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1、 220/110/35kV變電站電氣設(shè)計說明書第1章 概 述- 1 -1.1 變電站電氣設(shè)計的基本依據(jù)- 1 -1.2 原始資料分析- 1 -1.2.1 設(shè)計變電站的類型及其在電網(wǎng)中的地位和作用- 1 -1.2.2本站進(jìn)線情況- 1 -1.2.3設(shè)計變電站負(fù)荷情況- 1 -1.2.4設(shè)計變電站站址的自然環(huán)境條件- 2 -1.2.5 系統(tǒng)情況- 2 -第二章 主變壓器的選擇- 3 -2.1 主變臺數(shù)的確定- 3 -2.2 主變?nèi)萘康拇_定- 3 -2.3 主變型式選擇- 4 -第三章 電氣主接線方案擬定- 6 -3.1 電氣主接線的基本要求- 6 -3.2 電氣主接線設(shè)計- 7 -3.2.1 22

2、0kV側(cè)接線形式- 7 -3.2.2 110kV側(cè)接線形式- 9 -3.2.3 35kV側(cè)接線形式- 11 -第4章 短路電流的計算- 14 -4.1 短路電流計算目的- 14 -4.2 短路電流計算的一般規(guī)定- 14 -4.2.1計算的基本情況：- 14 -4.2.2 短路類型- 15 -4.2.3 短路點(diǎn)選擇- 15 -4.2.4 短路計算方法- 15 -4.3 三相短路電流計算的運(yùn)算曲線法- 15 -第五章 電氣設(shè)備的選擇- 17 -5.1 高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則- 17 -5.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇- 17 -5.2.1 斷路器的選擇- 17 -5.2.2 隔離開關(guān)的選擇- 1

3、8 -5.2.3 斷路器、隔離開關(guān)及成套設(shè)備選擇結(jié)果- 19 -5.3 電壓互感器的選擇- 21 -5.4 電流互感器的選擇- 21 -5.6 導(dǎo)體的選擇- 23 -5.6.1 選擇原則- 23 -5.6.2 選擇校驗- 23 -5.7 支柱絕緣子的選擇- 24 -5.8 高壓熔斷器的選擇- 24 -第6章 無功補(bǔ)償及站用變的選擇- 25 -6.1 站用變壓器選擇- 25 -6.2 站用變壓器接線- 25 -6.2.1 站用變電源引接線方式- 25 -6.2.2 站用變壓器低壓側(cè)接線- 26 -6.3 無功補(bǔ)償裝置類型- 26 -6.3.1 無功補(bǔ)償容量的確定- 26 -6.3.2并聯(lián)電容器裝

4、置- 26 -6.3.3 并聯(lián)電容器分組容量和分組數(shù)- 26 -第7章 電氣布置及配電裝置- 27 -7.1 電氣設(shè)備布置- 27 -7.2 配電裝置布置- 27 -220/110/35kV變電站電氣設(shè)計計算書9.1 系統(tǒng)參數(shù)的計算- 30 -9.1.1 各元件參數(shù)的計算- 30 -9.1.2系統(tǒng)參數(shù)的計算- 31 -9.2 系統(tǒng)在K1點(diǎn)短路- 33 -9.3 系統(tǒng)在K2點(diǎn)短路- 34 -9.4 系統(tǒng)在K3點(diǎn)短路- 36 -第十章 電氣設(shè)備的選擇計算過程- 39 -10.1 斷路器與隔離開關(guān)的選擇- 39 -10.1.1 220kV設(shè)備的選擇- 39 -10.1.2 110kV設(shè)備的選擇- 4

5、1 -10.2電壓互感器的選擇- 43 -10.3 電流互感器的選擇- 43 -10.4 導(dǎo)體的選擇與校驗- 44 -10.4.1 220KV側(cè)母線選擇- 44 -10.4.2 110KV側(cè)母線- 45 -10.4.3 35KV側(cè)母線- 46 -10.5 避雷器的選擇- 47 -10.5.2 110KV側(cè)避雷器的選擇與校驗- 48 -10.5.3 35KV側(cè)避雷器的選擇與校驗- 49 -參考文獻(xiàn)- 50 -致 謝- 51-I220/110/35kV變電站電氣設(shè)計說明書第1章 概 述1.1 變電站電氣設(shè)計的基本依據(jù)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求進(jìn)行設(shè)計，完成基本接近于電力設(shè)計部門的初步設(shè)計階段工作內(nèi)容

6、，主要是變電站一次部分設(shè)計，對電氣二次等內(nèi)容只作初步規(guī)劃。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)基本按照國家電力主管部門近期頒布的相關(guān)專業(yè)主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、條例的具體規(guī)定進(jìn)行，參考有關(guān)設(shè)計手冊及專業(yè)教材內(nèi)容。 在畢業(yè)設(shè)計中，盡量遵循國家電網(wǎng)公司有關(guān)變電站的設(shè)計指導(dǎo)意見，參考近期出版的國網(wǎng)輸變電工程典型設(shè)計（主要是220kV變電站分冊，下稱典設(shè)），確定電氣接線、電氣設(shè)備選擇、電氣布置等基本項目。 在畢業(yè)設(shè)計中，設(shè)計原則和基本方案和實際工程設(shè)計一樣，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效等要求，盡量做到畢業(yè)設(shè)計和工程設(shè)計相接近。1.2 原始資料分析 1.2.1 設(shè)計變電站的類型及其在電網(wǎng)中的地位和作用 電網(wǎng)

7、的組成由電源、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)連接線構(gòu)成。 此變電站是220/110/35KV變電站，是地區(qū)重要變電站與水火兩大系統(tǒng)聯(lián)系，并向地方負(fù)荷供電。 1.2.2本站進(jìn)線情況 本站進(jìn)線的電壓等級為220KV，共4回架空線，線路長度為20km、20km、15km、15km。 電網(wǎng)220KV側(cè)在本站有母線穿越功率650MW。 1.2.3設(shè)計變電站負(fù)荷情況110kV側(cè)共 8 回架空出線，負(fù)荷情況：用戶名稱最大負(fù)荷（MW）線路長度（km）回路數(shù)負(fù)荷級別鋼廠302021煤礦202021煉油廠廠302021礦山機(jī)械廠202013市區(qū)變電站20201335kV側(cè)共 10

8、回電纜出線，負(fù)荷情況：用戶名稱最大負(fù)荷MW線路長度km回路數(shù)負(fù)荷級別電機(jī)廠51022化纖廠21022造紙廠51022機(jī)械廠51013/農(nóng)機(jī)廠31013啤酒廠410221.2.4設(shè)計變電站站址的自然環(huán)境條件 本站位于某較大城市近郊，戰(zhàn)區(qū)地勢平坦，海拔300m，交通方便，公路從本站附近經(jīng)過；年最高氣溫32C，年最低氣溫-25C，最熱月平均最高氣溫28C，最大風(fēng)速15m/s，覆冰厚度13mm，地震烈度5級；周圍環(huán)境基本無染。1.2.5 系統(tǒng)情況2(80 )km2( 120 )km 2QFS2002 2SFP7240/220kV 2TS1280/18060 2SSP3180/220kV待設(shè)變電站 第二

9、章 主變壓器的選擇 主變選擇原則上可根據(jù)部頒變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程及國網(wǎng)典型設(shè)計220kV變電站部分等規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行，主變采用油浸式、低損耗、雙繞組、三繞組或自耦，自然油循環(huán)風(fēng)冷（或強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷），位于城市中心的變電站宜采用低噪聲主變。主變壓器容量、臺數(shù)直接影響主接線的的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定應(yīng)綜合各種因素進(jìn)行分析，做出合理的選擇。2.1 主變臺數(shù)的確定主變的臺數(shù)確定應(yīng)考慮到本站的510年的發(fā)展規(guī)化、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級等因素。如果主變壓器的臺數(shù)過多，不僅增大投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益;如果臺數(shù)過少，將會滿足不了變電站負(fù)荷要求，這在技術(shù)上

10、是不合理的。變電站主變壓器的臺數(shù)，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)兩臺主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電站，可考慮裝設(shè)3臺主變壓器,以提高供電可靠性?？紤]到本站的性質(zhì)、負(fù)荷情況、地理位置及510年的發(fā)展規(guī)化，選擇兩臺三相式變壓器，以保證供電可靠性。2.2 主變?nèi)萘康拇_定每臺主變?nèi)萘康挠嬎惴椒ǎ髯內(nèi)萘勘仨殱M足以下兩種情況，取其中計算容量大者去查找與其相近的額定容量值。（1） 在選兩臺主變時，當(dāng)一臺斷開時，另一臺主變?nèi)萘靠杀ＷC70%80%的全部負(fù)荷，即 (2-1)式中：; ：最大負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.90.95； ：網(wǎng)損率，可取10%； ：負(fù)荷率，可取70%80

11、%； ：電源進(jìn)線的功率因數(shù)（或補(bǔ)償后的變電站高壓側(cè)的功率因數(shù)），取0.92。 （2）在選兩臺主變時，一臺容量應(yīng)滿足全部一級負(fù)荷和全部二級負(fù)荷需要，即 (2-2)式中：全部一級負(fù)荷； ：全部二級負(fù)荷； 、 ：同前面公式含義。選取額定容量時，推薦采用系列變壓器標(biāo)稱容量有3.0、4.0、5.0、6.3、80、10.0、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250MVA.后四種容量取值按設(shè)典推薦可取120、150、180、240MVA。經(jīng)計算得 =157.52MVA =188.1MVA =188.1MVA所以=188.1MVA則 選取額定容量為2

12、00MVA。2.3 主變型式選擇1 相數(shù)的確定a) 330kv及以下的變電站在不受運(yùn)輸條件限制時，應(yīng)選用三相變壓器，在特殊情況下，如制造容量過大考慮制造運(yùn)輸困難可選用單相變壓器，本變電所主變選三相變壓器。b) 500kv及以上電力系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)制造，運(yùn)輸條件限制時和可靠性要求等因素，裝設(shè)一臺備用相變壓器。2 具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變各側(cè)繞阻均達(dá)到該變壓器容量為15%以上，或者第三繞阻需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，宜采用三繞阻變壓器。在中性點(diǎn)接地方式允許時則應(yīng)用自耦變壓器。3 有兩種電壓與110kv及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)諒解的變電站可否才用自耦變壓器。要和采用三繞阻變壓器綜合比較來確定。

13、4 對深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓將為低壓的變電所，為簡化電壓等級或減少重復(fù)，降壓容量，可以采用雙繞阻礙變壓器。5 確定有載調(diào)壓還是無載調(diào)壓不能滿足電網(wǎng)和用戶電壓要求時，應(yīng)盡量采用有載調(diào)壓器，他可帶電調(diào)分接頭，一般分接頭數(shù)目多，且調(diào)壓范圍大。6 變電站主變的內(nèi)部接線組別應(yīng)保證與系統(tǒng)并網(wǎng)的要求。7 主變冷卻方式一般采用自然循環(huán)風(fēng)冷式，個別采用強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷式（或水冷式）。8其型號含義說明如下：綜上所訴本次變電站設(shè)計選擇兩臺三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，具體型號見表2-1所示。表 2-1 主變參數(shù)型號容量比額定電壓阻抗電壓（%）SFSJ9-200/220kv200/200/100MVA高中低高-中高

14、-低中-低22081.25%1213614249 第三章 電氣主接線方案擬定主接線代表了發(fā)電廠或變電站的電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確合理設(shè)計，必須綜合考慮處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。3.1 電氣主接線的基本要求電氣主接線是變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)和控制方式的擬訂有較大影響。

15、因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線。在選擇電氣主接線時，應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負(fù)荷大小和重要性等條件確定，并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求?？煽啃允请娏ιa(chǎn)和分配的首要要求。對電氣主接線的基本要求概括地應(yīng)包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個方面。1、可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電器主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟(jì)損失是實時電價的數(shù)十倍，乃至數(shù)百倍，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)

16、濟(jì)損失和政治影響，更是難以估量。因此，電氣主接線必須保證供電可靠。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時間，并要保證對一級符合及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。（3）盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。（4）應(yīng)考慮大機(jī)組突然停運(yùn)時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素。2、靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個方面：（1）檢修的方便性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少。（2）調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時

17、，要根據(jù)調(diào)度要求，能靈活地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時，要盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（3）擴(kuò)建的方便性。對于將來要擴(kuò)建的電廠和變電站，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。3、經(jīng)濟(jì)性主接線設(shè)計時在經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個方面考慮：（1）節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省開關(guān)電器的使用數(shù)量、選用廉價的電器或輕型電器，以便降低成本。（2）占地面積少。主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地條件，盡量使占地面積少；同時注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。（3）電能損耗少。經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的型式、容量、數(shù)量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加

18、電能損耗。所以電氣主接線的擬定是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進(jìn)、靈活運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。3.2 電氣主接線設(shè)計 3.2.1 220kV側(cè)接線形式220kV側(cè)最終出線4回，主變2臺，可采用雙母接線或雙母線單分段接線。 方案一:雙母線接線 圖 3-1 雙母線接線雙母線有兩組母線同時工作，并通可以互為備用。每一電源和出線回路，都裝有一臺斷路器，有兩組隔離開關(guān)，分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）QFC來實現(xiàn)。下圖為雙母線，有兩組母線后，使運(yùn)行可靠性和靈活性大為提高。優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒

19、閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。（2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何的一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。缺點(diǎn)：（1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。（2）當(dāng)母線故障或檢修時， 隔離開關(guān)作為倒閘操作容易引起誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝置聯(lián)鎖裝置。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故

20、障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電時采用。廣泛應(yīng)用于出線帶電抗器的610kV配電裝置；3560kV出線超過8回或連接電壓較大，負(fù)荷較大；110220kV出線5回以上。方案二：雙母線分段接線 圖 3-2 雙母線分段接線采用雙母線分段接線，可以縮小母線停電范圍。用分段斷路器將工作母線分為W和W，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器(QFC1、QFC2)與備用母線相連，電源和出線均勻分布在連段工作母線。優(yōu)點(diǎn):雙母線分段接線不僅具有雙母線接線的各種優(yōu)點(diǎn)，并且在任何時候都有備用母線，因此雙母線分段接線比雙母線接線具有更高的可靠性。缺點(diǎn)：雙母線分段接線與雙母線接線相比，增加兩臺斷路

21、器，投資有所增加。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電時采用。廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置，220-500kV大容量配電裝置中。綜合比較：雙母線接線比雙母線分段接線所用斷路器少，故220kV側(cè)采用雙母線接線方式。 3.2.2 110kV側(cè)接線形式110kV側(cè)最終出線6回，可采用雙母線接線或單母線分段接線方案一： 雙母線接線 圖 3-3 雙母線接線雙母線接線優(yōu)缺點(diǎn)同上，適用范圍同上方案二： 雙母線分段接線 圖 3-4 雙母線分段接線 雙母線分段接線優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍同上。綜合比較：經(jīng)比較110kv

22、側(cè)采用雙母接線。 3.2.3 35kV側(cè)接線形式35kV側(cè)最終出線10回，可采用單母線分段接線或單母線接線方案一： 單母線接線 圖 3-5 單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套設(shè)備。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需要使整個配電裝置停電。適用范圍：（1）610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。 （2）3566kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。 （3）110220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。方案二： 單母線分段接線 圖 3-6 單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出二個回路，有兩個電源供電。（2）當(dāng)一段母線

23、發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：（1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電。 （2）當(dāng)出線為雙回路時常使架空出現(xiàn)交叉跨越。 （3）擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建適用范圍：（1）610kV配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)為6回及以上時。 （2）3566kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時。 （3）110220kV配電裝置出線回路數(shù)為34回時。綜合比較：經(jīng)比較35kV側(cè)采用單母線分段接線。 綜上所述，電氣主接線如圖3-7 圖 3-7 電氣主接線 第4章 短路電流的計算短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不屬于正常運(yùn)行的相

24、與相之間或相與地之間（對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。4.1 短路電流計算目的短路電流計算是變電站電氣設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算目的主要是：（1）選擇斷路器，隔離開關(guān)等電氣設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；（2）為繼電保護(hù)的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)；（3）評價網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施；（4）分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。4.2 短路電流計算的一般規(guī)定（1）驗算導(dǎo)體和電氣動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)根本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后510年）校驗短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可

25、能并列運(yùn)行的接線方式。（2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接回路中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱訖C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。（3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點(diǎn)。（4）導(dǎo)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。 4.2.1計算的基本情況：電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；所有發(fā)電機(jī)都具有自動勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；所有電源的電動勢相位相同；應(yīng)考慮對短路電流有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對異步機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流時才予

26、以考慮； 4.2.2 短路類型一般按三相短路計算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)，及自耦變壓器等回路中的單相、和兩相接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗。本設(shè)計僅計算三相短路電流，供電氣設(shè)備選擇校驗之用。 4.2.3 短路點(diǎn)選擇在主接線圖中，選出各級電壓可能出現(xiàn)最大短路電流之點(diǎn)，作為短路計算點(diǎn)。 4.2.4 短路計算方法（1）對無限大電源系統(tǒng)供電的三相短路電流計算法；（1）對非無限大電源系統(tǒng)供電的三相短路電流計算采用運(yùn)算曲線法。4.3 三相短路電流計算的運(yùn)算曲線法本變電站屬于非無限大電源供電系統(tǒng)，故短路電流計算應(yīng)采用運(yùn)算曲線法，其計算步驟如下：（1） 選擇短路點(diǎn)

27、，繪出以標(biāo)幺表示的等值電路圖；（2）化簡等值網(wǎng)絡(luò)，最終將等值網(wǎng)絡(luò)化簡為各電源與短路點(diǎn)只經(jīng)一個電抗相連，即轉(zhuǎn)移電抗；（3）將轉(zhuǎn)移電抗換算成以各自電源總?cè)萘繛榛鶞?zhǔn)的新標(biāo)幺值，即計算電抗；（4）用計算電抗查運(yùn)算曲線查得各電源供給的短路電流周期分量在各時刻的標(biāo)幺值；（5）用各電源供給的短路電流標(biāo)幺值乘以各自基準(zhǔn)求得短路電流周期分量有名值；（6）將各電源同一時刻求出的短路電流相加,就得到到短路點(diǎn)的三相短路電流有名值；（7）計算短路電流沖擊值。綜上所述，得出短路電流結(jié)果表，如表4-1所示表 4-1 短路電流計算結(jié)果短路點(diǎn)0s(KA)2s（KA）4s(KA)(KA)4.884.44.8312.446.118

28、6.8566.90415.60097.5637.0117.01119.285 第五章 電氣設(shè)備的選擇 主要電器選擇，根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定進(jìn)行選擇。變電站的主要電氣設(shè)備選擇以國家設(shè)備為主。5.1 高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣,具體選擇方法也不完全相同,但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要是能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路電流狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。5.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 5.2.1 斷路器的選擇斷路器型式的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境要求外,還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)中,并經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定。本設(shè)計中2

29、20、110 kV側(cè)均采用單斷口、瓷柱式SF6斷路器，10 kV側(cè)采用戶內(nèi)開關(guān)柜，除電容器組出線采用SF6斷路器外，其它一律采用真空斷路器（主變低壓回路當(dāng)前要配進(jìn)口真空泡）。（1）按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓應(yīng)大于所在電網(wǎng)的額定電壓,即（2）按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于流過它的最大持續(xù)工作電流, 即 (5-1)當(dāng)斷路器使用的環(huán)境溫度不等于設(shè)備最高允許環(huán)境溫度時，應(yīng)對斷路器的額定電流進(jìn)行修正。（3）按額定短路開斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定短路開端電流應(yīng)滿足 (5-2)式中 斷路器實際開斷時間的短路電流周期分量有效值。（4）按額定短路關(guān)合電流選擇 為了保

30、證斷路器在關(guān)合短路是的安全，斷路器的額定短路關(guān)合電流應(yīng)不小于短路沖擊電流幅值,即 (5-3)（5）動穩(wěn)定校驗高壓斷路器的額定峰值耐受電流應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值，即 (5-4)（6）熱穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的額定短時耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)，即 (5-4)5.2.2 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)又名隔離刀閘，又是高壓開關(guān)的一種。因為它沒有專門的滅弧結(jié)構(gòu)，所以不能用來切斷負(fù)荷電流和短路電流。使用時應(yīng)與斷路器配合，只有在斷路器斷開后才能進(jìn)行操作。在電力系統(tǒng)中，隔離開關(guān)的主要作用：（1）與電源造成明顯斷點(diǎn)；（2）與斷路器配合倒閘操作；（3）電流小于5A，可關(guān)合。隔離開關(guān)

31、是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器，但它與斷路器不同，其差別是隔離開關(guān)設(shè)有專門設(shè)置的滅弧裝置，所以不能用灰切斷或拉通電路中的負(fù)荷電流，更不能切斷和接通短路電流。110kV及以上一般采用戶外式隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的選擇：（1）型式和種類：隔離開關(guān)的形式較多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式；此外，還有V形隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的形式對配電裝置的布置和占地面積有很大影響。隔離開關(guān)選型時應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定。（2）額定電壓：高壓隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于所在電網(wǎng)的額定電壓,即 (5-6)（3）額定電流：高壓隔離開關(guān)的額定電流流過它的

32、最大持續(xù)工作電流, 即 （4）動穩(wěn)定：高壓隔離開關(guān)的額定峰值耐受電流應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值，即 (5-7)（5）熱穩(wěn)定：高壓隔離開關(guān)的額定短時耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)，即 (5-8) 5.2.3 斷路器、隔離開關(guān)及成套設(shè)備選擇結(jié)果1、220kV側(cè)開關(guān)設(shè)備如表5-1： 表5-1 型號設(shè)備計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關(guān)隔離開關(guān)LW-220GW4-220GW7-220UN220kVUN220kVUN220kVUN22KkV496.01AIN1600AIN1250AIN2000AI4.88kA40kA31.5kA40kAish12.44kA100kA80kA86kAQ80

33、.256400396964002、110kV側(cè)開關(guān)設(shè)備如表5-2：表5-2型號設(shè)備計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關(guān)隔離開關(guān)LW11-110GW4-110DWGW4-110DWUN110kVUN110kVUN110kVUN110kV944.8AIN1600AIN1000AIN1000AI6.118kA40kA25kA25kAish15.6009kA80kA80kA80kAQ185640025002500 3、35KV側(cè)成套設(shè)備： 35kV側(cè)高壓開關(guān)柜（按額定電壓選擇）如表5-3：表5-3饋線柜GBC-35手推式 ZN12-35/1250-31.5電容器組柜GBC-35手推式 LW16-35/1600-31

34、.5 站用變柜GBC-35手推式 ZN12-35/1250-31.5主變壓器進(jìn)線柜GBC-35手推式 ZN16-35/1600-31.5TV及避雷器柜GBC-35手推式 JDX-35 Y10W1-42/126分段隔離柜GBC-35手推式 ZN-35/1250-31.55.3 電壓互感器的選擇1、型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，620kV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35-110kV配電裝置，一般采用油浸結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足需求時，一般采用電容式電壓互感器。2、 選擇結(jié)果如表5-4：表5-4型 號

35、電壓比準(zhǔn)確級TYD-220/-0.005220/0.1/0.1/0.10.2/0.5TYD-110/-0.008110/0.1/0.1/0.10.2/0.5JDX6-32535/0.1/0.1/0.10.2/0.55.4 電流互感器的選擇1、電流互感器的選擇：互感器一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足： 式中：、電流互感器一次額定電壓和額定電流、電流互感器安裝處一次回路工作電壓和最大長期工作電流。熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗： 2、選擇結(jié)果如表5-5表5-5型號電壓等級額定電流比熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流LCWBT-220W1220KV母聯(lián)側(cè)2*600/5221kA（1S)255kALCWB-220W1220KV主變

36、側(cè)2*600/5221kA（1S)255kALCWB6-110110KV母聯(lián)側(cè)2*600/540kA（1A)80kALCWB6-110110KV主變側(cè)2*600/540kA（1A)80kALCW-3535kV母聯(lián)側(cè)600/565kA(1A)100kALCW-3535kV主變側(cè)600/565kA(1A)100kA5.5 避雷器的選擇 選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，避雷器的額定電壓與系統(tǒng)一致，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣的避雷器，一般220kV選FZ-110J，110kV選FZ-110型。選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，避雷器的額定電壓與系

37、統(tǒng)一致。選擇型號如下表所示：220kV側(cè)選擇結(jié)果如表5-6所示。表5-6 型號 Y10W1-288/814額定電壓（kV；有效值）288雷擊沖擊（8120us）10kA殘壓（kV，等值）814110kV側(cè)選擇結(jié)果如表5-7所示表5-7 型號 Y5W5-126/332額定電壓（kV，有效值）126雷擊沖擊（8120us）10kA殘壓（kV，峰值）33235kV側(cè)選擇結(jié)果如表5-8所示表5-8 型號 Y10W5-42/134額定電壓（kV，有效值）42雷擊沖擊（8120us）10kA殘壓（kV，峰值）134變壓器中性點(diǎn)220kV如表5-9表5-9 型號 Y10W1-288/814額定電壓（kV，有

38、效值）288雷擊沖擊（8120us）10kA殘壓（kV，峰值）814110kV中性點(diǎn)如表5-10表5-10 型號 Y5W5-126/332額定電壓（kV，有效值）126雷擊沖擊（8120us）10kA殘壓（kV，峰值）3325.5 35kV高壓開關(guān)柜的選擇如表5-11表5-11 饋線柜ZN-35/25000-1.25 電容器柜LW-35/31500-1.25 站用變柜ZN-35/25000 主變壓器進(jìn)線柜ZN-35/31500-1.65.6 導(dǎo)體的選擇 5.6.1 選擇原則截流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料,硬母線回路正常工作電流4000kA以下時,一般采用矩型母線,在40008000A時，一般采用槽形

39、導(dǎo)體，110 kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。 5.6.2 選擇校驗（1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇K（2）熱穩(wěn)定校驗（3）硬導(dǎo)線的動穩(wěn)定校驗選擇結(jié)果如表5-12：表5-12電壓(kV)回路名稱選用導(dǎo)體導(dǎo)體截面選擇的控制條件根數(shù)型號載流量(A)220母線2LGJ500/352048由長期允許電流控制主變壓器1LGJ500/351024由經(jīng)濟(jì)電流密度控制母聯(lián)2LGJ400/351764由長期允許電流控制110母線2LGJ400/351764由長期允許電流控制主變壓器2LGJ300/251520由經(jīng)濟(jì)電流密度控制母聯(lián)2LGJ3001520由長期允許電流控制35母線1LMY-10010219

40、5由長期允許電流控制主變壓器1LMY-125102089由經(jīng)濟(jì)電流密度控制5.7 支柱絕緣子的選擇支柱絕緣子應(yīng)按額定電壓和類型選擇。規(guī)程規(guī)定：屋外支柱絕緣子 一般采用棒式絕緣子，需要倒裝時易用懸掛式絕緣子，屋內(nèi)支柱絕緣子，一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子。 選擇型號如表5-13：表5-13電壓等級型號片數(shù)220kVXWP-1014110kVXWP-10735kVXWP-1035.8 高壓熔斷器的選擇保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇；站用變的熔斷器，按額定電壓、額定電流選擇。選擇結(jié)果如表5-16：表5-16型號電壓電流 最大切斷電流RN2-35/0.535kV電壓互感器0.

41、5A17kARN1-35/0.535kV站用變0.5A17kA第6章 無功補(bǔ)償及站用變的選擇6.1 站用變壓器選擇根據(jù)DL1T2002220KV500KV變電所站用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，工程設(shè)兩個站用電源，分別引自兩臺主變壓器低壓側(cè)。35kV、10kV多采用戶內(nèi)干式變壓器，而66kV采用戶外油浸式變壓器。其容量均較小，不作站用負(fù)荷計算，故只根據(jù)變電站容量大小及變壓器冷卻方式不同進(jìn)行估算。小型站的站用變?nèi)萘坑袔资Х脖銤M足要求（如20kVA，30kVA，50kVA即可），大中型站可選250kVA，400kVA，500kVA，630kVA。如選用接地變壓器兼站用變壓器時由于消弧線圈要求容量增大，應(yīng)

42、在1000kVA及以上。站用變一般用無載調(diào)壓變壓器。6.2 站用變壓器接線 6.2.1 站用變電源引接線方式220KV變電站站用電源引接線方式有下列幾種：(1)引自最低一級電壓母線居多數(shù)，大約占到40%左右，盡量應(yīng)用此方案；(2)引自最低一級電壓母線+所外電源，大約占到25%左右；(3)引自主變的第三繞組，大約占到12.5%左右；(4)引自主變的第三繞組+所外電源，大約占到15%左右；(5)引自所外電源，大約占到7.5%左右。 6.2.2 站用變壓器低壓側(cè)接線站用電系統(tǒng)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制，動力和照明合用一個電源，站用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式。當(dāng)有兩臺站用變時

43、，可用單母線分段接線方式，平時分別運(yùn)行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。 本設(shè)計中在35kV側(cè)裝設(shè)兩臺站用變壓器（三相油浸式自冷式銅線變壓器） 型號：ST-250/35 電壓比：35/0.4 接線組別：Y,d11 阻抗電壓：U%=6.56.3 無功補(bǔ)償裝置類型普通采用并聯(lián)電容器裝置，裝設(shè)在主變的主要負(fù)荷側(cè)，可獲得顯著的無功補(bǔ)償效果，由于配套設(shè)備的原因 ，裝在110kV側(cè)尚不具備條件。多采用集合式電容器成套裝置，并聯(lián)電容器裝置中的干式空心電抗器，放電線圈，避雷器等由廠家成套供貨。在AIS型站多用戶布置，采用全GIS站均為戶內(nèi)裝置。還有一種裝配式電容器成套裝置，用的較少。対進(jìn)出線以電纜為主的220

44、kV變電站，可根據(jù)電纜長度配置相應(yīng)的感性無功補(bǔ)償裝置。35kV配電線路的無功補(bǔ)償。該線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過大，一般約為線路配電變壓器總?cè)萘康?%-10%，并在線路最小負(fù)荷時，不應(yīng)向變電所倒送無功。如配置容量過大，必須裝設(shè)自動投切裝置。 6.3.1 無功補(bǔ)償容量的確定感性無功補(bǔ)償容量，在不具備設(shè)計計算條件時，規(guī)程要求按主變?nèi)萘康?0%-30%配置。感性無功補(bǔ)償容量不應(yīng)大于變壓器容量的20%（有的變電站同時配置容性和感性兩種無功補(bǔ)償裝置）。 6.3.2并聯(lián)電容器裝置常用的分組容量一般選用的檔次為：10kV選2000、3000、6

45、000kvar；35(66)kV選10000、15000、20000kvar；也可選用典設(shè)推薦的每組容量值。 6.3.3 并聯(lián)電容器分組容量和分組數(shù)本設(shè)計在35kV側(cè)裝設(shè)4組9600kvar并聯(lián)電容器補(bǔ)償成套設(shè)備 表5-1 并聯(lián)電容器補(bǔ)償成套裝置型號額定電壓（kV)總標(biāo)稱容量(kvar)單臺標(biāo)稱容量(kvar)接線方式TBB35-9600/100359600100三Y第7章 電氣布置及配電裝置7.1 電氣設(shè)備布置根據(jù)變電所假定的進(jìn)出線方向，設(shè)定220kV戶外配電裝置在變電站北側(cè)，平行布置方案110kV戶外配電裝置在變電站南側(cè)，35kV配電裝置及電容器組布置在變電站西側(cè)，主變壓器場地位于站區(qū)中央

46、，變電站進(jìn)站道路從東接入，主控制樓連同站前區(qū)位于進(jìn)站道路入口處以南。7.2 配電裝置布置高壓配電裝置的設(shè)計，必須按認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)定，規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備。積極慎用的選用新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)領(lǐng)先，經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便。在確定配電裝置形式時，必須滿足以下要求： (1)節(jié)約用地；(2)運(yùn)行安全和操作方便；(3)便于檢修和安裝；(4)節(jié)約材料、降低造價。根據(jù)電氣設(shè)備出線布置的高度、屋外配電裝置可分為高型、半高型、中型。1、中型配電裝置特點(diǎn)：（1）所有的電氣安裝在同一水平面上，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，

47、使帶電部分對地保持絕緣；（2）母線所在水平面稍高與電氣所在水平面。2、高型和半高型特點(diǎn)：（1）凡是高型和半高型配電裝置的母線和電器分別安裝在幾個高度不同的水平面上，并重疊布置； （2）凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的稱為高型配電裝置； （3）將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置的稱為半高型配電裝置。本設(shè)計中220kV、110kV配電裝置均采用半高型布置，35kV配電裝置采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜布置。220/110/35kV變電站電氣設(shè)計計算書 第八章 變壓器容量計算1、式中：; ：最大負(fù)荷同時系數(shù)，取0.9； ：網(wǎng)損率，取10%； ：負(fù)荷率，取80%； ：電源進(jìn)線的功率因數(shù)（或補(bǔ)償后的變電站高壓

48、側(cè)的功率因數(shù)），取0.9。 （2、得： =157.52MVA =188.1MVA =188.1MVA所以 =188.1MVA則 選取額定容量為200MVA。主變型式選擇 330KV及以下電壓等級的變電站中，每個繞組的通過容量達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上時；或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。有兩種電壓與110KV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的變電站可否采用自耦變壓器，要和采用三繞組變壓器綜合比較來確定。確定有載調(diào)壓還是無載調(diào)壓方式。在電壓波動范圍大且電壓變化頻繁的變電站。如果采用無載調(diào)壓要求時，應(yīng)盡量采用有載調(diào)壓變壓器，它可帶電調(diào)分接頭。一般分

49、接頭數(shù)目多，且調(diào)壓范圍大。變電站主變的內(nèi)部接線組別應(yīng)保證與系統(tǒng)并網(wǎng)的要求。主變冷卻方式一般采用自然油循環(huán)風(fēng)冷式，個別采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式。綜合考慮，主變選擇型號 SFP10-200000/220KV容量比： 200000/200000/100000電壓比： 2208*125%/121/36KV短路電壓： =14 =25 =9連接組別： 第九章 短路電流的計算9.1 系統(tǒng)參數(shù)的計算 圖 9-1 9.1.1 各元件參數(shù)的計算 （1）基準(zhǔn)值的選取 基準(zhǔn)功率=100MVA 選擇電力系統(tǒng)各元件所在電壓等級的平均額定電壓作為基準(zhǔn)電壓 （2） 各元件電抗標(biāo)么值的計算 發(fā)電機(jī)： 變壓器： 線路： 電抗器：2.

50、 等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)：TS1280/180-60型水輪發(fā)電機(jī) =0.218 =0.85 =150MWQFS-200-2型汽輪發(fā)電機(jī) =0.146 =0.85 =200MWSSP3-180/220KV型變壓器 =13.4SFP7-240/220KV型變壓器=14線路x=0.4/km 9.1.2系統(tǒng)參數(shù)的計算以下帶“”標(biāo)志皆為標(biāo)么值 =0.218 =0.124 9.2 系統(tǒng)在K1點(diǎn)短路 則水輪機(jī)計算電抗和汽輪機(jī)計算電抗水輪機(jī)汽輪機(jī) 查短路電流運(yùn)算曲線如表9-1表9-1 短路電流標(biāo)么值電源計算電抗0S2S4S水輪機(jī)0.5092.12.12.45汽輪機(jī)0.4252.562.152.25短路電流有效值9.3 系統(tǒng)在K2點(diǎn)短路 則水輪機(jī)與汽輪機(jī)計算電抗： 水輪機(jī) 汽輪機(jī) 查短路電流運(yùn)算曲線如表9-2表9-2 短路電流標(biāo)么值電源計算電抗0s2s4s水輪機(jī)0.8291.481.611.63汽輪機(jī)0.6921.481.581.7短路電流有效值 9.4 系統(tǒng)在K3點(diǎn)短路 則水輪機(jī)與汽輪機(jī)計算電抗：水輪機(jī) 汽輪機(jī) 查短路電流運(yùn)算曲線如表9-3表9-3 短路電流標(biāo)么值電源計算電抗0s2s4s水輪機(jī)2.110.60.5