《35KV變電站設計開題報告 電網學專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《35KV變電站設計開題報告 電網學專業(yè)（63頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 畢業(yè)論文選題： 《35KV變電站設計》 目 錄 摘 要………………………………………………………….…..…….…..- 1- 前 言…………………………………………………………………….….- 3 - 1 變電站站址的選擇原則和作用 - 4 - 1.1變電站的選擇原則 - 4 - 1.2變電所在電力系統(tǒng)的地位 - 4 - 1.3 電力系統(tǒng)供電要求 - 5 - 1.4電力系統(tǒng)運行的特點 - 5 - 1.5電力系統(tǒng)的額定電壓 - 6 - 2 主接線設計 - 6 - 2.1對電氣主接線的基本要求 - 6 - 2.2 所要選擇的主接線形式

2、- 7 - 2.2.1 35KV、10KV接線形式的選擇 - 7 - 3 負荷計算 - 8 - 3.1計算負荷 - 8 - 3.1.1 對于35KV段負荷的計算 - 9 - 3.1.2對于10KV段負荷的計算 - 9 - 4 變電站主變壓器的選擇 - 9 - 4.1 繞組數(shù)量和連接方式的確定 - 9 - 4.1.1 繞組數(shù)量確定原則 - 9 - 4.1.2連接方式的選擇 - 9 - 4.2主變阻抗及調壓方式選擇 - 10 - 4.2.1主變阻抗的選擇 - 10 - 4.2.2調壓方式的選擇 - 10 - 4.3電容電流的計算 - 10 - 4.3.1 10KV側電

3、容電流的計算 - 11 - 4.4 變壓器中性點接地方式和中性點設計 - 11 - 4.4.1 10KV和35KV側中性點接地方式的選擇 - 11 - 4.5 主變容量選擇原則 - 11 - 4.5.1 本設計中主變容量的選擇 - 12 - 4.5.2 主變臺數(shù)選擇原則 - 12 - 5 短路電流的計算 - 12 - 5.1計算短路電流的意義 - 13 - 5.2短路電流計算的規(guī)定 - 13 - 5.3 本次設計中短路電流的計算 - 13 - 5.3.1 各回路電抗的計算 - 13 - 5.3.2 計算各短路點的短路電流 - 14 - 6 高壓電器設備的選擇

4、- 16 - 6.1電器設備選擇的一般原則 - 16 - 6.1.1 按環(huán)境條件選擇 - 16 - 6.1.2 按電網電壓選擇 - 16 - 6.2高壓斷路器的選擇原則 - 17 - 6.2.1 按工作環(huán)境選型 - 17 - 6.2.2 按額定電壓選擇 - 17 - 6.2.3 按額定電流選擇 - 17 - 6.2.4校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定 - 17 - 6.2.5校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定 - 18 - 6.3 各電壓等級側斷路器的選擇 - 18 - 6.3.1 35KV側斷路器的選擇 - 18 - 6.3.2 10KV側斷路器的選擇 - 19 - 6.4

5、隔離開關的選擇 - 19 - 6.4.1 隔離開關的作用 - 20 - 6.4.2 35KV側隔離開關的選擇 - 20 - 6.4.3 10KV側隔離開關的選擇 - 20 - 6.5 電壓互感器和電流互感器的選擇 - 21 - 6.5.1 電壓互感器的選擇 - 21 - 6.5.2 電流互感器的選擇 - 22 - 6.6 電抗器的選擇 - 22 - 6.6.1 普通電抗器的選擇原則 - 22 - 6.6.2 本設計中電抗器的選擇 - 22 - 6.7 高壓熔斷器的選擇 - 23 - 6.7.1 熔斷器的作用 - 23 - 6.7.2 熔斷器的選擇 - 23

6、 - 7 變電站的防雷保護 - 24 - 7.1 變電站對直擊雷的的防護 - 24 - 7.1.1 裝設避雷針（線）的原則 - 25 - 7.1.2 直擊雷防護裝置的原理 - 25 - 7.2 避雷針保護范圍的計算方法 - 26 - 7.2.1 單支避雷針的保護范圍 - 26 - 7.2.2 兩支等高避雷針………………………………………. ...….-27- 7.2.3 本設計中避雷針的選擇 - 28 - 7.3 對雷電入侵波的防護 - 28 - 7.3.1 避雷器的作用 - 28 - 7.3.2 對避雷器的基本要求 - 29 - 7.3.3 避雷器的選擇 -

7、 29 - 8 配電裝置的平面設計 - 30 - 8.1 配電裝置的要求 - 30 - 8.2 配電裝置設計的基本步驟 - 30 - 8.3 配電裝置型式的選擇原則選擇 - 30 - 8.4各種配電裝置的特點 - 30 - 8.5 本設計中配電裝置的選擇 - 31 - 9 電氣二次部分....................................................................................- 31 - 9.1 變電站綜合自動化系統(tǒng)...........................................

8、..................- 31 - 9.1.1 概述...................................................................................- 31 - 9.1.2 系統(tǒng)結構和功能.................................................................- 31 - 9.1.3 不間斷電源........................................................................- 33 -

9、 9.1.4 計量表計............................................................................- 33 - 9.1.5 靜態(tài)保護屏接地.................................................................- 33 - 9.1.6交、直流系統(tǒng)的遙測、遙信..................................................- 33 - 9.1.7站內二次電纜采用阻燃屏蔽電纜........................

10、.................- 33 - 9.2 繼電保護和安全自動裝置...........................................................- 33 - 9.2.1 主變壓器：按主后分箱，單套配置原則.............................- 33 - 9.2.2 35kV保護配置.................................................................- 35 - 9.2.3 10kV配電裝置保護配置..........................

11、.........................- 35 - 9.2.4 并聯(lián)無功補償裝置保護配置...............................................- 35 - 9.2.5 安全自動裝置配置.............................................................- 36 - 9.3系統(tǒng)調度自動化..........................................................................- 36 - 9.3.1 調度關系.........

12、..................................................................- 36 - 9.3.2 模擬量遙測.......................................................................- 36 - 9.3.3遙信...................................................................................- 37 - 9.3.4保安信號 ............................

13、..............................................- 38 - 9.3.5 遙控..................................................................................- 38 - 9.4 交直流系統(tǒng)................................................................................- 38 - 9.4.1 站用交流系統(tǒng).......................................

14、..............................- 38 - 9.4.2 直流系統(tǒng)............................................................................- 38 - 9.5 五防系統(tǒng)....................................................................................- 38 - 9.6 遙視系統(tǒng)............................................................

15、.......................- 39 - 10土建部分.........................................................................................- 39 - 10.1概述..........................................................................................- 39 - 10.2 變電站總體設計簡介................................................

16、................- 39 - 10.2.1 室外架構及設備支架設備基礎.........................................- 40 - 10.2.2 站內建筑物......................................................................- 40 - 10.3 站內給排水及防洪....................................................................- 40 - 11消防部分......................

17、....................................................................- 40 - 12環(huán)境保護..........................................................................................- 41 - 13安全保衛(wèi)..........................................................................................- 41 - 結 論………………………………

18、……………………………………………………………………….- 42- 致 謝……………………………………………………………………… - 43 - 參考文獻…………………………………………………………………….-44- 摘 要 本設計根據三明市某縣的電力負荷資料，作出了該區(qū)地面35kV變電所的初步設計。設計說明書內容共分為十三章，包括主接線的設計、負荷計算與變壓器選擇、高壓電器的選擇、變電所的防雷及變電所的布置等。本設計以實際負荷為依據，以變電所的最佳運行為基礎，按照有關規(guī)定和規(guī)范，完成了滿足該區(qū)供電要求的35kV變電所初步設計。 設計中先對負荷進行了統(tǒng)計與計算，選出了所需的主變

19、型號，然后根據負荷性質及對供電可靠性要求擬定主接線設計，考慮到短路對系統(tǒng)的嚴重影響，設計中進行了短路計算。設計中還對主要高壓電器設備進行了選擇與計算，如斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器等。此外還進行了防雷保護的設計和計算，提高了整個變電所的安全性。 關鍵詞：35KV 變電站 總體設計 Abstract According to the design Zhaoxian Of Sanming electricity load information made ground 35kV substations in the initial de

20、sign. Design specification content is divided into thirteen chapters, including the wiring design, load calculations and transformer selection, the choice of electrical voltage, substations and substations mine layout. To the design based on actual load, the best operation based in substations, in a

21、ccordance with the relevant provisions and norms, and completed to meet the requirements of the 35kV electricity substations preliminary design. Design of the first load of statistics and calculations, elected for the change models, and then load according to the nature and reliability of elect

22、ricity for the development of the wiring design, taking into account the short-circuit serious impact on the system design of a short-circuit basis. Design of the main high voltage electrical equipment on the choices and calculations, such as circuit breakers, isolation switches, voltage transformer

23、, current transformer. In addition, the design and calculation of mine-protected and enhanced the security of the entire substations. Key words: 35KV, Substation, Overall design 前 言 本論文《35KV變電站總體設計》以實際工程技術水平為基礎，以變電站資料為背景，從原始資料的分析做起，內容涵蓋《發(fā)電廠電氣部分》、《變電站綜合自動化》、《供電技術》、《高電壓技術》等主要專

24、業(yè)課。目的是通過變電站設計，綜合運行所學知識，結合實際工作貫徹執(zhí)行我國電力工業(yè)有關方針政策及技術標準，做到理論聯(lián)系實際。培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術問題的能力,同時也為今后工作打下良好的基礎。在寫作過程中，初步體現(xiàn)了工程設計的精髓內容，如根據規(guī)程選擇方案、用對比的方法對方案評價等。鍛煉了我們用實際工程的思維方法去分析和解決問題的能力,為今后工作奠定基礎。 1 變電站站址的選擇原則和作用 1.1變電站的選擇原則 變電所的設計應根據工程年發(fā)展規(guī)劃進行，做到遠、近期結合，以近期為主，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能；變電所的設計，必須從全局

25、出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結合國情合理地確定設計方案；變電所的設計，必須堅持節(jié)約用地的原則。變電所應建在靠近負荷中心位置，這樣可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質量，這是供配電系統(tǒng)設計的一條重要原則。變電所的總平面布置應緊湊合理，依據《變電站設計規(guī)范》第條，變電站站址的選擇，根據下列要求綜合考慮確定： （1）靠近負荷中心。 （2）節(jié)約用地，不占或少占耕地及經濟效益高的土地。 （3）與鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調，便于架空線和電纜線路的引入和引出。交通運輸方便。 （4）具有適應地形，地貌，地址條件。 本設計的變電站位于三明市某縣，地理坐標北緯37050

26、,東經114039。該地區(qū)地勢平坦，無高山丘陵，氣候宜人，年平均氣溫在2.6度，年平均降雨量562毫米，全年平均日照時間1916.4小時，無霜期191天，地勢在海拔33.9—46.6米之間。本設計變電站靠近負荷中心，交通運輸較為便利，趙（某某縣）——元（元氏）公路橫貫全區(qū)。綜上所述，可滿足建所的要求，建站地基是天然地基。 1.2變電所在電力系統(tǒng)的地位 電力系統(tǒng)是由變壓器，輸電線路，用電設備（負荷）組成的網絡，它包括通過電的或機械的方式連接在網絡中的所有設備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進行生產（發(fā)電機），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳

27、輸線，配電網），消費（負荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如同步發(fā)電機的勵磁調節(jié)器，調速器以及繼電器等。 其中變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類： （1）樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330~500KV的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。 （2）中間變電所：高壓側以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2~3個電源，電壓為220~330KV，同時又降壓供當?shù)赜秒?，這樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的

28、作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網解列。 （3）地區(qū)變電所：高壓側一般為110~220KV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 （4）終端變電所：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側電壓為110KV，經降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失。 1.3 電力系統(tǒng)供電要求 （1）保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產停頓，生活混亂，甚至危及人身和設備安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。 （

29、2）保證良好的電能質量：電能質量包含電壓質量，頻率質量，和波形質量三個方面，電壓質量和頻率質量均以偏移是否超過給定值來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定值的，給定的允許頻率偏移為等，波形質量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質量指標，都必須采取一切手段來予以保證。 （3）保證系統(tǒng)運行的經濟性：電能生產的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經濟一次能源總消耗占的比重約為1/3，而且電能在變換，輸送，分配時的損耗絕對值也相當客觀。因此，降低每生產一度電能消耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗，有極其重要的意義。 1.4電力系統(tǒng)運行的特點 （1）電能生產的重要性：電能與其它能量之間轉換方便，

30、易于大量生產，集中管理，遠距離輸送，自動控制，因此電能是國民經濟各部門使用的主要能源，電能供應的中斷或不足將直接影響國民經濟各部門的正常運行。這就要求系統(tǒng)運行的可靠性.. （2）系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：發(fā)電機，變壓器，電力線路，電動機等原件的投入和退出，電力系統(tǒng)的短路等故障都在一瞬間完成，并伴隨暫態(tài)過程的出現(xiàn)，該過程非常短促，這就要求系統(tǒng)有一套非常迅速和靈敏的監(jiān)視，檢測，控制，和保護裝置。 （3）電能發(fā)，輸，配，用的同時性： 電能的生產，分配，輸送和使用幾乎是同時進行，即發(fā)電廠任何時候生產的電能必須等于該時刻用電設備使用的電能與分配，輸送過程中損耗的電能之和，這就要求系統(tǒng)結構合理，便于運行調

31、度。 1.5電力系統(tǒng)的額定電壓 （1）額定電壓是指能使電氣設備長期運行的最經濟的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率S=3UI。當輸出功率一定時，電壓越高，電流越小，線路，電氣等的載流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同是由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓越高，對絕緣水平的要求則越高，變壓器，開關等設備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經濟合理的輸電電壓，但從設備制造角度考慮，為保證產品的標準化和系列化，又不應隨意確定輸電電壓。 （2）用電設備的額定電壓：經線路向用電設備輸送電

32、能時，由于用電設備大都是感性負荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，，系統(tǒng)標稱電壓于用電設備的額定電壓取值一致，使線路沿線的實際電壓于用電設備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。 （3）變壓器額定電壓：變壓器一次側接電源，相當于用電設備，二次側向負荷供電，又相當于電源，因此變壓器一次側額定電壓應等于用電設備額定電壓。由于變壓器二次側額定電壓規(guī)定為空載時的電壓，額定負載下變壓器內部的電壓降落約為，當供電線路較長時，為使正常運行時變壓器二次測電壓較系統(tǒng)標稱電壓高，以便補償線路電壓損失。變壓器二次測額定電壓應較用電設備額定電壓高，只有當變壓器二次測與用電設備間電氣距離很近時，其二次側額定電壓才取為

33、用電設備額定電壓的倍。 2 主接線設計 2.1對電氣主接線的基本要求 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，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線設計代表了變電所電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重要組成部分。它直接影響運行的可靠性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護，自動裝置和控制方式的抑定都有決定性的關系，對電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經濟性三方面。 電氣主接線的設計原則是以設計任務書為依據，以國家經濟建設的方針，政策，技術規(guī)定為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠，調度靈活，滿

34、足多項技術要求的前提下，兼顧運行維護方便，盡可能節(jié)省投資，就地取材，力爭設備元件先進性和可靠性，堅持可靠，先進，適用，經濟，美觀的原則。 2.2 所要選擇的主接線形式 由負荷資料知，35KV上近期無負荷。而10KV的負荷中有紡織廠、化纖廠、化工廠等負荷，若斷電將造成較大的經濟損失和資源浪費，因而需要保證供電的可靠性；同時，由于10KV承擔著地區(qū)的居民用戶和排灌用電，對電力供應的可靠性要求也是較高的，綜合考慮35KV站的投資規(guī)模，故而在設計過程中應在保證供電的可靠性的基礎上考慮經濟因素。 2.2.1 35KV、10KV接線形式的選擇 本期從網里變電站出35KV線路2回，分別至某某縣I、I

35、I，根據設計原則可采用單母線分段的接線形式。 本期10KV出線回路數(shù)為6回，可采用單母線分段。 表2.1 接線形式方案對比 單母線分段 雙母線分段 供電可靠性 對重要用戶可以從不同分段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電。當一條母線發(fā)生故障是還能保證另一條母線的正常供電。供電可靠性較高。 供電可靠，母線分段使檢修任一回路都不用停電。 運行靈活性 接線簡單清晰，運行操作方便。 接線相對復雜，調度靈活 節(jié)約投資 少用了斷路器、隔離開關，占地面積小，較經濟。 雙母分段占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關多。不夠經濟。 3 負荷計算 表3.1負荷原始資料：

36、 電壓 等級 線路名稱 最大負荷 MVA 負荷組成 （%） 自然功率 Ifmax (A) 線長 km 備注 一級 二級 三級 10KV 黃市村線621 3.325 70% 20% 0.78 182 5.1 溝岸線632 0.85 20% 20% 0.78 46.7 8.168 康賈村線633 1.06 20% 0.75 58 13.436 南王里線634 1.955 20% 30% 0.72 107 13.404 河莊線631 1.5

37、90 30% 30% 0.75 87 9.968 賈呂線623 2.08 30% 30% 0.78 114 11.627 備用一 備用二 備用三 3.1計算負荷 綜合最大計算負荷： K—同時系數(shù)，對于出線回數(shù)較少的情況，可取0.9~0.95,出線回數(shù)較多時，取0.85~0.9;在本設計中，10KV中取0.95，6KV中取0.85 %—線損，取5% 3.1.1 對于35KV段負荷的計算 =0.95（3.325+0.85+1.

38、06+1.955+1.590+2.08）/0.9（1+5%）=12.03MVA 3.1.2對于10KV段負荷的計算 =0.85[3.325/0.78+（0.85+1.590）/0.75+1.06/0.72+(1.955+2.08)/0.8]（1+5%） =12.52MVA 綜上：總的計算負荷：12.03+12.52=24.55MVA 4 變電站主變壓器的選擇 4.1 繞組數(shù)量和連接方式的確定 4.1.1 繞組數(shù)量確定原則 在具有兩種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上或低壓側雖無負荷，但在變電站內需設無功補償設備時，主變壓器宜采用三

39、繞組變壓器。 在本變電站中： 12.03/24.36=0.49>15% 12.52/24.55=0.5>15% 因此，在本變電站設計中主變壓器選為三繞組變壓器。 4.1.2連接方式的選擇 依據《電力工程設計手冊》規(guī)定指出： 第條 在具有三種電壓等級的變電所中，如通過各側繞組的功率均達到該變壓容量的15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 第條 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Ｙ和△型兩種。高中低三側繞組如何組合，要根據具體工程來定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Ｙ0連接，35KV亦采用Ｙ型，其中性點通過

40、消弧線圈接地。35KV以下電壓變壓器繞組都采用△連接。本設計中變電站電壓等級為35/10KV，接線方式采用YN/d11的接線方式。 4.2主變阻抗及調壓方式選擇 4.2.1主變阻抗的選擇 根據《 電力工程電氣設計手冊》（電氣一次部分），變壓器的阻抗實質就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結構和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運行的要求。 主變阻抗選擇原則：①各側阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計算、無功分配、繼電保護、短路電流、系統(tǒng)內的調壓手段和

41、并聯(lián)運行等方面進行綜合考慮；②對普通兩繞組變，目前有“降壓型”一種； 4.2.2調壓方式的選擇 為保證供電所或發(fā)電廠的供電質量，電壓必須維持在允許的范圍內，調壓方式有兩種，一種稱為無激磁調壓，調整范圍在22.5%以內；另一種成為有載調壓，調整范圍達30%，其結構復雜，價格昂貴，在下例情況下選用：接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點的聯(lián)絡變壓器，為保證用電質量，要求母線電壓恒定時，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質量及提高變壓器分接頭質量。所以選用有載調壓。 4.3電容電流的計算 電網的電容電流計算應包括電氣連接的所有架空線路、電纜回路、發(fā)電機、變壓器以及母線和電器的電容電流，并

42、考慮電網5～10年的發(fā)展。 架空線路的電容電流可按下式計算： 式中 2.7—適用于無架空地線的線路； 3.3—適用于有架空地線的線路。 同桿雙回線路的電容電流為單回路的1.3～1.6倍。 由《電氣工程手冊》變電所增加的接地電容電流 35KV：附加值13％；10KV：附加值16％。 4.3.1 10KV側電容電流的計算 由于出線上為架空出線： =2.710(5.1+8.108+13.436+13.404+9.968+11.627)10-31.16 =1.93A<30A 所以不用加裝消弧線圈接地。 4.4 變壓器中性點接地方式和中性點設計 電力網中性點的接地方

43、式，決定了主變壓器中性點的接地方式。電力網中性點的接地方式有： a.中性點非直接接地 b.中性點經消弧線圈接地 c.中性點經高阻抗接地 d.中性點直接接地 4.4.1 10KV和35KV側中性點接地方式的選擇 10～35KV側采用中性點不接地或中性點經消弧線圈接地方式。10～63KV電網采用中性點不接地方式，但當單相接地故障電流大于30A（10KV）或10A（35KV）時，中性點應經消弧線圈接地。裝消弧線圈時,它可直接接到35KV側中性點,且兩臺主變可共用一臺消弧線圈。10KV側由于是“⊿”型接線，無中性點，故需加接地變，將中性點引處，以接消弧線圈，接地變的容量應大于消弧線圈的

44、容量，一般，應在10KV級的每一段母線上安裝型號一樣，容量相同的接地變。但是電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產生較高的弧光間隙接地過電壓，波及整個電網，所以可采用消弧線圈補償電容電流，即經消弧線圈接地。 4.5 主變容量選擇原則 主變容量選擇一般按變電所建成以后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10～20年發(fā)展。對城郊變電所，主變容量應與城市規(guī)劃相結合。根據變電所帶負荷性質及電網結構決定主變容量。對有重要負荷變電所考慮一臺主變停運時，其余主變容量在計及過負荷能力后的允許時間內，保證用戶的一、二級負荷；對一般性變電所當一臺主變停運時，其余主變應能保證其余負荷的60%。

45、同級電壓的單臺降壓容量的級別不易太多，應從全網出發(fā)，推行標準化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。 4.5.1 本設計中主變容量的選擇 在本變電站中，當變電站的一臺變壓器停止運行時，另一臺變壓器能保證全部負荷的60%，即SB =S*60%=6.9MVA。同時應該能保證用戶的一級和二級負荷，Ⅰ、Ⅱ類負荷的總和為： SB=3.3250.7＋3.3250.2＋0.850.4＋0.850.2＋1.060.2＋1.9550.2＋1.9550.3＋1.590.3＋1.590.3＋2.080.3＋2.080.3＝6.7MVA，綜合以上并考慮變壓器容量必須大于，再綜合分析，選擇變壓器容量=1000

46、0MVA兩臺，查得35KV兩相三繞組電力變壓器技術數(shù)據表，選擇變壓器的型號為SZ10-10000/35，其參數(shù)如下表： 表4.1主變型號選擇 型號 編號 電壓組合（KV） 聯(lián)接 組別 損耗（KW） 空載電流(%) 阻抗電壓 高 低 空載 負載 SZ10-10000/35 1# 35 10.5 49.9 213 0.86 高—低：7.4 SZ10-10000/35 2# 35 10.5 49.9 213 0.86 高—低：7.29 4.5.2 主變臺數(shù)選擇原則 對城鎮(zhèn)中的一次變，在中、低壓側構成環(huán)網情

47、況下，裝兩臺主變。對地區(qū)性孤立的一次變或大工業(yè)的專用變電所，裝三臺主變。對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎按大于主變容量的1～2級設計，以便負荷發(fā)展時更換主變。在本變電站設計中，具有2個電壓等級，由于本變電站為地區(qū)性變電站，所以主變臺數(shù)選擇2臺，一臺運行時，另一臺為備用。 5 短路電流的計算 5.1計算短路電流的意義 供配電系統(tǒng)中的短路，是指相導體之間或相導體與地之間不通過負載阻抗而發(fā)生的電氣連接。短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害電力系統(tǒng)的安全運行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會增加投資，甚至會因開斷電流

48、不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主接線設計時，應考慮限制的措施，即而需要計算。 短路電流計算是選擇和檢驗電氣設備的前提和基礎，也是載流導體選擇和二次設備保護的基礎。為了使所選電器具有足夠的可靠性、經濟性、靈活性并在一定的時期內滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應對不同點的短路電流進行校驗。 5.2短路電流計算的規(guī)定 驗算導體的穩(wěn)定性和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應按本設計的設計規(guī)劃容量來計算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10發(fā)展規(guī)劃（一般應按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時應按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應按照僅在切換時過程中的可能的并列

49、運行方式的接線方式。 選擇導體和電器時所用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 選擇導體和電器時，對不帶電抗的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流最大的地點，對帶電抗器6～10kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器之前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 導體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機的出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。 5.3

50、 本次設計中短路電流的計算 5.3.1 各回路電抗的計算 計算各回路電抗：（取基準功率，） X4 K1 K 根據前面所選變壓器各參數(shù)得： X1=0.1 X2=0 (純電纜線路) 7.4/10=0.74 7.29/10=0.729 5.3.2 計算各短路點的短路電流 在配電系統(tǒng)中，當發(fā)生三相短路時，后果最嚴重。因而以此驗算電器設備的能力。 1．K點短路時，對于35KV系統(tǒng)電源（無窮大容量） 2.點短路時， 3.點短路時， 6 高壓電器設備的選擇 變電站的高壓電器對電能起著接收、分配、控制與保護的作用，

51、主要有斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套配電設備等。電器的選擇是根據環(huán)境條件和供電要求確定其型式和參數(shù)，保證電器正常運行時安全可靠，故障時不致?lián)p壞，并在技術合理的情況下注意節(jié)約。還應根據產品生產情況與供應能力統(tǒng)籌兼顧，條件允許時優(yōu)先選用先進設備。 6.1電器設備選擇的一般原則 6.1.1 按環(huán)境條件選擇 電器產品在制造上分戶外、戶內兩大類。戶外設備的工作條件較惡劣，故各方面要求較高，成本也高。戶內設備不能用于戶外；戶外設備雖可用與戶內，但不經濟。 6.1.2 按電網電壓選擇 電器可在高于10%到15% 設備額定電壓的情況下長期運行，故所選設備的額定電

52、壓應不小于裝設處電網的額定電壓，即： 按長時工作電流選，電器的額定電流In是指周圍環(huán)境溫度為θ℃時，電器長期允許通過的最大電流。它應大于負載的長時最大工作電流，即： 6.2高壓斷路器的選擇原則 選擇高壓斷路器時，除按電氣設備一般原則選擇外，由于斷路器還要切斷短路電流，因此必須校驗斷流容量（或開斷電流）、熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定等各項指標。 6.2.1 按工作環(huán)境選型 根據使用地點的條件選擇，如戶外式、戶內式，若工作條件特殊，尚需選擇特殊型式（如防爆型）。 6.2.2 按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓，應等于或大于所在電網的額定電壓，即

53、 式中，——斷路器的額定電壓； ——高壓斷路器所在電網的額定電壓。 6.2.3 按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流，應大于或大于負載的長時最大工作電流，即 式中 ——斷路器的額定電流； ——負載的長時最大工作電流。 6.2.4校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定 高壓斷路器的熱穩(wěn)定校驗要滿足下式要求： 式中 ——斷路器的熱穩(wěn)定電流； ——斷路器熱穩(wěn)定電流所對應的熱穩(wěn)定時間； ——短路電流穩(wěn)定值； —作用下的

54、假想時間。 斷路器通過短路電流的持續(xù)時間按下式計算： 式中 ——斷路器通過短路電流的持續(xù)時間； ——斷路器保護動作時間； ——斷路器的分閘時間。 斷路器的分閘時間，包括斷路器的固有分閘時間和燃弧時間，一般對快速動作的斷路器，可取0.11到0.16s，對中，低速動作的斷路器，可取0.18到0.25s。 6.2.5校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定 高壓斷路器的動穩(wěn)定是指承受短路電流作用引起的機構效應的能力，在校驗時，須用短路電流的沖擊值或沖擊電流的有效值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進行比較，即

55、 式中 、——設備極限通過的峰值電流及其有效值； 、——短路沖擊電流極其有效值。 6.3 各電壓等級側斷路器的選擇 6.3.1 35KV側斷路器的選擇 該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為35KV，因此選擇的斷路器的額定電壓的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流，， 所以35KV段選擇的斷路器型號為ZN12，其基本參數(shù)如下表6.1： 型號 額定電壓 （KV） 額定電流 （A） 額定開斷電流 （KA） 動穩(wěn)定電流（KA） 4

56、S熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時間 合閘時間 ZN12 35 1250 25 50 25 0.15 0.12 下面對所選的斷路器進行校驗，通過斷路器的短路電流Ik=15.8A，所選斷路器的額定開斷電流為25KA，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為50KA，流過斷路器的沖擊電流為40.29KA 所以所選斷路器的短路關合電流滿足要求，因而動穩(wěn)定也滿足要求。最后進行熱穩(wěn)定校驗，設后備保護動作時間為1.9s，所選斷路器的分閘時間為0.15s，選擇熄弧時間為0.03s，則短路持續(xù)電流時間，短路熱效應。 所選斷路器允許的熱效應，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上

57、各種參數(shù)校驗均滿足要求，故選擇ZN12斷路器。 6.3.2 10KV側斷路器的選擇 該回路安裝在戶外，選擇戶外型斷路器，該回路電壓為10KV，因此選擇的斷路器的額定電壓UE>6KV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流，所以10KV段選擇的斷路器型號為ZN65A-12/T630-25，其基本參數(shù)如下表6.2： 型號 額定電壓 （KV） 額定電流 （A） 額定開斷電流 （KA） 動穩(wěn)定電流（KA） 4S熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時間 合閘時間 ZN65A-12/T630-25 12 630 31.5 40 31.5 0.15 0.12 下

58、面對所選的斷路器進行校驗，通過斷路器的短路電流Ik=6.63A，所選斷路器的額定開斷電流為31.5KA，故斷流能力滿足要求。所選斷路器的額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為40KA，流過斷路器的沖擊電流為16.91KA，所以所選斷路器的短路關合電流滿足要求，因而動穩(wěn)定也滿足要求。最后進行熱穩(wěn)定校驗，設后備保護動作時間為1.9s，所選斷路器的分閘時間為0.15s，選擇熄弧時間為0.03s，則短路持續(xù)電流時間短路熱效應 所選斷路器允許的熱效應，即，熱穩(wěn)定也滿足要求，以上各種參數(shù)校驗均滿足要求，故選擇ZN65A-12/T630-25斷路器。 6.4 隔離開關的選擇 6.4.1 隔離

59、開關的作用 它的主要用途是隔離電源，保證電氣設備與線路在檢修時與電源有明顯的斷口。隔離開關無滅弧裝置，和斷路器配合使用時，合閘操作應先和隔離開關，后合斷路器，分閘操作應先斷開斷路器，后斷開隔離開關。運行中必須嚴格遵守“倒閘操作規(guī)定”，并應在隔離開關與斷路器之間設置閉鎖機構，以防止誤操作。隔離開關按電網電壓，長時最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗其動、熱穩(wěn)定性。 6.4.2 35KV側隔離開關的選擇 為了保證電氣設備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關帶接地刀閘，該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開關的額定電壓，而且隔離開關的額定電流大于流

60、過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇GN27-40.5型接地高壓隔離開關，其主要參數(shù)如下表6.3： 型號 額定電壓（KV） 額定電流（A） 最大工作電壓（KV） 極限通過電流（KA） 2S熱穩(wěn)定電流（KA） 接地刀閘（A） 有效值 峰值 GN27-40.5 40.5 1250 40.5 28 50 20 2000 下面校驗所選擇的隔離開關，短路時通過該隔離開關的短路沖擊電流ish=40.29KA ，所選擇的隔離開關的動穩(wěn)定電流即極限通過電流的峰值50KA，即，因此動穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關允許的熱效應短路時的熱效應即，熱穩(wěn)定滿足要求，經過以上校驗，所選隔離開關滿

61、足要求，故確定選用GN27-40.5型高壓隔離開關，該隔離開關配用手動式杠桿操作機構。 6.4.3 10KV側隔離開關的選擇 為了保證電氣設備和母線的檢修安全，該回路選擇隔離開關帶接地刀閘，該隔離開關安裝在戶外，故選擇戶外型。該回路額定電壓為，因此所選的隔離開關的額定電壓Ue>10KV，而且隔離開關的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流，因此選擇GN30-12型接地高壓隔離開關，其主要參數(shù)如下表6.4： 型號 額定電壓 額定電流 允許的熱效應 動穩(wěn)定電流 GN30-12 12 1250 3200 100 下面校驗所選擇的隔離開關，短路時通過該隔離開關

62、的短路沖擊電流ish=16.91KA，所選擇的隔離開關的動穩(wěn)定電流為， 即，因此動穩(wěn)定滿足要求。該隔離開關允許的熱效應為 短路時的熱效應，即，熱穩(wěn)定滿足要求，經過以上校驗，所選隔離開關滿足要求，故確定選用GN30-12型高壓隔離開關，該隔離開關配用手動式杠桿操作機構。 6.5 電壓互感器和電流互感器的選擇 互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反應電氣設備的正常運行和故障情況。 互感器的作用是：（1） 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧、價格便宜和便于屏內

63、安裝。（2） 使二次設備與高電壓部分隔離，且互感器二側均接地，從而保證了設備和人身的安全。 6.5.1 電壓互感器的選擇 變電站的每組母線上均安裝電壓互感器，電壓互感器應按工作電壓來選擇：一般電壓互感器一次繞組所接電網的電壓應在（0.8～1.2）范圍內變動，即應滿足：，本設計中根據主變的參數(shù)

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