【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒。本次設(shè)計為220kV變電站電氣一次部分的初步設(shè)計。根據(jù)原始資料，以設(shè)計任。新型產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。該變電站設(shè)有三臺主變壓器。站內(nèi)主接線分為220kV、110kV和10kV三個電壓等

　　

【正文】 院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 )3(*dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值 )3(dI — 系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點(diǎn)的短路電流有名值 ?*1X — 歸算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。 以下為簡便起見，省略下標(biāo) * 。 （ 2）兩相短路電流的計算： ???? 21)2( 13 XXI d (45) ?2X — 歸算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗 )2(dI — 兩相短路時短路點(diǎn)的全電流 其各序分量電流值為： ????? 21)2()2(1 1 XXII dd (46) )2(2)2(1 , dd II — 分別為兩相短路時，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量 （ 3）兩相接地短路電流計算： )1,1(120202)1,1()(13 dd IXXXXI ???????? (47) )1,1(dI — 兩相短路接地時，短路點(diǎn)故障相全電流 )1,1(1dI — 兩相短路接地時，短路點(diǎn)的正序電流分量 ????? 011)1,1(1 //1 XXXI d (48) ??????200)1,1(1)1,1(2 XXXIIdd (49) ??????202)1,1(1)1,1(0 XXXIIdd (410) )1,1(0)1,1(2 , dd II — 分別為兩相接地短路時的負(fù)序和零序電流分量。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 （ 4）單相接地短路電流的計算： 短路點(diǎn)各序分量電流為：01)1(2)1(1 2 1 xxII dd ??? (411) 短路電流計算結(jié)果 本變電站各支路電抗計算 參考原始資料計算可知 ,220kV 母線三相短路： I〞 3=。 計算基本任務(wù)為系統(tǒng)當(dāng)前水平年，阻抗標(biāo)幺值按基準(zhǔn)值為 jS =100MVA， Uj=Ucp，以及所知的參數(shù)設(shè)置短路點(diǎn)以及對各支路電抗進(jìn)行計算。 本變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖 計算出各支路電抗等相關(guān)數(shù)據(jù)后對變電站網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行計算化簡得變電站等值網(wǎng)絡(luò)圖。設(shè)置短路點(diǎn)如下如圖 。 圖 變電站總等值網(wǎng)絡(luò)圖 短路電流計算結(jié)果 (1) 本站最大運(yùn)行方式為兩臺主變并列運(yùn)行，此時阻抗最??；最小運(yùn)行方式為單臺主變運(yùn)行，此時阻抗最大。 (2) 本站的短路計算為工程計算， 各 側(cè) 母線 可近似看成無窮大系統(tǒng)，所以 1d 、2d 、 3d 短路時，各側(cè)提供的短路電流都需進(jìn)行計算。 (3) 計算時，基準(zhǔn)容量取 100MVA，基準(zhǔn)電壓取各級平均額定電壓，即 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 220kV 側(cè)取 230kV， 110kV 側(cè)取 115kV， 10kV 側(cè)取 。 (4) 根據(jù)變壓器和輸電線路繼電保護(hù)整定的要求，在母線各側(cè)計算不同短路類型（包括三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相短路）的短路電流，其結(jié)果如表 示。 短路電流 有名值 計算結(jié)果如下： 表 短路電流有名值計算結(jié)果（單位 kA） 最大運(yùn)行方式 下 最小運(yùn)行方式 下 220kV 側(cè) )3(d kA kA )2(d kA kA )(d kA kA )1(d kA kA 110kV 側(cè) )3(d kA kA )2(d kA kA )(d kA kA )1(d kA kA 10kV 側(cè) )3(d kA kA )2(d kA kA )(d kA kA )1(d kA kA 其中： )1(d 表示單相接地短路故障 )(d 兩相短路故障 )2(d 表示兩相短路故障 )3(d 三相接地短路故障 運(yùn) 行 方 式 短 路 類 型 短 路 點(diǎn) 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 5 高壓電器設(shè)備選擇 電器設(shè)備的正確選擇最重要的是保證電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在選擇高壓電器設(shè)備時，需要根據(jù)實(shí)際工程情況，在保證安全、可靠的前提下，盡量節(jié)省 投資、采用新技術(shù)。 要保證電氣設(shè)備能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，使所選的電器設(shè)備能在長期工作的條件下及發(fā)生過電壓、過電流的情況下能保持正常運(yùn)行。 高壓電器設(shè)備選擇的一般條件 (1)電器選擇的 原則 : ①應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓等情況下的要求； ②應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； ③應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； ④選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種； ⑤擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致； ⑥選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 (2)電器選擇的 技術(shù)條 件 : ①電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓 maxyV 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgV ，即 maxyV ≥ maxgV (51) 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時為 ,而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 maxgV 一般不超過 。 ②電流 :導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 0Q 下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流 Iy 應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 maxIg ，即 Iy ≥ maxIg (52) 由于變壓器在電壓降低 5%時出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 IeIg ? ③按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 ： 當(dāng)周圍環(huán)境溫度 Q 和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度 0Q 不等時，其長期允許電流 QIy 可按下式修正 ： 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 K Q yoy yIyI y Q ???? θθ θθ (53) 式中 K— 修正系數(shù) Qy — 導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度 ④按短路情況校驗 : 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定 [9]。當(dāng)熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 短路熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定條件為 : QnQk? tIrtIr k 22 ? (54) Qk — 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) Qn — 短路時導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng) 驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間： kt =prt +brt (55) brt — 相應(yīng)斷路器的全開斷時間 短路的動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定條件為： dwcj ii ? (56) dwcj II ? (57) cji 、 cjI — 短路沖擊直流峰、有效值 （ kA） dwi 、 dwI — 電器允許的極限通過電流峰值及有效值（ kA） 高壓斷路器的選擇 變電所中高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時，用來接通和開斷負(fù)荷電流。故障時，斷路器通常與繼電保護(hù)配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、 SF6斷路器比少油斷路器可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35～ 220kV一般采用 SF6斷 路器。 本變電站高壓斷路器選擇按以下原則選?。? （ 1）按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 NbrI 應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（ dt ）的短路電流 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 的有效值。 即 NbrI ? zI NbrI — 高壓斷路器額定開斷電流（ kA） zI — 短路電流的有效值（ kA） （ 2）短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器額定關(guān)合電流 NclI 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值 [10]。 即 dwcj ii ? cji 、 cjI — 短路沖擊直流峰、有效值 （ kA） dwi 、 dwI — 電器允許的極限通過電流峰值及有效值（ kA） （ 3）關(guān)于開合時間的選擇 對于 220kV 及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大于 ，用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間大于 — 。 本變電站高壓斷路器選擇如下： （ 1） 220kV 線路側(cè)及變壓器側(cè)選擇 LW6— 220 型 SF6 戶外斷 路器。 表 220kV 側(cè)計算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表 計算數(shù)據(jù) LW6— 220 參數(shù) UNS 220（ kV） UN 220（ kV） Imax 170（ A） IN 1200（ A） I″ （ kA） Inbr 21（ kA） ish （ kA） iwt 55（ kA） QK [（ kA） 2 S] It2 *t 4[（ kA） 2 S] （ 2） 110kV 線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇 LW7— 11 型真空戶外斷路器。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 表 110kV 側(cè)計算數(shù)據(jù)與高壓斷路器參數(shù)表 計算數(shù)據(jù) LW7— 110/600 參數(shù) UNS 110（ kV） UN 110（ kV） Imax （ kA） IN （ kA） I″ （ kA） Inbr （ kA） ish (kA） iwt 17（ kA） QK [（ kA） 2 S] It2 *t 4 [（ kA） 2 S] (3)10kV 線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇 LN10— 10/1000 型高壓開關(guān)柜。 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時，必須遵循倒閘操作順序 [11]。 本變電站 隔離開關(guān) 選擇如下（選擇和校驗計算見計算書）： 220kV 側(cè)：選GW2— 220 型 隔離開關(guān)。 (1) 表 10kV 側(cè)計算數(shù)據(jù)與 隔離開關(guān) 參數(shù)表 2 計算數(shù)據(jù) GW2— 220 參數(shù) UNS 220（ kV） UN 220（ kV） Imax 170（ A） IN 600（ A） ish （ kA） ies 50（ kA） QK [（ kA） 2 S] It2 *t 142 5 [（ kA） 2 S] (2) 110kV 側(cè)：選 GW2— 110 型 隔離開關(guān)。 表 110kV 側(cè)計算數(shù)據(jù)與 隔離開關(guān) 參數(shù)表 計算數(shù)據(jù) GW2— 110 參數(shù) UNS 110（ kV） UN 110（ kV） Imax 500（ A） IN 600（ A） ish （ kA） ies 50（ kA） QK [（ kA） 2 S] It2 *t 142 5 [（ kA） 2 S] (3)10kV 側(cè)：選 GN6— 10/1000 型 隔離開關(guān)。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 互感器的選擇 互感器是電力系統(tǒng)中的測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（ 100、 100/ V3 ）和小電流（ 1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表業(yè)繼電保護(hù)等 [11]。 (1)互感器的作用有： ①將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量