【正文】 ................................................................................................................ 23 第一部分 計算書 .................................................................................................................. 23 第二部分 電氣主接線圖 ...................................................................................................... 34 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 5 第 1 章 主變選擇 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》中有關(guān)內(nèi)容，遵照《變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)對 110KV變電所進行設(shè)計，其設(shè)計的方法和步驟如下： 一、原始資料分析 分析本變電站在電力系統(tǒng)中的作用： 本變電所的電壓等級為 110KV，為一降壓變電所，在系統(tǒng)中的地位比較重要，高壓側(cè)同時接收和變換 功率，供 60KV負荷和 35KV負荷，屬于地區(qū)一般變電所。 60KV出線共 7回，最大綜合負荷 70MW，功率因數(shù)為 。 負荷分析 tkPPPPPS kv %)51(cos 化肥廠化工機械廠化工廠石油廠化纖廠60 ?????? ? ＝ 812102020 ?????? ＝ tI kSSS ????? )( 化工廠石油廠、 ?? ＝ ? ? ＝ kv35SS??、 ％ ＝ ％＝ 在 60KV 負荷中一、二類負荷比較大，發(fā)生斷電時，會造成生產(chǎn)機械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟損失 .因此要盡可能保證其供電可靠性。 主變壓器臺數(shù)： 為保證供電可靠性，變電所一般設(shè)有兩臺主變壓器。 在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般選三相為壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯 — 低壓 —中壓 — 高壓線圈，高與低之間阻抗最大。 調(diào)壓方式的選擇： 普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為177。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。 冷卻方式的選擇： 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 最終確定為 SFSZ7— 75000/110型變壓器采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如下： 額定電壓： 110／ 60177。 %／ 35177。 %KV 聯(lián)接組別號： YNd11 型號 額定 容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連接組別 空載電流（ %） 損耗 （ KW） 高 壓 中 壓 低 壓 空 載 負載 SF975000/110 75000 110 121 60177。 % 60177。 YN d11 59 278 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 7 第 2 章 電氣主接線設(shè)計 一、主接線的基本原則與要求 電氣主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠，變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇配電裝置選擇，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān) 影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。 ? 接線應(yīng)簡單，清晰且操作方便。 ? 具有經(jīng)濟性，投資少，運行維護費用低。 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更加嚴重，往往比少發(fā)電能的價值大十幾倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市 生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響，更是難以估量。因事故被迫中斷供電的機會越少，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的可靠程度就越高。 （ 2）短路器或母線發(fā)生故障以及母線計劃檢修時，應(yīng)盡量減小進出線停運的回路數(shù)和停運的時間，并要保證對一類負荷及全部或大部分二類負荷的供電。 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度運行、檢修及擴建時的靈活性。 檢修時，可以方便地停運斷路子器、母線以及繼電保護設(shè)備，影響安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置， 從而導(dǎo)致投資費用的增加。 ? 要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以便選用廉價的電器設(shè)備或輕型設(shè)備。 ? 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求， 110KV及以及終端或分支變電所應(yīng)盡量簡單。同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。 電能損失少 在發(fā)電廠或變電所中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。概括地可分為兩大類：有匯流母線的接線形式；無匯流母線的接線形式。 （ 2）缺點：不夠靈活可靠，母線或隔離開關(guān)故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。 （ 2）缺點： ? 每一回路都要增加一組母線隔離開關(guān)，故該接線使用隔離開關(guān)多； ? 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作； （ 3）適用范圍： ? 3560KV配電裝置的出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多、負荷較大時； ? 110220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 5 回及以上時，或 當(dāng) 110220KV 配電裝置在系統(tǒng)中具有重要地位、出線回路數(shù)為 4 回以上時； 雙母線分段接線 當(dāng) 220KV進出線回路數(shù)甚多，雙母線需要分段，分段原則是： （ 1） 當(dāng)進出線回路數(shù)為 1014 回時，在一組母線上用斷路器分段； （ 2） 當(dāng)進出線回路數(shù)為 15 回以上時，兩組母線均用斷路器分段； （ 3） 為了限制某種運行方式， 220KV母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母線分段； （ 4） 大雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。 一個半斷路接線 一個半斷路器接線是一種設(shè)有多回路集結(jié)點、一個回路由兩臺斷路器供電的雙重連接的多環(huán)形接線，是現(xiàn)代國內(nèi)外大型電廠和變電所超高壓配電裝置廣泛應(yīng)用的一種接線，其特點是： （ 1）有高度可靠性。在事故與檢修相重合情況下的停電回路不會多于兩回。正常時兩組母線和全部斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)形供電，運行調(diào)度靈活。隔離開關(guān)僅作檢修時 用，避免了將隔離開關(guān)作操作時的倒閘操作。檢修母線時，回路不需要切換。 （ 2）缺點：線路故障或檢修時，變壓器要停運；變壓器故障或檢修時，線路要停運。 橋形接線 當(dāng)兩上變壓器一線路單元接線相互連接時，可接成橋形接線。 （ 1）內(nèi)橋形接線 1）優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個元件只需三臺斷路器。 3）適用范圍：適用于容量較小的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長、故障110KV 降壓變電 所 設(shè)計 10 率較高的情況。 3）適用范圍：適用于容量較小的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障較少的情況。 三、主接線方案的初步擬定 110KV 側(cè)主接線的設(shè)計 110KV側(cè)初期設(shè)計回路數(shù)為 4。 110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點： (1)供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時，不影響另一組母線供電； (2)調(diào)度靈活，任一電源消失時，可用另一電源帶兩段母線： (3)擴建方便； (4)在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟。 60KV 側(cè)主接線的設(shè)計 60KV側(cè)出線回路數(shù)為 7回 當(dāng) 35— 63KV配電裝置出線回路數(shù)為 4— 8回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。 35KV 側(cè)主接線的設(shè)計 35KV側(cè)出線回路數(shù)為 10回 當(dāng) 35— 63KV配電裝置出線回路數(shù)為 4— 8回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負荷較大時也可采用雙母線接線。 方案二： 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式， 60KV側(cè)采用雙母線連接， 35KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。 110KV 降壓變電 所 設(shè)計 12 第 3 章 短路電流計算 一、短路的概念及路電流的種類 短路的概念 電力系統(tǒng)不可避免會發(fā)生短路事故。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，都要對供電網(wǎng)絡(luò)進行短路電流計算，以便正確地選用和調(diào)整繼電保護裝置，正確地選擇電氣設(shè)備，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠運行。 三相短路是對稱短路，此時三相電流和三相電壓仍然是對稱的，只是三相電流特大。 短路電流的暫態(tài)過程和短路電流種類 1．短路電流的暫態(tài)過程 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，由于 短路回路存在著電感，電流不能突變，因此有一個暫態(tài)過程。短路全電流 id由對稱的周期分量 iz和不對成的非周期分量 if兩部分合成，即 id=iz+if周期分量 iz先開始衰減，然后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值 i∞ 。 2．計算各短路電流的目的 （ 1） 短路沖擊電流 ich：用來校驗電氣設(shè)備和母線的動穩(wěn)定。 （ 3）超瞬變短路電流有效值 I′ ：用來 作繼電保護的整定計算和校驗斷路器的短流量。 （ 5）穩(wěn)態(tài)短路電流有效值 I∞ ：用來校驗電氣設(shè)備和載流部分的熱穩(wěn)定。 二、短路電流的計算 為了簡化短路電流的計算方法，在保證計算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出一下規(guī)定： ? 所有的電源電動勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。 ? 輸電線路的分布電容略去不計。因為電抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多。 ? 短路點離同步調(diào)相機和同步電動機較近時，應(yīng)該考慮對短路電流值的影響。此時 ，電動機將變?yōu)榘l(fā)電機運行狀態(tài)，母線上電壓低于電動機的反電勢。 ? 以供電電源為基準的電抗標幺值 ,可以認為電源容量為無限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。但對它們的基本要求卻是一致的。 第一、按正常工作條件選擇電器 額定電壓和最高工作電壓 電器所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器允許最高工作電壓 Ualm 不低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓 Usm，即 Ualm≥ Usm。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓一般不超過 ，一般可按照電器的額定電壓 UN 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓 UNS 的條件選擇，即 UN≥ UNS。 IN 應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 IN≥ Imax。 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件 校驗 在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。滿足熱穩(wěn)定的條件為： It178。 It、 t—— 電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦 稱動穩(wěn)定。驗算熱穩(wěn)定的計算時間 tk為繼電保護動作時 tpr和響應(yīng)短路器的全開斷時間 tab 之和，即 tk=tpr+tab 而 tab=tin+ta 式中 —— tab—— 斷路器全開端時間 tpr—— 后備保護動作時間 tin—— 斷路器固有分閘時間 ta—— 斷路器開斷時電弧待續(xù)時間，對少 油斷路器為 ,對 SF6 斷路器和壓縮空氣斷路器約為 。 即： Ugmax≥ Uymax b、按額定電流選：在額定周圍環(huán)境溫度下長期允許電流 Iy，應(yīng)不小于該回路最大持續(xù)工作電流 Igmax 即： Iy≥ Igmax 短路計算參數(shù)如下： 110KV： I//= ich= S//= 60KV ： I//= ich= S//= 35KV： I//= ich= S//= 110KV選擇 LW35— 110型斷路器 計算數(shù)據(jù) LW35110 U（ KV） 110 Ue（ KV） 110 Igmax(A) Ie(A) 3150 I//(KA) Ir(KA) ich(KA) idw(KA) 80 I2∞