【正文】 ??????????????????????????????????????????34二、 變壓器過(guò)流保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)計(jì)算 ????????????????????????36第二節(jié) 防雷接地計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????37一、 防雷計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????37二、 接地計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????39總 結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41致 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42參　考　文　 獻(xiàn) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43附錄 A 主接線方案圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????44附錄 B 系統(tǒng)正序等值圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????46附錄 C 設(shè)備選擇參照?qǐng)D ??????????????????????????????????????????????????????????????47附錄 D 短路電流計(jì)算結(jié)果表 ??????????????????????????????????????????????????????48附錄 E 變電所主體設(shè)備型號(hào)一覽表 ??????????????????????????????????????????49第一章 緒 論第一節(jié) 選題背景電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計(jì)來(lái)提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的提高,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越強(qiáng)大的作用,少人或無(wú)人值守變電站將成為今后變電運(yùn)行的主流方式，對(duì)原有電站及新建電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守勢(shì)在必行。第二節(jié) 選題意義變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過(guò)其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。本設(shè)計(jì)針對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及變電站防雷等。第三節(jié) 變電站發(fā)展概況隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測(cè)量、中央信號(hào)、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。這就為實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守提供了前提條件。第四節(jié) 設(shè)計(jì)原始資料一、 變電站的出線變電站的電壓等級(jí)為 110kV/35kV/10kV，設(shè)兩臺(tái)主變，變電站最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2 回（雙電源進(jìn)線）35kV：6 回（終端用戶）10kV： 12 回（終端用戶）二、 負(fù)荷情況35kV、10kV 負(fù)荷情況見下表。2．35—110KV 線路為兩回以下時(shí)，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。線路 12 回及以下時(shí)，變電站 10KV 可用雙母線；當(dāng)不許停電檢修斷路器時(shí)，可裝設(shè)旁路設(shè)施。根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下：（一） 方案一（接線圖見：附錄 A）1．110KV 側(cè)、35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)均采用單母分段的接線方式。（二） 方案二（接線圖見：附錄 A）1．110KV 側(cè)采用橋形接線，35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)采用單母分段的接線。二、 主接線方案比較綜上所述，由于方案二采用橋形接線，使用的斷路器比方案一少。同時(shí)，從技術(shù)角度，方案一中斷路器 斷路器 4 之間及母線發(fā)生短路，則斷路器 斷路器 斷路器 5 分別跳閘，即所有負(fù)荷由 1 號(hào)主變承擔(dān)；方案二中當(dāng)斷路器 3 至變壓器繞組內(nèi)及斷路器 2 右側(cè)發(fā)生短路，則斷路器 斷路器 3 及變壓器中、低側(cè)分別跳閘，即所有負(fù)荷由 1 號(hào)主變承擔(dān)。由以上分析，方案一和方案二在技術(shù)上是相當(dāng)?shù)模鴱慕?jīng)濟(jì)上講，所以，最終確定方案二為本設(shè)計(jì)的主接線。由于任務(wù)書給定的是一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，而且每個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器 2 臺(tái)，運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 10—20 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。通常每臺(tái)變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì) 60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過(guò)負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時(shí)可承擔(dān)100%的負(fù)荷。(S m 為變電站最大負(fù)荷)3. 兩臺(tái)主變可方便于運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備的檢修同時(shí)能滿足站用負(fù)荷的供電要 兩臺(tái)求。②．繞組的確定本站具有三種電壓等級(jí)，且通過(guò)主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，故選三繞組變壓器。采用“△”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢(shì)接近正弦波，附加損耗和局過(guò)熱的情況大為改善，同時(shí)限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。本站主要負(fù)荷占 60%，在短路時(shí)（2小時(shí)）帶全部主要負(fù)荷和一半左右Ⅰ類負(fù)荷。 Sn=（21）?cos=(22+16)/==24783KVA選 SSPSL25000 型，選擇結(jié)果如表 21：表 21 主變壓器參數(shù)表?yè)p耗(KW) 阻抗電壓 (%)型號(hào)及容量(KVA)額定電壓高 /中/低(KV)連接組 空載 短路高中高低中低空載電流(%)運(yùn)輸重量(t)備注SSPSL25000110/11Y0/Y/△121138.2 14810.51718 6 四、 站用變壓器的選擇由主變壓器容量為 25000KVA，站用電率為 %，可選用變壓器容量。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：在選擇電氣主接線時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要短路電流。2．短路點(diǎn)的確定，根據(jù)以上原則，選擇了 4 個(gè)短路點(diǎn)。ndX7．求計(jì)算電抗 。js9．計(jì)算無(wú)限大容量（或 =3）的電源供給的短路電流周js期分量。11．計(jì)算短路電流沖擊值。13．繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。2． 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。4．與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。6．選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。三、 各回路最大持續(xù)工作電流表 31 最大持續(xù)工作電流表回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果110KV 母線= = ??nUS110KV 進(jìn) = = KA9./)8(cos/??P線35KV 母線= = .??nUS35KV 出線= = ?P10KV 母線= = ??nUS10KV 出線= = ?P第二節(jié) 主設(shè)備選擇及校驗(yàn)一、 斷路器的選擇及校驗(yàn)斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。（一） 母線斷路器 110 的選擇及校驗(yàn)1．電壓：因?yàn)?Ug=110KV Un=110KV 所以 Ug= Un2．電流：查表 31 得：I =＝138A選出斷路器型號(hào)為 SW4－110－1000 型，如表 32：表 32 110KV 母線斷路器參數(shù)表電壓(KV)斷開容量(MVA)極限通過(guò)電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)重合性能型號(hào)額定最大額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定重新 *最大有效2S 3S4S 5S合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)電流休止時(shí)間(s)重合時(shí)間(s)SW4110110126 1000 35003000 55 32 . 21 因?yàn)?In=1000A ==138A所以 In3．開斷電流：I dt≤Ikd (31)因?yàn)?Idt= Ikd= 所以 IdtIkd 4．動(dòng)穩(wěn)定：i ch≤imax (32)因?yàn)?ich = imax=55KA 所以 ichimax5．熱穩(wěn)定：I 178。t (33)? (34)??t=+=(t 為后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間之和)查書得 tz=1s 故 tdz=tz+ =+= ?(35)因?yàn)?I 178。t=2125=2205?所以 I 178。t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。故 In，此斷路器型號(hào)與斷路器 110 型號(hào)一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)。tdz≤It178。tdz== It178。tdzIt178。（四） 35KV 出線斷路器 133 的選擇及校驗(yàn)1．電壓：因?yàn)?Ug=35KV Un=35KV 所以 Ug= Un2．電流：查表 31 得：I =＝108A選出斷路器型號(hào)為 ZN－35－630 型故 In，此斷路器型號(hào)與斷路器 130 型號(hào)一樣，故這里不做重復(fù)檢驗(yàn)（五） 10KV 母線斷路器 11212的選擇及校驗(yàn)1．電壓：因?yàn)?Ug=10KV Un=10KV 所以 Ug= Un2．電流：查表 31 得：I =＝1516A選出斷路器型號(hào)為 ZN12102022 型，如表 34：表 34 10KV 母線斷路器參數(shù)表極限通過(guò)電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)額定斷開容量(MVA) 峰值 1s 4s 5s合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)ZN1210 10 2022 50 1800 125173120 85?5 因?yàn)?In=2022A =1516A 所以 In3．開斷電流：I dt≤Ikd因?yàn)?Idt= Ikd=50KA 所以 IdtIkd4．動(dòng)穩(wěn)定：i ch≤imax因?yàn)?ich = imax=125KA 所以 ichimax5．熱穩(wěn)定：I 178。t????t=+=查書得，t z=1s故 tdz=tz+ =+=?因?yàn)?I 178。t=4=3969?所以 I 178。t經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。tdz≤It178。tdz== It178。tdzIt178。二、 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定。為了確切的鑒別電器是否已經(jīng)與電網(wǎng)隔離，隔離開關(guān)應(yīng)具有可以直接看見的斷口。隔離開關(guān)的斷開點(diǎn)的動(dòng)靜觸頭之間，必須有足夠的絕緣距離，使其在過(guò)電壓或相間閃絡(luò)情況下，也不會(huì)被擊穿而危及工作人員的安全。隔離開關(guān)在運(yùn)行中，經(jīng)常受到短路電流的作用，必須能夠承受短路電流熱效應(yīng)和電動(dòng)力沖擊，尤其是不能因電動(dòng)力作用而自動(dòng)斷開，否則將引起嚴(yán)重事故。戶外隔離開關(guān)在凍冰的環(huán)境里，也能可靠的分、合閘⑤工作刀閘與接地刀閘聯(lián)鎖。（一） 隔離開關(guān) 1101102 的選擇及檢驗(yàn)1．電壓：因?yàn)?Ug=110KV Un=110KV 所以 Ug= Un2．電流：查表 31 得：I =138A選出 GW2－110－600 型，如表 36：表 36 110KV 隔離開關(guān)參數(shù)表型號(hào) 額定電壓 (KV) 額定電流 (A) 動(dòng)穩(wěn)定電流 (KA) 熱穩(wěn)定電流(s) (KA)GW2－110 110 600 50 14(5)因?yàn)?In=600A =138A 所以 In3．動(dòng)穩(wěn)定：i ch≤imax因?yàn)?ich = imax=50KA 所以 ichimax4．熱穩(wěn)定：I 178。t?前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出 I 178。t=1425=980所以 I 178。t?經(jīng)