1、<p><b>　　學 院</b></p><p>　　畢 業(yè) 設 計 (論 文)</p><p>　　機械與電氣工程 系（院） 電氣工程及其自動化 專業(yè)</p><p>　　題 目變電站電氣主接線和中央音響信號裝置設計</p><p>　　學 生 姓 名

2、 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指 導 教 師 胡 慧 清 </p><p>　　完 成 日 期 2

3、015 年 月 日 </p><p>　　廣陽變電站電氣主接線和中央音響信號裝置設計</p><p>　　Design of Guangyang substation main electrical wiring and the acoustic signal device</p><p>　

4、　頁 數 ： 頁</p><p>　　表 格 ： 個</p><p>　　插 圖 ： 幅</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計為110/10kV廣陽變電站電氣主接線的初步設計，并繪制電氣主接線圖。該變電站設有兩臺主變壓器，站內主接線

5、分為110kV、10kV兩個個電壓等級。110KV電壓等級采用雙母線接線，10KV電壓等級采用單母線分段接線。根據中央信號系統的基本知識以及常規(guī)中央音響信號系統的工作原理及典型接線分析和帶自動重合閘裝置的斷路器控制回路。論文主要內容如下:</p><p>　　變電所中央信號是為了方便運行人員及時發(fā)現與分析故障，迅速消除和處理事故，統一調度和協調生產。在變電所中除了依靠測量儀表來監(jiān)視設備運行情況外，還必須借助燈光和

6、音響信號裝置來反映設備正常和非正常的運行狀況，可以更直觀、更醒目、更能引起人們的注意，同時由于各種信號代表不同的提示信息，為運行人員提供了設備異常或事故的對象和性質，幫助運行人員做出正確的判斷。 </p><p>　　介紹了中央信號各回路的分類以及對各回路的基本要求；并且詳細介紹了事故信號和預告信號裝置的功能。</p><p>　　事故信號和預告信號作為中央信號中的重中之重，在設計中主要選

7、用了性能比較穩(wěn)定的ZC-23型的沖擊繼電器，并對各回路的工作原理及作用進行了詳細的介紹。其中還對預告信號的瞬時預告信號和延時預告信號兩部分分別作了介紹。</p><p>　　對自動重合閘裝置的要求進行了分析， 其中主要對帶三相一次自動重合閘的斷路器控制回路進行了詳細分析。</p><p>　　關鍵字：繼電保護 中央信號 事故信號 預告信號</p><p><b

8、>　　Abstract</b></p><p>　　The substation central signal is for the sake of convenience circulate personnel in time detection and analysis break down, quick cancellation and processing trouble, unify

9、to adjust a degree to harmoniously adjust produce.In the substation in addition to depend on diagraph appearance to surveillance equipments circulate circumstance, return have to ask for help of light and stereo set sign

10、al equip to reflection the equipments be normal and not normal of circulate condition, can keep a view more</p><p>　　The thesis main contents is as follows:</p><p>　?、?Introduction central each

11、 back track of signal of classification and to each back track of basic request;And detailed introduction</p><p>　　The function settle a dispute past signal and prior announcement signal equip.</p>&l

12、t;p>　?、?Trouble signal and prior announcement signal are in the central signal of heavy medium of heavy, in the design main chose to use</p><p>　　Function more stability of the pound at of type ZC-23 is

13、after the electric appliances, and to the work of each back track principle and function carry on detailed of introduction.Return among them to prior announcement signal of moment prior announcement signal with postpone

14、prior announcement signal two part made introduction respectively.</p><p>　?、?To auto heavy match Zha to equip of request carried on analysis, among them main to take three mutually an auto heavy matched the

15、 chopper of Zha control back track to carry on detailed analysis.</p><p>　　Key words: Ralay protection, Central signal, Trouble signal, Prior announcement signal</p><p><b>　　目 錄</b>&

16、lt;/p><p><b>　　摘要II</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第一章 變電站電氣主接線設計1</p><p>　　1.1 主接線的設計原則1</p><p>　　1.1.1 主接線的設計原則1</p><p>　　

17、1.2 主接線的設計1</p><p>　　1.2.1 設計步驟2</p><p>　　第二章 主變壓器的選擇5</p><p>　　2.1 主變壓器臺數的選擇5</p><p>　　2.2 主變壓器型式的選擇5</p><p>　　2.2.1 相數的確定5</p><p>

18、　　2.2.2 繞組數的確定5</p><p>　　2.2.3 繞組連接方式的確定5</p><p>　　2.2.4 結構型式的選擇5</p><p>　　2.2.5 調壓方式的確定6</p><p>　　2.3 主變壓器容量的選擇6</p><p>　　2.4 主變壓器型號的選擇6</p>

19、<p>　　2.5 10KV線路負荷計算6</p><p>　　2.6 站用變壓器的選擇7</p><p>　　2.6.1 站用變壓器的選擇的基本原則7</p><p>　　2.6.2 站用變壓器型號的選擇7</p><p>　　第三章 短路電流計算9</p><p>　　3.1 短路計算的

20、目的、規(guī)定與步驟9</p><p>　　3.1.1 短路電流計算的目的9</p><p>　　3.1.2 短路計算的一般規(guī)定9</p><p>　　3.1.3 計算步驟9</p><p>　　3.2 變壓器的參數計算及短路點的確定10</p><p>　　3.2.1 變壓器參數的計算10</

21、p><p>　　3.2.2 短路點的確定10</p><p>　　3.3 各短路點的短路計算11</p><p>　　3.3.1 短路點d-1的短路計算(110kV母線)11</p><p>　　第四章 電氣設備選擇與校驗14</p><p>　　4.1 電氣設備選擇的一般規(guī)定14</p>

22、<p>　　4.1.1 一般原則14</p><p>　　4.1.2 有關的幾項規(guī)定14</p><p>　　4.2 高壓電氣設備選擇14</p><p>　　4.2.1 斷路器的選擇與校驗14</p><p>　　4.2.2 隔離開關的選擇及校驗18</p><p>　　4.2.3 電流

23、互感器的選擇及校驗18</p><p>　　4.2.4 電壓互感器的選擇及校驗19</p><p>　　4.3 母線及電纜的選擇及校驗20</p><p>　　4.3.1 材料的選擇20</p><p>　　4.3.2 母線截面積的選擇20</p><p>　　第五章 無功補償設計22</p&g

24、t;<p>　　5.1 無功補償的原則與基本要求22</p><p>　　5.1.1 無功補償的原則22</p><p>　　5.1.2 無功補償的基本要求22</p><p>　　5.2 補償裝置選擇及容量確定22</p><p>　　5.2.1 補償裝置的確定22</p><p>　　5

25、.2.2 補償裝置容量的選擇23</p><p>　　第六章 中央音響信號系統控制25</p><p>　　6.1 斷路器的控制信號回路設計原則25</p><p>　　6.2 燈光音響監(jiān)視斷路器控制回路和信號系統26</p><p>　　6.3 中央信號回路28</p><p>　　6.3.1 信號回

26、路的類型28</p><p>　　6.3.2 信號回路的基本要求29</p><p>　　6.3.3 事故信號和預告信號裝置的功能29</p><p>　　6.4 中央事故信號系統30</p><p>　　6.4.1 ZC-23型沖擊繼電器31</p><p>　　6.4.2 事故音響信號回路32</

27、p><p>　　6.5 帶自動重合閘裝置的斷路器控制回路錯誤!未定義書簽。</p><p>　　6.5.1 對自動重合閘裝置的基本要求錯誤!未定義書簽。</p><p>　　6.5.2 帶三相一次自動重合閘的斷路器控制回路錯誤!未定義書簽。</p><p>　　6.6 延時預告信號35</p><p>　　6.

28、7 光字牌的檢查35</p><p><b>　　論文小結37</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p>　　第一章 變電站電氣主接線設計</p><p>　　變電

29、站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統相連接，從而完成輸配電任務。變電站的主接線是電力系統接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統的安全、穩(wěn)定、靈活、經濟運行及變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產生直接的影響。</p><p>　　1.1 主接線的設計原則</p><p>　　1.1.1 主接線的設計原則</p>

30、<p>　　(1)考慮變電站在電力系統的地位和作用</p><p>　　變電站在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。</p><p>　　(2)考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模</p><p>　　變

31、電站主接線設計應根據5~10年電力系統發(fā)展規(guī)劃進行。應根據負荷的大小和分布、負荷增長速度及地區(qū)網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數和出線回數。</p><p>　　(3)考慮負荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響</p><p>　　對一、二級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一、二級負荷不間斷供電；三級負荷一般只需

32、一個電源供電。</p><p>　　(4) 考慮主變臺數對主接線的影響</p><p>　　變電站主變的容量和臺數，對變電站主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。</p><p>　　(5)考慮備用量的有無和大小對主

33、接線的影響</p><p>　　發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。</p><p>　　1.2 主接線的設計</p><p>　　1.2

34、.1 設計步驟</p><p>　　電氣主接線的設計，將分以下幾步：</p><p>　　(1)擬定可行的主接線方案：根據設計任務書的要求，在分析原始資料的基礎上，擬訂出若干可行方案，內容包括主變壓器形式、臺數和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式和各類設備的選擇等，并依據對主接線的要求，從技術和經濟上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2到3個技術上相當的較好方案。</p><

35、;p>　　(2)對較優(yōu)方案進行經濟計算。</p><p>　　(3)對較優(yōu)全面的技術，經濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。</p><p>　　(4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖，提供包括包括線路的原件的保護方式的選擇和整定計算。</p><p>　　1.2.2 初步方案設計</p><p>　　根據原始資料，此變電站有兩個個電壓等級：110

36、/10kV ，根據變電站與系統連接的系統圖知，變電站出線回路數是110kV為本期兩回、遠期四回，10kV的出線輸出回路是本期12回、遠期36回，10kV開關布置室為24回，為保證供電可靠性，可裝設兩臺三相三繞組主變壓器，可見此變電站還應該具備擴建方便的特性。為保證設計出最優(yōu)的接線方案，初步設計以下幾種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。</p><p>　　方案一：110kV側采用雙母線接線，10kV側采用單母分段接線，1

37、0kV側開關布置室采用單母線分段接線。</p><p>　　方案二：110kV側采用單母分段接線，10kV側采用單母分段接線，10kV側開關布置室采用單母線分段接線。</p><p>　　方案三：110kV側采用雙母線分段接線，10kV側采用雙母線接線，10kV側開光布置室采用單母線分段接線。</p><p>　　方案四：110kV側采用雙母線分段帶旁母接線，10k

38、V側采用雙母線接線，10kV側開關布置室采用雙母線接線。</p><p>　　分析可知：從可靠性上，該變電站將為附近的高校進行供電，屬于三級負荷，只需要單電源供電，可靠性要求可適當降低，減少投資，因此方案一和方案二為較優(yōu)方案。</p><p>　　兩種方案接線形式如下：</p><p>　　圖1-1 主接線方案一</p><p>　　圖1-2

39、 主接線方案二</p><p>　　1.2.3 最優(yōu)方案確定</p><p><b>　　(1)技術比較</b></p><p>　　在初步設計的兩種方案中，方案一：110kV側采用雙母線接線；方案二：110kV側采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點：① 系統運行、供電可靠；② 系統調度靈活；③ 系統擴建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：①

40、接線簡單；② 操作方便、設備少等；缺點：① 可靠性差；② 系統穩(wěn)定性差。所以，110kV側采用雙母線接線。</p><p>　　在初步設計的兩種方案中，方案一：10kV側采用單母分段接線；方案二：10kV側采用雙母線接線。由原材料可知，此為三級負荷，所以，10kV側采用單母分段接線。</p><p><b>　　(2)經濟比較</b></p><p

41、>　　對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上110kV側遠期增設兩回線路、10kV側遠期增設24回線，由于單母線分段接線比雙母線接線有更大大的靈活性，故110kV側選擇雙母線接線，保障功率主要接受測的可靠性為主，并且提供了一定的擴建性，而10kV側由于需求大的靈活性，且屬于三級負荷，故選擇單母線分段接線更加合適。關于10kV側開關室根據負荷等級和不具遠期擴建性，選擇單母線分

42、段接線。</p><p>　　由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110kV側為采用雙母線接線，10kV側為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。 </p><p>　　第二章 主變壓器的選擇</p><p>　　在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設備之一，其擔負著變換網絡電壓，進行電力傳輸的重要任務。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的

43、保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的經濟容量，提高網絡的經濟運行素質將具有明顯的經濟意義。</p><p>　　2.1 主變壓器臺數的選擇</p><p>　　為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側電網取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。本設計變電站有本期將有兩回110kV電源進線（遠期為四回），且低壓側電源只能由這兩回（遠期為四

44、回）進線取得，故可選擇兩臺主變壓器。</p><p>　　2.2 主變壓器型式的選擇</p><p>　　2.2.1相數的確定</p><p>　　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，同時配電裝置結構較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸等條件限制時，可選用兩臺容量較小的三

45、相變壓器，在技術經濟合理時，也可選用單相變壓器。</p><p>　　2.2.2繞組數的確定</p><p>　　在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側雖然無負荷，但需要在該側裝無功補償設備時，宜采用三繞組變壓器。</p><p>　　2.2.3繞組連接方式的確定</p><p>

46、　　變壓器繞組連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。</p><p>　　2.2.4 結構型式的選擇</p><p>　　三繞組變壓器在結構上有兩種基本型式。</p&

47、gt;<p>　　(1)升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　(2)降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。</p><p>　　(3)應根據功率傳輸方向來選擇其結構型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高

48、壓側向中壓側供電為主、向低壓側供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側向低壓側供電為主、向中壓側供電為輔，也可選用升壓型。</p><p>　　2.2.5調壓方式的確定</p><p>　　變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現。無勵磁調壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調節(jié)；有載調壓變分接頭較多，調壓范圍可達30%，且分接頭可帶負荷調節(jié)，但有載調壓變壓器

49、不能并聯運行，因為有載分接開關的切換不能保證同步工作。根據變電所變壓器配置，應選用無載調壓變壓器。</p><p>　　2.3 主變壓器容量的選擇</p><p>　　變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負荷考慮，因此此處應按3*50MVA=150MVA來考慮,并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷的50%~70%（35~110kV變電站為60%），或全部重要負荷（當

50、Ⅰ、Ⅱ類負荷超過上述比例時）選擇，由于此處為110/10kV變電站，且為三類負荷，故考慮當其中一臺停用時能滿足最大負荷的0.6來考慮。即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　2.4 主變壓器型號的選擇</p><p>　　Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%）</p><p&g

51、t;　　Sjs----最大計算負荷（kVA）</p><p>　　Pimax ----每個用戶的最大負荷（kW）</p><p>　　Cosφi---功率因數</p><p>　　Ke----同時系數</p><p>　　α%----線損率（取為5%）</p><p>　　全所最大計算負荷：Sjs∑=Ke'∑S

52、js（10kV）</p><p>　　2.5 10kV線路負荷計算</p><p>　　各負荷間同時系數為0.85</p><p>　　Sjs=0.85*（3500/0.85+2*5000/0.85+2*1500/0.85+2000/0.85+1500/0.85）*(1+5%)=21(MVA)</p><p>　　由上述計算結果可知：<

53、;/p><p>　　10KV側 PLMAX=21(MVA)</p><p>　　高壓側 PLMIN=0.6*(21+13.65)= 20.79(MVA) </p><p>　　變電站用電負荷Pz為：</p><p>　　Pz=0.0653(MVA)</p><p>　　所以變電站最大負荷Smax為： Smax=

54、20.79+0.0653=20.9(MVA)</p><p>　　由以上計算，查【《大型發(fā)電機變壓器分析》王維儉主編 中國電力出版社，2006（第四版）】附表8選擇主變壓器型號如表2-1所示</p><p>　　表2-1 主變壓器型號</p><p>　　2.6 站用變壓器的選擇</p><p>　　2.6.1 站用變壓器的選擇的基本原則&

55、lt;/p><p>　　(1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統的額定電壓相適應；</p><p>　　(2)阻抗電壓及調壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的；</p><p>　　(3)變壓器的容量必須保證站用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。</p><p>　　2.6

56、.2 站用變壓器型號的選擇</p><p>　　參考【《發(fā)電廠電氣設備及運行》宗士杰主編 中國電力出版社，1997】第153頁表5-3選擇站用變壓器如下：</p><p>　　表2-2 站用變壓器型號及參數</p><p>　　第三章 短路電流計算</p><p>　　3.1 短路計算的目的、規(guī)定與步驟</p><

57、;p>　　3.1.1 短路電流計算的目的</p><p>　　在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面：</p><p>　　(1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。</p><p>　　(2)在選擇電氣設備時，為了保證設備

58、在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。</p><p>　　(3)在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。</p><p&

59、gt;　　3.1.2 短路計算的一般規(guī)定</p><p>　　(1)電力系統中所有電源均在額定負載下運行。</p><p>　　(2)所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。</p><p>　　(3)短路發(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&

60、gt;　　(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>　　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>　　3.1.3 計算步驟</p><p>

61、　　(1)選擇計算短路點。</p><p>　　(2)畫等值網絡圖。</p><p>　?、偈紫热サ粝到y中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。</p><p>　?、谶x取基準容量Sb和基準電壓Ub（一般取各級的平均電壓）。</p><p>　　③將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。</p><p>　?、?/p>

62、繪制等值網絡圖，并將各元件電抗統一編號。</p><p>　　(3)化簡等值網絡：為計算不同短路點的短路值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗Xnd。</p><p>　　(4)求計算電抗Xjs。</p><p>　　(5)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）。

63、</p><p>　　①計算無限大容量（或Xjs≥3）的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　?、谟嬎愣搪冯娏髦芷诜至坑忻岛投搪啡萘?。</p><p>　　3.2 變壓器的參數計算及短路點的確定</p><p>　　3.2.1 變壓器參數的計算</p><p>　　基準值的選?。?，取各側平均額定電壓&l

64、t;/p><p>　　(1)主變壓器參數計算</p><p>　　由表1.4查明可知：U12%=10.5 U13%=17.5 U23%=6.5</p><p>　　U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(10.5+17.5-6.5)=10.75</p><p>　　U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(10

65、.5+6.5-17.5)=-0.25<0所以U2%=0</p><p>　　U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(17.5+6.5-10.5)=6.75</p><p>　　電抗標幺值為：X1=U1%/100*SB/SN=10.75/100*100/31.5=0.341</p><p>　　X2=U2%/100*SB/SN=-0/100*10

66、0/31.5=0</p><p>　　X3=U3%/100*SB/SN=6.75/100*100/31.5=0.214</p><p>　　(2)站用變壓器參數計算</p><p>　　由表2-2查明： </p><p>　　X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/0.08=50</p><p><

67、;b>　　(3)系統等值電抗</b></p><p>　　3.2.2 短路點的確定</p><p>　　此變電站設計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110kV進線處短路與變壓器高壓側短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。</p><p>　　3.3 各短路點的短路計算

68、</p><p>　　3.3.1 短路點d-1的短路計算(110kV母線)</p><p>　　網絡化簡如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 d-1點短路等值圖</p><p>　　Xf1=Xs＝x0l （Sj/U j2）＝0.4×150×（100/1152）＝0.454</p><p>

69、;　　Xjs1=Xf1×Sn/Sb=0.454×1000/100=4.54</p><p>　　因為Xjs1=4.54>3</p><p>　　所以I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs1=1/4.54=0.22 </p><p>　　Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×115)=0.502(kA)

70、</p><p>　　In=Ib×Sn/Sb =0.502×1000/100=5.02(kA)</p><p>　　I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.22×5.02=1.1(kA)</p><p>　　ich=2.55×I"=2.55×1.1=2.8(k

71、A)</p><p>　　ich=1.52×I"=1.52×1.1=1.672(kA)</p><p>　　S"=√3×I"×Un=√3×1.1×110=209.58(MVA)</p><p>　　3.3.2 短路點d-3的短路計算(10KV母線)</p>&l

72、t;p><b>　　網絡化簡為：</b></p><p>　　圖3-3 d-3點短路等值圖</p><p>　　Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=0.454+(0.341+0.214)//(0.341+0.214)=0.7315</p><p>　　Xjs3=Xf3×Sn/Sb=0.7315×1000/1

73、00=7.315</p><p>　　I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs3=0.1367</p><p>　　Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×10.5)=5.5(KA)</p><p>　　In=Ib×Sn/Sb =5.5×1000/100=55(KA)</p><p>　　

74、I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.1367×55=7.52(KA)</p><p>　　ich=2.55×I"=2.55×7.52=19.176(KA)</p><p>　　ich=1.52×I"=1.52×7.52=11.43(KA)</p><

75、p>　　S"=√3×I"×Un=√3×7.52×10=130.25(MVA)</p><p>　　2.3.4 短路點d-4的短路計算</p><p>　　網絡化簡只需在圖2.4上加站用變壓器的電抗標幺值即可，如下圖所示：</p><p>　　圖3-4 d-4點短路等值圖</p><

76、;p>　　Xf4=Xf3+X4=0.7315+50=50.7315</p><p>　　Xjs2=Xf4×Sn/Sb=50.7315×1000/100=507.315</p><p>　　I"*=I∞*=I0.2*= 1/Xjs3=0.00197</p><p>　　Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×

77、0.4)=144.34(KA)</p><p>　　In=Ib×Sn/Sb =144.34×1000/100=1443.4(KA)</p><p>　　I"= I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.00197×1443.4=2.84(KA)</p><p>　　ich=2.55×I&q

78、uot;=2.55×2.84=7.242(KA)</p><p>　　ich=1.52×I"=1.52×2.84=4.32(KA)</p><p>　　S"=√3×I"×Un=√3×2.84×0.38=1.87(MVA)</p><p>　　2.4 繪制短路電流計算

79、結果表</p><p>　　總結以上各短路點短路計算，得如下短路電流結果表：</p><p>　　表3-1短路電流結果表</p><p>　　第四章 電氣設備選擇與校驗</p><p>　　導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件。 </p><p>　

80、　4.1 電氣設備選擇的一般規(guī)定</p><p>　　4.1.1 一般原則</p><p>　　應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。</p><p>　　4.1.2 有關的幾項規(guī)定</p><p>　　導體和電器應按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。<

81、/p><p>　　(1)在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應按下表計算。</p><p>　　4-1 各回路持續(xù)工作電流</p><p>　　注： 等都為設備本身的額定值。</p><p>　　4.2 高壓電氣設備選擇</p><p>　　4.2.1 斷路器的選擇與校驗</p><p>

82、　　斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據我國當前制造情況，電壓6－220kV的電網一般選用六氟化硫斷路器， 斷路器選擇的具體技術條件如下：</p><p><b>　　(1)電壓：</b></p><p>　　Ug(電網工作電壓)≤Un

83、 （4-1）</p><p><b>　　(2)電流：</b></p><p>　　Ig.max(最大持續(xù)工作電流)≤In （4-2）</p><p><b>　　(3)開斷電流：</b>&l

84、t;/p><p>　　Idt≤Ikd （4-3）</p><p>　　式中：Idt——斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量； Ikd ——斷路器的額定開斷電流。</p><p><b>　　(4)動穩(wěn)定：<

85、;/b></p><p>　　ich≤imax （4-4）</p><p>　　式中：ich ——斷路器極限通過電流峰值；</p><p>　　imax——三相短路電流沖擊值。</p><p><b>　

86、　(5)熱穩(wěn)定：</b></p><p>　　I∞2tdz≤It2t （4-5）</p><p>　　式中：I∞——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p><p>　　其中：，由和短路電流計算時間t，可從《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第112頁，查短

87、路電流周期分量等值時間t,從而計算出。</p><p><b>　　斷路器的選擇</b></p><p>　　根據如下條件選擇斷路器：</p><p><b>　　電壓：</b></p><p>　　電流：，各回路的見表4-2。 </p><p>　　各斷路器的選擇結果見下表

88、：</p><p>　　表4-2 斷路器的型號及參數</p><p><b>　　斷路器的校驗</b></p><p>　　(1)校驗110kV側斷路器</p><p>　?、?開斷電流： Idt≤Ikd

89、 </p><p>　　由表3-1得知:Idt=1.1(kA) Ikd=31.5(kA) Idt<Ikd</p><p>　?、?動穩(wěn)定：ich≤imax </p><p>　　由表3-1得知:ich=2.8(kA) imax=80(kA) ich<imax&l

90、t;/p><p>　　③ 熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t </p><p>　　β"=I"/I∞=1.1/1.1=1 t=2+0.03=2.03(s)</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第112頁 得：tz=1.65(s)</p><p>　　tdz=tz+0.05β"=1.6

91、5+0.05=1.7(s)</p><p>　　I∞2tdz=1.12×1.7=2.057[（kA）2s]</p><p>　　It2t=31.52×2.03=2282.18 [（kA）2s] </p><p>　　則：I∞2tdz≤It2t </p><p>　　經以上校驗此斷路器滿足各項要

92、求。</p><p>　　(2)校驗變壓器35KV側斷路器</p><p>　?、?開斷電流：Idt≤Ikd</p><p>　　由表3-1得知:Idt=2.5(kA) Ikd=25(kA) Idt<Ikd</p><p>　?、?動穩(wěn)定：ich≤imax</p><p>　　由表3-1得知:ich=6.

93、375(KA) imax=80(kA) ich<imax</p><p>　?、?熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t</p><p>　　β"=I"/I∞=2.5/2.5=1 t=2+0.06=2.06(s)</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第112頁 得：tz=1.65(s)</p><

94、;p>　　tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)</p><p>　　I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[（kA）2s]</p><p>　　It2t=252×2.06=1287.5 [（kA）2s] </p><p>　　則：I∞2tdz≤It2t </p>

95、;<p>　　經以上校驗此斷路器滿足各項要求。</p><p>　　(4)校驗變壓器10KV側斷路器</p><p>　　① 開斷電流：Idt≤Ikd</p><p>　　由表3-1得知:Idt=7.52(KA) Ikd=40(kA) Idt<Ikd</p><p>　?、?動穩(wěn)定：ich≤imax</p>

96、<p>　　ich=19.176(KA) imax=100(kA) ich<imax</p><p>　　③ 熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t</p><p>　　β"=I"/I∞=7.52/7.52=1 t=2+0.06=2.06(s)</p><p>　　查《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第112頁 得：tz

97、=1.65(s)</p><p>　　tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)</p><p>　　I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[（kA）2s]</p><p>　　It2t=43.52×2.06=3898 [（kA）2s] </p><p>　　則

98、：I∞2tdz≤It2t </p><p>　　經以上校驗此斷路器滿足各項要求。</p><p>　　(5)校驗10kV出線側斷路器</p><p>　?、?開斷電流：Idt≤Ikd</p><p>　　由表3-1得知:Idt=7.52(kA) Ikd=17.3(kA) Idt<Ikd</p><p>　?、?/p>

99、 動穩(wěn)定：ich≤imax</p><p>　　由表3-1得知:ich=19.176(kA) imax=29.4(kA) ich<imax</p><p>　?、?熱穩(wěn)定： I∞2tdz≤It2t</p><p>　　由表3-1得知:β"=I"/I∞=7.52/7.52=1 t=2+0.03=2.03(s)</p>

100、<p>　　查《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第112頁 得：tz=1.65(s)</p><p>　　tdz=tz+0.05β"=1.65+0.05=1.7(s)</p><p>　　I∞2tdz=7.522×1.7=96.14[（kA）2s]</p><p>　　It2t=17.32×2.03=607.56 [（kA）

101、2s] </p><p>　　則：I∞2tdz≤It2t </p><p>　　經以上校驗此斷路器滿足各項要求。</p><p>　　4.2.2 隔離開關的選擇及校驗</p><p>　　隔離開關是高壓開關的一種，因為沒有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點，可以有效的隔離電源，通

102、常與斷路器配合使用。</p><p>　　隔離開關型式的選擇，其技術條件與斷路器相同，應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合的技術經濟比較，然后確定。其選擇的技術條件與斷路器選擇的技術條件相同。</p><p><b>　　隔離開關的選擇</b></p><p>　　根據如下條件選擇隔離開關：</p><p>

103、<b>　　電壓：</b></p><p>　　電流：，各回路的見表4-4。</p><p>　　各隔離開關的選擇結果見下表：</p><p>　　表4-4 隔離開關的型號及參數</p><p>　　4.2.3 電流互感器的選擇及校驗</p><p>　　電流互感器選擇的具體技術條件如

104、下：</p><p>　　(1)一次回路電壓： </p><p>　　Ug≤Un （4-6）</p><p>　　式中：Ug——電流互感器安裝處一次回路工作電壓；</p><p>　　Un ——電流互感器額定電壓。&l

105、t;/p><p>　　(2)一次回路電流：</p><p>　　Igmax≤In （4-7）</p><p>　　式中：Igmax——電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；</p><p>　　In——電流互感器原邊額定電

106、流。</p><p>　　當電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等于時，應對In進行修正。修正的方法與斷路器In的修正方法相同。</p><p><b>　　(3)準確級</b></p><p>　　準等級是根據所供儀表和繼電器的用途考慮?；ジ衅鞯臏实燃壊坏玫陀谒﹥x表的準確級；當所供儀表要求不同準確級時，應按其中要求準確級最高的儀表來確定電流互感器的

107、準確級。</p><p>　?、?與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與儀表相配合分流器、變壓器的準確級為0.5級，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級為0.5。儀表的準確級為1.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級0.5。儀表的準確級為2.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級1.0。&

108、lt;/p><p>　　② 用于電能測量的互感器準確級：0.5級有功電度表應配用0.2級互感器；1.0級有功電度表應配用0.5級互感級，2.0級無功電度表也應配用0.5級互感器；2.0級有功電度表及3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器。</p><p>　?、?一般保護用的電流互感器可選用3級，差動距離及高頻保護用的電流互感器宜選用D級，零序接地保護可釆用專用的電流互感器，保護用電流互感

109、器一般按10%倍數曲線進行校驗計算。</p><p>　　4.2.4 電壓互感器的選擇及校驗</p><p>　　電壓互感器選擇的具體技術條件如下：</p><p><b>　　(1)一次電壓：</b></p><p>　　1.1Un>U1>0.9Un

110、 （4-8）</p><p>　　式中：Un——電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動范圍為</p><p>　　(2)二次電壓U2n：電壓互感器二次電壓，應根據使用情況，按《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第118頁、表538進行選擇。</p><p>　　(3)準確等級：電壓互感器應在那一準確等級下工作，需根據

111、接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定。</p><p>　　(4)二次負荷S2：</p><p>　　S2≤Sn （4-9）</p><p>　　式中：S2——二次負荷；</p><p>　　Sn

112、——對應于在測量儀表所要求的最高準確等級下，電壓互感器的額定容量。</p><p><b>　　電壓互感器的選擇</b></p><p>　　由電壓互感器選擇的技術條件及各側使用情況：</p><p>　　(1)110kV側： Un=110(kV) U2n=100/√3(V) </p><p>　　參考《發(fā)

113、電廠電氣部分課程設計參考資料》185頁表5.44，三側電壓互感器選擇如下表所示：</p><p>　　表4-6 電壓互感器型號及參數</p><p>　　4.3 母線及電纜的選擇及校驗</p><p>　　變電所屋內屋外配電裝置的主母線、變壓器電氣設備與配電裝置母線之間的連接導線統稱為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮：母線的材料、母線截面形狀、母線截面積的

114、大小、校驗母線的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　4.3.1 材料的選擇</p><p>　　配電裝置母線的材料有銅、鋁、鋁合金。銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性強，用途廣，是很好的母線材料。但是銅的儲量不多，價值較貴，因此銅母線只用于空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置。鋁的電阻率為銅的1.7-2倍，密度為銅的30%，而且儲量多價值也低，因此在屋內屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線或鋁合金母

115、線。在機械強度要求較高的情況下使用銅母線。</p><p>　　4.3.2 母線截面積的選擇</p><p>　　(1)按長期發(fā)熱允許電流選擇</p><p>　　各種電壓等級的配電裝置中，主母線和下引線以及臨時裝設的母線，一般均按長期發(fā)熱允許電流選擇截面積。因此，必須滿足在正常運行中，通過母線的最大長期工作電流不應大于母線的長期發(fā)熱允許電流，即：</p>

116、;<p>　　KIal≥Igmax (4-10)</p><p>　　式中： Ial——相應于環(huán)境溫度為25oC及母線放置方式時母線的長期允許電流。</p><

117、;p>　　Igmax——通過母線的最大長期工作電流。</p><p><b>　　K——溫度修正系數</b></p><p><b>　?。?-11)</b></p><p>　　θ0為母線的額定溫度，通常θ0=250C，θ為母線安裝地點的實際環(huán)境溫度，θal為母線的長期允許溫度，通常θal=700C。</p&

118、gt;<p>　　(1)110KV母線選擇</p><p>　　可知110KV母線中Igmax=116.05A</p><p>　　KIal=0.943×252=237.636>116.05=Igmax</p><p>　　所以選25×3的矩形鋁母線截面積為75mm2平放Ial=252A</p><p>

119、;<b>　　(1)按額定電壓：</b></p><p>　　(2)按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積S，查表3.2得：</p><p>　　參考《發(fā)電廠電氣部分》附表2-4、附表2.6，選擇電纜，時，、。</p><p><b>　　溫度修正系數</b></p><p><b>　　其中為土

120、壤溫度</b></p><p>　　參考《發(fā)電廠電氣部分》附表2.9及附表2-10得土壤熱阻修正系數,直埋兩根并列敷設系數。允許載流量</p><p><b>　　（4-12）</b></p><p><b>　　滿足長期發(fā)熱要求。</b></p><p>　　第五章 無功補償設計<

121、;/p><p>　　無功電源和有功電源一樣是保證系統電能質量和安全供電不可缺少的。據統計，電力系統用戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功率的50~100%。另外電力系統中的無功功率損耗也很大，在變壓器內和輸電線路上所消耗掉的總無功功率可達用戶消耗的總無功功率的75%和25%。因此，需要由系統中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的1~2倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關系較有功功率與電壓的關系更