【正文】 架空線； 10KV 側(cè) 8第 4 頁(yè) 共 87 頁(yè) 回電纜線 負(fù)荷情況：主要為一、二級(jí)負(fù)荷 35 KV 側(cè)：最大 30MVA，最小 18MVA，功率因數(shù) cosφ =0。它與電力系統(tǒng)、變電所的動(dòng)態(tài)參數(shù)、基本原始資料以及運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求相關(guān)，并對(duì)設(shè)備的選擇、電氣設(shè)備的布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有教大的影響。這些原始資料是設(shè)計(jì)的依據(jù)，必須進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。我們這次選題的目的是將大學(xué)四年所學(xué)過(guò)的《電力工程》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電機(jī)學(xué)》、《 電路 》等有關(guān)電力工業(yè)知識(shí)的課程，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將理論知識(shí)得以應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) ........................................................... 72 第 2 頁(yè) 共 87 頁(yè) 英文翻譯 ........................................................... 73 致謝 .............................................................. 87 第 3 頁(yè) 共 87 頁(yè) 第一章 緒論 一、 110KV 變電所的技術(shù)背景 近年來(lái)，我國(guó)的電力工業(yè)在持續(xù)迅速的發(fā)展，而電力工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分，其使命包括發(fā)電、輸電及向用戶的配電的全部過(guò)程。完成這些任務(wù)的實(shí)體是電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)相應(yīng)的有發(fā)電廠、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及電力用戶組成。 二、設(shè)計(jì)依據(jù) 這次設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針政策，技術(shù)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程的實(shí)際情況，在保證供電可靠性、高度靈活，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下。從而獲得主接線的框架結(jié)構(gòu)圖。因此主接線的設(shè)計(jì)也結(jié)合電力系統(tǒng)和 變電所的具體情況，全面分析所有影響因素，正確合理的選擇主接線方案以及主變壓器、進(jìn)行短路電流計(jì)算、設(shè)備選擇已經(jīng)繼電保護(hù)配置等。 85， Tmax=4800 小時(shí) 10 KV 側(cè)：最大 16MVA，最小 10MVA，功率因數(shù) cosφ =0。此 后 ,美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進(jìn)展。 1985 年 ,德國(guó)的西門子公司又推出了他們研制的第一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) LSA678。到七十年代初 ,便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護(hù)、控制及信號(hào)為一體的 四合一 裝置。為國(guó)內(nèi)的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動(dòng)作用。八十年代以后 ,由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ,使變電站自動(dòng)化技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高 ,但是此時(shí)的自動(dòng)化管理仍未涉及到繼電保護(hù)、故障錄波等功能。目前國(guó)內(nèi)推出的較有代表性的裝置應(yīng)屬南京自動(dòng)化研究院生產(chǎn)的 DSA 和南京力導(dǎo)電子公司生產(chǎn)的 DMP300 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。它對(duì)電氣設(shè)備選擇 ,配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性等都有重大的影響。 6～ 220KV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。 適用范圍 一般只適用于 一臺(tái)變壓器的以下三種情況 ： 1） 6～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 5 回； 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回路不超過(guò) 3回； 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 2回。 圖 22 單母線分段接線 三、雙母線接線 (如圖 2– 3) 1 2 3 4 W OQF Ⅰ Ⅱ 第 7 頁(yè) 共 87 頁(yè) 圖 2– 3 雙母線接線（ TQF母線聯(lián)絡(luò)斷路器） 雙母線接線，其中一組 為工作母線，一組為備用母線，并通過(guò)母線聯(lián) 絡(luò) 路斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護(hù)的要求， 按 一般回路母線連接的方式運(yùn)行。完成母線轉(zhuǎn)換后，再斷開母聯(lián)斷路器TQF 及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對(duì)原工作母線進(jìn)行檢修。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至接線不同的母線 段 時(shí)不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。為了避免隔離開關(guān)誤Ⅰ Ⅱ TQF W 1 2 3 4 第 8 頁(yè) 共 87 頁(yè) 操作 ,需要隔離開關(guān)和 斷路 器之間裝設(shè)連鎖裝置。 （一） 旁路母線的三種接線方式 有專用旁路斷路器 (如圖 25) 進(jìn)出線斷路器檢修 時(shí) ，由專用旁路斷路器代替 ,通過(guò)旁路母線供電 ,對(duì)雙母線的運(yùn)行設(shè)有影響。雙母線 成 單母線，破壞了雙母線固定接線的運(yùn)行方式，增加了進(jìn)出線回路母線隔離開關(guān)的倒閘操作。因此，一般需設(shè)置旁路母線或旁路隔離開關(guān)。 （ 一 ） 內(nèi)橋形接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常 斷開運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上須加裝兩組隔離開關(guān)。 2） 橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。此外，線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形接線。 2） 沒(méi)有匯流母線，在接 線的任意段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。 5） 占地面積少。 2） 每一進(jìn)出線回路都江堰市連接著兩臺(tái)斷路器，每一臺(tái)斷路器又連著兩個(gè)回路，從而使繼電保護(hù)和控制回路較單、雙母線接線復(fù)雜。 角形接線 如圖 29 第二節(jié) 主接線的選擇與設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)題目為 110KV 變電所電 氣一次部分設(shè)計(jì)。負(fù)荷主要為一、二級(jí)負(fù)，所以選用兩臺(tái)三繞組變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 方案二： 雙母線接線 雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過(guò)母線聯(lián)路斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路母線連接的方式運(yùn)行。完成母線轉(zhuǎn)換后，再斷開母聯(lián)斷路器 TQF 及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對(duì)原工作母線進(jìn)行檢修。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至接線不同的母線短時(shí)不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。為了避免隔離開關(guān)誤操作 ,需要隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 缺點(diǎn)： 1）變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)。橋連斷路器檢修時(shí)，也可利用此跨條。 二、 35KV 側(cè)接線的選擇 方案一 ： 單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設(shè)備時(shí)作隔離電壓用，不擔(dān)任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴(kuò)建。 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內(nèi)停。 優(yōu)點(diǎn) :節(jié)約專用旁路斷路器和配電裝置間隔。 三、 10KV 側(cè)接線的選擇 方案一 ： 單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設(shè)備時(shí)作隔離電壓用，不擔(dān)任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴(kuò)建。 方案三 ：雙母 線接線 雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過(guò)母線聯(lián)路斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路母線連接的方式運(yùn)行。完成母線轉(zhuǎn)換后，再斷開母聯(lián)斷路器 TQF及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對(duì)原 工作母線進(jìn)行檢修。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至接線不同的母線短時(shí)不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。它與電壓等級(jí) ,單相接地短路電流，過(guò)電壓水平，保護(hù)配置等有關(guān)。故適用于 110KV 及以上電網(wǎng)中。 第 17 頁(yè) 共 87 頁(yè) 第三章 變電所電力變壓器的選擇 第一節(jié) 電力變壓器的選擇 電力變壓器是電力系統(tǒng)中配置電能的主要設(shè)備。 對(duì)季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。 功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法 一 、功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響 所有具有電感特性的用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，從而降低功率因數(shù)。 二 、提高功率因數(shù)的方法 當(dāng)功率因數(shù)不滿足要求時(shí)，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)，然后再進(jìn)行人工功率補(bǔ)第 19 頁(yè) 共 87 頁(yè) 償。人工補(bǔ)償功率因數(shù)是在自然功率因數(shù)不能滿足要求時(shí)，采用并聯(lián)電力電容器的方法來(lái)提高功率因數(shù)。但如果電容性負(fù)荷過(guò)大，將會(huì)引起電壓過(guò)高，從而帶來(lái)不良影響。 無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置，采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，集中安裝在變電所內(nèi)有利于控制電壓水平。 四 、補(bǔ)償電力電容器容量的計(jì)算 補(bǔ)償前的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù) 低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷為 Pc1= Sc1? =16? = 低壓側(cè)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 Qc1= 2211ccsp? = 2216 ? = 變壓器的功率損耗為 第 20 頁(yè) 共 87 頁(yè) ? PT =? 16= ? QT=? 16= Mvar 中壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷為 Pc2= Sc2? =30? = 中壓側(cè)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 Qc2= 22ccsp? = 2230 ? = Mvar 變電所高壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為 Pc3= Pc1 +Pc2+? PT = ++ = Qc3= Qc1 + Qc2+? QT =++= Mvar Sc3= 2233ccPQ? = 2239 .4 2 25 .8 28? = 變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為 cos 2? = Pc3/ Sc3=確定補(bǔ)償容量 現(xiàn)在要求在高壓側(cè)不低于 ,二補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，所以我們考慮到變壓器損耗，可設(shè)低壓側(cè)的功率因數(shù)為 來(lái)計(jì)算補(bǔ)償?shù)娜萘浚? Qcc= Pc1(tan? av1 tan? av2) =[tan() tan ()] = 補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù) 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 39。TQ? =? 39。 3CQ = Qc1 + Qc2+ 39。 233CCPQ? * 4 2 73 1 0 0 10 .7 5 8 0 .7 5 8K s h KKX I I S G W? 第 21 頁(yè) 共 87 頁(yè) = 2239 .373 19 .1? = cos 2? = Pc3/ Sc3= /= 故選擇主變壓器 的型號(hào)為： SHSZL7— 31500/110 其主要參數(shù)如下： 兩臺(tái)三繞組主變壓器 SHSZL7— 31500/110 表（ 32） 型號(hào) SFSZL7— 31500/110 額定容量（ KVA） 31500 主接頭額定電壓（ KV） 高 110 中 低 ， ， ， 11 阻抗電壓（ %） 高 中 高 中 中 低 繞組連接方式 YN， yn0,d11 所用變壓器的選擇 一般所用變壓器容量的選擇是根據(jù)主變壓器的容量來(lái)選擇的，其容量小于主變 壓器容量的 3%，主變壓器的容量是 ，所以所用變壓器的容量為： ?3%=945KVA 則選用 SL7— 800/10型雙繞組 電力 變壓器 其主要參數(shù)如下： 兩臺(tái)雙繞組所用變壓器 SL7— 800/10 額定容 量 (KVA) 額定電壓(KV) 連接組標(biāo)號(hào) 損耗 (KW) 空載電流 % 阻抗電壓 % 高壓 低壓 空載 短路 800 10 Y,yn0 第 22 頁(yè) 共 87 頁(yè) 第四章 短路電流計(jì)算 第一節(jié) 短路電流計(jì)算的概述 一 、短路計(jì)算的意義 在供電系統(tǒng)中，危害最大的故障就是短路。在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電機(jī)正常，發(fā)生接地短 路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信工程線路產(chǎn)生干擾，并且短路點(diǎn)還可使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行解列。 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。 I〞 ── 三相短路電流； ish── 三相短路沖擊電流，用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 以下均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“ *”。在正常工作時(shí)必需保證工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便時(shí)，投資經(jīng)濟(jì)合理。 電壓 選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)使裝設(shè)地點(diǎn)和電路額定電壓 UN小于或等于設(shè)備的額定電壓UN。 max 式中 IN。 et可修正如下： I‘ N。 第 28 頁(yè) 共 87 頁(yè) 短 路情況下的熱穩(wěn)定 熱穩(wěn)定應(yīng)滿足 I2tt≥ I2∞ tjx It── 短路電流瞬時(shí)值（ kA）； t── 短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間（ s）； I∞ ── 時(shí)間為∞短路電流周期分量； tjx── 短路電流的假想時(shí)間； tjx＝ tj＋ tdl＋ （ s）； tj── 繼電保護(hù)整定時(shí)間（ s）； tdl── 斷路器動(dòng)作時(shí)間（ s）； ── 考慮短路電流非周期分量熱穩(wěn)定的等效時(shí)間。通常 Ite=Ibre。 TA── 電流互感器一次側(cè)額定電流； t── 由產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定時(shí)間； tj── 短路電流的假想時(shí)間； Qd── 熱效應(yīng)通常分為短路電流交流分量有關(guān)的熱效應(yīng) Qp，和與直流分 量有關(guān)的熱效應(yīng) Qnp兩部分。 二、選擇原則 第 29 頁(yè) 共 87 頁(yè) （一）高壓斷路器的選型 高壓斷路器是最重要的開關(guān)電器，對(duì)其基本要求是：具有足夠的開斷