110kV变电所工程电气部分初步设计.doc

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1、毕毕业业设设计计（论论文文 ） 题题 目：目：110kV110kV 变电所工程电气部分设计变电所工程电气部分设计 题目类型：题目类型：工程设计型工程设计型 学学 院：院：电力工程学院电力工程学院 专专 业：业：电力系统自动化专业电力系统自动化专业 年年 级：级：德宏师专德宏师专 20092009 级级 学生姓名：学生姓名： 郭毕寒（郭毕寒（2009063811820090638118） 指导教师：指导教师：朱朱 建建 平平 日日 期：期：20122012 年年 5 5 月月 6 6 月月 教 务 处 制 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 2 第 2 页 共 86 页 毕业设计（论文）任务书

2、毕业设计（论文）任务书 电电力力工工程程 学学院院 电力系统自动化电力系统自动化 专业专业 德宏师专德宏师专 20092009 级级 学生姓名：学生姓名： 郭毕寒郭毕寒 学学 号：号： 1818 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目： 110kV110kV 变变电电所所 工工程程 电电气气部部分分初初步步设设计计 毕业设计（论文）内容：毕业设计（论文）内容： 1、设计参数： 电压所用负电源母线短路序 号 类类 型型 kV 进出进出 线数线数 高压侧 推荐接线荷 kVA距离 km Tmax 容量 MVA 1818 中间变 1101104 4 单母分段 2004544002050 10kV

3、总负荷总负荷序 号出线数有功 MW无功 MVAR 距离 km 电缆数距离km同时率cos 181655.324.1525.20.840.9 2 2、设计自然条件：、设计自然条件：海拔 1000m ， 本地区污秽等级 2 级，地震裂度 6 级，最高气温 31C，最低气温 -3C，平均温度 17C，最大风速 20m/s，其他条件不限。 3 3、设计任务：、设计任务：待设计变电所题目分析；变电所电气主接线方案优化设计，绘制电气主接 线图；变电所所用电接线优化设计；短路电流计算；变电所主要导体和电气设备选择设计；变 电所高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；*变电所过电压保护及防雷规划设

4、计，绘制直击雷保护范围图；*变电所仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设 计说明书（含计算书） 。 专题（子课题）题目：专题（子课题）题目： 无无 内内 容：容：无无 设计（论文）指导教师（签字）：设计（论文）指导教师（签字）： 主主 管管 人（签字）：人（签字）： 2 2 0 0 1 1 2 2 年年 0 0 5 5 月月 0 0 5 5 日日 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 3 第 3 页 共 86 页 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 4 第 4 页 共 86 页 题 目：110kV110kV 变电所工程电气部分设计变电所工程电气部分设计 设计作者 学 校：昆昆 明

5、明 理理 工工 大大 学学 班 次：电力系统自动化技术电力系统自动化技术 20092009 级级 姓 名：郭毕寒郭毕寒 指导教师 单 位：昆昆 明明 理理 工工 大大 学学 姓 名：朱朱 建建 平平 职 称：高级工程师高级工程师 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 5 第 5 页 共 86 页 目目 录录 摘 要6 前 言7 0-1 毕业设计的意义 7 0-2 毕业设计任务要求、原始资料分析、完成计划 7 第一章 变电站电气主接线优化设计11 1-1 主接线设计概述 .11 1-2 电气主接线的初步方案选择设计 .13 1-3 电气主接线方案的经济技术比较 .17 1-4 最优电气主接线方案

6、的确定 .19 1-5 变电所主变和厂用变选择 .21 第一章 短路电流计算25 2-1 短路电流计算概述 .25 2-2 短路电流计算过程 .26 2-3 短路电流计算成果 .29 第二章 变电所导体和电气选择设计30 3-1 导体和电器选择设计概述 .30 3-2 导体的选择和校验 .31 3-3 主要电器设备的选择和校验 .35 3-4 无功补偿装置选择设计 .55 3-5 导体和电器选择汇总 .56 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 6 第 6 页 共 86 页 第三章 屋外高压配电装置优化设计59 4-1 高压配电装置概述 .59 4-2 高压配电装置优化设计 .59 4-3 高

7、压配电装置平面布置和断面图 .65 第四章 防雷保护规划设计67 5-1 变压器过电压及防护分析 .67 5-2 避雷器的配置规划与选择 .67 5-3 变电所避雷针配置规划及保护范围计算 .68 第五章 继电保护的配置规划设计72 6-1 继电保护的配置规划概述 .72 6-2 继电保护配置规划设计 .72 6-3 继电保护配置图绘制 .75 结 论.76 设计总结与体会.77 谢 辞.79 参考文献.80 附 录.81 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 7 第 7 页 共 86 页 摘摘 要要 本次设计是根据指导教师所给的设计任务书及原始参数进行，通 过对原始资料的详细分析，根据设计任

8、务书的要求，从可靠性，灵活性， 经济性，对电气主接线方案的进行了选择和经济技术比较，通过对短路 电流计算的手算，对主要电气设备和导体进行了选择和校验，对配电装 置进行的设计和选择，对变电站的防雷进行了设计，继电保护作了规划 配置。最后绘制了电气主接线图、继电保护配置图和避雷针保护范围图 关键词：主接线分析、短路计算、设备选择、配电装置。关键词：主接线分析、短路计算、设备选择、配电装置。 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 8 第 8 页 共 86 页 前前 言言 0-10-1 毕业设计的意义毕业设计的意义 在近 3 年的学习后，最终我们进行了毕业设计。毕业设计是检验几年来所学专业 知识的一个

9、重要手段，在这短短的一个月的时间时，我利用所学到的专业知识，结合 在电力系统工作的经验，对 110kV 中间变电站的电气主接线和配电装置进行了设计。 1.通过此次设计，巩固加深我对电气工程及其自动化专业 3 年学习的相关 理论基础知识、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化。 2.加强了我的独立工作思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能 力和获取新知识的能力。 3.加强了我对文献检索与翻译、计算、绘图、实验方法、数据处理、编辑、 设计文件、使用规范化手册、规程等最基本的工作实践能力的培养。 4.通过毕业设计的训练，使我树立起具有符合国情和生产实际的正确的设 计思想和观点；树立起严谨、负责

10、、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意 识及与他人合作的工作作风。 0-20-2 毕业设计任务要求、原始资料分析、完成计划毕业设计任务要求、原始资料分析、完成计划 一、一、设计任务要求（题目）设计任务要求（题目） 变电所工程电气部分初步设计 1.分析设计任务 （1） 阅读设计任务书、设计指导书、分析原始数据资料，明确设计任务，理解 设计成果和要求。 （2）广范查阅检索有关设计技术资料、收集设计参考文献中规定的资料。 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 9 第 9 页 共 86 页 2.电气主接线设计 电气主接线设计时，必须从全局出发，统筹兼顾，根据本变电所在系统中 的低位、进出线回路数、

11、负荷情况、工程特点、周围环境条件等，确定合理的 设计方案。 3.短路电流计算 （1）选择计算短路点。 （2）画等值网络（次暂态网络）图。 （3）化简等值网络。 （4）求计算电抗 Xjs （5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只做 到 Xjs=3.5） （6）计算无限大容量（Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量 （7）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 （8）计算短路电流冲击值。 （9）绘制短路电流计算结果表。 4.导体和电气设备的选择设计。 按选择设计的一般规定，根据导体和电器设备的选择校验技术条件和设计 计算要求，用前一步骤短路电流计算结果，选择并校验导体和电

12、器，绘制出电 气设备选择汇总表。 （1）各级电压母线，各电气设备间的连接导体、电缆。 （2）高压开关电器（各回路的断路器、隔离开关、高压熔断器）; （3）保护、测量用电流互感器；补偿电容器等； 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 10 第 10 页 共 86 页 （4）支柱绝缘子和穿墙套管、阻波器等。 5.高压配电装置设计 依照有关设计手册及设计技术规程所规定的设计原则与要求，根据变电站的类 型和总体布置，对选定的主接线方案进行高压配电装置设计。 （1） 按地理位置设计高压配电装置的进、出线断路器、互感器及避雷器等各 电气间隔的布置方案，绘出对应接线布置的各电气间隔配置方案示意图，布置方案

13、应母线上的负荷电流相对均匀。 （2） 高压配电装置选型设计，对所选用的某一配电装置方案，应理由充分， 论据确凿。要求积极慎重地采用新技术、新设备新材料、新结构，尽量做到技术先 进、经济合理、运行满足要求、安装维护方便、占地面积小。 （3） 绘制屋外高压配电装置的平面图和断面图。 6. 其他专题 （1） 仪表配置规划设计：根据规程，列表绘图说明配置仪表种类、数量、位 置。 （2） 继电保护规划设计：主要的发电机、变压器、线路保护配置，列表绘图 说明保护名称，反映的故障，动作结果，设计依据，设备厂家。 （3） 继电保护局部设计：变电所主变压器保护设计；发电机变压器组保护设 计等。 （4） 变电站防

14、雷保护设计：变电站避雷器配置图，避雷器选择；避雷针布置、 高度设计，绘制变电站直击雷防护图；接地设计及接地网图 此次设计中,得到了指导教师的耐心帮助,同学们的大力支持,我认真地完成了 设计任务 二、二、原始资料分析原始资料分析 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 11 第 11 页 共 86 页 1、设计参数： 电压所用负电源母线短路序 号 类类 型型 kV 进出进出 线数线数 高压侧 推荐接线荷 kVA距离 km Tmax 容量 MVA 1818 中间变 1101104 4 单母分 段 2004544002050 10kV 总负荷总负荷序 号出线数有功 MW无功 MVAR 距离 km 电缆

15、数距离km同时率cos 181655.324.1525.20.840.9 2 2、设计自然条件：、设计自然条件：海拔 1000m ， 本地区污秽等级 2 级，地震裂度 6 级， 最高气温 31C，最低气温 -3C，平均温度 17C，最大风速 20m/s，其他条件不限。 待设计变电所题目分析；变电所电气主接线方案优化设计，绘制电气主接线图； 变电所所用电接线优化设计；短路电流计算；变电所主要导体和电气设备选择设计； 变电所高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；*变电所过电压保护 及防雷规划设计，绘制直击雷保护范围图；*变电所仪表与继电保护配置规划设计， 绘制保护配置图；编制设计说明书

16、（含计算书） 。 三、三、完成计划完成计划 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 12 第 12 页 共 86 页 第一章第一章 变电站电气主接线优化设计变电站电气主接线优化设计 1-11-1 主接线设计主接线设计概述概述 一、电气主接线设计意义一、电气主接线设计意义 主接线代表变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分， 它直接影响电力系统运行的稳定性和灵活性，并对电气的选择，配电装置的布置， 继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。主接线设计的好坏，将 对电厂、系统、工农业生产有直接影响。因此，我们需同时考虑变电站接线的可靠 性，灵活性和经济性，制定出最佳方案。

17、二、电气主接线设计依据二、电气主接线设计依据 本次电气主接线设计是根据以下各点为基本设计依据： 1、根据毕业指导教师具体安排的课题和设计任务书要求； 2、根据变电站在电力系统中的地位和作用； 3、根据变电站的最终建设规模； 4、根据变电站负荷的大小和重要性； 5、根据系统备用容量的大小； 6、根据变电所主接线设计的具体资料（出线电压等级、回路数、输送容量和最 大负荷利用小时数） 。 三、电气主接线设计方法三、电气主接线设计方法 四、电气主接线设计的基本要求四、电气主接线设计的基本要求 可靠性、灵活性和经济性是电气主接线设计应满足的三项基本要求。 1、可靠性要求 （1） 、供电可靠性是电力生产和

18、分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。 研究主接线可靠性应注意的问题： a、应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的 衡量标准是运行实践。 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 13 第 13 页 共 86 页 b、主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综 合。 c、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气 设备可以简化接线。 d、要考虑所设计发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用。 （2） 、主接线可靠性的具体要求 a、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。 b、断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路

19、数和停运时间，并 保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 c、尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。 d、大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2、灵活性要求 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 (1)调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷， 满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 (2)检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而 不致影响电力网的运行和对用户的供电。 (3)扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电 时间最短的情况下，投入新装机组、变压气或线路

20、而不互相干扰，并且对一次和二 次的改建工作量最少。 3、经济性要求 （1） 、设备、线路经济合理 a、主接线应力求简单，以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器 等一次设备。 b、要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 c、要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 d、如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV 及以下终端或分支变电所可 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 14 第 14 页 共 86 页 采用简易电器。 （2） 、占地面积小 主接线设计要为配置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 （3） 、电能损失少 经济合理地选择变压器的种

21、类（双绕组、三绕组或自藕变压器） 、容量、数量， 要避免因两次变压而增加电能损失。在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢 纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 1-21-2 电气主接线的初步方案选择设计电气主接线的初步方案选择设计 一、一、设计任务：设计任务： 表 1.1 110KV 中间变电站设计原始参数表 电压序号类型 KV 进出线 数 高压侧推荐 接线 所用负荷 Psy/KVA 电源距离 Km Tmax 母线短路 容量 18 中间变 1104 单母分段 2004544002050 二、110110 kVkV中间变电所主接线模式分析中间变电所主接线模式分析: 中间变

22、电所具有交换系统功率和降压分配功率的双重功能，它是中心变电所和终 端变电所之间的中间环节。这类变电所在地方电网110 kV系统中较为普遍，一般高 压侧进出线回路数较多，变电所在系统中的地位较为重要。因此，中间变电所主接 线方式既不能像终端变电所那样简单，也不必象中心变电所那样复杂，应根据变电 所在系统中的地位和作用来确定。一般中间变电所的高压侧主接线形式可考虑单母 线、单母线分段、内桥式接线。低压侧主接线形式可考虑单母线、单母线分段、单 母线分段带旁路接线 总负荷P序号 10kv 出线数 有功MW无功MVAR 距离KM电缆数距离KM同时率 Cos 181655.324.1525.20.840.

23、9 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 15 第 15 页 共 86 页 1、110KV侧接线 110kV 变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点 及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资 和便于扩建等要求，我们设计 110kV 变电所主接线时一般采用单母线、单母线分段、 内桥式。考虑其可行性对比分析如表 2.1： 表 1.2 110KV 侧主接线方式对比分析 接线方 式 单母线单母线分段 内桥式接线 优点 简单、清晰、设备 少 可靠性、灵活性较高。 任一段母线故障，分段 断路器可在继电保护装 置作用下自动断开。 适用于线路较长或不需

24、要 经常切换变压器；线路故 障不会影响变压器的正常 运行；造价较低，接线结 果简单清晰。 缺点 可靠性、灵活性不 高，当母线或母线 隔离开关发生故障 或检修时都要使整 个配电装置停电 当一段母线或母线隔离 开关检修时该母线各出 线须停电；费用较高， 架接线路复杂 只适用于两台变压器、两 条线路的接线 适用范 围 电压为 110220KV 时，出线回路数不 超过 2 回 电压为 110220KV 时， 出线回路数为 34 回 为宜 适用于两回进线两回出线 且线路较长、故障可能性 较大和变压器不需要经常 切换运行方式的变电站中 采用或 不采用 原因 在该设计中用户有 一级负荷、二级负 荷，可靠性、

25、灵活 性要求较高，不宜 满足设计要求，宜采用由于本设计 110KV，进出 线数为 4 条，不宜采用 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 16 第 16 页 共 86 页 采用 本变电所 110KV 进出线回路数增加 4 回，单母线供电不可靠，需要用断路器将 母线分段，成为单母线分段 ，故本设计中间变电站 110KV 侧主接线采用单母线分段 的接线方式。 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 17 第 17 页 共 86 页 2、10KV 侧接线 表1.3 10KV侧主接线方式对比分析 接线方式单母线单母线分段单母线分段带旁路 接线图 优点 接线简单、清晰，采 用设备少，操作方便， 便于扩建

26、简单、操作方便、运行经济等， 不仅利于分段检修母线，还可 减小母线故障的影响范围，对 主要用户可以从不同分段母线 上引接，在一定程度上克服了 单母线的缺点，提高了系统供 电可靠性 供电可靠，调度灵活， 扩建方便，易于试验 适用范 围 610kV 配电装置出 线回路数为 6 回及以 下时 610kV 配电装置出线回路数 为 6 回及以上时;每段母线容 量不超过 25MW； 短路电流较大，出线 需要带电抗器时 缺点 运行不够灵活、可靠， 当母线或母线隔离开 关发生故障或检修时 都要使整个配电装置 停电 当一段线母线或母线隔离开关 故障或检修时，该段母线的回 线路都要在检修期内停电；当 出线为双回路

27、时，常使架空线 出现交叉跨越；扩建时需向两 个方向均衡扩建 接线较为复杂，母线、 断路器等设备较单母 线分段要多，当母线 故障或检修时，隔离 开关作为倒换操作电 器，容易误操作 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 18 第 18 页 共 86 页 采用或 不采用 原因 可靠性、灵活性达不 到要求，不宜采用 满足设计要求，采用 本设计中变电站接线 较为简单，此方案成 本较高，不宜采用 在正常运行方式下，分段断路器合上，相当于单母线运行方式，系统接线简单、 清晰，有利于继电保护配置。当一段母线故障时，其分段断路器在继电保护作用下， 自动将故障点切除，而保证了另一段母线的正常运行，确保重要用户的正

28、常用电。 因此，在地方电网110 kV中间变电所中，如电气设备采用GIS组合电器、S 断路器等 供电可靠性较高的开关设备时，一般优先选用单母线分段主接线方式。 综上所述，10kV可采用单母线分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路， 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所 以此种接线方式同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。 1-31-3 电气主接线方案的经济技术比较电气主接线方案的经济技术比较 在 110KV 变电所设计建设当中，主要考虑的接线方式经济运行指标可以用如下方 法计算。 一、一、电气主接线的可靠性定量指标电气主接线的可靠性定量指标 1、可靠性

29、定量指标计算 （1）、事故限电量： 本变电所采用的是有备用电源自动投入装置的方式，其事故限电量为 12 ()() kqtqtykqt ASz nSnT 式中：事故停运主变的容量(万kVA )； qt S 主变负载率(%)；z 同时事故停运的主变台数； 1 n 仍在运行的主变热备用容量； y S 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 19 第 19 页 共 86 页 仍在运行的主变热备用的台数； 2 n 主变事故强迫停运的时间，若经切换操作可恢复供电时，它等于 kqt T 判明事故及处理事故的时间，取l小时。 （2）限电经济损失： （万元/年） kqt UAK 式中：K单位电度损失计算系数，取1

30、5元kWh。 2、电气主接线的限电经济损失计算结果 以主变压器单位（万KWh）容量为基准，根据110KV变电站电气主接线的技术 经济研究表1的指标，计算电气主接线方案可靠性定量指标结果如下： 表1.4 待选接线方案可靠性定量指标计算结果表 接线形式单母线单母线分段内桥式接线 事故平均年限电量（万KWh/年） 27.2313.624.875 限电经济损失（万元/年） 40.8420.427.31 二、电气主接线方案经济指标二、电气主接线方案经济指标 1、电气主接线方案经济指标计算 110KV变电站基建时问比较短， 在经济比较中可忽略时间因素的影响，计算式为： () tz ZCUX T 上式中：Z

31、年计算费用（万元） ； C年生产费用(万元)，取投资5%； U年平均事故停电损失(万元)，它等于平均年事故限电量乘单位 kwh损失计算系数K； Xt年投资积压损失系数，取投资10% Tz总投资(万元)，包括设备费、建安工程费、占地补偿费(TZ指方案 相对比较项资，不包括主变压器、10kV设备、二次公用设备及综合性建筑 等共同部分的费用， 但考虑了不同方案的差别) 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 20 第 20 页 共 86 页 2、电气主接线的经济指标计算结果 表1.5 待选接线方案的经济指标计算结果表 接线形式单母线单母线分段内桥式接线 总投资（万元） 499.8529.3481.7

32、年计算费用（万元/年） 115.8134.179.6 1-41-4 最优电气主接线方案的确定最优电气主接线方案的确定 经过1-2 中对各主接线方式运行的优缺点分析以及1-3 中对接线方式的技术 经济指标的计算比较，本着以变电所运行可靠性为前提，考虑未来扩建等因素，其 次尽量减少总投资和运行成本费用的原则，最终确定该站高低压侧的接线方式如下： 表 1.3 最优主接线方案确定及说明表 电压侧110kV 侧10kV 侧 接线方式单母线分段接线单母线分段接线 主要特点 可靠性、灵活性较高。任一段母 线故障，分段断路器可在继电保 护装置作用下自动断开。范围符 合本变电所 110KV 进出线回路数 4 条

33、的要求 简单、操作方便、运行经济等， 不仅利于分段检修母线，还可减小 母线故障的影响范围，对主要用户 可以从不同分段母线上引接，在一 定程度上克服了单母线的缺点，提 高了系统供电可靠性。范围符合 10KV 出线数 16 条的要求。 110KV 变电所主接线如图 1.1 所示： 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 21 第 21 页 共 86 页 图 1.1 110KV 变电所主接线示意图 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 22 第 22 页 共 86 页 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 23 第 23 页 共 86 页 1-51-5 变电所主变和厂用变选择变电所主变和厂用变选择 一

34、、一、主变的选择：主变的选择： 主变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式 等条件综合考虑 （一） 、变压器容量、台数的确定 1、台数 如果变电所可由中、低压侧电网去的足容量的备用电源时，可装设一台主变压 器；当变电所处于负荷较高的地区时，可装设三台主变压器；其余变电所常装设两 台主变压器，根据本变电所电气主接线，确定该站主变台数为 2 台。 2、容量确定 根据设计任务书所给的出线负荷和选的电气主接线方式，故选择容量及型号相 同的 2 台主变。装有两台机以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器 的容量应不小于总负荷的 60%，所以得【参看 35KV-110KV

35、 无人值班变电所设计规程 6.1】 3、根据设计自然条件：海拔1000m，本地污秽等级 2 级，地震裂度6 级， 最高气温 31，最低气温-3，平均温度 17，最大风速 20m/s，其他条件不限 （包括运输）。故选择采用三相电力变压器。 4、绕组数的及调压方式的确定 在本设计变电所中，仅有两个电压等级，只需要由高压向低压供电，因此选用 双绕组变压器。双绕组变压器可减少变电所电压等级，有利于简化主接线，提高供 电可靠性，有利于实现无人值班变电所的远方监控。当今社会市场经济要求严格履 行供电质量指标，系统内对电压合格率也严格的考核，所以本设计变电所采用装设 有载调压变压器 5、连接组别的确定 变压

36、器绕组的连接方式必须和系统电压相一致，否则不能并列运行。该变电所 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 24 第 24 页 共 86 页 有两个电压等级，所以选用双绕组变压器。我国 110KV 及以上电压，变压器绕组都 采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV 以下电压，变压器绕组都采用 三角形连接。变压器采用绕组连接方式有 D 和 Y，我国 110KV 采用 Y 连接，35KV 以 下电压的变压器有国标 Y/d11、Y/Y0 等，变电所选用主变的连接组别为 Y/d11 连接 方式。故本次设计的变电所选用主变的连接组别为 YN,d11 型。 主变容量：(根据设计任务书统计负荷) 距题

37、意得： Pjs=55.3MW Qjs=24.1MW 2222 55.324.13638.960.32 jsjsjs SPQMKVA 在计算负荷中，变压器的有功和无功损耗可分别用下列近似公式计算 0.020.02 60.321206.4() Bjs PSKWA 0.080.08 60.324825.6() Bjs QSKWARA 变电所 110KV 侧总高压负荷为 55300 1206.456506.4() sjB PPPKW A 241004825.628925.6() sjB QQQKVAR A 变电所的功率因数，则cos0.9tan0.4843 则系统供给的无功功率 Qx； tan5650

38、6.4 0.484327366.45() x QPKVAR 需补偿的无功功率28925.627366.451559.15() Cx QQQKVAR 变电所主变压器的容量为 2222 56506.427366.4562784.519() jx SPQKVAR 为保证重要供电，待设计的变电所宜选择两台主变压器，采用暗备用的方式，若每 台变压器的容量要求能带全部负荷的 84%计算。 （中小型水电厂和降压变电站，多采 用暗备用方式） 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 25 第 25 页 共 86 页 0.840.84 62784.51952738.996() j SSKVA （二） 、根据以上分析

39、条件， 查附表 13，选两台 SFZ763000/110 型变压器，该变压器的技术数据见表 1.6 型号额定容量 （MVA） 额定电压损耗电压%电流%联结 组别 号 高压低压空载短路SFZ763000 /110 63 1108 1.25% 10.571260 10.50.9 YN,d11 二、所用变的选择二、所用变的选择 1. 所用变台数的确定 根据变电所技术规程 ，第 2930 条规定结合本站实际，采用两台所用变压器，并 装设备用电源自动投入装置，采用 380/220V 低压母线用空气自动开关分成两段，两 台变压器互为暗备用。 2. 所用变容量的确定 题意已知所用变负荷为 S=200KVA，

40、选择 SL7200/10 型变压器两台，其技术数据见 下表 1.7： 型号额定容 量 (KVA) 额定电压 (KV) 损耗(KW)阻抗电压 (%) 空载电流 (%) 连接组别 SL7200/10200100.40.543.442.4Y,y0n0-12 1-61-6 变电所所用电设计（说明，绘图）变电所所用电设计（说明，绘图） 一般有重要负荷的大型变电所，380220V 系统采用单母线分段接线，两台所 用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。 。所以本站采用两台站用变，低压 10KV 母线可采用分段母线分别向两台所用变压器 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸

41、26 第 26 页 共 86 页 提供电源，以获得较高的可靠性，低压侧采用单母线分段接线，并带有 BZT 装置， 互为备用。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故 障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证 变电所正常运行。其中注意，设置备自投宜分别设在负荷侧，避免设置母线段备自 投，是为了防止一段母线故障时，备自投后造成所用电全部断开而扩大事故。 图 1.2 所用变主接线示意图 1-61-6 最优电气主接线图绘制（说明，绘图）最优电气主接线图绘制（说明，绘图） 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 28 第 28 页 共 86 页 设计（

42、论文）专用纸设计（论文）专用纸 29 第 29 页 共 86 页 第二章第二章 短路电流计算短路电流计算 2-12-1 短路电流计算概述短路电流计算概述 一、短路电流计算的目的意义一、短路电流计算的目的意义 1、短路电流计算的目的： （1） 电气主接线方案的比较与选择。 （2） 电气设备和载流导体的选择。 （3） 确定中性点接地方式。 （4） 计算软导体的短路摇摆。 （5） 确定分裂导线间隔棒的间距。 （6） 验算接地装置的接触电压和跨步电压。 （7） 选择继电保护装置和进行整定计算。 短路是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间 的连接。短路对电力系统的正常运行和电气

43、设备有很大的危害。在短路发生时，由 于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的短路电流 值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。短路电流通过电气设备中的导体 时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。且短路会引起电网中的电压降低，可能 使部分用户供电受到破坏。还会引起系统功率分布的变化，使发电机失去同步，破 坏系统的稳定，引起大片地区停电。 短路的种类分为三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。 在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计和运行中，都必须进行短路计算， 以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导 体、确定限制短路电流的措施

44、、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参 数等的重要依据。 二、短路电流计算的基本假定二、短路电流计算的基本假定 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 30 第 30 页 共 86 页 （1） 正常工作时，三相系统对称运行。 （2） 所有电源的电动势相位角相同。 （3） 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和，磁滞，涡 流及导体集肤效应等的影响。转子结构完全对称，定子三绕组空间位置相差 120 度 电气角度。 （4） 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流 大小发生变化。 （5） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50负荷接在高压母线 上，

45、50负荷接在系统侧。 （6） 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） （7） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 （8） 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 （9） 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻 都略去不计。 （10） 元件的计算参数都取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 （11） 输电线路的电容略去不计。 （12） 用概率统计法制定短路电流运算曲线。 2-22-2 短路电流计算过程短路电流计算过程 在本设计中，按设计要求，短路电流计算将计算三相短路电流。短路电流计算 时间为 0s、1s、2s。 一、短路电流计算的方法（运算曲线法）、短路电流

46、计算的方法（运算曲线法） 本次设计课题中短路电流计算是应用运算曲线进行的标么值的近似计算，其基 本计算步骤为： 1. 网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗； 2. 求各电源的计算电抗（将各转移阻抗按各发电机额定功率归算） ； 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 31 第 31 页 共 86 页 3. 查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标 么值； 4. 求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流； 5. 在要求提高计算准确度的情况下，可进行有关的修正计算。 6.为选择 11010KV 配电装置的电器和导体，需计算在最大运行方式下流过电 气设备的短路电流，

47、选两个短路点，既 d1和 d 2，如图 1.8 所示 图 1.8 3DL 1DL2DL 1B2B 35KV 10.5KV a x1 0.1 d1 d1 x3 1.19 x2 1.19 b x1 0.1 x4 0.595 d2 c 设系统为无限大容量，Sc=，选 Sj=100MVA 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 32 第 32 页 共 86 页 根据设计任务书的要求,待设计变电所高压母线上的短路功率为 Sd=2050MVA 则系统电抗 1 100 0.04878 2050 j d S X S 变压器电抗为 %10.5100 20.167 10010063 j d c S U X S （一

48、）D1(3)点短路时：Up=115KV (3)(3) * 1 11 “20.50 0.04878 II X 基准电流：（KA） 100 0.502 33 115 j j p S I U 所以，三相短路电流： (3) (3)* “20.5 0.50210.291() j IIIKA 冲击电流： (3)(3) 2“2.55 10.2926.24() chim iKIKA 短路容量： “(3)3“(3)3 115 10.292049.622()SUpIMVA (3) 1.52 “1.52 10.2915.64() ch IIKA （注：Kim=1.8 时，） “(3) 1.52 ch II （二）D2点短路时：10.5 p UKV 在 D2点短路时，阻抗图简化为 C 图 2 4 0.167 0.084 22 X X 514 0.0490.0840.133XXX 短路电流的标么值： (3)(3) * 11 “7.52 50.133 II X 设计（论文）专用纸设计（论文）专用纸 33 第 33