【導(dǎo)讀】本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是湯屯降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。全論文除了摘要、畢業(yè)設(shè)計(jì)書。之外，還詳細(xì)的說(shuō)明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)。變壓器的選擇包括：。和計(jì)算短路電流，電氣設(shè)備的校驗(yàn)，防雷保護(hù)保護(hù)范圍的計(jì)算。圖紙部分包括電氣主接線。圖、總平面布置圖、配電裝置斷面圖。

　　

【正文】 線的工作。 ：一般只適用于電壓為6~220kV 出線回路數(shù)較少，用戶重要性等級(jí)較低的配電裝置中 ，尤其對(duì)采用開關(guān)柜的配電裝置更為合適。 單母線分段接線 單母線接線比不分段的單母線接線和采用隔離開關(guān)分段的單母線接線具有更高的供電可靠性。 開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路都要在檢修期間內(nèi)停電； 的雙回線路供電時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。此外，擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 目取決于電源的數(shù)目，電網(wǎng)的接線及主接線的運(yùn) 行方式，一般以 2~3 段為宜。其連接的回路數(shù)一般比不分段的單母線接線增加一倍，但仍不宜過(guò)多； 母線分段接線主要應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠的電氣主接線，各類發(fā)電廠的廠用電接線以及進(jìn)出線數(shù)量比較多的 6~220KV變電所中。 單母線分段帶旁路母線接線 線的接線比單母分段接線的供電可靠性高。 的數(shù)量增多造成設(shè)備投資和占地面積的增大。 段接線相同； 時(shí)，該出線不停電。 (3)旁路母線作用 與旁路斷路器一起代替出線斷路器工作，使檢修出線斷路器時(shí)該回路不停電。 湯屯 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 9 雙母線接線與雙母線帶旁路母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)比較 圖 雙母線接線 (1)雙母線接線優(yōu)點(diǎn)概述： ；只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路，通過(guò)兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，全部切換到另一組母線上，要檢修的那一組 母線就可以停電檢修，此時(shí)線路和電源均不需要停電。 ；當(dāng)某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電就可以對(duì)該隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，不影響其它回路供電。 連回路的供電；當(dāng)雙母線之中的一組母線發(fā)生故障時(shí)，可將被切除的回路，倒換到另一組母線上，即可迅速恢復(fù)被切除回路的供電。 ；電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的需要。 ；雙母線接線可延著預(yù)留的擴(kuò)建端向左右順延擴(kuò)建，而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路供電的負(fù)荷時(shí)，可以順序布置，以至連接不同的母線時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)像單母線分段接線那樣的交叉跨越現(xiàn)象。 ；當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該 回路單獨(dú)接至一組母線上。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 表 雙母線優(yōu)缺點(diǎn) 名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 其它 雙母線接線 電； 隔離開關(guān)時(shí)只停該回路； 速恢復(fù)該母線所連回路的供電； ； ； 。 動(dòng)將造成與該斷路器相連母線上其他回路的停電； 2. 一組母線檢修時(shí)，全部電源集中在另一組母線上，若該組母線再故障將造成全部事故； ，而母聯(lián)斷路 器拒動(dòng)，將造成雙母線全部事故； 修時(shí)， 隔離開關(guān)作為切換操作電器容易發(fā)生誤操作； 1. 35~60kV 配電裝置當(dāng)出線回?cái)?shù)超過(guò) 8 回時(shí)，或連接電源較多、負(fù)荷較大時(shí)，可采用雙母線； ~220kV配電裝置出線回?cái)?shù)超過(guò) 5 回時(shí)，一般采用雙母線 。 雙母線帶旁路母線接線 后，一旦進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，可由專用旁路斷路器代替，通過(guò)旁路母線供電，從而對(duì)出現(xiàn)第二運(yùn)行沒(méi)有影響。 斷路器后，將使設(shè)備投資和配電裝置的占地面積有所增加。 為了節(jié)省斷路器和配電裝置的間隔，應(yīng)盡量不設(shè)專用旁路斷路器，而采用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的方案。 (2)雙母線帶旁路母線接線廣泛應(yīng)用于 110~220kV 的配電裝置中。通常當(dāng) 220kV 出線在 5 回及以上； 110kV 出線在 7 回及以上時(shí)，規(guī)定應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷路器。當(dāng)出線回路比較少時(shí)，可以采用母聯(lián)斷路器的接線。而當(dāng)配電裝置使用可靠性高，檢修周期長(zhǎng)的 SF6 斷路器或使用可以迅速替換手車式斷路器時(shí)，以及系統(tǒng)運(yùn)行條件允許線路停電檢修的情況下，均可不設(shè)旁路母線和旁路斷路器。 (3)為了適應(yīng)特別重要的發(fā)電廠變電所對(duì)電氣主接線可靠性的要求，克服單斷路器的雙母線接線的某些特點(diǎn)，可采取以下措施： 誤操作，可在隔離開關(guān)與斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置。 ，可在單斷路器雙母線的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路母線。 (4)為了保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線和旁路隔離開關(guān)。 湯屯 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 11 進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，由專用旁路斷路器代替，通過(guò)旁路母線供電，對(duì)雙母線的運(yùn)行沒(méi)有影響。 對(duì)于單母線分段接線，可采用以分段斷路器兼作旁路斷路器的常用方案，兩段母線均可帶旁路，正常時(shí)旁路母線不停電。 方案一、二具體比較 根據(jù)以下 2 種方案的比較，以及本次設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況，一次側(cè)為 2 回進(jìn)線，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運(yùn)行方式，二次側(cè)出線有 11 回，并且用戶基本都是有重要負(fù)荷，因此決定采用第一種設(shè)計(jì)方案。 表 側(cè) 方案 比較 方案 項(xiàng)目 雙母線接線 單母線分段接線 可靠性 電中斷； ，只停該回路； 故障后，能迅速恢復(fù)供電。 ； ，分段斷路器自動(dòng)將故障段切 除，保證正常母線不間斷供電。 靈活性 ； ； 。 ，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越； 。 經(jīng)濟(jì)性 。 ，設(shè)備較少。 表 220kV 側(cè) 方案 比較 方 案 項(xiàng)目 單母線分段接線 雙母線接線 可靠性 個(gè)回路； ，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。 ； ，只停該回路 ； ，能迅速恢復(fù)供電。 靈活性 ，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越； 。 ； ； 。 經(jīng)濟(jì)性 ，設(shè)備較少。 、隔離開關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多； ，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 3 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 (1)電氣主接線的比較與選擇 ； (2)選擇導(dǎo)體和電器 ； (3)確定中性點(diǎn)接地方式 ； (4)計(jì)算 軟導(dǎo)線的短路搖擺 ； (5)確定分裂導(dǎo)線間隔、間距 ； (6)驗(yàn)算接地裝置的接地電壓和跨步電壓 ； (7)選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 (1)驗(yàn)算導(dǎo)體的電氣動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電氣的開斷電流，按本規(guī)程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般本規(guī)程建立后 5~10 年）。 (2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)考慮具有 反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電流補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 (3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式下短路 電流為最大的地點(diǎn)。 (4)對(duì)電抗器的 6~10kV 出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的母線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器前列，其于導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 (5)導(dǎo)體和電抗器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。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)及自藕變壓器中的單相兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 基本假定 短路電流實(shí)用計(jì)算中采用下列假定條件和原則： (1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 (2)所有電源和電動(dòng)勢(shì)相位 角相同。 (3)系統(tǒng)中的同步電機(jī)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，定子三相繞組空間處置相差 120 度電氣角度。 (4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變 湯屯 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 13 化。 (5)電力系統(tǒng)中所有電源都會(huì)在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50% 接在系統(tǒng)側(cè)。 (6)同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。 (7)短路發(fā)生在短路點(diǎn)電流為最大值的瞬間。 (8)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 (9)除計(jì)算 短路電流的衰減時(shí)間和低壓回路的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。 (10)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 (11)輸電線路的電容略去不計(jì)。 (12)用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流速算曲線。 三相短路電流計(jì)算 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制 (1)網(wǎng)絡(luò)模型的確定 計(jì)算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值為 1，相角為 0。 (2)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算 短路電流的計(jì)算通常采用標(biāo) 么 值進(jìn)行近似計(jì)算。常取基準(zhǔn)容量 BS 為一整數(shù) 100MVA而將各電壓級(jí)的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即 BU = avU = NU ，從而使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò) 采用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法將等值電路逐步化簡(jiǎn)，求出各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。 在工程計(jì)算時(shí)，為進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長(zhǎng)將短路電流變化規(guī)律相同或相近的同類型發(fā)電機(jī)可以合并；直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)一般予以單獨(dú)考慮，無(wú)限大容量的電源應(yīng)該單獨(dú)計(jì)算。 三相短路電流周期分量任意時(shí)刻的計(jì)算 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化時(shí)，求出各個(gè)等值電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗 39。iX? ，再將其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo) 么 值，即為該電源的計(jì)算電抗 jsiX 。 39。39。 Nijsi iBSXXS?? () 式中 ： NiS 第 i個(gè)等值電源的額定容量， MVA； i=1， 2， … ， n 。 (1)無(wú)限大容量電源 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 供電電源為無(wú)限大容量或計(jì)算電抗 jsX ≥，則可以認(rèn)為其周期分量不衰減，此時(shí) ???????? ??? ???? jsXXII 11 39。39。39。39。 或() (2)當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。這時(shí)工程上常采用運(yùn)算曲線法來(lái)求得任意時(shí)刻短路電流的周期分量。 (3)總的短路電流周期分量的有名值 最后將得到的各電源在某同一時(shí)刻供出的短路電流的標(biāo) 么 值換算成有名值，然后相加，便得到短路點(diǎn)某一時(shí)刻的三相短路電流周期分量，即 ： BBBNini tit USIUSII 331 ??? ??? ?()式中 ： *tiI 有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo) 么 值； ??I 無(wú)限大容量電源供給的短路電流的標(biāo) 么 值； tI 短路點(diǎn) t 秒短路電流周期性分量的有效值，單位 kA 。 限流措施 電力系統(tǒng)可以采取的限流措施 (1)提高電力系統(tǒng)的電壓等級(jí) ； (2)直流輸電 ； (3)在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強(qiáng)聯(lián)系后，將次級(jí)電網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行 ； (4)在允許的范圍內(nèi)，增大系統(tǒng)的零序阻抗，例如采用不帶第三繞組或第三繞組為 Y 接線的全星形自耦變 壓器、減少變壓器的接地點(diǎn)等。 發(fā)電廠和變電所中可以采取的限流措施 (1)發(fā)電廠中，在發(fā)電機(jī)電壓母線分段回路中安裝電抗器 ； (2)變壓器分裂運(yùn)行 ； (3)變電所中，在變壓器回路中裝設(shè)分裂電抗器或電抗器 ； (4)采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器 ； (5)出線上裝設(shè)電抗器 ； (6)選擇合理的電氣主接線形式和運(yùn)行方式。 湯屯 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 15 規(guī)定說(shuō)明 (1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流時(shí)，所有的短路電流應(yīng)按本設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景規(guī)劃 ； (2)確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最 大短路電流的接線方式選擇 。 短路計(jì)算點(diǎn)的選擇 在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選擇二個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，分別在 220kV 母線上、 60kV 母線上 。 等值電路 如圖 所示。 *2GX *1TX*1GX *3GX*CX*3TX*4TX *5TX*2TX *7lX*4lX *3lX*2lX *1lX1K2K*5lX *6lX*8lX*4GX *5GX*6TX *7TX 圖 系統(tǒng)計(jì)算電路圖 三相短路電流沖擊值的計(jì)算 三 相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，當(dāng) f=50Hz時(shí)，發(fā)生在短路后 ，此峰值被稱為沖擊電流 shi 。其計(jì)算式為 ： 39。39。2KIish ? () 式中： K 沖擊系數(shù)。（發(fā)電機(jī)出口 ；其他地點(diǎn) ） 本次設(shè)計(jì)所選的短路點(diǎn)取為變電所兩臺(tái)主變高壓側(cè)的 1k 點(diǎn)和低壓側(cè)并列運(yùn)行時(shí)的 2k ， 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 計(jì)算結(jié)果如下： 當(dāng)