第一篇：火電廠電氣部分設計答辯稿
各位老師上午好！我叫**，是2009級電氣1班的學生，我的論文題目是大型火電廠50WM發(fā)電機組保護設計。論文是在李老師的悉心指點下完成的，在這里我感謝我的導師，并感謝各位老師參加我的論文答辯。下面我介紹一下本設計主要內(nèi)容。
本設計主要內(nèi)容包括電氣主接線的確定、短路電流計算、電氣設備選擇及發(fā)電機保護設計。
本設計首先對原始資料進行分析，接著確定電氣主接線形式。根據(jù)電壓等級及負荷情況，綜合考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟性確定各電壓等級接線形式，其中10KV采用雙母分段形式，剩余功率通過主變壓器送往220KV系統(tǒng)；110KV采用雙母線形式；220KV采用雙母帶旁路形式。110KV和220KV通過一臺聯(lián)絡變壓器連接，相互交換功率。并根據(jù)原始資料確定主變壓器及聯(lián)絡變壓器型號。然后計算短路電流。因為我做的是發(fā)電機主保護和后備保護，電流互感器的選擇及發(fā)電機主保護和后備保護的整定需要用到發(fā)電機出口處三相短路時的短路電流。計算短路電流時，首先對等值網(wǎng)絡進行化簡，求出個等值電源對短路的的轉(zhuǎn)移電抗，然后采用應曲線法計算各時間點的短路電流。
接著根據(jù)電流互感器的選擇規(guī)則確定50MW發(fā)電機出口處的電流互感器并校驗其熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定性。
最后設計發(fā)電機的主保護和后備保護。其中發(fā)電機主保護選擇縱聯(lián)差動保護，使用CH-2型繼電器實現(xiàn)。后備保護選擇負序過電流和單元件低電壓起動過電流保護，也采用繼電器實現(xiàn)。
本設計簡要完成了發(fā)電廠一次部分和二次部分的設計工作。
謝謝。
第二篇：發(fā)電廠電氣部分設計題目
發(fā)電廠主接線設計題目
題目1：200MW地區(qū)凝汽式火力發(fā)電廠電氣部分設計 原始資料
1、設計原始資料：
1）某地區(qū)根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，擬在該地區(qū)新建一座裝機容量為200MW的凝汽式火力發(fā)電廠，發(fā)電廠安裝2臺50MW機組，1臺100MW機組，發(fā)電機端電壓為10.5KV,電廠建成後以10KV電壓供給本地區(qū)負荷，其中有機械廠、鋼廠、棉紡廠等，最大負荷48MW,最小負荷為24MW，最大負荷利用小時數(shù)為4200小時，全部用電纜供電，每回負荷不等，但平均在4MW左右，送電距離為3-6KM，并以110KV電壓供給附近的化肥廠和煤礦用電，其最大負荷為58MW,最小負荷為32MW，最大負荷利用小時數(shù)為4500小時，要求剩余功率全部送入220KV系統(tǒng)，負荷中Ⅰ類負荷比例為30%，Ⅱ類負荷為40%，Ⅲ類負荷為30%。2）計劃安裝兩臺50MW的汽輪發(fā)電機組，型號為QFQ-50-2，功率因數(shù)為0.8，安裝順序為#
1、#2機；安裝一臺100MW的起輪發(fā)電機組，型號為TQN-100-2，功率因數(shù)為0.85，安裝順序為#3機；廠用電率為6%，機組年利用小時Tmax=5800。1）發(fā)電廠電氣主接線的設計； 2）短路電流計算； 3）主要電氣設備選擇；
題目2 原始資料：某電廠（水電）裝機SFW-3*30MW Vn=10.5KV COS§=0.8（功率因數(shù)角），設年利用小時數(shù)4100h/a.電站以兩回110KV電壓等級輸電線路送入80KM外系統(tǒng)（無近區(qū)負荷）試設計電氣主接線。
題目3 1）解放村水庫電站是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電的季節(jié)性電站，冬、春季有三個多月因水庫不放水或放水量少，電站停止運行不發(fā)電。電站設計容量為三臺立式機組，總裝機 2000KW（2 × 800KW+1 × 400KW），裝機年利用小時為 3760h，多年平均發(fā)電量為 752 萬 KW.h。根據(jù)金塔縣的用電負荷情況，該電站距城南變電所較近，因此，除廠用電外全部電能就近送至城南 35KV 變電所聯(lián)入系統(tǒng)。
（2）電站接入電力系統(tǒng)方式為電站出兩回 35KV 線路接到現(xiàn)有的“鴛城”線上。導線型號 LGJ-50，兩回線路分別長 0.5KM。接線圖見示意圖一。
（3）電力系統(tǒng)在電站 6.3KV 母線上的短路容量按照接入系統(tǒng)設計為 38.33MVA ；在電站 35KV 母線上短路容量為 71.37MVA.（5）氣象資料：根據(jù)金塔縣氣象臺站資料，多年平均氣溫為 6 ℃。年最高氣溫 38.6 ℃，最低氣溫-29 ℃，多年平均降水量 59.9mm，最大凍土深度為 141cm。
題目4 某發(fā)電廠中發(fā)電機—變壓器單元接線的升壓變壓器為三相三繞組自耦變壓器，其相關數(shù)據(jù)如下：額定容量為240/240/120MV?A，額定電壓為242/121/15.75kV，額定短路損耗為?p1-2?420kW、?p1-3?345kW、?p2-3?350kW，額定空載損耗為?p0?130kW。
計算各繞組在以下2種運行方式中的負荷（設各側(cè)負荷功率因數(shù)相等）① 110kV側(cè)斷開，發(fā)電機向220kV系統(tǒng)輸送100MV?A功率； ② 220kV側(cè)斷開，發(fā)電機向110kV系統(tǒng)輸送100MV?A功率；
題目5某發(fā)電廠中發(fā)電機—變壓器單元接線的升壓變壓器為三相三繞組自耦變壓器，其相關數(shù)據(jù)如下：額定容量為240/240/120MV?A，額定電壓為242/121/15.75kV，額定短路損耗為?p1-?W?p1-3?345kW、2420k、?p2-3?350kW，額定空載損耗為?p0?130kW。
計算各繞組在以下2種運行方式中的負荷（設各側(cè)負荷功率因數(shù)相等）③
發(fā)電機和110kV系統(tǒng)各向220kV系統(tǒng)輸送100MV?A功率；
④ 發(fā)電機和220kV系統(tǒng)各向110kV系統(tǒng)輸送100MVA功率；
?
題目6 設計一110/35/10KV中心變電所電氣一次部分主接線。
題目7 試設計某工廠35KV總降壓變電所電氣主接線，工廠附有6個車間，其中一車間P=520KW，Q=248KVAR，二車間P=400KW，Q=150KVAR，三車間P=688KW，Q=248KVAR，四車間P=630KW，Q=300KVAR，五車間P=426KW，Q=129KVAR，六車間P=680KW，Q=198KVAR，其中四、六車間為二級負荷，其余車間為3級負荷。
題目8：某地區(qū)新建一座火電廠，有3臺50MW的發(fā)電機，功率因素為0.8，發(fā)電機電壓10.5KV側(cè)有20回電纜饋線，其最大綜合負荷為52MW，最小為38MW，廠用電率為10%，高壓側(cè)為110KV有4回與電力系統(tǒng)相連。試確定發(fā)電廠的主接線圖并選擇電氣設備。
題目9：某地區(qū)220KV的變電站，裝有2臺120ＭＷ的主變壓器，２２０KV側(cè)有6回進線，110ＫＶ側(cè)有１２回出線。１０ＫＶ有２０回出線，均為重要用戶，不允許停電檢修本所斷路器，試確定主接線圖并選擇電氣設備。
題目１０：
某地區(qū)擬建一座裝機容量為４＊５０ＭＷ的凝氣式火電廠，Ｕ＝１０KV，功率因素為0.8，電廠建成后10ＫＶ電壓供給本地區(qū)負荷，其中機械廠、鋼廠、棉紡廠等、最大負荷為58ＭＷ，最小負荷為３８MW，并以35ＫＶ電壓供給附近的化肥廠和煤礦，其中最大負荷為２８ＭＷ，最小負荷為１９MW。要求剩余負荷全部送入110ＫＶ系統(tǒng)，負荷中類負荷比例為３０％，Ⅱ類負荷比例為４０％，Ⅲ類負荷比例為３０％，發(fā)電廠近期安裝２臺５０ＭＷ，遠期再擴建２臺５０MW，試確定主接線圖并選擇電氣設備。
第三篇：發(fā)電廠電氣部分設計開題報告
2×300MW
發(fā)電廠電氣部分設計
一、題目及目的：
2×100MW+3×200MW發(fā)電廠電氣部分設計
目的：
（1）
鞏固課程的理論知識；
（2）
學習和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分的基本設計方法；
（3）
培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。
二、課題背景和意義：
1949年全國僅有發(fā)電設備容量為185萬kw，其中火電169萬kw，年發(fā)電且僅43．1億度。發(fā)電廠大部分集中在東北和沿海幾個大城市，設備陳舊、效率低，而且類型龐雜，電能的規(guī)格也不統(tǒng)一。新中國誕生后，國家大力發(fā)展電力工業(yè)，到1978年底裝機容量為解放時的40余倍平均每年增長14％。年發(fā)電量為解放時的59．5倍，平均每年增長15．7％，由世界第二十三位躍居到第七位。各省、區(qū)都建立了一定規(guī)模的電網(wǎng)，容量在一百萬千瓦以上的電網(wǎng)有16個。110千伏及以上的輸電線已達七萬余公里，到1988年全國發(fā)電設備容量已達11000萬kw，其中火電占75％，與1949年相比增長了58倍。
我國電力工業(yè)的技術水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已有許多電廠實現(xiàn)了集中控制和采用計算機監(jiān)控．電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠行。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進水平的行列?；鹆Πl(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴密、土建結構復雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的發(fā)展,單機容量的增大、總?cè)萘吭诎偃f千瓦以上火電廠的建立促使火電廠建筑結構和設計不斷地改進和發(fā)展。電廠結構的改進、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進、代管理的運用、隊伍素質(zhì)的提高、使火電廠土建施工技術及施工組織水平也相應地隨之不斷提高。
設計本課題，是對已學知識的整理和進一步的理解、認識，學習和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分設計的基本方法培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠（變電所）的設計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應用水平，認真對待。
三、主要內(nèi)容：
設計大體相當于實際工程設計電氣一次部分初步設計的內(nèi)容，其中一部分可達技術設計的要求深度。具體內(nèi)容如下：
1．選擇主變壓器的容量、機組的形式和臺數(shù)、型號、參數(shù)。
（1）
發(fā)電廠(變電所)在電力系統(tǒng)中的地位和作用
（2）
發(fā)電廠(變電所)聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級及出線問路數(shù)
（3）
電力系統(tǒng)總裝機容量短路容量或歸算后的標么電抗
2．進行經(jīng)濟、技術比較，選擇電氣主結線方案。
發(fā)電廠(變電所)電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接方式及可能的遠行方式，從而完成發(fā)電、變電、核配電的任務。它的沒計，直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。
主變壓器選擇
（1）對于200
MW及以上發(fā)電機組，一般與雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺數(shù)與發(fā)電機容量配套選用。當有兩種升高電壓時，宜在兩種升高電壓之間裝聯(lián)絡變壓器，其容量按兩種電壓網(wǎng)絡的交換功率選擇。
（2）對于中、小型發(fā)電廠應按下列原則選擇：
1)為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應選用三相式。
2)為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應考慮5年內(nèi)負荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機電壓母線上的負荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)，發(fā)電機電壓娠線上的最大——臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制
本廠出力時，亦應滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電。
（1）
各級電比接線方式(本期及遠景)
（2）
分期過渡接線等設計。
（3）
合理地確定發(fā)電機的運行方式，確定運行方式總的原則是安全、經(jīng)濟地發(fā)、供電
3．廠用電設計。
廠用電接線除應滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等—般要求外，尚應滿足下列特殊要求：
（1）
盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍、并應盡量避免引起全廠停電事故。
（2）
充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動等運行方式下的供電要求，切換操作簡便。
（3）
便于分期擴建或連續(xù)施工。對公用負荷的供電要結合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。
4．計算短路電流，選擇電氣設備。
（1）
確定主接線的運行方式；
（2）
繪制等值網(wǎng)絡圖；
（3）
計算各短路計算點的三相短路電流；
（4）
選擇主要電氣設備：主變壓器、廠用變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、互感器、消弧線圈、避雷器、絕緣子、導線和電纜等，并匯總電器設備表。
5．配電裝置選擇：根據(jù)發(fā)電廠類型和地理位置，初步擬定變壓器、開關站及廠內(nèi)電器設備的布置方案。
6．繼電保護規(guī)劃。
7．防雷保護設計。
8．成品要求：
（1）
說明書、計算書各一份
（2）
圖紙：
1）
電氣主結線圖
2）
全廠總平面布置圖
3）
配電裝置斷面圖
4）
防雷保護圖
5）
繼電保護原理結線圖
6）
設計圖紙應做到內(nèi)容完整、清晰整齊。
四、參考文獻綜述：
《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》
水利電力出版社
天津大學
黃純?nèi)A
編
《發(fā)電廠變電所電氣接線和布置》
西北電力設計院
編
《發(fā)電廠變電所電氣部分的計算和接線》
水利電力出版社
翟東群等
編譯
《發(fā)電廠電氣部分》
《電力系統(tǒng)分析》
《電力系統(tǒng)繼電保護原理》
《電機學》
《電力系統(tǒng)自動裝置》
五、進度安排：
3~4周搜集資料
5~12周主結線、選擇設備
13~16周畫圖
17~18周總結及答辯
第四篇：110kv發(fā)電站電氣部分設計文獻綜述
四川理工學院畢業(yè)設計
文 獻 綜 述
黃泥灘發(fā)電廠電氣部分設計
學 生：劉建勛 學 號：11021040211 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級：電氣2011.2 指導教師：吳浩
四川理工學院自動化與電子信息學院
二O一五年三月
第1章 前言
1.1歷史現(xiàn)狀
隨著工業(yè)時代的發(fā)展，電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學合理的駕馭電力必須從電力工程的設計原則和方法上理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運行效率。從而達到降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟效益的目的。眾所周知，電能是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配電和用電，幾乎是在同一時間完成的，要相互協(xié)調(diào)與平衡。變電和配電是為了電能的傳輸和合理的分配，在電力系統(tǒng)中占很重要的地位，其都是由電力變壓器來完成的，因此變電所在供電系統(tǒng)中的作用是不言而語[1]。
隨著高新技術的發(fā)展和應用，對電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求，高壓、超高壓變電站的設計和運行系統(tǒng)必須適應這種新形勢，因此，改善電網(wǎng)結構，提高供電能力與可靠性以及綜合自動化程度，以滿足日益增長的社會需求是電力企業(yè)的首要目標。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，一般安裝有變壓器及其控制和保護裝置，起著變換和分配電能的作用。為了保證在送變電過程中的供電可靠性，首先要滿足的就是變電所的設計規(guī)范。
進入21世紀后，我國電力仍將以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設的任務仍很重。作為發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，變換和分配電能的重要組成部分，將面臨電力體制改革和技術創(chuàng)新能力的雙重挑戰(zhàn)，如何合理的設計一個變電所，使之在技術上、管理上適應電力市場化體制和競爭需要，促使電網(wǎng)互聯(lián)范圍的不斷擴大，是這次設計的主要目的[2]。
1.2研究方向
本次設計是我們的畢業(yè)設計，在設計中我們要設計黃泥灘發(fā)電廠電氣部分設計所有內(nèi)容。該發(fā)電站的類型為地區(qū)變電站，是為了滿足市區(qū)生產(chǎn)和生活的要求，根據(jù)老師給出的設計資料和要求，結合所學的基礎知識和文獻資料所做的。通過本設計，對以前所學的知識加強了理解和掌握，從總體上掌握了電力工程設計的過程，并熟悉了一些設計方法，為以后從事電力工程設計工作打下一定的基礎。
區(qū)或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。
4．終端變電站
在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側(cè)電壓多為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站。全站停電后，只是用戶受到損失[4]。
2.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展
我國自1882年有電以來，電力工業(yè)已經(jīng)走過了120多年的歷程。解放前，我國電力工業(yè)和其他工業(yè)一樣，處于極端落后的狀態(tài)，并帶有明顯的半殖民地的特點。新中國成立后的50多年中，電力工業(yè)以很高的速度發(fā)展，取得了世人矚目的成就。到1988年全國發(fā)電設備容量已達11000萬kw，其中火電占75％，與1949年相比增長了58倍。1998年全國裝機容量已達到277 GW以上，躍居世界第2位。特別是進入本世紀90年代以來，我國的電力平均每年新增裝機容量17多GW，實現(xiàn)裝機容量8年翻一番，終于緩解了近50年的持續(xù)缺電局面，使電力供應有所緩和。
雖然從1997年開始到1998年，全國電力供應緊張的狀況有了緩和，局部地方出現(xiàn)了電力供大于求，但是我國的用電水平還是很低的。到1998年，全國人均占有裝機容量0.22 kW，發(fā)電量只有927kW?h，這一水平只相當于世界平均水平的1/3左右，為發(fā)達國家的1/6～1/10，與富裕的小康生活水平對電力的要求也相差甚遠。電網(wǎng)結構薄弱，特別是500 kV網(wǎng)架在大部分電網(wǎng)中尚未真正形成，電網(wǎng)的安全性差，可靠性低，自動化水平不高，電網(wǎng)調(diào)峰容量不足，損耗大，供電質(zhì)量差，遠遠不能適應21世紀信息時代對電力供應的數(shù)量和質(zhì)量的要求[5]。
我國電力工業(yè)2個方面的任務：
1、首先是電力工業(yè)要保持持續(xù)、快速、健康的發(fā)展，以足夠的電力來保證國民經(jīng)濟和社會持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。任何國家在工業(yè)化時期，電力都是整個社會經(jīng)濟發(fā)展的保證，是基礎。
2、電力的發(fā)展促進電力市場的形成，特別是電網(wǎng)的建設與發(fā)展，將為電力
活性，最終達到提高經(jīng)濟性的目的[9]。
2.3可行性分析
1、該課題研究所需要的知識和能力準備，通過我的努力應該可以達到。
2、該課題研究所需要的指導老師和咨詢的途徑已經(jīng)具備。
3、該課題完成需要閱讀《電力系統(tǒng)分析》、《高電壓技術》、《發(fā)電廠電氣部分》、《繼電保護系統(tǒng)》、《電力工程概論》等書籍。
4、該課題需要進行互聯(lián)網(wǎng)進行資料查詢，需要到圖書館進行相關期刊雜志的查詢工作，需要準確的計算，需要設備選型和校驗，需要設計繼電保護的配置，完成CAD制圖。
5、該課題研究所需要的物質(zhì)、環(huán)境條件不是很高，通過努力能夠較好的解決。
2.4設計內(nèi)容及任務
2.4.1電氣主接線方案的確定
電氣主接線的確定是火電廠設計的重點，結合《發(fā)電廠電氣設備及運行》（中國電力出版社）和《電力系統(tǒng)分析》等，電氣主接線的設計原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。
對于主接線方案的確定，因為是小型發(fā)電廠的設計，考慮可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求，原始資料寫著110kV出線3回，10kV出線15回，且負載較大。方案為；110kV電壓出線為3回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們采用雙母線，且?guī)月纺妇€較好。110kV電壓等級出現(xiàn)15回，因為出現(xiàn)回路比較多，從經(jīng)濟性、穩(wěn)定性考慮設旁路，采用雙母線連接。
2.4.2發(fā)電機及變壓器的選擇
（一）、110KV電壓等級接線方案
1、單母分段；
2、雙母分段；
3、單母接線；
（二）、10KV電壓等級可能采取的接線方案
1、單母分段兼設旁路母線
2、雙母線分段
3、單母分段
二、研發(fā)環(huán)境：
電氣CAD； Visio。
參考文獻：
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第五篇：電氣課程設計110kv降壓變電所電氣部分設計
課程設計
110kv降壓變電所電氣部分設計
——第組
班級：電氣班
姓名：
學號：
同組人：
時間：2011
XX大學XX學院電光系
一、原始資料
1.負荷情況
本變電所為某城市開發(fā)區(qū)新建110KV降壓變電所，有6回35KV出線，每回負荷按4200KW考慮，cosφ=0.82,Tmax=4200h，一、二類負荷占50%，每回出線長度為10Km；另外有8回10KV出線，每回負荷2200KW，cosφ=0.82,Tmax=3500h，一、二類負荷占30%，每回出線長度為10km；
2.系統(tǒng)情況
本變電所由兩回110KV電源供電，其中一回來自東南方向30Km處的火力發(fā)電廠；另一回來自正南方向40Km處的地區(qū)變電所。本變電所與系統(tǒng)連接情況如圖附I—1所示。
圖附I—1
系統(tǒng)示意圖
最大運行方式時，系統(tǒng)1兩臺發(fā)電機和兩臺變壓器均投入運行；最小運行方式時，系統(tǒng)1投入一臺發(fā)電機和一臺變壓器運行，系統(tǒng)2可視為無窮大電源系統(tǒng)。
3.自然條件
本所所在地的平均海拔1000m，年最高氣溫40℃,年最低氣溫-10℃，年平均氣溫20℃，年最熱月平均氣溫30℃，年雷暴日為30天，土壤性質(zhì)以砂質(zhì)粘土為主。
4.設計任務
本設計只作電氣初步設計，不作施工設計。設計內(nèi)容包括：①主變壓器選擇；②確定電氣主接線方案；③短路電流計算；④主要電氣設備及導線選擇和校驗；⑤主變壓器及出線繼電保護配置與整定計算⑥所用電設計；⑦防雷和接地設計計算。
二、電氣部分設計說明書
（一）主變壓器的選擇（組員：丁晨）
本變電所有兩路電源供電，三個電壓等級，且有大量一、二級負荷，所以應裝設兩臺三相三線圈變壓器。35KV側(cè)總負荷P=4.2×6MW=25.2MW，10KV側(cè)總負荷P=2.2×8=17.6MW，因此，總計算負荷S為
S=(25.2＋17.6)/0.82MVA=52.50MVA
每臺主變壓器容量應滿足全部負荷70%的需要，并能滿足全部一、二類負荷的需要，即
S≥0.7
S30=0.7×52.20MVA=36.54MVA
且
S≥（25.2×50%＋17.6×30%）/0.82MVA=21.80MVA
故主變壓器容量選為40MVA，查附錄表Ⅱ-5，選用SFSZ9—40000/110型三相三線圈有載調(diào)壓變壓器，其額定電壓為110±8×1.25%/38.5±5%/10.5KV。YNyn0d11接線，阻抗電壓U%=10.5,U%=17.5,U%=6.5.（二）
電氣主接線
本變電所110KV有兩回進線，可采用單母線分段接線，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動切除故障段，保證正常母線不間斷供電。35KV和10KV出線有較多重要用戶，所以均采用單母線分段接線方式。主變壓器110KV側(cè)中性點經(jīng)隔離開關接地，并裝設避雷器進行防雷保護。本所設兩臺所用變壓器，分別接在10KV分段母線上。
電氣主接線如圖所示。
（三）短路電流計算（組員：
陸曉敏
於佳）
1.根據(jù)系統(tǒng)接線圖，繪制短路等效電路圖如圖所示
取基準容量S=100MVA,基準電壓U=115KV、U=U=37KV、U=10.5KV，則
I==KA=0.5KA
I=I==KA=1.56KA
I==KA=5.5KA
各元件電抗標幺值計算如下：
（1）
系統(tǒng)1電抗標幺值
X=
X=0.198
（2）
變壓器T1、T2電抗標幺值
X=X=0.167
（3）
線路WL1電抗標幺值
X=0.091
（4）
線路WL2電抗標幺值
X=0.12
（5）
變壓器T3電抗標幺值
X=0.167
（6）
三繞組變壓器的電抗標幺值
主變壓器各繞組短路電壓為
U%=0.5×（U%+U%－U%）=10.75
U%=0.5×（U%+U%－U%）≈0
U%=0.5×（U%+U%－U%）=6.75
故各繞組電抗標幺值為
8*=X9*==
X10*=X11*=
X12*=X13*==
（7）35kv出線線路電抗標幺值
35KV出線型號為LGJ—120(見導線選擇部分)，設線距為1500mm，查附錄表2-15得x1=0.347歐姆/千米，則
X14*=0.347*10*100/(37*37)=0.253
2.系統(tǒng)最大運行方式下，本變電所兩臺主變器（簡稱主變）并列運行時的短路電流計算
在系統(tǒng)最大運行方式下，系統(tǒng)1兩臺變壓器和兩臺變壓器均投入運行，短路等效電路圖如圖所示
X15*=
==0.167+0.12=0.287
（1）K1點短路
系統(tǒng)1的計算電抗為
==0.274
查附錄3-1汽輪發(fā)電機計算曲線的，系統(tǒng)1在0s、0.2s、∞時刻向K1點提供的短路電流分量有效值的幺值分別為
I”*=3.159,I0.2*=2.519,I*=2.283
系統(tǒng)2向K1點提供的短路電流為
Ik=
則流入K1點總得短路電流為
I”=I”*
=3.159kA+1.742kA=3.73kA
I0.2=I0.2*
=2.519kA+1.742kA=3.32
kA
I=
I=2.283kA+1.742kA=3.18
kA
（2）K2點短路
短路等效電路圖如圖所示。圖中
圖附Ⅰ-4
系統(tǒng)短路等效電路圖
圖附Ⅰ-6
X17*=
X18*=
X15*+
X17*+=0.274+0.135+
X19*=
X16*+
X17*+=0.287+0.135+
系統(tǒng)1的電抗為
Xc*=
X18*=0.572
查附錄3-1汽輪發(fā)電機計算曲線得，系統(tǒng)1在0s，0.2s，時刻向K2點提供的短路電流周期分量有效值的標幺值分別為
I”*=1.45,I0.2*=1.3,I=1.68
系統(tǒng)2向K2點提供的短路電流為
Ik=
==2.771kA
則流入K2點總的短路電流為
I”=I”*=1.45kA+2.771kA=5.6kA
I0.2=I0.2*=1.3kA+2.771kA=5.31kA
I=
I=1.68kA+2.771kA=6.05
kA
（3）k3點短路
短路等效電路圖如圖附1-7所示。圖中
圖附1-7
X20*=
X21*=
X15*+
X20*+=0.243+0.219+
X22*=
X16*+
X20*+=0.274+0.219+
系統(tǒng)1的計算電抗為
Xc*=
X21*=0.757
查附錄3-1汽輪發(fā)電機計算曲線得，系統(tǒng)1在0s，0.2s，∞時刻向K1點提供的短路電流周期分量有效值的標幺值分別為
I”*=1.091,I0.2*=1.002,I=1.2
系統(tǒng)2向K3點提供的短路電流為
Ik=
==7.483
kA
則流入K3點的短路電流為
I”=I”*=1.091kA+7.483kA=14.98kA
I0.2=I0.2*=1.002kA+7.483kA=14.37kA
I=
I=1.2kA+7.483kA=15.73
kA
（4）K4點短路
短路等效電路圖如圖附1-8所示。圖中
圖附1-8
X23*=
X17*+
X14*=0.388
X23*=
X17*+
X14*+=0.274+0.388+
則流入k4點總的短路電流為：
3.00kA
2.90kA
3.09kA
系統(tǒng)最大運行方式下，本變電所兩臺變壓器一臺運行一臺備用時的短路電流計算及系統(tǒng)最小運行方式下短路電流計算過程與上述過程類似，限于篇幅，不一一羅列，僅將短路電流計算結果列于附錄表I-1。
附錄表
短路電流計算結果匯總表
主變壓器運行方式
短路點
系統(tǒng)最大運行方式
系統(tǒng)最小運行方式
三相短路電流
三相短路電流
I″
I0.2
I∞
ish
I″
I0.2
I∞
ish
并列運行
k1
3.73
3.32
3.18
9.51
2.89
2.75
2.95
7.37
k2
5.60
5.31
6.05
14.28
5.10
4.94
5.28
13.01
k3
14.98
14.37
15.73
38.20
14.01
13.65
14.31
35.73
k4
3.00
2.90
3.09
7.65
2.79
2.73
2.82
7.11
一運一備
k1
3.73
3.32
3.18
9.51
2.89
2.75
2.95
7.37
k2
3.88
3.72
4.06
9.89
3.55
3.46
3.61
9.05
k3
8.99
8.73
9.13
22.92
9.01
8.84
9.08
22.98
k4
2.38
2.31
2.43
6.07
2.25
2.21
2.26
5.74
（四）主要電氣設備的選擇和校驗（組員：
方民興
付仁龍）
1.假想時間tima的確認
假想時間
tima等于周期分量假想時間tima·p和非周期分量假想時間tima·np之和。其中tima·p
可根據(jù)查圖4-27得到，非周期分量假想時間tima·np可以忽略不計（因短路時間均大于1s），因此，假想時間tima就等于周期分量假想tima·p。不同地點的假想時間如附錄表I-2
所示。
附錄表I-2假想時間tima的大小
地點
后備保護動作時間tpr/s
斷路器跳閘時間tQF/s
短路持續(xù)時間tk/s
周期分量假想時間tima·p/s
假想時間tima·p/s
主變110kV側(cè)
0.1
4.1
3.73/3.18=
1.17
3.9
3.9
110kV母線分段
4.5
0.1
4.6
3.73/3.18=
1.17
4.4
4.4
主變35kV側(cè)
3.5
0.15
3.65
5.60/6.05=
0.93
3.2
3.2
35kV母線分段
0.15
3.15
5.60/6.05=
0.93
2.6
2.6
35kV出線
2.5
0.15
2.65
5.60/6.05=
0.93
2.2
2.2
主變10kV側(cè)
0.2
3.2
14.98/15.73=0.95
2.7
2.7
10kV母線分段
2.5
0.2
2.7
14.98/15.73=0.95
2.3
2.3
2.高壓電氣設備的選擇與校驗
（1）主變110kV側(cè)
主變110kV側(cè)計算電流，由于110kV配電裝置為室外布置，故斷路器選用SW4-110/1000型；隔離開關選用GW4-110D/600型；電流互感器選用LCWD2-110，變比為Ki=400/5，級次組合為0.5/D/D，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為35，動穩(wěn)定倍數(shù)為65；電壓互感器和避雷器分別選用JCC2-110型和FZ-110型。各設備有關參數(shù)見附錄表I-3。
附錄表I-3
主變110kV側(cè)電氣設備
安裝地點電氣條件
設備型號規(guī)格
項目
數(shù)據(jù)
項目
SW4-110/1000斷路器
GW4-110D/600隔離開關
LCWD2-110電流互感器
JCC2-110電壓互感器
FZ-110避雷器
210
1000
600
400/5
3.32
18.4
10.26
36.77
36.2
2205
980
196
110kV母線與110kV側(cè)進線的電氣設備與主變110kV側(cè)所選設備相同。
（2）主變35kV側(cè)計算電流，故斷路器選用SW2-35/1000型，隔離開關選用GW5-35G/1000型，電流互感器選用LCWD1-35型，電壓互感器和避雷器分別選用JDJJ-35型和FZ-35型。各35kV電氣設備有關參數(shù)見附錄表I-4。
附錄表I-4
主變35kV側(cè)電氣設備
安裝地點電氣條件
設備型號規(guī)格
項目
數(shù)據(jù)
項目
SW2-35/1000斷路器
GW5-35G/1000隔離開關
LCWD1-35電流互感器
JDJJ-35電壓互感器
FZ-35避雷器
600
1000
1000
1200/5
5.478
24.8
15.19
115.4
1089
2500
2079.4
35kV母線與35kV出線電氣設備的選擇方法與主變35kV側(cè)相同，從略。
（3）主變10kV側(cè)
主變10kV側(cè)計算電流，故斷路器選用SN10-10Ⅲ/3000型，隔離開關選用GN10-10T/3000型。各10kV電氣
設備有關參數(shù)見附錄表I-5。
附錄表I-5
主變10kV側(cè)電氣設備
安裝地點電氣條件
設備型號規(guī)格
項目
數(shù)據(jù)
項目
SN10-10Ⅲ/3000斷路器
GN10-10T/3000隔離開關
LAJ-10電流互感器
JDZJ-10電壓互感器
FZ-10避雷器
2199.4
3000
3000
3000/5
14.923
41.08
125
160
381.8
715.4
6400
28125
22500
10kV母線與10kV出線電氣設備的選擇方法與主變35kV側(cè)相同，從略。
3.消弧線圈的選擇
當35kV系統(tǒng)的單相接地電容電流大于10A時，應裝設消弧線圈。由式（1-14），本變電所35kV架空線路的電容電流（接地故障電流）為：
所以不需裝設消弧線圈。
（五）繼電保護配置與整定計算（組員：崔其兵
陳亮)
1、主變壓器保護配置
容量為40MVA的變壓器應配置以下保護：
（1）瓦斯保護
包括動作與信號的輕瓦斯保護盒動作于跳閘的重瓦斯保護
（2）縱聯(lián)差動保護
無延時跳開主三側(cè)斷路器，可作為變壓器的主保護
（3）包括110KV側(cè)復合電壓啟動的過電流保護和10KV側(cè)過電流保護，其中10KV側(cè)過電流保護作為本側(cè)外部短路后備保護，以較短時限t1斷開該斷路器；110KV側(cè)保護作為主變壓器內(nèi)部故障及35KV側(cè)外部短路后備，帶兩段時限t2和t3（t3>
t2>
t1），以t2時限斷開35KV側(cè)斷路器，以t3時限斷開主變?nèi)齻?cè)斷路器。
（4）零序保護
作為變壓器本身主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護
（5）過負荷保護
保護裝設在主變110KV側(cè)，動作后經(jīng)延時發(fā)出預告信號
2、主變壓器繼電保護整定
（1）
瓦斯保護
一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250-300cm3，本所主變壓器容量為40MVA，整定值取250cm3；重瓦斯保護油流速整定范圍為0.6-1.5m/s，為防止穿越型故障時瓦斯保護誤動作，將油速整定為1m3/s.（2）
縱聯(lián)差動保護
由BCH-2型差動繼電器構成。
1）
計算各側(cè)一次額定電流，選擇電流互感器變比，確定個互感器的二次額定電流，計算結果如表
名稱
各側(cè)數(shù)值
額定電壓/kV
38.5
10.5
額定電流/A
40000/
(x
110)=210
40000/
(x
38.5)=600
40000/
(x
10.5)=2199.4
電流互感器的接線方式
D
d
y
電流互感器一次電流計算值/A
x210=363.7
x600=1039
2199.4
電流互感器變比的選擇
400/5=80
1200/5=240
3000/5=600
電流互感器二次額定電流/A
363.7/80=4.55
1039/240=4.33
2199.4/600=3.67
取二次額定電流的最大的110KV側(cè)位基本側(cè)
2）
按下列三條件確定保護裝置的動作電流
1））躲過變壓器的勵磁涌流，即
Iop=Krel
IN1T=1.3x210A=273A
2））躲過變壓器外部短路時的最大不平衡電流，即
Iop=Krel
Idsq
max=krerl（KnpKsamfi+⊿Uh+⊿Umid+⊿fb2）Ikmax
=1.3x（1x1x0.1+0.1+0.05+0.05）x3.73x103x37/115A
=468A
3))躲過電流互感器二次回路斷線的最大負荷電流，即
Iop=Krel
IN1T=1.3x210=273A，取Iop=522A，則差動繼電器的動作電流值為Iopk=
x468/80=10.1A
3）
確定基本側(cè)差動線圈的匝數(shù)
Ndc=ANo/
Iop=60/10.1=5.94
實際整定匝數(shù)為Ndset=5匝，則繼電器實際動作電流為Iopk=60/5=12A，保護裝置實際動作一次電流為
Iop=12x80/
A=554.3A。
4）
確定非基本側(cè)平衡線圈的匝數(shù)
35KV側(cè)
4.33x（Nb2c
+
5）=4.55x5
Nb2c=4.55x5/4.33-5=0.25
10KV側(cè)
3.67x（Nb2c
+
5）=4.55x5
Nb2c=4.55x5/3.67-5=1.2
去平衡線圈匝數(shù)Nb2set=0，Nb3set=1匝。
5）
校驗相對誤差⊿fb
35KV側(cè)
⊿fb2==（0.25-0）/(0.25+0)=0.048
10KV側(cè)
⊿fb3==（1.2
-1）/(1.2+1)=0.032
⊿fb2、⊿fb3均小于0.05，說明以上選擇的結果有效，無需重新計算
6）
校驗保護靈敏度
在主變10KV側(cè)出口兩處短路時歸算到110KV側(cè)的最小短路電流為
Ikmin=
Ks=Ikmin/
Iop
=565.8/554.3=1.03<2
靈敏度不滿足要求，請改用帶制動性的BCH-1型差動繼電器。
（3）
過電流保護
1）110KV側(cè)復合電壓起動的過電流保護
過電流保護采用三相星形接線，繼電器為DL-11型，電流互感器變比為Ki=400/5=80；電壓元件接近110KV母線電壓互感器。
Iop=
則
低電壓繼電器動作電壓按躲過電動機自啟動的條件整定，即
則
負序電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時的不平衡電壓整定，即
則
保護的靈敏度按后備保護范圍末端最小短路電流來校驗，即
2）10KV側(cè)過電流保護
過電流保護采用三相星形接線，繼電器為DL-11,電流互感器變比為Ki=3000/5=600，動作電流應滿足以下條件：
1））躲過并列運行中，切除一臺變壓器時所產(chǎn)生的過負荷電流，即
2））躲過電動機自起動的最大工作電流，即
去Iop=6210A，則
作近后備保護時，保護的靈敏度為
靈敏度不滿足要求，應改用復合電壓起動的過電流保護
3）動作時間
10KV側(cè)過電流保護動作時間t1=3s，110KV側(cè)過電流保護第一段動作時間t2=3s+0.5s=3.5s，第二段的動作時間為t3=3.5s+0.5s=4s。
4）過負荷保護
過負荷保護裝設在主變110KV側(cè)，按躲過變壓器額定電流整定，即
動作時間取10s3、35KV線路保護
（1）電流速斷保護
電流速斷保護采用的是兩相繼電器式接線，繼電器為DL-11型，電流互感器的變比Ki=150/5=30(35KV出線的計算電流為77.3A)，動作電流按躲過線路末端最大短路電流整定，即
靈敏度按保護安裝處兩最小相短路電流來校驗，即
靈敏度不滿足要求，因此改用電流電壓連鎖速斷保護。
（2）定時限過電流保護
點時限過電流保護采用兩相兩繼電器式接線，繼電器為DL-11型，電流互感器變比為Ki=30，動作電流按躲過線路最大負荷電流整定，即
靈敏度按線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流來校驗：
動作時間t=2.5s
（六）所用電設計
為保證所用電可靠性，所用變壓器分別安裝于10kV母線I，II段上。所用變壓器容量的選擇，應按變電所自用電的負荷大小來選取。這里選兩臺型號為S9-63/10的所用變壓器可滿足要求。
（七）防雷和接地（組員：
陳鑫）
1.直擊雷防護
在變電所縱向中心軸線位置設置兩支間距D=98、高度為h=35m的等高避雷針，保護室外高壓配電裝置、主變壓器及所有建筑物。已知出線構架高12.5m（變電所最高點），其最遠點距較近避雷針11.5m，建筑物高7m，其最遠點距較近避雷針18.7m。按“滾球法”檢驗避雷針保護范圍如下：
本變電所建筑物防雷級別為二級，滾球半徑為hr=45m。
因為h=35m
而其最遠點距避雷針11.5m<，可見出線架構在避雷針保護范圍內(nèi)。
避雷針在建筑物高度上的水平保護半徑為
而其最遠點距避雷針18.7m<，可見建筑物也在避雷針保護范圍內(nèi)。
根據(jù)以上計算結果可知，變電所裝設的兩支35m等高避雷針能保護變電所內(nèi)的所有設施。
2.雷電波侵入保護
為防止線路侵入的雷電波過電壓，在變電搜1~2km的110kV進線段架設避雷線，主變壓器各側(cè)出口分別安裝閥型避雷器。為保護主變壓器中性點絕緣，在主變壓器110kV側(cè)中性點裝設一臺避雷器。
3.接地裝置設計
110kV為大電流接地系統(tǒng)，查表9-4，其接地電阻要求不大于0.5；35kV系統(tǒng)的接地電流為7A，故要求接地電阻，由表9-4，；10k系統(tǒng)的接地電阻要求不大于10；所用電380/220V系統(tǒng)的接地電阻要求不大于4。故共用接地裝置的接地電阻應不大于0.5。
接地裝置擬采用直徑50mm、長2.5m的鋼管作接地體，垂直埋入地下，間距5m，管間用40的扁鋼焊接相連成環(huán)形，則單根鋼管的接地電阻為
式中，K、查表9-5和表9-6.因為，考慮到管間電流屏蔽效應的影響，初選10根鋼管作接地體。管間距離a與管長l之比a/l=5/2.5=2，根據(jù)n=10和a/l=2查表9-8得，則鋼管根數(shù)為
最終選10根直徑50mm、長2.5m的鋼管作接地體，用404的扁鋼焊接相連，環(huán)形布置。由此算得接地電阻為
符合要求。
南jing理工大學紫金學院
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