【正文】 中的一個(gè)重要組成部分。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 第 一 章 電氣主接線設(shè)計(jì) 主 接線的設(shè)計(jì)原則和要求 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的最后一個(gè)教 學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)既可以鞏固我們?cè)趯W(xué)校學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，又可以培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘要 本 次設(shè)計(jì)是對(duì)變電站 500/220/35KV 的設(shè)計(jì)．通過(guò)對(duì)變電站的設(shè)計(jì)，來(lái)運(yùn)用 這 三年所學(xué)過(guò)的 知識(shí) ，達(dá)到 把知識(shí) 融會(huì)貫通的目的．此外， 畢業(yè)設(shè)計(jì) 還培養(yǎng)了我設(shè)計(jì)的能力． 這次 設(shè)計(jì)共分了六章．第一章是電氣主接線的設(shè)計(jì)和主變壓器的選擇 ， 第二章是所用接線的 設(shè)計(jì)和所用變壓器的選擇，第三章是短路電流的計(jì)算，第四章是電氣設(shè)備的選擇，第五章是防雷和接地計(jì)算，第六章是主變保護(hù)設(shè)計(jì)． 主要介紹了短路電流的計(jì)算和設(shè)備的選擇． [關(guān)鍵詞 ] 電氣主接線 主變壓器 所用接線 所用變壓器 短路電流計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 防雷接地 主變 保護(hù) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目錄 摘 要 目錄 符號(hào)說(shuō)明 引言 ……………………………………………………………… …… 1 第一章 電氣主接線 …………………………………………… ……… 2 第一節(jié) 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 …………………………………………… 2 第二節(jié) 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇 ………………………………… 8 第二章 所用電設(shè)計(jì) ………………………………………………… 11 第一節(jié) 所 用電設(shè)計(jì)的要求 ………………………………………………… 11 第二節(jié) 所用電的設(shè)計(jì)原則和接線形式 ……………………………………… 11 第三節(jié) 所用點(diǎn)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 12 第三章 短路電流計(jì)算 … …………………………………………… 14 第一節(jié) 短路的產(chǎn)生以及分類 ……………………………………………… 14 第二節(jié) 短路計(jì)算的目的、規(guī)定和步驟 …………………………………… ………… 14 第三節(jié) 短路電流計(jì)算 …………………………………………………… 16 第四章 電氣設(shè)備的選擇 …………………………… ……………… 22 第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇的條件 ……………………………………………… 22 第二節(jié) 高壓電氣設(shè)備選擇 ………………………………………………… 25 第五章 防雷接地計(jì)算 ……………………………………………… 52 第一節(jié) 接地裝置的布置 ………………………………………………… 52 第二節(jié) 變電站的防雷設(shè)計(jì) ………………………………………………… 54 第六章 主變保護(hù)設(shè)計(jì) ……………………………………………… 58 第一節(jié) 變壓器保護(hù)的配置 ………………………………………………… 58 結(jié)論 ………………………………… ……………………………… … 61 注釋 ……………………………………………………………… …… 62 附錄 ……………………………………………………………… …… 63 謝辭 ……………………………………………………………… …… 66 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 符 號(hào) 說(shuō) 明 bU 基值電壓 bI 基值電流 bS 系統(tǒng)基準(zhǔn)容量NU —— 額定電壓 gU —— 電網(wǎng)工作電壓 dI —— 基值電流 NI —— 額定電流 FZ變電站用普通閥型避雷器 X —— 電抗 jsX —— 計(jì)算電抗 *X? — 為無(wú)限大容量電源到短路點(diǎn)之間的總電抗（標(biāo)幺值） I?? — 0秒鐘短路電流 —— 短路電流周期分量 ?I —— 穩(wěn)態(tài)短路電流周期分量 chi —— 短路電流沖擊值 ohI —— 全電流最大有效值 S —— 短路容量 NS —— 變壓器額定容量 kdI —— 斷路器額定開(kāi)斷電流 maxi —— 斷路器極限通過(guò)電流峰值 maxgI —— 最大持續(xù)工作電 流 ?I —— 穩(wěn)態(tài)三相短路電流 dtI —— 斷路器 t秒熱穩(wěn)定電流 dZt —— 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 J —— 經(jīng)濟(jì)電流密度 6SF — 六氟化硫式 K — 綜合修正系數(shù)，為有關(guān)修正系數(shù)的 乘積 maxI — 電氣設(shè)備所在回路的最大持續(xù)工 作電流 nI1 — 為電流互感器原邊額定電流 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) C — 熱穩(wěn)定系數(shù) ?K — 溫度修正系數(shù) S — 導(dǎo)線截面 P — 送電容量 eU — 線路額定電壓 0? ── 實(shí)測(cè)土壤電阻率 ? ── 季節(jié)系數(shù) ecI —— 單臺(tái)電容器的額定電流 0? —— 為涌流的振蕩角頻率 m —— 并聯(lián)電容器的臺(tái)數(shù) ? —— 工頻電流的角頻率 W — 戶外 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 引 言 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源， 電力自從應(yīng)用于生產(chǎn)以來(lái)，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)、生活的主要能源，在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、國(guó)防、科學(xué)技術(shù)和人民生活等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。 使電力工業(yè)可以高速發(fā)展速度。 由于我的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，難免在設(shè)計(jì)中有一些紕漏，希望老師指正。 變電所電氣主接線是指變電所的變壓器以及輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。 一 、 可靠性 對(duì)于一般技術(shù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可靠性是一個(gè)元件 、 一個(gè)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及一定的條件下完成預(yù)定功能的能力。如礦井 、 醫(yī)院 、 電弧煉鋼爐等。重要的工礦企業(yè) 一般都屬于Ⅱ類負(fù)荷。 二 、 靈活性 （ 1） 調(diào)度靈活，操作方便。進(jìn)行安全檢修而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行及用戶的供電要求。 三 、 經(jīng)濟(jì)性 可靠性和靈活性是主接線設(shè)計(jì)中在技術(shù)方面的要求。 （ 2）年運(yùn)行費(fèi)小。 一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)， 330～ 500KV 樞紐變電所也可裝 3～ 4臺(tái)主變壓器。并應(yīng)滿足供電可靠，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。應(yīng)根據(jù)負(fù) 荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出現(xiàn)回?cái)?shù)。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性要求低。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成多環(huán)狀供電，因此，具有很高的可靠性和靈活性。 4）任一斷路器檢修都不致停電，而且可同時(shí)檢修多臺(tái)斷路器。 3） 正常操作時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器動(dòng)作次數(shù)是其兩側(cè)斷路器的 2 倍；一個(gè)回路故障時(shí)要跳兩臺(tái)斷路器，斷路器動(dòng)作頻繁，檢修次數(shù)增多。 一般 雙母線設(shè)置旁路母線 的原則 ： ① 6～ 63KV配電裝置，一般不設(shè)置旁路母線； ② 110～ 220KV配電裝置， 設(shè)置旁路母線的原則與分段母線相同。 ② 缺點(diǎn)：在母線檢 修或故障時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，操作復(fù)雜，容易發(fā)生錯(cuò)誤操作；當(dāng)一組母線故障時(shí)仍短時(shí)停電，影響范圍較大；檢修任一回路的斷路器，該回路仍停電；所用設(shè)備多（特別是隔離開(kāi)關(guān)），配電裝置復(fù)雜。 本站電氣主接線的設(shè)計(jì) （ 1） 原始資 料 1變電所建設(shè)規(guī)模 ：區(qū)域 性變電站，電壓等級(jí) 500/220/35KV， 220KV 側(cè)出線 6回，負(fù)荷 300～ 350MVA， 500KV 側(cè)出線 6 回，負(fù)荷 500～ 600MVA， ?? ，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 6800 小時(shí)。 500KV為電源側(cè)， 220KV 側(cè)和 35KV 側(cè)為負(fù)荷側(cè)。變壓器采用 三繞組 變壓器。變壓器采用 自耦 變壓器。變壓器采用自耦變壓 器。因 此 三 個(gè)方案 比較 后 選用 方案二 。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量 在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力時(shí)的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)于一般變電所，當(dāng) 一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70％ ～ 80％ 。 為了保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè) 2 臺(tái)主變壓器；樞紐變電所裝設(shè) 2～ 4臺(tái)；區(qū)域性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可裝設(shè) 3 臺(tái)。要考慮全廠的擴(kuò)建和發(fā)展規(guī)劃，與機(jī)務(wù)工藝專業(yè)等密切配合，廠用配電裝置布置合理，便于維護(hù)管理。設(shè)備選用合理、技術(shù)先進(jìn)、注意節(jié)約投資，減少電纜用量。 對(duì)所用電源的要求 330～ 500KV 變電所，有兩臺(tái)（組）及以上主變壓器時(shí)，從主變壓器低壓側(cè)引接的所用工作變壓器不宜少于兩臺(tái)，并應(yīng)裝設(shè)一臺(tái)從所外可靠電源引接的專用備用變壓器，每臺(tái)工作變壓器的容量宜至少考慮兩臺(tái)（組）主變壓器的冷卻用電負(fù)荷，專用備用變壓器的容量應(yīng)與最大的工作變壓器的容量相同；初期只有一臺(tái)（組）主變壓器時(shí)，除由所內(nèi)引接一臺(tái)工作變壓器外，應(yīng)再設(shè)置一臺(tái)由所外 可靠電源引接的所用工作變壓器。這種引接方式對(duì)采用交流操作的變電所即取消蓄電池而采用硅整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源的變電所尤為重要。 ③ 阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及所用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，所用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過(guò)額定電壓的 %5? 。三相短路時(shí)三相系統(tǒng)仍然保持對(duì)稱，故稱為對(duì)稱短路。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面： 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。 3 電氣主接線方案的比較和選擇。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接 接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)。 ④ 繪 出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào) （ 3）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 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)為中心的輔射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 ndX 。 （ 8） 計(jì)算短路電流沖擊值。 轉(zhuǎn)移電抗： )()(21 *2*1** ???????? XXXX Sfs 短路電流標(biāo)幺值： 11 ** ??? fsPS XI 短路電流有名值： 2303 ** ???????? avBPSBPSPS USIIII chi =? = =（ KA） chI =? = =（ KA） I? = ?I = * （ 3） 3K 點(diǎn) 發(fā)生短路時(shí) 經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)得到的 系統(tǒng)等值電抗圖： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 轉(zhuǎn)移電抗： )()(21 *3*1** ???????? XXXX Sfs 短路電流標(biāo)幺值： 11 ** ??? fsPS XI 短路電流有名值： ** ???????? avBPSBPSPS USIIII chi =? = =（ KA） chI =? = =（ KA） I? = ?I = * （ 4） 4K 點(diǎn) 發(fā)生短路時(shí) 經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)得到的 系 統(tǒng)等值電抗圖： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 轉(zhuǎn)移電抗 ： )()(21 **3*1** ???????????? XXXXX Sfs 短路電流標(biāo)幺值： 11 ** ??? fsPS XI 短路電流有名值： ** ???????? avBPSBPSPS USIIII chi =? = =（ KA） chI =? = =（ KA） I? = ?I = * 沖擊系數(shù) chK 的值和 chI 、 chi 的計(jì)算公式： 發(fā)電機(jī)端 ： chK = chI =? chi =? 發(fā)電廠高壓側(cè)母線： chK = chI =? chi =? 遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）： chK = chI =? chi =? 在電阻較大的電路： chK = chI =? chi =? 根據(jù)以上短路計(jì) 算，得到 短路 電流 計(jì)算 見(jiàn)下表 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 表 31 短路電流計(jì)算結(jié)果表 支路 名稱 短 路 點(diǎn) 基 值 電 壓 bU （ KV） 基 值 電 流 bI （ KA） 額定 電流 nI （ KA） 0s 短路電流 周期分量 穩(wěn)態(tài)短路電流 0s 短路電流 短路電流 短路電流 沖擊值 chi （ KA） 全電流最大有效值