220kv變電站電氣一次部分畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　課題名稱 220kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>

2、;　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　系 、 專 業(yè) 電氣工程系、電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 </p><p>　　職 稱 </p><p><b>　　內(nèi)容提要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)為220kV變電站電氣一次部分的初步設(shè)計(jì)。根據(jù)原始資料，以設(shè)計(jì)任務(wù)書和國(guó)家及行業(yè)有關(guān)電力工程設(shè)計(jì)的規(guī)程規(guī)范為設(shè)計(jì)依據(jù)，并結(jié)合該地區(qū)實(shí)際情況設(shè)計(jì)該變

4、電站，設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，所選設(shè)備全部為國(guó)家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。本期該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，遠(yuǎn)期該變電站設(shè)有三臺(tái)主變壓器。站內(nèi)主接線分為220kV、110kV和10kV三個(gè)電壓等級(jí)。</p><p>　　設(shè)計(jì)正文分設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算書兩個(gè)部分，設(shè)計(jì)說明書包括電氣主接線設(shè)計(jì)、變壓器選擇說明、短路電流計(jì)算說明、電氣設(shè)備選擇說明、配電裝置設(shè)計(jì)、電氣總平面布置和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；

5、設(shè)計(jì)計(jì)算書包括變壓器選擇、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)等，并附有電氣主接線圖及其它相關(guān)圖紙。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 220kV變電站； 短路計(jì)算； 主接線； 設(shè)備選擇。</p><p><b>　　Summary</b></p><p>　　The design of 220 kV substation electrical par

6、t of the preliminary design at a time. According to the original data, a design specification and country and industry relevant power engineering design procedure specification for design basis, and combined with the reg

7、ion's actual condition, the design of the substation design in conformity with the relevant economic and technological policies of the state, the contents of the selected equipment for all countries recommend new pro

8、ducts, advanced te</p><p>　　This text points design specifications and design calculation of two parts, the design specifications, including the main electrical wiring design of transformer selection, the sh

9、ort circuit current calculation, electrical equipment selection, design of power distribution equipment, electrical total plane layout and lightning protection design; Design calculation includes the choice of transforme

10、r, the short-circuit current calculation, electrical equipment selection and calibration, etc., with </p><p>　　Key words: 220 kV substation; Short circuit calculation; The main wiring; Equipment selection.&l

11、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要I</b></p><p>　　SummaryII</p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　1 原始資料1</b></p>&

12、lt;p>　　1.1 建站的必要性1</p><p>　　1.2 系統(tǒng)接入方式1</p><p>　　1.3 變電工程規(guī)模2</p><p>　　1.4變電站站址選擇2</p><p>　　1.5系統(tǒng)短路阻抗及本期出線潮流估計(jì)2</p><p><b>　　2 變壓器選擇5</b>

13、;</p><p>　　2.1 主變壓器選擇5</p><p>　　3 電氣主接線設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 主接線設(shè)計(jì)的原則和要求9</p><p>　　3.2 主接線基本接線方式9</p><p>　　3.3 主接線設(shè)計(jì)步驟10</p><p>　　3.4 本站主接線設(shè)計(jì)方

14、案11</p><p>　　4 短路電流計(jì)算說明18</p><p>　　4.1 短路電流計(jì)算概述18</p><p>　　4.2 常見短路電流計(jì)算19</p><p>　　4.3 短路電流計(jì)算結(jié)果21</p><p>　　5 高壓電器設(shè)備選擇23</p><p>　　5.1 電氣設(shè)

15、備選擇一般條件23</p><p>　　5.2 高壓斷路器的選擇24</p><p>　　5.3 隔離開關(guān)的選擇26</p><p>　　5.4 互感器的選擇27</p><p>　　5.5 母線的選擇28</p><p>　　6 配電裝置設(shè)計(jì)29</p><p>　　6.1配電裝置

16、應(yīng)滿足以下基本要求29</p><p>　　6.2配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟29</p><p>　　6.3配電裝置的種類及應(yīng)用29</p><p>　　6.4本變電站配電裝置設(shè)計(jì)29</p><p>　　7 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)31</p><p>　　7.1變電站防雷保護(hù)的特點(diǎn)31</p><p

17、>　　7.2防雷防護(hù)類型31</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書</p><p>　　8 短路電流計(jì)算33</p><p>　　8.1 等值電路計(jì)算33</p><p>　　8.2 對(duì)稱短路電流計(jì)算34</p><p>　　8.2 不對(duì)稱短路電流計(jì)算43</p><p>

18、　　9 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)計(jì)算51</p><p>　　9.1 高壓斷路器選擇及校驗(yàn)計(jì)算51</p><p>　　9.2 隔離開關(guān)選擇及校驗(yàn)計(jì)算53</p><p>　　9.3 互感器選擇及校驗(yàn)計(jì)算54</p><p>　　9.4 母線選擇及校驗(yàn)計(jì)算55</p><p>　　10 防雷保護(hù)計(jì)算58</

19、p><p><b>　　總結(jié)59</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)60</b></p><p><b>　　致謝62</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　1 原始資料</b>

20、</p><p>　　1.1 建站的必要性 </p><p>　　考慮到目前花垣縣供電現(xiàn)狀及將來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展格局，提高了電源外送和用戶供電的可靠性，加強(qiáng)了地區(qū)220KV電網(wǎng)，新建花垣220KV變電站主要為地區(qū)中間變電站，給花垣縣供電并為保靖、水順、龍山4縣水電外送提供接入點(diǎn)。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)接入方式</p><p>　

21、　新建～萬溶江220kV變一回，巖人坡～萬溶江剖進(jìn)花垣形成花垣～萬溶江、花垣～巖人坡各一回，備用三回。其中花垣～萬溶江50公里; 花垣～萬溶江50公里;花垣～巖人坡17公里。新建花垣～里耶一回，花橋～佳民剖進(jìn)花垣變形成花垣～花橋、花垣～佳民各一回，漾水坪～天堂灣剖進(jìn)花垣形成花垣～天堂灣一回，并將漾水坪雙T至新建的花垣～民樂雙回線上，形成花垣～民樂（漾水坪）T接雙回線，備用六回；花垣～佳民線3.3公里；花垣～花橋線7公里；花垣～里耶線41

22、公里；花垣～天堂灣線13公里；花垣～民樂線（漾水坪）線27.5公里；花垣～民樂（漾水坪）線27.5公里。10kV本期、終期均不考慮出線。</p><p>　　圖1.1 系統(tǒng)接入方案</p><p>　　圖1.1系統(tǒng)接入方式</p><p>　　1.3 變電工程規(guī)模</p><p><b>　　遠(yuǎn)景規(guī)模 </b><

23、/p><p>　?。?）220kV進(jìn)出線6回: 新建至萬溶江220kV變一回，巖人坡～萬溶江剖進(jìn)花垣形成花垣～萬溶江、花垣～巖人坡各一回，備用三回；</p><p>　?。?）110kV終期出線十二回：新建花垣～里耶一回，花橋～佳民剖進(jìn)花垣～花橋、花垣～佳民各一回，漾水坪～天堂灣剖進(jìn)花垣形成花垣～天堂灣一回，并將漾水坪～新建的花垣～民樂雙回線上，形成花垣～民樂（漾水坪）工接雙回線，備用六回；&

24、lt;/p><p>　?。?）三繞組有載調(diào)壓變壓器三臺(tái)，容量3×180MVA。</p><p>　　(4)無功補(bǔ)償：本期裝設(shè)57.6Mvar容性無功補(bǔ)償，10Mvar感性無功補(bǔ)償；遠(yuǎn)期裝設(shè)86.4Mvar容性無功補(bǔ)償，不另裝設(shè)感性無功補(bǔ)償。</p><p><b>　　本期規(guī)模</b></p><p>　?。?）本

25、期出線三回：新建～萬溶江220kV變一回，巖人坡～萬溶江剖進(jìn)花垣～萬溶江、花垣～巖人坡各一回；</p><p>　?。?）新建花垣～里耶一回，花橋～佳民剖進(jìn)花垣變形成花垣～花橋、花垣～佳民各一回，漾水坪～天堂灣剖進(jìn)花垣形成花垣～天堂灣一回，并將漾水坪雙T至新建的花垣～民樂雙回線上，形成花垣～民樂（漾水坪）T接雙回線；</p><p>　?。?）三繞組有載調(diào)壓變壓器兩臺(tái)，容量2×1

26、80MVA。</p><p>　　注：10kV本期、末期均不考慮出線。</p><p>　　1.4 變電站站址選擇 </p><p>　　當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?5℃,最低氣溫－5℃，年平均氣溫25℃；站址選在花垣縣美惹村二組，地面原始標(biāo)高為179.36~201.08米，總占地面積：1.967 8，原始地貌屬于低緩丘陵地貌，耕地與農(nóng)田，地形起伏不大，目前場(chǎng)地尚未

27、整平，交通運(yùn)輸方便，站址地勢(shì)較高，排水系統(tǒng)良好，具有較強(qiáng)的防洪能力。</p><p>　　1.5 系統(tǒng)短路阻抗及本期出線潮流估計(jì)</p><p><b>　　計(jì)算條件</b></p><p>　?。?）全省220kV及以上網(wǎng)絡(luò)參與計(jì)算。</p><p>　?。?）短路水平年按遠(yuǎn)景水平年考慮。</p>&l

28、t;p>　?。?）短路阻抗不含變電站本身阻抗。</p><p>　　（4）短路阻抗為標(biāo)幺值，其基準(zhǔn)值為： Sj=100MVA，Uj=Ucp。</p><p>　?。?）花垣220kV變電站系統(tǒng)短路阻抗</p><p>　?。?）大方式系統(tǒng)短路阻抗 </p><p><b>　　圖1.2系統(tǒng)正序圖</b></p

29、><p><b>　　圖1.3系統(tǒng)零序圖</b></p><p><b>　　本期出線潮流估計(jì)</b></p><p>　　變電站本期出線潮流估計(jì)如表1.1：</p><p>　　表1.1出線潮流估計(jì)</p><p>　　注：潮流由首端流入末端為“+”，反之為“-”。</p

30、><p><b>　　2 主變壓器的選擇</b></p><p>　　在各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，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。如果主變壓器容量選的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，

31、而且增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器容量是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。</p><p>　　2.1 主變壓器的選擇</p><p>　　2.1.1 變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　變電站內(nèi)變壓器容量和臺(tái)數(shù)是影響電網(wǎng)

32、結(jié)構(gòu)、供電安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素，而容量大小和臺(tái)數(shù)多少的選擇往往取決于區(qū)域負(fù)荷的現(xiàn)狀和增長(zhǎng)速度，取決于一次性建設(shè)投資的大小，取決于周圍上一級(jí)電網(wǎng)或電廠提供負(fù)載的能力，取決于負(fù)荷本身的性質(zhì)和對(duì)供電可靠性要求的高低，取決于變壓器單位容量造價(jià)、系統(tǒng)短路容量和運(yùn)輸安裝條件等等，近幾年隨著變壓器制造技術(shù)的不斷提高，變壓器自身質(zhì)量和安全運(yùn)行水平大幅度提高變壓器空載損耗下降的幅度大，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的負(fù)載率得到不斷降低又國(guó)家節(jié)能減排政策，鼓勵(lì)企業(yè)

33、開展經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作建設(shè)、擴(kuò)建和變壓器增容的臺(tái)數(shù)和容量的選擇，國(guó)內(nèi)尚無明確具體的規(guī)定，也是隨技術(shù)水平提高不斷完善的一個(gè)系統(tǒng)工程，一般根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)劃者的觀點(diǎn)來進(jìn)行結(jié)合相關(guān)規(guī)程制度。</p><p>　　首先變壓器額定容量應(yīng)能滿足供電區(qū)域內(nèi)用電負(fù)荷的需要，即滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，避免變壓器長(zhǎng)期處于過負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。新建變電站變壓器容量應(yīng)滿足5~10年規(guī)劃負(fù)荷的需要，防止不必要的擴(kuò)建和增容，也減少因?yàn)閿U(kuò)建增容

34、造成的大面積和長(zhǎng)時(shí)間停電對(duì)較高可靠性供電要求的變電站一次最好投入兩臺(tái)變壓器，變壓器正常的負(fù)載率不大于50%為最好。</p><p>　　對(duì)于供電區(qū)域內(nèi)有重要用戶的變電站，應(yīng)考慮一臺(tái)變壓器在故障或停電檢修狀態(tài)下，其它變壓器在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般負(fù)荷的變電站，任何一臺(tái)變壓器停運(yùn)，應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%至80%的電力供應(yīng)不受影響，城區(qū)變電站變壓器臺(tái)數(shù)和容量應(yīng)滿足N-1的要求。

35、</p><p>　　雖然大容量變壓器單位容量造價(jià)低，在高負(fù)荷密度供電區(qū)域建設(shè)大容量變電站能夠節(jié)省投資，容量越大，效果就越明顯但為保證供電運(yùn)行方式靈活，應(yīng)考慮采用多臺(tái)變壓器，單臺(tái)變壓器容量的選擇不宜過大和過小，要預(yù)留負(fù)荷發(fā)展而擴(kuò)建的可能，實(shí)現(xiàn)變電站容量由小到大，變壓器的臺(tái)數(shù)由少到多城區(qū)變電站3臺(tái)變壓器供電的運(yùn)行方式最為靈活可靠。</p><p>　　為保證變電站運(yùn)行方式靈活可靠，減少和方便

36、備用容量?jī)?chǔ)備，便于與相聯(lián)結(jié)配電裝置的配合，便于檢修維護(hù)，達(dá)到變電站整體規(guī)范統(tǒng)一，選擇變壓器容量的種類應(yīng)盡量減少，一般不超過兩種，在此，建議對(duì)城市供電的一個(gè)變電站內(nèi)最好統(tǒng)一變壓器容量等級(jí)。</p><p>　　在一定容量范圍內(nèi)，容量增大變損降低，但節(jié)約的電費(fèi)可能難以補(bǔ)償投資費(fèi)用的增加，與之配套的開關(guān)等設(shè)備的開斷能力的要求大，所以變壓器容量的選擇要考慮變壓器及其配套裝置的一次性投資。行國(guó)家降損節(jié)能政策，必要時(shí)，要進(jìn)行

37、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的計(jì)算。</p><p>　　由于供電企業(yè)要求城區(qū)供電滿足N-1的可靠性準(zhǔn)則，變壓器容量的選擇，除符合上述條件外，要考慮事故和檢修狀態(tài)下，減少供電引起的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)社會(huì)的影響，最少應(yīng)滿足一臺(tái)變壓器停電后，部分負(fù)荷可以調(diào)至周圍變電站，而不影響對(duì)全部用戶的正常用電需求。</p><p>　　對(duì)供電企業(yè)變電站密集區(qū)，由于變電站之間存在聯(lián)絡(luò)供電線路，變電站之間可以拉手互供，變壓器的容量

38、選擇可以適當(dāng)減小，正常條件下分區(qū)域各自供電，當(dāng)不能滿足供電輸出時(shí)，可以靠周邊的變電站通過聯(lián)絡(luò)線帶部分負(fù)荷，但最終要考慮增加變電站布點(diǎn)或增加變壓器臺(tái)數(shù)來逐步滿足負(fù)荷供出的要求。</p><p>　　對(duì)低壓側(cè)有發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的變電站，變壓器容量也可以適當(dāng)減小，但容量選擇時(shí)要考慮，滿足發(fā)電機(jī)組的額定容量在區(qū)域負(fù)荷最小時(shí)，能夠通過變壓器向電力系統(tǒng)正常輸出，變壓器的容量必須大于機(jī)組發(fā)電容量。變壓器和發(fā)電機(jī)組的額定容量之和大于

39、該地區(qū)的最大負(fù)荷。發(fā)電機(jī)組停運(yùn)，變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%至80%的電力供應(yīng)不受影響，并保證一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷正常用電。與上一級(jí)電網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)配合得當(dāng)，滿足系統(tǒng)短路容量的要求</p><p>　　2.1.2 主變壓器相數(shù)的選擇</p><p>　　容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下的電力系統(tǒng)中，一般都選擇三相變壓器。但是在選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以

40、及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來選擇。本次設(shè)計(jì)的變電所，站址海拔高度179.36~201.08m，占地1.967，原始地貌屬于低緩丘陵地貌，耕地與農(nóng)田，地形起伏不大，目前場(chǎng)地尚未整平，交通運(yùn)輸方便。站址地勢(shì)較高，排水系統(tǒng)良好，具有較強(qiáng)的防洪能力和防洪抗震能力。故本次設(shè)計(jì)的變電站選用三相變壓器。</p><p>　　2.1.3 主變壓器繞組與結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　在具有三種電壓等級(jí)的變電所

41、中，如通過主變壓器的各側(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)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。而本變電站具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該站選擇普通三繞組變壓器。</p><p>　　生產(chǎn)制造中的三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器幾種類型。</p><p>　?。?）自耦變壓器：短路阻抗較小，系統(tǒng)

42、發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時(shí)，它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。自耦變壓器，高中壓側(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零序電流過濾器上。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較

43、大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性，由原始資料可知不宜選擇自耦變壓器。</p><p>　　（2）分裂變壓器：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，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功端的

44、負(fù)荷大小不等，故不選擇分裂變壓器。</p><p>　?。?）三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào)試靈活，供電可靠性高，滿足各種繼電保護(hù)的需求，又能滿足調(diào)度的靈活性。 </p><p>　　2.1.4 主變壓器調(diào)壓方式的選擇</p><p>　　由于花垣220kV變電站在整個(gè)地區(qū)的位置相當(dāng)重要，需要連續(xù)提供高質(zhì)量的變電效果，另外還需要帶負(fù)

45、荷調(diào)整電壓，而電壓時(shí)有偏差，供電電壓不穩(wěn)定，負(fù)荷不穩(wěn)定，本身對(duì)電壓質(zhì)量的要求還比較高，則選用有載調(diào)壓變壓器會(huì)提高供電的可靠性。還需要經(jīng)常調(diào)整電壓，則應(yīng)選用有載載調(diào)壓型變壓器</p><p>　　2.1.5 主變壓器冷卻方式的選擇</p><p>　　主變壓器一般采用的冷卻方式有：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。</p><p>　?。?）自然風(fēng)冷卻：

46、依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管形輻射式冷卻器及電動(dòng)風(fēng)扇散發(fā)熱量的自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻，適用于中、小型變壓器。</p><p>　?。?）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：雖然有散熱效率高、、減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但它須有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。 </p><p>　?。?）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：實(shí)用于大型變壓器高效率的冷卻方式。</p><

47、p>　　本設(shè)計(jì)主變?yōu)榇笮妥儔浩?，發(fā)熱量大，雖然本變電站地勢(shì)平坦，通風(fēng)條件好，但考慮到安全性還是使用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。</p><p>　　綜上所述，本變電站選擇三繞組無勵(lì)磁調(diào)壓自然風(fēng)冷卻方式型號(hào)為SFSZ9-180000/220型的變壓器3臺(tái)，容量為180000，具體參數(shù)如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 主變壓器技術(shù)參數(shù)</p><p><

48、;b>　　3 電氣主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)[2]。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成

49、套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。</p><p>　　3.1主接線設(shè)計(jì)的原則及要求</p><p>　　主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變</p><p>　　電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)

50、濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電在同一時(shí)刻完成，所以主接線設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。為此，主接線的設(shè)計(jì)必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析相關(guān)因素，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠[3]。</p><p>　　電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電安全

51、可靠、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)美觀等基本要求下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便。</p><p>　　3.2 主接線的基本接線方式</p><p>　　主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯樱瑸楸阌陔娔艿膮R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，下面介紹幾種常

52、用的主接線方式。</p><p><b>　?。?）單母線接線：</b></p><p>　　單母線接線雖然接線簡(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等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。</p><p><b>　?。?）單母分段：</b><

53、;/p><p>　　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，由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電。當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(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。</p><p>　　（3）單母分段帶旁路母線:</p><p&

54、gt;　　這種接線方式：適用于進(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。</p><p>　?。?）一個(gè)半斷路器（3/2）接線:</p><p>　　兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電

55、保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大，一般在超高壓電網(wǎng)中使用。</p><p><b>　?。?）雙母接線:</b></p><p>　　雙目接線有兩組母線，并且可以相互備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線相連。它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。但在檢修某線路的斷路器時(shí)，如果不裝設(shè)“跨

56、條”，則該回路在檢修期需要停電。</p><p><b>　?。?）橋形接線：</b></p><p>　　當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，宜采用橋形接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。</p><p>　　內(nèi)橋接線：在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其他回路工作，且操作簡(jiǎn)單；而變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電，且操

57、作復(fù)雜。適合于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除的情況[4]。 </p><p>　　外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。</p><p>　　3.3 主接線的設(shè)計(jì)步驟 </p><p>　　電氣主接線的具體設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　?。?）分析原始資

58、料，對(duì)變電站主變?nèi)萘俊㈦娏ο到y(tǒng)情況、負(fù)荷情況 、環(huán)境條件 、設(shè)備選擇等情況進(jìn)行分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。</p><p>　?。?）擬定主接線方案，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案，因?yàn)閷?duì)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、主變?nèi)萘俊⑷萘恳约澳妇€結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案。</p><p>　?。?）短路電流計(jì)算，對(duì)擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流

59、計(jì)算。</p><p>　?。?）主要高壓電器設(shè)備選擇</p><p>　?。?）繪制電氣主接線圖，將最終確定的主接線圖，按工程要求繪制。</p><p>　　3.4 本變電站電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 220kV側(cè)接線</p><p>　　由原始資料可知，在正常運(yùn)行時(shí)，本變電站220kV側(cè)主要是由

60、青山220kV變電站和下橋220kV變電站兩個(gè)電源來供電,《110～220kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，110～220kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用單母線分段接線。超過兩回時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、單母線分段或雙母線的35～110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站220kV側(cè)線路6回，可選擇雙母線帶旁路接線或雙母線接線兩種方案，如圖3.1 所示。</p><p><b&g

61、t;　　方案一</b></p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　圖3.1 220kV電壓側(cè)接線方案</p><p>　　方案二，接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。分段斷路器QFD進(jìn)行分段，可以稍微供電可靠性和靈活性?？梢暂喠鳈z修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能

62、迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)室，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他電路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。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)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。方案一為雙母線帶旁路接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，除了具備方案二的操作方便外，還增加了其可靠性。但其投資較大，擴(kuò)建也不方便采用方案一雖然能很好的滿足其可靠性的要求

63、但并不適合，故選用供電可靠、擴(kuò)建方便、投資量小的方案二。</p><p>　　3.4.2 110kV電壓側(cè)接線</p><p>　　本變電站110kV側(cè)線路有12回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，如圖3.2所示。方案二供電可靠、調(diào)度靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，投資大。方案一簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面

64、積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是Ⅰ類負(fù)荷不停電。且方案一具有良好的經(jīng)濟(jì)性，供電可靠性也能滿足要求。</p><p><b>　　方案一</b></p><p><b>　　方案一</b></p><p><b>　　方案二</b></p>

65、<p><b>　　方案二</b></p><p>　　圖3.2 110kV電壓側(cè)接線方案</p><p>　　方案一為單母線分段帶旁路母線接線，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)可不停電，因其進(jìn)行了分段且是斷路器分段，所以當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可以保證正常段母線不間斷供電，因?yàn)樵O(shè)置旁路母線，可以保證Ⅰ、Ⅱ類用戶用電要求，同時(shí)它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行也相對(duì)簡(jiǎn)單，便于擴(kuò)建和發(fā)展。

66、它投資小，費(fèi)用低比方案二好，但靈活性和可靠性不能滿足110kV側(cè)用戶的要求。故110kV 側(cè)接線采用方案二。</p><p>　　3.4.1 無功補(bǔ)償</p><p>　?。?）無功補(bǔ)償?shù)幕驹?lt;/p><p>　　電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供

67、感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。</p><p>　　在大系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在小系統(tǒng)中，通過恰當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。按照wangs定理：在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于三相電流

68、不平衡的系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至接近1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。</p><p>　　電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率.直接消耗電能,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,熱能,化學(xué)能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這

69、種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能,電容器建立電場(chǎng)所占的電能.電流在電感元件中作功時(shí),電流滯后于電壓90°.而電流在電容元件中作功時(shí),電流超前電壓90°.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小</p><p>　　

70、（2）無功補(bǔ)償?shù)囊饬x</p><p>　　補(bǔ)償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，減少投資，例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時(shí)，裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW；反之，增加0.52KW對(duì)原有設(shè)備而言，相當(dāng)于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對(duì)新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無功補(bǔ)償，便可以減少設(shè)計(jì)容量，從而減少投資。</p><p&g

71、t;　?。?）無功補(bǔ)償方式：</p><p>　　集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；</p><p>　　分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器；</p><p>　　單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。</p><p><b>　　(4)無功補(bǔ)償選擇</b></

72、p><p>　　本期裝設(shè)57.6Mvar容性無功補(bǔ)償，10Mvar感性無功補(bǔ)償，遠(yuǎn)期裝設(shè)86.4Mvar容性無功補(bǔ)償，不另裝設(shè)感性無功補(bǔ)償。</p><p>　　查閱《電力設(shè)備選型手冊(cè)》得選用三臺(tái)丹東電力電容器廠生產(chǎn)的并聯(lián)電容器成套裝置BWF10.5-30-1TH。下表為參數(shù)。</p><p>　　綜上所述,本變電站無功補(bǔ)償設(shè)備選擇如圖表3.1所示。</p>

73、<p>　　表3.1容性無功補(bǔ)償設(shè)備參數(shù)</p><p>　　3.4.2 電氣一次總接線</p><p>　　經(jīng)過以上總結(jié)，畫出如下接線總圖：</p><p>　　圖3.4 電氣主接線簡(jiǎn)圖</p><p>　　總而言之，從圖3.4可以得知：220kV側(cè)采用雙母線接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，調(diào)度、擴(kuò)建方便，為以后的發(fā)展和

74、擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。110kV側(cè)采用單母線分段帶旁路接線，當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)可不停電，因?yàn)檫M(jìn)行分段且是斷路器分段，所以當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可以保證正常段母線不間斷供電，因?yàn)樵O(shè)置旁路母線，可以保證Ⅰ、Ⅱ類用戶用電要求，同時(shí)它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行也相對(duì)簡(jiǎn)單，便于擴(kuò)建和發(fā)展。</p><p>　　所以說本變電站的電氣主接線設(shè)計(jì)是在立足于眼前，兼顧遠(yuǎn)期發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的，完全可以滿足用戶供電要求和以后的擴(kuò)建發(fā)展。</p

75、><p><b>　　4 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的破壞多半是由短路故障引起的。發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)從一種運(yùn)行狀態(tài)劇變到另一種運(yùn)行狀態(tài)，并伴隨產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況[6]。</p><p>　　單相接地短路、兩相接地

76、短路、兩相相間短路等屬于不對(duì)稱短路。三相短路屬于對(duì)稱短路。就實(shí)際發(fā)生的概率來看，電力系統(tǒng)的短路90%為不對(duì)稱短路，這90%里面90%又是單相接地短路。短路有分很多種情況，有單相接地短路，兩相短路，兩相短路接地，三相短路等。此外，研究短路現(xiàn)象還要和電力系統(tǒng)的接線方式有關(guān)，如變壓器中性點(diǎn)直接接地，中性點(diǎn)非直接接地等等。針對(duì)不同短路，不同的接線方式，短路發(fā)生時(shí)有不同的現(xiàn)象。 </p><p>　　如果是中性點(diǎn)

77、非直接接地的電力系統(tǒng)，那么單相短路接地故障時(shí)仍然可以運(yùn)行一段時(shí)間，因?yàn)榇藭r(shí)線電壓是不變的，但是故障相的對(duì)低電壓變?yōu)榱?，非故障相的?duì)低電壓變?yōu)樵瓉淼母?hào)3倍，這時(shí)候如果絕緣做的不好，容易使故障擴(kuò)大。 </p><p>　　4.1 短路電流計(jì)算</p><p>　　4.1.1 短路電流計(jì)算目的</p><p>　　計(jì)算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故

78、障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，基于如下用途必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算：</p><p>　?。?）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。</p><p>　　（2）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方

79、案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確的切除短路故障。</p><p>　?。?）確定合理的主接線方案、配置各種繼電保護(hù)方式、進(jìn)行整定計(jì)算、接地裝置的設(shè)計(jì)等運(yùn)行方式及限流措施。</p><p>　　（4）保護(hù)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產(chǎn)生的危害。</p><p>　　4.1.2 短路

80、電流計(jì)算的一般規(guī)定</p><p>　　（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。</p><p>　?。?）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反

81、饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p>　?。?）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)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　　（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。</p><p>　　4.1.3 短路電流計(jì)算的步驟</p><p>　　短路

82、電流計(jì)算的具體計(jì)算步驟如下</p><p>　?。?）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下；</p><p>　?。?）繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換；</p><p><b>　?。?）選擇短路點(diǎn)；</b></p><p>　　（4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短

83、路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值；</p><p>　　（5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值：</p><p>　　短路容量： (4-1)</p><p>　　短路電流沖擊值: (4-2)</p&

84、gt;<p>　?。?）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　具體短路電流計(jì)算詳見計(jì)算說明書。</p><p>　　4.2 短路類型及其計(jì)算方法</p><p>　　以下為電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的短路類型及其計(jì)算方法：</p><p>　?。?）三相短路電流的計(jì)算： (4-3)

85、</p><p>　　其有名值為： (4-4)</p><p>　　—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值</p><p>　　—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值</p><p>　　—?dú)w算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。</p><p>　　以

86、下為簡(jiǎn)便起見，省略下標(biāo) * 。</p><p>　?。?）兩相短路電流的計(jì)算： (4-5)</p><p>　　—?dú)w算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗</p><p>　　—兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流</p><p>　　其各序分量電流值為： </p><p>　　(4-6)

87、 </p><p>　　—分別為兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量</p><p>　　（3）兩相接地短路電流計(jì)算：</p><p>　　(4-7) </p><p>　　—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流</p><p>　　—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量</p>

88、<p>　　(4-8) </p><p>　　(4-9) </p><p><b>　　(4-10) </b></p><p>　　—分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。</p><p>　　（4）單相接地短路電流的計(jì)算：</p><p&

89、gt;　　短路點(diǎn)各序分量電流為： (4-11) </p><p>　　4.3 短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　4.3.1 本變電站各支路電抗計(jì)算</p><p>　　參考原始資料計(jì)算可知,220kV母線三相短路：I〞3=6.4KA。計(jì)算基本任務(wù)為系統(tǒng)當(dāng)前水平年，阻抗標(biāo)幺值按基準(zhǔn)值為=100MVA，Uj=Ucp，以及所知的參數(shù)設(shè)置短

90、路點(diǎn)以及對(duì)各支路電抗進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4.3.2 本變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　計(jì)算出各支路電抗等相關(guān)數(shù)據(jù)后對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行計(jì)算化簡(jiǎn)得變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖。設(shè)置短路點(diǎn)如下如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 變電站總等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　4.3.3 短路電流計(jì)算結(jié)果</p><

91、p>　　(1) 本站最大運(yùn)行方式為兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，此時(shí)阻抗最??；最小運(yùn)行方式為單臺(tái)主變運(yùn)行，此時(shí)阻抗最大。</p><p>　　(2) 本站的短路計(jì)算為工程計(jì)算，各側(cè)母線可近似看成無窮大系統(tǒng)，，所以、、短路時(shí)，各側(cè)提供的短路電流都需進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　(3) 計(jì)算時(shí)，基準(zhǔn)容量取100MVA，基準(zhǔn)電壓取各級(jí)平均額定電壓，即</p><p>　　22

92、0kV側(cè)取230kV，110kV側(cè)取115kV，10kV側(cè)取10.5kV。</p><p>　　(4) 根據(jù)變壓器和輸電線路繼電保護(hù)整定的要求，在母線各側(cè)計(jì)算不同短路類型（包括三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相短路）的短路電流，其結(jié)果如表4.1所示。短路電流有名值計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　表4.1 短路電流有名值計(jì)算結(jié)果（單位kA）</p><p>

93、<b>　　其中：</b></p><p>　　表示單相接地短路故障 兩相短路故障</p><p>　　表示兩相短路故障 三相接地短路故障</p><p>　　5 高壓電器設(shè)備選擇</p><p>　　電器設(shè)備

94、的正確選擇最重要的是保證電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在選擇高壓電器設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際工程情況，在保證安全、可靠的前提下，盡量節(jié)省投資、采用新技術(shù)。</p><p>　　要保證電氣設(shè)備能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定，使所選的電器設(shè)備能在長(zhǎng)期工作的條件下及發(fā)生過電壓、過電流的情況下能保持正常運(yùn)行。</p><p>　　5.1 高壓電器設(shè)

95、備選擇的一般條件</p><p>　　(1)電器選擇的原則:</p><p>　?、賾?yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓等情況下的要求；</p><p>　　②應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；</p><p>　?、蹜?yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；</p><p>　?、苓x擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；</p><p>

96、;　?、輸U(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；</p><p>　?、捱x用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。</p><p>　　(2)電器選擇的技術(shù)條件:</p><p>　?、匐妷海核x電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即 </p><p>　　≥ (5-1)

97、 </p><p>　　一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為,而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的一般不超過。</p><p>　?、陔娏?導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即 </p><p>　　≥ (5-2) </p>

98、<p>　　由于變壓器在電壓降低5%時(shí)出力保持不變，故其相應(yīng)回路的</p><p>　?、郯串?dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核：</p><p>　　當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流可按下式修正 ： </p><p>　　(5-3)

99、 </p><p>　　式中 K—修正系數(shù)</p><p>　　—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度</p><p><b>　?、馨炊搪非闆r校驗(yàn):</b></p><p>　　電器在選定后應(yīng)按最大

100、可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定[9]。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。</p><p>　　短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足熱穩(wěn)定條件為: </p><p>　　(5-4) </p><p>　　

101、—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)</p><p>　　—短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)</p><p>　　驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間： =+ (5-5) </p><p>　　—相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間</p><p>　　短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： (5-6)

102、 </p><p>　　(5-7) </p><p>　　、 — 短路沖擊直流峰、有效值 （kA）</p><p>　　、—電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA）</p><p>　　5.2 高壓斷路器的選擇</p><p>　　變電所中高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常

103、運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流。故障時(shí)，斷路器通常與繼電保護(hù)配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220kV一般采用SF6斷路器。</p><p>

104、　　本變電站高壓斷路器選擇按以下原則選?。?lt;/p><p>　　（1）按開斷電流選擇</p><p>　　高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（）的短路電流</p><p><b>　　的有效值。</b></p><p>　　即 </p>

105、;<p>　　— 高壓斷路器額定開斷電流（kA） </p><p>　　— 短路電流的有效值（kA）</p><p>　?。?）短路關(guān)合電流的選擇</p><p>　　在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避

106、免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值[10]。</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　、 — 短路沖擊直流峰、有效值 （kA）</p><p>　　、—電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA）</p><

107、;p>　　（3）關(guān)于開合時(shí)間的選擇</p><p>　　對(duì)于220kV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間大于0.04—0.06s。</p><p>　　本變電站高壓斷路器選擇如下：</p><p>　?。?）220kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選擇LW6—220型SF6 戶外斷路器。<

108、/p><p>　　表5.1 220kV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表</p><p>　?。?）110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇LW7—11型真空戶外斷路器。</p><p>　　表5.2 110kV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表</p><p>　　(3)10kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇LN10—10/1000型高壓開關(guān)柜。</p>

109、<p>　　5.3 隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序[11]。</p><p>　　本變電站隔離開關(guān)選擇如下（選擇和校驗(yàn)計(jì)算見計(jì)算書）：220kV側(cè)：選GW2—220型隔離開關(guān)。</p><p>　　表5.3 10

110、kV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)表2</p><p>　　110kV側(cè)：選GW2—110型隔離開關(guān)。</p><p>　　表5.4 110kV側(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開關(guān)參數(shù)表</p><p>　　(3)10kV側(cè)：選GN6—10/1000型隔離開關(guān)。</p><p>　　5.4 互感器的選擇</p><p>　　互感器是電力系統(tǒng)

111、中的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓（100、100/）和小電流（5、1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表業(yè)繼電保護(hù)等[11]。</p><p>　　(1)互感器的作用有：</p><p>　?、賹⒁淮位芈返母唠妷汉碗娏髯?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便

112、于屏內(nèi)安裝。</p><p>　?、谑苟卧O(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。</p><p>　　(2)互感器的配置：</p><p>　?、贋闈M足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；</p><p>　?、谠谖丛O(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)

113、和變壓器的中性點(diǎn)；</p><p>　?、蹖?duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；</p><p>　?、?20kV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；</p><p>　?、莓?dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。</p><p>　　(3)本變電站互感器的選擇：<