變電站電氣部分畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　根據(jù)變電站電氣部分課程的要求，為了讓同學們能夠更好的掌握電氣部分的發(fā)電、變電、輸電、主系統(tǒng)的構成、設計和運行的基本理論及計算方法、并注重加強對電氣設備性能和原理靈活應用于實踐，培養(yǎng)自己的分析 和計算能力，特此制定出了該畢業(yè)設計。</p><p>　　本設計的主要內容包括：變電所主變壓器選擇；變電所電氣主接

2、線設計；短路電流計算；負荷計算；無功功率補償；電氣設備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補償電容器）；配電裝置設計；繼電保護規(guī)劃設計；接地保護設計等。</p><p>　　根據(jù)電氣主線設計應滿足可靠性、靈活性、經濟性的要求，本變電所電氣主接線的高壓側采用單母線接線，低壓側采用單母線分段的電氣主接線形式；對低壓側負荷的統(tǒng)計計算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率， 本設計

3、進行了無功功率補償設計，使功率因數(shù)從0.69提高到0.9；短路電流的計算包括短路點的選擇及其具體數(shù)值計算；而電氣設備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計算的結果進行校驗的方法；繼電保護設計主要是對變壓器進行電流速斷保護和過電流保護的設計計算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用接地保護。</p><p>　　本設設計采用我國電氣設計先進的設備和技術，實用性和應用性及強，并且通俗易懂。</p>&

4、lt;p>　　關鍵詞：變電所設計；電氣主接線；繼電保護</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the electrical substation part of the course requirements, in order to enable students to better master

5、the electric part of power generation, substation, power transmission, the main system structure, the design and operation of the basic theory and calculation method, and pay attention to the enhancement of the performan

6、ce of electrical devices and the principle of flexible application in practice, raises own analysis and computation ability, hereby draw up the graduation design.</p><p>　　Key words： substation design; Elec

7、trical wiring; Relay</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要…………………………………………………………...I</p><p>　　Abstract………………………………………………………...II</p><p>　　1 緒論…………………………………………………

8、……..….1</p><p>　　1.1課題研究的背景...............................................................................1</p><p>　　1.2課題研究的目的…………………………………………………...1</p><p>　　1.3 變電所發(fā)展的趨勢………………………

9、………………………..2</p><p>　　2 電氣主接線設計及變壓器容量選……………………..…….5</p><p>　　2.1變電所主變臺數(shù)和容量的選擇.......................................................5</p><p>　　2.2變電所主變壓器形式的選擇......................

10、....................................5</p><p>　　2.3變電所主接線方案的技術比較......................................................7</p><p>　　2.4變電所變壓器.........................................................

11、.........................8</p><p>　　2.510KV電纜出線電抗器的選擇........................................................13</p><p>　　3 短路電流的計算……………………………….……………14</p><p>　　3.1短路的概述.............

12、.......................................................................14</p><p>　　3.2造成短路的原因............................................................................14</p><p>　　3.3短路的危害.....

13、...............................................................................14</p><p>　　3.4短路電流計算的一般規(guī)定............................................................15</p><p>　　3.5短路電流計算步驟......

14、..................................................................16</p><p>　　3.6變壓器及電抗的參數(shù)選擇………………………………………17</p><p>　　4 電氣設備選擇與校驗…………………………….………….19</p><p>　　4.1電氣設備及分類............

15、................................................................19</p><p>　　4.2電氣設備選擇與校驗....................................................................20</p><p>　　4.3高壓斷路器選擇與校驗.............

16、...................................................22</p><p>　　4.3.1 高壓斷路器的選擇.............................................................22</p><p>　　4.3.2 高壓斷路器的校驗..............................

17、...............................23</p><p>　　4.4 隔離開關選擇與校驗..................................................................24</p><p>　　4.4.1 隔離開關原理與類型.............................................

18、............24</p><p>　　4.4.2 隔離開關運行與維護.........................................................25</p><p>　　4.4.3 隔離開關的校驗.................................................................25</p

19、><p>　　4.5 互感器選擇與校驗......................................................................27</p><p>　　4.5.1 互感器應用.........................................................................27</p>

20、<p>　　4.5.2 電流互感器原理與結構.....................................................28</p><p>　　4.5.3 電流互感器校驗.................................................................29</p><p>　　4.6 電壓互感器.

21、...............................................................................30</p><p>　　4.6.1 電壓互感器原理.................................................................30</p><p>　　4.7 母線選擇與校驗..

22、.......................................................................32</p><p>　　4.7.1 母線的選擇.........................................................................32</p><p>　　4.7.2 母線校驗.....

23、.........................................................................30 </p><p>　　5 繼電保護………………………………………..……………34</p><p>　　5.1 變壓器保護.............................................

24、................................34</p><p>　　5.2 母線保護..................................................................................36</p><p>　　5.3 線路保護........................................

25、..........................................37</p><p>　　5.4 自動裝置..................................................................................37</p><p>　　6 配電裝置………………………………………….………….39</p&g

26、t;<p>　　6.1 對配電裝置的基本要求..........................................................39</p><p>　　6.2 配電裝置的類型......................................................................39</p><p>　　6.

27、3 配電裝置的應用......................................................................39</p><p>　　6.4 配電裝置的設計步驟..............................................................40</p><p>　　7 變電所的接地設計………………

28、………….……………….43</p><p>　　7.1 變電所接地裝置的設計原則..................................................43</p><p>　　7.2 接地設計一般程序..................................................................44</p>

29、<p>　　7.3 變電所的接地裝置..................................................................45</p><p>　　8 變電所用電系統(tǒng)……………………..……………………50 參考文獻………………………………………………………..51 致謝……………………………………………………………..52</p>&

30、lt;p>　　附錄……………………………………………………………..53</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　經濟的迅速發(fā)展，科學技術的不斷進步促使社會中各行各業(yè)都在不斷地發(fā)展壯大，各大高校相繼出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢頭，特別是各種高、新、尖、精的技術應用，而所有的一

31、切都離不開電，而電的中樞—變電所更是必不可少，起到至關重要的作用。</p><p>　　隨著經濟的發(fā)展，工業(yè)水平的進步，人們生活水平不斷的提高，電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中所占比例逐漸趨大?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。電力系統(tǒng)是國民經濟的重要能源部門，而變電站的設計是電力工業(yè)建設中必不可少的一個項目。由于變電站的設計內容多，范圍廣，邏輯性強，不同電

32、壓等級，不同類型，不同性質負荷的變電站設計時所側重的方面是不一樣的。為了保障我國經濟的高速發(fā)展，以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進程，我國電力系統(tǒng)進入了一個快速發(fā)展階段，電網(wǎng)建設得到進一步完善。</p><p>　　1.2課題研究的目的</p><p>　　本設計是針對變電所進行的擴大初步設計，設計中涉及“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護”、“工廠供電”等內容。通過設計培養(yǎng)學生綜合運

33、用所學知識分析、解決本專業(yè)領域工程技術問題的能力；培養(yǎng)學生獨立自學能力；使學生受到工程師的基本練習和訓練，即能夠進行工程設計和科學研究的初步能力；包括：調查研究、查找資料（含文獻檢索）；方案論證、技術方案的論證和實施等方面。獨立的進行理論分析、設計和計算；書寫學術論文和設計說明書等方面的能力。</p><p>　　此設計的題目是針對學校教學樓變電所進行的初步設計，在設計伊始，在工程技術人員的陪同下對變電所進行了參

34、觀學習，并把所設計的有關內容做了整體的記錄，參觀過程中通過技術人員的指導和結合自身的實際情況，選擇變電所的高低壓部分設計，這部分設計相信對自己將來的工作也會有很大的幫助。</p><p>　　近年來變電所的建設迅猛發(fā)展，科學的變電站設計方案能夠提升配電網(wǎng)的供電能力和適應性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設施占地資源，體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術改造思路。同時可以增加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積，使變

35、電站的配置達到最佳，不斷提高經濟效益和社會效益。</p><p>　　1.3 變電所發(fā)展的趨勢</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務，對電網(wǎng)的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。為了提高變電站安全穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務，變電站綜合自動化技術開始興起并得到廣泛應用。變電站綜合自動化是將

36、變電站的二次設備（包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝 置等）應用計算機技術和現(xiàn)代通信技術，經過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站實施自動監(jiān)視、測量、 控制和協(xié)調，以及與調度通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)變電站綜合自動化，可提高電網(wǎng)的安全、 經濟運行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機技術、信息技術和網(wǎng) 絡技術的迅速發(fā)展，帶動了變電站綜合自動化技術的進步。近年來，隨著數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)（如 光電式互感器或電子式

37、互感器） 、智能電氣設備以及相關通信技術的發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)正 朝著數(shù)字化方向邁進。 1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的主要功能 變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在下述 6 個子系統(tǒng)的功能中： 1)監(jiān)控子系統(tǒng)；2)繼電保護子系統(tǒng)；3)電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)；4)電力系統(tǒng)的低頻減負</p><p>　　目前國內外變電站綜合自動化系統(tǒng)的結構，從設計思想分類有以下三種 ： （1）集中式 采用不同檔次的計算機，擴展其

38、外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等 信息，集中進行處理運算，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動控制等功能。其特點是：對計 算機性能要求較高，可擴性、可維護性差，適用于中、小型變電站。 （2）分布式 按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能劃分，多個 CPU 并行工作，各 CPU 之間采用網(wǎng)絡技術或串行 方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式系統(tǒng)擴展和維護方便，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安 裝上可以集中組屏或分屏組屏。 （3）分

39、散分布式 間隔層中各數(shù)據(jù)采集、控制單元（I/O 單元）和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他設備附 近，各個單元之間相互獨立，僅通過通信網(wǎng)互聯(lián)，并同變電站級測控主單元通信。能在間隔層完成 的功能不依賴于通信網(wǎng)，如保護功能。</p><p>　　數(shù)字化變電站的概念 數(shù)字化變電站指信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站，基本特征為設備智能 化、通信網(wǎng)絡化、運行管理自動化等。 數(shù)字化變電站有以下主要特點： （

40、1）一次設備智能化 采用數(shù)字輸出的電子式互感器、智能開關（或配智能終端的傳統(tǒng)開關）等智能一次設備。一次 設備和二次設備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信息的方式交換采樣值、狀態(tài)量、控制命令等信息。 （2）二次設備網(wǎng)絡化 二次設備間用通信網(wǎng)絡交換模擬量、開關量和控制命令等信息，取消控制電纜。 （3）運行管理系統(tǒng)自動化 應包括自動故障分析系統(tǒng)、設備健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等自動化系統(tǒng)，提升自動 化水平，減少運行維護的難度和工作量。</p&

41、gt;<p>　　在數(shù)字化變電站中，可以有效地獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及各種 IED 裝置的故障和動作信息， 實現(xiàn)對操作及信號回路狀態(tài)的有效監(jiān)視。數(shù)字化變電站中幾乎不再存在未被監(jiān)視的功能單元，設備 狀態(tài)特征量的采集沒有盲區(qū)。 設備檢修策略可以從常規(guī)變電站設備的 “定期檢修” 變成 “狀態(tài)檢修” ， 從而大大提高系統(tǒng)的可用性。</p><p>　　數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)具有體積小、重量輕等特點，可以將其集成

42、在智能開關設備系統(tǒng)中，按變 電站機電一體化設計理念進行功能優(yōu)化組合和設備布置。在高壓和超高壓變電站中，保護裝置、測 控裝置、故障錄波及其他自動裝置的 I/O 單元作為一次智能設備的一部分，實現(xiàn)了 IED 的近過程化 （process-close）設計；在中低壓變電站可將保護及監(jiān)控裝置小型化、緊湊化并完整地安裝在開關柜 上。 IEC61850 確立了電力系統(tǒng)的建模標準，為變電站自動化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、標準的信息模型和信 息交換模型，其意義主

43、要體現(xiàn)在實現(xiàn)智能設備的互操作性、實現(xiàn)變電站的信息共享和簡化系統(tǒng)的維 護、配置和工程實施等方面。</p><p>　　2　電氣主接線設計及主變壓器容量選擇</p><p>　　2．1 臺數(shù)和容量的選擇</p><p>　　（1）主變壓器的臺數(shù)和容量，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。</p><p>　　（2）主變

44、壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期的負荷發(fā)展。對于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。</p><p>　?。?）在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網(wǎng)取得跔容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。</p><p>　　（4）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺

45、時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。</p><p>　　2．2 主變壓器型式的選擇</p><p>　?。?）110kV及10kV主變壓器一般均應選用三相雙繞組變壓器。</p><p>　?。?）具有三種電壓的變電所，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，主變壓器宜采用三相三繞組變壓器。</p&g

46、t;<p>　?。?）110kV及以上電壓的變壓器繞組一般均為YN連接；35kV采用YN連接或D連接，采用YN連接時，其中性點都通過消弧線圈接地。</p><p>　　2.2.1根據(jù)以上規(guī)定下面為我選的方案</p><p><b>　　（1）方案一</b></p><p>　?、?110KV側、35KV側和10KV側均采用單母分段

47、帶旁路母線的接線方式。</p><p>　?、?主變容量及臺數(shù)的選擇：2臺主變容量同方案一。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　?、?110KV側采用橋形接線，35KV側和10KV側采用單母分段帶旁路母線。</p><p>　?、?主變容量及臺數(shù)的選擇：2臺主變容量同方案一。</p>

48、;<p><b>　?。?）方案三</b></p><p>　?、?110KV側接線方式：110KV側采用橋形接線，35KV側和10KV側采用雙母線。</p><p>　　② 主變容量及臺數(shù)的選擇：2臺主變容量同方案一，而且設備瑾和參數(shù)均選為一致，便于進行經濟技術比較。</p><p><b>　　（4）方案四</

49、b></p><p>　?、?110KV側、35KV側、10KV側均采用雙母線接線方式，兩臺主變壓器。</p><p>　　② 主變臺數(shù)的選擇：</p><p>　　1） 運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng)10—20年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。由于任務書給定的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負荷均較大，故采用三繞組變壓器2臺，運行主變壓器的容量應根據(jù)電力

50、系統(tǒng)10—20年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。并應考慮變壓器正常運行和事故過負荷能力，以變壓器正常的過負荷能力來承擔變壓器遭受的短時高峰負荷，過負荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺變壓器容量應當在當一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對60%負荷的供電。</p><p>　　2） 主變容量選擇Sn＝0.6Sm。(Sm為變電站最大負荷)</p><p>　　3）兩臺主變可方便于運行維護和設備的檢修

51、同時能滿足站代負荷的供電要 兩臺求。</p><p>　　4）．運行方式靈活、可靠、方便。</p><p>　　(3)主變壓器形式的選擇：</p><p><b>　?、伲鄶?shù)的確定</b></p><p>　　為了提高電壓質量最好選擇有載調壓變壓器。</p><p><b>　　②．繞

52、組的確定</b></p><p>　　本站具有三種電壓等級，且通過主變各側繞組功率均達到該變壓器容量的15%以上，故選三繞組變壓器。</p><p><b>　　③．緩緩的連接方式</b></p><p>　　考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0Y0△－11。</p><p&

53、gt;　　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接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側轉移。</p><p>　　2．3 主接線方案技術比較</p><p>　　綜上所述，由于方案四和方案三采用橋形接線，站用的斷路器比方安一和方案四少。主變臺數(shù)、型號、參數(shù)均相同，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場實際和設計規(guī)程的要求，從經濟角度考

54、慮選擇方案四和三比較合適，達到了工程造價較低，同時考慮了變電站隨著負荷的增加，進行擴建和增容的可能性，因為橋式接線在負荷增加時，可很方便的改造為單母線分段，以適應負荷增加和供電可靠性的要求。</p><p>　　但是，如果110KV輸電線路運行時故障多，跳閘頻繁，將影響變電站負荷的可靠性。</p><p>　　從現(xiàn)階段負荷的可靠性來說，用戶對可靠的要求越來越高，已經對電力系統(tǒng)的供電可靠性提

55、出了更高的要求，同時由于供電企業(yè)自身的需要增供擴銷的內在要求，變電站110KV側也可設計成雙母線或單母分段帶旁路母線較合適。因此從現(xiàn)場運行和供電企業(yè)自身的需要，經濟條件比過去好許多。</p><p>　　由以下分析，最終初步將方案四和方案三淘汰掉，對方案一和方案二進行詳細的經濟比較。最終確定一個最優(yōu)方案進行設計。</p><p>　　2．4 主接線方案的經濟比較</p>&l

56、t;p>　　△P0=21.5KW本節(jié)是將方案一和方案二進行經濟比較。經濟計算是從國民經濟整體利益出發(fā)，計算電氣主接線各比較方案的費用和效益，為選擇經濟上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。</p><p>　　在經濟比較中，一般有投資和年運行費用兩大項。</p><p><b>　　1．主變壓器的選擇</b></p><p><b>　　主變容

57、量的確定：</b></p><p>　　Sn=0.6Pmax/</p><p>　　=0.6×(80+35)/0.85</p><p>　　=81.176MVA=81176KVA</p><p>　　選SSPSL-90000型，選擇結果如表2-1：</p><p>　　表2-1 SSPSL-900

58、00型變壓器參數(shù)</p><p>　　2．主變容量比的確定</p><p><b>　　35KV側：</b></p><p>　　S2n＝80/0.85＝94.118MVA＝94118KVA</p><p><b>　　10KV側：</b></p><p>　　S3n＝35/

59、0.85＝41.176MVA＝41176KVA</p><p>　　(3)因35KV側大于變壓器容量的30%，故確定主變容量比為100/100/50。</p><p>　　3．計算方案一與方案二的綜合投資Z</p><p>　　(1)方案二的綜合投資(110KV側、35KV側和10KV側均要采用雙母線接線)</p><p>　?、伲髯儯?6

60、.42×2萬元</p><p>　?、冢?10KV母線：(102.6-10.16×4)萬元</p><p>　　35KV母線：(28.89+3.0×4)萬元</p><p>　　10KV母線：(15.1+1.9×4)萬元</p><p>　　以上各項數(shù)字及意義如表2-2所示：</p>&l

61、t;p>　　表2-2斷路器的項目參數(shù)</p><p>　?、郏甖0＝66.42×2+(102.6-10.16×4)+(28.89+3.0×4)+(15.1+1.9×4)＝257.79萬元</p><p>　　(其中，Z0為主體設備的綜合投資，包括變壓器、開關設備、配電裝置等設備的綜合投資)</p><p>　?、埽甖=Z

62、0(1+α/100)=257.79×(1+90/100)=489.801萬元</p><p>　　(其中，α為不明顯的附加費用比例系數(shù)，110KV取90)</p><p>　　(2)方案四的綜合投資(110KV側、35KV側和10KV側均采用單母分段帶旁路母線接線形式)</p><p>　?、伲髯儯?6.42×2萬元</p>&l

63、t;p>　?、冢?10KV母線：(102.6-10.16×4)萬元</p><p>　　35KV母線：(27.36+2.79×4)萬元</p><p>　　10KV母線：(7.5+0.55×4)萬元</p><p>　　以上各項數(shù)字及意義如表2-2所示：</p><p>　?、郏甖0＝66.42×

64、2+(102.6-10.16×4)+(27.36+2.79×4)+(7.5+0.55×4)＝243.02萬元</p><p>　?、埽甖=Z0(1+α/100)=243.02×(1+90/100)=461.738萬元</p><p>　　(其中，α為不明顯的附加費用比例系數(shù)，110KV取90)</p><p>　　4．計算方案

65、一與方案二的年運行費用</p><p>　　(1)方案二的年運行費用</p><p>　　△Q0=I0%·Sn/100=1.6×90000/100=1440KVar</p><p>　　△Ps(1-2)=90KW△Ps(1-3)=90KW△Ps(2-3)=68KW</p><p>　　△Ps1=1/2(△Ps(1

66、-2)+△Ps(1-3)-△Ps(2-3))</p><p>　　=1/2(90+90-68)</p><p><b>　　=56kw</b></p><p>　　△Ps2=1/2(△Ps(1-2)+△Ps(2-3)-△Ps(1-3))</p><p>　　=1/2(90+68-90)</p><p&

67、gt;<b>　　=34kw</b></p><p>　　△Ps3=1/2(△Ps(1-3)+△Ps(2-3)-△Ps(1-2))</p><p>　　=1/2(90+68-90)</p><p><b>　　=34kw</b></p><p>　　△P=△Ps1+△Ps2+△Ps3</p&g

68、t;<p><b>　　=56+34+34</b></p><p><b>　　=124kw</b></p><p>　　Ud(1-2)%=17Ud(1-3)%=10.5Ud(2-3)%=6</p><p>　　Ud1%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(1-3)%- Ud(2-3)%)</p

69、><p>　　=1/2(17+10.5-6)</p><p><b>　　=10.75</b></p><p>　　Ud2%= 1/2(Ud(1-2)%+ Ud(2-3)%- Ud(1-3)%)</p><p>　　=1/2(17+6-10.5)</p><p><b>　　=6.25<

70、;/b></p><p>　　Ud3%= 1/2(Ud(2-3)%+ Ud(1-3)%- Ud(1-2)%)</p><p>　　=1/2(6+10.5-17)</p><p><b>　　=-0.25</b></p><p>　　Ud%= Ud1%+ Ud2%+ Ud3%</p><p>

71、　　=10.75+6.25-0.25</p><p><b>　　=16.75</b></p><p>　　△Q= Ud%·Sn/100=16.75×90000/100=15075kWar</p><p>　　S1=(35000+80000)/0.85=135294.118KVA</p><p>　　

72、S2=80000/0.85=94117.647KVA</p><p>　　S3=35000/0.85=41176.47KVA</p><p><b>　　T0=8000h</b></p><p>　　由Tmax=5000</p><p><b>　　τ＝3500h</b></p>&l

73、t;p>　　由以上數(shù)據(jù)可算出△A：</p><p>　　△A=n(△P0+K△Q0)+1/2n(△P+K△Q)×()τ</p><p>　　=2(21.5+0.1×1440)×8000+(124+0.01×15075)</p><p><b>　　×()</b></p>&l

74、t;p>　　=331×8000+407.875×(2.26+1.094+0.209)×3500</p><p>　　=7734405.188KW·h</p><p>　　U1=2△A×10-4+u1+u2</p><p>　　=0.06×7734405.188×10-4+0.022×

75、;489.801+0.005×489.801</p><p><b>　　=59.631萬元</b></p><p>　　(2)方案一的年運行費用</p><p>　　因為△A與方案二相同，故這里不做重復計算</p><p>　　U4=2△A×10-4+u1+u2</p><p&g

76、t;　　=0.06×7734405.188×10-4+0.022×461.738+0.005×461.738</p><p><b>　　=58.873萬元</b></p><p>　　經濟比較方案一和方案二的綜合投資和年運行費用，方案一都低于方案二，故最終確定方案一為最優(yōu)方案，進行設計。</p><p>

77、;　　2．5 10KV電纜出線電抗器的選擇</p><p>　　1．電壓：Ug≤Un所以Ug＝10KVUn＝10KV</p><p><b>　　所以Ug＝Un</b></p><p>　　2．電流：Ig.max==0.475KA</p><p><b>　　3 短路電流計算</b><

78、/p><p>　　選擇電氣設備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計算的最終目的。所謂短路是指不同電位導電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導體的金屬性短接或者經小阻抗的短接，也有中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。</p><p><b>　　3.1短路概述</b></p><

79、p>　　電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運行狀態(tài)、不正常運行狀態(tài)、短路故障。在電氣設計和運行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時的情況，最嚴重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)正常運行時，其相與相之間，中性點接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負荷或阻抗連接的。</p><p><b>　　3.2造成短路原因</b></p><p>　　電力系統(tǒng)

80、發(fā)生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時發(fā)現(xiàn)和消除設備的缺陷，以及設計、制造、安裝和運行不當所致，如由于設備長期運行，絕緣自然老化或由于設備本身絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設備絕緣正常而被內部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。此外，飛禽及小動物跨接裸導體，老鼠咬壞設備、導線的絕緣，都可能造成短路。</p>

81、<p><b>　　3.3短路危害</b></p><p>　　1.電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，網(wǎng)絡總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6—10kV的大容量裝置，短路電流可達到幾萬甚至幾十萬安。</p><p>　　2.選的各種電氣設備應有足夠的熱穩(wěn)定度。</p><p>　　3.短路電流通過導

82、體時，同時也使導體受到很大的電動力作用、使導體發(fā)生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設備還應有足夠的電動(機械)穩(wěn)定度。</p><p>　　4.短路必將造成局部停電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大、給國民經濟造成的損失也越大。</p><p>　　5.短路也同時引起系統(tǒng)網(wǎng)絡電壓降低．特別是靠近短路點處降低得更多，短路點的電壓為零，結果可能導致非故障范圍部分或全部用戶的供電

83、破壞。當電壓降低到額定值的80％左右時，電磁開關有可能斷開，因而中斷供電；當電壓下降到30％一40％。并持續(xù)達1s以上時，電動機可能停止轉動，使工廠產品報廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡電壓才能得以恢復。</p><p>　　由此可見。短路的后果是十分嚴重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型及持續(xù)時間等因素有關。為了保證電氣設備安全可靠運行，減輕短路的影響，除應努力設法

84、消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時間內恢復到正常值。為此，需要進行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。 </p><p>　　3．4 短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　?。?）計算的基本情況：</p><p>　

85、　①電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。</p><p>　?、谒型诫姍C都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。</p><p>　?、鄱搪钒l(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。</p><p>　　④所有電源的電動勢相位角相等。</p><p>　　⑤ 應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確

86、定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。</p><p><b>　?。?）接線方式：</b></p><p>　　計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p><b>　?。?）計算容量：</b></p&

87、gt;<p>　　應按本工程設計規(guī)劃容量計算，考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后5－10年）</p><p><b>　?。?）短路種類：</b></p><p>　　一般按三相短路計算，若發(fā)電機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單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應該按嚴重情況的進行校驗　</p>

88、<p><b>　?。?）短路計算點：</b></p><p>　　在正常接線方式中，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。</p><p>　　對于帶電抗器的6－10KV出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應該取電抗器前。選擇其導體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。</p><p>

89、;<b>　　3．5 計算步驟</b></p><p>　?。?）選擇計算短路點</p><p>　　（2）畫等值網(wǎng)絡（次暫態(tài)網(wǎng)絡）圖</p><p>　　①首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗Xd"。</p><p>　　②選取基準容量Sb和基準電壓Ub(一般取后級的平

90、均電壓)</p><p>　　③將各元件電抗換算為同一基準值的標么值</p><p>　?、芙o出等值網(wǎng)絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號</p><p>　?。?）求計算電抗Xjs</p><p>　?。?）由運算曲線查出(各電源供給的短路電流周期分量標幺值運算曲線只作到Xjs=3.5)。</p><p>　?。?）計算短路

91、電流周期分量有名值和標幺值。</p><p>　?。?）計算短路電流沖擊值。</p><p>　?。?）計算全電流最大有效值。</p><p>　　（8）計算短路容量。</p><p>　　（9）繪制短路電流計算結果表。</p><p>　　3．6　變壓器及電抗器的參數(shù)計算</p><p>　　

92、3.6.1　變壓器參數(shù)的計算</p><p>　　1．主變壓器參數(shù)計算</p><p><b>　　經濟比較時已算出：</b></p><p>　　Ud1%=10.75Ud2%=6.25Ud3%=-0.25</p><p>　　XB*.1==0.119</p><p>　　XB*.2==0.

93、069</p><p>　　XB*.3==-0.003</p><p>　　2．站用變壓器參數(shù)計算</p><p><b>　　由查明：Ud%=4</b></p><p><b>　　XB*.4==8</b></p><p>　　3．電抗器電抗標幺值計算</p>

94、<p>　　XK.*= X*N=0.836</p><p>　　3．6.2 變電所網(wǎng)絡化簡</p><p>　　依據(jù)本變電所選定的接線方式及設備參數(shù)，進行網(wǎng)絡化簡如下：（系統(tǒng)最大運行方式時，歸算到Sb＝100MVA的等值電抗Xs＝0.5）</p><p>　　圖3-1 變電所網(wǎng)絡化簡</p><p>　　第4章 電氣設備的選擇及校

95、驗</p><p>　　在各級電壓等級的變電所中，使用各種電氣設備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線、補償電容器等，這些設備的任務是保證變電所安全、可靠的供電，因為選擇電氣設備時，必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時的工作情況。所謂電氣設備的選擇，則是根據(jù)電氣設備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務來確定它們的型號和參數(shù)。電氣設備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當留有裕度，力求在經

96、濟上進行節(jié)約。</p><p>　　4.1 電氣設備及分類 </p><p><b>　　1、電氣設備</b></p><p>　　電氣設備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變配電、用電設備的總稱，它包括發(fā)電機、變壓器及各種高低壓開關設備、保護設備、導線、電纜和用電設備等。</p><p><b>　　2、電氣設備的分

97、類</b></p><p>　　電氣設備通常分類方法如下：</p><p>　?。?）.按電壓分 通常把1kV以上的設備稱為高壓設備，1kV以下的稱為低壓設備。</p><p>　　（2）.按電能質量分 交流設備、直流設備、交直流兩用設備。</p><p>　　（3）.按設備所屬的電路性質分 一次設備、二次設備。</p

98、><p>　?。?）.按是否組合分 單元件設備、成套設備。</p><p>　　（5）.一次設備按其在一次電路中功能，又可分為發(fā)電設備、變換設備、控制設備、保護設備、補償設備和用電設備。</p><p>　　4.2電氣設備選擇與校驗</p><p>　　電氣設備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗開關

99、的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。</p><p>　　在供配電系統(tǒng)中盡管各種電器設備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表4-1中列出了導體和電器選擇與校驗的項目。從表中可以看出為保證設備可靠的運行，各種設備均應按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　表4-1導體和電器的選擇與校驗項目</p><p>

100、　　4.3高壓斷路器選擇與校驗</p><p>　　4.3.1高壓斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器是高壓電氣中的重要設備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護電路的關鍵設備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護作用，當電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運行。</p

101、><p>　　高壓斷路器的主要作用是：在正常運行時用它接通或切斷負荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴重負荷時，借助繼電保護裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。</p><p>　　斷路器工作性能好壞直接關系到供配電系統(tǒng)的安全運行。為此要求斷路器具有相當完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。</p><p>　　圖4-2高壓斷路器的QF的型</p>&

102、lt;p>　　4.3.2高壓斷路器的校驗</p><p>　　根據(jù)圖4-2高壓斷路器的QF的型號規(guī)格。在短路計算中我們得知10kV側母線上短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護裝置實際最大的動作時間為1.0s</p><p>　　變壓器高壓側實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。</p><p>　　線路首端短路時，流過短路電流最大，而線路首端（）點短路

103、和母線（）點短路，其短路電流相等，即：</p><p><b>　　短路電流沖擊值：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　擬定選用高壓真空斷路器，斷路時間：</p><p><b>　　短路假想時間：</b></p><

104、;p>　　根據(jù)擬定條件和相關數(shù)據(jù)，選用ZN12-10I型高壓真空斷路器。</p><p>　　ZN12-10I型高壓真空斷路器的參數(shù)</p><p>　　4.4隔離開關選擇與校驗</p><p>　　4.4.1隔離開關原理與類型</p><p>　　表4-3 GN30-10D/630技術數(shù)據(jù)</p><p>　　

105、4.4.2隔離開關運行與維護</p><p>　　隔離開關是發(fā)電廠和變電所中常用的開關電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設備和線路運行安全檢修。</p><p>　　隔離開關是應用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流。隔離開關的類型較多，按裝接地點不同分：屋內式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關。隔離

106、開關的型式對配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開關選型時應根據(jù)實際情況選擇，選擇型號為：GN30-10D/630，這種型號隔離開關系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內裝置，安裝于高壓開關柜內，使高壓開關柜結構緊密占地面積小，安全性高。如下表所示7-3為GN30-10D/630的技術數(shù)據(jù)。</p><p>　　隔離開關運行與維護的注意事項：</p><p>　?。?）.載流

107、回路及引線端子無過熱。</p><p>　?。?）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。</p><p>　?。?）.傳動機構外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。</p><p>　　（4）.觸頭罩無異物堵塞。</p><p><b>　?。?）.接地良好。</b></p><p>　?。?）.分

108、合閘過程應無卡勁，觸頭中心要標準，三相是否同時接觸。</p><p>　?。?）.隔離開關嚴禁帶負荷分、合閘，維修時檢查它與斷路器的連鎖。</p><p>　　4.4.3隔離開關的校驗</p><p>　　根據(jù)型號擬選GN30-10D/630。</p><p><b>　　短路電流的沖擊值：</b></p>

109、<p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　短路電流假想時間： </p><p><b>　　校驗情況如下表</b></p><p>　　表4-4 GN30-10D/630校驗數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗條件。</p><p

110、>　　4.5互感器選擇與校驗</p><p>　　互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷?100、)和小電流(5、1A)，其一次側接在一次系統(tǒng)，二次側接測量儀表與繼電保護等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。</p>&

111、lt;p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類，主要是電磁式的。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應用。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進入廣泛的工業(yè)實用階段。</p><p>　　4.5.1互感器應用</p><p>　　互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號為TA；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號為TV。從基本結構

112、和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器。</p><p><b>　　互感器有如下作用；</b></p><p><b>　　(1)安全絕緣</b></p><p>　　采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的高電壓直接引入測量儀表、繼電器等二次設備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發(fā)生短路使二次儀

113、表、繼電器等電流線圈受大電流沖擊而損壞；也可避免二次電路的故障影響一次電路。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。</p><p>　　(2)按比例減小電流和降低電壓</p><p>　　電流互感器是將一次大電流按比例變成二次小電流的裝置。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5A。電壓互感器是將一次高電壓按比例變成二次低電壓的裝置，雖然電壓互感器一次額定電壓不同，但

114、二次額定電壓一般為100V。</p><p>　　(3)擴大二次設備的使用范圍</p><p>　　采用互感器后，就相當于擴大了儀表和繼電器的使用范圍。例如：用一只量程為5A的電流表與不同變流比的電流互感器配套使用，就可測量不同范圍的電流。同樣，用一只量程為100V的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測量不同范圍的電壓。此外，使用互感器后，可使二次儀表和繼電器等的電流或電壓規(guī)格統(tǒng)

115、一，有利于這些產品的標準化、小型化和大規(guī)模生產。</p><p>　　4.5.2電流互感器原理與結構</p><p><b>　　1．工作原理</b></p><p>　　電流互感器的基本結構與變壓器相似，原理接線所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導體穿過其鐵芯，只有一匝)，導體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負載