【正文】 ............................................. 27 第 8 章 短路電流的計算 ....................................................................................... 28 d1 點短路時 ................................................................................................ 28 d2 點短路時 ................................................................................................ 28 第 9 章 電氣設(shè)備的選擇校驗 ............................................................................... 30 高壓斷路器的選擇校驗 .............................................................................. 30 隔離開關(guān)的選擇校驗 .................................................................................. 32 電流互感器的選擇校驗 .............................................................................. 32 支柱絕緣子的選擇校驗 .............................................................................. 33 10KV穿墻套管的選擇 ............................................................................... 33 母線導體的選擇校驗 .................................................................................. 34 電抗器的選擇校驗 ...................................................................................... 35 設(shè)計總結(jié) ..................................................................................................................... 36 致謝 ............................................................................................................................. 38 參考文獻 ...................................................................................................................... 37 附錄 I ......................................................................................................................... 39 附錄 II ......................................................................................................................... 45 附錄 III ....................................................................................................................... 49 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 第一部分 設(shè)計說 明書 第 1 章 緒論 總則 變電所的設(shè)計，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結(jié)合國情合理得確定設(shè)計方案；同時變電所的設(shè)計，必須堅持節(jié)約用電的原則。 對電力系統(tǒng)的基本要求 （ 1） 保證可靠的持續(xù)供電：供電中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失，因此，電力系統(tǒng)運行首先要滿足可靠、持續(xù)供電的要求。 （ 2） 保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì) 量均以偏移是否超過給定值來衡量，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標，都必須采取一切手段來予以保證。 （ 3） 靈活性具體要求：調(diào)度時應(yīng)該可以靈活地投入和切除變壓器和線路調(diào)配電流負荷滿足系統(tǒng)在事故運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。檢修時，可以方便的停運斷路器母線及電器設(shè)備進行安全檢修而不影響電力網(wǎng)運行和對用戶的供電。 （ 4） 保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗中占的比重約為 1/3，而且電能在變換、輸送和分配時的損耗絕對值也相當可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能 消耗的能源和降低變換、輸送和分配時的損耗，具有極其重要的意義。所以經(jīng)濟性的具體要求要①投資省、主接線力求簡單、盡可能減少斷路器隔離開關(guān)、互感器、避雷針等的一次設(shè)備。②二次保護力求簡單。③占地面積小。④電能損耗少。 （ 5） 可擴性的具體要求：擴建時，可容易地從初期接線過度為最終接線 。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計原則 （ 1） 本地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)規(guī)劃和通信規(guī)劃，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變電站理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會經(jīng)濟狀況，因地制宜地制定設(shè)計方案； （ 2） 除按照電網(wǎng)規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網(wǎng)中地位和作用考慮其控制方式外，其與 電網(wǎng)配合、繼電保護及安全自動裝置等均應(yīng)能滿足運行方式的要求； （ 3） 自動化技術(shù)裝備上要堅持安全、可靠、經(jīng)濟實用、正確地處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展關(guān)系，做到遠近結(jié)合； （ 4） 節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網(wǎng)造價，又滿足了電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行； （ 5） 對一、二次設(shè)備及土建進行必要簡化，取消不必要措施； （ 6） 應(yīng)滿足備用電源自投、無功功率和電壓調(diào)節(jié)。 基本概念 （ 1） 按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經(jīng)濟上造成重大損失，如造成重大設(shè)備損壞，打亂重點企 業(yè)生產(chǎn)次序并需要長時間的恢復，重要鐵路樞紐無法工作，經(jīng)常用于國際活動的場所的負荷。 （ 2） 一級負荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。 （ 3） 同時率 各用戶負荷最大值不可能在同一時刻出現(xiàn)，一般同時率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點有關(guān)。 對所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶的分析，變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類： （ 1） 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部 分，匯集多個電源，電壓為 330500kv 的變電所，成為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓。 （ 2） 中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 距離輸電線路分段，一般匯集 23個電源，電壓為 220330kv，同時降壓供當?shù)厥褂?，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后將引起區(qū)電網(wǎng)瓦解。 （ 3） 地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為 110220kv，向當?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝?，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 （ 4） 終端變電所：在輸電 線路的終端，接近負荷點，高壓側(cè)多為 110kv 經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所。全所停電后僅使用戶中斷供電。 本文設(shè)計總結(jié) 本次設(shè)計包括電氣主接線設(shè)計、變壓器選擇說明、短路電流計算說明、電氣設(shè)備選擇說明、配電裝置設(shè)計、電氣總平面布置和防雷保護設(shè)計；設(shè)計計算書包括變壓器選擇、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇及校驗。同時 在本次設(shè)計過程中，初步體現(xiàn)了工程設(shè)計的精髓內(nèi)容，如根據(jù)規(guī)程選擇方案，用對比的方法對方案評價等。教會了我們在工程中運用所學專業(yè)知識，鍛煉了我們用實際工程的思維方法去分析和解決問題的能力。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 第 2 章 背景 材料分析及主變 的選擇 由背景 資料知，新建變電站位于市工業(yè)區(qū)，臨近負荷中心，用于工業(yè)和城市生活用電。且該新建變電站有 110kv 及 10kv 兩個電壓等級， 110kv 有兩回線路，10kv 有十回線路，可知該變電所為一地區(qū)變電所。 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的要求，并結(jié)合本變電站的具體情況及相關(guān)要求，選用兩臺同樣型號的無勵磁調(diào)壓的兩繞組變壓器 。 主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量應(yīng)根據(jù) 510 年的發(fā)展規(guī)劃進行。根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變動所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允 許時間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負荷的供電。 對于裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的容量 Sn通常按下式進行初選： Sn=Simp 式中： Simp— 變電所全部重要負荷容量 變電所某一級電壓的最大計算負荷為： Smax=Kt∑ Pmax(1+? )/cos? 式中 Kt— 同時率； Pmax、 cos?各用戶的最大有功和功率因數(shù) ? — 該電壓級電網(wǎng)的線損率 計算如下： Pimp=*80%+2*75%+6*80%+2*80%+3*40%+*80%+*70%+*50%= Simp=**（ 1+5%） /= 考慮到同一重要負荷不在同一時刻出現(xiàn)，應(yīng)考慮同時率 Kt= 變壓器臺數(shù)的選擇 為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電。 當裝設(shè)三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復雜，且投資增大，同時也增加了配電設(shè)備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作的復雜化?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小，且適用青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 遠期負荷的增長以及擴建，故本變電站選擇兩臺主變壓器完全滿足要求。 考慮近期及遠景規(guī) 劃，經(jīng)上述分析，擬選用 SF740000/110 型變壓器。 變壓器相數(shù)的選擇 （ 1）主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 （ 2）當不受運輸條件限制時，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 主變繞組數(shù)量的選擇 對接入負荷中心具有直接從高壓降為低壓供電的變電所，為簡化電壓等級和避免重復容量，一般采用雙繞組變壓器。 主變繞組 與調(diào)壓方式的選擇 繞組連接方式 參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有 Y 和 △ 型兩種， 我國 110kv 級以上的電壓變壓器繞組都采用“ Y”連接， 35kv及以下電壓等級，變壓器都采用“ YΔ”連接，故選擇 YN， D11 連接。 調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在 +5％以內(nèi)，另一種 是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達到 +30％ 。對于 110kV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 根據(jù)電壓允許波動范圍為 5%以內(nèi)，結(jié)合本站實際選擇兩臺同樣型號的雙繞組無勵磁電力變壓器 SF740000/110。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 表 21 SF740000/110變壓器參數(shù) 變壓器型號 空載損耗（ KW） 負載損耗（ KW） 空載電流（ %） 阻抗電壓（ %） SF740000/110 46 174 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 第 3 章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站的設(shè)計主體。采用 何種形式的接線，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析，正確地處理好各方面的關(guān)系，合理地選擇主接線方案。