【正文】 50C，最大風(fēng)速 3m/s，其他條件不限。設(shè)計(jì)已知的基本條件：設(shè)計(jì)一座110/110/35kV終端變電所，110kV 部分有 110kV 進(jìn) 出線 2 回，電源距離 46 公里，系統(tǒng)容量 5800MVA，最大利用小時(shí)5800 h，系統(tǒng)電抗 ， 所用電率 ％。繪圖等相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的 作風(fēng)。第五步，繼電保護(hù)、配電設(shè)備和防雷 接地的布置。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(gè)可能的主接線形式比較，最終確定方案。關(guān)鍵詞：主接線 短路計(jì)算 設(shè)備選擇 防雷保護(hù) 繼電保護(hù)前 言第 01 節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)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(shí)和基本技能，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì) 和工程實(shí)踐能力的教育過(guò)程。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的條件 來(lái)設(shè)計(jì)，其主要包括以下內(nèi)容：在對(duì)各種電氣主接線比較后確定本廠的電氣主接線，對(duì)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。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(jì)手冊(cè)》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。 第四步，導(dǎo)體和設(shè)備的選擇及校驗(yàn)，做設(shè)備清冊(cè)。在指導(dǎo)老師的幫 助下，完成工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：電氣主接線方案的設(shè)計(jì)；短路計(jì)算；導(dǎo)體、設(shè)備選型；設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)說(shuō)明書。功率因數(shù) 。對(duì)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。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 的回路都在檢修期內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使 架空線路出現(xiàn)交叉跨越。110 ～ 110kV 配電裝置出 線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)， 或 當(dāng) 110 ～110kV 配電裝適用于本站， 但 可 靠性稍 差。增加投資。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(duì)重要用戶可從不同段進(jìn)行 供電；任意一段母線故障 時(shí)，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(shí)，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(shí)，容易誤操作；出線斷路器檢修時(shí)，線路 無(wú)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(shí)， 能夠正常供電。三、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(shí)。35～63kV 配 電裝置 的出 線回路 數(shù)超 過(guò) 8 回時(shí)，或 連接電 源較 多，負(fù)荷較大時(shí)。而本站 110kV 側(cè)有出線 6 回，但出 線斷路器檢修或故障時(shí)，該回路必須停電。35kV 側(cè)接線：方案 I 雙母線接線 據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，35kV 至 63kV 配電裝置出線回路數(shù)超過(guò) 8 回，或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，選擇雙母線接線規(guī)定。10kV 側(cè)接線：方案 I 單母線分段接線 據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，6kV 至 10kV 配電裝置 出線回路數(shù)為 6 回及以上，選用單母線分段接線的規(guī)定。另外，比較時(shí)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30012142224791 S 2 S 2 S 2?A=n(?P0+k?Q0)+(?P+k?Q)( 1 + 2 + 3 )τSn2n 2S n S 2 nS n S3nΔQ0 ＝ I 0 ％S N100＝2400＝2160ΔQ1K ＝U1 ％S N100＝142400＝33600ΔQ2 K ＝U 2 ％S N100＝－12400＝－2400ΔQ3 K ＝U 3 ％S N100＝92400＝21600S1=38 + 24 + 38==77733kVAS?2===47500kVAS3=24 + ==30233kVAτ=4200，k= 電能損耗為：Sn3= Sn2 =63000247。從經(jīng)濟(jì)性來(lái)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(lái) 看，需多加一個(gè)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。以斷路器故障停電一次造成少供負(fù)荷 10 MVA，6 天修復(fù)，將造成少供電量 萬(wàn) kWh,造成的損失就相當(dāng)于 萬(wàn) kWh?？紤]到兩臺(tái)主變壓器同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小，適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)及 擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 70％的負(fù)荷，保證全變 電所正常供電，故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電可靠性。當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或 檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 70％～80％的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓(kV)損耗（kW）阻抗電 壓（％）空載電 流（％）連接組 別高壓低壓空載負(fù)載SL7400/10400104Y，yno 16 變電所用電設(shè)計(jì)變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷。本所采用從 10kVⅠ段母線引接一個(gè)電源，從10kVⅡ段母線引接一個(gè)電源的接線方式。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì) 于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。但三相短路情況最嚴(yán)重，應(yīng)給予足夠的重視。3. 系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo) 體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間位置相差 120o 電氣 角度。7. 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。，在電氣主接線的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠?步電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。短路電流計(jì)算時(shí)間 為 0s、1s、2s。（3）中各電流的有名值之和，即為短路點(diǎn)的短路電流。d*d S BS ex= 1002000= 一、 短路電流計(jì)算1. d1 點(diǎn)短路：經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變換后： X 16 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X 5 = X 1 +11 + 1 + 1 + 1X 2 X 3 X 4 X 51= X 1 + 15X 21= X 1 + 15X 2= 計(jì)算電抗： Xjs1= X 16? SexS j= 2000 = ≈ 1003＞ X js ＞0 查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 1 冊(cè)》P138標(biāo)幺值： I 0* = I1* = I 2* = 有名值：I 0 = I 0* ∴ I 0?= I1?= I 2? =1X 17= 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)3. d3 點(diǎn)短路時(shí)：d 3 : X 18 = X 1 + X 2 // X 3 // X 4 // X+ (X 10 + X 11 )//( X 9 + X 12 ) + X 8= + 1 + 2= X jS 3= X 18? S eS j= 2000 = 100Q X jS 3 ≥ 3, 按無(wú)窮大系統(tǒng)處理。∴ I 0?= I1?= I 2? =1X 21= 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)23 節(jié) 短路電流計(jì)算成果短路 點(diǎn)編 號(hào)短路電 平均電壓 Uj(kV)基準(zhǔn)電 流 Ij (kA)分支電 抗 X*短路電流值短路電 流標(biāo)么值 I0*I0 (kA)ich (kA)Ich (kA)Sd (MVA)d1115d2d3292d4d537d637第三章 變電所導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)31 節(jié) 導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)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(jì)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(guò)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(yàn)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(shí)，應(yīng)將其視為附加電源，短路電流的計(jì)算方法與發(fā)電機(jī)相同。（4） 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定。它們?cè)谶\(yùn)行中有很大的功率通過(guò)，在短路時(shí) 有巨大的短路電流通過(guò)，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。二、110KV 匯流母線的選擇（導(dǎo)線較短按照長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇）I max 2 = 592( A)0 0KI 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(jì)手冊(cè) K 取 ）I al= I max 2K= 592= 630( A)查設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 59 頁(yè)，選 LGJ300導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)：QkS min = =C 1000 = S87∴合格110kV 導(dǎo)線大于 70mm2 不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)：S min =Qk = 1000C 87截= S （1000mm2）∴合格導(dǎo)體動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：取 L=1m,a=25cm=,β＝1σ = 2βL210 ?8maxch aW2= ( 103 ) 2 11 10 ?510 ?8 = 106W = 2 = 10 10 ?3 (100 10 ?3 ) 2 = 10 ?5 (m 2 )硬鋁的最大允許應(yīng)力σ γ= 69 106 (Pa) ，故滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。正常運(yùn)行時(shí)；用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備 或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故 障回路，保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。隔離開關(guān)無(wú)滅 弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)型號(hào)從《發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》207 頁(yè)、208 頁(yè)選擇。熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定：i /(3)ch2I le2 = 215外部動(dòng)穩(wěn)定：絕緣瓷帽的允許荷重 750N，當(dāng)相間距離 a=40cm,L=100cm 時(shí)F (3) = 2 100 ?1 = 520N 75040所選 LAJ－10 電流互感器完全滿足內(nèi)部和外部動(dòng)穩(wěn)定的要求。五、熔斷器的選擇變電所 35kV 電壓互感器和 10kV 電壓互感器以及所用變壓器都用高壓熔斷器進(jìn)行保 護(hù)，不