《地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者: 學(xué) 號： 系： 電子工程與光電技術(shù)系 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 題 目: 地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1） 副教授 指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2013 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計（論文）評語

2、 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號： 題 目： 地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1） 綜合成績： 指導(dǎo)者評語： 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）評語 評閱者評語：

3、 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是《地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1）》,這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)設(shè)計的要求，在設(shè)計的過程中根據(jù)所建變電站

4、當?shù)氐牡乩憝h(huán)境，電壓等級，以及該變電站的各個電壓等級的負荷狀況和將來五年的發(fā)展規(guī)劃等，綜合這些因素來完成。在設(shè)計的過程中要完成：根據(jù)變電所的容量來選擇主變壓器；導(dǎo)線的選擇；電氣主接線的設(shè)計；短路電流計算；主要電氣設(shè)備選擇等等。 通過技術(shù)和經(jīng)濟的比較采用下列方案：選用兩臺三相雙繞組變壓器。為了穩(wěn)定運行110kV選用雙母線接線。本工程初步設(shè)計內(nèi)容包括變電所電氣設(shè)計35kV、10kV采用單母線分段。 關(guān)鍵詞 變電所 主接線 短路電流 設(shè)備選擇 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Title Regional su

5、bstation design Abstract The graduation project topic area substation electrical system design (1), The graduation design tasks according to the design requirements ,In the design process to build substation local geographical environment, Voltage level, And the load status of

6、the substation voltage level and in the future five years of development planning, The combination of these factors to complete. In the design process to be completed: Selected based on the capacity of the substation main transformer;The choice of wire;Main electrical wiring design;Short-circuit cur

7、rent calculation; The main electrical equipment selection, etc. Technical and economic comparison of the following scenarios:Use two-phase two-winding transformer.For stable operation 110kV use double bus wiring.The preliminary design including substation electrical design。35kV, 10kV single busbar.

8、 Keyword Substation Main wiring Short-circuit Equipment selection 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 I 頁 共 1 頁 目 次 1 引言 2 1．1 變電站的發(fā)展 2 1．2 變電站基本概念和基本現(xiàn)狀 2 1．3 論文的主要工作 3 2 河津變電所接入系統(tǒng)設(shè)計 4 2．1 確定電壓等級 4 2．2 初步確定河津變電站導(dǎo)線的型號 4 2．3 110kV負荷計算和接入系統(tǒng)導(dǎo)線截面選擇 4 2．4 110kV河津變電站35kV側(cè)地方供電

9、系統(tǒng) 5 2．5 110kV河津變電站10kV側(cè)地方供電系統(tǒng) 9 2．6 110kV河津變電站主變壓器的選擇 12 3 河津變電站主接線設(shè)計和短路計算 14 3．1 電氣主接線設(shè)計 14 3．2 短路電流計算 15 3．3 主要電器設(shè)備選擇 24 4 繼電保護和防雷裝置 35 4．1 繼電保護配置 35 4．2 避雷器的選擇 36 5 總結(jié) 38 結(jié) 論 39 致 謝 40 參 考 文 獻 41 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 43 頁 共 42 頁 1 引言 1．1 變電站的發(fā)展 20世紀70年代的后期國外開

10、始著手研究變電站綜合自動化系統(tǒng)，在20世紀80年代發(fā)展尤其較快。出現(xiàn)了很多著名的制造廠商，他們彼此間一開始就十分注意制定與協(xié)調(diào)這一領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)范和標準，使各自為政造成的不良后果帶來的不可估計的影響減小到最小。投入變電站綜合自動化研究的高等院校、研究單位和生產(chǎn)廠家，電力企業(yè)，電力工廠在20世紀80年代后期逐步增加，為我國將來的發(fā)展培養(yǎng)了許多技術(shù)型和學(xué)術(shù)性人才。20世紀90年代，變電站綜合自動化方面已成為炙手可熱的話題和大學(xué)生熱門的就業(yè)方向，研究單位和產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)。 1．2 變電站基本概念和基本現(xiàn)狀 電力行業(yè)是整個國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)和命脈，是我國公民賴以生活的必要條件，是我國可持續(xù)

11、發(fā)展的必要條件，是落實科學(xué)發(fā)展觀的必要手段。在新中國建立以后，中國的電力行業(yè)取得了長足的發(fā)展。 重視配電網(wǎng)建設(shè)，繼續(xù)做好城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造。優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)，城網(wǎng)發(fā)展與城市建設(shè)相協(xié)調(diào)，提高電能質(zhì)量，提高電能穩(wěn)定供應(yīng)，提高配電網(wǎng)運行監(jiān)控水平。加強和優(yōu)化農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電質(zhì)量和安全水平，降低損耗，以適應(yīng)小城鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的需要。到2000年底，中國發(fā)電裝機容量達到31,900萬千瓦，年發(fā)電量13,600億千瓦時。到2001年底，中國發(fā)電裝機容量已達到33,400萬千瓦，年發(fā)電量達14,650億千瓦時，發(fā)電總裝機容量和發(fā)電量位居世界第二，電力工業(yè)已經(jīng)基本滿足了

12、國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。隨著"西電東送"戰(zhàn)略的實施，500千伏超高壓交、直流輸變電線路發(fā)展迅速，“十五”期間將基本形成大區(qū)聯(lián)網(wǎng)，打破各省自我平衡的局面，實現(xiàn)更大區(qū)域內(nèi)的能源資源優(yōu)化配置。1998年開始城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，在全國范圍內(nèi)完善了配電網(wǎng)的建設(shè)，有效地緩解了制約城鄉(xiāng)居民用電增長的因素。隨著中國國民經(jīng)濟保持健康、快速的增長，必將進一步促進電力工業(yè)的發(fā)展。 國務(wù)院的通知要求，電力改革的實施工作要在國務(wù)院統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，按照積極穩(wěn)妥的原則精心組織，區(qū)別各地區(qū)和各電力企業(yè)的不同情況，重點安排好過渡期的實施步驟和具體措施，在總體設(shè)計下分階段推進改革。國務(wù)院各相關(guān)部門已在統(tǒng)一部署下，著手開展改革的各項工作，預(yù)計

13、2002年年內(nèi)將完成企業(yè)重組的各項主要任務(wù)。 1．3 論文的主要工作 本論文的主要工作是建一所變電站，本工程初步設(shè)計內(nèi)容包含變電所電氣設(shè)計，新建的河津變電所從110KV側(cè)變電所受電，其負荷分為35kV和10kV兩個電壓等級。 課題題目要求要求滿足各個電壓級負荷的情況下完成以下內(nèi)容： （1） 根據(jù)各個工廠的負荷進行負荷計算。 （2） 根據(jù)系統(tǒng)中總的負荷選擇主變壓器和導(dǎo)線。 （3） 根據(jù)各個電壓級的最大負荷選擇出線。 （4） 根據(jù)負荷的級別和經(jīng)濟情況來進行電器主接線設(shè)計。 （5） 畫整個電力系統(tǒng)的等值電路，并且化簡。 （6） 運用運算曲線發(fā)進行短路計算。 （7） 完成主要電氣設(shè)

14、備選擇。 （8） 繼電保護初步設(shè)計。 （9） 系統(tǒng)防雷裝置初步設(shè)計。 2 河津變電所接入系統(tǒng)設(shè)計 2．1 確定電壓等級 輸電線路電壓等級的確定應(yīng)當符合國家規(guī)定的標準電壓等級。選擇電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電所總負荷和五年發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)待建110kV河津變電所的實際情況確定最高電壓等級應(yīng)為110kV。 110 kV河津變電所建成后，所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如造紙廠、化工廠、冶煉廠、站甲、水廠這些重要負荷，如果中斷供電將造成嚴重停產(chǎn)、停工，

15、局部地區(qū)交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打亂。因此110kV河津變電站應(yīng)采用雙回110kV線路接入系統(tǒng)。 2．2 初步確定河津變電站導(dǎo)線的型號 由于待建110kV河津變電所距離受電110kV新繹變電站100km，距離潼關(guān)變電站90km。處于地勢平坦，土石方開挖較少，且地處海拔290米的地方。綜上所述應(yīng)該采用架空線路，導(dǎo)線選擇LGJ型。 2．3 110kV負荷計算和接入系統(tǒng)導(dǎo)線截面選擇 電壓 等級 線路 名稱 最大 有功 最大 無功 功率 因數(shù) 最大負荷 同時率 35kV A 15.3 9.54 0.85 18 5

16、000 0.9 B 12.8 9.6 0.8 16 C 8 6 0.8 10 造紙廠 9.6 7.2 0.8 12 化工廠 16 12 0.8 20 冶煉廠 13.6 8.48 0.85 16 10kV 站甲 2.55 1.59 0.85 3 3500 0.85 站乙 2.125 1.325 0.85 2.5 毛紡廠 0.64 0.48 0.8 0.8 水泥廠 0.8 0.6 0.8 1 紡織廠 0.64 0.48 0.8 0.8 水廠

17、1.2 0.9 0.8 1.5 1、待建110kV河津變電所總負荷的計算 =15.3＋12.8＋8＋9.6＋16＋13.6+j(9.54+9.6+6+7.2+12+8.48) = 75.3+j52.82 ＝（75.3+j52.82）1.28 ＝ 96.1+j67.4 ＝= 105.66 MVA =2.55+2.125+0.64+0.8+0.64+1.2+j(1.59+1.325+0.48+0.6+0.48+0.9) =7.955+j5.375 ＝（7.955+j5.375）1.28＝10.18+j6.88 ＝ =10.45 MVA =0.95[0.9(75.3+j

18、52.82)+0.85(7.955+j5.375)] 1.28 = 90.63+j63.36 ＝ = 110.58 MVA = 90.63/110.58 = 0.82 2、根據(jù)查表來確定 = = 4857 小時 查表得＝1.15 3、計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 252.2 4、結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以

19、選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－240 2．4 110kV河津變電站35kV側(cè)地方供電系統(tǒng) 2.4.1 35kV A所線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 35kV側(cè)的A所線路所供用戶為二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此采用雙回線路供電。 2、待建變電站到A所線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV側(cè)A所線路總負荷的計算 = = 19.58+ j12.21 ＝ = 23.08 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2

20、） (3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 190.4 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－185。 2.4.2 35kV B所線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 35kV側(cè)的B所線路所供用戶同樣為二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此采用雙回線路供電。 2、待建變電站到B所線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV側(cè)B所線路總負荷的計算 = = 16.38+ j12.29 ＝ = 20.48 MVA

21、 (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2） (3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 150.8 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類0重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－150。 2.4.3 35kV C所線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 35kV側(cè)的C所線路所供用戶是二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。 2、待建變電站到C所線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV 側(cè)C所線路總負荷的計算 =

22、 = 12.8 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2） (3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 94.3 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－95。 2.4.4 35kV 造紙廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 由任務(wù)書知35kV側(cè)的造紙廠線路所供用戶是一級重要負荷，為了保護用戶正常工作生產(chǎn)用電，經(jīng)過分析后

23、要采用雙回線路供電。 2、待建變電站到造紙廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV 側(cè)造紙廠線路總負荷的計算 = = 15.36 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 113.1 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－120。 2.4.5 35kV 化工廠線路設(shè)計

24、 1、確定接線回路數(shù) 35kV側(cè)的化工廠線路所供用戶是一級重要負荷，是非常重要的負荷，為了保護用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。 2、待建變電站到化工廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV 側(cè)化工廠線路總負荷的計算 = = 25.6 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2） (3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 188.5 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重

25、要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－185。 2.4.6 35kV 冶煉廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 由題目知35kV側(cè)的冶煉廠線路所供用戶是一級重要負荷，是很重要的負荷，為了保護用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。 2、待建變電站到冶煉廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)35kV 側(cè)冶煉廠線路總負荷的計算 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得＝1.12（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟

26、截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 150.8 (4)結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－150。 選擇結(jié)果如下： 表2.1 35kV側(cè)地方供電線路 線路 回路數(shù) 型號 35kV A所線路設(shè)計 2 LGJ－185 35kV B所線路設(shè)計 2 LGJ－150 35kV C所線路設(shè)計 2 LGJ－95 35kV 造紙廠線路設(shè)計 2 LGJ－120 35kV 化工廠線路設(shè)計 2 LGJ－185 35kV 冶煉廠線路設(shè)計 2 LGJ－150 2．5 110kV河津

27、變電站10kV側(cè)地方供電系統(tǒng) 2.5.1 10kV 站甲線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 河津變電站10kV側(cè)的站甲線路所供用戶是一級重要負荷，是非常重要的負荷，為了保護用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到站甲線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV 側(cè)站甲線路總負荷的計算 = = 3.84 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線

28、= 88.0 (4)結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－95。 2.5.2 10kV 站乙線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 10kV側(cè)的站乙線路所供用戶是二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到站乙線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV 側(cè)站乙線路總負荷的計算 = = 3.2 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（

29、A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 73.3 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－70。 2.5.3 10kV 毛紡廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 10kV側(cè)的毛紡廠線路所供用戶是二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到毛紡廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV 側(cè)毛紡廠線路總負荷的計算 = = 1.024 MVA

30、 (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 23.5 (4)結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－25。 2.5.4 10kV 水泥廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 10kV側(cè)的水泥廠線路所供用戶是二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到水泥廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV 側(cè)水泥廠線路總負荷的計算 1.28 MVA

31、 (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 29.3 (4)結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－35。 2.5.5 10kV 紡織廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 10kV側(cè)的紡織廠線路所供用戶是二級重要負荷，為了保護用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到紡織廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV

32、側(cè)紡織廠線路總負荷的計算 = = 1.024 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 23.5 (4) 結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－25。 2.5.6 10kV 水廠線路設(shè)計 1、確定接線回路數(shù) 10kV側(cè)的水廠線路所供用戶是一級重要負荷，是很重要的負荷，為了保護用

33、戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。 2、待建河津變電站到水廠線路導(dǎo)線截面選擇 (1)10kV 側(cè)水廠線路總負荷的計算 1.92 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得＝1.26（A/mm2） (3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 44.0 (4)結(jié)論：因為所供用戶中存在Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ－50。 選擇結(jié)果： 表2.2 10kV側(cè)地方

34、供電線路 線路 回路數(shù) 型號 10kV 站甲線路設(shè)計 2 LGJ－95 10kV 站乙線路設(shè)計 2 LGJ－70 10kV 毛紡廠線路設(shè)計 2 LGJ－25 10kV 水泥廠線路設(shè)計 2 LGJ－35 10kV 紡織廠線路設(shè)計 2 LGJ－25 10kV 水廠線路設(shè)計 2 LGJ－50 2．6 110kV河津變電站主變壓器的選擇 在330kV及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，、所費人力少，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運行維護較方便。有效的減小了工作人員的工作量。 為了滿足所

35、有負荷正常運行和當一臺變壓器發(fā)生故障時，另一臺滿足全部負荷的70%，并且從經(jīng)濟的角度考慮，選擇了兩臺相同的變壓器。所有負荷均由兩臺電壓為110kV/35kV/10KV變壓器供電。如圖3.1 圖3.1 變壓器選擇 35kV用戶的70%全部容量：= 74 (MVA) 10kV用戶的70%全部容量：= 7.315 (MVA) 用戶的70％全部總?cè)萘浚? 77.4 (MVA) 經(jīng)過經(jīng)濟比較和以往經(jīng)驗，決定采用兩臺相同的變壓器因此可選擇SFPSZ9-75000/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器。 3

36、 河津變電站主接線設(shè)計和短路計算 3．1 電氣主接線設(shè)計 電器主接線又稱為電氣一次接線，電氣主接線得設(shè)計原則，應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中得地位，負荷性質(zhì)，出線回路數(shù)，設(shè)備特點，周圍環(huán)境，氣象環(huán)境及變電所得規(guī)劃容量等條件和所帶負荷的具體情況，并滿足供電可靠性，運行靈活，操作方便，節(jié)約投資和便于擴建等要求。具體如下: 1、雙母線有較高的可靠性，應(yīng)用于出現(xiàn)回路數(shù)較多、容量較大、出線帶電抗器的6-10kV配電裝置，110kV出線數(shù)為6回以上等條件下。 2、變電所的高壓側(cè)接線，根據(jù)技術(shù)設(shè)計規(guī)程應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式。 3、在35kV配電裝置中，當線路為3回及以上時，根據(jù)規(guī)程

37、一般采用單母線或單母線分段接線。 4、在10kV配電裝置中，當線路在6回及以上時，根據(jù)規(guī)程一般采用單母線分段接線方式。 根據(jù)原始資料，此河津變電站有三個電壓等級：110/35/10kV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)河津變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，河津變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35kV、10kV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下接線方案為最優(yōu)方案。 綜上所述，110kV選用雙母線接線更可靠，35kV選用單母線分段更

38、合理，可以使故障的影響降低。 最終做出電氣主接線圖如下： 110kV 圖3.2 電氣主接線圖 3．2 短路電流計算 3.2.1 短路點選擇 按通過電氣設(shè)備的短路電流最大地點為短路計算點的原則，選出三個短路計算點： 即： d-1：110kV河津變電所主變110kV側(cè) d-2：110kV河津變電所主變35kV母線 d-3：110kV河津變電所主變10kV母線 3.2.2 火電廠和變電所參數(shù) 由題目知： 表3.1 火電站參數(shù) 火電站 （%） 潼關(guān)火電站 50 0.8 10.5 14.1 鄭州火電站 50 0.8 10.5

39、 14.1 新繹火電站 50 0.85 10.5 14.3 火電站和變電所參數(shù)： 表3.2 變電站參數(shù) 變電站 潼關(guān)火電站 460 10.5 0.85 潼關(guān)變 260 17.5 10.5 6.5 0.8 洛陽變 2120 9.3 16.5 10.7 0.178 鄭州火電站 260 10.5 0.8 鄭州變 260 17.5 10.5 6.5 新繹火電站 460 10.5 0.85 新繹變 260 17.5 10.5 6.5 0

40、.8 3.2.3 發(fā)電機、變電所電抗的歸算 選取100 MVA； 115 kV 1、發(fā)電機電抗歸算： 潼關(guān)火電站： 鄭州火電站： 新繹火電站： 無窮大系統(tǒng)： 參考發(fā)電廠電氣部件恩課程設(shè)計參考資料，取為大系統(tǒng)處110kV斷路器開斷容量3500MVA. 2、變壓器電抗歸算： (1)潼關(guān)火電站變壓器4臺60MVA，并列運行： (2)鄭州火電站變壓器2臺60MVA，并列運行： (3)新繹火電站變壓器4臺60MVA，并列運行： (4)洛陽變電站變壓器2臺120MVA，并列運行： (5)110kV待建河津變電站降壓

41、變壓器2臺75MVA，并列運行： 3.2.4 各段線路電抗歸算 選取100 MVA； 115 kV 1、新繹火電站至新繹變電站：2回路 LGJQ-400，L=45km，X=0.417 Ω/km 2、新繹變電站至河津變電站：LGJ-240，L=100km，X=0.432 Ω/km 3、河津變電站至潼關(guān)變電站：LGJ-240，L=90km，X=0.432 Ω/km 4、潼關(guān)火電站至潼關(guān)變電站：2回路 LGJQ-300，L=40km，X=0.427 Ω/km 5、潼關(guān)變電

42、站變至洛陽變電站：LGJQ-400，L=90km，X=0.417 Ω/km 6、洛陽變電站至鄭州變電站：LGJQ-300，L=80km，X=0.427 Ω/km 7、洛陽變電站至系統(tǒng)：2回路 LGJQ-400，L=200km，X=0.417 Ω/km 8、鄭州火電站至鄭州變電站：2回路 LGJQ-400，L=42km，X=0.417 Ω/km 1、系統(tǒng)等值電抗圖 35kV 10kV 110kV 圖3.3 系統(tǒng)等值電抗 2、化簡 110kV

43、 10kV 35kV 圖3.4 系統(tǒng)等值電抗化簡a 35kV 10kV 110kV 圖3.5 系統(tǒng)等值電抗化簡b 4、繼續(xù)化簡： 110kV 10kV 35kV 圖3.6 系統(tǒng)等值電抗化簡c 3、當d2發(fā)生短路時： 35kV 110kV 圖3.7 d2短路時等值電路 化簡： 35kV 110kV d2 圖3.8 4、當d3發(fā)生短路時： 10kV 110kV d3 圖3.9 d3短路時等值電路 d3 化簡：

44、 110kV 10kV 圖3.10 3.2.5 計算短路電流 1、當d-1點短路時： ①新繹火電站： 查表得： =0.875 =0.933 kA kA ②潼關(guān)火電站： 則： =0.65 =0.68 kA kA ③系統(tǒng)： kA ④鄭州火電站： 查曲線得: =1.035 =1.129 kA kA 總的短路電流 =1.11+0.816+0.139+0.65 = 2.715 kA =1.1

45、9+0.853+0.139+0.709 = 2.891 kA =2.552.715 = 6.923 kA 2、當d-2點短路時： ①新繹火電站： 查曲線得： = 0.622 = 0.642 kA kA ②潼關(guān)火電站： 則： =0.505 =0.512 kA kA ③系統(tǒng)： kA ④鄭州火電站： 查曲線得：=0.21 =0.21 kA kA 總的短路電流 = 0.791+0.634+0.107+0.131 =

46、 1.663 kA = 0.816+0.643+0.107+0.131 = 1.697 kA =2.55ΣI(0)=2.551.663 = 4.24 kA 3、當d-3點短路時： ①新繹火電站： 查曲線得：=0.535 =0.545 kA kA ②潼關(guān)火電站： 則： =0.433 =0.436 kA kA ③系統(tǒng)： kA ④鄭州火電站： 查曲線得：=0.18 =0.18 kA kA 總的短路電流 =0.68

47、+0.543+0.0924+0.113= 1.43 kA =0.69+0.547+0.0924+0.113= 1.44 kA ==2.551.43 = 3.65 kA 3．3 主要電器設(shè)備選擇 3.3.1 斷路器的選擇 1、110kV斷路器的選擇 (1)額定電壓： (2)額定電流：河津變電站最大長期工作電流 A (3)根據(jù)有關(guān)資料選擇LW25-110/2000型斷路器 表3.3 110kV斷路器的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流（A） 額定開斷電流（kA） 極限通過電流 (kA) 3秒熱穩(wěn)定電流(kA) SMF25-110/2000 2000 31

48、.5 80 31.5 (4)校驗： ① ② ③額定開斷電流校驗： 110kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流=2.891 kA LW 25-110/2000斷路器的額定開斷電流為25 kA 符合要求。 ④動穩(wěn)定校驗 ： 110kV母線短路三相沖擊電流：= 6.923(kA) SMF25-110/2000斷路器的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求 ⑤熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 110kV母線短路熱容量：=25(kA2S) LW25-110/1250斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： =25(kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 2、主變35kV側(cè)斷路

49、器及分段斷路器的選擇 （1） 額定電壓：=35kV （2） 額定電流：按70％的35KV最大負荷考慮 A （3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下 表3.4主變10kV側(cè)斷路器及35kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流（A） 額定開斷電流（KA） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) LW8-35/1600 1600 25 25 25 （4） 校驗： ① ②I=1600A>=1355.6 A ③額定開斷電流校驗： 35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流 kA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流＝25kA 符合要求。

50、④動穩(wěn)定校驗 ： 35kV母線短路三相沖擊電流：=4.24(kA) LW8-35/1600斷路器的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求 ⑤熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 35kV母線三相短路熱容量：=8.64(kA2S) LW8-35/1600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： =25(kA) (kA2S) 合熱穩(wěn)定要求 3、35kV出線斷路器的選擇 （1） 額定電壓：=35kV （2） 額定電流：按35KV出線最大負荷考慮 A （3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下 表3.5 35kV出線斷路器的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流（A） 額

51、定開斷電流（KA） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) LW8-35/630 630 25 25 25 （4） 校驗： ① ②I=630A> =464A ③額定開斷電流校驗： 35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流kA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流＝25kA 符合要求。 ④動穩(wěn)定校驗 ： 35kV母線短路三相沖擊電流： kA LW8-35/1600斷路器的極限通過電流=25 kA 符合動穩(wěn)定要求 ⑤熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3 秒 35kV母線三相短路熱容量： =8.64(kA2S) LW8-35/160

52、0斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 4、主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 （1）額定電壓： kV （2）額定電流：按10kV最大負荷考慮 A （3）根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下 表3.6主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 （A） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) GN19-10/1000 1000 80 31.5 （4）校驗： ① ②I=1000A> =820A ③動穩(wěn)定校驗 ： 10kV母線短路三相沖擊電流： =4

53、.177(kA) GN19-10/1000隔離開關(guān)的極限通過電流=80(kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 10kV母線三相短路熱容量： (kA2S) GN19-10/1000隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 5、10kV出線斷路器的選擇 （1） 額定電壓： （2） 額定電流：按負荷最大的10kV出線考慮 A （3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下 表3.7 10kV出線斷路器的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流（A） 額定開斷電流（kA） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定

54、電流(kA) ZN28-10/630 630 31.5 80 31.5 (4)校驗： ① ② ③額定開斷電流校驗： 10kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流 kA ZN28-10/630斷路器的額定開斷電流＝31.5kA 符合要求。 ④動穩(wěn)定校驗 ： 10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) ZN28-10/630斷路器的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求 ⑤熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 10kV母線三相短路熱容量：(kA2S) ZN28-10/630斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 選擇結(jié)果如下表所

55、示： 表3.8 斷路器選擇結(jié)果匯總 斷路器位置 斷路器型號 110kV斷路器的選擇 SMF25-110/2000 主變35kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 LW8-35/1600 35kV出線斷路器的選擇 LW8-35/630 主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 GN19-10/1000 10kV出線斷路器的選擇 ZN28-10/630 3.3.2 隔離開關(guān)的選擇 1、110kV隔離開關(guān)的選擇 (1)額定電壓： (2)額定電流：河津變電站最大長期工作電流 (3) 根據(jù)有關(guān)資料選擇GW4-110/1250型隔離

56、開關(guān) 表3.9 110kV隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 （A） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) GW4-110/2000 2000 80 31.5 (4)校驗： ① ② ③動穩(wěn)定校驗 ： 110kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GW4-110/2000斷路器的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：tep＝3.3秒 110kV母線短路熱容量 (kA2S) GW4-110/2000斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 2、35kV

57、主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 (1) 額定電壓： (2) 額定電流：按70％的35KV最大負荷考慮 (3) 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下 表3.10 主變35kV主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 極限通過電流 4秒熱穩(wěn)定電流 GW5-35/1600 1600 25 25 (4) 校驗： ① ② ③動穩(wěn)定校驗 ： 35kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GW5-35/1600隔離開關(guān)的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 35kV母線三

58、相短路熱容量： (kA2S) GW5-35/1600隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 3、35kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇 （1） 額定電壓： （2） 額定電流：按35KV出線最大負荷考慮 （3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下 表3.11 35kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 額定開斷電 極限通過電流 4秒熱穩(wěn)定電 GW5-35/630 630 25 25 25 （4） 校驗： ① ② ③動穩(wěn)定校驗 ： 35kV母線短路三相沖擊電流： (kA) G

59、W5-35/630隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查曲線秒 35kV母線三相短路熱容量： (kA2S) GW5-35/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 4、主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 （1）額定電壓： （2）額定電流：按10KV最大負荷考慮 (4) 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下 表3.12主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 （A） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA)

60、 GN19-10/1000 1000 80 31.5 (4)校驗： ① ② ③動穩(wěn)定校驗 ： 10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GN19-10/1000隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查曲線：＝3秒 10kV母線三相短路熱容量： (kA2S) GN19-10/1000隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求 5、10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離開關(guān)的選擇 （1）額定電壓： （2）額定電流：按負荷最大的10KV出線考慮 （3）根據(jù)有關(guān)資料選

61、擇隔離開關(guān)如下 表3.13 10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離開關(guān)的選擇 型號 技術(shù)參數(shù) 額定電流 （A） 極限通過電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) GN19-10/630 630 80 31.5 (4)校驗： ① ② ③動穩(wěn)定校驗 ： 10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GN19-10/630隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求 ④熱穩(wěn)定校驗： 查表得：＝3秒 河津變電站10kV母線三相短路熱容量：(kA2S) GN19-10/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA) (kA2S)

62、 符合熱穩(wěn)定要求 選擇結(jié)果如下表： 表3.14 隔離開關(guān)選擇匯總表 隔離開關(guān)位置 隔離開關(guān)型號 110kV隔離開關(guān)的選擇 GW4-110/2000 主變35kV主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 GW5-35/1600 35kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇 GW5-35/630 主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇 GN19-10/1000 10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離開關(guān)的選擇 GN19-10/630 4 繼電保護和防雷裝置 4．1 繼電保護配置 4.1.1 斷路器的選

63、擇 首先滿足繼電保護的四項基本要求是電網(wǎng)繼電保護配置的原則，即滿足設(shè)備的選擇性、速動性、可靠性、穩(wěn)定性、安全系數(shù)、靈敏性。然后結(jié)合電網(wǎng)的電壓等級、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接線方式、地理位置、氣候環(huán)境、投資大小等特點進行各類保護的工作原理、性能進行選擇，使電網(wǎng)保護系統(tǒng)能夠有機配合起來，給用戶和操作人員帶來更好的保障。 4.1.2 110KV部分 110kV采用了內(nèi)橋式的電氣主接線形式，所以在河津變電站110kV側(cè)不需要裝設(shè)繼電保護。 4.1.3 35KV部分 35kV線路的保護：在35kV線路上有小接地電流系統(tǒng)，保護裝置應(yīng)當裝設(shè)有反映相間故障和單相接地故障的設(shè)備。我們知道兩段式電流保護反映相間故障，

64、具體如下：定時過流保護、限時電流速斷保護。保護動作于出線斷路器，保護接線方式采用兩相式。并且再加裝三相一次重合閘保護設(shè)備。加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相接地時發(fā)出信號反映單相接地故障。 35kV母聯(lián)開關(guān)的保護：母線上裝備帶時限的定時過流保護，作為母線充電時的保護。 4.1.4 10KV部分 線路保護：在10kV小接地電流系統(tǒng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)有反映相間故障和單相接地故障的保護裝置?？紤]反映相間故障裝設(shè)兩段式電流保護：限時電流速斷保護、定時過流保護。保護動作于出線斷路器，保護采用兩相式接線。加裝三相一次重合閘。反映單相接地故障，加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相接地時發(fā)出信號。 母

65、聯(lián)開關(guān)保護：加裝帶時限的定時過流保護，作為母線充電時的保護。 4.1.5 主變壓器保護配置 1、瓦斯保護：作為變壓器的主保護，反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障，包括繞組的相間短路，接地短路，匝間短路以及鐵芯燒損，油面降低等。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 3、復(fù)合電壓啟動的定時限過流保護：是瓦斯保護、縱差保護的后備保護，反應(yīng)發(fā)生各種不對稱短路時出現(xiàn)的負序電壓。 4、零序電流保護：反應(yīng)變壓器外部接地短路。 4.1.6母線保護 1、35kV單母線分段(分列運行)，不采用專門的保護，當母線故障時，可由變壓器35kV側(cè)斷路器跳開切除故障。 2、10kV單母線分段(分列運行)，

66、不采用專門的保護，當母線故障時，可由變壓器10kV側(cè)斷路器跳開切除故障 。 4.1.7母線保護 1、110kV進線：因為系統(tǒng)的受電端是110KV河津變電站所在位置，所以110kV進線不需要設(shè)置母線保護，已經(jīng)很安全。 2、35kV線路保護：(電流速斷保護、定時限過流保護)二段式電流保護、快速重合閘、 （1）Ⅰ段電流速斷保護作為主保護，反應(yīng)于相間故障時因電流增大而瞬時動作的電流保護，保護區(qū)間為線路全長的。 （2）Ⅱ段定時限過流保護，作為Ⅰ段電流速斷保護的后備保護，不僅能保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長。電流保護采用二相CT(A、C相)。 （3）當線路上出現(xiàn)瞬時故障如不終止供電，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。 （4）當線路發(fā)生單相接地故障時，因35kV為小電流接地系統(tǒng)，可以繼續(xù)運行2小時，故只作用于信號，而不跳開斷路器，接于PT的開口三角處。 3、10kV線路保護：二段式電流保護(電流速斷保護、定時限過流保護)、快速重合閘 （1）主保護采用二段定時限電流速斷保護 ，比Ⅰ段高△t時限，保護線路全線的。 （2）自動重合閘裝置作用于當線路上出