毕业设计论文变电站的设计

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1、39XXXXX学毕业设计论文 第一章 原始资料及分析第一节 原始资料 一、待建变电站的规模、性质待建变电站为终端变电站，拟定23台变压器。初次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的发展空间。本变电站的电压等级分别为220kV、110kV、10kV。1、系统容量：A系统：S=2000MVA X=0.32B系统：S=1500MVA X=0.38C系统：S=1200MVA X=0.422、连接方式：A系统与B系统的距离：150km，导线型号：LGJQ-400A系统与C系统的距离：160km，导线型号：LGJQ-400B与C系统无连接关系；A系统与待建变电站D的距离：130km，导线型号：LGJQ

2、-400（以上均为单回连接）B系统与待建变电站D的距离：100km，导线型号：LGJQ-400C系统与待建变电站D的距离： 85km，导线型号：LGJQ-400（以上均为双回连接）待建变电站DCAB二、待建变电站各电压等级负荷数据（表1）三、保护1、变压器主保护时间：0.5秒，后备保护时间：3.5秒2、出线断路器主保护时间：0.2秒，后备保护时间：4.0秒系统图如右图所示：四、其它原始资料1、地形、地质站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦，地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度，土壤电阻率为1.510 欧/厘米。2、水文、气象、绝对最高温度为40C；、最高月平

3、均气温为23C；、年平均温度为4.7C；、风向以东北风为主。3、环境保护站区周围无污染源。表1 待建成变电站各电压等级负荷数据电压等级用电单位最大负荷(MW)功率因数回路数供电方式距离(km)110kVJ厂 360.92架空55K厂320.92架空45L厂350.91架空60钢铁厂250.81架空80南配电站200.851架空70北配电站220.851架空90备用2负荷同时率：0.8，一级负荷35%，二级负荷50%，三级负荷15%。10kV电缆0.60.82架空15无线电厂0.560.81电缆4仪表厂0.50.81电缆5自来水厂0.630.82电缆4塑料厂0.420.81电缆3汽制厂0.80.

4、91架空14配电变压器A0.780.91架空15配电变压器B0.90.81架空16其它0.70.82电缆4备用2负荷同时率：0.67，一级负荷30%，二级负荷40%，三级负荷30%。所用负荷：计算总容量(150kVA)，其中：一级负荷20%，二级负荷30%，三级负荷50%。第二节 原始资料分析 要求设计的变电站为220kV的终端变电站，由原始资料可知它有220kV、110kV、10kV三个电压等级，初次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的发展空间。220kV电压等级的出线为5回，2回线路备用。110kV电压等级的出线为8回，2回备用，最大输送功率为170MW，10kV电压等级的出线为12

5、回，2回备用，最大输送功率为6.04MW。由这些数据可知各电压等级的出线多，而且该变电站的110kV一、二级负荷是85%，10kV一、二级负荷是70%。由此可见，该变电站的一、二级负荷所占比例大，负荷也较重，所以应能够保证不管是母线或母线设备检修还是任何一个电源断开后，都不会影响对用户的供电。 装有2台主变压器的变电站，当其中一台事故或检修时，另一台主变压器的容量应能保证该站60%的负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应能保证用户的一、二级负荷。第二章 电气主接线的设计第一节 概述变电站主接线是电力系统接线的主要组成部分。主接线方式直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式

6、的选择，对电力系统运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线是一个综合性的问题，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。因此主接线必须满足以下要求：1、保证必要的供电可靠性和电能质量；2、具有一定的灵活性和方便性；3、具有经济性；4、具有发展和扩建的可靠性。在满足以上要求的情况下，还要以设计任务书为依据，以国家经济建设方针、政策及有关技术参数、规程为准则等原则来设计电气主接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设

7、计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。根据负荷来决定变压器容量和台数，论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。第二节 接线形式电气主接线是根据电力系统和变电站的具体情况确定，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。6220kV高压配电装置的接线形式分为：、有汇流母线的接线。单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等。、无汇流母线的接线形式。

8、变压器线路单元接线、桥形接线等。接线方式决定于电压等级及出线回路数，输送功率和穿越功率。根据原始资料，本变电站的设计将选择有汇流母线的接线。一、有汇流母线的接线形式在10kV、110kV、220kV中选用情况（查电力工程电气设计手册等）：1、单母线接线、10kV配电装置的出线回路数不超过5回；、110kV、220kV配电装置的出线回路数不超过两回。2、单母线分段接线、10kV配电装置的出线回路数超过6回及以上时；、110kV、220kV配电装置的出线回路数为34回时。3、双母线接线、10kV配电装置，当短路电流较大、出线需带电抗器时；、110kV、220kV配电装置的出线回路数为5回及以上时；

9、或当110kV、220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。4、双母线分段接线当220kV 进出线回路数较多时适用。5、增设旁路母线或旁路隔离开关的接线为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置在进出线断路器检修时，不中断对用户的供电时采用。二、220kV接线形式的选择1、按出线回路数选择220kV电压等级的回路数为7回，根据母线形式的选择情况，选用双母线。2、按输送功率选择10kV和110kV的负荷功率都由220kV母线送来，10kV和110kV的总负荷为：P =36+32+35+25+20+22+0.6+0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0

10、.7+0.15=176.04MW一、二级负荷为85%，要求母线故障后要迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，由母线形式的适用范围将用双母线，因各系统之间联系比较紧密，因此当出线断路器检修时，不会中断对用户的供电，所以初次投产不必加装旁路母线，但考虑到后期还准备上一台主变和2回220kV出线，因此预留旁路母线位置，采用旁路兼母联的方式。根据电力工程电气设计手册、发电厂电气部分和原始资料，220kV主接线形式如下图：W1W2共7回220kVW3QF二、110kV接线形式选择1、按出线回路数选择110kV的出线回路为8条，按母线的选用情况将用双母线。2、按功率选择110kV的最大

11、负荷为：P=36+32+35+25+20+22=170MW由此可知，本出线承担的负荷较重且为本变电站的重要负荷，不允许对用户中断供电，同时要求在线路出现故障时，有快速恢复能力，要求在检修出线配电装置时，不中断对用户的供电，而且110kV少油断路器平均每台每年检修时间约需5天，停电时间较长。因此，也必须加装旁路母线。这样110kV的接线形式为双母带旁路。双母带旁路是采用以母联或分段断路器兼作旁路断路器还是设置专用旁路断路器？根据规程上的规定：、当110kV出线为7回及以上，一般装设专用旁路断路器。、对于系统中居于重要地位的配电装置，110kV为6回及以上，也可装设专用的旁路断路器。由此可知，本变

12、电站110kV接线必须装设专用的旁路断路器。3、接线图出线回路数为8回、双母带旁路、装设专用旁路断路器，接线形式如图：W1W2共8回110kVQF1W3QF2三、10kV接线形式选择1、按出线回路数选择10kV的出线回路数为14回，根据母线的适用范围选择单母线分段接线。2、按输送功率选择10kV的最大负荷为P=0.6+0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7+0.15=6.04MW由此数据可知，负荷功率不算太大，10kV配电装置只有当短路电流较大时，所带负荷淡重要负荷时，才采用双母线。所以采用单母分段就可以了。3、接线图出线回路数为14回、单母分段，接线形式如下图

13、：I共7回共7回10kVQF1第三节 变压器选择主变的容量、台数，直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。一、主变台数的确定1、选择原则、变电站一般装设两台变压器为宜；、对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台变压器的可能性；、对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。2、主变台数的选择根据原始资料，本变电站为终端变电站，负荷重、出线多，且一、二级负荷所占比例为85%，所以考虑用两台主变压器。有两台主变压器，可保证供电的可靠

14、性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。二、主变压器容量的确定1、选择原则、主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。、根据变电站所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，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证对一、二级负荷的供电。、同一电压等级的单台降压变压器的级别不宜太多。2、容量确定根据选择原则和已确定选用两台主变压器，且计及每台变压器有40%的过负荷能力，当一台变压器单独运行时可以保证84%负荷的供电能力，能满足70%的一、二级负荷的电力需要。每台主变压器

15、的容量按以下公式计算：S=0.6P220kV侧输送容量：S= 156.08+4.79+0.15=161.02MVA110kV侧输送容量：S1 =P/cos同时率=(36+32+35)/0.9+25/0.8+(20+22)/0.850.8=156.08(MVA)10kV侧的输送容量：S2 =P/cos同时率=(600+560+500+630+420+900+700)/0.8+(800+780)/0.90.67/1000 =4.79(MVA)所用容量：S3=0.15(MVA)一、二级负荷所占容量：S重=156.080.85+4.790.7+0.15=136.17MVA计算选择容量为：Sn=0.6(

16、36+32+35+35+25+20+22+0.6+0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7+0.15)=105.624(MVA)初期装两台变压器，考虑将来的负荷可能会超出本来的预算，为了有所发展的余地，选择的主变压器的容量为120MVA。当一台主变停运时，一、二级负荷所占容量为S重=136.17MVA1201.4=168MVA，所选容量满足要求。3、变压器型式的选择、相数的选择变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，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。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三

17、相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。本变电站的情况为：A、220kV终端变电站；B、选址于山坡上，南面靠丘陵、东、西、北面分别是果林，桑园和农田，地势平坦，交通方便。所以选用三相变压器。、绕组形式绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。根据本变电站的条件主要是把220kV电压变为110kV和10kV，不具有直

18、接从高压变为低压供电条件。所以不考虑使用双绕组变压器。选择三绕组变压器。、普通型还是自耦型在大型电力系统和降压变电站中，普通的三绕组变压器的应用范围有限，当主网电压为110-220kV而中伏网为35kV时使用，这主要是由于它们的中性点具有不接地方式的缘故，当中压侧为110kV及以上电压时，降压变压器和联络变压器多采用自耦变压器，因自耦变压器的高、中压绕组构成直接的电气联系，而有巨大的经济优势。自耦变压器较电压比和容量相同的普通三绕组变压器便宜，价格只有后者的65%-75%左右。因此选用自耦型变压器。、中性点的接线方式电网的中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。本变电站所选用的主变为

19、自耦型三绕组变压器。规程上规定：凡是110kV-500kV侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地；主变压器6-63kV采用中性点不接地。所以主变压器的220kV、110kV侧中性点采用直接接地方式，10kV侧中性点采用不接地方式。综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下：型号及容量（kVA）额定容量比高压/中压/低压(%)额定电压高压/中压/低压(kV)损耗(kW)阻抗电压（各线圈值）（%）空载电流空载短路高-中高-低中-低高-中高-低中-低OSFPSL1-12000100/100/50220/121/11106.446143139210.1717.6311.41.0第四节 主

20、接线上面已讨论了各电压等级的接线形式，变压器的选择。根据各电压等级的接线形式和变压器的情况，现把它们联结组成一个有机的整体。形成完整的主接线图。由于初次投产选定二台三绕组自耦型变压器，主接线图如下：第三章 短路电流计算第一节 短路电流计算的目的和条件 一、短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：、电气主接线的比较。、选择导体和电器。、在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。、接地装置的设计，也需要用短路电流。二、短路电流计算

21、条件1、基本假定、正常工作时，三相系统对称运行；、所有电源的电动势相位相角相同；、电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；、短路发生在短路电流为最大值的瞬间；、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；、除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；、输电线路的电容忽略不计。2、一般规定、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，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划；、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异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响；、

22、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点；、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。第二节 计算步骤及计算结果 一、计算步骤在工程计算中，短路电流的计算常采用实用曲线法。其计算步骤如下：1、选定基准电压和基准容量，把网络参数化为标么值； 2、画等值网络图；3、选择短路点；4、按短路计算点化简等值网络图，求出组合阻抗；5、利用实用曲线算出短路电流。二、计算结果计算结果如下表：短路情况短路电流有名值(kA)短 路 冲 击电流（kA）全电流最大有效值(kA)短路电流容量(kVA)d1三相短路表中：d1-220kV侧短路点； d

23、2-110kV侧短路点； d3-10kV侧短路点。关于短路电流计算的详细过程参看附录一。从计算结果可知，三相短路较其它短路情况严重，它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大，因此，在选择电气设备时，主要考虑三相短路的情况。第四章 电气设备的选择第一节 导体和电气设备选择的一般条件正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。一、一般原则1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2、应按当地环境条件校核；3、应力求

24、技术先进和经济合理；4、选择导体时应尽量减少品种；5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致；6、选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。二、技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如表4-1所示。(一)、长期工作条件1、电压选用电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即UmaxUg2、电流选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即IeIg由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确

25、的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。表4-1序号电器名称额定电压(kV)额定电流(A)额定容量(kVA)机械荷载(N)额定开断电流热稳定动稳定绝缘水平1高压开关2隔离开关3敞开式组合电器4负荷开关5熔断器6电压互感器7电流互感器8限流电抗器9消弧线圈10避雷器11封闭电器12空墙套管13绝缘子3、机械荷载所选用电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。套管和绝缘子的安全系数不应小于表4-2所列数值。表4-2套管和绝缘子的安全系数类 别荷载长期作用时荷载短时作用时套管、支

26、持绝缘子及其金具2.51.67悬式绝缘子及其金具42.5(二)、短路稳定条件1、校验的一般原则、电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。、用熔断器保护的电器可不验算热稳定。2、短路的热稳定条件 IttQd2式中Qdt在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（kA s）It t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）t 设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间tjs按下式计算： tjs=tb+td式中tb继电保护装置后备保护动作时间（s）td断路器全分闸时间（s）、短路动稳定条件 ichidfIchIdf式中 ich

27、短路冲击电流峰值（kA） idf短路全电流有效值（kA） Ich电器允许的极限通过电流峰值（kA） Idf电器允许的极限通过电流有效值（kA）(三)、绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。三、环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40C时，允许按照额定电流长期工作。当电器安

28、装点的环境温度高于+40C时，每增加1C建议额定电流减少1.8% ；当低于+40C时，每降低1C，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。第二节 设备选择本设计要求选择的设备有母线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器，所有设备和母线应满足正常工作及短路状态的要求。一、母线10kV采用硬裸导体，110kV及以上高压配电装置，一般采用软导线。母线的选择主要按以下各项进行选择和校验：1、导体材料、类型和敷设方式；2、导体截面（IgmaxkIy）;3、电晕；4、热稳定；5、动稳定；6、共振频率。二、高压断路器、隔离开关及高压熔断器高压断器器、隔离开关及高压熔断器按照下表进行选择和

29、校验：项 目额定电压额定电流开断电流短路关合电流热稳定动稳定高压断路器UeUgwIeIgmaxIgkdIgighiefItdzU10.9Un、二次电压U2n电压互感器的二次电压，应根据使用情况选用所需二次额定电压U2n。、准确等级电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。、二次负荷S2Sn 2、电流互感器、型式620kV屋内配电装置，可采用绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器；对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器。、一次回路电压UgUn、二次回路电流 IgmaxI1n、准确等级同电压互感器。四、限流电

30、抗器限流电抗器除了应满足第一节的要求外，还要按电抗百分值选择。五、避雷器1、型式：选择避雷器型式时，应考虑保护电器的绝缘水平和使用特点。2、额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。3、灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压。4、工频放电电压：工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。5、冲击放电电压和残压：一般国产阀型避雷器的保护特性与各种的绝缘均可配合，而此项不校验从略。六、选择设备结果根据原始资料和以上的有关条件所选择的设备结果如下表4-3。表4-3 导线和设备选择结果设备名称220kV110kV10kV断路器SW2-

31、220/1000SW4-110/1000SN10-10/1000隔离开关GW6-220G/1000GW4-110/1000GN1-10/1000母线LGJQ-400LGJQ-7006310单条平放矩形铝导体绝缘子ZNB-102203 电压互感器11030.13JCC2-220 ： ：0.1kV1030.13JCC2-110 ： ：0.1kV0.130.13JDZJ-10 ： ： kV电流互感器LCW-2204300/5AD/D/D/0.5LCWD2-1102600/5A0.5/D/DLBJ-104000/5A0.5/D及1/D、D/D电抗器NKL-10-1000-8避雷器FZ-220JFZ-1

32、10JFZ-10附表：其它设备一览表220kV110kV10kV阻波器XZK-1250-1.0/40XZK-1250-0.5/40XZK-630-1.0/20电容式电压互感器TYD-220/ -0.5TYD-110/ -0.5消弧线圈熔断器RN2-10电缆33YJLV22-103120耦合电容DWF-220/ -0.005DWF-110/ -0.01关于选择的过程参看附录二。第五章 高压配电装置 配电装置是变电站的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。形式有屋内和屋外配电装置，装配式配电装置和成套式配电装置。第一节 设计

33、原则与要求 一、原则高压电站和配电装置型式选择应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通赤技术经济比较予以确定。1、节约用地2、运行安全和操作巡视方便配电装置布置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求，使配电装置一旦发生事故，将事故限制到最小范围和最低程度，并使运行人员在正常操作和处理事故的过程中不致发生意外情况，以及在检修维护过程中不致损害设备。3、便于检修和安装对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。此外，配电装置的设计还必须考虑分期建设和扩建过渡的便利。4、节约三材，降低造价二、设计要求(一)、满足安全净距的要求屋外配电

34、装置的安全净距可参考电力工程电气设计手册表10-1。配电装置中相邻带电部分的额定电压不同时，应按较高的额定电压确定安全净距。屋外七电装置带电部分的上面下面，不应有照明、通信和信号线架空跨越或穿过；屋内配电装置带电部分的上面不应有明敷的照明或动力线路跨越。(二)、施工、运行和何不修的要求1、施工要求：2、运行要求。在设计中应考虑的问题有：、进出线方向。、避免或减少各级电压架空的交叉。、配电装置的布置应该做到整齐清晰。、各级电压配电装置各回路的相序排列应尽量一致。、配电装置内设有供操作、巡视用的通道。3、检修要求第二节 配电装置 一、10kV配电装置规程上要求：610kV配电装置一般均为屋内布置，

35、当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置，当出线带电抗器时，一般采用三层或二层布置。由短路计算和设备的选择中可知，本设计中10kV出线不带电抗器，所以采用成套开关柜单层布置。母线和设备的布置情况：1、母线及隔离开关母线装在配电装置的上部，呈水平布置，由母线的选择中知其相间距离为500mm，这样布置可以降低建筑物的造价，安装比较容易。由母线的形式是单母分段，所布置中的两组应以重直的隔离墙分开，这样，在一组母线故障时，不会影响另一母线，并可安全地检修。母线的隔离开关设在母线的下方，母线与隔离开关之间装设耐火隔板，这样可以防止带负荷误拉隔离开关引起的飞弧造成的母线短路。2、断路器及其操作机构断

36、路器设在两侧有隔墙的间隔内，断路器的操作机构设在操作通道内。3、互感器和避雷器电流互感器和断路器放在同一小室内，电压互感器经隔离开关和熔断器接到母线上，它有专用的间隔。避雷器与电压互感器共用一个间隔（以隔层隔开）。4、电抗器因所选电抗器是变压器低压侧的电抗器，故采取三相水平布置方式。二、110kV配电装置110kV为本变电站的中压侧，其配电装置一般采用屋外型的。屋外型的配电装置有中型、半高型和高型三种形式。中型布置的特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积较大。因本变电站建在山坡上，不存在面积问题，所以采用普

37、通中型配电装置的布置方式。布置图参考发电厂电气部分P182图6-7。三、220kV配电装置220kV为本变电站的高压侧，同110kV一样用屋外型布置。因本变电站为终端变电站，不受土地面积的限制，所以采用普通中型布置方式。布置图参考发电厂电气部分P182图6-7。附录一： 短路电流计算在计算系统中各设备的电抗标么值时，取基准容量Sb=2000MVA，用到的基准电压有：220kV电压侧取230kV；110kV电压侧取115kV；10kV电压侧取10.5kV。第一节 电抗标么值计算待建变电站DCAB根据附表一和附表二给出的原始数据来计算各电厂和变电站的电气设备的电抗标么值。如果三绕组其中的一个绕组不

38、接入电网时，这个绕组的电抗将不予计算。1、系统电抗A：X1= Xb1=0.32=0.32 Sb 2000 Sb1 2000B：X2= Xb2=0.38=0.51 Sb 2000 Sb2 1500C：X3= Xb3=0.42=0.7 Sb 2000 Sb3 12002、各系统与D间电抗（查得LGJQ-400的电抗为X=0.417）20002302SbUb2=0.67= 0.4178512C-D：X6= Xlcd12 A-D：X7=Xlad=0.417130=2.05SbUb22000230220002302SbUb2=0.79= 0.41710012B-D：X8= Xlbd12A-B：X5=Xl

39、ab=0.417150=2.36SbUb220002302C-A：X4=Xlca=0.417160=2.52SbUb2200023023、各系统间电抗4、变压器电抗X9=X10=12（X1-2+X1-3-X2-3）/100SbSn122000120(10.17+17.63-11.4)/100=1.37X11=X12=12（X1-2+X2-3-X1-3）/100SbSn122000120(10.17+11.4-17.63)/100=0.33X13=X14=12（X1-3+X2-3-X1-2）/100SbSn122000120(17.63+11.4-10.17)/100=1.57 第二节 系统网络

40、图及其化简d3d1X6X3X4X5X1X2X8X13X9X11X14X7X12X10CABd2220kV110kV10kVX8CABd1d2d3X3X4X1X6X5X7X2X15X16X17X15=X9X10=X9/2=1. 37/2=0.685X16=X11X12=X11/2=1.57/2=0.785X17=X13X14=X13/2=0.33/2=0.165X6X7YX3X6Y1YX2X6Y2Y+X1d=X1X6=0.672.054.340.510.673.474.330.70.673.924.33+0.320.67=1.71CABd1d3X1dX3dX2dX15X16X17d2=0.792

41、.054.330.510.793.474.330.70.793.924.33+3.471.38X8X7YX3X8Y1YX2X8Y2Y+X2d=Y2X5+2.36+=0.672.054.330.510.673.474.330.70.673.924.33+3.921.48X6X7YX3X6Y1YX2X6Y2Y+X3d=Y1X4+2.52+其中，Y1=X3X4+X4X6+X3X6=0.72.52+2.520.67+0.70.67=3.92Y=1X1X3+X6 Y1 X2+X8 Y2 +=+10.320.7+0.67 3.92 0.51+0.79 3.47 +12.05=4.331X7Y2=X2X5+

42、X5X8+X2X8=0.512.36+2.360.79+0.510.79=3.47第三节 短路点的计算d1CABX1dX3dX2d一、d1点短路（220kV母线）Xjs1d = X1d=1.71=1.71Sb1 Sb2000 20001、计算各系统电源计算电抗 Xjs2d = X2d=1.38=1.035Sb2 Sb1500 2000Sb3 SbXjs3d = X3d=1.48=0.8881200 2000查表得系统电源点系统电抗*II0.2I4A1.710.600.570.62B1.0351.000.921.08C0.8881.171.071.302000 23032、短路电流有名值 I=（

43、0.6+1.00+1.17） =13.9(KA) 3、冲击电流 ich=2.55I=2.5513.9=35.45(kA)4、全电流最大有效值 Ich=1.51I=1.5113.9=20.99(kA)335、短路电流容量 Sd= IUn= 13.9230=5537.37(MVA)CABX1dX3dX2dd2X18二、d2点短路（110kV母线）1、计算各系统电源计算电抗X18=X15+X17=0.685+0.165=0.85各系统转移电抗：X1df=X1d X18(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X18)=4.6X2df=X2d X18(1/ X1d + 1/ X2d +

44、1/ X3d +1/ X18)=3.71 X3df=X3d X18(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X18)=3.98Xjs1d=X1df=4.60=4.6Sb1 Sb2000 2000各系统电源计算电抗：X1dfX3dfX2dfd1CABXjs2d=X2df=3.71=2.78Sb2 Sb1500 2000 Xjs3d=X3df=3.98=2.39Sb3 Sb1200 2000查表得系统电源点系统电抗*II0.2I4A4.60.180.200.18B2.780.3660.3520.367C2.390.4280.4090.4302000 11532、短路电流有名值 I=

45、（0.18+0.366+0.428） =9.78(KA)3、冲击电流 ich=2.55I=2.559.78=24.94(kA)4、全电流最大有效值 Ich=1.51I=1.519.78=14.77(kA)335、短路电流容量CABX1dX3dX2dd3X19 Sd= IUn= 9.78115=1948(MVA)三、d3点短路（10kV母线）1、计算各系统电源计算电抗X19=X15+X16=0.685+0.785=1.47各系统转移电抗：X1df=X1d X19(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X19)=6.7X2df=X2d X19(1/ X1d + 1/ X2d +1

46、/ X3d +1/ X19)=5.41 X3df=X3d X19(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X19)=5.8Xjs1d=X1df=6.70=6.7Sb1 Sb2000 2000各系统电源计算电抗：X1dfX3dfX2dfd1CABXjs2d=X2df=5.41=4.06Sb2 Sb1500 2000Xjs3d=X3df=5.80=3.48Sb3 Sb1200 2000查表得系统电源点系统电抗*II0.2I4A6.70.1490.1490.149B4.060.2460.2460.246C3.480.2870.2870.2872000 10.532、短路电流有名值 I

47、=（0.149+0.246+0.287） = =75.00(KA)3、冲击电流 ich=2.55I=2.5575=191.25(kA)4、全电流最大有效值 Ich=1.51I=1.5175=113.25(kA)335、短路电流容量 Sd= IUn= 7510.5=1364MVA)四、d3点短路（主变低压侧加装电抗器后的10kV母线）1、计算各系统电源计算电抗X20=X15+X16+Xk=0.685+0.785+4.189=5.659各系统转移电抗：X1df=X1d X20(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X20)=20.92X2df=X2d X20(1/ X1d + 1

48、/ X2d +1/ X3d +1/ X20)=16.88 X3df=X3d X20(1/ X1d + 1/ X2d +1/ X3d +1/ X20)=18.11Xjs1d=X1df=20.92=20.92Sb1 Sb2000 2000各系统电源计算电抗：X1dfX3dfX2dfd1CABXjs2d=X2df=16.88=12.66Sb2 Sb1500 2000Xjs3d=X3df=18.11=10.87Sb3 Sb1200 2000查表得系统电源点系统电抗*II0.2I4A20.920.0480.0480.048B12.660.0790.0790.079C10.870.0920.0920.09

49、22000 10.532、短路电流有名值 I=（0.048+0.079+0.092） = =24.08(KA) 3、冲击电流 ich=2.55I=2.5524.08=61.41(kA)4、全电流最大有效值 Ich=1.51I=1.5124.08=36.36(kA)35、短路电流容量3 Sd= IUn= 24.0810.5=437.93(MVA)附录二： 电气设备选择 一、220kV侧电气设备 1、断路器和隔离开关（主变回路）流过断路器的最大持续工作电流：Igmax =1.05=444A3 161.02 220 经查发电厂电气部分课程设计参考资料可用：SW2-220/1000少油断路器，固有分闸

50、时间为0.05s（小于0.08s），其全分闸时间为0.1S。后备保护的tb=3.5s。 tr=3.5+0.1=3.6s =I/I=13.9/15.06=0.92查发电厂电气部分课程设计参考资料图5-1（P112）可得短路电流发热等值时间（tr1）： tdz=tz=2.9s隔离开关按额定电压和额定电流选用GW6-220G/1000。断路器和隔离开关选择结果如下表所示：计算数据SW2-220/1000GW6-220G/1000U220kVUe220kV220kVIgmax444AIe1000A1000AI z15.06kAIekd15.8kAicj35.45kAIeg59kAItdz15.062.9(kA)SIrt214(kA)S215(kA)Sicj35.45kAidw59kA50kA从上表数据可知所选择的断路器和隔离开关合符220kV要求。2、母线、工作电流校验流过母线的最大长期工作电流：Igmax=1.05=444A 161.023 220根据最大工作电流查发电厂电气部分课程设计参考资料选用：LGJQ-400。Iy25C=825A。y-y-070-4070-25当周围环境温度为40C时，温度修正系数为K= = =0.816