110KV降压变电所电气一次部分设计 毕业设计论文.doc

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1、目录 前言 第一章 毕业设计任务书- （4） 第二章 负荷分析- （7） 第三章 变压器的选择- （9） 第四章 无功补偿装置- （14） 第五章 电气主接线的初步设计及方案- （19） 第六章 各级配电装置的配置- （27） 第七章 短路电流的目的及结果- （29） 第八章 电气设备选择- （32） 第九章 继电保护的规划-（44） 第十章 防雷的规划- （48） 第十一章 变电所的所用电-（49） 参考文献-（50） 致谢 (50) 前言 经过六周的毕业设计，在指导老师的精心指导下，经过周 密的计算，借助参考阅读电力工程电气设备手册 、 电力工 程电气设计手册 、 发电厂及变电站电气设备

2、、 电力系统及 自动装置 、 高电压技术和继电保护技术等参考书籍,我 们最终完成了本此的设计任务:110KV 降压变电所的一次部分设 计。 110KV 降压变电所的一次部分根据负荷性质的周围环境及 变电站规划容量，可知该变电所为主变容量为 20MW 的终端变电 站,根据终端变电站在电力系统中的地位和作用,负荷性质,出线 回路,设备特点,周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况, 在满足供电可靠,功能性有一定的灵活,还拥有一定发展裕度的 前提下,本设计选择了 110KV 内桥接线,10KV 单母分段的电气主 接线. 这六周的毕业设计教我学会了对设计的要求及内容有了一 定的了解和掌握,更加深了解课

3、本中的内容,使知识和理论相结 合,使基础知识与实际操作紧密相联系,对变电站的设计有了进 一步深刻的学习和运用. 本次变电站设计得到了指导老师的悉心指导，帮我解决了 许多设计上的难题，也指出了许多设计上的错误。因个人水平 及能力有限,设计不免有误,望指导老师给予更正指导。 第一章：毕业设计任务书 一、设计题目 110KV 降压变电站部分的设计 二、所址概况 地理位置及地理条件的简述 1、为了解决 Y 市经济特区供用电突出的需求矛盾，提高供电质量 及可靠性，决定在该区建设一所 110kV 无人值班变电所，名为 XD 变电所。 2、环境条件 年最高温度：40； 年最低温度：-10；年平均温度：25；

4、海 拔高度：150M； 土制：粘土；雷暴日：30 日/年。 三、系统概况 通过 110KV 2 回 60KM 线路与无穷大系统相联，系统短路容量 1000MVA； 四、负荷情况： 最大负荷 30MW，最小负荷 15MW。 10 千伏侧负荷情况表：Tmax=5600 小时 COS=0.85 用户名称 最大负荷 （KW） 线路长度 （KM） 回路数 毛纺厂 300 5 1 缝纫机厂 380 4 1 医院 300 3 1 造纸厂 260 6 1 自行车厂 450 2 1 学校 250 3 1 硅铁厂 800 4 1 电视机厂 300 3 1 远景发展：10 千伏侧远景拟发展 6 回电缆出线，最大综合

5、负荷 18MW，功率因数 0.85 五、变电站位置示意图： 待建变电站 A C 六.毕业设计的任务 1 熟悉题目要求，查阅相关科技文献； 2 主接线方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容； ） 3 选择主变压器； 4 短路电流计算； 5 电气设备选择； 6考虑防雷和无功补偿 7考虑继电保护及自动装置的配置； 8撰写设计说明书、绘制图纸。 七、毕业设计的主要内容、功能及技术指标 主要内容： 1 确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数 据、列出技术上可能实现的 23 个方案，经过技术经济比较，确定 最优方案； 2 选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等； 3 短路电流计算：根

6、据电气设备选择和继电保护整定的需要，选 择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总； 4 电气设备的选择：选择并效验断路器、隔离开关、电抗器、电 流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等、选用设备的型号、 数量汇总设备一览表； 5 配电装置设计； 6 防雷保护设计。 主要设计指标 1 本设计的边点多电气部分应具有可靠性、灵活性、经济性、并 能满足工程建设规模要求； 2 变电所功率因数不低与 0.9。 八、毕业设计提交成果 1 设计说明书； 2 图纸：电气主接线图一张（A3 图纸） ； 10KV 配电断面图（A3 图纸） ；变电所平面布置图（A3） 第二章 负荷分析 （参考资料：发

7、电厂及变电站电气设备第一章：绪论） 一、负荷分类及定义 1、 一级负荷：对这类负荷停止供电，会带来人身危险， 设备损坏，产生大量废品，长期破坏生产次序，给国 民经济带来巨大的损失或造成重大的政治影响。 2、 二级负荷：对这类负荷停止供电，会造成大量产品报 废，城市公用事业和人民生受到影响。 3、 三级负荷：一般指短时停电不会造成严重后果的用户， 如工厂附属车间，小城镇，小加工厂等。 二、本设计中的负荷分析 毛纺厂:若中断对其的停电,就会引起跳线打结从而使产品不合 格,但不会影响到人身伤亡,故可采用二类负荷供电的方式. 缝纫机厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止 供电，不会带来太大的

8、损失，所以应属于二级负荷。 医院:停止对该类负荷的供电,将会造成非常严重的后果,有可能 会造成人身伤亡的重大事故.故采用一类负荷的供电方式, 造纸厂:若停电会造成产品报废或破坏了生产秩序. 将带来巨大 的损失且难以挽回,属于一级负荷。 自行车厂: 生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供 应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。 学校: 若中断供电，对学校的正常教学影响不大，所以应属于三级 负荷 硅铁厂：生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，造成 极大的经济损失，应属于一级负荷。 电视机厂:该类符合短暂的停电不会对产品质量产生多大影响,故属 于三类负荷. 三、10K

9、V 各侧负荷的大小 10KV侧： P300+380+300+260+450+250+800+300=3040KW Q=3040*0.62=1884.8Kvar 远景发展：P18000KW Q=Ptan =18000*0.62=11160Kvar 所以：S30402+（1884.8+11160）21/224750KVA 考虑线损(a=5)及同时系数（KT=0.9）时容量为： S2=KTS1（1+ a）=0.924.57(1+5)=23390KVA 由变电所的性质和全面地分析负荷计算过程，我们可知所设计的 变电站为终端变电站. 第三章 主变压器的选择 （参考资料：电力工程电气设计手册电器一次部分，

10、第五章： 主变压器选择） 一、主变台数的确定 对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情 况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此 情况，故主变设为两台。 二、主变运行的确定 1、两台主变分列运行的情况：按备用电源接线有明备用方式和 暗备用方式两种。备用方式优点：短路电流小,使开关刀闸选择轻 便,更便宜检修,维护.备用方式缺点：发生故障时备用电源切入有 0.50.2S 的瞬间停电,对于某些重要用户是不充许的；容量不同, 容量小的做备用电源保证重要用户的供电,只能对别的用户限制用电； 特殊的负荷方式难以应对容量此时的不够,这样可能会带来严重的后 果. 2、两台主变并

11、列运行情况：并列运行优点：一台主变故障, 另一台仍能支持 6070，不会造成瞬间断电。并列运行缺点： 需要考虑大容量,在负荷高峰时则经济性差。 综上所述,则本设计主变运行方式选择并列运行。 三、主变容量的确定 1、主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择， 并适当考虑到远期 10-20 年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容 量应与城市规划相结合。 2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容 量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时， 其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的 一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，

12、其余 变压器容量应能保证全部负荷的 70-80。此变电所是一般性变 电所。 有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为： S=S2*0.8=24750*0.8=19800KVA 所以应选容量为 20000KVA 的主变压器。 四、主变相数选择 1、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠 性要求及运输条件等因素。 2、当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电所，均 应采用三相变压器。 社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输 等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相 变压器。 五、主变绕组数量 对深入引进至负荷中心，具有直接从高压

13、降为底压供电条件的变电 所，为简化电压等级或减少重复降压容量，故主变压器宜采用双绕 组变压器。 六、主变绕组连接方式 变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运 行。电力系统采用的绕组连接方式只有 y 和，高、低两侧绕组如 何要根据具体情况来确定。 我国 110KV 及以上电压，变压器绕组都采用 Y0 连接； 35KV 及以下电压，变压器绕组都采用连接。 有以上知，此变电站 110KV 侧采用 Y0 接线,10KV 侧采用接 线 七、主变中性点的接地方式： 选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单 相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的 绝缘水

14、平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安 全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性 点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了 变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压 器中性点运行方式。 310KV系统电压不高，绝缘费用在总投资中所在比重不大，同时这 等级配电线路中长度长，雷击跳闸事故多，因而着重考虑供电可靠 性问题。一般多采用中性点不接地系统，仅在线路长或电缆线路而 且单相接地电流越限时，才采用经消弧线圈接地方式。 110KV系统由于电压升高，绝缘费用在总投资中所在比重增大供电可 靠性则可通过全线架设避雷线和采用自动重合闸加以

15、完善。 因此，我国多数110KV系统采用中性点直接接地方式。 所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式，10KV采用中性点不 接地方式 八、主变的调压方式 电力工程电气设计手册 （电器一次部分）第五章第三节规定： 调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头， 从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为 无励磁调压，调压范围通常在+5以内，另一种是带负荷切换，称 为有栽调压，调压范围可达到+30。 对于 110KV 及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压 器采用有载调压。 由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。 九、变压器冷却方式选择 参考电力工程电

16、气设计手册（电器一次部分）第五章第四节 主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油 循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。 小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油 循环风冷却方式。电力变压器一般按容量大小分类，分为小型变压 器（630KAV及以下），中型变压器（8006300KAV），大型变压器 （800063000KAV），特大型变压器（90000KVA及以上）， 故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。 十、变压器选择 额定电压(KV)型号 额定容量 (KVA) 高压 低压 空载 损耗 (KW) 空载 电流 (%) 负荷 损耗 (KW) 阻抗 电压 (%

17、) SFZL7-20000/110 20000 11081. 25% 10.5 30 1.2 104 10.5 SFZL7-20000/110 20000 11081. 25% 10.5 30 104 10.5 SFZ7-20000/110 20000 11031. 25% 81.25% 10.5 26 1.0 97 10.5 SFZ7-20000/110 20000 110 81.25% 10.5 30 104 10.5 从上述表格可知，本设计变电所采用主变压器型号为：SFZ7 20000110。 十一、变压器型号说明 S：三相；F：油浸风冷；Z：有载调压；7：设计序号。 对于绕组材料为铜线

18、的不用标明。 综上所述考虑可得本设计对变压器的选择 连接方式 中性点接地 方式 型号 额定 容量 (KVA) 台 数 相 数 绕 组 110KV 10KV 110KV 10KV 冷却 方 式 调压 方式 SFZ7- 20000 20000 两 台 三 相 双 绕 组 Y0 接 线 接 线 中性 点直 接接 地方 式 中性 点不 接地 油浸 风冷 有载 调压 第四章 无功补偿装置的选择 一、补偿装置的意义: 无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和 电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。 二、无功补偿装置类型的选择: （参考资料：教材-电力系统第五章第四节： 电力工程电器设计

19、手册电器一次部分第九章） 1、无功补偿装置的类型 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。 2、常用的三种补偿装置的比较及选择 这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无 功的变配电所的母线上。 同步调相机： 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向 系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。 装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的 数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有 强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利 于提高系统的

20、稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较 复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投 入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于 5MVA 的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所， 以便平滑调节电压和提高系统稳定性。 静止补偿器： 静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出 无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗 器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率 的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、 经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地 调节无功功率，以满足无功

21、补偿装置的要求。这样就克服了电容器 作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。 与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做 到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应 性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。 （但此设备造价太高， 不在本设计中不宜采用） 。 并联电容器： 并联电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提 供的无功功率值与所节点的电压成正比。 并联电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分 散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它 没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率， 也可

22、将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。 综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功 补偿装置。 三、无功补偿装置容量的确定: （根据现场经验） 现场经验一般按主变容量的 10-30来确定无功补偿装置的容量。 此设计中主变容量为 20000KVA 故并联电容器的容量为：2000KVA6000KVA 为宜，在此设计中取 6000KVA。 四、并联电容器装置的分组: （参考资料：电力工程电气设计手册电气一次部分 第九章第四 节） 1、分组原则 1） 、并联电容器装置的分组主要有系统专业根据电压波动、负荷变 化、谐波含量等因素确定。 2） 、对于单独补偿的某台设备，例如电动

23、机、小容量变压器等用的 并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同 时投切。 对于 110KV220KV、主变代有载调压装置的变电所，应按有载调 压分组，并按电压或功率的要求实行自动投切。 3） 、终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变 压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切 任一组电容器时引起的电压波动不应超过 2.5。 2、分组方式 1） 、并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断 路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。 2） 、各种分组方式比较 a、等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系，从而 使并

24、联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。既可用比 等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而 节约了回路设备数。但会在改变容量组合的操作过程中，会引起无 功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁 操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可 能性增加。因而应用范围有限。 b、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组， 当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器 装置退出运行。 c、等容量分作方式，是应用较多的分作方式。综上所述，在本设计 中，无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。 五、并联电容器装置的接线:

25、并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两 种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也 采用有由三角形派生出来的双三角形。 从电气工程电气设计手册中比较得，应采用双星形接线。 因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯 不会造成干扰，适用于 10KV 及以上的大容量并联电容器组。 六、中性点接地方式： 对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因 此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。 七、并联电容器对 10KV 系统单相接地电流的影响: 10KV 系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的 中性点也是不接地

26、的，当发生单相接地故障时，构不成零序电流回 路，所以不会对 10KV 系统造成影响。 故本设计中采用以下方案 序号 项目 变电所方案 1 主变容量（ KVA） 22000 22000 2 110KV 出线 2 2 3 10KV 出线 8 8 4 电容器组（KVA） 20006000 20006000 第五章 电气主接线的初步设计及方案选择 参考资料：1、 发电厂电气设备 （于长顺主编）第十章 2、 电力工程电气设计手册 （一次部分）第二章 第一节 电气主接线的概况 1、发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路， 称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来， 并分给

27、各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接 方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变 电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可 靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、 继电保护和控制方式的拟定有较大影响。 2、在选择电气主接线时的设计依据 1） 、发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用 2）发电厂、变电所的分期和最终建设规模 3） 、负荷大小和重要性 4）系统备用容量大小 5）系统专业对电气主接线提供的具体资料 3、主接线设计的基本要求 1） 、可靠性 2） 、灵活性 3） 、经济性 4、6-220KV 高压配电装置的基本接线

28、 有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增 设旁母线或旁路隔离开关等。 无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。 6-220KV 高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。 第二节 电气主接线的选择 一、110KV 侧主接线的设计 单母线分段： 优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两 回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障时，分段断路器自动 将故障切除，保证正常段母线不间断供电和使重要用户停电。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障检修时，该段母线的回路 都要在检修期间停电；当出线为双回路室，常使架空线出现交叉跨 越，扩建时需

29、要两个方向均衡扩建。 试用范围：610KV 配电装置的出线回路数为 6 回及以上时； 110220KV 配电装置的出线回路数为 34 回时。 桥形接线 两回变压器线路单元相连，接成桥行接线，分为内桥和外桥 两种接线，是长期开环运行的圆角形接线。 （1）内桥接线 优点：高压断路器数量少，4 个回路只需 3 台断路器。 缺点：变压器切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响 一回路暂时停运；桥连断路器检修时两个回路需要解列运行；出线 断路器检修时，线路需要较长时期停运，为避免此缺点，加装正常 开断运行的跨条，为了轮流停电检修任何一组隔离开关，在跨条上 需加装两组隔离开关。 试用范围：适用于较小容量发

30、电厂和变电所，并且变压器不经 常切换或线路较长，故障较高情况。 （2 外桥接线 优点：同内桥接线。 缺点：线路切除和投入复杂，需动作两台断路器，并有一台 变压器暂时停运；桥连断路器检修时两个回路需要解列运行；变压 器需较长时期停运，为避免此缺点，加装正常开断运行的跨条。 试用范围：适用于较小容量发电厂和变电所，并且变压器的切 换频繁或线路较短，障较少情况。此外，线路有穿越功率时，也宜 采用外桥接线。 二、10KV 侧主接线设计 10KV 侧出线回路数为 8 回，再考虑远景发展增加 6 回 由上述规程可知：当 10KV 侧出线回路数为 6 回及以上时采 用单母分段接线；当短路电流较大，出线需带电

31、抗器时，可考虑双 母线接线，但对于终端变电所而言，10KV 侧出线采用单母分段接 线足以。 三、主接线方案 方案一：采用两台主变，正常运行时并联，110KV 侧主接线 采用单母分段接线；10KV 侧采用单母分段接线。 （如图 41） 方案二：采用两台主变，正常运行时并联，110KV 侧主接线 采用内桥接线；10KV 侧采用单母分段接线。 （如图 42） 方案三：采用两台主变，正常运行时并联，110KV 侧主接线 采用外桥接线；10KV 侧采用单母分段接线。 （如图 43） 四、方案比较及选择 由上述可知，以上三种方案，它们都能满足可靠性要求，在技 术上是相当的。但经三种方案比较得知， 110K

32、V 单母分段：运行 灵活，占地面积大，此变电站是双回路供电，若采用单母分段，则 开关需求量大，经济性会差。110KV 桥式接线有外桥和内桥。按 主接线要桥式接线比较经济。本电站双回路不存在穿越功率，故不 采用外桥 ，按常规选择内桥，主要优点有内桥采用两个变压器开关， 同时保证运行的灵活性，经济性，且原材料给出电站为双回路，不 是环网，故不采用外桥。 图一. 单母分段的连接方式 图三. 内桥形接线 图三. 外桥形接线 第三节 主接线中的设备配置 1、隔离开关的配置 （1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为 220MW 及以 上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关， 但应

33、有可拆连接点。 （2）在出线上装设电抗器的 610KV 配电装置中，当向不同用户 供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设 一组出线隔离开关。 （3）接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离 开关。 （4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕 变压器的中性点则不必装设隔离开关。 故本设计中变压器均通过隔离开关接地。 2、接地刀闸或接地器的配置 为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装 设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适 中。 闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装 于其他回路母线

34、隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地 器。 （3）63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的 线路宜配置接地刀闸。 故本设计中110KV母线电压互感器的隔离开关上两侧配置接地刀闸。 3、电压互感器的配置 （1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、 保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行 方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。 （2）6220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。 旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压 互感器的情况和需要确定。 （3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，

35、出线侧的一相上应装设 电压互感器。 （4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利 用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 （5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电 压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零 序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。 故本设计中110KV，10KV等级的每组母线的三相上装设电压互感器， 110KV出线的一相上也装设电压互感器。 4、电流互感器的配置 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、 保护和自动装置要求。 (2)在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器 的中性点、发

36、电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。 （3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具 体要求按两相或三相配置。 （4）一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器， 在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路 变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组 电流互感器。 故本设计中在装设断路器的回路均装设电流互感器，及变压器的中 性点，变压器的出口和跨条上均装设。 5、避雷器的装置 （1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器 时除外。 （2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时， 避雷器到被保护设备的电气距离

37、是否满足要求而定。 （3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在 变压器附近增设一组避雷器。 （4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 （5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器 1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且 为单台变 压器运行时。 3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 （6）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接 处应装设避雷器。 （7）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 （8）110220KV线路侧一般不装设避雷器

38、。 故本设计中变压器的低压侧装设避雷器，架空线路侧也装设避雷器。 6自动装置的配置 （参考教材电力系统自动装置第2章：输电线路的自动重合 闸装置） 电力系统的运行经验表明，架空线路故障大多数是瞬时性故障。线 路上发生了不论单相短路还是三相间短路时，断电保护装置均将线 路三相断路器断开，然后起动自动重合闸同时合三相断路器的方式 为三相自动重合闸。若故障为瞬时性的，则重合闸成功。否则保护 再次动作，跳三相断路器。 故本设计中自动重合闸装置采用三相自动重合闸。 第六章 各级配电装置的配置 （参考资料：发电厂电气设备 于长顺 主编） 发电厂和变电站主接线中，所装开关电器、载留导体以及保护和 测量电器等

39、设备，按一定要求建设而成的电工建筑物，称为配电装 置。它的作用是接受电能和分配电能，所以它是发电厂和变电所的 重要组成部分。 一、配电装置的要求 （1） 配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济 政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取 不占或少占良田。 （2） 保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布 置应力求整齐、清晰。 （3） 便于检修、操作和巡视。 （4） 便于扩建和安装。 （5） 在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。 二、配电装置的分类及使用范围 配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和 屋外配电装置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配 式配电装

40、置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套 后运至现场安装用的成套配电装置。 屋内配电装置是将电气设备安装在屋内，它的特点是占地 面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受污秽和气候条 件影响较小；但需建造房屋，投资较大。 屋外配电装置是将电气设备装置在屋外，它的特点是土建 工程量小，投资小，建造工程短，易扩建，但占地面积大，运 行维护条件较差，易受污秽和气候条件影响。 在发电厂和变电所中，一般 35KV 及以下的配电装置采用 屋内配电装置，110KV 及以上的配电装置多采用屋外配电装置。 但 110KV 及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化 工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，

41、也可采用屋内配电 装置。 成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面 积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造 价较高。目前我国生产的 335KV 各种成套配电装置，在发 电机和变电站中已广泛应用。 由以上各种方案比较得： 在本设计中，10KV 采用屋内配电装置，手车式高压开关 柜 110KV 采用屋外半高型配电装置 第七章 短路电流的目的及结果 一、短路电流计算的目的 在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。 计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案：选择电气设备，校 验设备提供依据，为继电保护整定计算提供依据等。 二、短路电流计算过程 如图所示，电力

42、系统各参数如下，求 K1、K 2点三相短路点的短路 电流 K1、 K2。 解：取基准值 Sj=100MVA，Uj=Uav 1.计算系统短路电抗标么值，即 Xs*=Sj/Sk=100/1000=0.1 2.电力线路电抗标么值，Xl1*=Xl2*=x0lSj/Uav=0.4*60*(100/115) =0.181 3.变压器电抗标么值：Xt*=Uk%/100*(Sj/Sn)=0.525 4电抗标么值等效电路图： 5K1 点短路电流计算：将 2、3 号电抗合并为 6 号电抗，将 4、5 号电抗合并为 7 号电抗 Xk1*=X1+X6=0.1+0.181/2=0.191 Ij=Sj/1.732*115

43、=100/1.732*115=0.502KV Ik1 *=1/ X* =1/0.191=5.236 K1 点三相短路电流周期分量有效值，即 Ik1=Ik1 *Sj/(1.732 Up) =5.236100/(1.732115) = 2.629KA 短路容量：Sk1=1.732UavIk1=1.732*115*2.629=523.664MVA 取三相短路全电流冲击系数 K=1.51，计算三相短路电流有效值，即 Ib=1.51Ik1=1.51*2.629=3.968KA 计算三相短路全电流冲击值：ib=2.25Ik1=2.25*2.629=6.704KA 6K2 点短路电流计算： 1). K2 短路时:(1)10kV 并列运行 将 1、6 号电抗合并为 8 号电抗，将 7、8 号电抗合并为 9 号电抗 Xk2*=Xs+X8+X7=Xs+X9=0.1+0.181/2+0.525/2=0.454