【正文】 本站。 12 電氣主接線的初步方案選擇設(shè)計 一、 110kV 側(cè)主接線選擇 110kV 側(cè)進(jìn)線 4 回，出線 2 回，共有進(jìn)出線 6 回。 因此 ， 主接線的正確合理設(shè)計， 必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。功率因數(shù) ，穿越功率 64MVA。 設(shè)計的內(nèi)容包括 ： 電氣主接線方案的設(shè)計 ； 短路計算 ； 導(dǎo)體 、 設(shè)備選型； 設(shè)計防雷保護(hù)和接地裝置； 繼電保護(hù)的配置規(guī)劃； 按設(shè)計方案繪制電氣一次 主接線圖、配電裝置的平面布置圖、斷面圖以及防雷圖； 寫設(shè)計說明書。 在指導(dǎo)老師的幫 助下 ， 完成工程設(shè)計 。 第四步 ， 導(dǎo)體和設(shè)備的選擇及校驗 ， 做設(shè)備清冊 。 拿到題目后 ， 先認(rèn)真的審題 ， 然后根據(jù)題目的要求 ，將 《 電力工程設(shè)計手冊 》 及以 前學(xué)的專業(yè)課書籍相關(guān)內(nèi)容再次閱讀了一遍 。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給定的條件 來設(shè)計 ， 其主要包括以下內(nèi)容 ： 在對各種電氣主接線比較后確定本廠的電氣主接線 ， 對 主變壓器 、 廠用變壓器和導(dǎo)體和重要電氣設(shè)備進(jìn)行選擇 ， 然后繪制主接線圖 、 設(shè)備平面 布置圖、斷面圖、防雷配置圖和繼電保護(hù)規(guī)劃配置圖。 關(guān)鍵詞 ：主接線 短路計算 設(shè)備選擇 防雷保 護(hù) 繼電保護(hù) 110kV 變 電所 電 氣部 分 初步 設(shè) 計說 明 書 第 6 頁 共 74 頁 電專函授 09 級 前 言 第 01 節(jié) 畢業(yè)設(shè)計目的意義 畢業(yè)設(shè)計是完成教學(xué)計劃 、 實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié) ， 是全面運(yùn)用所學(xué)基 礎(chǔ)理論 、 專業(yè)知識和基本技能 ， 對實際問題進(jìn)行設(shè)計的綜合訓(xùn)練 ， 是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì) 和工程實踐能力的教育過程 。 第一步 ， 擬訂初步的主接線圖 ， 列出可能 的主接線形式進(jìn)行比較 ， 最后確定兩個可能的主接線形式比較 ， 最終確定方案 。 第五步 ， 繼電保護(hù) 、 配電設(shè)備和防雷 接地的布 置 。 繪圖等相關(guān)設(shè)計任務(wù) ， 培養(yǎng)嚴(yán)肅 、 認(rèn)真 、 實事求是和刻苦鉆研的 作風(fēng)。 設(shè)計已知的基本條件：設(shè)計一座 110/35/10kV 通過變電所， 110kV 部分有 110kV 進(jìn) 出線 6 回 ， 電源距離 46 公里 ， 系統(tǒng)容量 2500MVA， 最大利用小時 4200h， 系統(tǒng)電抗 ， 所用電率 ％。 設(shè)計自然條件：變電所在地海拔 1100 米，本地區(qū)污穢等級 2 級，地震烈度 6 級， 最高氣溫 310C，最低氣溫 50C，平均氣溫 150C，最大風(fēng)速 3m/s，其他條件不限。 對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 備注 單 母線 分 段接 線 用斷路 器 把母線分段后， 對重要用 戶 可從不同 段 進(jìn)行 供電 ； 任意一段母線故障 時，可保 證 正常母線 不 間斷 供電。 雙母線 接線 供電可靠 ， 檢修母線及工 作母線發(fā) 生 故障時， 能 利用 備用母線正常工作 ； 調(diào)度 靈活，能 適 應(yīng)系統(tǒng)中 各 種運(yùn) 行方式 調(diào)度 和潮流 變化 需 要； 擴(kuò)建方便； 便于 增加一組母線每回路就需 增加母線隔離開關(guān) ； 母線 故障或檢修時 ， 容易誤操作； 出線斷路器檢修時 ， 線路 無法供電。 雙 母線 帶 旁路 接線 具有雙母線接線的各種優(yōu) 點(diǎn)； 檢 修 出線斷路器時， 能夠正常供電。 二、 35kV 側(cè)主接線 選擇 35kV 側(cè)出線 6 回，供電負(fù)荷 41MW。 不適應(yīng)本站。 35 ～ 63kV 配 電裝 置 的 出 線回路為 4～ 8 回時。 35 ～ 63kV 配 電裝 置 的 出 線回 路 數(shù) 超 過 8 回時 ， 或 連接 電 源 較 多 ， 負(fù)荷較大 時。 不夠靈活可靠 ， 母線任一元 件故障或 檢 修均需使 整 個 配電裝置停電。 當(dāng)一段 母 線或母線隔離 開關(guān)故障或檢修時 ， 該段母 線的回路 都 在檢修期 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。 雙 母 線 接 線 供電可 靠 ，檢修母線及工 作母線發(fā)生故障時 ， 能 利 用備 用母線正常工作； 調(diào) 度靈 活 ， 能適應(yīng) 系 統(tǒng)中各種運(yùn)行方 式調(diào)度和潮流變化需要； 擴(kuò)建方便； 便于試驗。 四、初 步方 案的選定 110kV 側(cè)接線： 方案 I 雙母帶旁路接線 這種接線增加了旁母、旁路斷路器、旁路隔離開關(guān)等， 雖然增加投資成本 ， 但供電可靠性提高 ， 出線斷路器故障或檢修時 ， 保證了對該站供電， 同時 保證了穿越功率對外輸送。 但出線斷路器 檢修或故障時，該回路必須停電。 本站 10kV 共有出線 18 回 ， 為 提高供電可靠性，在選擇 10kV 出線斷路器時，用性能較好的空氣斷路器開關(guān)，所以選 擇單母線分段接線。另外，比較時用的設(shè)備與后面選定的設(shè)備可能存在出 入。 h) 主變的參數(shù)如下表： 空載有功損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 % 高中 高低 中低 300 1214 2224 79 1 S 2 S 2 S 2 ?A=n(?P0+k?Q0)+ (?P+k?Q) ( 1 + 2 + 3 )τ 2n 2 S n S 2 n S n S3n ΔQ0 ＝ I 0 ％ S N 100 ＝ 2400＝ 2160 ΔQ1K ＝ U1 ％ S N 100 ＝ 14 2400＝ 33600 ΔQ2 K ＝ U 2 ％ S N 100 ＝－ 1 2400＝－ 2400 ΔQ3 K ＝ U 3 ％ S N 100 ＝ 9 2400＝ 21600 S1= 38 + 24 + 38 ==77733kVA S?2= ==47500kVA S3= 24 + ==30233kVA τ =4200， k= 電能損耗為： Sn3= Sn2 =63000247。 從經(jīng)濟(jì)性來看 ， 由于第一方案增加了盤路母線 ， 占地面積較有所增加 ， 從設(shè)備上來 看，需多加一個間隔設(shè)備及 7 組隔離開關(guān)，綜合投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)增加增加。 14 最優(yōu) 主 接線方案的確定 通過以上分析 比較 ， 可以發(fā)現(xiàn)第一方案雖然投資費(fèi)用有所增加 ， 但可以保證斷路器 故障或檢修時正常供電， 110kV 斷路器故障修復(fù)時間是 6 至 7 天，而且因故障停電造成 110kV 變 電所 電 氣部 分 初步 設(shè) 計說 明 書 第 15 頁 共 74 頁 電專函授 09 級 的停電損失是少供電量電費(fèi)的成本的十倍 ； 本所 35kV 側(cè)供電負(fù)荷 37MW， 10kV 側(cè)供電負(fù) 荷 25MW， 110kV 側(cè)有穿越功率 23MVA。 15 變電所 主 變和廠 用 變選擇 有原始資料可知 ， 我們本次所設(shè)計的變電所是 110kV 通過變它是以 110kV 受功率為 主 ， 把所受功率通過主變傳輸至 35kV 及 10kV 母線上 ， 因此 ， 選擇主變臺數(shù)時 ， 要確保 供電的可靠性。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備 ， 比相對的兩臺雙繞 組變壓器都較少 ， 而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級 ， 考慮 到運(yùn)行維護(hù)和操作 的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。本所所用電占用率 ％。 在所用電設(shè)計時應(yīng)按照運(yùn)行可靠 、 檢修和維 護(hù)方便是要求，使設(shè)計達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證變電所安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。 三、所用變壓器低壓側(cè)接線 所用電系統(tǒng)采用 380/220V 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制 ， 動力與照明和用一個電源。 21 節(jié) 短路電流計算概述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備 ， 在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行 狀態(tài) ， 最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路 ， 因為它們會破壞對用戶的 正常供電，電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗表明 ， 在各種類型的短路中 ， 單相短路占大多數(shù) ， 兩相短路較 少 ， 三相短路的機(jī)會最少 。 ， 為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo) 體在正常運(yùn)行和故障情況下都能 安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進(jìn)行校驗。 2. 所有電源的電動勢相位角相同。 6. 同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。 ，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。確定短路電流時，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。 若中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單向 ， 兩相接地短路較三相嚴(yán)重時 ， 則 應(yīng)按嚴(yán)重的情況計算 三、短路電流計算的方法（運(yùn)算曲線法） 在本設(shè)計中 ， 按設(shè)計要求 ， 短路電流計算將計算三相短路電流 。 ，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值的各電源送至短路點(diǎn)電流的標(biāo)么 值。 22 節(jié) 短路電流計算過程 一、計算電路圖 二、主要元件的電抗 取 Sj=100MVA，電壓基準(zhǔn)值為各段的平均額定電壓： 115kV、 37kV、 。 I b = S ex 3U B = 2020 3 115 = (kA) I 2 = I 2* ∴ I 0? = I1? = I 2? = 1 X 19 = 1 = I 0 = I1 = I 2 = I 0* I j = = (kA) ich = I 0 = = (kA) I ch = I 0 = = (kA) S d = I 0* S j = 100 = (MVA) 5. d5 點(diǎn)短路時： 110kV 變 電所 電 氣部 分 初步 設(shè) 計說 明 書 第 28 頁 共 74 頁 電專函授 09 級 d 5 : X 20 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X + (X 9 + X 13 )//( X 10 + X 14 ) = + 1 ( + ) 2 = X jS 5 = X 20 ? S e S j = 2020 = 100 Q X jS 5 ≥ 3, 按無窮大系統(tǒng)處理。 31 節(jié) 導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主 接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。 一 選擇設(shè)計的一般規(guī)定 一般規(guī)則 （ 1） 應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 （ 5） 選新產(chǎn)品應(yīng)積極謹(jǐn)慎，新產(chǎn)品應(yīng)由可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管部門鑒定合格。 ③ 在變電所中，如果接有同步調(diào)相機(jī)時，應(yīng)將其視為附加電源，短路電流的計 110kV 變 電所 電 氣部 分 初步 設(shè) 計說 明 書 第 32 頁 共 74 頁 電專函授 09 級 算方法與發(fā)電機(jī)相同。 （ 4） 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定。 它們在運(yùn)行中有很大的功率通過 ， 在短路時 有巨大的短路電流通過 ， 要承受短路電流的熱和力效應(yīng)和沖擊 。 10kV 部分有出線 12 回 ， 供電 負(fù)荷 25MW， 其中有一回電纜供電 ， 功率因數(shù) ， 穿越功率 20MVA。 32 節(jié) 導(dǎo)體的選擇和校驗 一、 110KV 進(jìn)線導(dǎo)體的選擇 (按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 ) I max 1 = 148 A 1000 選擇軟導(dǎo)體 S = I max 1 / J = 165 = （ T(h)=4200,J 取 ） 根據(jù)導(dǎo)線型號選： LGJ185 導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗： Qk S min = = C 1000 = S 87 ∴ 合格 110kV 導(dǎo)線大于 70mm2 不進(jìn)行電暈校驗。 0 0 KI al ≥ I max 2（根據(jù)環(huán)境最高溫度 30 C， 以導(dǎo)體允許溫度 70 C， 查設(shè)計手冊 K 取 ） I al = I max 2 K = 1537 = 1635( A) 查設(shè)設(shè)計