電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書

電氣工程及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：廣州市* 110KV終端變電所設(shè)計(jì)2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的及成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）：電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，研究110kV變電站的可靠性、穩(wěn)定 性和經(jīng)濟(jì)性具有非常重要的意義。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)廣州市黃埔區(qū)大沙11OKV 終端變電所的負(fù)荷資料、變電要求，進(jìn)行該變電所的設(shè)計(jì)，要求在滿意技術(shù)規(guī)定 的前提下，力求經(jīng)濟(jì)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題基本涵蓋了電氣工程專業(yè)所有專業(yè)課的內(nèi) 容，與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密，能夠提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決本專業(yè) 相關(guān)的實(shí)際問題的能力，以及從事專業(yè)技術(shù)工作的基本能力。3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 一、原始資料：1 變電所的建設(shè)規(guī)模：（1）類型：110 kV地方變電所（2）最終容量：根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，安裝兩臺(tái)容量為35.2MVA，電壓為 110/35/10kV的主變壓器，變壓器各側(cè)容量比為：100/100/100, 次性設(shè)計(jì)并 建成。2 電力系統(tǒng)與本所的連接情況：（1）該變電所是一座降壓變電所，擔(dān)負(fù)著該地區(qū)的供電任務(wù)。（2）變電所有兩回線與110 kV電力系統(tǒng)連接，有兩回線與35 kV電力系統(tǒng)連接。（3）本變電所在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，110 kV系統(tǒng)側(cè)正、負(fù)阻抗標(biāo)幺值為0.11, 零序阻抗為0.28； 35 kV系統(tǒng)側(cè)正、負(fù)阻抗標(biāo)幺值為0.94，零序阻抗為 0.52（Sj=100MVA），110kV及35k V電源容量為無窮大，阻抗值包括平行線路阻抗 在內(nèi)。3. 變電所不考慮無功補(bǔ)償設(shè)備，35 kV因線路電容電流較小，不裝設(shè)消弧線圈。 110 kV出線無電源。4. 電力負(fù)荷水平：（1） 110 kV進(jìn)出線共4回，其中兩回線110kV供電，正常情況下輸送容量各為 30000 kVA；另有兩回線分別供電給兩個(gè)大型工廠，輸送容量各為20000 kVA， 且均為一級(jí)負(fù)荷，Tmax=5000h（2）35kV進(jìn)出線共6回，其中兩回線連接35 kV電源，正常情況下輸送容量各 為 7000 kVA，為二級(jí)負(fù)荷，Tmax =3500h。（3）10 kV進(jìn)出線共10回，其中6回為架空線路，每回按照2500 kVA設(shè)計(jì)； 另有4回為電纜供電，每回按照1500 kVA設(shè)計(jì)，再預(yù)留兩個(gè)電纜出線，以待擴(kuò) 建。（4）本變電所自用負(fù)荷（單位kW），如下表：序號(hào)設(shè)備名稱容量安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)功率因數(shù)備注1主充電機(jī)20110.85常常2浮充電機(jī)4.50.85常常3主變通風(fēng)0.1536360.73常常4蓄電池通風(fēng)2.6110.88常常5檢修試驗(yàn)用電150.8常常6載波通信用電0.68 7室內(nèi)照明6.08室外照明4.59生活水泵4.5220.8周期性10第二節(jié) 原始資料分析一、資料分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所提供的課題是某 110KV 變電所的設(shè)計(jì)，該變電所是一座降壓變電所，擔(dān)負(fù)該地區(qū)的供電任務(wù)。變電所有110KV、35KV、10KV三個(gè)電壓等級(jí)，一次性設(shè)計(jì)并建成。其中110KV側(cè)有兩回路與50KM外的電網(wǎng)相連接，輸送容量各為 30000KVA；另有兩回路直接送至40KM外的兩個(gè)大型工廠，輸送容量各為 20000KVA，均為一級(jí)負(fù)荷。35KV進(jìn)出線共6回，其中兩回路連接電源，輸送距 離30KM，輸送容量各為70000KVA，為二級(jí)負(fù)荷。110 kV進(jìn)出線共10回，其中6 回為架空線路，輸送距離為10KM，每回按照2500 KVA設(shè)計(jì)；另有4回為電纜供 電，輸送距離為20KM，每回按照1500 KVA設(shè)計(jì)，并預(yù)留兩個(gè)電纜出線，以待擴(kuò) 建。該變電站的一、二級(jí)負(fù)荷所占比例大，負(fù)荷也較重，設(shè)計(jì)中應(yīng)該注重保證設(shè) 備供電的可靠性，所以應(yīng)能夠保證不管是母線或母線設(shè)備檢修還是任何一個(gè)電源 斷開后，都不會(huì)影響對(duì)用戶的供電。我國變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電 力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿意運(yùn)行可靠， 簡(jiǎn)樸靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。因此110KV及35KV主接線 方案應(yīng)該考慮采用雙母帶旁母接線形式，且裝設(shè)專用母聯(lián)、旁路斷路器，正常運(yùn) 行時(shí)旁母不帶電°10KV采用單母分段，且裝設(shè)分段斷路器，以保證供電的可靠 性。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 因此，必須準(zhǔn)確處理好各方面的關(guān)系。二、本變電所與電力系統(tǒng)的連接情況，如圖1-1110KV進(jìn)錢50KX 2回路兩個(gè)大型工廠11OKV出線50E111 OKV®方變電所35KV電源2回路1OKV電纜35KV30KI 4回齬1OKV架宇2OKI60?&圖1-1：電力系統(tǒng)連接情況圖 小結(jié) 在變電站設(shè)計(jì)之前，因地制宜地分析變電站的容量、裝機(jī)臺(tái)數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)以及在 系統(tǒng)中的地位等原始資料，并且查閱國家有關(guān)政策及技術(shù)規(guī)范，是整個(gè)變電站設(shè) 計(jì)的基礎(chǔ)。這為后續(xù)的變電站主接線確定以及合理選擇主變壓器的容量及結(jié)構(gòu)提 供了重要依據(jù)。第二章 電氣主接線的設(shè)計(jì)原理電氣主接線是發(fā)電廠、變電站設(shè)計(jì)的主體。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原 始資料，發(fā)電廠、變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)， 并且對(duì)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有較大的 影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的詳細(xì)情況，全面分析， 準(zhǔn)確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方式。第一節(jié)電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求一、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則與依據(jù)1、電氣主接線的基本原則為：以下達(dá)的任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情”的 電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際的詳細(xì)特點(diǎn)， 準(zhǔn)實(shí)地把握原始資料，保證設(shè)計(jì)方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。2、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模：變電所根據(jù)510 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；當(dāng)技 術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，330500KV樞紐變電所出可裝設(shè)34臺(tái)主變壓器；終端或分 支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。3、負(fù)荷大小和重要性：1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后能保證全 部或大部一級(jí)負(fù)荷不間斷電源。2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)失去一個(gè)電源后，能保證全 部和大部二級(jí)負(fù)荷的供電。3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。4、備用容量大?。貉b有2 臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng) 保證該 70%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的答應(yīng)時(shí)間風(fēng)，應(yīng)保證用戶的一級(jí) 和二級(jí)負(fù)荷。系統(tǒng)備用容量的大小將會(huì)影響運(yùn)行方式的變化。設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)充分考慮這些因 素。二、對(duì)主接線設(shè)計(jì)的基本要求主接線應(yīng)滿意可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四個(gè)方面的要求。1、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要 求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線可靠性應(yīng)根據(jù)變電站在電力系 統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備 特點(diǎn)等條件確定。供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿 足這個(gè)要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾方面考慮：1）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。2）線路、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停 電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。3）變電站全部停運(yùn)的可能性。2、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)樸可靠，靈活合 理，以節(jié)省斷路器、隔離開頭、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使 繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電 流，以便于選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器。要求電能損失少，經(jīng)濟(jì)合理地 選擇主變壓器的型式、容量、臺(tái)數(shù)，要避免因兩次變壓而增加電能損失。主接線 的靈活性要求有以下幾方面。1）調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配 電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特別運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。2）檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修 而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能輕易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，在不影響 連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一 次和二次設(shè)備等所需的改造最少。3、經(jīng)濟(jì)性： 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。在滿足技術(shù)要求的前 提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。1）投資省：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清楚，以節(jié)約 斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利 于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以選擇價(jià)格合理的電 器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/610kV . 斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以 利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以選擇價(jià)格合理的 電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/610kV）變壓器， 以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓斷路器。2）占地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地 和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。3）電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì) 合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。4、發(fā)展性：主接線可以輕易地從初期接線方式過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí) 間最短的情況下，完成過渡期的改擴(kuò)建，且對(duì)一次和二次部分改動(dòng)工作量最少。第二節(jié)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。在電廠或變電所的進(jìn)出線較多時(shí)（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(jiǎn)單清楚、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) 展的電廠和變電所。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。下面介紹變電所常用的電氣主接線，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍進(jìn)行分析比較。一、單母線接線單母線接線是一種最原始、最簡(jiǎn)單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上。 如圖2-1所示。長(zhǎng)處：簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開它所 接的電源，且與之相接的電力裝置在整個(gè)檢修期間均需停運(yùn)。出線斷路器檢修時(shí) 也須停運(yùn)該回路，影響對(duì)用戶的供電。它不能滿足 I、II 類用戶的要求。適用范圍：610KV配電裝置的出線回?cái)?shù)少與5回；3563KV配電裝置的出線回?cái)?shù) 不超過3回；110220KV配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過兩回。采用成套配電裝置時(shí), 因可靠性高也可用于較重要用戶的供電。二、單母線分段接線單母線分段接線是采用斷路器將母線分段,通常分為兩段,提高供電的可靠性和 靈活性,如圖 2-2 所示。長(zhǎng)處：用斷路器對(duì)母線分段后,對(duì)重要用戶可從不同段引出兩回饋電線路,由兩 個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線故障后分段斷路器自動(dòng)將故障切除,保證正常段母線不 間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：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 停電；當(dāng)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)要向兩個(gè)方向均衡 擴(kuò)建。選用范圍：610KV配電裝置出線回路為6回及以上時(shí)；3563KV配電裝置出線回 路數(shù)為48回時(shí)；110220KV配電裝置出線回?cái)?shù)為34回時(shí)。另外還有加設(shè)旁路的單母線分段接線方式,此種接線是在單母線分段的基礎(chǔ)上加 設(shè)一旁路母線,在檢修出線時(shí)可以不用停止線路的運(yùn)行,提高了對(duì)用戶的供電可 靠性,但增加了投資,如圖2-3所示。三、雙母線及雙母線分段接線雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均 分配在兩組母線，有兩組母線后運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高如圖2-4所示。優(yōu)點(diǎn)：1、供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可輪流檢修一組母線而不致 使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān), 僅只停該回路。2、調(diào)度靈活。各電源和各回路負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng) 系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3、擴(kuò)建方便。向雙母線的左右兩側(cè)任何方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù) 荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電，并且布置也方便。4、便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該回路分開，單獨(dú)接至一組 母線上進(jìn)行。缺點(diǎn)： 1、增加一組母線和使每回路都增加一組隔離開關(guān)，增加了投資。2、操作復(fù)雜。當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，易誤操作。 為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)同斷路器間加設(shè)閉鎖裝置。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送功率和穿越功率較大、母線故 障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不答應(yīng)影響對(duì)用戶的供電、系統(tǒng) 運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定的要求時(shí)采用。1、610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)。2、3563KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)；連接的電源較多，負(fù)荷較大 時(shí)。3、110220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或當(dāng)110220KV配電裝置 在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。采用雙母線分段時(shí)，裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路的斷路器，這種接線適用于當(dāng)出線回路 數(shù)或母線上電源較多、輸送功率和穿越功率較大。當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在 11 回及以下時(shí)，母線不分段。但如為了避免母線故障 而母聯(lián)斷路器拒動(dòng)時(shí)導(dǎo)致全部回路停電，可以考慮在正常運(yùn)行時(shí)把母聯(lián)斷路器和 旁路專用斷路器串聯(lián)使用，可以提高雙保險(xiǎn)作用如圖2-5所示。假如110220KV出線回路較多時(shí)，貝V：1) 330 / 110KV (300500MVA)降壓變電所的110KV配電裝置，當(dāng)進(jìn)出線總數(shù)為 1216回，仍采用不分段的母線連接。2) 500 / 220KV (1500MVA)降壓變電所的220KV配電裝置，當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)達(dá) 14回時(shí)，采用三分段的雙母線接線；當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)達(dá)1 6回，采用四分段的雙 母線連接，平均每段母線接 45 個(gè)回路。圖z-4：5R母線的接線方式圖階樂取母線分段的接線方式四、雙母線旁路母線接線為了保證采用單母線分段或雙母線接線在斷路器檢修或調(diào)試保護(hù)裝置時(shí)，不中斷對(duì)用戶的供電，需增設(shè)旁路母線。對(duì) 110220KV線路，輸送距離遠(yuǎn)，輸送功率大，停電影響大，一般可裝設(shè)旁路母線。 這種帶專用旁路母線的雙母線接線方式可靠性、靈活性高，但設(shè)備 斷路器檢修或調(diào)試保護(hù)裝置時(shí)，不中斷對(duì)用戶的供電，需增設(shè)旁路母線。 對(duì)110220KV線路，輸送距離遠(yuǎn)，輸送功率大，停電影響大，一般可裝設(shè)旁路母 線。這種帶專用旁路母線的雙母線接線方式可靠性、靈活性高，但設(shè)備投資大， 操作復(fù)雜，如圖2-6所示。A圖2-仁雙母線帶旁路母銭的接線方式 五、一臺(tái)半斷路器接線（二分之三接線）一臺(tái)半斷路器是從雙母線雙斷路器接線改進(jìn)而發(fā)展成的，如圖2-7所示。優(yōu)點(diǎn)：1、運(yùn)行調(diào)度靈活。正常時(shí)兩條母線和全部斷路器均投入工作，從而形成多環(huán)狀 供電。2、操作檢修方便。隔離開關(guān)僅用檢修隔離電源用，避免了將隔離開關(guān)作操作用 的大量倒閘操作。當(dāng)任一母線或任一斷路器停電檢修時(shí)，各回路無需運(yùn)行切換。3、具有調(diào)度可靠性。每一回路由兩臺(tái)斷路器供電，發(fā)生線故障時(shí)，只需跳開與 此母線相連的所有斷路器，任何回路不停電。在事故與檢修相生重合情況下的停 電回路不多于兩回。缺點(diǎn)：由于每個(gè)回路連接著兩臺(tái)斷路器，一臺(tái)中間聯(lián)絡(luò)斷路器連接著兩個(gè)回路, 使繼電保護(hù)及二次回路復(fù)雜化。圖2-匸一臺(tái)半變壓器的養(yǎng)銭六、無匯流母線接線 1、單元接線是電簡(jiǎn)單的接線。一般發(fā)電廠采用較多，指發(fā)電機(jī)各變壓器直接連 接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)-變壓器組。特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn) 便，短路電流減少。2、橋形接線：適用于只有兩臺(tái)變壓器和兩條引出線的裝置中。接線簡(jiǎn)單清晰， 設(shè)備少，造價(jià)低，易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線。3、多角形接線：有3、4、5角形接線，多角形接線的每一邊中有一臺(tái)斷路器， 各邊連接成閉合的多角環(huán)形接線，電源與引出線只經(jīng)隔離開關(guān)接至多角形頂點(diǎn)。 特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好；供電可靠性高、運(yùn)行靈活。缺點(diǎn)是 運(yùn)行方式改變時(shí)支路電流變化大，繼電保護(hù)整定復(fù)雜且難于擴(kuò)建。只適用于 110KV及以上配電裝置中出線回路數(shù)不多，不再擴(kuò)建的配電裝置。小結(jié) 變電站的電氣主接線應(yīng)滿足供電可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和 擴(kuò)建的可能性等基本要求。主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的 具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選 擇主接線方式。主接線的形式可概括分為兩大類。其一，是有匯流母線式接線，如單母線接線、 雙母線接線、一臺(tái)半斷路器接線，4/3 臺(tái)斷路器接線，以及變壓器母線接線等。 其二，是無匯流母線式接線，如橋式接線、多角形接線、單元接線等。第三章 變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)與選擇第一節(jié)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)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(zhēng)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(zhǎng)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；主接線還應(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。一、110K V側(cè)主接線方式擬定從原始資料可知，110KV進(jìn)出線為4回路，兩回路供電給大型工廠，都為一級(jí)負(fù)荷，因此, 變電站110KV側(cè)可采用雙母線接線方式（如圖3-1）或雙母線帶旁路母線接線方式（如圖3-2）, 以確保供電的可靠性。xrTr-1XTXTI Hu-ff ff圈3-雙母踐接線方式主接線圖PL1WL2圖3-2：110KV側(cè)雙母線帶旁路母線接線方式主接線圖二、35KV側(cè)主接線方式擬定從原始資料可知，35KV母線出線為6個(gè)回路，有2回路連接35KV電源，另外4路為二級(jí)負(fù) 荷，為了保證可靠性和靈活,35KV側(cè)也采用雙母線接線方式（如圖3-3）或雙母線帶旁路母 線接線方式（如圖3-4）。WL1 WL2 電源電源 WL3圈皆3：母線農(nóng)線主接線圖Wbl «L2 電源電源 WL3 HL4八檔八八-.山圖3-4 SSKVtt母線帶旁路母線空接線圖三、10KV側(cè)主接線方式擬定從原始資料可知，10KV母線出線為10回路，6回路為架空線路，4回路為電纜，可采用單 母線分段主接線方式（如圖3-5），經(jīng)濟(jì)靈活、可靠穩(wěn)定、便于擴(kuò)建。3-b： L0釣博主接統(tǒng)圖第二節(jié)110K V變由所主接線方案與比較一、110K V變電所主接線方案方案一：110KV側(cè)母線采用雙母線帶旁路母線接線方式；35KV側(cè)母線采用雙母線帶旁路母線 接線方式；10KV側(cè)采用單母線分段接線方式。如圖3-6所示：方案二：110KV側(cè)母線采用雙母線接線方式；35KV側(cè)母線采用雙母線接線方式；10KV側(cè)采 用單母線分段接線方式。如圖3-7所示：二、110K V變電所主接線方案的比較110KV采用雙母帶旁路母線接線方式，35KV也采用雙母帶旁路母線接線，110KV進(jìn)出線為4 回路，兩回路一級(jí)負(fù)荷都為大型工廠供電，考慮到110KV側(cè)的特殊性，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器 和旁路斷路器。35KV母線出線為6個(gè)回路，有2回路連接35KV電源，為了保證供電的可靠性和檢修時(shí)的靈 活性，特裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。10KV母線出線為10回路，預(yù)留2回路，可采用單母分段接線方式。其接線特點(diǎn)：1、110KV、35KV都采用雙母帶旁母，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來是降低了， 但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會(huì)破雙母運(yùn)行的特 性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來可靠性即提高了。并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，即使 斷路器檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致停電，保證供電可靠性。2、10KV雖然負(fù)荷較低，但出線有10回。如采用單母接線時(shí)，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操 作方便等優(yōu)點(diǎn)。但如果某一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，將影響全所的照明 及操作電源、控制電源保護(hù)等。10KV采用單母線分段運(yùn)行時(shí)，操作靈活、可靠，110KV、35KV 都采用雙母不帶旁路，斷路器檢修或故障時(shí)，會(huì)造成停電，嚴(yán)重情況時(shí)：主變 壓器進(jìn)線斷路器檢修或故障時(shí)，影響供電可靠性。10KV雖然負(fù)荷較低，但出線有10回，為了滿足所用電的可靠性，有用裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器， 為互備方式運(yùn)行，其接線方式為單母分段接線方式。其接線方式的特點(diǎn)：1、雙母不帶旁路，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來是提高了，但是各段出線斷路器檢修和事故會(huì)影響供電 的情況下，會(huì)破雙母運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來可靠性即降低了。2、）10KV為了保證所用電可以從不同段兩出線取得電源，同時(shí)一段母線發(fā)生故障，分段斷 路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。以上二種方案相比較，方案一的可靠性略高于方案二，其經(jīng)濟(jì)性略低于方案二，操作靈活性 居于方案二之上，根據(jù)原始資料，方案一滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，只 有方案一更適合于本次設(shè)計(jì)切身利益，故選擇方案一。第三節(jié)變壓器的選擇主變的容量、臺(tái)數(shù)，直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ) 資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。一、主變臺(tái)數(shù)的確定1、選擇原則1）變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜；2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)變壓器的可能性；3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的2級(jí)設(shè)計(jì)， 以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。2、主變臺(tái)數(shù)的選擇根據(jù)原始資料，本變電所為110KV地方變電所，根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，選用兩臺(tái)共35.2MVA 變電器，一次性設(shè)計(jì)并建成。二：主變壓器容量的確定1、選擇原則1）主變壓器容量一般按變電站建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，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）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)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保 證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷的供電。對(duì)于一般變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能 滿足全部負(fù)荷的70%80%。3）同一電壓等級(jí)的單臺(tái)降壓變壓器的級(jí)別不宜太多，推行系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。2、主變壓器容量確定根據(jù)選擇原則和已確定選用兩臺(tái)主變壓器，且計(jì)及每臺(tái)變壓器有30%過負(fù)荷能力，當(dāng)一臺(tái)變 壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，要保證全部一、二類負(fù)荷（一、二類負(fù)荷為85%）的供電能力，能滿足全 部的一、二級(jí)負(fù)荷的電力需要；同時(shí)當(dāng)一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，要保證全部負(fù)荷的70%80% 負(fù)荷的供電能力（不計(jì)過負(fù)荷能力）。每臺(tái)主變壓器的容量按以下公式計(jì)算：110KV 側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算：S1max = 2*30000/0.85=70.6MVA35KV側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算：S2max = 4*7000/0.85=24.7MVA10KV側(cè)負(fù)荷的最大容量計(jì)算：S3max=（6*2500+4*1500+20+4.5+0.15*36+2.6+15+1+6+4.5+4.5*2+2.5）/0.8=26.4MVA通過變壓器容量計(jì)算：S=（S2max + S3max）K=（24.7+26.4）*0.9=45.99MVA 所以一臺(tái)主變應(yīng)承擔(dān)的系統(tǒng)容量為：Sn=0.7S=0.7*51.1=32.19MVA 變壓器型號(hào)：SFSZQ廠40000/110變壓器各側(cè)容量比為：100/100/100其參數(shù)為：額定容量（kVA）： 40000；額定電壓（KV）:高壓：110±8X1.25% 中壓：38. 5±5% 低壓：10.5空載電流：1.1%空載損耗（KW）： 60.2負(fù)載損耗 KW：210阻抗電壓：10.5%（高-中）、17.5%（高-低）、6.5%（中-低）3、主變繞組連接方式變壓器的連接方式必須和系統(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丫和4高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。我國110KV及以上電壓， 變壓器繞組都采用Y0連接；35KV也采用Y連接。由以上所知，變電所110KV宜采用Y0接線，35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用接線。4、主變中性點(diǎn)的接地方式選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水 平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器的運(yùn) 行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和 直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地 與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。在本設(shè)計(jì)中110KV采用中性點(diǎn)直接接地方式，35KV、 10KV采用中性點(diǎn)不接地方式。5、主變的調(diào)壓方式電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定：調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào) 整是用分接開關(guān)切換變壓器分接頭，從而改變變壓器變比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶 電切換稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在正負(fù)5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào) 壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到正負(fù)30%。對(duì)于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓 器采用有載調(diào)壓。由以上所知，本變電所的主變壓器宜采用有載調(diào)壓方式。6、變壓器冷卻方式選擇 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）第五章第四節(jié)，主變一般的冷卻方式有以下幾種類型；1）自然風(fēng)冷卻，適用于小型變壓器；2）強(qiáng)迫風(fēng)冷卻，適用于中、小型變壓器；3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，用于大容量變壓器，且水源充足的變電所；4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，適用于大容量變壓器；5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻，用于大型變壓器。 根據(jù)該變壓器的容量，本變電所中主變冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 三：變電所用變壓器選擇變電站所用變的總?cè)萘繛椋篠 總=（20+4.5+0.15*36+2.6+15+1+6+4.5+4.5*2+2.5） /0.825=85.5KVA考慮一定的所有負(fù)荷增長(zhǎng)裕度，所有變10KV側(cè)選擇兩臺(tái)S9-M-125型號(hào)低損耗全密封波紋油箱配電變壓器；互為備用。其參數(shù)如下所示：額定容量（kVA）： 125額定電壓（KV）:高壓：10±5% 低壓：0.4空載電流：1.5%空載損耗KW： 0.34負(fù)載損耗KW： 1.8短路阻抗：4%聯(lián)接組別：Y,yn0小結(jié) 變電站主接線方式關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性。是變電站設(shè)計(jì)的首要任 務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、 出線回路數(shù)等條件和具體情況確定變電站主接線方式。變電站使用的電力變壓器有主變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器以及廠用變壓器之分。各自的容量、形式 及臺(tái)數(shù)的選擇和連接點(diǎn)的確定，直接影響著主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，務(wù)必根據(jù)接 線形式和特點(diǎn)合理選擇變壓器容量和形式。第四章短路電流計(jì)算第一節(jié) 短路計(jì)算的目的及假設(shè)一、短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)其計(jì)算目的是：1、在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電 流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2、在選擇電氣設(shè)備時(shí)，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。3、在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4、在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5、按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定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510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。2、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)考慮具有反饋?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電機(jī) 的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3、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)。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。三、短路計(jì)算基本假設(shè)1、正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；2、所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；4、不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5、元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6、系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。第二節(jié)短路電流計(jì)算的步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算短路電流的方法通常是采用實(shí)用曲線法，其步驟如 下：1、選擇要計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)位置；2、按選好的設(shè)計(jì)接線方式畫出等值電路圖網(wǎng)絡(luò)圖；1）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷之路，線路電容，各元件電阻；2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓Ub （般取各級(jí)的平均電壓）；3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗；4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖；3、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)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，即轉(zhuǎn)移電抗；4、求其計(jì)算電抗；5、由運(yùn)算曲線查出短路電流的標(biāo)么值； 6、計(jì)算有名值和短路容量；7、計(jì)算短路電流的沖擊值； 1）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。標(biāo)幺值：I d* =有名值：Idi = Id*I j2）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值