【正文】 。 電氣設備選擇的一般原則為： 。39。 (4)由 x js1 ， x js 2 ， ， x jsg 分別根據適當的計算曲線找出指定時刻 t 各等值發(fā)電機提供的短路周期電流標幺值 I pt1* ， I pt 2* ， ， I ptg* 。 ①選取基準功率 SB 和基準電壓 VB =Vav ； ②發(fā)電機電抗用 x39。短路電流計算的目的主要有以下幾方面： (1)在選擇電氣主接線時，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，均需進行必要的短路電流計算。我國 110kV 及以上電壓變壓器繞組都采用 Y0 連接；35kV 采用 Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的 60～ 70%。 各級負荷見以下圖表： 1． 110KV 負荷情況 表 21 110KV 負荷 電壓 等級 負荷 名稱 最大負荷（ mW） 負荷組成 (﹪ ) 自然 力率 maxT (h) 線長 (km) 備注 近期 遠景 一 二 110 Kv 市系線 10 18 10 市甲線 10 18 10 備用 1 10 備用 2 12 2． 35KV 負荷情況 表 22 35KV 負荷 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 10 電壓等級 負荷 名稱 最大負荷（ mW） 負荷組成 (﹪ ) 自然 力率 maxT (h) 線長 (km) 備注 近期 遠景 一 二 35KV 水泥廠1 2 15 30 20 水泥廠2 2 15 30 20 耐火廠 1 15 35 18 備用 1 15 備用 2 15 在 35kv側負荷中， 耐火廠以及 水泥廠 1和 2的 Ⅰ 、 Ⅱ 類負荷比重比較大，發(fā)生斷電時，會造成生產機械的壽命縮短，水泥質量下降，造成 很大 的經濟損失，因此 必須保證其供電的可靠性。二級負荷應由兩回線供電。 站用電接線 一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。方案二簡單清晰，調度靈活，不會造成全站停電，能保證對重要用戶的供 電，設備少，投資和占地小。方案一供電 可靠、調度靈活，但是倒閘操 作復雜，容易誤操作，占地面積大，設備多，配電裝置復雜，投資大。 110kV～ 220kV 出線數目為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數目為 4回及以上的配電裝置。 缺點： 1） 增加一組 母線和每回路需增加一組母線隔離開關，投資大。 2） 對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。 7） 110KV 供電線路的鋪設先例：目前， 110kV 供電線路都采用架空絕緣導體，不僅提高線路供電的可靠性，減少了合桿線路作業(yè)時的停電次數，減少維修工作量，提高線路的利用率；而且可以簡化線路桿塔結構，甚至可以沿墻敷設，既節(jié)約了線路材料，又美化了環(huán)境道路；節(jié)約了架空線路所占的空間，便于架空線路在狹小通道內穿越；減 少了線路電能損失，減少了導線腐蝕，延長了線路使用壽命。本文為了設計過程中的概念更加容易被理解，假定杭州城郊結合部有一座將要設計投放使用的變電站，本文就是展開對這樣一個變電站的設計。本變電所的初步設計包括了：（ 1）總體方案的確定（ 2）負荷分析（ 3）短路電流的計算（ 4）高低壓配電系統(tǒng)設計與系統(tǒng)接線方案選擇（ 5）繼電保護的選擇與整定（ 6）防雷與接地保護等內容。 保密類別 編 號 20200502140 武漢大學珞珈學院 畢 業(yè) 論 文 110KV 變電站電氣一次部分設計 系 別 電氣工程及自動化 專 業(yè) 電氣工程及自動化 年 級 2020 級電氣 4班 學 號 20200502140 姓 名 徐睿 指導教師 劉啟勝 武漢大學珞珈學院 2020 年 5 月 20 日武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 I 摘 要 隨著經濟的發(fā)展和現代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。選擇變電站高低壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據。變電站做為電力系統(tǒng)中起著重要的連接作用，是聯(lián)系發(fā)電廠與負荷的重要環(huán)節(jié)。 6） 系統(tǒng)情況：根據杭州城郊結合部地區(qū)的實際情況，本變電站位于兩個電源中間，旁邊分別有杭州發(fā)電廠和九堡發(fā)電廠這兩個發(fā)電廠提供電能，進而經過該變電站降壓后用于工業(yè)、農業(yè)等負荷用電，需要一定的可靠性。 第一種方案：單母線分段接線 優(yōu)點： 1） 母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非 故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。 3） 便于試驗，當個別回路需要時單獨進行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。變電站 110kV 側和 10kV 側，均為單母線分段接線。 35kV 電氣主接線 本變電站 35kV 線路有 8 回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩 種方案，根據本地區(qū)電網特點，本變電站電源主要集中在 35kV 側，不允許停電檢修 斷路器，需設置旁路設施，如圖 所示。方案一一般用于出線較多，輸送和穿越功率較大， 供電可靠性和靈活性要求較高的場合，設備多，投資和占地面積大，配電裝置復雜，易誤操作。在變壓器回路中裝設電抗器或分裂電抗器用的很少，母線電抗器體 積大、價格高且限流效果較小，出線上裝電抗器，投資最貴，且需造兩層配電裝置室，在變電站中應盡量少用。 ：中斷供電將造成設計局部破壞或生產流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產品報廢，重要產品大量減產，屬于二級負荷。為了考慮本地區(qū)經濟的發(fā)展此變電站設計的最大容量為 。 （ 2） 根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器 的容量。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。 短路電流計算 的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其具體計算步驟如下： 繪制等值網絡。 (3)將前面求出的轉移電抗按各相應的等值發(fā)電機的容量進行歸算，便得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗。 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 18 表 短路電流計算結果 短路點編 號 短路類型 0s 短路電 流周期分 量有名值 I 39。但是，電氣設備和載留導體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。 選用的電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運行電壓 Ug,即，UmaxUg 選用的電器額定電流 Ie 不得低于 所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流 Ig ，即 IeIg 校驗的一般原則： ，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。 型式選擇： 本次在選擇斷路器，考慮了產品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。因而被大量使用于 35KV武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 21 及以下的電壓等級中。 ，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。 絕緣子和穿墻套管的選擇 在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導電體、絕緣子和金具來實現的。 出線側 CT 采用戶外式，用于表計測量和保護裝置的需要準確度。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 2. 變電站設備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會運動至變電站，對電氣設備過程威脅。 侵入波過電壓防護 雷電波入侵 (高電位侵入 ):架空線路遭受雷擊或感應累的影響 ,在線路上形成沿線路傳播的高電壓行波 .此種電壓波入侵到建筑物內或進入電氣設備造成過電壓。 從避雷針定點向下作 45 度斜線，此斜線旋轉形成的錐體，構成 2/hhx ? 時的保護范圍，從地平面距避雷針 。一級負荷要求有 2 個獨立電源供電。 5 主變容量的選擇原則 （ 1） 主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 （ 1）運行可靠。 （ 4）經濟上合理。適用于只有一回進線和一回出線，變電所裝設單臺變壓器的場合。按橋斷路器的位置可分為： 1）內橋式接線。配電裝置應滿足以下基本要求： （ 1）配電裝置的設計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術經濟政策； （ 2）保證運行可靠，按照系統(tǒng)自然條件，合理選擇設備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離； 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 31 （ 3）便于檢修、巡視和操作； （ 4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力 求節(jié)約材料和降低造價； （ 5）安裝和擴建方便。橋斷路器在進線斷路器的外側（即進線側）。母線分段后，對重要的用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時供電。因此，在選擇主接線時還應考慮到具有擴建的可能性。 （ 3）操作應盡可能簡單、方便。我國 110 kV 及以上電壓變壓器繞組都采用 Y0 連接； 35 kV 采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35 kV 以下電壓變壓器繞組都采用△連接。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 避雷針保護范圍計算見附錄Ⅲ。為保護主 變壓器中性點絕緣，在主變 110KV 側中性點裝設氧化鋅避雷器。 變電站直擊雷防護 戶外配電裝置一般都采用避雷針做為直擊雷保護，本變電站直擊雷防護采用避雷針，變電站圍墻四角各布置 1支避雷針，共布置 4支避雷針，每支避雷針高 30m。 35kV 母線 PT選擇 ： 3511KV 配電裝置安裝臺單相電壓互感器用于測量和保護裝置。 （ 1） 6～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。 電流互感器的配置和選擇 （ 1） 技術條件 正常工作條件 —— 一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級， 短路穩(wěn)定性 —— 動穩(wěn)定倍數，熱穩(wěn)定倍數 承受過電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比 （ 2） 環(huán)境條件 環(huán)境溫度，最大風速，相對濕度。 根據設計要求， 35KV 母線應選硬導體為宜。 ，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員 的安全。 ，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。接口的絕緣水平應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。 。(MVA) f1 三相短路 f2 三相短路 f3 三相短路 f339。 (7)計算短路容量和短路電流沖擊值。 (2)進行網絡變換。 (3)在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 8% 38． 5177。當一臺停運時，另一臺則承擔 70%為 。首先必須要計算各側的負荷，包括站用電負荷（動力負荷和照明負荷）、 10kVφ負荷、35kV 負荷和 110kV 側負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 圖 1. 6 單母線分段接線 圖 1. 7單母線接線 對圖 及圖 所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 12。 圖 10kV 電壓側接線方案 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 7 綜上所述 ,本變電站主接線如圖 所示。 圖 35KV 電壓側接線方案 10kV 電氣主接線 《 35～ 110kV 變電所設計規(guī)范》規(guī)定，當變電所裝有兩臺主變壓器時， 6～ 10kV側宜采用分段單 母線。 圖 1. 1單母線分段帶旁母接線 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 5 圖 1. 2雙母線帶旁路母線接線 對圖 及圖 Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 11。對比