【正文】 設(shè)備的選擇與校驗 本設(shè)計要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、互感器、熔斷器、避雷器等。 綜上所述，通過 對每個電壓等級電氣主接線的兩個方案 在技術(shù) 與 經(jīng)濟(jì) 性 上的比較，方 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 案一比方案二更加合理，且可靠性，靈活性 能 滿足要求。 ③電能損耗小，在變電所中，電能損耗主要來自變壓器，因此要經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的類型，容量，數(shù)量和電壓等級。 所選變壓器具體 技術(shù)參數(shù)如下： 表 主 變壓器型號參數(shù) 型號 額定容量(kVA) 額定電壓（ kV） 聯(lián)結(jié) 組 別 阻抗電壓 (%) 空載電流（ %） 高壓 中壓 低壓 高中 高低 中低 7 1 2 0 0 0 0 / 2 2 0SFPS ? 120200 31220 %?? ? 121 YN，yn0,d11 電氣主接線方案設(shè)計 電氣主接線設(shè)計的基本要求與選擇原則 電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系。 在 各位 老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助下，通過查閱文獻(xiàn)、搜集資料、綜合分析、計算比較等， 經(jīng)過近三個月的努力， 較好地完成了本次設(shè)計學(xué)習(xí)。 設(shè)計圖紙： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 VI 頁 電氣主接線圖（手工繪制 1號圖紙一張， CAD 出 A3圖 1張） 時間安排 （ 1） 熟悉設(shè)計題目，閱讀、學(xué)習(xí)相關(guān)資料及設(shè)計規(guī)程。 上式中， Kt為集膚系數(shù)，對于鋼芯鋁絞線 Kt=1，矩形截面導(dǎo)體的 Kf可查表，C 為熱穩(wěn)定系數(shù)，其值為 422 10ln ????? ttKC ?? ，對于鋁，常數(shù) K=222 106[W 無時限的主保護(hù)時間 tb1取 。每個電壓級可分別擬定出 2~3 個初步方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，主要是進(jìn)行技術(shù)方面的可靠性、靈活性和方便性比較，經(jīng)濟(jì)上只是設(shè)備的數(shù)量差別方面、裝置占地面積大小等粗略比較。 C 系統(tǒng)（ 110kV） :S=600MVA,X=。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 三、電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇的一般原則和基本要求 基本要求 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 III 頁 設(shè)備選擇包括選型和確定技術(shù)參數(shù)。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面 SJ=Igmax/J （ 215） 式中： SJ—— 經(jīng)濟(jì)截面（ mm2）； J—— 經(jīng)濟(jì)電流密度（ A/mm2），查有關(guān)手冊。 表 1 斷路器、隔離開關(guān)選 擇校驗項目 設(shè)備 項目 斷路器 隔離開關(guān) 按工作電壓選擇 Ue≥ Uew Ue≥ Uew 按工作電流選擇 Ie≥ Igmax Ie≥ Igmax 開斷能力校驗 Iekd≥ I 關(guān)合能力校驗 ieg≥ icj 熱穩(wěn)定校驗 dzr tItI 22 ?? dzr tItI 22 ?? 動穩(wěn)定校驗 Idw≥ icj 1dw≥ 1cj 表中： Ue、 Ie—— 設(shè)備的額定電壓（ kV）和額定電流（ A）； Uew—— 電網(wǎng)的額定電壓（ kV）； Igmax—— 額定開斷電流（ kA）； I、 I∞ —— 三相短路次暫態(tài)電流（ kA）和穩(wěn)態(tài)電流值（ kA）； 1eq—— 額定關(guān)合電流（ kA）； 1cj—— 三相短路的沖擊電流（ kA）； Ir、 idw—— 熱穩(wěn)定電流有效值（ kA）和動穩(wěn)定電流峰值（ kA）； t—— 熱穩(wěn)定電流 Ir 允許的作用時間（ s）； tdz—— 短路電流熱效應(yīng)等值時間（ s）。從理論上來說它涉及到電力系統(tǒng)課程的多方面內(nèi)容 。 ⑶ 主變 容量 及形式的 確定 ① 主變壓器容量一般按變電站建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇， 并應(yīng)考慮變壓器正常運行 和事故時的過負(fù)荷能力 。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能的使操作 的步驟少，以便運行人員掌握，不致在操作過程中出錯。 經(jīng)濟(jì)性 雙母線接線比單母線 分段 接線所用的電氣設(shè)備數(shù)量多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大， 投資 增加較 多 。計算步驟如下： ⑴ 畫等值電路圖 ⑵ 網(wǎng)絡(luò)化簡 (消去中間節(jié)點 ),得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗 ⑶ 求各電源的計算電抗 ⑷ 查運算曲線 ,得到各電源送至短路點電流的標(biāo)幺值 ⑸ 求各電源送至短路點電流的有名值之和 ,即為短路點的短路電流 短路計算結(jié)果 系統(tǒng)的等值電 路圖如下： ( ),100 avBB UUM V AS ?? 圖 系統(tǒng)的等值電路圖 短路電流計算結(jié)果： 表 短路電流計算結(jié)果 短路編號 短路位置 短路電流 I （ kA） 短路電流 2I （ kA） 短路電流 4I （ kA） 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 1K 220kV側(cè)母線 2K 110kV側(cè)母線 3K 10kV 側(cè)母線 3 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 ⑴ 額定電壓 選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件 選擇，即： N NSUU? ⑵ 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是指在額定環(huán)境溫度 0? 下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 隔離開關(guān)選擇結(jié)果如下表所示： 表 220kV側(cè)隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 4 220GW? 220 630 50 20 表 110kV側(cè)隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 4 110 /1250GW ? 110 1250 50 20 表 10kV側(cè)母線隔離開關(guān)型號參數(shù) 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 5s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 1 10oGN T? 10 4000 160 80 表 10kV側(cè)出線隔離開關(guān)型號參數(shù) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流esi （ kA） 4s 熱穩(wěn)定電流tI （ kA） 19 10( 3)GN C? 10 1250 100 40 母線 ⑴ 母線的選擇 ① 選型 導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地 使有關(guān)斷路器跳閘。 進(jìn)行如下方案比較 : 表 220kV主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 方案 項目 方案一 雙母線接線 方案二 單母線分段接線 技術(shù)性 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線的隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它線路均可通過另一組母線繼續(xù)運行。此外，在保證可靠性的同時不可片面地追求更高的可靠性而忽視對靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 ⑵ 相數(shù)的確定 330kV 及以下的電力系統(tǒng)，若不受運輸條件限制，應(yīng)選用三相變壓器。（ 1 周） （ 8） 答辯。 （二 ）斷路器和隔離開關(guān)的選擇 斷路器的型式選擇要根據(jù)電壓等級，安裝地點，該斷路器對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響等因素決定。 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 （ 1）首先需求出最大長期工作電流 Igmax； （ 2）溫度修正系數(shù)0707 0 2 5alalK ?? ???? ????? （ 3） maxal al gI KI I? ??則滿足長期發(fā)熱要求。 對各短路計算點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求出 X*∑ 。 具體方法如下： 主變壓器的臺數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。 B 系統(tǒng)與待建變電站的距離： 120km,雙回線。 根據(jù)本次設(shè)計原始資料，初步確定 220kV 電壓等級接線方式為雙母線或單母線分段 ， 110kV 電壓等級接線方式初選為雙母線或雙母線帶旁路， 10kV 電壓等級接線方式初選為單母線分段或單母線 分段 帶旁 路。 tkd =tgf+th， tgf查有關(guān)手冊求取，一般取 ； th為燃弧時間，一般取 ～ 。 cm4 ） ] ，常數(shù)τ為 245 ℃， t1 為導(dǎo)體短路前的工作溫度， 2 02 m a x001 /)( ???? ygy IIt ??? （℃）； t2為導(dǎo)體的短時最高允許溫度，鋁導(dǎo)體 t2=200℃，計算中， C可近似取值為 90； tdz為等值時間， tdz=tz+tfz， tz=f(tr, β )， tr=tb+tkb，β =I/I∞ ，查有關(guān)曲線求得 tz， tfz= 2。（ 1 周） （ 3） 短路電流計算 。 在本次設(shè)計過程中，得到了各位指 導(dǎo)老師的熱忱指導(dǎo)與幫助 ，在即將離開校園之際，在此向各位指導(dǎo)老師說聲：謝謝您！您辛苦了！ 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 第一部分 設(shè)計說明書 1 電氣主接線設(shè)計 負(fù)荷計算及 變壓器的選擇 負(fù)荷計算 選擇主變壓器和站用變壓器的容量 時 ， 需要首先 確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流 。對電氣主接線的基本要求，概括地說包括 可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面 。設(shè)計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實現(xiàn)，使改造的工作量最少。 方案一主接線圖如下所示： 系統(tǒng)系統(tǒng) 圖 方案一主接線圖 2 短路電流的計算 短路的類型 短路故障分為對稱短路和不對稱短路。 斷路器 ⑴ 額定電壓和電流選擇 N NSUU? ， maxNgII?? 式中 NU 、 NSU ― 分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV NI 、 maxgI ― 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A ⑵ 校驗開斷電流 ktbr II ? 式中 brI ― 斷路器的額定開斷電流， kA ktI ― 斷路器實際開斷瞬間的短路電流周期分量， kA 當(dāng)斷路器的 brI 較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算時可用 IIbr? 進(jìn)行選擇， I 為 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 短路電流值。 kQ— — 所在回路的短路電流熱效應(yīng)， 2kA S? 。 在單母線分段的基礎(chǔ)上增加旁路母線，具有單母線分段接線的所有優(yōu)點，并且可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷該回路的供電，進(jìn)一步提高了單母線分段接線的可靠性。 ② 占地面積小。本設(shè)計亦選擇三繞組變壓器。 關(guān)鍵詞 ： 電氣主接線 短路電流 母線與電氣設(shè)備選擇與校驗 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計