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'110kv变电站毕业设计摘要变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110kV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）防雷与接地保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。[关键词]变电站、负荷、输电系统、配电系统、高压网络、补偿装置II AbstractThesubstationisanimportancepartoftheelectricpowersystem,itisconsistedoftheelectricappliancesequipmentsandtheTransmissionandtheDistribution.Itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem,throughitsfunctionoftransformationandassign,transportandsafety.Thentransportthepowertoeveryplacewithsafe,dependable,andeconomical.Asanimportantpartofpower’stransportandcontrol,thetransformersubstationmustchangethemodeofthetraditionaldesignandcontrol,thencanadapttothemodernelectricpowersystem,thedevelopmentofmodernindustryandtheoftrendofthesocietylife.Theregionof110-voltageeffectmanyfieldsandshouldconsidermanyproblems.Analysechangetogiveorgetanelectricshockamissionforcarryingandcustomerscarriesetc.circumstance,choosetheaddress,makegooduseofcustomerdataproceedthencarrycalculation,ascertainthecorrectequipmentofthecustomer.Atthesametimefollowingthechoiceofeverykindoftransformer,thenmakesurethelinemethodofthetransformersubstation,thencalculatetheshort-circuitelectriccurrent,choosingtosendtogetherwiththeelectricwiremethodandthestyleofthewire,thenproceedingthecalculationofshort-circuitelectriccurrent.Thisfirststepofdesignincluded:(1)ascertainthetotalproject(2)loadanalysis(3)thecalculationoftheshort-circuitelectriccurrent(4)thedesignofanelectricshockthesystemdesigntoconnectwithsystemandthechoiceoflineproject(5)thecontentstodefendthethunderandprotectionofconnecttheearth.Alongwiththehighandquickdevelopmentofelectricpowertechnique,electricpowersystemthencanchangefromthegenerateoftheelectricitytothesupplythepower.[keywords]substation,load,transmissionsystem,distribution,highvoltagenetwork，correctionequipmeII 华北水利水电学院电力学院毕业设计第一部分说明书第1章原始资料1.1主要技术指标或主要设计参数（1）建所目的为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座110/35/10kV的区域性降压变电所。（2）拟建变电站概况110KV以双回路与50km外的系统相连。系统最大方式的容量为1200MVA，相应的系统电抗为0.45；系统最小的方式为700MVA，相应的系统电抗为0.54，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5850h。（3）35KV架空线4回，2回输送距离30km，每回输送功率9MVA；2回输送距离20km，每回输送功率6MVA。（4）10KV电压级，电缆出线4回，输送距离5km，每回输送功率1.5MW；架空输电线3回，输送距离7km，每回输送功率0.8MW。（5）变电站所在高度65M，最高年平均气温20摄氏度，月平均气温26摄氏度。1.2.概述本变电站110kV为系统侧，35kV和10kV为负荷侧；首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第2章变电站电气主接线电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，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，合理确定主接线方案。2.1.110kv变电站主接线设计2.1.1设计原则变电所根据5－10年电网发展规划进行设计。在有一、二级负荷的变电所中宜采用双路电源供电装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设三台主变压器，如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等要求。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度。主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理（即投资省、占地面积小，电能损失少）。变电所电气主接线指变电所的变压器，输电线路与电力系统连接，从而完成输配电任务。变电所主接线是民力系统的一个重要组成部分，是保证出力电和电能质量的关键环节，它必须满足工作可靠、调度灵活，运行检修方便，具有经济性和发展的可能性等条件。（1）主接线的设计原则①考虑变电所在电力系统的地位和作用第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计②考虑近期和远期的发展规模③考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响④考虑主变台数对主接线的影响⑤考虑备用量的有无和大小对主接线的影响（2）接线设计的基本要求根据我国能源部关于《110－500中kV变电所设计技术规程》SDT－88规定："变电所电气主接线应根据变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建要求。①可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观准是运行实践评价可靠性的标志，1）断路器检修时是否影响供电2）线路、断路器母线检修和故障时，停运线路的回数和停运时间的长短以及能否保证对重要用户的供电3）变电所全部停电的可能性4）有些国家以每年用户不停电时间的百分比来表示供电可靠性，先进的指标都在99.9%以上②灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求1）调度要求：可灵活的投入和切除变压器、线路。调配电源和负荷，能够满足系统在运行方式下，检修方式下特别方式下的调度要求。2）检修要求：可方便的停运断路器，母线及其继电器保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3）扩建要求：可容易的从初期过渡到终期接线使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。③经济性经济性主要是投资高，占地面积小，能量损失小。（3）基本接线及适用范围第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计单母线接线：①优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和釆用成套配电装置。②缺点：不够灵活、可靠，任一元件（母级及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短停电。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。③适用范围：a．6－10kV配电装置的出线回路数不超过5回b．35－63kV配电装置的出线回路数不超过3回c．110－220kV配电装置的出线回路数不超过2回2．单母线分段接线①优点：a.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报路，有两个电源供电。b.当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。②缺点：a.当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间内停电。b.当出线为回路时，常使架空线路出现交叉跨跃③适用范围a.6－10kV配电装置的出线回路数不超过6回及以上时b.35－63kV配电装置的出线回路数不超过4-8回c.110－220kV配电装置的出线回路数不超过3-4回3．双母线接线①优点：a.供电可靠b.调度灵活c.扩建方便d.便于试验第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计②缺点：a.增加一组母线和使用每回路就需增加一组母线隔离开关。b.当母线故障需检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作③适用范围：a.6－10kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。b.35－63kV配电装置，当出线回路数超过8回时其连接的电源较多，负荷较大时。c.110－220kV配电装置，在系统中处重要地位，出线回路数为4回及以上时。4．双母线分段接线当220KV进出线回路较多时，双母线需要分段，分段的原则为：①当进出线回路数为10－14时，在每一级母线上用断路器分段②当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。③在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。④为了限制220KV母线短路电流系统解列运行的需要，可根据需要将母线分段35－110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组成或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或单母分段的接线。35－63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、单母线分段或双母线的35－110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当110kV线路为6回及以上时，35－63为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器。主变压器35－110kV回路中的断路器，有条件时亦可接入旁路母线。采用SF6断路器的主接线不宜设旁路设施。当变电所装有两台主变压器时，6－10kV侧宜采用单母线分段。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当6－35kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。2.1.2本站设计方案经过对原始资料的分析可以了解到，本次设计中的变电所电压为110/35/10kV，110kV为系统侧，10kV侧和35kV侧为负荷侧。10kV侧7回出线。35kV侧4回出线。（1）为保证供电可靠性，变电所装设两台主变。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计（2）110kV二回进线，不允许停电检修短路器，采用六氟化硫断路器，采用单母线分段接线（3）35kV侧四回出线，不允许停电检修短路器，须保证其供电可靠性，采用单母分段接线（4）10kV侧7回出线，采用单母线分段接线方案Ⅰ：110KV采用单母分段，35kV采用单母分段，10kV单母分段接线。图2-1第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计方案Ⅱ：110KV采用单母线，35kV采用单母分段接线，10kV采用单母接线。图2-2根据接线选择原则可知，方案Ⅰ更符合。2.2主接线中的设备配置2.2.1断路器的配置断路器的主要功能：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。本站断路器的装设：在本变电站中110kV和35kV均装设高性能六氟化硫断路器，它性能好检修周期长，可以不加设旁路。10kV侧采用室内设备，电缆出线均采用高压开关柜。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计2.2.2隔离开关的配置配置原则：断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。中性点直接接地的普通变压器应通过隔离开关接地。接在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。本站隔离开关的装设：110kV和35kV使用室外设备。10kV侧出线均选用室内高压开关柜。2.2.3．电压互感器的配置配置原则：母线，除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组PT，用于同步测量仪表和保护装置。线路，35KV及以上输电线路，当对端有电源时为了监视线路有无电压进行同步和设置重合闸，装有一台单相PT。发电机，一般装2—3组PT。变压器，变压器低压册有时为满足同步式继电保护之要求设有一组PT。本站电压互感器的设置：本站10kV装有一组电压互感器，35kV侧的母线上装有一组电压互感器，110kV侧电缆由于测量需要也装设电压互感器。无功补偿装设单相电压互感器。一次侧接地由于测量相对地电压，二次侧接地保护人员安全，三次侧开口测量零序电压。2.2.4电流互感器的配置配置原则：每条支路的电源侧均应装设足够数量的电流互感器，供该支路的测量、保护使用。发电机出口配置一组电流互感器供发电机自动调节励磁装置使用，相数、变比、接线方式与自动调节励磁装置的要求相符。配备差动保护的元件，应在元件各端口配置电流互感器，当各端口属于同一电压级时，互感器变比应相同，接线方式相同。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、保护和自动装置的要求。变压器的中性点、变压器的出口、桥形接线的跨条上，虽未设断路器，也应装设电流互感器对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，可按两相或三相配置。本站电流互感器的配置：10kV侧电缆设电流互感器，35kV，110kV侧变压器出线装设电流互感器变压器中性点装设三相电流互感器。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第3章变压器容量台数及型号的选择3.1选择原则主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。主变压器容量一般按变电所、建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器。110kV及以上电压的变压器绕组一般均为YN连接；35kV采用YN连接或D连接，采用YN连接时，其中性点都通过消弧线圈或小电阻接地。3.2台数的确定有一、二级负荷的变电所宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时可装设2台以上；变电所有其他电源能保证主变故障停运后的一级负荷，可装设一台主变。当变电所装设2台及2台以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60%-70%.故根据以上要求及所设计变电所参数本变电所选择两台变压器。3.3主变容量的确定主变容量的确定应根据电力系统5—10年发展规划进行变压器最大负荷按下式确定：(3-1)式中：——负荷同时系数第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计——按负荷等级统计的综合用电负荷。对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按确定如此，当一台变压停运，考虑变压器的过负荷能力为40%时，则可保证98%的负荷供电。3.4变压器型式的选择1）相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件的因素。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。当不受运输条件限制时，330kV及以下变电所的主变压器均应采用三相变压器。可知本变电所采用三相变压器。2）绕组数量和连接方式的选择a.绕组数量：在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变宜采用三绕组变压器。对深入引进支付和中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，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。b.绕组连接方式：我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y连接，35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。故本变电所采用三绕组变压器，在110kV侧Y连接，35kVY连接，10kV侧连接出。3）调压方式第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，对于220kV及以上的降压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用有载调压，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。4）冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择加强型风冷却。最终选择的变压器参数列表如下：表3-1型号SFSQ7-40000/110联接组标号YN，yn0，d11短路损耗（kw）210空载电流%0.9空载损耗(kW)54.5额定电压(kV)高压中压低压210±2×2.5%35±2×2.5%10±2×2.5%额定容量MVA404040阻抗电压％高－中高－低中－低10.5186.5第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计3.5所用变压器形式的选择变电所用设备的用电统称为所用电。所用电比厂用电小得多。有人值班的地方变电所中的用电设备主要有变压器的冷却风扇，蓄电池的充放电设备或整流操作设备，检修设备等。一般按主变容量的2%选取。由于本所是110kv变电所，故可装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。最终选择所用变压器结果如下：表3-2S9-80/10的变压器参数型号S9-80/10联接组标号Y，yn0空载电流%2.0空载损耗(kW)0.25额定电压(kV)高压低压10±5%0.4额定容量MVA0.080.08阻抗电压％4第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第4章.短路计算4.1.短路说明短路是电力系统最常见的故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相或中性点接系统中相与地之间的短路。短路形成的原因有很多种一般的有：（1）设备绝缘损坏：正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但电气设备在制造时可能存在某些缺陷；在运输、保管和安装的过程中，绝缘可能受到机械损伤；长期低电压过电流运行的设备绝缘会迅速老化等原因，使电气设备的绝缘受到削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路。（2）恶劣的自然条件，大气过电压（雷击）引起闪络，大风和复冰引起倒杆和短线等造成短路。（3）工作人员误操作如设备检修未拆除地线就加电压、运行人员带负荷拉刀闸等。在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。（4）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。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计4.2.短路计算的前提条件及步骤4.2.1前提条件（1）电力系统中所有电源均在额定负载下运行。（2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。（3）短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。（4）所有电源的电动势相位角相等。（5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。4.2.2考虑因素（1）接线方式：计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（2）计算容量：应按本工程设计规划容量计算，考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建成后5－10年）（3）短路种类：一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的进行校验（4）短路计算点：在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的6－10kV出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。4.2.3一般计算步骤（1）选择计算短路点第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计画等值网络（次暂态网络）图，首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗Xd"。选取基准容量和基准电压(一般取后级的平均电压)将各元件电抗换算为同一基准值的标么值（2）给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号（3）化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辅射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd。（6）计算无限大容量(或Xjs=3)的电源供给的短路电流周期分量。（7）计算短路电流周期分量有名值。（8）计算短路电流冲击值。（9）计算异步电动机供给的短路电流。（10）绘制短路电流计算结果表。由于此变电站系统为无限大，采用公式如下计算短路电流：IK=E/XK其中XK----转移电抗E-----系统电势（一）三项短路的短路电流的计算1、三相短路的短路电流（无限大功率电源）的计算（1）根据本变电站主接线图画出等值电路图（2）计算各电气元件的电抗标幺值（3）对各短路计算点进行网络化简，求出总阻抗（4）本变电站的系统均为无限大功率电源，=（4-1）2、三相短路的短路电流（有限大功率电源）的计算（1）画出以标幺值电抗表示的等值电路图。（2）等值网络化简，求转移电抗（3）由转移电抗求计算电抗，当不等于时，＝，（4-2）由查运算曲线表，求相互各短路计算点的三相短路电流.。（二）、两相短路的短路电流的计算第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计两相短路的边界条件：=0；=-；=（4-3）（三）、两相接地短路的短路电流计算两相接地短路的边界条件：=0；==0（4-4）短路点分布图：图4-1第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计短路电流计算结果：表4-1短路点短路电流（kA）三相短路4.68.4316.496两相短路3.9865.398.248两相短路接地4.127.7060单相短路接地3.337.950第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第5章.设备的选择原理5.1.一般原则及技术条件5.1.1原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并要求考虑10到20年的发展。并按当地环境条件校核。应力求技术先进和经济合理，与整个工程的建设标准应协调一致。同类设备应尽量减少品种。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，在特殊情况下，用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。5.1.2长期工作条件电压：选用的电器在允许最高工作电压Umax不低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug(5-1)电流：选用的电器额定电流In不得低于所在回路在各种可能方式下的持续工作电流Ig,即：(5-2)5.1.3短路稳定条件校验的一般原则：电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，则应按严重情况校验。用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护的电压互感器，可不验算动、热稳定。短路的热稳定条件：It²t≥I∞²tdz(5-3)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)第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计校验短路热稳定所用的计算时间tdz按下式计算：tdz=tb+td(5-4)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）注：验算导体和110kV以下电缆适中热稳定时，用的计算时间釆用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。短路的动稳定计算：imax≥ich(5-5)ich-----短路冲击电流峰值（kA）imax-----电器允许的极限通过电流峰值（kA）5.2.高压电气设备选择5.2.1高压断路器的选择断路器型式的选择：除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选用少油断路器，电压110－330kV电网，可选用SF6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。断路器服选择的具体技术条件如下：（1）电压：Ug≤Un(5-6)Ug---电网工作电压（2）电流：Ig.max≤InIg.max---最大持续工作电流（3）开断电流：Ip.t≤Inbr(5-7)Ipt---断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量Inbr---断路器额定开断电流（4）动稳定：ich≤imax(5-8)imax---断路器极限通过电流峰值ich---三相短路电流冲击值（5）热稳定：I∞²tdz≤It²t(5-9)I∞---稳态三相短路电流第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计tdz-----短路电流发热等值时间It---断路器t秒热稳定电流其中tdz=tz+0.05β"²由β"=I"/I∞和短路电流计算时间t，可从《发电厂电气部分课程设计参考资料》P112，图5－1查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出tdz。（具体选择计算见毕业设计计算书）5.2.2隔离开关的选择隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较然后确定。参数的选择要综合考虑技术条件和环境条件。1）选择的具体技术条件如下：1）电压：Ug≤UnUg---电网工作电压2）电流：Ig.max≤InIg.max---最大持续工作电流3）动稳定：ich≤imax4）热稳定：I∞²·tdz≤It²·t（具体选择计算见毕业设计计算书）。高压断路器和隔离开关的选择结果：表5-1高压断路器隔离开关变压器110kV侧LW-110/1250GW4-110/1000变压器35kV侧LW835/1600GW5II-35(D)变压器10kV侧ZN22-10GN3-105.2.3母线的选择及校验载流导体一般都采用铝质材料，工业上常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线散热好，有一定的机械强度，便于固定连接，但集肤效应系数大，一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电设备中;槽形母线机械强度较好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于4000-8000A配电装置中；管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，可用于8000A以上的大电流母线，另外，由于圆管形表面光滑，电晕放电电压高，可用于110及以配电装置母线。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计35kV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。截面选择（1）软母线的截面选择：按照经济电流密度选择的母线都能满足导体长期发热条件，故按经济电流密度选择：S=Imax/J(5-10)Imax---正常工作时的最大持续工作电流J---经济电流密度。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数Tmax，将有不同取值。（2）硬母线的截面选择：硬母线一般用于电压较低的配电装置中，所以，可以按最大持续工作电流选择导线截面积：Igmax≤IyIy---相应于某一母线布置方式和环境温度为+25oC时的导体长期允许载流量。K---温度修正系数。(5-11)（3）热稳定校验1）软母线不需热稳定的校验2）硬母线的热稳定校验：Smin=sqrt(QkKs)/C(5-12)C---热稳定系数。与导体材料及温度有关。（4）动稳定校验1）软母线无需动稳定校验。2）硬母线的动稳定校验：各种形状的硬母线通常都安装在支柱绝缘子上短路击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算。110及以上单根圆管母线上产生的应力不能忽略不计。3）多条母线的应力计算：当母线由多条组成时，母线上最大机械应力由相间作用应力σxj第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计和同相各条间的作用力σtj合成，所以：σmax=σxj+σtjA多条矩形母线的条间应力计算：由于同相条间距离很近，条件作用力大，为了减少σ，条间通常设有衬垫，为了防止同相各条矩形导体在条间作用力下产生弯曲而互相接触，衬垫间允许的最大跨距---临界跨距Lcr，可由下式决定；b,h---矩形导体的宽和高。λ---系数，铜：双条为1774，三条为1355；铝；双条为1003，三条为1197。Fb---同相各条母线间单位长度的作用力B当同相为2条时：fb=2k(0.5i)2*10-7/2b=2.5ki*10-8/b(n/m)k12,k13---条1，2和条1，3的截面形状系数。C当同相为3条时，边条受力最大。fb=fb+fb=8(k+k)i*10-9/b(n/m)k12,k13---条1，2和条1，3的截面形状系数。所选衬垫跨距应满足LbU1>0.9Un，Un为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围，即±10%Un。C)准确等级电压互感器的准确度是在二次负荷下的准确级。用于电度表准确度不低于0.5级，用于电压测量，不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。D）二次负荷Sn是对应于在测量仪表所要求的最高准确级下，电压互感器的额定容量。S2是二次负荷，它与测量仪表的类型，数量和接入电压互感器的接线方式有关，电压互感器的三相负荷经常是不平衡的，所以通常用最大一相的负荷和电压互感器一相的额定容量相比较。（具体选择计算见毕业设计计算书）。电压互感器的选择结果：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计表5-5型号最大容量额定电压110KVTYD110/-0.015200035KVJDJJ2100010KVJSJW-10960100.15.2.7避雷器的选择避雷器有两种：（1）阀型避雷器按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器；（2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。用于线路作为防雷保护。A．阀型避雷器应按下列条件选择：额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。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（灭弧电压）；在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的80%。（具体选择计算见毕业设计计算书）。避雷器的选择结果：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计表4-7型号组合方式额定电压灭弧电压工频放电电压（kV）安装地点FZ－110单独110kV126kV不小于254不大于312110kV母线上FZ－35单独35kV41kV不小于84不大于104变压器中性点Y5W-16.5/45单独10kV12.7kV不小于26不大于3110kV母线上10kV出线电缆出线Y5W-12.7/44型避雷器5.2.8高压熔断器的选择保护电压互感器的熔断器一般选RN2型，其额定电压应高于或等于所在电网的额定电压（限流式只能等于电网电压）额定电流通常为0.5A其开断电流高压熔断器选择结果：35kV侧选择RW9-35型避雷器；10kV侧选择RN2-10型避雷器；第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第6章.主变压器保护的配置和整定电力变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备,它的故障将对供电可靠性和系统正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的设备。因此,必须根据变压器的保护的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路；油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低。为保证电力系统安全运行，并将故障和不正常运行状态的影响限制到最小范围，变压器可装设如下继电保护：（1）短路故障主保护：瓦斯保护，纵联差动保护动，压力释放保护。另外，根据变压器的容量、电压等级及结构特点，可配置零差保护及分侧差动保护。（2）短路故障后备保护：复合电压启动的过电流保护，零序过电流或零序方向过电流保护，负序过电流或负序方向过电流保护，复合电压闭锁功率方向保护，低阻抗保护等。（3）异常运行保护：过负荷保护，过励磁保护，变压器中性点间隙保护，轻瓦斯保护，温度、油位保护及冷却器全停保护等。本次设计拟定从瓦斯保护、纵差动保护、变压器的相间故障后备保护、等方面的保护进行对变电站主变压器的保护。6.1变压器保护配置对于上述故障和不正常工作状态变压器应装设如下保护：（1）为反应变压器油箱内部各种短路和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式压器和户内0.4MVA以上变压器,应装设瓦斯保护；（2）为反应变压器绕组和引线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器,6.3MVA及以上的所用变压器,应装设纵差保护；（3）为反应变压器外部相间短路引起的过电流并作为瓦斯、纵差保护(过电流第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计流速断保护)的后备应装设过电流保护.例如,复合电压起动过电流保护或负序过电流保护；（4）为反应大接地电流系统外部接地短路,应装设零序电流保护；（5）为反应过负荷应装设保护6.2变压器主保护的整定6.2.1瓦斯保护的整定（1）一般瓦斯继电器气体容积整定范围为，变压器容量在10000kVA以上时，一般整定值为，气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。（2）重瓦斯保护油流速度的整定重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为，在整定流速时以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油流速度整定为。但在变压器外部时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为。因此，为防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在左右。6.2.2BCH-2纵联差动保护的整定(1)保护的整定计算原则：按平均电压及最大容量计算变压器各侧额定电流(6-1)式中——最大容量时绕组的额定容量；——该侧的额定相电压。(2)计算互感器各侧二次回路额定电流(6-2)式中——三相对称情况下电流互感器的接线系数，星形接线时，三角形接线时；第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计——电流互感器的变比。(3)计算变压器各侧外部短路时的最大短路电流。(4)按照下面三个条件确定保护装置的一次动作电流；避越变压器空载投入或外部故障切除后电压会腐蚀的励磁涌流(6-3)式中——可靠系数，一般取1.3；——变压器的额定电流。避越外部短路时的最大不平衡电流(6-4)式中——可靠系数，一般取1.3；——不平衡电流。躲电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流(6-5)式中——正常运行时变压器的最大负荷电流，在负荷电流不能确认时，可用变压器的额定电流。选用按上述三条件算得的最大值作为计算值。（1）确定基本侧差动线圈的匝数差动继电器的动作电流(6-6)差动线圈匝数(6-7)继电器的实际动作电流(6-8)第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计保护的一次动作电流(6-9)式中——继电器的动作安匝，=60At;——差动线圈计算匝数。（1）确定非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数Ⅰ侧平衡线圈匝数(6-10)Ⅰ侧工作线圈匝数(6-11)Ⅱ侧平衡线圈匝数(6-12)Ⅱ侧工作线圈匝数(6-13)式中，——非基本侧二次额定电流；——基本侧二次额定电流。计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差(6-14)式中——平衡线圈计算匝数；——平衡线圈整定匝数；——差动线圈整定匝数。保护装置的灵敏系数校验（一般不小于2）(6-15)式中——变压器差动保护范围内短路时，总的最小短路电流有名值；——保护的接线系数第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计6.3变压器后备保护为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器纵联保护、瓦斯保护的后备，变压器应装设后备保护。变压器相间短路的后备保护方案有过电流保护，低电压启动的过电流保护，复合电压启动过电流保护，负序电流保护或阻抗保护。6.3.1复合电压启动过电流保护及复序电压启动过电流保护：大机组升压变压器的过流保护为保证灵敏度满足要求，采用复合电压启动过电流保护及复序电压过电流保护形式的保护。(1)复合电压启动的过电流保护接线如图图6-1负荷电压起动过电流保护原理第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计（2）负序电流和单相式低电压启动的过流保护此保护由负序电流继电器和单相式低电压启动的过电流保护构成。由负序电流继电器反映两相短路故障，由单相式低电压的过流保护反映三相短路故障。图6-2低电压起动过电流保护的原理接线图整定计算原则如下（1）电流继电器启动电流按躲过变压器额定电流整定：(6-16)式中：为可靠系数，取1.2；为返回系数，取0.85。（2）低电压继电器对于降压变压器，低电压继电器启动电压应按最低电压整定(6-17)式中：为最低工资电压，取0.95；为可靠系数，取1.2；为返回系数，取1.15。（3）负序电压继电器第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计负序电压继电器的启动电压，应按躲过正常运行时负序滤过器输出的最大不平衡电压整定，一般取式中：为变压器额定线电压。(4)灵敏度校验电流继电器的灵敏度，应按后备保护范围末端两相金属短路时的最小两相短路电流校验(6-18)6.3.2过负荷保护变压器长期过负荷运行，会使绝缘老化，影响绕组寿命，因此还应装设过负荷保护。对于单侧电源三绕组降压变压器，若三侧绕组容量相同，过负荷保护装在电源侧。（1）过负荷保护的动作电流应躲过变压器额定电流：(6-19)式中：为可靠系数，取1.05；为返回系数，取0.85；为保护安装侧变压器额定电流。（2）动作时限为防止过负荷保护在外部短路故障及短时过负荷时动作，经延时而发信号，保护的动作时限应比过电流保护的最大时限大一个，一般取。6.3.3主变压器接地保护——零序保护变压器装设接地故障后备保护作为变压器内部绕组、引线、母线和线路接地故障的后备保护。中性点直接接地的变压器接地后备保护中性点直接接地的变压器接地后备保护由两段式零序过电流保护构成，零序过电流继电器接在变压器接地中性点回路电流互感器二次侧。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计由于自藕变压器高、低压绕组有电的联系，它的电抗值与普通变压器相比有所不同。在结构相同的情况下，假设普通变压器与自藕变压器的变比相同，额定容量等于自藕变压器的标准容量，则自藕变压器高、中压间的阻抗比普通变压器小。而中、低压间的阻抗比普通变压器大。低压侧一般为中性点不接地系统，单相接地时，纵差保护不动作。由于自藕变压器高、中压侧的电流互感器均按三角形接线，不能反应变压器高、中压侧的零序电流滤过器和中性点.对路的电流互感器构成零序差动回路，零序差动保护是反应三侧电流的相量和。因此，中性线电流相位的改变不影响零序差动保护的灵敏性。根据自藕变压器零序电流的分布情况，零序差动保护各侧电流互感器应选用相同的变比。若电流互感器变比不同，可采用自藕变流器加以补偿。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第7章功率补偿电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中,整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源,因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制,不仅可保证电压质量,而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。无功补偿设备包括系统中的并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。7.1提高功率因数的意义在用电设备中按功率因数划分，可以有以下三类：电阻性负荷、电感性负荷、电容性负荷。在用电设备中绝大部分为感性负荷。使用电单位功率因数小于1。功率因数降低以后，将带来以下不良后果：（1）使电力系统内电气设备的容量不能充分利用，因发电机和变压器电流是一定的，在正常情况下是不允许超过的，功率因数降低，则有功出力将降低，使设备容量不能得到充分利用。（2）由于功率因数降低，如若传输同样的有功功率，就要增大电流，而输电线路和变压器的功率损耗和电能损耗也随之增加。（3）功率因数过低，线路上电流增大，电压损耗也将增大，使用电设备的电压也要下降，影响异步电动机和其他用电设备的正常运行。为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发变电设备的容量，减小供电线路的截面，节省有色金属，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，必须提高用电单位的功率因数。7.2补偿装置的确定（1）同步调相机：同步调相机在额定电压±5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计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改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。（2）串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（COS＞0.95）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。故串联电容器调压一般用在供电电压为35kV或10kV，负荷波动大而频繁，功率因数又很低的配电线路上。（3）静止补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂。(4)并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。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，可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入或切除。由于本次设计的变电站为110kV降压变电站，从补偿的角度来选择，以上四种均能满足要求，但是从维护和性能的角度来考虑，选用并联电容器补偿装置比较合适。表8-1电容器选择结果型号额定电压（kV）额定容量（kvar）额定电容（F）联接方式尺寸（mm）BAFH11/-1800-3W11/1800142.2星形联接1670×1035×1755第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第8章配电装置的设计配电装置是发电厂和变电站的重要组成部分，在电力系统中起着接受和分配电能的作用。配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常情况下，用来接收和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统运行。8.1配电装置的类型及应用8.1.1配电装置的类型配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。（1）屋内配电装置的特点：由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；维修、巡检和操作在室内进行，可减轻工作量，不受气候影响；外界污秽空气对电气设备影响较小，可以减少维护工作量房屋建筑投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备。（2）屋外配电装置的特点：土建工作量和费用较小，建设周期短；与屋内配电装置相比，扩建比较方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；与屋内配电装置相比，占地面积大；受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；不良气候对设备维修和操作有影响。（3）成套配电装置的特点：电气设备布置在封闭或半封闭的金属（外壳或金属框架）中，相见和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；所有电气设备已经在工厂组装成一体，如SF6全封闭组合电器、开关柜等，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁；运行可靠性高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。8.1.2配电装置的应用在发电厂和变电站中，35kV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，其中3～10kV的大多采用成套配电装置；110kV及以上的配电装置大多采用屋外配电装置；110～220kV配电装置有特殊要求时，如建在城市中心或处于严重污秽地区（如沿海边或化工厂区）时，也可以采用屋内配电装置。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计成套配电装置一般布置在屋内，目前我国生产的的各种成套配电装置，在发电厂和变电站中已被广泛采用，的全封闭组合电器也已得到应用。8.2配电装置的设计要求及步骤8.2.1配电装置的设计要求(1)满足安全净距的要求：屋外配电装置的安全净距不应小于表7-1所列数值。屋外配电装置带电部分带电部分的上面或下面，不应有照明、通信和信号线路架空跨越或穿过。屋外电气设备外绝缘体最低部位距离地小于2.5m时，应装设固定遮拦。屋外配电装置使用软导线时，带电部分至接地部分和不同相的带电部分之间的最小电气距离，应根据外过电压和风偏，内闪过电压和风偏，最大工作电压、短路摇摆和风偏三种条件进行校验，并采用其中最大数值。屋内配电装置的安全净距不应小于表7-2所列数值。屋内配电装置带电部分带电部分的上面不应有明敷的照明或动力线路跨越。屋内电气设备外绝缘体最低部位距离地小于2.3m时，应装设固定遮拦。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其安全净距。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计表8-1屋外配电装置的安全净距符号适用范围额定电压（kV）3-1015-203563110J110220J330J500JA11、带电部分至接地部分之间2、网状遮栏向上延伸线距地2.5m处与遮栏上方带电部分之间2003004006509001010180025003800A21、不同相的带电部分之间2、断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间20030040065010001100200028004300B11、设备运输时，其外部至无遮栏带电部分之间2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间4、带电作业时的带电部分至接地部分之间95010501150140016501750255032504550B21、网状遮栏至带电部分之间30040050075010001100190026003900C1、无遮栏裸导体至地面之间2、无遮栏裸体至建筑物、构筑物之间270028002900310034003500430050007500D1、平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间2、带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间220023002400260029003000380045005800(2)噪声的允许标准及限制措施：配电装置中的噪声源主要是变压器、电抗器及电晕放电。我国规定有人值班的生产建筑最高允许连续遭生的最大值为90dB（A），控制室为65dB。我国《城市区域环境噪声标准》中规定：受噪声影响人的居住或工作建筑物外1m处的噪声级，白天不大于65dB（A）,晚上不大于55dB（A）。因此，配电装置布置要尽量远离职工宿舍或居民区，保持足够的间距，以满足职工宿舍或居民区对噪声的要求。限制噪声的措施有：优先选用低噪声或符合标准的电气设备；注意主控室、通信楼、办公室、等与主变压器的距离和相对位置，尽量避免平行相对布置。(3)电晕无线电干扰和控制：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计在超高压配电装置内的设备、母线和设备间连接导线，由于电晕产生的电晕电流具有高次谐波分量，形成相空间辐射的高频电磁波，从而对无线电通信、广播和电视产生干扰。根据实测，频率为1MHz时产生的无线电干扰最大。对上海地区8个220kV和110kV变电站的实测，测得220kV变电站的最大值为41dB(A),110kV变电站为44dB(A)。我国目前超高压配电装置中无线电干扰水平的允许标准暂定为：在晴天，配电装置围墙外（距出线边相导线投影的横向距离20m外）20m处对1MHz的无线电干扰值不大于50dB(A)。为增加载流量及限制无线电干扰，超高压配电装置的导线采用扩径空芯导线、多分裂导线、大直径铝管或组合铝管。对于330kV及以上的超高压电气设备，设计中应满足电气设备在1.1倍最高工作电压下，晴天夜++间电气设备上应无可间电晕，1MHz时无线电干扰电压不应大于。8.2.2设计的基本步骤（1）选择配电装置的型式。选择应考虑配电装置的电压等级、电气设备的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素。（2）配电装置的型式确定后，接着拟定配电装置的配置图。按照所选电气设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照配电装置设计有关技术规程的规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。本变电所三个电压等级：即110kV、35kV、10kV根据《电力工程电气设计手册》规定，110kV及以上多为屋外配电装置，35kV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所110kV采用屋外中型配电装置，35KV及10kV采用屋内成套配电装置。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第二部分计算书第9章变压器容量的确定计算9.1主变压器容量的确定计算9.1.1负荷计算最大负荷时：35kV出线==30MVA10kV出线=1.5×4+3×0.8=8.4MW10.5MVA于是母线侧的总负荷为=+=40.5MVA9.1.2主变压器容量选择考虑到变电所的安全运行，故需选用两台同样的变压器，且在系统最大运行方式下两台变压器并列运行。系统最小运行方式下只起用一台变压器。综上考虑，选用两台绕组无励磁的调压变压器，其参数如下所示：型号：SFSQ7-40000/110额定容量：40000KVA额定电压：110±2×2.5%35±2×2.5%10.5空载损耗：38.5KW短路损耗：148KW阻抗电压%：高-中10.5高-低18中-低6.5联结组号：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计9.2所用变压器容量的确定计算故选择所用变压器型号为表3-2S9-80/10的变压器参数型号S9-80/10联接组标号Y，yn0空载电流%2.0空载损耗(kW)0.25额定电压(kV)高压低压10±5%0.4额定容量MVA0.080.08阻抗电压％4第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第10章短路电流计算取=1000MWA，=.变压器各绕组电抗标幺值计算如下：系统阻抗:==0.45×=0.375（2）线路电抗=50×0.4×=1.51=0.755（3）变压器各绕组的短路电压分别为：%=1/2[%+%-%]=1/2（10.5+18-6.5）=11%=1/2[%+%-%]=1/2（10.5+6.5-15）=-0.50%=1/2[%+%-%]=1/2（18+6.5-10.5）=7各绕组的电抗标幺值计算如下：==（%/100）×（/）=（11/100）×（1000/40）=2.75==（%/100）×（/）=0==（%/100）×（/）=（7/100）×（1000/40）=1.75变压器的等值网络如图10-1所示：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计图10-110.1三相短路的短路电流计算1.当110kv母线侧发生短路，即当点短路时，点的等效电路图的化简图如图10-2所示：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计图10-2系统侧到短路点的转移电抗=+=0.375+0.755=1.13计算电抗=×=1.13×=1.356查曲线得：=0.763=0.802=0.802=×=4.6KA=×=4.83KA第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=×=4.83KA冲击电流=1.85××=1.85××4.6=12.03kA2.当35kv母线侧发生短路，即当点短路时点的等效电路图的化简图如图2-3所示：图10-3转移电抗=+=1.13+=2.505计算电抗=×=2.505×=3.006查曲线得第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=0.450=0.450=0.450=×=8.43KA=8.43KA=8.43KA冲击电流=1.85××=1.85××8.43=22.06kA3当10kv母线侧发生短路，当点短路时点的等效电路图的化简图如图2-4所示：图10-4=++（）=1.13+(1.75+2.75)=3.38计算电抗第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=×=3.38×=4.056故可认为无穷大电源=1/=0.25故=0.25×=16.496KA冲击电流=1.85××=1.85××16.496=43.2kA10.2不对称短路电流的计算的说明(1)正序网络：与三相短路计算相同，电源和电抗参数都没有变化。(2)负序网络：负序网络与正序网络仅有两点不同。1.所有元件电抗都用负序电抗，对静止不旋转元件=,只有旋转电机稍大于，这里可近似采用=2.负序网络中原来的电源都没了。10.3.两相短路的短路电流计算利用正序增广网络，附加电抗=M=（1）点短路时==1.13转移阻抗=1.13×2=2.26计算电抗=×=2.26×=2.712查曲线得：=0.382=0.382×=2.3KA第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计故障处电流=×=3.986KA图10-2(2)点短路时，同理：===2.505即计算电抗：=2×2.505×=6.0123.45故可认为无穷大电源=0.166=0.166×=3.11KA第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计故障处电流=×=5.396KA图2-2-6（3）点短路时同理：===3.38计算电抗=2×3.38×=2×4.056=8.1123.45故可认为无穷大电源=0.123第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=0.123×=8.248KA故障处电流=×=11.66KA10.4单相短路的短路电流计算由正序增广网络知：=M=3显然须作出零序网络，求出1.点处单相接地短路时，由于变压器是，故零序网络如下：在三绕组变压器零序等值电路中的电抗，和与正序的情况一样，二等值的电抗有前述计算：==2.75==1.75==0可知，2.25转移电抗=1.13+3.38=4.51计算电抗=4.41×=5.412==0.185=0.185×=1.11KA第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计故障处电流=3×=3.33KA图10-32.点处单相接地短路时,零序网络如下0.875转移电抗=2.505+3.38=5.885计算电抗=5.885×=7.062==0.142=1.412×=2.65KA故障处电流=3=7.95KA第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计图10-43.点处单相接地短路时,零序电流不流通==010.5.两相短路接地的短路电流计算此时，M=由已知计算数据(1)点两相短路接地时，==0.75M==1.52转移阻抗=1.13+0.75=1.88计算电抗=×=1.88×=2.256查曲线得：=0.45第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=0.45×=2.71KA故障处电流=1.52.12KA(2)点短路时，同理：==0.648M=转移阻抗=2.505+0.648=3.153即计算电抗：=3.153×=3.783.45故可认为无穷大电源=0.26×=4.95KA故障处电流==7.706KA(3)点短路时,零序电流不流通=0第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第11章设备选择11.1110KV侧设备选择11.1.1110KV高压断路器选择（1）初选断路器型号:额定电压选择=110KV额定电流选择K=1+(40-20)×0.005=1.1根据及屋外布置要求，查手册初选型号为LW-110断路器，其额定技术数据为：，额定开断电流：，动稳定电流：热稳定电流：，固有分闸时间:，燃弧时间：。(2)校验开断能力短路热稳定计算时间：；20KA满足要求。(3)校验动稳定第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计满足要求。(4)校验热稳定因>1s，故不计非周期分量的发热影响。，，，满足要求,以上计算说明,选LW-110/1250断路器可满足要求.11.1.2110KV隔离开关的选择(1)初选隔离开关由断路器的选择知:且为屋外型,故初选GW4-110/1000其技术指标:,(2)校验动稳定,满足要求.(3)校验热稳定,满足要求.11.1.3母线的选择(1)由,初选软导母线型号为LGJ查表，时，J=0.98有=mm第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计查表选用软导母线型号为LGJ-185,满足母线正常发热要求。(2)校验母线热稳定:查表取C=101.4。(3)校验动稳定:由于选择的是软母线，故母线的动稳定可以不校验。由于所选的母线直径大于21.3mm，故可以不必校验电晕的问题。11.1.4绝缘子的选择根据额定电压和泄漏比距，选用XP-7型悬式绝缘子，因110KV中性点直接接地，由，则取n=7片。11.1.5电压互感器的选择根据安装地点在母线上及电压等级为110KV，选择TYD，即电容式电压互感器，准确等级为0.5级。查表可选用电压互感器型号TYD110/-0.01511.1.6电流互感器的选择根据安装地点和电流，电压UN=110KV，初选LCWB4-110-型电流互感器，其变比为准确级为0.5级。校验：热稳定：故满足热稳定条件，满足要求。动稳定：故满足要求。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计11.1.7避雷器的选择110KV母线上选择FZ-110型避雷器。11.235KV侧设备选择11.2.135KV高压断路器选择(1)初选断路器型号额定电压选择=35KV额定电流选择K=1+(40-20)×0.005=1.1根据及屋外布置要求，查手册初选型号为LW835，其额定技术数据为：，额定开断电流：，动稳定电流：热稳定电流：固有分闸时间:，燃弧时间：。(2)校验开断能力短路热稳定计算时间：非周期电流可忽略不计，即校验条件可以为：，则由25KA>8.43KA,满足要求。(3)校验动稳定满足要求。(4)校验热稳定因第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计故不计非周期分量的发热影响。，，，满足要求.以上计算说明,选LW835断路器可满足要求.11.2.235KV隔离开关的选择(1)初选隔离开关由断路器的选择知:且为屋外型,故初选GW5-35II(D),其技术指:,(2)校验动稳定,满足要求.(3)校验热稳定,满足要求.以上计算说明，隔离开关选GW5-35II(D)11.2.335KV母线的选择(1)由,初选采用软母线，查表，时，J=0.7A/mm有=mm查表选用LGJ-800，当时，允许电流为,满足母线的正常发热要求。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计(2)校验母线热稳定:查表取C=100。满足热稳定要求。(3)校验动稳定:由于选择的是软母线，故母线的动稳定可以不校验。由于所选的母线直径大于21.3mm，故可以不必校验电晕的问题。11.2.4悬式绝缘子的选择：根据额定电压和泄漏比距，选用XP-7型悬式绝缘子，因35kv中性点直接接地，由，则取n=3片。11.2.5高压熔断器选择作为电压互感器短路保护的熔断器，可选用RW9-35型，额定电压=35KV，额定电流=0.5A，最大开断容量2000MVA额定开断电流校验==32996.6A13.26KA故35KV高压熔断器应选择型号RW9-3511.2.6电压互感器的选择根据安装地点在母线上及电压等级为35KV，选择JDJJ-35，即带附加次绕组的油浸式单相接地，准确等级为0.5级。可选用电压互感器JDJJ2-3511.2.7电流互感器的选择根据安装地点和电流，电压UN=35KV，初选LCW-35型电流互感器（L-电流互感器；C-瓷绝缘；D-可供差动保护用）屋外型，互感器变比为1000/5准确级为0.5级。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计校验：热稳定：满足热稳定条件。动稳定：。满足要求。11.2.8避雷器的选择35KV母线上选择FZ-35型避雷器。11.310KV侧设备选择11.3.110KV高压断路器选择(1)初选断路器型号根据及屋内布置要求，查手册初选型号为ZN22-10断路器，其额定技术数据为：，额定开断电流：，动稳定电流：热稳定电流：，固有分闸时间:。(2)校验开断能力短路热稳定计算时间：满足开断能力。(3)校验动稳定；满足动稳定要求。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计(4)校验热稳定因，故不计非周期分量的发热影响。，，满足要求,以上计算说明,选ZN22-10断路器可满足要求.11.3.210KV隔离开关的选择(1)初选隔离开关由断路器的选择知:,故初选,其技术指标:,(2)校验动稳定,满足要求.(3)校验热稳定,满足要求.11.3.310KV母线的选择(1)由,初选硬母线，铝材料，因，故选矩形，有=㎜查表选用铝母线尺寸为2×125×10的矩形导体，采用每相两条，水平布置，竖放，a=0.35m第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计其中=3152A,满足母线的正常发热要求。(2)校验母线热稳定:正常运行时的导体温度℃查表取C=94。则满足短路时发热的最小导体截面为满足热稳定要求。(3)共振校验取，计算可得=2.02m取L=1.5m，则（4）动稳定校验母线相间应力计算如下：母线同相间作用应力计算如下：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计由导线形状系数曲线查得则临界跨距及条间衬垫最大跨距分别为：=0.92m=1.63,即每跨内满足动稳定所必需的最少衬垫数为两个。实际衬垫跨距为=0.75m==0.93m所选衬垫跨距应小于及，显然满足要求。11.3.4支柱绝缘子的选择根据母线额定电压及户外型可选ZS-10/5,其参数为:母线竖放总高度h=3h=3×125=375mm校验:作用于绝缘子的电动力:满足要求。11.3.5高压熔断器选择由于额定电压，可选用RN2-10，额定电流，最大开端容量第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计额定开断电流校验=>43.2KA，满足要求。11.3.6电压互感器的选择根据安装地点在母线上及电压等级为10KV，选择JSJW-10，即三相五柱油浸式电压互感器。准确等级为1级。11.3.7电流互感器的选择根据安装地点，用途和电流,电压UN=10KV，选电流互感器LMZJ1-10型电流互感器，其额定电流比3000/5，准确级0.5级。此容量比较大，无需校验。11.3.8避雷器的选择10KV母线上选择Y5W-16.5/45电站型无间隙氧化锌避雷器。其系统额定电压为10KV，避雷器额定电压16.5KV。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计第12章.变压器的继电保护整定计算12.1.变压器纵联差动保护整定12.1.1短路电流计算结果见下表保护参数计算结果表12-1变压器容量（MVA）40额定电压（KV）1103510额定电流（A）=209.9=659.8=2309.4电流互感器接线方式d11d11y电流互感器一次电流计算值=363.6=1142.82309.4选电流互感器变比2×250/5=1001000/5=2003000/5=600电流互感器二次额定电流=3.63635kv侧的二次额定电流最大，故确定为基本侧动作电流。(1)避越变压器的励磁涌流，按《电力工程电气设计手册-电气二次部分》以下简称《手册二》（29-55）式计算=A（2）避越35KV侧外部短路时最大不平衡电流A（3）躲过电流互感器二次回路断线的最大电流负荷第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计659.8=857.74A保护基本侧的动作电流取2192A（4）确定差动继电器的动作电流和基本侧差动线圈的匝数对于三绕组变压器，最大的一侧为基本侧，直接接差动线圈。其余两侧接相应的平衡线圈。基本侧继电器的动作电流：基本侧继电器线圈匝数：式中：为继电器的动作安匝，取60At；为差动线圈的计算匝数。按照继电器线圈实有抽头，选用较小而相近的匝数作为差动线圈整定匝数，即实际整定匝数选用继电器实际动作电流：保护装置的实际动作电流：（4）确定非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数式中：为基本侧二次额定电流；、为非基本侧二次额定电流。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计选取平衡线圈匝数实际工作线圈匝数（5）计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差实际相对误差，因此不必重算动作电流。（6）校验保护的灵敏系数计算最小运行方式下两相短路，短路电流（1）点两相短路，系统电抗=0.54×=0.77利用正序增广网络，附加电抗=M===1.525转移阻抗=1.525×2=3.05计算电抗=×=3.05×=2.135查曲线得：=0.45=0.45×=1.58KA故障处电流第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=×=2.74KA图12-1(2)点短路时，同理：===2.9即计算电抗：=2×2.9×=4.063.45故可认为无穷大电源=0.25×=2.89KA故障处电流第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=×=5.0KA图12-2（3）点短路时同理：===3.775计算电抗=2×3.775×=5.2853.45故可认为无穷大电源=0.189=0.189×=7.65KA故障处电流第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计=×=13.25KA故当系统最小运行方式下，110kV侧出口处发生两相短路时，保护装置灵敏系数最低。故灵敏系数=>2。则BCH-2满足要求。12.2变压器后备保护12.2.1变压器复合电压启动的过电流保护（1）电流继电器电流继电器启动电流按躲过变压器额定电流整定（2）低电压继电器对于降压变压器，低电压继电器启动电压应按最低电压整定（3）负序电压继电器负序电压继电器的启动电压，应按躲过正常运行时负序滤过器输出的最大不平衡电压整定，一般取（4）灵敏度校验①　电流继电器的灵敏度，应按后备保护范围末端两相金属短路时的最小两相短路电流校验满足要求。②　低压继电器的灵敏度，应按后备保护范围末端三相金属短路时，保护安装处的最大残余电压校验第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计>1.2则满足要求。（5）动作时限12.2.2过负荷保护（1）过负荷保护带时限动作于信号，应躲过变压器额定电流（2）动作时限为防止过负荷保护在外部短路故障及短时过负荷时动作，经延时而发信号，保护的动作时限应比过电流保护的最大时限大一个，一般取。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计致谢与感悟首先要感谢我组的指导老师曹文思老师，在他们的耐心指导下我的毕业设计才得以顺利完成，同时对在设计过程中也给予我极大帮助的张长富老师，朱雪凌老师，鲁改凤老师，刘雪枫老师，张洋老师，张宏博老师等致以真挚的谢意。通过本次的毕业设计，本人在设计过程中，边学边设计，弥补了以前知识的不足，同时也对大学所学的相关专业知识有了更进一步的理解和提高，通过本次在整个毕业设计过程中，指导老师老师给予了细致的指导与建议,并为本设计提供了大量的有关资料和文献，使本设计得以顺利完成，在此表示衷心的感谢。其次毕业设计是对我们最后一次知识的全面检验，是对我们所学基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试，这是毕业设计的第一个目的。在学习期间，已经按照教学计划的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，每门课程也都经过了考试或考查。学习期间的这种考核是单科进行，主要是考查我们对本门课程所学知识的记忆程度和理解程度。但毕业设计不是单一地对学生进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。做好一次毕业设计，既要系统地掌握和运用专业知识，还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。这就要求学生既要具备良好的专业知识，又要有深厚的基础课和公共课知识。通过毕业设计的制作，使我们发现自己的长处和短处，以便在今后的工作中有针对性地克服缺点，也便于学校和毕业生录用单位全面地了解和考察每个学生的业务水平和工作态度，便于发现人才。同时还可以使学校全面考察了解教学质量，总结经验改进工作。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计毕业设计的另一目的是培养我们的科学研究能力，使我们初步掌握进行科学研究的基本程序和方法。毕业后，不论从事何种工作，都必须具有一定的研究和写作能力。在党政部门和企事业单位从事管理工作，就要学会搞调查研究，学会起草工作计划、总结、报告等，为此就要学会收集和整理材料，能提出问题、分析问题和解决问题，并将其结果以文字的形式表达出来。至于将来从事教学和科研工作的人，他们的一项重要任务就是科学研究。大学是高层次的教育，其培养的人才应该具有开拓精神，既有较扎实的基础知识和专业知识，又能发挥无限的创造力，不断解决实际工作中出现的新问题；既能运用已有的知识熟练地从事一般性的专业工作，又能对人类未知的领域大胆探索，不断向科学的高峰攀登。毕业设计的过程是训练我们独立进行科学研究的过程。通过毕业设计，可以使我们了解科学研究的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查；如何利用图书馆，检索文献资料等方法。毕业设计是学习如何进行科学研究的一个极好的机会，因为它不仅有教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。此次毕业设计是检验我们在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。可以这么说，毕业设计是我们结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业设计是我们大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一份毕业设计虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但它总是在一定程度上表明一个人的能力与才华，向社会展示自身的价值。做毕业设计在学业生涯中是一件值得留恋的事情。设计写作过程中所唤起的对科学研究的极大兴趣，所激发的对科学事业的满腔热情，以及写作中辛勤的耕耘，导师的教诲和拿到学位证书时激动人心的场面等，都会变成我们美好的回忆，深藏在记亿中。实践证明，毕业设计是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计参考文献[1]冯金光，王世政主编发电厂电气部分.中国电力出版社,2002.11,第三版[2]西北电力设计院.电力工程电气一次设计手册.水利电力出版社,1989[3]西北电力设计院.电力工程电气二次设计手册.水利电力出版社,1989[4]陈珩主编.电力系统稳态分析.中国电力出版社,1998[5]李广琦主编.电力系统暂态分析.中国电力出版社,2002[6]贺家立宋从矩合编.电力系统继电保护.中国电力出版社,2003[7]熊信银主编.发电厂电气部分.中国电力出版社,2004.8,第三版[8]姚春球主编发电厂电气部分中国电力出版社2007.8第一版[9]曹绳敏主编.电力系统课程设计及毕业设计参考资料.水利电力出版社,1995。[10]陈跃主编.电气工程专业毕业设计指南.中国水利水电出版社,2003。[11]熊信银张补涵主编电力系统工程基础华中科技大学出版社2003.3第一版[12]邱关源主编电路高等教育出版社2006.3第五版[13]丁绪东主编AutoCAD2007使用教程中国电力出版社2006.10第一版[14]范锡普.发电厂电气部分（第二版）.水利电力出版社，1995[15]伊克宁电力工程中国电力出版社2003第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计附录1外文资料TechnicalorientationofpowergriddevelopmentInthenearfuture,Chinapowergridswillfacethreechallenges.Oneisdiscrepancybetweenincreasingpowerdemandsofthesocietyandtransmissionanddistributioncapabilitiesofthepowergrids.Thesecondisconflictbetweencostcut-downduetocompetitionandpower-supplyreliability.Thethirdisdiscrepancybetweenincreasingconsciousnessofenvironmentprotectionandconstructionofpowergrids.Facingthesechallenges,thepowergridsmustdependontechnologyimprovementinitslong-termdevelopment,notonlybasicresearchfacilitiesalreadybuilt,suchasmanyadvancedlevellaboratoriesandequipment,butalsomanynewtechnologies,suchastheFACTStechnology(i.e.,controlledseriescompensationandstaticcompensation)inextra-highvoltagetransmissionsystem,thekeytechnologiesandthetestprojectof500kVtransmissionsystemswithcompactline,relativetechnologiesof750kVtransmissionsystemsandthenovelanalyzingapproachofpowersystemsstabilitytheextendedequalareacomputation(EEAC)method.Thestrategiesonanalysis,supervisorycontrolofpowersystemstabilityandthekeytechnologiesforinterconnectionwillbefurtherstudied.Moreover,substationfacilitiesshallbeupdatedtowardapatternofcompact,intelligentized,small-scaled,andintegratedautomatic,andapplicationofnewtechnologiesatsecondarysideshallbegreatlypromoted.1.ACtransmissiontechnologyofhighervoltagelevelUseofhighervoltagelevelinChinaistheobjectiverequirementofpowergridsdevelopment.OnFebruary19,2003,theStateCouncilpassedtheproposalpresentedbytheStateDevelopmentPlanningCommissionaboutstartingthe750kVtransmissionlineprojectinNorthwestChina,inwhichtheGuantingtoEastLanzhou750kVtransmissionandsubstationprojectwillbetakenasademonstration.ThedesignandequipmentusedinthisprojectareallfromChinesecompanies.Accordingtotheplan,thisprojectwillbeputintooperationin2005.Itwillbecomethehighestvoltagelevel第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计projectofthesamealtitudeintheworld.ThisprojecthasstartedinSeptember2003.Itisanticipatedthatin2020theNorthwestGridwillhavea750kVnetworkbackbonewhichwillcovermanyloadcenters,suchasLanzhou,Baiyin,Guanzhong,Yinchuan,XiningandwillextendtoHami,XinjiangAutonomousRegion.Asestimatedroughly,the750kVtransmissionlineswillbe3000~5500km,andthesubstationcapacitywillbeabout20GVA.2.DCtransmissiontechnologyChina"sfirstHVDCtransmissionlinehasbeenputintousefor15years.Inthe15yearsChina"sfirstDCtransmissionprojectshaveaquickerdevelopment.Till2005,therewillbesixHVDCtransmissionprojectsinthecountry.ThewholelengthofalltheHVDClineswilladdupto4800kmandthetransmissioncapacitywillsumupto12.360GW.Intheperiodofthe11thFive-YearPlan,theDCtransmissionprojectswhichareplannedtoconstructinclude:the1100kmDClinkfromtherightbankoftheThreeGorgesPlanttoLiantang,Shanghaiwithatransmissioncapacityof3GW,whichwillbefinishedin2007;the550kmDCprojectfromDeyang,SichuantoBaojiintheNorthwestGridwithatransmissioncapacityof1.8GW,whichwillbecommissionedin2010;the1000kmDCprojectfromXingren,GuizhoutoHuizhou,Guangdongwithatransmissioncapacityof3GWwhichwillbedoneinthe11thFive-YearPlan;the1200kmDCprojectfromYinnanintheNorthwestGridtoEastTianjinintheNorthGridwithatransmissioncapacityof3GW,whichisplannedtoputintooperationnear2010.Duringthedecadefrom2011to2020,agreatamountofDCtransmissionprojectswilljoininthesystemoperation.BesidesHVDCback-to-backprojectsforregionalpowergridsinterconnectionwillalsomakegreatprogresses.AslargequantitiesofDCtransmissionprojectscomeintouse,thecoordinationtechnologybetweenDCsystemsandACsystemsbecomesmoreandmoreimportant.Inpractice,therehappenedseveralboth-pole-closeaccidentsinDCtransmissionsystemfromGezhoubatoShanghaiduetosimplefaultsinACsystemofShanghaiarea.Althoughthiskindofproblemshasbeensolvedbytechniqueupdating,whatwillhappenisstillunknown.iftherearemorethantwoDClinkslandinginthesameareainthefuture.Furtherresearches第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计havetobeconductedtotechnicallyensuretheharmoniousAC/DCcooperation.AsmoreandmorepowerwillbetransmittedfromthewesttotheeastandthepowersourcepointsincreaseinWestChina,especiallytheexploitationofthesouthwesternhydropower,thetransmissiondistanceofsomeprojectswillexceed1500kmevenupto2000km.So,weneedtostudythepossibilityofdeployinghighervoltagesinHVDCtransmission.Atthesametime,weneedtostudythenoiseandelectromagnetismpollutionproblemsresultedfromHVDCtransmissionlines.3.FlexibleACTransmissionSystem(FACTS)Modempowerelectronicstechnologyhasofferedbetterperformance,higherreliabilityandcontrollabilitytothepowersystems.Intherecentyears,theseriescompensationtechnologyhasbeenappliedinChina"s500kVpowergrids.ChinahasinstalledthreeseriescompensatingdevicesinYangchengTransmissionsystemandon,Da-FanglineandFeng-Wan-ShunlineinNorthChinarespectively.Andthreeotherprojectsareunderconstruction,whichareGui-GuangACandTian-Guangtriplecircuitsprojects.Amongtheseprojects,thefirstmade-in-ChinacontrolledseriescompensationdevicewillbeinstalledinthefirstandsecondcircuitsofTian-GuanglineinChinaSouthernGrid.Besides,moreseriescompensationdevicesareplannedtoequiponthegoinglinesofErtanPlant,thedouble-circuitlinesofWanxiantoLongquan,aswellasthegoinglinesofShenmuPlant,ToktoPlantandYiminPowerPlant.Itisexpectedthatby2010,thecompensationcapacityofseriescompensationinthenationwide500kVpowergridswilladdupto10,000~12,000MVar.Inthefuture,Chinawilladoptotherpowerelectronicsdevices,suchasstaticcompensatorincludingstaticsynchronouscompensator,superconductingmagneticenergystoragesystems,thyristor-controlledphaseshifters,thyristor-controlledcompensators,integratedpowerflowcontrollers,solidstateseriescompensators,interphasepowercontrollers,aswellassubsynchronousoscillationdampingequipment,etc.4.Compacttransmissionline第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计CompacttransmissionlinetechnologyhasbeenusedinChinaasatest.Thefirst500kVcompacttransmissionlinefromChangpingtoFangshanwasputintooperationin1999,whichis85kmlong.Henceforth,thelinkofCentralChinaGridandNorthChinaGrid(Xinxiang-Handong,210km),thecommon-towerdoublecircuitlinefromZhengping-Yixing(244km)andthetransmissionlinefromHunyuantoBazhouthatisintheNorthChinaGridandisasupplementaryprojectofToktosecondphaseconstructionmayadoptthecompacttransmissiontechnology(6330mm2,300km).Thetimeforpopularizingthecompacttransmissiontechnologyismature.Andthistechnologywillbefurtherusedinlarge-power,longdistancetransmissionlines,suchaslinesfromWestChinatoEastChina.5.PowernetworkstabilitycontroltechnologyStabilitycontroloflarge-scalepowersystemsisakeyproblemmustbesolvedintheprocessofpowernetworkdevelopment.Chinapowergridshaveappliedstabilitydetectingtechnology.Atthesametime,thenovelpowersystemsstabilitycomputationapproach、theextendedequalareacomputation(EEAC)methodandrelatedachievementsinsupervisorycontroltechnologiesofpowergridstabilitywillbefurtherused.Wecanexpectthatpushedbythestrongtechnologicaladvancement,China"spowergridswillmakegreatprogressesinthecoming20year。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计附录2外文资料翻译中国电网发展的技术取向在今后一个时期内，中国电网的发展将面临3个方面的巨大挑战，一是全社会日益增长的用电需求与电网输配电能力的矛盾；二是引入竞争要求降低成本与保证电网安全、供电可靠性的矛盾；三是公众环保意识的提高与电网建设的矛盾。面对挑战，在今后电网发展过程中，必须通过技术进步，促进电网的长远发展。充分发挥已建成的具有世界先进水平的试验室和试验装置等基础科研设施的作用，充分利用“超高压输电系统中灵活交流输电(可控串补、静止补偿)技术”、“500千伏紧凑型输电线路关键技术和试验工程”及750kV输电工程相关技术的科研成果和电力系统稳定分析计算新方法的科研成果。进一步研究电网稳定分析、监测、控制策略和联网关键技术。大力推进变电站设备紧凑型、智能化、小型化、综合自动化及在二次系统等方面新技术的应用，促进电网技术升级，实现电网技术跨越式发展。1.高一级电压等级交流输电技术更高一级电压等级在中国的运用是中国电网发展的客观要求。2003年2月19日，中国国务院总理第68次办公会通过了国家计委关于750kV工程可研批复文件，决定在西北建设750kV电网，并将官亭—兰州东750kV输变电工程列为国家示范工程，设计、设备供应立足国内，按计划，该工程2005年投入运行。它标志着我国最高交流电压等级的示范工程进入了实施阶段，建成后，将是世界同海拔最高电压等级。该工程已于2003年9月份正式开工。预计到2020年，西北电网将初步形成覆盖兰州、白银、关中、银川、西宁负荷中心并延伸到新疆哈密的西北750kV电网的主干网架，初步估算将建成750kV输电线路3000-5500km、变电容量0.2亿kVA左右。关于1000kV，1150kV这一级电压等级，中国的电力科学研究机构已开展多年的研究工作，目前研究工作仍在继续。2超高压直流输电技术中国的第1条超高压直流输电线路建成投产15年来，电力电子技术有了巨大的发展，进入21世纪后，中国的直流输电工程也因此得到较快的发展。到2005年，全国直流输电工程将达到6项，线路总长度达到4800km、输电容量达到12.36GW“十一五”第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计期间，计划建设的直流输电工程包括：三峡右岸至上海练塘直流工程1100km、3GW，2007年投产；四川德阳—西北宝鸡直流工程550km、1.8GW，2010年投产；贵州兴仁—广东惠州直流工程，1000kal，3GW，“十一五”期间投产；西北银南至华北天津东的直流输电工程1200km、3GW，2010年左右投产。2011-2020年的10年间，还将有一大批直流输电工程投运。此外，作为大区联网的背靠背直流工程也将得到发展。随着大批直流输电工程投运，交直流系统的相互协调技术将变得十分重要。运行实践中，曾发生多起因交流电网简单故障造成葛沪直流双极闭锁的事故，通过技术改造，基本解决了这一类问题。今后出现同一地区多个直流落点，相互之间的影响尚需进一步研究，必须从技术上保证相互的协调运行。随着西电东送电源西移，特别是西南水电的开发外送，部分项目的输电距离超过1500km，甚至达到2000km。因此需要研究落实高一级电压直流的应用问题。同时，还需要研究高压直流输电线路的噪声污染和电磁波污染等问题。3灵活交流输电(FACTS)技术IGCT发展和改进了传统的GTO技术，为大功率电力电子应用提供了一个理想的、高性价比的选择。近年来串补技术在中国500kV电网得到较快的应用。我国已先后在阳城输电系统、华北大房线路、丰万顺线路上分别安装了3套串补装置。目前在建的贵广交流、天广一二回、天广三回线3项串补工程，其中中国第1套可控串补在南方电网的天广一二回线路上即将投运。此外，还有二滩送出工程，万县—龙泉双回线及神木、托克托、伊敏电厂等外送上都拟安装串补装置。预计到2010年全国500kV电网将投产串补容量10-12GVar。今后，中国还将采用静止无功补偿器、静止同步补偿器、超导磁能存储系统、可控硅移相器、可控硅串联补偿器、统一潮流控制器、固态串联补偿器、相间功率控制器、次同步振荡阻尼器等电力电子设备。4紧凑型输电技术紧凑型输电技术在中国已得到试验性的应用，1999年昌平一房山第]条500kV紧凑型线路(85km)建成投产。与常规线路相比，紧凑型线路采用六分裂布置(6×第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计240mm2)，输电能力提高30%。采用新的输变电装备，提高单回线路或单个通道的输送能力，尽可能减少走廊占地，降低输变电工程投资和输电成本，满足远距离大容量输电需要是一个关键的技术方向。紧凑型输电技术通过减少线路电抗、增加容抗、提高线路自然功率，达到提高线路输电能力的目的。今后，华中与华北联网线(新乡－邯东21Okm)、政平－宜兴同杆双回2×44km线路上。华北电网配合托克托二期建设的输电线路浑源—霸州段也可能采用紧凑型线路(6×300mm2，300km)。紧凑型输电技术的推广条件已成熟，下一步将在西电东送长等大功率、长距离输电线路中进一步推广应用。5电网稳定控制技术电网的发展和与其相伴的大电网稳定控制问题是电网发展中要解决的重点。中国电网已应用了电网稳定的检测技术，同时电力系统稳定计算新方法—扩展等面积法(EEAC)及相关的电网稳定监、控的科研成果将得到进一步应用，为电网的运行提供新的手段。我们相信在未来的20年，随着新技术的不断应用，中国的电网会有更大的发展。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计附录3毕业设计任务书一、毕业设计的目的毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业设计，旨在培养学生综合运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学员实际操作的技能以及分析思维能力，使学员能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法，提高学员阅读外文书刊和进行科学研究的能力。在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。二、主要内容（1）选择变电站主变压器台数及容量；（2）设计变电站各电压侧主接线；（3）电压互感器、电流互感器的配置（4）电气设备选择（主变压器、断路器、隔离开关、母线、电缆、电流电压互感器）；（5）变压器保护方案设计三、重点研究问题（1）电气主接线方案的设计,要求方案应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。（2）短路电流计算及电气设备选择与校验。（3）变压器继电保护整定。四、主要技术指标或主要参数（1）建所目的为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座110/35/10kV的区域性降压变电所。（2）拟建变电站概况110KV以双回路与50km外的系统相连。系统最大方式的容量为1200MVA，相应的系统电抗为0.45；系统最小的方式为700MVA，相应的系统电抗为0.54，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5850h。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计（3）35KV架空线4回，2回输送距离30km，每回输送功率9MVA；2回输送距离20km，每回输送功率6MVA。（4）10KV电压级，电缆出线4回，输送距离5km，每回输送功率1.5MW；架空输电线3回，输送距离7km，每回输送功率0.8MW。（5）变电站所在高度65M，最高年平均气温20摄氏度，月平均气温26摄氏度。五、基本要求1、编写设计说明书（1）变电站主变压器台数、容量选择计算及结果；（2）变电站各电压侧主接线分析论证及结果；（3）变电站短路电流计算；（4）电气设备选择、校验；（5）变压器保护整定方案及结果；2、编写设计计算书（1）对称与不对称短路电流计算；（2）电气设备选择、校验计算；（3）变压器保护整定计算；3、绘图图纸数量不少于3张；图纸名称：（1）电气主接线图（计算机绘制，A1或A2纸打印）；（2）开关站平面布置图（手工绘制，1号图纸幅面）；（3）变压器保护原理接线图（展开图、手工绘制，1号图纸幅面）。4、要求（1）电气主接线方案设计应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。（2）短路电流及电气设备选择校验方法应正确。（3）主接线图形符号、线条及图签符合规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。（4）论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无错别字，要求打印，统一用A4纸。（5）独立完成，严禁抄袭或请人代作。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计（6）按分配时间阶段完成相应任务。5、专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求3000字以上）六、其它1、参考文献[1]范锡普主编发电厂电气部分（第二版）水利电力出版社1995[2]西北电力设计院电力工程电气一次设计手册水利电力出版社1989[3]西北电力设计院电力工程电气二次设计手册水利电力出版社1989[4]陈珩主编电力系统稳态分析中国电力出版社1998[5]李光琦主编电力系统暂态分析中国电力出版社2002[6]贺家李宋从矩合编电力系统继电保护中国电力出版社20032、时间安排本次设计的时间共12周，各部分设计内容的时间安排大致如下：（1）搜集资料，熟悉设计题目1周（2）变电站电气主接线设计1周（3）短路电流计算1周（4）电气设备选择2周（5）绘图2周（6）整理说明书、计算书1周（7）外文文献翻译1周（8）答辩1周第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计附录4华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告2012年3月17日学生姓名学号专业电气工程及其自动化题目名称110kv变电站电气部分初步设计课题来源模拟主要内容一．待设计变电所电气一次部分初步设计的有关原始资料1）建所目的为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座110/35/10kV的区域性降压变电所。（2）拟建变电站概况110KV以双回路与50km外的系统相连。系统最大方式的容量为1200MVA，相应的系统电抗为0.45；系统最小的方式为700MVA，相应的系统电抗为0.54，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5850h。（3）35KV架空线4回，2回输送距离30km，每回输送功率9MVA；2回输送距离20km，每回输送功率6MVA。（4）10KV电压级，电缆出线4回，输送距离5km，每回输送功率1.5MW；架空输电线3回，输送距离7km，每回输送功率0.8MW。（5）变电站所在高度65M，最高年平均气温20摄氏度，月平均气温26摄氏度。二．设计主要任务：①选择待设计变电站主变压器台数、容量和型式。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计②设计待设计变电站各电压侧主接线（分析论证），选出两个电气主接线方案进行技术经济综合比较，确定一个最佳方案。③进行短路电流计算。④选择和校验所需的电气设备。⑤变压器保护的整定计算。（1）主变压器选择：①台数的确定：为保证供电的可靠性，变电所一般包装设两台主变压器②容量的确定：设计中需要保证当一台主变压器停运时，另一台主变压器的容量能够保证全部负荷的60~70%或全部重要负荷。容量的选择按照Sn（0.6～0.7）Smax/（n-1）×（MVA）。其中n为主变台数，为负荷同时率.根据原始资料可知应选容量为40000KVA的比较合适。查询资料可知应选两台型号为SFSQ7-40000/110的主变压器。（2）电气主接线设计：设计的原则：设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则：符合设计任务书的要求；符合有关的方针、政策和技术规范、规程；结合具体工程特点，设计出技术经济合理的主接线。为此，应考虑下列情况：(1)可靠性考虑变电所在电力系统中的地位和作用；变电所接入电力系统的方式；变电所的运行方式及负荷性质；设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。（2）灵活性调度时，可以灵活的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式、以及特殊运行方式下的系统调度要求。检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。扩建时，可以容易得从初期接线过渡到最终接线。（3）经济性投资少、占地面积小、电能损失小、配电装置结构简单、运行维护方便。预选的方案：方案一：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计110kv侧采用单母线分段接线，35kv侧采用单母线分段接线，10kv侧采用单母线分段接线。方案二:110kv侧采用单母线分段带旁路母线接线，35kv侧采用单母线接线，10kv侧采用单母线分段带旁路母线接线。分析原因（1）单母线接线的基本形式和特点：特点就是整个配电装置只有一组母线，每个电源和引出线都经过开关电器接到同一组母线上，其优点为接线简单、清晰、采用的电气设备少，比较经济，操作简单方便，便于扩建，也便于采用成套配电装置。另外隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电器，不易发生误操作。缺点是可靠性不好，不够灵活，母线和隔离开关检修或发生故障时，必须断开全部电源，是整个配电装置停电。使用范围：6-10kv配电装置的出线不超过5回时，35-60kv配电装置的出线不超过3回时，110-220kv配电装置的出线不超过2回时。（2）分析单母线分段主接线的基本形式和特点：单母线用断路器母线分段后可进行轮换检修，对于重要用户可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线段不间断供电和不致使重要用户停电。该接线既有单母线接线简单明显、方便经济的优点又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关故障或检修时，该母线段上的所有回路都要长时间的停电，所以其连接的回路数一般可比单母线增加一倍。6-10KV级为六回以上；35-60KV级为4-8回；110-220KV级为4回。（3）分析单母线分段带旁路母线接线的基本形式和特点：为了保证单母线分段接线在断路器检修或调试保护装置时，不中断对用户的供电。对110KV配电装置，线路负荷大，沿线分支引线多，而其中多数又为重要用户就设旁路母线，为保障供电的可靠性和安全性，对110KV侧设置为单母分段带旁母接线。同时分段断路器兼作旁路断路器接线，可以减少设备，节省投资。经技术经济比较，考虑上述原则，最终确定方案一比较合理。（3）短路电流计算:⑴短路电流的计算条件应考虑以下几个方面:①短路类型;包括单相短路，两相短路，两相短路接地，三相短路第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计②系统容量和接线;系统容量为1200MVA；③短路计算点.：在110kv，35kv，10kv母线上各选一个短路计算点，共三个短路点分别进行四种短路类型的计算。⑵短路电流计算步骤如下：1）三相短路电流的计算无限大功率电源：无限大功率电源的特点：频率恒定、外电路电流变动时，其端口电压恒定、内阻抗为零。若系统阻抗不超过短路回路总阻抗的10%时，则系统看作无限大系统。有限大功率电源：由于短路电流所造成的强烈去磁性电枢反应,使发电机端口电动势和内部电抗在短路的暂态过程中发生变化,相应的短路电流周期分量的振幅也随之变化，因此不能视为无限大功率电源。采用运算曲线法计算短路电流，步骤如下：（1）画出以标幺值电抗表示的等值电路图，进行等值的网络化简，最终简化成各个电源与短路点之间都是只经过一个电抗直接相连，这个直接电抗就称为该电源对短路点的转移电抗Xif。（2）将各电源的转移电抗分别按该电源发电机的额定功率归算成以各自的电源总容量为基准容量的新标幺值，即为各电源到短路点的计算电抗Xijs。（3）按时刻ｔ和计算电抗查运算曲线得到各电源送至ｆ点的短路电流标幺值（分别以各电源的额定功率为基准值）。（4）最后求出各电源供出的短路电流有名值，进行相加，就得到了短路点总的三相短路电流有名值。（5）若有要求还需进行相关的修正计算。2）不对称电流的计算①画出各序网络图；②运用增广网络进行计算；（4）电气设备选择:电气设备选择的一般要求：（1）按正常工作条件选择：①类型和形式②额定电压③额定电流。（2）按短路状态进行校验：具备足够的可靠性、经济性、合理性（3）第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计按环境条件校验：选择电气设备和载流导体时，应按当地环境条件校验。⑴高压断路器的选择内容包括：1）选择型式：电压等级为6~10kv，35kv，110~330kv可选用真空、少油、SF6断路器，真空和SF6断路器在技术性能上和运行维护方面有明显的优势，深受用户喜欢2）选择额定电压:3）选择额定电流：·4）校验开断能力：INcl≥Ish5）校验动稳定：6）校验热稳定；⑵隔离开关的配置与选择:(1)各种接线的断路器两侧应配置隔离开关作为断路器检修时的隔离电源设备。(2)各种接线的送电线路，在线路侧应配置隔离开关，作为线路停电时隔离电源用。(3)中性点直接接地的普通型变压器应均通过隔离开关接地，自藕变压器中性点不经隔离开关接地。(4)接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关。但对于330~500KV避雷器，除限制大气过电压外，还应限制操作过电压，避雷器必须与线路同时运行，故不能在避雷器回路装隔离开关。(5)隔离开关的选择：隔离开关的选择内容包括：①选择型式；②选择额定电压；③选择额定电流；④校验动稳定；⑤校验热稳定。其余选择与高压断路器的选择基本相同。⑶电流互感器选择:1）选择额定电压和额定电流2）额定二次电流的选择3）种类和形式的选择4）准确级的选择第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计1）按二次侧负荷选择2）热稳定校验和动稳定校验⑷电压互感器的选择:35KV以下多选户内式；110KV及以上电压等级则制成户外式；35KV电压互感器既有户内式又有户外式。具体选择包括：1)额定电压的选择2)种类和形式的选择3)准确级的选择4)按二次侧的负荷选择5)将最大相的视在功率与互感器的额定容量比较⑸避雷器的配置:避雷器的配置是过电压保护设计的内容，这里主要做简要的描述1)额定电压和额定电流的选择2)按照避雷器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对设备进行分类和型式的选择；3)热稳定和动稳定的校验⑹熔断器的配置:1）选择额定电压和额定电流2）选择型号和种类3）校验额定开断电流（7）母线选择及校验（1）形式，铝材和铜材（2）截面形状（3）按最大持续工作电流选择（4）按经济电流密度选择（5）热稳定校验（6）动稳定校验（7）电晕电压校验母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计1、裸导体应根据具体使用情况按下列条件选择和校验（1）型式：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机，变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀场所，可选用铜质材料的硬裸导体。回路正常工作电流在4000A及以下时，一般选用矩形导体。在4000～8000A时，一般选用槽形导体。（2）配电装置中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导体的截面和导体的结构型式。（3）当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择导线的截面积，对220KV及以下配电装置，电晕对选择导体一般不起决定作用，故可采用负荷电流选择导体截面。2、母线及电缆截面的选择除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择。（1）按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不大于导体长期发热的允许电流Iy即：（2）按经济电流密度选择，按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度—经济电流密度（J），导体的经济截面可由下式：(J取)（3）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。C—热稳定系数取I∞—稳态短路电流（KA）tdz—短路等值时间S（4）动稳定校验：动稳定必须满足下列条件即：第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计—母线材料的允许应力（硬铅为69×106P∞硬铜137×106Pa，铜为157×106Pa）提供电源，以获得较高的可靠性（8）绝缘子选择（1）按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙套管（2）按额定电流选择穿墙套管（3）支柱绝缘子和穿墙套管的种类和类型的选择（4）穿墙套管热稳定校验（5）支柱绝缘子和穿墙套管的动稳定校验(9)变压器的保护配置:继电保护必须满足的四点基本要求：（1）选择性：有选择性的将故障元件从电力系统中切除。（2）速动性：保护动作力求迅速快速的切除故障，减少故障对电气设备和系统的影响。（3）可靠性：该动作时不能拒动，不该动作时不能误动。（4）灵敏性：对于该保护装置保护范围内发生的任何故障，均应敏锐的感觉出并及时动作，将故障切除。1、变压器保护的整定计算（1）变压器继电保护配置的类型及基本原则：变压器的故障可分为内部和外部故障两类。变压器的不正常情况有：由于外部短路或过负荷引起的过电流，油面的降低和电压升高等。根据上述可能发生的故障，装设下列保护装置：①瓦斯保护：反应变压器油箱内部故障和油面降低；②纵联差动保护：作为变压器的主保护；③过电流保护：作为纵联差动保护的后备保护；④过负荷保护：用来防止变压器的对称过负荷，因此保护装置只接在某一相的电路中并且动作与信号；⑤零序电流保护：作为变压器接地短路的后备保护；（2）变压器保护的整定计算原则：1）纵差动保护动作电流的整定①躲开外部短路故障时的最大不平衡电流，即Iop=Krel·Iunb.max(Krel=1.3)第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计②躲过变压器最大的励磁涌流，即Iop=Krel·Kµ·IN(Krel=1.3)③躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流，即Iop=Krel·Il.max(Krel=1.3)2）纵差动保护灵敏系数的校验纵差动保护灵敏系数可按下式校验，即Ksen=Ik.min.r/Iop即是在采用在单侧电源供电时，系统在最小运行方式下，变压器发生短路时的最小短路电流。(10)配电装置:高压配电装置满足的要求：（1）符合国家的技术经济政策（2）根据高压配电装置在系统中的地位、作用、环境等条件，合理选型（3）便于运输、安装、检修、操作（4）少占土地、节省三材，减小投资.三．综合以上各方面的内容，进行整体的规划设计，完成主接线各种电气设备的连接，进行必要的校验，并完善主要的设计内容。采取的主要技术路线或方法1．理解老师发下的设计任务书，明确所要设计的内容，理清设计思路，制定设计方案。2．收集查阅有关设计参考书、文献、设计规范，特别是220KV变电所线路设计的参考书、变电所设计技术规程。3．上网查询相关知识，参照有关的设计内容。4．独立完成设计，设计过程中难免遇到困难，及时向指导老师、同学请教。5．利用计算机CAD绘制①变电所电气主接线图；②110KV高压配电装置平面布置图；③110KV高压配电装置断面图；④继电保护装置规划图，绘制编写设计说明书等。预期的成果及形式通过本次的毕业设计，对自己所学的专业知识有了较系统的总结，为将来的社会工作中打下良好的设计基础。编制一份设计说明书，包含以下内容：1、毕业设计（论文）任务书2、目录3、毕业设计（论文）正文4、计算书5、图纸3张:①变电所电气主接线图（手工绘制，计算机绘制各一张）；②第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计变电所平面布置图（一张）。时间安排本次设计的时间共13周，各部分设计内容的时间安排大致如下：1．收集资料，熟悉任务，消化吸收1周包括查阅设计所需参考书，文献及收集并记录相关数据等。2．完成电气一次设计7周包括电气主接线方案设计；绘制主接线图；短路计算；电气设备选择；防雷保护设计；110KV高压配电装置平面布置图。3．完善设计成果2周包括书写并打印毕业设计（论文）正文——方案论证；短路计算图表；电气设备选择及设备表；结论及体会。4．编制设计说明书1周一律用A4纸、正文用小四字体打印；装订次序依次为：毕业设计（论文）开题报告；毕业设计（论文）任务书；目录；毕业设计（论文）正文和计算书5．审核、校对1周审核主接线图形符号，线条及图签是否符合规范，接线是否正确，图面是否合理以及参数是否正确。6．答辩1周总计13周指导教师意见签名：年月日备注第98页共98页 华北水利水电学院电力学院毕业设计附录5电气主接线第98页共98页'