【正文】 the impact of current from the threephase shortcircuit selection, then the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current carefully read the original material, analysis of materials, reference reading power plant electrical part of the course design reference, the power grid and power system, once the power plant wiring and electrical equipment and High Voltage 35 ~110kV unattended substation typical design reference books and under the guidance of the instructor, after careful calculation, plete the graduation project. 第 4 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 關(guān) 鍵詞：電力系統(tǒng)，短路計(jì)算，繼電保護(hù)，變電站，電氣主接線， 110KV降壓變 Keywords: power system, short circuit calculations, relay protection, substation, electrical wiring, 110KV stepdown change 前 言 電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國(guó)計(jì)民生。 本次設(shè)計(jì)是建設(shè)一座 110KV 降壓變電站，首先，根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求選擇各 個(gè)電壓等級(jí)的接線方式，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較，選取靈活的最優(yōu)接線方式。 變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分， 它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間 節(jié)起著變換和分配電能的作用， 由電力設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所組成。 第 1 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題名稱： 110kV 降壓變電站電氣部分的設(shè)計(jì) 姓 名： 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 電自（ 3） 091 第 2 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要 電力系統(tǒng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到 建設(shè)，再到運(yùn)行和管理，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。他從電力系統(tǒng)中取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)換場(chǎng)所。其次進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)各短路點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流，從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級(jí)的工作母線時(shí)，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。它的發(fā)展水平和電氣的程度是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的短路計(jì)算以電力手冊(cè)及其電力專業(yè)工具書的使用，并在設(shè)計(jì)中增新、拓寬。 主接可以考慮 110kV 側(cè)采用內(nèi)橋、外僑、單母分段接線， 35kV 可以考慮單母分段、雙母線接線， 10kV 可以考慮單母分段、雙母線接線。 %/177。 %/177。 時(shí)間： 約需 4～ 6 周 二、短路計(jì)算要求： 1）利用“近似法”進(jìn)行標(biāo)幺值計(jì)算。 要求： 1) 熟悉國(guó)家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則等，樹立供電必 第 5 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 須安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)； 2) 掌握變電站初步設(shè)計(jì)的基本方法和主要內(nèi)容； 3) 熟練電力系統(tǒng)的基本計(jì)算； 4) 學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫。 第一節(jié) 電氣主接線的分析 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，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 優(yōu)點(diǎn)： 1 .用斷路器把 母線分段后，對(duì)重要的用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電； 2 .任一段母線或母線隔離開關(guān)檢修，只停該段，其他段可繼續(xù)供電，減小了停電范圍。 第 8 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn)： 。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，致使連接不同段的母線不會(huì)出現(xiàn)向單母分段那樣出線導(dǎo)致交叉跨越現(xiàn)象； 4. 便于試驗(yàn)。 第 9 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 四、內(nèi)橋接線 優(yōu)點(diǎn)： 其中一回線路檢修或故障時(shí)，其余部分不受影響，操作較簡(jiǎn) 單。 缺點(diǎn)： （ 1）其中一回線路檢修或故障時(shí)，有一臺(tái)變壓器短時(shí)停運(yùn)，操作較復(fù)雜； （ 2）變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 第 10 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二節(jié) 變電所主接線基本要求 一、 保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量 保證供電可靠性和電能質(zhì)量是對(duì)主接線設(shè)計(jì)的最基本要求，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) ,要求停電范圍小 ,恢復(fù)供電快，電壓、頻率和供電連續(xù)可靠是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo) ,主接線應(yīng)在各種運(yùn)行方式下都能滿足這方面的要求。 第 11 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 五、設(shè)計(jì)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(yùn)行和設(shè)備檢修。 （二） 35kV 側(cè)采用單母分段接線 （ 1） 兩段母線可并列運(yùn)行，也可分列運(yùn)行； （ 2） 重要用戶可以用雙回路接于不同段母線，保證不間斷供電； （ 3） 任一段母線或母線隔離開關(guān)檢，只停該段回路不影響其他回路，減小了停電范圍。 方案三 110kV 采用外橋接線； 35kV 采用雙母接線； 10kV 采用單母分段接線。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式變化的需要； （ 3）擴(kuò)建方便。 第 16 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 方案四 110kV采用內(nèi)橋接線； 35kV采用單母分段接線； 10kV采用雙母線接線。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式變化的需要； （ 3）擴(kuò)建方便。 35kV和 10kV 側(cè)采用單母分段接線，母線、隔離開關(guān)檢修僅停一半，提高了其靈活性。 35kV和 10kV 側(cè)接線簡(jiǎn)單，投資省，可供電給Ⅰ類負(fù)荷，可靠性大大提高。 35kV 和10kV 側(cè)的靈活性優(yōu)點(diǎn)同方案一。 缺點(diǎn)： 110kV 側(cè)線路側(cè)斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 缺點(diǎn)： 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)靈活性缺點(diǎn)各自同方案一所述。10kV 側(cè)采用單母分段接線，接線簡(jiǎn)單，投資省，可供電給一級(jí)負(fù)荷，可靠性大為提高。其中一回線路檢修或故障時(shí)，其余部分不受影響，操作較簡(jiǎn)單。 優(yōu)點(diǎn)： 35kV 采用雙母線接線，供電可靠性大，當(dāng)一組母線故障時(shí)，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復(fù)供電。 110kV 35kV 10kV Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 第 21 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 四、下面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較 35kV 的出線一般在 8 回，而任務(wù)書 35kV 的出線是 4 回，方案三采用的是雙母線接線，明顯增加了刀閘，投資較大，成本較高，具體比較如下： 110kV 10kV 35kV 方案一 一樣 高 一樣 方案三 低 五、 最終確定最佳方案是 方案一 110kV Ⅰ Ⅱ 35kV Ⅱ Ⅰ 10kV 1T2T 第 22 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 短路計(jì)算 所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地之間的非正常連接。其計(jì)算的目的主要如下： （ 1） 為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)。如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇，變壓器接地點(diǎn)的位置和臺(tái)數(shù)，對(duì)鄰近的通訊系統(tǒng)是否會(huì)產(chǎn)生較大的干擾，接地裝置的跨步電壓、接觸電壓的計(jì)算等都需要以多種運(yùn)行方式下的短路電流值為依據(jù)。 （ 3） 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源點(diǎn)與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 X△ d ； （ 4） 求計(jì)算電抗 Xjs ； （ 5） 計(jì)算無(wú)（有）限大容量的電源供給的短路電流周期分量； （ 6） 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量； （ 7） 計(jì)算沖擊短路電流值； （ 8） 短路電流計(jì)算結(jié)果表繪制（見第四節(jié)）。 179。2115100= ② 對(duì)三繞組變壓器 T1： XT1Ⅰ =100%1 ）（ⅠK179。 =﹣ XT1Ⅲ =1001）（ⅢKU179。 10040 = 第 28 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) XT2Ⅱ = 100(%)2ⅡkU179。 10040 = ④ 轉(zhuǎn)移電勢(shì) E∑ ： 由 E1=E2=1 得 E∑ = 2d12d11d2dXXEXEX??= )()( ? ???=1 三 K1點(diǎn)發(fā)生各種短路 ： (一 ) 作序網(wǎng)圖，求序網(wǎng)絡(luò)的等值電抗 正序網(wǎng)絡(luò) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò) 零序網(wǎng)絡(luò) ?11X=?12=（ Xd1＋ XL1）∥（ Xd2＋ XL2） = 22112211 ))((LdLdLdLd XXX XXXX ??? ?? Xd11 XL11 Xd21 XL11 E1 E2 Xd12 XL12 Xd12 XL12 XT1Ⅰ 0 XT1Ⅲ 0 XT2Ⅰ 0 XT1Ⅲ 0 UK11 UK12 UK10 第 29 頁(yè) 共 100 頁(yè) 110kV 降壓變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì) = 04 )04 ()05 ( ??? ??? = X10∑ =XT10∥ XT20 = 00002121TTTT XX XX ?? =ⅢⅠⅢⅠⅢⅠⅢⅠ ）（（22112211 )TTTTTTTTXXXXXXX?????? = )()( ??? ??? = （二）當(dāng) K1發(fā)生單相接地短路時(shí) ① 單相接地短路正序電流的標(biāo)幺值為： )1( 11?KI= ???? ??101211 XXXE= 179。1153100?=（ kA） ④ 取沖擊系數(shù)imp =， 單相接地短路沖擊電流的有名值為： ）（ 1 1impki= 2impK178。 SB=179。1153100?=（ kA） ④ 取沖擊系數(shù)imp =， 相間短路沖擊電流的有名值為： ）（ 21impki= 2imp178。 SB =179。)1,(KI== 2 179。 100=（ MVA） （五）當(dāng) K1發(fā)生三相短路時(shí) ①三相短路正序電流的標(biāo)幺值為： )3( 11 ?KI=??11XEE= = ②三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值為： )3(1?KI=)3( 11 ?KI= ③ 三相短路電流周期分量有效值的有名值為： )3( 1KI= )?I178。 179。 2+ = ② 單相接地短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值為： )1( 2?KI=3( 1?I= 3179。)1(KI= 2 179。 100 =（ MVA） （三）當(dāng) K2發(fā)生相間短路時(shí) ①相間短路正序電流的標(biāo)幺值為： )2( 12 ?KI= ?