【正文】 tric current of largest lasting job, make the circuit to protect, the voltage transformer is protected, the bus bar is protected, prevent the thunder from protecting. Thus finished electric designs of the part two times of 110kV.河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 5 一、 設(shè)計任務(wù)書 題目 ： 焦作市群英 110KV變電站電氣（二次部分）設(shè)計 設(shè)計任務(wù)： 電氣一次部分 （ 1）：變電站總體分析 （ 2）：負荷分析計算與主變壓器選擇 （ 3）：電氣主接線設(shè)計； （ 4）：短路電流計算及主要電氣設(shè)備選擇； （ 5）：配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計。 電氣二次部分 要求：決定保護方案，對各種保護的整定計算、分析和論證。 設(shè)計原始資料 群英 110KV 變電站處于焦作市山陽區(qū)，地平、交通便利，進出線方便， 空氣污染輕微；待設(shè)計變電所選在黃沙土地上，土壤電阻率 P≤500Ω *M。平均海拔 200 米，最高氣溫 40℃ ，最低 10℃ ，年平均氣溫 20℃ ，最熱月平均氣溫 30℃ ，土壤溫度 25℃ 。冬季主導(dǎo)風(fēng)向：西北；最大風(fēng)速： 25m/s；覆冰厚度：≤ 8mm。系統(tǒng)通過 110KV I、 II修馬 T 架空線路向變電站供電，距離 30KM，系統(tǒng)最大運行方式折算至設(shè)計變電站高壓母線的阻抗標(biāo)幺值 ， jS =100MVA。系統(tǒng)容量設(shè)計時計算值為 500MVA。 表 11 負荷情況 電壓 負荷 名稱 每回最 大負荷（ KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度（ km） 35KV 東城花園 5000 1 架空 15 槐店鄉(xiāng) 9000 1 架空 8 耐火材料廠 5000 1 架空 7 化肥廠 10000 1 架空 11 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 6 白鯊針布 4000 1 架空 3 保險公司 7000 1 架空 4 機械廠 8000 1 架空 5 10KV 17中 2020 1 架空 5 醫(yī)院 3000 1 架空 3 農(nóng)藥 廠 700 1 架空 7 紫水小區(qū) 1200 1 架空 4 紫弦庭苑 1000 1 架空 5 鑫鴛鴦集團 500 1 架空 2 面粉廠 600 1 架空 5 區(qū)政府 2020 1 架空 7 二、 原始資料分析 為了計算用電負荷情況， 據(jù)原始資料中最大有功及功率因數(shù)，算出最大無功，得出以下數(shù)據(jù) : 電壓 負荷 名稱 最大有功功率（ MW） 最大無功功率（ MVAr） 功率因數(shù) 回路數(shù) 線路長度（ km） 35KV 東城花園 5 1 15 槐店鄉(xiāng) 9 1 8 耐火材料廠 5 1 7 化肥廠 10 1 11 白鯊針布 4 1 3 保險公司 7 1 4 機械廠 8 1 5 10KV 17中 2 1 5 醫(yī)院 3 1 3 農(nóng)藥廠 1 7 紫水小區(qū) 1 4 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 7 紫弦庭苑 1 1 5 鑫鴛鴦集團 1 2 面粉廠 1 5 區(qū)政府 2 1 7 對待建變電站的總體負荷分析 ， 按系統(tǒng)最大運行方式 分析情況如下 ： 4 8 ( M W )87410595P 35 ????????? 1 1 ( M W )20 . 60 . 511 . 20 . 732P 10 ??????????)3 0 . 1 2 ( M V A r4 . 9 64 . 3 42 . 8 46 . 2 03 . 1 05 . 5 83 . 1 0Q 35 ????????? )7 . 1 9 ( M V A1 . 2 40 . 3 70 . 3 80 . 7 50 . 7 40 . 4 92 . 2 50 . 9 7Q 10 r??????????5 9 ( M W )PPP 1035110 ???? )3 7 . 3 1 ( M V AQ 1035110 r???? 由以上式子可以得出： )( 2235 MWj ????? )( 2210 MWj ????? 6 9 .8 1 ( M W )SSS 1035110 ??? 三、 一次部分的相關(guān)設(shè)計 設(shè) 計中的一次部分 設(shè)備選擇來自于耀偉同學(xué)的《 焦作市群英 110KV變電站電氣（一 次部分）設(shè)計 》，本設(shè)計中不詳細寫出選擇設(shè)備的相關(guān)過程，這里直接寫出型號和相關(guān)參數(shù)。 一、 主變壓器的選擇 極其參數(shù) 在一次 設(shè)計中選擇的變壓器型號為 SFSZ950000/110， 根據(jù)變壓器的型號可知，該變壓器是三相三繞組式 變壓器。 變壓器的基本參數(shù)如下 ： 表 31 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 8 型號 額定 容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連接組別 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 損耗 （ KW） 高 壓 中 壓 低 壓 高低 高 中 中低 空 載 負載 SFSZ950000/110 50000 110177。8% 177。 2 % YN yn0 d11 18 225 依據(jù)以上參數(shù)進行 阻抗 折 算 ， 計算過程 過程如下： 1 12 31 231% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=11 2 12 23 311% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?= 3 23 31 121% ( % % % )2s s s sU U U U? ? ?=7 2 211 % 11 (110 ) 100 100 ( 50)SNTNUUXS?? ? ? ?? 2 222% 0 . 5 ( 1 1 0 ) 1 . 2 11 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUX S ??? ? ? ? ??（ 記為 0? ） 2 233% 7 ( 1 1 0 ) 1 6 . 9 41 0 0 1 0 0 ( 5 0 )SNT NUUXS?? ? ? ?? 二、 電氣主接線設(shè)計及其參數(shù) 電氣主接線的設(shè)計要求 主接線的設(shè)計是一個變電站設(shè)計中非常重要的一部分，無論是一次部分還河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 9 是二次部分都是必不可少的。 “ 變電所主接線形式應(yīng) 根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。 ”（《 35～ 110KV變電所設(shè)計規(guī)范》第 條） 主接線設(shè)計的基本要求為： (1)供電可靠性。主接線的設(shè)計首先應(yīng)滿足這一要求；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求停電范圍小，恢復(fù)供電快。 (2)適應(yīng)性和靈活性。能適應(yīng)一定時期內(nèi)沒有預(yù)計到的負荷水平變化；改變運行方式時操作方便，便于變電所的擴建。 (3)經(jīng)濟性。在確保供電可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下，要盡量節(jié)省建設(shè)投資和運行費用，減少用地面積 。 (4)簡化主接線。配網(wǎng)自動化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢，簡化主接線為這一技術(shù)全面實施，創(chuàng)造更為有利的條件。 (5)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。同類型變電所采用相同的主接線形式，可使主接線規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于系統(tǒng)運行和設(shè)備檢修。 在一次部分設(shè)計中采用的 方案 是 ： 110KV側(cè) 采用單母分段式接線 35KV側(cè)及 10KV側(cè)均采用單母分段式接線 選擇此種接線形式的分析與評價： 優(yōu)點： 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電； 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除， 保證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。 缺點： 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的問路都要在檢修期間內(nèi)停電； 當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越； 擴建時向兩個方向均衡擴建。 系統(tǒng)接線圖如下： 圖（ 31） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 10 四、 短路電流計算 一、 概述 短路的原因 1）電氣設(shè)備或 載流導(dǎo)體 等因絕緣老化、遭受機械損傷， 雷擊、過電壓 等原因 引起絕緣損壞； 2）架空線路因大風(fēng)、 導(dǎo)線覆冰引起電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸體導(dǎo)體等； 變壓器 T 1 變壓器 T 2系統(tǒng)一系統(tǒng)二110 KV 母線35 KV 母線10 KV 母線河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 11 3）電氣設(shè)備因設(shè)計、安裝、 維護不良 等 所致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路； 4）運行人員違反安全 操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后不拆除接地線直接 加上電壓等 。 計算短路電流的目的 計算短路電流的目的 有：保障電力系統(tǒng)的安全運行、 正確選擇 電氣設(shè)備、校驗電氣設(shè)備。 避免在短路電流損壞電氣設(shè)備，如果短路電流過大，需采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。而該變電站原短路電流由于是在不考慮電纜電阻的情況下計算的 ,這樣會致使在選擇和校驗設(shè)備上產(chǎn)生誤差，造成設(shè)備損壞和運行不當(dāng)。所以 ,為了變電站更加安全的運行 ,在短路電流上我們需考慮電 纜電阻。 短路電流的危害 所謂短路，就是電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地直接發(fā)生通路的情況。在電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，在回路中短路電流比額定電流大幾倍至幾十倍。短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然產(chǎn)生很大的電動力，并且使設(shè)備溫度急劇上升，有可能致使損壞設(shè)備和電纜；在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響其正常工作；發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點離發(fā)電廠很近時，會造成發(fā)電機失去同步，致使整個電力系統(tǒng)的運行解列。 短路 的 種類 1）三相短路。 2）兩 相短路。 3）兩相短路接地。 4）單相短路（接地）。 三相短路是對稱短路，此時三相電流和三相電壓仍然是對稱的，只是三相電流特大。除三相短路外的其他短路都是不對稱性短路，每相電流和電壓數(shù)值不相等，相角也不同。 短路電流的暫態(tài)過程 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，由于短路回路存在著電感，電流不能突變，因此有一個暫態(tài)過程。短路電流隨時間變化，最后達到穩(wěn)定值。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 12 短路全電流 id由對稱的周期分量 zi 和不對成的非周期分量 fi 兩部分合成，即 d z fi i i??。周期分量 zi 先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值 i? 。非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減，其衰減時間常數(shù)為 。 計算各短路電流的目的 1） 短路沖擊電流 chi ：用來校驗電氣設(shè)備和母線的動穩(wěn)定。 2） 短路全電流最大有效值 Ich（第一周期短路全電流有效值）：用來校驗電氣設(shè)備和母線的動穩(wěn)定。 3）超瞬變短路電流有效值 I′：用來作繼電保護的整定計算和校驗斷路器的短流量。 4） 短路后 秒后的短路電流周期分量有效值 ：用來校驗斷路器的斷流量。 5）穩(wěn)態(tài)短路電流有效值 I? ：用來校驗電氣設(shè)備和載流部分的熱穩(wěn)定。 6） 短路后 后的短路容量 ：用來校驗斷路器的遮斷容量。 二、 短路計算 計算系統(tǒng)電抗 短路電流的標(biāo)幺值計算法 短路電流計算 ,根據(jù)電力 系統(tǒng)的實際情況 ,可以采用標(biāo)幺值或有名值計算 ,那 種方法方便就采用那種方法 .在高壓系統(tǒng)中通常采用標(biāo)幺值計算 . 所謂標(biāo)幺值 ,是實際值與基準(zhǔn)值之比 . 標(biāo)幺值沒有單位 .設(shè)所選頂 \定的基準(zhǔn)值電壓 ,基準(zhǔn)電流 ,基準(zhǔn)容量及基準(zhǔn)電抗分別為 jU ,jI , jS , jX ,則這一元件的各已知量的標(biāo)幺值分別為 j jUU U? ?,J jSS S? ?, 3 jJ JjUIIIIS? ?? 233/3j j jj j j jjjI X I X SXXXX U UUI? ? ? ? ? 式 中： S、 U、 I、 X以有名單位表示的容量 (MVA)、 電壓 (KV)、 電流 (KA) 、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 13 電抗 ??? ； jS 、 jU 、 jI 、 jX 以基準(zhǔn)量表示的容量 (KVA)、 電壓 (KV)、 電流 (KA)、電抗 ??? 。 基準(zhǔn)容量的選擇：在設(shè)計任務(wù)書里已經(jīng)規(guī)定 Sj=100MVA； 基準(zhǔn)電壓的選擇： 為了計算方便 選為各電壓等級的平均額定電壓，即 Uj=Up