【正文】 算及選擇 ........................................................................ 20 本站負(fù)荷計(jì)算 ............................................................................... 20 變壓器容量及型號(hào)的選擇 ............................................................ 20 9 短路電流計(jì)算 .......................................................................................... 21 原始資料 ....................................................................................... 21 短路計(jì)算 ....................................................................................... 21 10 高壓電器的選擇與校驗(yàn) ........................................................................ 27 最大持續(xù)工作電流計(jì)算 .............................................................. 27 斷路器的選擇及校驗(yàn) .................................................................. 27 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) .............................................................. 30 電流互感器的選擇及校驗(yàn) .......................................................... 31 限流電抗器的選擇及校驗(yàn) .......................................................... 35 電壓互感器的選擇及校驗(yàn) .......................................................... 35 導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn) ...................................................................... 37 絕緣子及穿墻套管的選擇 .......................................................... 39 總結(jié) ............................................................................................................. 40 參考資料 ..................................................................................................... 41 致謝 ............................................................................................................. 42 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一部分 設(shè)計(jì)說明書 1 原始資料 變電站的基本情況 變電站建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模 本 站 位于 蒙城 邊緣，供給城市和近郊工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用電，系新建 變電 站 。 （ 2） 110kV 最終兩回進(jìn)線四回出線。 （ 3） 10kV 出線最終 15 回，本期 13 回，備用 2 回， Tmax=5500 小時(shí) ，負(fù)荷同時(shí)率 ， 備用總負(fù)荷 4MW,COS? =。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有 Y 和△ 型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是△型的，我國 110kV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中 性點(diǎn)，所以都需要選擇 NY 的連接方式，而 610kV 側(cè)采用△型的連接方式。 （ 2）調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于 110kV 及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 變壓器相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 所以每臺(tái)變壓器的額定容量按 mn PS ? ，其中 mP 為變電所最大負(fù)荷選擇，即 nS = = 這樣當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，也保證 70%負(fù)荷的供電。 通過計(jì)算本變電站 可選擇額定容量為 的主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化。 變壓器的冷卻方式 根據(jù)變壓器型號(hào)的不同 ,其冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。 綜上所述， 110kV 變電 站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)，并按 工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。不論是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。應(yīng)根據(jù) 負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式來確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。通常對(duì)大型變 電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。 （ 5） 考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。例如，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) (電氣一次部分 ） 》 中有關(guān) 規(guī)定： “變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求如下： 可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對(duì)用戶不間斷供電。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。可能一種主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能就不是可靠的。 （ 2） 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電 。 （ 4） 大型機(jī)組突然停電，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。 （ 2） 調(diào)度的方便性：電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小， 不致過多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。尤其是火電廠，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 經(jīng)濟(jì)性 主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。 （ 3） 電能損耗少。 主接線方案的比較和確定 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) (電氣一次部分 )》的相關(guān)要求 ， 110kV 配電裝置出線回路數(shù) 4 回時(shí) ， 可 采用單母線分段的接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線 ，10kV 配電裝置出線回路數(shù) 10 回及以上時(shí)， 可 采用單母線分段的接線 和 雙母線接線 ，在采用單母線分段或雙母線的 35～ 110kV 主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)110kV 線路 6 回及以上， 35～ 6kV 線路 8 回及以上時(shí)，可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。下面以這兩個(gè)方案進(jìn)行分析比較，確定其主接線的具體形式。 ② 兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率甚小，可以不予考慮 。任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，斷開分段隔離 開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電 。 ② 任一出線斷路器故障時(shí)，通過倒閘操作，可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)對(duì)該線路的供電。檢修母線時(shí)，非檢修段可以照常供電，并可對(duì)雙回路線路通過其一回給 Ⅰ 、 Ⅱ 類負(fù)荷供電，還可通過倒閘操作經(jīng)旁路母線對(duì)檢修段出線負(fù)荷最重要的一個(gè)用戶繼續(xù) 供電。 ④ 正常運(yùn)行時(shí)， QFd 作為分段斷路器工作，一段母線故障， QFd 跳開，不會(huì)影響正常段母線供電。運(yùn)行方式改變時(shí)，倒閘操作繁瑣，不夠靈活。 （ 3） 方案確定 從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足 110kV 級(jí)供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)， 但由于斷路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷次數(shù)都需 要檢修，為了使檢修時(shí)不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。 10kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) （ 1）初選方案 10kV 側(cè)出線回路數(shù)本期為 13 回，最終 15 回， 根據(jù)規(guī)程要求和本所實(shí)際情況，10kV 電氣主接線 可以 采用單母線分段接線或雙母線接線 。 ② 一組母線故障后，該母 線上的所有進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。 ④任一回路中的 QF，如拒動(dòng)或因故不能操作時(shí)，可用母聯(lián)代替操作。 （ 3）方案確定： 10kV側(cè)采用單母線分段接線， 供電距離短，且對(duì)重要負(fù)荷采用雙回路供電。 故采用 單母線分段接線 的接線方式 基于上述理由，再考慮到該變電站在電力系統(tǒng)中的地位、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等情況， 在保證供電可靠性的前提下 ,運(yùn)行靈活性、操作檢修方便，節(jié)約投資，確定：110kV 接線采用單母線分段帶旁路母線的接線， 10kV 接線采用單母線分段接線。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。因此，本文的短 路電流計(jì)算都以三相短路為例。 短路電流計(jì)算的目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用 下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。 I — 三 相短路電流有效值，用來檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。 短路電流計(jì)算的規(guī)定 為了簡(jiǎn)化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出 以 下規(guī)定： （ 1） 所有的電源電動(dòng)勢(shì)相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的。 （ 3） 輸電線路的分布電容略去不計(jì)。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓 ， 因?yàn)殡娍蛊鞯?阻抗通常比其他元件阻抗大的多，否則，誤差偏大。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的 1/3 時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用 阻抗等于電抗計(jì)算 。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。 （ 7） 在簡(jiǎn)化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。 短路電流計(jì)算的步驟 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。 具體短路電流計(jì)算詳見計(jì)算說明書。 以下為簡(jiǎn)便起見，省略下標(biāo) * 。 （ 4） 單相接地短路電流的計(jì)算： 短路點(diǎn)各序分量電流為： （ ） 01)1(2)1(1 2 1 xxII dd ???畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 5 高壓電器選擇 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作