北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分设计毕业设计

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1、 本 科 毕 业 设 计（论文） 题目 北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分设计 摘要 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。本论文北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分电气设计，首先进行原始资料分析，负荷计算，确定主变和电气主接线，然后进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短

2、路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。最后，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。关键词： 电气主接线设计，短路电流计算，电气设备选择，设计图纸AbstractPower system substation as an important part of the entire power system directly affects the safety and economic operation. To be designed in th

3、is paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network s

4、tructure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purposes.The paper "Beijing coloured liulihe town110kv substation once part of the electrical design," the f

5、irst original data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, out of poor program to

6、determine the main electrical substation connection program.Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. According

7、 to the results and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.).Finally, the main draw of the electrical wiring diagra

8、m, electrical general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings. Keywords Electrical main wiring design; short-circuit current calculation; electrical equipment selection; design drawings 54 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 目 录 1概述11.1 设计原则11.2 变电站设计现行标准与规范11.3 原始资料分析11.4 设计内容

9、32 负荷统计42.1 负荷计算意义42.2 负荷统计的方法42.3 主变压器的选择7 2.3.1 概述72.3.2 主变台数和容量的确定82.3.3 主变相数选择82.3.4 主变绕组数量和连接方式92.3.5 主变的调压和冷却102.3.6 站用变压器选择112.4 无功补偿装置的选择112.4.1 补偿装置的意义112.4.2 无功补偿装置类型的选择112.4.3 无功补偿装置容量的确定132.4.4 并联电容器装置的分组和接线133电气主接线的设计及方案选择153.1 电气主接线的概况153.2 110kV侧主接线的设计193.3 35kV侧主接线的设计193.4 10kV侧主接线的设

10、计193.5 主接线方案的比较选择193.6 主接线中的设备配置204 短路电流计算244.1短路电流计算的目的244.2 短路电流计算的规定和步骤244.2.1短路电流计算的一般规定244.2.2短路计算基本假设254.2.3计算短路电流的步骤254.3 三相短路计算264.4 计算结果345 电气设备选择355.1 电气设备选择的概述355.1.1选择的原则355.1.2设备的选择和校验。355.2 110kV侧断路器的选择365.3 110kV隔离开关的选择385.4 敞露母线选择385.5 110kV电流互感器选择405.6 电压互感器和高压开关柜的选择415.6.1电压互感器的选择4

11、15.6.2 高压开关柜的选择415.7 各级配电装置的配置465.7.1 配电装置的要求475.7.2 配电装置的分类及使用范围476防雷保护及其接地装置496.1 防雷过电压保护496.1.1 对直击雷的防护496.1.2 对侵入波保护506.2 接地装置的选择506.2.1接地的目的及作用506.2.2 变电站的接地网50参 考 文 献52致 谢53附录1 避雷针保护范围图54附录2 变电站总体平面布置图55附录3 110kV/35kV/10kV降压变电站电气一次主接线561概述1.1 设计原则 1、须遵守国家有关规程和标准，执行国家有关方针政策，包括节约能源等技术经济政策。 2、保证人

12、身与设备的安全、供电可靠性、电能质量合格、技术先进和经济合理，积极慎重的采用新技术、选用新设备。3、根据符合增长情况，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑远期扩建的可能性。1.2 变电站设计现行标准与规范 1、国标GB5060-92 3110kV高压配电装置设计规范2、SDJ2-79变电站设计技术规程1.3 原始资料分析 1、变电站的类型 110kV地方变电站。 2、电力系统与本所的连接情况 待设计的变电站是一座降压变电站，担负着向该地区工厂、农村供电的重要务。 3、负荷情况： 北京市琉璃河镇变电站位于房山区东南部，是琉璃河镇企业和民用电重要来源。出线共15条，其中工业负荷有汽车厂、砖厂、纺织

13、厂、加工厂、材料厂；农业负荷有乡镇变1、乡镇变2;民用负荷有乡区变。电压负荷名称每回最大负荷（kW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）35kV乡镇变160000.91架空15乡镇变270000.921架空8汽车厂145000.852架空10汽车厂243000.882架空7砖厂50000.851架空1110kV乡区变10000.93架空5纺织厂17000.891电缆3纺织厂28000.882架空7纺织厂36000.881架空4纺织厂48000.892电缆2加工厂7000.91架空5 材料厂8000.92架空7表1-1 负荷情况这些负荷即有二类负荷，又有三类负荷，它们类别如下： 二类负荷: 汽

14、车厂、砖厂、纺织厂、材料厂 三类负荷：乡镇变、乡区变4、所址概况（1）当地年最高温度39.1，年最低温度5.9，最热月平均最高温度29；最热月平均地下0.8m土壤温度21.5。（2）当地海拔高度1518.3m。（3）当地雷电日T=25.1日/年。1.4设计内容 本次设计的是一个降压变电站，有三个电压等级(110kV35kV10kV)，110kV主接线采用单母线分段的接线方式，35kV和10kV主接线也均采用单母线分段接线方式。本设计采用的主变压器有两个出线端子，一端接35kV的引出线，另一端接10kV的引出线。设计中主要涉及的是变电站一次部分电气设计。2 负荷统计及主变的选择负荷计算是供电设计

15、计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电气主接线和导线电缆的选择是否经济合理，对供电的可靠性非常重要。2.1 负荷计算意义从工矿企业用电角度考虑，负荷计算直接影响着供电系统电气设备的选择，继电保护的整定以及选择仪表的量程；从系统供电角度来考虑，没有负荷计算是无法安排供电方案及系统运行方式的。为此，本章进行了负荷统计并根据统计结果进行负荷计算。2.2负荷统计的方法目前，我国设计部门在进行企业及变电站供电设计时，经常采用的电力负荷计算方法有：需要系数法，二项系数法，利用系数法，单位电耗法，单位面积法。在新南变电站的负荷计算中，因为该变电站是枢纽变电站，所以采用需要系数法计算负

16、荷，这种计算方法是利用设备功率需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。需用公式如下： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4)下面根据负荷统计表进行负荷计算： 乡镇变1： P=6000kW Q=kvar S=6655kVA 乡镇变2： P=7000kW Q= 2982kvar S=7609kVA 汽车厂1 P=45002=9000 Q=5578kvar S=10588kVA 汽车厂2 P=43002=8600kW Q=4642kvar S=9773kVA 砖厂 P=5000kW Q=3099kvar S=5882kVA 乡区变 P=10003=3000kW Q=1440kvar S=332

17、8kVA 纺织厂1 P=700kW Q=359kvar S=786kVA 纺织厂2 P=8002=1600kW Q=864kvar S=1818kVA 纺织厂3 P=600kW Q=324kvar S=681kVA 纺织厂4 P=8002=1600kW Q=820kvar S=1798kVA 加工厂 P=700kW Q=336kvar S=776kVA 材料厂 P=8002=1600kW Q=768kvar S=1775kVA35kV侧：P16000+7000+4500*2+4300*2+500035600kWQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0

18、.54*2+ 5000*0.62=19186kvar10kV侧：P21000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*29800kWQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6kvarPP1+P2=35600kW+9800kW=45400kWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6kvar所以：S（454002+24095.62）1/251398kVA考虑线损、同时系数时的容量：其中线损为1.05，同时系数为0.8S2=51398*0.

19、8*1.05=43174.3kVA2.3 主变压器的选择 2.3.1概述 在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，两种电压等级之间交换功率的重要任务。我们在选择变压器时必须同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。因此，确定合理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。 2.3.2 主变台数和容量的确定对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，故主变设为两台。主变压器容量一般按变电站建成后5

20、-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电站站带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70-80。此变电站是一般性变电站。 有以上规程可知，此变电站单台主变的容量为：S=S2*0.8=43174.3*0.8=34539.48kVA，所以应选容量为40000kVA的主变压器。 2.3.3主变相数选择 主变压器采用三相或是单相

21、，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电站，均应采用三相变压器。故由以上规程可知，此变电站的主变应采用三相变压器。 2.3.4 主变绕组数量和连接方式 在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15中压侧：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15低压侧：K3=9800*0.8/

22、40000=0.2>0.15此变电站中的主变应采用三绕组。 我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35V及以下电压，变压器绕组都采用连接。此变电站110kV侧采用Y0接线35kV侧采用Y连接，10kV侧采用接线主变中性点的接地方式： 选择电力网中性点接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性

23、点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。35kV系统，IC<=10A；10kV系统；IC<=30A（采用中性点不接地的运行方式）35kV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A10kV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A所以在本设计中110kV采用中性点直接接地方式;35、10kV采用中性点不接地方式。 2.3.5 主变的调压和冷却 调压方式：变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种

24、：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在+5以内，另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达到+30。 对于110kV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。 此变电站的主变压器采用有载调压方式。主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫导向油循环冷却。 小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。故此变电站中的主变采用强迫油循环风冷却方式。本设计中主变的型号是：SFPSL40000/110 2.3.6 站用变压器选择 变电站的站用负荷很少，主要负荷是变压器的冷却设备以及其它一些用电负荷。如：强迫油循环冷却

25、装置的油泵，水泵风扇等，采暖通风照明及检修用电等。故一般变电站用变压器的容量为50135kV，中小型变电站站用20kVA即能满足要求。变电站站用接线很简单，一般用一台站用变压器，自变电站中最低级电压母线引接电源，副边采用380/220中性点直接接地的三相四线制系统，用单母线接线。大容量变电站，站用电较多，一般装设两台站用变压器，两台站用变压器分别接在变电站最低一级电压母线的不同分段上。在本设计中，在10kV侧，分别装设两台50kVA的站用变压器2.4 无功补偿装置的选择 2.4.1 补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。

26、 2.4.2 无功补偿装置类型的选择 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。常用的三种补偿装置的比较及选择 这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。 装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比

27、较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电站，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。 静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节

28、不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用）。 电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电站母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。 综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装

29、置。 2.4.3 无功补偿装置容量的确定 一般按主变容量的10-30来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为40000kVA故并联电容器的容量为：4000kvar12000kvar为宜，在此设计中取12000kvar。 3电气主接线的设计及方案选择3.1 电气主接线的要求 变电站中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电站电气部分的主体，对变电站以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电

30、装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。主接线设计的基本要求1、 可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来损失更加严重。因此，电气主接线必须保证供电可靠。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另外一些发电厂和变电站则不一定能满足可靠性要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂或变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、电气设备制造水平及运行经验等诸多因素。2、灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下

31、几个方面：1 操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作中出差错。2 调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。3 扩建的方便性。对将来要扩建的变电站，其主接线必须具有扩建的方便性，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可

32、顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。 3、经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几个方面考虑：1 节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用廉价的电器或轻型电器，以便降低投资。2 占地面积少。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电站，在可能的允许条件下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。3 电能损耗少。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应

33、经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。 3.2 常用接线方式的特点 6-220kV高压配电装置的基本接线有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6-220kV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。1、单母线接线单母线接线虽然具有接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电

34、，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电。并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。单母接线适用于：110200kv配电装置的出线回路数不超过两回，3563KV配电装置的出线回路数不超过3回，610KV配电装置的出线回路数不超过5回。2、单母线分段接线用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，两段母线可看成是两个独立电源，提高了供电的可靠性，可对重要用户供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线继续工作。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。而出线为双回时，常使架空线路出现交叉

35、跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建。单母分段适用于：110KV220KV配电装置的出线回路数为34回，3563KV配电装置的出线回路数为48回，610KV配电装置出线为6回及以上。3、单母分段带旁路母线这种接线方式适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110KV的变电站，具有足够的可靠性和灵活性。4、桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线。桥式接线所用断路器数目最少，它可分为内桥和外桥接线。 4.1内桥接线内桥接线具有高压断路器少的优点，但是其接线中变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时

36、，线路需较长时期停运。内桥接线适合用于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除的变电站中。 4.2外桥接线外桥接线适用于较小容量并且变压器的切换较频繁或线路较短的变电站。5、双母接线双母接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。双母接线的适用范围：610kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器；35KV配电装电装置，当出线回路超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110220kV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110220kV配电装置在系统中占重要地位

37、，出线回路数为4回及以上时。6、双母分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。双母线分段较容易实现分阶段的扩建等优特点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。3.2 110kV侧主接线的设计110kV侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。110kV侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：（1）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响

38、另一组母线供电；（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：（3）扩建方便；（4）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。故110kV侧采用单母分段的连接方式。3.3 35kV侧主接线的设计当3563kV配电装置出线回路数为48回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35kV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。3.4 10kV侧主接线的设计10kV侧出线回路数为12回当610kV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接故10kV采用单母分段连接3.5 主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一：110kV侧采用单母分段的

39、连接方式，35kV侧采用单母分段连接，10kV侧采用单母分段连接。方案二：110kV侧采用单母分段的连接方式，35kV侧采用双母线连接，10kV侧采用单母分段连接。 此两种方案的比较方案一 110kV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35kV、10kV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。 方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易

40、误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110kV侧采用单母分段的连接方式，35kV侧采用单母分段连线，10kV侧采用单母分段连接。3.6 主接线中的设备配置隔离开关的配置 1、中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。 2、在出线上装设电抗器的610kV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。 3、接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。 4、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必

41、装设隔离开关。接地刀闸或接地器的配置 1、为保证电器和母线的检修安全，35kV及以上每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。 2、63kV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。电压互感器的配置 1、电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。 2、6220kV电压等级

42、的每组母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。 3、当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 4、当需要在330kV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 5、发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。电流互感器的配置 1、凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。 2、在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：

43、发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。 3、对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。 4、一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。避雷器的装置 1、配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。 2、旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。 3、220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设

44、一组避雷器。 4、三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 5、下列情况的变压器中性点应装设避雷器 直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电站为单进线且为单台变压器运行时。 接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 6、变电站35kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。 7、SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 8、110220kV线路侧一般不装设避雷器。4 短路电流计算4.1短路电流计算的目的短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会

45、影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。短路电流计算的目的：电气主接线比选、选择导体和电器、确定中性点接地方式、计算软导线的短路摇摆、确定分裂导线间隔棒的间距、验算接地装置的接触电压和跨步电压、选继电保护装置，进行整定。4.2 短路电流计算的规定和步骤 4.2.1短路电流计算的一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方

46、式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。 4.2.2短路计算基本假设1、正常工作时，三相系统对称运行；2、所有电源的电动势相位角相同；3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5、元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不

47、计负荷的影响； 4.2.3计算短路电流的步骤 目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如下：1、选择要计算短路电流的短路点位置；2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；2）选取基准容量 和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；4）由上面的推断绘出等值网络图；3、对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，即转移电抗；4、求其计算电抗；5、由运算曲线查出短路电流的标么值；6、计算有名值和短

48、路容量；7、计算短路电流的冲击值；1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：有名值：2）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：短路电流冲击值：8、 绘制短路电流计算结果表4.3三相短路计算解：1、计算各阻抗标值200MW的发电机的电抗标值：X1*=Xd*（Sj/Se）=0.167*（100*0.86）/800=0.0184*240MVA的变压器：X2*=（Ud%/100）*（Sj/Sd）=（14/100）*100/（260*4）=0.013575km线路：X3*=X0L*（Sj/U2p）=0.4

49、*75*（100/2302）=0.05780km线路：X4*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*80*（100/2302）=0.06容量为1000MVA的发电机X5*=Xd*（Sj/Se）=0.04*（100/1000）=0.0042*120MVA的变压器：Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(24.7+14.7-8.8)=15.3Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(24.7+8.8-14.7)=9.4Ud3%=1/2（Ud23%+Ud31%-Ud12%）=1/2(8.8+14.7-24.7)=-0.60X6*=X7*=（Ud1%/100）

50、*（Sj/SB）=（15.3/100）*（100/120）=0.1275X8*=X9*=（Ud2%/100）*（Sj/SB）=（9.4/100）*（100/120）=0.07830km线路：X10*=X11*=X0L*（Sj/U2p）=0.4*30*（100/1152）=0.091SFPSL-40000/110的技术参数：Ud12%=10.5，Ud23%17.5，Ud31%6.5Ud1%=1/2(Ud12%+Ud31%-Ud23%)=1/2(10.5+17.5-6.5)=10.75Ud2%=1/2(Ud12%+Ud23%-Ud31%)=1/2(10.5+6.5-17.5)=-0.250Ud3%

51、=1/2(Ud23%+Ud31%-Ud12%)=1/2(17.5+6.5-10.5)=6.75X12*=(Ud1%/100)*(Sj/SB)=(10.75/100)*(100/40)=0.269 X14*=(Ud3%/100)* (Sj/SB)= (6.75/100)* (100/40)=0.169 X13*=0等值电路图：13/0oo4/0.063/0.0572/0.01351/0.0187/0.12759/0.07811/0.0916/0.12758/0.07810/0.09112/0.26935kV10kV14/0.1695/0.004 图4-1 等值电路图220kV110kV18/0.

52、26935kV10kV19/0.43817/0.1482515/0.064S1S216/0.0885图4-2 简化图简化得4-2图（如上）其中：X15*=X4*+X5*=0.06+0.004=0.064X16*=X1*+X2*+X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885X17*=(X6*+X8*+X10*)/2=(0.1275+0.078+0.091)/2=0.014825X18*=X12*+X13*=0.269X19*=X12*+X14*=0.269+0.169=0.43815/0.06416/0.0885S1S2220kV2、110kV侧发生三相短路：等值电路如下：图4-3

53、 等值电路 解：Y转化，得：X20*=X15*+X17* (X17*+X15*)/X16* =0.064+0.148(0.064+0.148)/0.0885=0.319X21*=X16*+X17*×(X16*+X17*)/X15* =0.0885+0.148(0.0855+0.0148)/0.064=0.4420/0.31921/0.44S1S2220kVY转化后的电路如下：图4-4 Y转化后的电路图电抗的计算：Xjs1*=X1*×(Se/Sj)=0.319×(1000/100)=3.19>3Xjs2*=X2*×(Se/Sj)=0.44×

54、800/(100×0.86)=4.1>3按无限大电源容量计算：I1*=1/X1*=1/0.319=3.13I2*=1/X2*=1/0.44=2.27Iz1=I1*×Ij=3.13×100/(31/2×115)=1.57AIz2=I2*×Ij=2.27×100/(31/2×115)=1.14AIz=Iz1+I z2=1.57+1.14=2.71冲击电流：Ich=2.25×Iz=2.55×2.71=6.9A3、35kV侧发生三相短路时的计算：15/0.06416/0.0885S1S2220kV17/0.

55、14825110kV18/0.26935kV电路图如下：4-5 35kV侧发生三相短路电路图15/0.06416/0.0885S1S2220kV22/0.41735kV简化电路得：4-6 简化电路X22*=0.14825+0.269=0.417Y转化如下：X23*=X15*+X22*(X15*×X22*)/X16* =0.064+0.417(0.064×0.417)/0.0885=0.783X24*=X16*+X22*(X16*×X22*)/X15* =0.0885+0.417(0.0885×0.417)/0.064=1.08223/0.78324/1.

56、082S1S2220kV4-7 Y转化图Xjs1*=X1*×(Se/Sj)=0.783×(1000/100)=7.83>3Xjs2*=X2*×(Se/Sj)=1.802×800/(100×0.86)=10.07>3按无限大电源容量计算：I1*=1/X1*=1/0.783=1.277I2*=1/X2*=1/1.082=0.92Iz1=I1*×Ij=1.277×100/(31/2×37.5)=1.99AIz2=I2*×Ij=0.92×100/(31/2×37.5)=1.44AI

57、z=Iz1+I z2=1.99+1.44=3.43A冲击电流：Ich=2.25×Iz=2.55×3.43=8.75A4、10kV侧发生三相短路时的计算：15/0.06416/0.0885S1S2220kV17/0.14825110kV19/0.438电路图如下：4-8 10kV侧发生三相短路电路图15/0.06416/0.0885S1S2220kV25/0.58610kV4-9 简化电路图简化电路如（4-9）：X25*=0.14825+0.438=0.586Y转化如下：X26*=X15*+X25*(X15*×X25*)/X16*=0.064+0.586(0.064

58、×0.586)/0.0885=1.074X27*=X16*+X25*(X16*×X25*)/X15*=0.0885+0.586(0.0885×0.586)/0.064=1.48526/1.07427/1.485S1S2220kV10kV4-10 Y转化图Xjs1*=X1*×(Se/Sj)=1.074×(1000/100)=10.74>3Xjs2*=X2*×(Se/Sj)=1.485×800/(100×0.86)=13.8>3按无限大电源容量计算：I1*=1/X1*=1/1.074=0.93I2*=1/X2*=1/1.485=0.67Iz1=I1*×Ij=0.93×100/(31/2×10.5)=5.11AIz2=I2*×Ij=0.67×100/(31/2×10.5)=3.68AIz=Iz1+I z2=5.11+3.68=8.79A冲击电流：Ich=2.25×Iz