.2.3 10kV側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn)176.3 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)186.3.1 110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)186.3.2 35kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)196.3.3 10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)196.4 母線的選擇和校驗(yàn)206.4.1導(dǎo)體選擇的一般要求206.4.2 110kV母線選擇及校驗(yàn)216.4.3 35kV母線的選擇和校驗(yàn)226.4.4 10kV母線的選擇和校驗(yàn)226.5進(jìn)線與出線的

4、選擇和校驗(yàn)236.5.1 110kV進(jìn)線的選擇和校驗(yàn)236.5.2 35kV出線選擇與校驗(yàn)246.5.3 35kV出線的選擇和校驗(yàn)246.5.4 10kV出線的選擇和校驗(yàn)256.6 電流互感器和電壓互感器的選擇256.6.1 110kV側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇266.6.2 35kV側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇276.6.3 10kV母線出線電流互感器的選擇296.7 高壓熔斷器的選擇306.8 高壓開關(guān)設(shè)備317 其它設(shè)備的選擇317.1接地刀閘的選擇317.1.1 110kV側(cè)接地刀閘的選擇：317.1.2 10kV側(cè)接地刀閘的選擇：317.1.3 35kV側(cè)接地刀閘的選擇：317

5、.2絕緣子和穿墻套管的選擇328 繼電保護(hù)的裝置選擇與整定328.1 電力變壓器的零序電流保護(hù)：348.2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)348.3 瓦斯保護(hù)358.4 過電流保護(hù)358.5 電流速斷保護(hù)379 變電站防雷保護(hù)及其配置399.1 直擊雷的過電壓保護(hù)399.2 雷電侵入波的過電壓保護(hù)409.3 避雷器和避雷線的配置409.3.1 避雷針409.3.2 避雷器41參考文獻(xiàn)44致謝45附錄46ContentsAbstractIIntroduction11 Design content and requirements11.1 sourcebook11.2 Design principles and b

6、asic requirements11.3 Design Content12 Load Calculation and reactive power compensation22.1 Classification and defined load22.2 load and reactive power compensation calculation22.3 reactive power compensation device32.3.1 reactive power compensation device definition and classification32.3.2 The qua

7、ntity of reactive power compensation equipment32.3.3 grouping shunt capacitor means32.3.4 shunt capacitor means42.4 shunt capacitors finalization43 Main transformer station in selection：43.1 Main Transformer selection43.1.1 selected on the basis of the main transformer43.1.2 Select the number of win

8、dings of the transformer53.1.3 Connection of the transformer windings53.1.4 Transfer Regulating the53.1.5 transformer cooling mode63.2 Main Transformer finalize63.3 transformer substation64 Select the main electrical wiring64.1 Selecting Principle64.1.1 Basic requirements and principles of design of

9、 the main terminal74.1.2 The basic form of the main terminal and features84.2 Prepare each side of the main line scheme substation84.2.1 110kV side of the main wiring design84.2.2 35kV side of the main wiring design94.2.3 10kV side of the main wiring design95 short circuit current calculation95.1 sh

10、orted Hazard95.2 short-form95.3 short-circuit current calculation of the purpose and content105.4 Calculation of short circuit current105.4.1 110kV side of the bus circuit current calculation125.4.2 35kV side of the bus circuit current calculation125.4.3 10kV side of the bus circuit current calculat

11、ion135.4.4 0.4kV circuit current calculation136 Selection and verification of electrical equipment146.1 General146.2 Selection and verification breaker15 6.2.1 110kV circuit breaker selection and verification166.2.2 35kV circuit breaker selection and verification166.2.3 10kV circuit breaker selectio

12、n and verification176.3 disconnectors Selection and verification186.3.1 110kV side isolation switch selection and verification186.3.2 35kV side isolation switch selection and verification196.3.3 10kV side isolation switch selection and verification196.4 bus selection and verification206.4.1 Conducto

13、r selection General requirements206.4.2 110kV bus Selection and verification216.4.3 35kV bus selection and verification226.4.4 10kV bus selection and verification226.5 Line and outlet selection and verification236.5.1 110kV into line selection and verification236.5.2 35kV outlet selection and verifi

14、cation246.5.3 35kV qualifying selection and verification246.5.4 10kV qualifying selection and verification256.6 current transformers and voltage transformers256.6.1 110kV side current and voltage transformers choice of266.6.2 35kV side current and voltage transformers choice of276.6.3 10kV bus outgo

15、ing current transformer selection296.7 Select the high-voltage fuse306.8 High Voltage Switchgear317 Select the other devices317.1 earthing switch selection317.1.1 110kV side grounding switch selection：317.1.2 10kV side grounding switch selection：317.1.3 35kV side grounding switch selection：317.2 Ins

16、ulators and wall bushings select328 The protection device selection and setting328.1 zero-sequence current protection of power transformers：348.2 longitudinal differential protection348.3 Gas protection358.4 overcurrent protection358.5 Current Protection379 Substation lightning protection and config

17、uration399.1 Overvoltage protection direct lightning strikes399.2 lightning invasion wave overvoltage protection409.3 lightning arrester and line configuration409.3.1 lightning409.3.2 arrester41References44Acknowledgements45Appendix4658博山新城開發(fā)區(qū)110kV變電站電氣設(shè)計(jì)張 華（山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院 泰安 271018）摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工

18、業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)

19、生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。110kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無功功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計(jì)算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了：（1）總體方案的確定（2）負(fù)荷分析（3）短路電流的計(jì)算（4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

20、與系統(tǒng)接線方案選擇（5）繼電保護(hù)的選擇與整定（6）防雷與接地保護(hù)等內(nèi)容。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。關(guān)鍵詞：變電站、負(fù)荷、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、高壓網(wǎng)絡(luò)、短路電流、補(bǔ)償裝置Design of 110kV substation in Boshan Metro Development ZoneHua Zhang(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural

21、University, Taian, Shandong 271018)Abstract Along with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously t

22、o the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to thstment will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the safety of the people. T

23、he substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Th

24、en transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern indu

25、stry and the of trend of the society life.The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of customer data proceed then ca

26、rry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire meth

27、od and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to conn

28、ect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the ge

29、nerate of the electricity to the supply the power.Keywords: substation ; load ; transmission system; distribution; the short-circuit electric current; high voltage network ; correction equipment 引言變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；同時(shí)用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)，包括故

30、障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的大功能和速度，經(jīng)濟(jì)上也是一種資源浪費(fèi)。而且社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，依賴高質(zhì)量和高可靠性的電能供應(yīng)，建國以來，我國的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力分配的日益復(fù)雜和用戶對(duì)電能的質(zhì)量的要求進(jìn)一不提高，電網(wǎng)自動(dòng)化就顯得極為重要；近年來我國計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展及自動(dòng)化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動(dòng)化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。1設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 1.1 原始資料 1)本站經(jīng)2回110kV線路與系統(tǒng)相連，分別用35kV和10kV向本

31、地用戶供電。2)環(huán)境參數(shù)：海拔1000米，地震級(jí)5級(jí)，最低溫度0，最高溫度35，雷暴20日/年。 3)系統(tǒng)參數(shù)：110kV系統(tǒng)容量1500MVA，距離本站25km，線路阻抗按0.4歐/km計(jì)算。 4)35kV出線7回，最大負(fù)荷14000kVA，cos0.8，Tmax4000h；10kV出線10回，最大負(fù)荷3300kVA，cos0.8，Tmax3000h，均為一般用戶。5)負(fù)荷預(yù)測(cè)：按年負(fù)荷增長率8計(jì)算，考慮10年。 6) 站用電為120kVA。1.2 設(shè)計(jì)原則和基本要求 設(shè)計(jì)按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求和有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，要求對(duì)用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量、接線簡單清晰、操作方便、運(yùn)行靈活、投資少、運(yùn)行

32、費(fèi)用低，并且具有可擴(kuò)建的方便性。要求如下： 1)選擇主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成5-10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故時(shí)的過負(fù)荷能力)； 2)設(shè)計(jì)變電所電氣主接線； 3)短路電流計(jì)算； 4)主要電氣設(shè)備的選擇及各電壓等級(jí)配電裝置類型的確定;1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)降壓變電站，有三個(gè)電壓等級(jí)(110kV35kV10kV)，110kV主接線采用內(nèi)橋接線方式，兩路進(jìn)線；35kV和10kV主接線均采用單母線分段接線方式，全部本期完成。主變壓器容量為2*20MVA，110kV與35kV之間采用YoYo12連接方式，110kV與10kV之間采用Yo11連接方式。本

33、設(shè)計(jì)采用的主變壓器有兩個(gè)出線端子，一端接35kV的引出線，另一端接10kV的引出線。設(shè)計(jì)中主要涉及的是變電站內(nèi)部電氣部分的設(shè)計(jì)，并未涉及到出線線路具體應(yīng)用到什么用戶，所以負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表相對(duì)比較簡潔，也減少了電氣主接線圖的制作難度。2 負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償 2.1 負(fù)荷分類與定義 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，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 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)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用

34、架空線路供電。 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)供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用單回線路供電。2.2負(fù)荷與無功補(bǔ)償計(jì)算 35kV側(cè):10kV側(cè)：所以： 因?yàn)椋鶕?jù)相關(guān)規(guī)定，此變電所補(bǔ)償后功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90.95，本設(shè)計(jì)取功率因數(shù)0.92。所以補(bǔ)償容量為： 補(bǔ)償后的變電所高壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變壓器有功功率損耗變壓器無功功率損耗 所以變配電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：經(jīng)驗(yàn)證，補(bǔ)償后的功率因數(shù)大于0.92 符合要求再考慮負(fù)荷增長率8%和10年預(yù)算之后，2.3 無功補(bǔ)償裝置的選擇無功補(bǔ)償具有保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗的作用，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要

35、意義。以下，根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分和國家電網(wǎng)110kV變電站通用設(shè)計(jì)規(guī)范及相關(guān)規(guī)范給出無功補(bǔ)償裝置的選擇。2.3.1無功補(bǔ)償裝置定義與分類無功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：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。這三種無功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變配電所的母線上。在一般的110kV變電站設(shè)計(jì)中，并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式最為常見，并聯(lián)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)來接地供應(yīng)無功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(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，

36、根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。2.3.2無功補(bǔ)償裝量由2.2中計(jì)算得出，無功補(bǔ)償量。2.3.3并聯(lián)電容器裝置的分組方式 對(duì)于110kV220kV主變壓器帶有載調(diào)壓裝置的變電所，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)投切。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。其中等容量分組方式，是110kV變電站中普遍應(yīng)用的分組方式，故本次選用等容量分組。2.3.4并聯(lián)電容器裝置的接線方式 1)并聯(lián)電容器裝置的基本接線方式。并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為Y形和形兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生

37、出來的雙三角形。圖2-1并聯(lián)電容器接線方式其中雙星形接線非常簡單，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。故本次設(shè)計(jì)采用雙星形接線。2)并聯(lián)電容器裝置的中性點(diǎn)接地方式。并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所10kV側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。2.4并聯(lián)電容器裝置的最終確定 結(jié)合以上分析，本次設(shè)計(jì)采用電容器為一組的集合式電容器裝置兩組。 經(jīng)驗(yàn)證補(bǔ)償后的功率因數(shù)大于0.92滿足要求。 3主變壓器與站變的選擇：3.1主變選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料要求，本次變電站主變壓器采用兩臺(tái)110kV/35kV/10kV電力變壓器。由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分并結(jié)合工廠供電

38、可知：1)主變壓器容量一般按變電所建成后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)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合2)裝有兩臺(tái)主變壓器選擇條件:a:Snt=(0.60.7)S總 b：SntS(+） 3.1.1主變壓器選擇依據(jù)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量 應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷 的大約60%70%的需求，即任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一，二級(jí)負(fù)荷的要求，即 由原始資料可知：考慮到作為區(qū)變電站將來的擴(kuò)建需要以及變壓器規(guī)格的限制，故采用兩臺(tái)20MVA的變壓器。且，符合條件3.1.2變壓器繞組數(shù)量的選擇由相

39、關(guān)規(guī)范：在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的15以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。由以上規(guī)范計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担?故主變壓器應(yīng)采用三繞組。3.1.3 變壓器繞組連接方式的選擇由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分及相關(guān)規(guī)范可知：變壓器繞組連接方式必須與系統(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型和型。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35kV以下電壓，變壓器繞組多采用連接。為消除電力系統(tǒng)中三次諧波的影響，

40、高中低壓側(cè)必須用一個(gè)繞組為，并且110kV側(cè)和35kV側(cè)為取得中性點(diǎn)采取Y型連接方式。故該110kV變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為， 。3.1.4變壓器調(diào)壓方式的選擇由相關(guān)規(guī)范可知：由于我國電力不足，缺電嚴(yán)重，電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大。變壓器的有載調(diào)壓是改善電壓質(zhì)量、減少電壓波動(dòng)的有效手段。對(duì)電力系統(tǒng)，一般要求110kV及以下變電站至少采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。因此城網(wǎng)變電站采用有載調(diào)壓變壓器的較多。對(duì)企業(yè)變電站，有載調(diào)壓變壓器的采用決定于負(fù)荷的性質(zhì)，如化工企業(yè)一般用電負(fù)荷比較平穩(wěn)，供電質(zhì)量能滿足要求，很少采用有載調(diào)壓變壓器，但像鋼鐵廠等負(fù)荷波動(dòng)較大的企業(yè)，則采用有載調(diào)壓變壓器。 綜合考慮，本變電站需

41、采用有載調(diào)壓變壓器。3.1.5 變壓器冷卻方式的選擇電力變壓器常用的冷卻方式一般分為三種：油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)。由相關(guān)規(guī)范及計(jì)算結(jié)果選擇油浸風(fēng)冷式變壓器最為合適。3.2 主變壓器的最終確定根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，查杭州錢江電氣集團(tuán)股份有限公司變壓器有關(guān)參數(shù)，選擇的主變壓器型號(hào)為：SFSZ10-20000/110。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：20000kVA額定電壓：高壓-11081.25%（kV）；中壓38.5kV；低壓10.5kV連接組別：YNyn0d11空載電流：0.42%空載損耗：21.1kW負(fù)載損耗：106.3kW短路阻抗（%）：高中:；中低；高低。3.3 變電站主變壓器

42、選擇在各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。站用變壓器容量確定S=1200.6=72kVA，所以選用80MVA變壓器廣州廣高高壓電器有限公司SC9-80/10短路阻抗（%）:4空載電流：1.1%連接組別：Dyn11額定電壓：0.4kv4電氣主接線的選擇4.1 選擇原則電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因

43、此，主接線的設(shè)計(jì)必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電站主接線的最佳方案。4.1.1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求及原則變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求：1)可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計(jì)必須滿足這個(gè)要求。因?yàn)殡娔艿陌l(fā)送及使用必須在同一時(shí)間進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，評(píng)估某個(gè)主接線圖的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該予以遵循。 2)靈活性 電氣主接線不但在正常運(yùn)行情況下能根據(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，

44、而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時(shí)能保證檢修人員的安全。 3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便 電氣主接線應(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)性 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)用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(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)，應(yīng)考

45、慮到有擴(kuò)建的可能性。變電站主接線設(shè)計(jì)原則：1)變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 2)在6-10kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過5回時(shí)，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在6回及以上時(shí)，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時(shí)，可采用雙母線接線。3)在35-66kV配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過3回時(shí)，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為48回時(shí)，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。4)在

46、110-220kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過2回時(shí)，采用單母線接線；出線回路數(shù)為34回時(shí)，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在5回及以上，或當(dāng)“0220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在4回及以上時(shí)，一般采用雙母線接線。5)當(dāng)采用SF6等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時(shí)，均可不設(shè)旁路設(shè)施。 總之，以設(shè)計(jì)原始材料及設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點(diǎn)，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。4.1.2 主接線的基本形式和特點(diǎn)主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進(jìn)出線較多時(shí)（

47、一般超過4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。缺點(diǎn)是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和變電站。有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴(kuò)大單元接線、橋式接線和多角形接線等。4.2 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)

48、電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證變電所能滿足負(fù)荷的需要，同時(shí)要保證供電的可靠性。變電所主接線可靠性擬從以下幾個(gè)方面考慮：1)斷路器檢修時(shí)，不影響連續(xù)供電；2)線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時(shí)，造成饋線停運(yùn)的回?cái)?shù)多少和停電時(shí)間長短，能否滿足重要的I、II類負(fù)荷對(duì)供電的要求；3)變電所有無全所停電的可能性； 應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴(kuò)建發(fā)展方便。 主接線的

49、可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。4.2.1 110kV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì)110kV側(cè)初期設(shè)計(jì)2回進(jìn)線2回出線，最終2進(jìn)線2出線由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：110kV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。110kV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電； 調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線： 擴(kuò)建方便； 在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。故110kV側(cè)采用單母分段或內(nèi)橋的連接方式。4.2.2 35kV側(cè)主接線的

50、設(shè)計(jì) 35kV側(cè)出線回路數(shù)為7回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)3563kV配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。故35kV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。4.2.3 10kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 10kV側(cè)出線回路數(shù)為10回由電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母分段連接故10kV采用單母分段連接。故本次設(shè)計(jì)選擇方案一。綜上所述，110kV側(cè)選擇內(nèi)橋接線，35kV側(cè)與10kV側(cè)選擇單母線分段接線。5 短路電流的計(jì)算5.1 短路的危害1)通過故障點(diǎn)的短路電流和所

51、燃起的電弧，使故障元件損壞。2)短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命。3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。4)破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個(gè)系統(tǒng)瓦解。5.2 短路的形式在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況下，特別是遠(yuǎn)離電源（發(fā)電機(jī)）的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電

52、氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。5.3短路電流計(jì)算的目的和內(nèi)容短路計(jì)算的目的（1）對(duì)所選的電氣設(shè)備進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)；（2）進(jìn)行變壓器和線路保護(hù)的整定值和靈敏度計(jì)算。短路計(jì)算的內(nèi)容計(jì)算總降壓變電所相關(guān)節(jié)點(diǎn)的三相短路電流和兩相短路電流。5.4短路電流的計(jì)算如上所述，本次設(shè)計(jì)主要計(jì)算三相短路的情況，采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算。短路示意圖如右圖：圖5-1主接線簡易短路示意圖（1）確定基準(zhǔn)值。結(jié)合原始資料，取， （2）各主要元件的電抗標(biāo)幺值。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 電力線路的電抗標(biāo)幺值（其中，I=25km）。站用變壓器阻抗標(biāo)幺電力變壓器各繞組的短路電壓：其中因?yàn)?為負(fù)值且絕對(duì)值很小，所以取其為0.

53、電力變壓器各繞組電抗的標(biāo)幺值：由以上可知，圖中相對(duì)應(yīng)的（3）三相短路等效電路圖圖5-2 三相短路等效電路圖5.4.1 110kV側(cè)母線短路電流計(jì)算 計(jì)算K-1點(diǎn)的短路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量。5. 4.2 35kV側(cè)母線短路電流計(jì)算計(jì)算K-2點(diǎn)的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量。5. 4.3 10kV側(cè)母線短路電流計(jì)算計(jì)算K-3點(diǎn)的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量。5. 4.4 0.4kV短路電流計(jì)算計(jì)算K-4點(diǎn)的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量。表5-1各短路點(diǎn)短路電流值K1K2K3K4（kA）4.7814.20510.192.86（kA）12.1910.7225.985.26(kA)7.226.3115.393.12（MVA）952.38269.54185.191.