【正文】 第 IV 頁 Abstract The design of 220 kV substations for the preliminary design, it is this knowledge by the professional conduct a prehensive use of the process. Theoretically, it involves many aspects of the power system curriculum content. Specific design, its main elements: On the main wiring part of the contents of infrastructure, mainly on the main wiring in the form of Comprehensive parison of different forms of connection characteristics, advantages and disadvantages of each option transformer principles, Under the mandate calls for a final choice on the design of the main tasks Connection program. Shortcircuit current is a very important part, It introduces a different mode of operation under the symmetric and asymmetric shortcircuit shortcircuit the purposes of the calculation, methods and specific data information for the design of the high voltage electrical equipment selection, tuning and testing and so on preparations Electrical equipment selection and verification is using symmetric shortcircuit the calculation results of high voltage electrical equipment calibration. The design selected electrical equipment including: circuit breakers, switches isolation, bus, insulators, current transformers, high voltage transformer, fuses and lightning arrester. This design is the focus on shortcircuit current calculations, as well as the choice of electrical equipment and calibration. Keywords: Electrical host wiring shortcircuit current generatrix and electrical equipment choice and verification 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 V 頁 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诖髮W(xué)里 最后一個(gè) 必要的 理論與實(shí)踐相結(jié)合的環(huán)節(jié)， 也是一個(gè) 使學(xué)習(xí)深 化和提 高的重要過程。 在 各位 老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助下，通過查閱文獻(xiàn)、搜集資料、綜合分析、計(jì)算比較等， 經(jīng)過近三個(gè)月的努力， 較好地完成了本次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。 在本次設(shè)計(jì)過程中，得到了各位指 導(dǎo)老師的熱忱指導(dǎo)與幫助 ，在即將離開校園之際，在此向各位指導(dǎo)老師說聲：謝謝您！您辛苦了！ 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 第一部分 設(shè)計(jì)說明書 1 電氣主接線設(shè)計(jì) 負(fù)荷計(jì)算及 變壓器的選擇 負(fù)荷計(jì)算 選擇主變壓器和站用變壓器的容量 時(shí) ， 需要首先 確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流 。 由公式 m a xm a x 1( ) (1 % )c o sm it i iPSK ?????? 式中 maxS —— 最大綜合計(jì) 算負(fù)荷； maxiP —— 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m —— 出線回路數(shù) cosi? —— 各出線的自然功率因數(shù) tK —— 同時(shí)系數(shù) а % —— 線損率， 取 5% 在本設(shè)計(jì)中 : m a xm a x1( ) ( 1 % ) (0 . 8 1 5 5 . 3 9 9 0 . 6 7 7 . 0 1 1 ) ( 1 5 % ) 1 3 5 . 4 7( )c o sm it i iPS K M V A???? ? ? ? ? ? ? ? ?? 變壓器的選擇 變電站 主 變壓器的選擇應(yīng)考慮 如下幾個(gè)方面： ⑴ 主變臺(tái)數(shù)確定的要求： ① 對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 本次設(shè)計(jì) 參考 實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) ，選擇兩臺(tái)容量相等的主變壓器 。 本設(shè)計(jì)即應(yīng)選用兩臺(tái)容量相等的三相變壓器。 ② 根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 由于 m ax MVA? ，故 0 . 7 1 3 5 . 4 7 9 4 . 8 2 9 ( )NS M V A? ? ?,故選擇兩臺(tái) 120MVA 主變壓器。本設(shè)計(jì)亦選擇三繞組變壓器。 所選變壓器具體 技術(shù)參數(shù)如下： 表 主 變壓器型號(hào)參數(shù) 型號(hào) 額定容量(kVA) 額定電壓（ kV） 聯(lián)結(jié) 組 別 阻抗電壓 (%) 空載電流（ %） 高壓 中壓 低壓 高中 高低 中低 7 1 2 0 0 0 0 / 2 2 0SFPS ? 120200 31220 %?? ? 121 YN，yn0,d11 電氣主接線方案設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與選擇原則 電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系。對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說包括 可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面 。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。所以，在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。 ⑵ 靈活性 ①操作的方便性。 ②調(diào)度時(shí)的方便性。 ⑶ 經(jīng)濟(jì)性 方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在以下三個(gè)方面： ①投資省。 ② 占地面積小。 ③電能損耗小，在變電所中，電能損耗主要來自變壓器，因此要經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的類型，容量，數(shù)量和電壓等級(jí)。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實(shí)現(xiàn)，使改造的工作量最少。 ⑵ 110kV母線 110kV 側(cè)出線為 7 回，考慮使用雙母線接線 即可在一定程度上保證穩(wěn)定性和可靠性 ，若采用雙 母線 帶旁路 接線， 雖然增加了供電可靠性，但所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，經(jīng)濟(jì)性較差 。 若采用單母線 分段 帶旁路， 雖然增加了供電可 靠性，但配電裝置占地面積大，增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大 。 母線和母線斷路器可分段輪流檢修；當(dāng)一段母線發(fā)生故障或任一連接元件故障，斷路器拒動(dòng)時(shí)，由繼電保護(hù)動(dòng)作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內(nèi)，非故障母線繼續(xù)運(yùn)行，整個(gè)配電裝置不會(huì)全停，也保證對(duì)重要用戶供電，提高了可靠性 。 表 110kV主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 方案 項(xiàng)目 方案一 雙母線接線 方案二 雙母線帶旁路接線 技術(shù)性 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線的隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它線路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。 經(jīng)濟(jì)性 雙母線帶旁路接線比雙母線接線增設(shè)了一組旁路母線及專用旁路斷路器回路， 所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，投資增加很多。 在單母線分段的基礎(chǔ)上增加旁路母線，具有單母線分段接線的所有優(yōu)點(diǎn)，并且可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時(shí)不中斷該回路的供電，進(jìn)一步提高了單母線分段接線的可靠性。 綜上所述，通過 對(duì)每個(gè)電壓等級(jí)電氣主接線的兩個(gè)方案 在技術(shù) 與 經(jīng)濟(jì) 性 上的比較，方 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 案一比方案二更加合理，且可靠性，靈活性 能 滿足要求。 方案一主接線圖如下所示： 系統(tǒng)系統(tǒng) 圖 方案一主接線圖 2 短路電流的計(jì)算 短路的類型 短路故障分為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路。其它的短路都是不對(duì)稱短路，其中單相短路發(fā)生的機(jī)會(huì)最多，約占短路總數(shù)中的 70％以上。 短路計(jì)算的目的 為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以 保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 短路計(jì)算的步驟 一般 三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動(dòng)力最大，所以只對(duì)三相短路短路電流進(jìn)行計(jì)算。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即： maxNgII?? ⑶ 類型和形式的選擇。 按短路狀態(tài)校驗(yàn)設(shè)備 ⑴ 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流（有效值） tI 及允許持續(xù)時(shí)間 t。 kQ— — 所在回路的短路電流熱效應(yīng)， 2kA S? 。 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、互感器、熔斷器、避雷器等。 斷路器 ⑴ 額定電壓和電流選擇 N NSUU? ， maxNgII?? 式中 NU 、 NSU ― 分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV NI 、 maxgI ― 分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A ⑵ 校驗(yàn)開斷電流 ktbr II ? 式中 brI ― 斷路器的額定開斷電流， kA ktI ― 斷路器實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量， kA 當(dāng)斷路器的 brI 較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，簡化計(jì)算時(shí)可用 IIbr? 進(jìn)行選擇， I 為 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 短路電流值。 shi ― 短路沖擊電流幅值； esi ― 電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值。但由 于隔離開關(guān)不用接通和切斷短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流的校驗(yàn)。矩形母線散熱好，有一定 的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定連接，但集膚效應(yīng)系數(shù)大，一般只用于 35kv 及以下，電流在 4000A 及以下的配電設(shè)備中；槽形母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于 4000～ 8000A 配電裝置中；管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A