【正文】 % ??ⅡⅠkU ， % ??ⅢⅠkU ， % ??ⅢⅡkU ，因此， %)%%(21% ??????? ⅢⅡⅢⅠⅡⅠⅠ kkkk UUUU 1%)%%(21% ???????? ⅢⅠⅢⅡⅡⅠⅡ kkkk UUUU %)%%(21% ??????? ⅡⅠⅢⅡⅢⅠⅢ kkkk UUUU )( )(100 % 2239。 ???? sss XXX （ 2） 架空線路的電抗 值：查手冊得 )/( kMX ?? ，因此： )()220 ()( 2239。 139。 239。2 ???? ? M V ASUX cs Ⅲ 并聯(lián)后得： )(/1/1 1 39。1 ???? ? M V ASUX cs Ⅲ )(500 22239。 圖 54 k3 點(diǎn)短路時的等效電路圖 電路中各主要元件的電抗 值： （ 1） 電力系統(tǒng) 的電抗 值： )(500 21239。39。 ???? ⅡⅠ XXX T 等效電路總電抗為： )(39。39。39。 ?????? VAkVSUUX Nck ⅡⅡⅠⅠ )( )110(100 1100 % 2239。 ???? sss XXX （ 2） 架空線路的電抗 值：查手冊得 )/( kMX ?? ，因此： )()220215()( 2239。 239。1 ???? ? M V ASUX cs Ⅱ )(50011522239。 圖 52 k1 點(diǎn)短路時的等效電路圖 第五章 設(shè)備絕緣及短路計算 13 電路中各主 要元件的電抗 值： （ 1） 電力系統(tǒng) 的電抗 值： 分別由兩條進(jìn)線首段所裝出口計算系統(tǒng)阻抗為： )(5002202121 ???? ? M V ASUX cs Ⅰ， )(5002202222 ???? ? M V ASUX cs Ⅰ 等效并聯(lián)后得到： )(/1/1 1 21 ???? sss XXX （ 2） 架空線路的電抗 值：查手冊得 )/( kMX ?? ，因此： )( ?????? lXX l ， )( ?????? lXX l 等效并聯(lián)后得到： )(/1/1 1 21 ???? lll XXX 等效電路 總電抗為： )()1( ?????? lsK XXX （ 3） 計算三相短路電流和短路容量： 三相短路電流周期分量有效值： )( 2203 )1()3( 1 kAXUI Kck ???? ??? Ⅰ 三相短路 次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài) 電流： )()3( 1)3()3( kAIII k ??? ?? 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： )( )3()3( kAIish ???? )( )3()3( kAII sh ???? 三相短路容量： )( )3( 1)3( 1 M V AIUS kck ????? ?? Ⅰ 計算 k2 點(diǎn)短路時的情況 k2 點(diǎn)的短路等效電路圖如圖 53 所示。計算方法來自于 《 電力系統(tǒng)分析 》 [7]。 其中： （ 1） 北側(cè)為 220kV 場地，共 7個間隔，其中五個（兩進(jìn)線、一條至主變、一母聯(lián)、一母線設(shè)備）為一期，其余兩個預(yù)留擴(kuò)建 ； （ 2） 中間為主控樓以 及主變場地，一期裝設(shè)一臺主變（位于最西側(cè)），其余兩塊預(yù)留擴(kuò)建 ； 第四章 電氣總平面設(shè)計 11 （ 3） 南側(cè)為 110kV 場地，共 12 個間隔，其中六個（三出線、一條至主變、一母聯(lián)、一母線設(shè)備）為一期，其余 六 個預(yù)留擴(kuò)建 ； （ 4） 東南側(cè)為 10kV 配電裝置位置，采用室內(nèi)布置。防火等級及相關(guān)間距應(yīng)符合要求。 （ 4） 符 合防火、防爆要求。在配電裝置的選型方面，應(yīng)考慮周圍環(huán)境條件，減少對電氣設(shè)備的污染，布置力求緊湊合理，少占地或不占地，利用地形，減少折道。電氣建筑物的高壓配電裝置、主控樓和主變壓器的布置，力求合理，占地面積小，要考慮施工檢修的交通運(yùn)輸、消防巡視要求，有適當(dāng)?shù)臋z修場地，同時要提供運(yùn)行管理方便、靈活等條件。 （ 2） 滿足電氣生產(chǎn)工藝流程要求。 在條件允許時，盡量不堵死超過規(guī)劃的最終容量再進(jìn)行擴(kuò)建的可能。初期建設(shè)的電工建（構(gòu)）筑物要盡量集中布置，便于分期購買土地和利于擴(kuò)建。對電氣建（構(gòu)）筑物的布置總的要求 如下： （ 1） 按照變電所的最終規(guī)劃，處理好分期建設(shè)。 具體接線方式見主接線圖及各電壓等級配置接線圖（圖冊 220W000T0220W220D10 220W110D10 220W10D101）。另外，根據(jù) 根據(jù)《中華人們共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 220~500kV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定 ： 220kV 變電所中的 110kV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)在 6 回及以上時，宜采用雙母線接線 [5]。另外，根據(jù)《中華人們共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 220~500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定：220kV 變電所中的 220kV 配電裝置，當(dāng)在系統(tǒng)中居重要位置時，宜采用雙母線接線 [5]。 雙母線接線的經(jīng)濟(jì)性 單母線分段接線方式，想要保證每條出線的可靠性（上面模型中所架設(shè)的情況），需將每條出線所在的母線用斷路器分開，這樣大大增加了投入，而雙母線接線方式在出線數(shù) 目較多時仍能保證較高的可靠性，且無需額外增加斷路器。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF5 來實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。 雙母線接線的靈活性 由于有兩組母線互為備用。 amp。采用表 31 的電氣設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)，采用故障樹分析法，對主接線系統(tǒng)進(jìn)行分析，可得出如圖 34 所示的雙母線接線故障模擬圖，主接線系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障為變電站停運(yùn)，構(gòu)建的故障樹的頂事件為變電站停運(yùn)。兩組母線之 間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器 QF5 來實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。 雙母線接線 圖 33 所示的即為雙母線接線方式， 有兩組母線互為備用。 單母線接線的經(jīng)濟(jì)性 單母線分段接線方式，每段母線上能連接多條出線，母線間用斷路器連接，投資較少。 單母線接線的靈活性 單母線分段接線方式由于有分段斷路器將母線 分開，有一定的可靠性和靈活性。 amp。表示輸入事件全部失效時該事件才失效。架空線對應(yīng)的各項指標(biāo)單位為 （ 100kM/臺 a） 120 72 80 μR 438 μS 17520 μM 73 PN PR PM PS 其中： λR為非擴(kuò)大型故障率，表示元件故障只造成元件本身停運(yùn)，而不影響其它元件運(yùn)行的一類故障； λS為 擴(kuò)大型故障率，表示該元件故障除了本身停電以外，還會導(dǎo)致其它 相關(guān)元件停運(yùn)的一類故障的故障率； λM 為 計劃檢修率； γ為故障修復(fù)時間； γ39。 a） 1 γ39。 a） λS（次 /臺 第三章 電氣主接線方式設(shè)計 5 圖 31 單母線 分段 接線示意圖 單母線分段接線的可靠性 在這里用故障樹分析法 [4]，建立單母線接線的故障模型， 下表為各元件的可靠性指數(shù)。 下面從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個方面對單母線分段接線方式和雙母線接線方式進(jìn)行比較。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性： 通過優(yōu)化比選，工程設(shè)計應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少。 電氣主接線的主要要求為 [3]： （ 1） 可靠性： 衡量可靠性的指標(biāo)，一般是根據(jù)主接線型式及主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運(yùn)的持續(xù)時間期望值等指 標(biāo)，對幾種主接線型式擇優(yōu)選擇。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。 綜合以上條件，最終采用 沈陽變壓器廠生產(chǎn)的 SFPSZ7150000/220 變壓器，具體參數(shù)如下： 第二章 根據(jù)規(guī)定的容量選擇主變 3 表 21 變壓器的參數(shù)表 變壓器型號 額定容量（ kVA） 容量比（ %） 額定電壓 (kV） 聯(lián)結(jié)組型號 損耗 (kW) 短路電壓 Uk% 高壓 中壓 低壓 空載 負(fù)載 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅲ SFPSZ7150000/220 150000 100/ 100 /50 230 115 YN, yn0, dll 170 570 第三章 電氣主接線方式設(shè)計 4 第 三 章 電氣主接線方 式設(shè)計 電氣主接線設(shè)計主要原則及初步方案 變電所電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路設(shè)計的原則和基礎(chǔ)。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，決定采用三臺容量為 150MVA的主變，按照預(yù)測的負(fù)荷增長情況，分三期投入，每期投入一臺。 （ 4） 220~ 330kV具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率可達(dá)到該變壓器 額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，均宜采用三繞組變壓器。 （ 3） 凡裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的 70%；在計及過負(fù)荷能力后得允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。 第二章 根據(jù)規(guī)定的容量選擇主變 2 第 二 章 根據(jù)規(guī)定的容量選擇主變 主變選擇的原則 SDJ1611985《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、 SDJ21988《 220~ 500kV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程 》對變電所的變壓器選擇原則的 相關(guān) 規(guī)定 [3]： （ 1） 變壓器容量、臺數(shù)、相數(shù)、繞組數(shù)及阻抗等主要規(guī)范，應(yīng)根據(jù)電力負(fù)荷發(fā)展及潮流變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對通信線路的危險影響、調(diào)相調(diào)壓、設(shè)備制造及運(yùn)輸?shù)染唧w條件 進(jìn)行。本次設(shè)計的內(nèi)容就只限于 220kV變電所的電氣部分。做好設(shè)計工作，對整個變電所工程的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后得運(yùn)行安全可靠性和綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用 [2]。本次設(shè)計的對象是一座 220kV的降壓變電所。 變電所 有改變電壓、接受和分配電能、控制潮流和調(diào)節(jié) 電壓的作用，是電力系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)。電能的輸送和分配簡單經(jīng)濟(jì)、便于控制、調(diào)節(jié)和測量 [1]。 本設(shè)計中所涉及的主要計算 包括：短路計算、一次設(shè)備校驗計算、繼電保護(hù)整定計算。分三期完成，一期 完成220kV 進(jìn)線 2 回， 110kV 出線 3回， 10kV 出線 3 回。摘要 I 某 220kV 變電站電氣部分設(shè)計 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)及其自動化 摘要 本設(shè)計的主要內(nèi)容是對一座 220kV 變電站的電氣部分進(jìn)行設(shè)計。 設(shè)計要求采用 2 回 220kV 進(jìn)線， 110kV 出線 7 回， 10kV 出線 9 回。 具體 設(shè)計 項目包括： 主變?nèi)萘窟x擇 、 電氣主接線方案設(shè)計 、 電氣總平面布置 、 短路電流計算 、 一次設(shè)備的選擇及校驗 、 各級電壓配電裝置的布置 、 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定 所用電設(shè)計 、 防雷接地 方案 的設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 220kV；變電站；設(shè)計；短路計算；校驗Abstract II Design for the electrical part of a 220kV substation Abstract The main target of this design is the electrical part of a 220kV substation. Design requires that using two 220kV back into line, seven to 110kV line and 9 to 10kV line. The whole project is divided into tree periods while two 220kV back into line, three 110kV line and three 10kV line are planed to be acplished in the first period. This design includes following parts: selection of the capacity of the main transfer, main connection, plane arrangement, short circuit calculation, first side facility selection and verification, plane arrangement for each voltage part, rely protection design, substationused electricity design, lightning protection design. The main calcula