110KV35KV10KV變電所課程設(shè)計(jì)

第一部分

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)介紹

一、系統(tǒng)介紹

⑴系統(tǒng)可以視為一個(gè)無(wú)限大系統(tǒng)，有充足的有功和無(wú)功功率。系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地的方式。

⑵樞紐變電站距離設(shè)計(jì)變電所50公里，建議采用LGJ-185導(dǎo)線。

⑶所用電：占總負(fù)荷的1％

⑷35KV側(cè)，Ⅰ類荷采用雙回路供電；Ⅱ類荷占總負(fù)荷的40％；其余為Ⅲ類負(fù)荷。

10KV側(cè)，Ⅰ類荷采用雙回路供電；Ⅱ類荷占總負(fù)荷的35％；其余為Ⅲ類負(fù)荷。

二、電壓等級(jí)及負(fù)荷情況

1、電壓等級(jí)：110

KV、35KV、10KV2、主變：

近期2臺(tái)，遠(yuǎn)期2臺(tái)

3、進(jìn)出線回路：

⑴

35KV側(cè)近期出現(xiàn)5回，遠(yuǎn)期出現(xiàn)8回，各回路負(fù)荷分別為：3500KV（雙回）

1000KV

1000KV

1800KV

1000KV

1500KV

1220KV

⑵

10KV低壓側(cè)出現(xiàn)本期5回，遠(yuǎn)期9回，各回路負(fù)荷為：2000KV（雙回）1000KV

1500KV

800KV

1000KV

1800KV

200KV

1000KV

（雙回）

三、所址：

年平均環(huán)境溫度

（+250C）；

氣候條件一般，無(wú)嚴(yán)重腐蝕；

地形平坦，海拔765米；

位于城市遠(yuǎn)郊，污染較??；

四、設(shè)計(jì)要求完成以下內(nèi)容：

⑴

設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

⑵

短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇校驗(yàn)

⑶

繪制電氣主接線圖，方案論證

⑷

試確定防雷及接地，保護(hù)方案

⑸

匯總主要設(shè)備清單

五、設(shè)計(jì)要求：

⑴

設(shè)計(jì)必須符合國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)政策

⑵

依據(jù)國(guó)標(biāo)及有關(guān)規(guī)定

⑶

在保證運(yùn)行安全可靠的前提下，盡量滿足經(jīng)濟(jì)性

⑷

積極推廣成熟的新產(chǎn)品和新技術(shù)，不得使用淘汰產(chǎn)品

第二部分

電氣主接線方案確定

一

電氣主接線設(shè)計(jì)原則

電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備已規(guī)定的圖形和文字符號(hào)，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單向接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、靈活性，同時(shí)對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。因此，主接線設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的充分論證比較，綜合的考慮各個(gè)方面的因素影響，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)的最佳方案。

電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠，調(diào)度靈活，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件的設(shè)計(jì)先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。結(jié)合主接線設(shè)計(jì)的基本原則，所設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供電可靠性、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。在進(jìn)行論證分析時(shí)更應(yīng)辯證地統(tǒng)一供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能做到先進(jìn)性和可行性。

二

確定主接線方案

原始資料分析

本設(shè)計(jì)變電站為降壓變電站，有三個(gè)電壓等級(jí)，即110/35/10KV。高壓側(cè)電壓為110KV，有兩回進(jìn)線,采用雙回LGJ-185導(dǎo)線與樞紐變電所相距50km；中壓側(cè)電壓為35KV，有八回出線；低壓側(cè)電壓為10KV，有九回出線。經(jīng)分析可知，本變電站為地區(qū)變電站。

35KV側(cè)，Ⅰ類負(fù)荷采用雙回路供電，Ⅱ類負(fù)荷占總負(fù)荷40%，其余為三類負(fù)荷。經(jīng)分析計(jì)算，遠(yuǎn)期八路負(fù)荷為：Ⅰ類：3500KVA（雙回）；Ⅱ類：1000KVA、1000KVA、1800KVA、1000KVA（添加）；Ⅲ類：1000KVA、1500KVA、1220KVA。

10KV側(cè)，Ⅰ類負(fù)荷采用雙回路供電，Ⅱ類負(fù)荷占總負(fù)荷35%，其余為三類負(fù)荷。經(jīng)分析計(jì)算，遠(yuǎn)期九路負(fù)荷為：Ⅰ類：2000KVA、1000KVA；Ⅱ類：1000KVA、1800KVA、700KVA(添加)；三類：1500KVA、800KVA、1000KVA、200KVA。

雙回路工作方式：兩條雙回路互為備用，平時(shí)均處于帶點(diǎn)狀態(tài)，一旦一條回路發(fā)生供電故障，另一條回路自動(dòng)投入，從而保證不間斷供電。

各類接線的選用原則

主接線的基本形式：主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括地分為兩大類。

(1)

有匯流母線的接線形式。

(2)

無(wú)匯流母線的接線形式。

發(fā)電廠和變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(發(fā)電機(jī)或變壓器)、母線和出現(xiàn)（饋線）。各個(gè)發(fā)電廠或變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線較多時(shí)（一般超過(guò)4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)母線起著匯總電能和分配電能的作用，可使接線簡(jiǎn)裝清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積增加，使用路斷器等設(shè)備增多。無(wú)匯流母線的接線使用開(kāi)關(guān)電氣較少，占地面積較小，但只適于出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電所。

結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權(quán)衡各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，將各電壓等級(jí)適用的主接線方式列出：

110KV只有兩回出線，且作為降壓變電所，110KV側(cè)無(wú)交換潮流，兩回線路都可向變電所供電，亦可一回向變電所供電，另一回作為備用電源。所以，從可靠性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)定，110KV側(cè)適用的接線方式為內(nèi)橋接線和單母分段兩種。

35KV側(cè)，出線回路有八回，且Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷占總負(fù)荷69%，所以，可選用單母分段和單母分段帶旁路兩種。

10KV側(cè)，出線回路有九回，且Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷占總負(fù)荷65%，所以，可選用單母分段和單母分段帶旁路兩種。

這樣，擬定兩種主接線方案：

方案Ⅰ：110KV采用內(nèi)橋接線，35KV采用單母分段帶旁路接線，10KV采用單母分段接線。

方案Ⅱ：110KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段接線，10KV采用單母分段接線。

方案Ⅰ、方案Ⅱ的接線圖如下

方案Ⅰ主接線圖：

圖2-1

方案Ⅰ主接線圖

方案Ⅱ主接線圖：

圖2-2

方案Ⅱ主接線圖

擬定方案中設(shè)計(jì)方案比較

（1）主接線方案的可靠性比較

110KV側(cè)：

方案Ⅰ：采用內(nèi)橋接線，當(dāng)一條線路故障或切除、投入時(shí)，不影響變壓器運(yùn)行，不中斷供電，并且操作簡(jiǎn)單；橋連斷路器停運(yùn)時(shí)，兩回路將解列運(yùn)行，亦不中斷供電。且接線簡(jiǎn)單清晰，全部失電的可能性小，但變壓器二次配電線及倒閘操作復(fù)雜，易出錯(cuò)。

方案Ⅱ：采用單母線分段接線，任一臺(tái)變壓器或母線、線路故障或停運(yùn)時(shí)，不影響其它回路的運(yùn)行；分段斷路器停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，全部失電的可能稍小一些，不易誤操作。

35KA側(cè)：

方案Ⅰ：?jiǎn)文妇€分段兼旁路接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，都可用旁路斷路器代替；當(dāng)任一母線故障檢修時(shí)，旁路斷路器可代替該母線，使該母線的出線不致停運(yùn)。

方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€分段接線，檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，該回路需停運(yùn)，分段開(kāi)關(guān)停運(yùn)時(shí)，兩段母線需解列運(yùn)行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不至失電，另一段母線上其他線路需停運(yùn)。

10KV側(cè)：由于兩方案接線方式一樣，故不做比較。

（2）主接線方案的靈活性比較

110KV側(cè)：

方案Ⅰ：操作時(shí)，主變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，擴(kuò)建方便。線路的投入和切除比較方便。

方案Ⅱ：調(diào)度操作時(shí)可以靈活地投入和切除線路及變壓器，而且便于擴(kuò)建。

35KV側(cè)：

方案Ⅰ：運(yùn)行方式較復(fù)雜，調(diào)度操作復(fù)雜，但可以靈活地投入和切除變壓器和線路，能滿足在事故運(yùn)行方式、檢修方式及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，較易于擴(kuò)建。

方案Ⅱ：運(yùn)行方式簡(jiǎn)便，調(diào)度操作簡(jiǎn)單靈活，易于擴(kuò)建，但當(dāng)斷路器檢修時(shí)線路要停運(yùn)，影響供電。

10KV側(cè)：兩方案相同。

（3）主接線方案的經(jīng)濟(jì)型比較

將兩方案主要設(shè)備比較列表如表2-1：

表2-1

項(xiàng)

目

方

案

主變壓器（臺(tái)）

110KV斷路器（臺(tái)）

110KV隔離開(kāi)關(guān)（組）

35KV斷路器（臺(tái)）

35KV隔離開(kāi)關(guān)（組）

10KV設(shè)備

Ⅰ

相同

Ⅱ

相同

從表中可以看出，方案Ⅰ比方案Ⅱ綜合投資少一些。

（4）主接線方案的確定

對(duì)方案Ⅰ、方案Ⅱ的綜合比較列表，對(duì)應(yīng)比較它們的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，從中選擇一個(gè)最終方案

表2-2

方

案

項(xiàng)

目

方案Ⅰ

方案Ⅱ

可靠性

1、簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少2、35KV母線檢修時(shí)，旁路母線可代替工作，不致使重要用戶停電；任一斷路器檢修時(shí)，均不需停電

3、任一主變或110KV線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其他回路停運(yùn)

4、全部停電的概率很小

5、操作相對(duì)簡(jiǎn)單，誤操作的幾率不大

1、簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備多2、35KV母線故障或檢修時(shí)，將導(dǎo)致該母線上所帶出線全停

3、任一主變或110KV線路停運(yùn)時(shí)，均不影響其他回路停運(yùn)

4、各電壓等級(jí)有可能出現(xiàn)全部停電的概率不大

5、操作簡(jiǎn)便，誤操作的的幾率小

靈活性

1、運(yùn)行方式較簡(jiǎn)單，操作稍微復(fù)雜

2、便于擴(kuò)建和發(fā)展

1、運(yùn)行方式簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活

2、便于擴(kuò)建和發(fā)展

經(jīng)濟(jì)性

1、高壓斷路器少，投資相對(duì)少

2、占地面積較小

1、設(shè)備投資比方案Ⅰ相對(duì)多

2、占地面積較大

通過(guò)以上比較，可靠性上方案Ⅰ優(yōu)于方案Ⅱ，靈活性方面方案Ⅰ比方案Ⅱ稍差一些，經(jīng)濟(jì)性上方案Ⅰ比方案Ⅱ好。

該變電所為降壓變電所，110KV母線無(wú)穿越功率，選用內(nèi)橋要優(yōu)于單母分段接線?，F(xiàn)在35KV及10KV全為SF6斷路器，停電檢修的幾率極小。在35KV側(cè)重要負(fù)荷所占比重較大，為使重要負(fù)荷在母線或斷路器檢修時(shí)不致停電，采用單母分段帶旁路接線方式。在10KV側(cè)采用成套開(kāi)關(guān)柜，主變壓器10KV側(cè)經(jīng)矩形鋁母線引入開(kāi)關(guān)柜。

經(jīng)綜合分析，決定選方案Ⅰ最終方案，即110KV系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線、35KV系統(tǒng)采用單母分段帶旁路接線、10KV系統(tǒng)采用單母分段接線。

第三部分

主變壓器形式確定

一

相數(shù)確定

主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容量選得過(guò)大、臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資、增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過(guò)小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者滿足不了變電站負(fù)荷的需要。這在技術(shù)上是不合理的，因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電站設(shè)備的投資。

在330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。若受到限制時(shí)，則可選用單相變壓器組。本設(shè)計(jì)變電所地處海拔765m，地形平坦，有較好的運(yùn)輸條件；且變電所有三個(gè)電壓等級(jí)，有大量Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷。所以選用三相變壓器作為本設(shè)計(jì)變電所的主變壓器。

二

主變壓器容量、繞組及接線方式

1、取同時(shí)率為0.9，cos=0.85。

裝有兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

（1）

任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)負(fù)荷S30大約70%的需要，即

ST0.7

S30

35KV側(cè)總負(fù)荷為12020KVA，10KV側(cè)總負(fù)荷為10000KVA。

所以，ST

0.7*（12020KVA+10000KVA）=15.4MVA

（2）

任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷S30(Ⅰ+Ⅱ)的需要，即

ST

S30(Ⅰ+Ⅱ)

即

ST（3500KVA+4808KVA）+（2000KVA+1000KVA+3500KVA）=14.8MVA

所以，主變壓器容量選為16MVA。

2、機(jī)組容量為125MW及以下發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個(gè)繞組的通過(guò)容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用2臺(tái)雙繞組變壓器在經(jīng)濟(jì)上更加合理。

三繞組變壓器根據(jù)三個(gè)繞組的布置方式不同，分為升壓變壓器和降壓變壓器。降壓變壓器用于功率流向由高壓傳送至中壓和低壓，常用于變電站主變壓器。

經(jīng)綜合分析，以及本變電所是降壓變電站，采用三繞組變壓器。

3、變壓器三相繞組的聯(lián)結(jié)組號(hào)必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組聯(lián)結(jié)方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。因此，變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來(lái)確定。

發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制3次諧波對(duì)電源的影響等因素，主變壓器聯(lián)結(jié)組號(hào)一般都選用YNd11和YNyn0d11常規(guī)接線。

全星形接線變壓器用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，3次諧波無(wú)通路，將引起正弦波電壓畸變，并對(duì)通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。

結(jié)合變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，綜合考慮，采用三相三繞組變壓器，聯(lián)結(jié)組號(hào)采用YNyn0d11常規(guī)接線。

三

冷卻方式

油浸式電力變壓器的冷卻方式隨其形式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻等。

中、小型變壓器通常采用依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管形輻射式冷卻器及電動(dòng)風(fēng)扇的自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式散發(fā)熱量。

本設(shè)計(jì)變電所的變壓器為中、小型變壓器，選擇采用自然風(fēng)冷卻方式。

四、確定主變壓器型號(hào)及參數(shù)

經(jīng)以上分析計(jì)算，主變壓器容量為16MVA。參考《電力工程及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》選擇兩臺(tái)沈陽(yáng)變壓器廠生產(chǎn)的三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，型號(hào)為SFS7-1600/110型變壓器。

表3-1

主變壓器型號(hào)及參數(shù)

型號(hào)

額定電壓（KV）

空載損耗（KW）

空載電流（%）

聯(lián)結(jié)組

標(biāo)號(hào)

阻抗電壓

高中

高低

中低

SFS7-16000/110

110+_2*2.5%

38.5+_2*2.5%

10.5

19.8

1.2

YN，yn0,d11

10.5

6.5

容量校驗(yàn)：低負(fù)荷系數(shù)K1=實(shí)際最小符合/額定容量=（1+0.2）/16=0.075

高負(fù)荷系數(shù)K2=實(shí)際最大負(fù)荷/額定容量=（3.5+2）/16=0.344

另外，查《發(fā)電廠電氣設(shè)備》規(guī)定：自然油循環(huán)的變壓器過(guò)負(fù)荷系數(shù)不應(yīng)超過(guò)1.5。

可見(jiàn)：此變壓器能滿足要求，故應(yīng)選用此型號(hào)的變壓器。

第四部分

短路電流計(jì)算

一

短路計(jì)算的目的短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的一種故障。所謂短路是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。引起短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞。

電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)的總阻抗大為減小，因此伴隨短路所產(chǎn)生的基本現(xiàn)象是電流劇烈增加，短路電流為正常工作電流的幾十倍甚至幾百倍，在大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，短路電流可高達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。在電流急劇增加的同時(shí)，系統(tǒng)中的電壓降大幅度下降，例如發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的電壓將降到零。

由于短路所引起的后果是破壞性的，因此，在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

短路電流計(jì)算的目的主要有以下幾方面：

（1）

在選擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。

在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的熱穩(wěn)定、計(jì)算短路電流沖擊值、用校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。，（2）

在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。

（3）

在選擇繼電保護(hù)和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各相短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。

（4）

接地裝置的設(shè)計(jì)也需用短路電流。

二

短路計(jì)算得一般規(guī)定

合理假設(shè)：(1)電力系統(tǒng)中所用電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。

(2)同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。

(3)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。

(4)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。

(5)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。

(6)應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。

最大運(yùn)行方式：計(jì)算短路電流是所用的接線方式應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中的能并列的接線方式。

發(fā)生三相短路：一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。

三

具體短路計(jì)算

圖4-1

短路等效圖

XL

K1

110KV

X1

X1

X2

35KV

X3

X2

X3

K2

10KV

K3

在110KV側(cè)、35KV側(cè)、10KV側(cè)母線短路時(shí)，短路電流值，沖擊電流值，全電流有效值，短路容量值如下表4-1

表4-1

短路點(diǎn)

VN(KV)

運(yùn)行方式

暫態(tài)短路電流I’’(KA)

沖擊電流(KA)

全電流有效值（KA）

短路容量Sd(MVA)

K1

110KV

最大

6.49

16.55

9.80

1299

K2

35KV

最大

3.85

7.08

4.20

247

K3

10KV

最大

9.05

16.65

9.86

164

第五部分

電氣設(shè)備選擇

一

各種電氣設(shè)備選擇原則

電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，安全要可靠，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場(chǎng)的自然條件要求。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：1.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備；2.按短路狀態(tài)校驗(yàn)。

按正常工作條件選擇的具體條件：

（1）

額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓。一般220KV及以下的電氣設(shè)備的最高允許電壓為1.15UN。所以一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)的額定電壓USN的條件選擇，即UN>=USN。

（2）

額定電流：電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即INImax。由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，輸出功率可保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax應(yīng)為變壓器的額定電流的1.05倍；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)變壓器的Imax。

按短路狀態(tài)校驗(yàn)的具體條件：

（1）

短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過(guò)所選的電氣設(shè)備時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)該超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為:。

（2）

電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)：電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱電動(dòng)力。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：。

選擇設(shè)備的基本原則：

1、設(shè)備按照主接線形式進(jìn)行配置

2、按裝置位置及系統(tǒng)正常運(yùn)行情況進(jìn)行選擇，按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)

3、所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最惡劣運(yùn)行方式下仍能可靠工作、動(dòng)作

4、同類設(shè)備盡量同一型號(hào)，便于設(shè)備的維護(hù)，訂貨和相互備用

5、考慮近期5年發(fā)展的要求

二

母線型號(hào)選擇

經(jīng)計(jì)算和校驗(yàn)后，最終選擇母線和導(dǎo)線如下表5-1：

表5-1

母線和導(dǎo)線型號(hào)

類

型

電

壓

等

級(jí)

工作電流I30(A)

母線

出線

110KV

83.97

——

LGJ-185

35KV

239.94

LGJ-95

LGJ-70

10KV

879.77

單條、平放

(60mm*10mm)

矩形鋁導(dǎo)線

單條、平放

(60mm*10mm)

矩形鋁導(dǎo)線

三

斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和電抗器的選擇

限流電抗器：當(dāng)短路電流很大，致使短路容量過(guò)大，無(wú)法選擇“輕型”斷路器時(shí)，在10KV、35KV甚至110KV的變電所主接線中常采用電抗器來(lái)限制短路電流。所謂“輕型”，是指斷路器額定開(kāi)斷電流與所控制電路的短路電流相適應(yīng)，使斷路器及其相應(yīng)的電器比較經(jīng)濟(jì)合理。

電抗器的基本參數(shù)是額定電抗百分?jǐn)?shù)，它等于在電抗器中流過(guò)額定電流時(shí)的感抗壓降占其額定電壓的百分?jǐn)?shù)，即

經(jīng)短路電流計(jì)算，可知短路電流不大，能在此條件下選擇斷路器和隔離開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備。經(jīng)校驗(yàn)后，都滿足要求。所以，不采用電抗器。

主變壓器110KV側(cè)電氣設(shè)備有關(guān)參數(shù)

表5-2

110KV側(cè)電氣設(shè)備

安裝地點(diǎn)電氣條件

設(shè)備型號(hào)規(guī)格

項(xiàng)目

數(shù)據(jù)

項(xiàng)目

LW6-110I

斷路器

GW4-110D/600隔離開(kāi)關(guān)

LCWD-110電流互感器

JCC2-110電壓互感器

UN/KV

UN/KV

I30/A

83.97

IN/KA

2500

600

100/5

Ik/KA

6.49

Ioc/KA

31.5

--

ish/KA

16.55

Imax/KA

125

Qk

/KAs

160

/KAs

2500

980

主變壓器35KV側(cè)電氣設(shè)備有關(guān)參數(shù)

表5-3

35KV側(cè)電氣設(shè)備

安裝地點(diǎn)電氣條件

設(shè)備型號(hào)規(guī)格

項(xiàng)目

數(shù)據(jù)

項(xiàng)目

LN2-35I

斷路器

GW4-35G/600隔離開(kāi)關(guān)

LCW-35

電流互感器

JDJJ-35

電壓互感器

UN/KV

UN/KV

I30/A

239.94

IN/KA

1250

600

400/5

Ik/KA

3.85

Ioc/KA

ish/KA

7.084

Imax/KA

Qk

/KAs

45.95

/KAs

1024

980

主變壓器10KV側(cè)電氣設(shè)備有關(guān)參數(shù)

表5-4

10KV側(cè)電氣設(shè)備

安裝地點(diǎn)電氣條件

設(shè)備型號(hào)規(guī)格

項(xiàng)目

數(shù)據(jù)

項(xiàng)目

LN2-10

斷路器

GN19-10/1000

隔離開(kāi)關(guān)

LBJ-10

電流互感器

JDZJ-10

電壓互感器

UN/KV

UN/KV

I30/A

879.77

IN/KA

1250

1000

1000/5

Ik/KA

9.05

Ioc/KA

ish/KA

16.65

Imax/KA

Qk

/KA

s

212.95

/KAs

2500

3969

第六部分

防雷保護(hù)及接地裝置

一

防雷保護(hù)的論述，保護(hù)概念及意義

1、變電所防雷保護(hù)的必要性

變電所是電力系統(tǒng)的樞紐，擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)供電的重要任務(wù)。由于變電所和架空線直接相連，而線路的絕緣水平又比變電所內(nèi)的電氣設(shè)備高，因此沿著線路侵入到變電所的雷電波的幅值很高。如果沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)措施，就有可能使變電所內(nèi)的主變壓器或其它電氣設(shè)備的絕緣損壞。而變電所一旦發(fā)生雷擊事故，將使設(shè)備損壞，造成大面積停電，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活帶來(lái)重大損失和嚴(yán)重影響。

所以，對(duì)于變電所而言，必須采取有效的措施，防止雷電的危害。

2、防雷保護(hù)措施

2.1

裝設(shè)避雷針保護(hù)整個(gè)變電所建筑物以免直接雷擊

避雷針可以防護(hù)直擊雷。避雷針可以單獨(dú)立桿，也可以利用戶外配電裝置的構(gòu)架或投光燈的桿塔；但變壓器的門型構(gòu)架不能用來(lái)裝設(shè)避雷針，以防止雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)變壓器發(fā)生閃絡(luò)放電。

2.2

裝設(shè)架空避雷線及其他避雷裝置作為變電所進(jìn)出線段的防雷保護(hù)

這主要是用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所損壞了主變電所的這一關(guān)鍵設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。

2.3

裝設(shè)閥型避雷器對(duì)沿線路侵入變電所的雷電波進(jìn)行防護(hù)

變電所的進(jìn)出線段雖已采取防雷措施，且雷電波在傳播過(guò)程中也會(huì)逐漸衰減，但沿線路傳入變電所內(nèi)的部分，其過(guò)電壓對(duì)內(nèi)設(shè)備仍有一定危害。特別是對(duì)價(jià)值最高、絕緣相對(duì)薄弱的主變壓器更是這樣。故在變壓器母線上，還應(yīng)裝設(shè)一組閥型避雷器進(jìn)行保護(hù)。

6~10KV變電所中，閥型避雷器與被保護(hù)的主變壓器間的電氣距離，一般不應(yīng)大于5m。為使任何運(yùn)行條件下，變電所內(nèi)的變壓器都能夠得到保護(hù)，當(dāng)采用分段母線時(shí)，其每段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。

2.4低壓側(cè)裝設(shè)避雷器

這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)，其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥型避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。

需要注意的是，防雷系統(tǒng)的各種鋼材必須采用鍍鋅防銹鋼材，聯(lián)系方式要用焊接。圓鋼搭接長(zhǎng)度不小于6倍直徑，扁鋼搭接長(zhǎng)度不小于2倍寬度。

在裝設(shè)避雷針時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

（1）為防止雷擊避雷針時(shí)雷電波沿導(dǎo)線傳入室內(nèi)，危及人身安全，所以照明線或電話線不要架設(shè)在獨(dú)立的避雷器上。

（2）獨(dú)立避雷針及其接地裝置，不應(yīng)裝設(shè)在行人經(jīng)常通行的地方。避雷針及其接地裝置與道路或出入口的距離不應(yīng)小于3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)厚度為50mm~80mm的瀝青加碎石層。

二

選擇避雷器的型號(hào)

避雷器：是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變電所或其他建筑物內(nèi)以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。

避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。保護(hù)間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過(guò)電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段的保護(hù)。閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)。

保護(hù)間隙：雖然限制了過(guò)電壓，保護(hù)了設(shè)備，但將造成線路跳閘事故。

管型避雷器：是一種有較高熄弧能力的保護(hù)間隙。（1）伏秒特性較陡且放電分散性較大，而一般變壓器和其他設(shè)備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平，二者不能很好配合；（2）動(dòng)作后工作母線直接接地形成截波，對(duì)變壓器縱絕緣不利。

閥型避雷器：分普通型和磁吹型兩類。普通型的熄弧完全依靠間隙的自然熄弧能力，沒(méi)有采取強(qiáng)迫熄弧的措施，其閥片的熱容量有限，不能承受較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的內(nèi)過(guò)電壓沖擊電流的作用。磁吹型利用磁吹電弧來(lái)強(qiáng)迫熄弧，其單個(gè)間隙的熄弧能力較高，能在較高的恢復(fù)電壓下切斷較大的工頻續(xù)流，故串聯(lián)的間隙和閥片的數(shù)目都較少，因而其沖擊放電電壓和殘壓較低，保護(hù)性能較好。

氧化鋅避雷器：其閥片以氧化鋅為主要材料，附以少量精選過(guò)的金屬氧化物，在高溫下燒結(jié)而成。氧化鋅具有很理想的非線性伏安特性、無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流、電氣設(shè)備所受過(guò)電壓可以降低、通流容量大。

綜合考慮，采用閥型避雷器。FS型避雷器：性能一般，主要用來(lái)保護(hù)10KV及以下的配電設(shè)備。FZ型避雷器：保護(hù)性能好，主要用于3~220KV電氣設(shè)備的保護(hù)。FCD型避雷器：性能很好，主要用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的保護(hù)。

所以，本設(shè)計(jì)變電站的避雷器采用FZ型避雷器。

選用避雷器如下表6-1：

表6-1

選擇避雷器如下

型號(hào)

組合方式

額定

電壓

（KV）

滅弧電壓（KV，有效值）

工頻放電（KV，有效值）

預(yù)放電時(shí)間1.5~20us的沖擊放電電壓（KV幅值）不大于5、10KA沖擊電流下的殘壓（KV，幅值）

不小于

不大于

5KA下

不大于

10KA下

不大于

FZ-

單獨(dú)元件

12.7

(50)

FZ-

2*FZ-35

134

134

(148)

FZ-

FZ-20+5*FZ-15

126

254

312

375

375

(440)

第七部分

總結(jié)

個(gè)人課程設(shè)計(jì)總結(jié)

程海洲

電氣0804

0801120409

我很感謝邵老師給我們安排的這次課程設(shè)計(jì)，讓我們有一次鍛煉的機(jī)會(huì)。

作為組長(zhǎng)，我盡量做到合理分工，積極組織小組會(huì)議討論，綜合大家的思想，總結(jié)出最好的方案和方法，圓滿完成這次的課程設(shè)計(jì)任務(wù)。我花了大量的時(shí)間來(lái)整合和排版，這里也是我最頭疼的地方，在這里感謝組員和同學(xué)的建議和幫助。課程設(shè)計(jì)中涉及到很多計(jì)算，起初很頭疼，工作效率很慢，經(jīng)過(guò)同學(xué)的幫做，特別是在邵老師的指點(diǎn)下，我終于會(huì)靈活運(yùn)用word的公式編輯器了。

做設(shè)計(jì)講究協(xié)同工作，如果靠自己獨(dú)自完成，既浪費(fèi)時(shí)間，效果又不好。以前的我很傾向于自己做東西，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我明白理解了合作的重要性。這次的課程設(shè)計(jì)，我感到我們組的配合工作做得很好。大家都很積極查閱相關(guān)資料，提出自己的想法讓大家討論，并最終確定出出完美的方案。

兩周的時(shí)間，確實(shí)很短。剛剛把有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)了解的差不多的時(shí)候，就得急急忙忙的在電腦上規(guī)劃任務(wù)書(shū)。確實(shí)是很緊迫。

這次的課程設(shè)計(jì)，讓我感到很充實(shí)。我加深了對(duì)變電所電氣主接線知識(shí)的理解，基本掌握了變電所電氣主接線設(shè)計(jì)的步驟，所學(xué)的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到了實(shí)際工程中。這次的課程設(shè)計(jì)，跟以往的不同。不是一兩本參考書(shū)就能解決的。這次我翻遍了課程設(shè)計(jì)的有關(guān)資料。由于學(xué)校圖書(shū)館的參考書(shū)不是很多，無(wú)法滿足這次的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，我跑到書(shū)店去查閱更多的參考書(shū)。感謝這次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多我應(yīng)該用到卻不太清楚的知識(shí)。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我熟悉和學(xué)習(xí)了變電所電氣主接線設(shè)計(jì)和各種計(jì)算。其中包括：短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選型、導(dǎo)體選擇計(jì)算、防雷保護(hù)等。掌握了各種電氣主接線使用條件、優(yōu)缺點(diǎn)、接線形式。了解了各種電氣設(shè)備的性能指標(biāo)，校驗(yàn)方法，以及導(dǎo)線的選擇

除了從網(wǎng)上下載的一些資料和跑圖書(shū)館外，我還從學(xué)校圖書(shū)館借了幾本好書(shū)，不應(yīng)該說(shuō)是好書(shū)，而應(yīng)該說(shuō)是很有用的書(shū)，幫我們解決了一些很棘手的問(wèn)題。雖然每本書(shū)的內(nèi)容都大致相同，但各有各的優(yōu)點(diǎn)，綜合取其對(duì)設(shè)計(jì)最有用的東西。比如理論性的分析、實(shí)用性的計(jì)算以及主變壓器和電氣設(shè)備選擇的參考資料。

我感覺(jué)這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的就業(yè)有很大的幫助，也許這就是老師安排這次課程設(shè)計(jì)的目的。但是，剛拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的時(shí)候，一點(diǎn)頭緒都沒(méi)有，更別提怎么做了。在老師的引領(lǐng)和幫助下，才逐步有了思路，最終圓滿的完成任務(wù)。

回想最初面對(duì)任務(wù)書(shū)的困惑，到完成任務(wù)的輕松感，感覺(jué)成功其實(shí)很簡(jiǎn)單。只要面對(duì)困難有一種不服輸?shù)膭蓬^，憑著執(zhí)著和努力就能成功，一定會(huì)有個(gè)完美的結(jié)局。

在此，感謝我們的邵小強(qiáng)老師。作為老師，看著比我們還著急，努力幫我們解決困惑。老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，讓我很是傾佩，以及老師的諄諄教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。這次的設(shè)計(jì)，離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo)。在我們的努力和您的幫助下，我們終于完成了這次的課程設(shè)計(jì)。

個(gè)人課程設(shè)計(jì)總結(jié)

桑瑾

電氣0804

0801120407

經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的努力，我們終于完成了本次變電所所電氣主接線課程設(shè)計(jì)?；叵脒@十多天的努力，雖然辛苦，卻有很大的收獲和一種成就感。

在這次課程設(shè)計(jì)中，在我們小組，我主要負(fù)責(zé)變壓器選型以及短路電流計(jì)算，在電氣主接線形式的確定中也發(fā)表了主要意見(jiàn)。

通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)變電所電氣主接線知識(shí)的理解，基本掌握了變電所電氣主接線設(shè)計(jì)的步驟，所學(xué)的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到了實(shí)際工程中。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及了很多知識(shí)，知識(shí)的掌握深度和系統(tǒng)程度都關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的完整性和完善性，正是這樣有趣而且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，激發(fā)了我的興趣，我會(huì)盡可能的搜羅信息，設(shè)計(jì)盡量合理的電氣主接線，而這個(gè)過(guò)程，也是我學(xué)習(xí)進(jìn)步的過(guò)程。因此本次設(shè)計(jì)不但是我對(duì)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，也鍛煉了我查找資料、分析信息、選擇判斷的能力。

在之前的理論學(xué)習(xí)中，對(duì)變電所電氣主接線設(shè)計(jì)的各種信息了解不夠全面，對(duì)于《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》以及《發(fā)電廠電氣部分》等專業(yè)可乘的知識(shí)不能聯(lián)系起來(lái)，所學(xué)到的知識(shí)感覺(jué)都是分散的，不能融會(huì)貫通。而且以前所掌握的知識(shí)還不足以在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中達(dá)到輕車熟路的程度。

通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我熟悉和學(xué)習(xí)了變電所電氣主接線設(shè)計(jì)和各種計(jì)算。其中包括：短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選型、導(dǎo)體選擇計(jì)算、防雷保護(hù)等。掌握了各種電氣主接線使用條件、優(yōu)缺點(diǎn)、接線形式。了解了各種電氣設(shè)備的性能指標(biāo)，校驗(yàn)方法，以及導(dǎo)線的選擇。

在整個(gè)的程設(shè)計(jì)中，把遇到的疑問(wèn)做了筆記，并通過(guò)各種資料去了解相關(guān)的知識(shí)。也希望帶著這些疑問(wèn)在學(xué)習(xí)中與其他同學(xué)討論或請(qǐng)教來(lái)解決。除此之進(jìn)行外變電所電氣主接線設(shè)計(jì)通過(guò)邊做邊學(xué)習(xí)及向同學(xué)、老師請(qǐng)教，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成了任務(wù)范圍內(nèi)的工作。

回顧整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，自己還有以下一些方面需要進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)也可以在以后的學(xué)習(xí)工作中不斷勉勵(lì)自己：雖說(shuō)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的計(jì)算機(jī)基本的規(guī)范已有較為深刻的了解，但因?yàn)槌醮巫鲎冸娝姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)，對(duì)部分設(shè)備性能、使用方面了解不足，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)通過(guò)多查閱各種相關(guān)資料來(lái)掌握；對(duì)于所學(xué)專業(yè)知識(shí)應(yīng)多熟悉，將所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。

本次課程設(shè)計(jì)大大增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)了我們自學(xué)的能力，以及實(shí)踐能力和細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。此外，還學(xué)會(huì)了如何更好的去陳述自己的觀點(diǎn)，如何說(shuō)服別人認(rèn)同自己的觀點(diǎn)，相信這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)將會(huì)成為我今后成功的基石。課程設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生必須擁有的一段經(jīng)歷，它讓我們學(xué)到了很多在課堂上根本無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，也打開(kāi)了我們的視野，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，為我們以后更好的服務(wù)社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

個(gè)人課程設(shè)計(jì)總結(jié)

王小武

0804

0801120408

時(shí)間過(guò)得很快，轉(zhuǎn)眼間，為期兩周的110kv變電所主接線設(shè)計(jì)已接近尾聲，在我們組員的辛勤努力下，我們的課程設(shè)計(jì)也已基本定型，但是，我感覺(jué)還存在許多不足之處，同時(shí)，在這次實(shí)習(xí)中有苦有樂(lè)，但最多的是收獲，在認(rèn)真完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我也學(xué)到了許多知識(shí)。

首先，我感覺(jué)到這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)，對(duì)今后我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助，也許這就是安排這次課程設(shè)計(jì)的目的。但是，剛拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的時(shí)候，一點(diǎn)頭緒都沒(méi)有，在老師的引領(lǐng)下，才逐步有了思路。

通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求進(jìn)行分析，我們認(rèn)識(shí)到這個(gè)變電所適合建于室外，根據(jù)設(shè)計(jì)所給的負(fù)荷及一、二類負(fù)荷的多少來(lái)添加適量的負(fù)荷使其滿足基本負(fù)荷平衡。緊接著根據(jù)總負(fù)荷來(lái)選擇主變壓器和站用變壓器的型號(hào)。然后，設(shè)置短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流的計(jì)算。又由于此系統(tǒng)為無(wú)窮大系統(tǒng)，故該系統(tǒng)的短路時(shí)的次暫態(tài)電流、短路電流的周期分量和沖擊電流可認(rèn)為相等。斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器、母線型號(hào)等等都要根據(jù)要求，選擇適合的型號(hào)，并進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。其中，每一步都需要查找很多的資料，單這一方面，就有很大提高，打破了以往的學(xué)習(xí)模式，懂得查閱什么樣的資料，以及怎樣分析、取舍，最終為我所用，并且開(kāi)闊了視野，更是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的驗(yàn)證和升華。在這次設(shè)計(jì)中涉及很多專業(yè)知識(shí)也相當(dāng)于是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的綜合和升華。這次實(shí)習(xí)讓我們把所學(xué)的理論知識(shí)同實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，把以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行縱向聯(lián)接，也相當(dāng)于一次總復(fù)習(xí)。此外，在本次設(shè)計(jì)中還要求繪圖，在繪圖過(guò)程中是我對(duì)AutoCAD有了更深一步的了解。

在設(shè)計(jì)期間，我們組員能勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、有計(jì)劃、有目的、有步驟的完成每一項(xiàng)任務(wù)，每個(gè)人都付出來(lái)艱辛的勞動(dòng)。感覺(jué)雖然是累的，但是課程設(shè)計(jì)如期完成，一種成功的喜悅掩蓋了奮斗的辛酸，回頭想想最初面對(duì)任務(wù)書(shū)的困惑，到完成任務(wù)的輕松一笑，感覺(jué)成功其實(shí)很簡(jiǎn)單，只要面對(duì)困難有一種不服輸?shù)膭蓬^，憑著執(zhí)著和努力就能成功。這次設(shè)計(jì)圓滿成功，對(duì)我可謂是一次全面的復(fù)習(xí)和總結(jié)，更是一次巨大的突破。

課程設(shè)計(jì)個(gè)人總結(jié)

王恒斌

電氣0804

0801120435

課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我學(xué)到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。但我們一起奮斗的精神和這份寶貴的經(jīng)歷將會(huì)成為人生道路上一道亮麗的風(fēng)景線。

在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們經(jīng)歷了感動(dòng)，經(jīng)歷了一起奮斗的酸甜苦辣，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。也一起分享了成功的喜悅。這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。

通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)所學(xué)專業(yè)方面的知識(shí)，尤其是在防雷接地一塊。在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，使我更深刻地理解了電力系統(tǒng)專業(yè)方面知識(shí)與認(rèn)識(shí)。暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。

過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！

課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。

在此感謝我們的邵小強(qiáng)老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。

同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。我想經(jīng)過(guò)這樣的一個(gè)過(guò)程我們會(huì)學(xué)到很多，學(xué)會(huì)了怎樣去和別人溝通，理解別人所做的事，別人也會(huì)寬容的對(duì)待我們，從而我們就在無(wú)形之中加強(qiáng)了我們的人際交往能力。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)我們以后的人生將會(huì)發(fā)揮很大的作用。畢竟我們是生活在人類這個(gè)群體之中的。假如世界上只剩下一個(gè)人，那么他不可能長(zhǎng)久的生活下去的。

第八部分

附錄

一

短路電流計(jì)算

系統(tǒng)可視為一無(wú)窮大系統(tǒng)，有充足的有功和無(wú)功功率。

根據(jù)系統(tǒng)接線圖，繪制短路等效電路。

系統(tǒng)短路等效電路如圖：

圖

8-1

短路等效圖

XL

K1

110KV

X1

X1

X2

35KV

X3

X2

X3

K2

10KV

K3

解：（1）取基準(zhǔn)容量SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓UB1=115KV，UB2=37KV，UB3=10.5KV。則基準(zhǔn)電流為

（2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值

線路L阻抗：

變壓器阻抗：

（3）

K1點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量

(4)

K2點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量

(5)

K3點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量

由于短路電流不大，可以選擇斷路器和隔離開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備，所以不用加電抗器。

二

電氣設(shè)備校驗(yàn)計(jì)算

2.1、導(dǎo)線的選擇

查《電力課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》知，變電所的年最熱月平均最高氣溫都在30C左右，設(shè)本設(shè)計(jì)變電所的年最熱月平均最高氣溫為30C

110KV及以上裸導(dǎo)體需要按晴天不發(fā)生全面電暈條件校驗(yàn)，即裸導(dǎo)體的臨界電壓Ucr應(yīng)大于最高工作電壓Umax。

（1）110KV側(cè)導(dǎo)線的選擇

由于樞紐變電所到本設(shè)計(jì)變電所采用LGJ-185導(dǎo)線，所以110KV側(cè)選用LGJ-185型鋼芯鋁絞線。

①

110KV母線的最大持續(xù)工作電流為

設(shè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax=6000h，查《電力工程基礎(chǔ)》表3-3得，經(jīng)濟(jì)電流密度jec=0.90A/

mm，則導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積為

②

校驗(yàn)發(fā)熱條件

查《電力工程基礎(chǔ)》附錄得，30C時(shí)LGJ-185型鋼芯鋁絞線的允許載流量為

滿足發(fā)熱條件。

③

校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度

查《電力工程基礎(chǔ)》知，35KV及以上鋼芯鋁絞線最小允許截面積為35mm,所以滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

④

校驗(yàn)熱穩(wěn)定度

滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面積為

實(shí)際選用的母線截面積185mm

>154.7mm，所以熱穩(wěn)定度滿足要求。

⑤

電暈校驗(yàn)

采用LGJ-185/30導(dǎo)線，查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》知，導(dǎo)線直徑18.88mm，使用由7片絕緣子組成的絕緣子串，導(dǎo)線按水平排列，相間距離4m。

電暈臨界電壓：取=0.9,=1.0,=1.0.邊相，1.06*114.2=121.1KV；

中間相，0.96*114.2=109.6KV

線路的實(shí)際運(yùn)行相電壓為115/=66.4KV

（2）

35KV匯流母線

①

按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面積。35KV母線的最大持續(xù)工作電流為

查表得，30

C時(shí)LGJ-95型鋼芯鋁絞線的允許載流量為

故35KV匯流母線選LGJ-95型鋼芯鋁絞線。

②

校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度

查表得，35KV以上鋼芯鋁絞線最小允許截面積為35mm，所選LGJ-95滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

③

熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面積為

實(shí)際選用的母線截面積95mm

>77.9mm，所以熱穩(wěn)定度滿足要求。

主變壓器35KV側(cè)引出線也選LGJ-95型鋼芯鋁絞線。

（3）

35KV出線

①

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積。出線最大負(fù)荷是3500KVA。線路最大持續(xù)工作電流為

設(shè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax=4500h，查表知，經(jīng)濟(jì)電流密度，導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積為

選LGJ-50型鋼芯鋁絞線。

②

按發(fā)熱條件校驗(yàn)

查表得，30

C時(shí)LGJ-50型鋼芯鋁絞線的允許載流量為，因此滿足發(fā)熱條件。

③

校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度

查表知，35KV以上鋼芯鋁絞線最小允許截面積為35mm，因此LGJ-50滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

④

熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面積為

實(shí)際選用的導(dǎo)線截面積50mm

<64.1mm，熱穩(wěn)定度不滿足要求，故重選為L(zhǎng)GJ-70鋼芯鋁絞線。

（4）

10KV匯流母線

①

按發(fā)熱條件選擇截面

10KV母線的最大持續(xù)工作電流為

查表得，30

C時(shí)單條、平放-（60mm*10mm）型矩形鋁母線的允許載流量

故10KV匯流母線選用（60mm*10mm）矩形鋁母線。

②

熱穩(wěn)定校驗(yàn)

滿足熱穩(wěn)定度的最小允許截面積為

實(shí)際選用的母線截面積A=60mm*10mm=600mm

>167.7mm,所以熱穩(wěn)定度滿足要求。

③

動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

對(duì)10KV線路，其支柱絕緣子間的距離為l=1.2m，設(shè)三相導(dǎo)體水平布置，相間距離為a=0.40m。導(dǎo)體所受電動(dòng)力

查《發(fā)電廠電氣部分》附錄表22知，F(xiàn)B=144N<6860N。故滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。

主變壓器10KV側(cè)引出線也選（60mm*10mm）型矩形鋁母線。

2.2

斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)

斷路器的選擇條件：

額定電壓和額定電流：,額定開(kāi)斷電流：

極限通過(guò)電流峰值：

短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，隔離開(kāi)關(guān)的選擇條件：

額定電壓和額定電流：,短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，㈠

110KV側(cè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇

額定電壓

：

最大持續(xù)工作電流

：

短路電流

：

沖擊電流：

短路電流熱效應(yīng)

：

①

初選斷路器為：LW6-110I，,，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。

②

初選隔離開(kāi)關(guān)為：GW4-110D/600，，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。

㈡

35KV側(cè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇

額定電壓

：

最大持續(xù)工作電流

：

短路電流

：

沖擊電流：

短路電流熱效應(yīng)

：

①

初選斷路器為

:

LN2-35I，,，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。

②

初選隔離開(kāi)關(guān)為

：

GW4-35G/600，，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。

㈢

10KV側(cè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇

額定電壓

：

最大持續(xù)工作電流

：

短路電流

：

沖擊電流：

短路電流熱效應(yīng)

：

①

初選斷路器為：LN2-10，,，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的要求。

②

初選隔離開(kāi)關(guān)為：GN19-10/1000，，，滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的要求。

三

電氣設(shè)備清單

序號(hào)

電氣名稱

型號(hào)

數(shù)量

備注（近/遠(yuǎn)期）

變壓器

SFS7-16000/110

2臺(tái)

近期

110KV斷路器

LW6-110I

3個(gè)

近期

110KV隔離開(kāi)關(guān)

GW4-110D/600

10個(gè)

近期

110KV電流互感器

LCWD-110

3個(gè)

近期

KV電壓互感器

JCC2-110

110KV避雷器

FZ-110

2個(gè)

近期

110KV導(dǎo)線

LGJ-185鋼芯鋁絞線

近期

35KV斷路器

LN2-35I

13個(gè)

近/遠(yuǎn)期

35KV隔離開(kāi)關(guān)

GW4-35G/600

37個(gè)

近/遠(yuǎn)期

35KV電流互感器

LCWB-35

13個(gè)

近/遠(yuǎn)期

35KV電壓互感器

JDJJ-35

2個(gè)

近期

35KV避雷器

FZ-35

4個(gè)

近期

35KV匯流母線

LGJ-95型鋼芯鋁絞線

近期

35KV出線

LGJ-70型鋼芯鋁絞線

近/遠(yuǎn)期

熔斷器

RN2-35

2個(gè)

近期

10KV斷路器

LN2-10

14個(gè)

近/遠(yuǎn)期

10KV隔離開(kāi)關(guān)

GN19-10/10000

30個(gè)

近/遠(yuǎn)期

10KV電流互感器

LBJ-10

14個(gè)

近/遠(yuǎn)期

10KV電壓互感器

JDZJ-10

2個(gè)

近期

10KV避雷器

FZ-10

2個(gè)

近期

10KV匯流母線

單條、平放60*10mm

矩形鋁母線

近期

熔斷器

RN2-10

2個(gè)

近期

廠用變壓器

S9-315/35

2個(gè)

近期

接地

10個(gè)

近期

第九部分

參考書(shū)目

[1]

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》.劉學(xué)軍.中國(guó)電力出版社.[2]

《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》.李光琦.中國(guó)電力出版社.[3]

《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》.陳衍.中國(guó)電力出版社.[4]

《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》一次部分上、下冊(cè).卓樂(lè)友.中國(guó)電力出版社.[5]

《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》.曹繩敏.水利水電出版社.[6]

《供配電技術(shù)》.江文，許慧中.中國(guó)電力出版社.[7]

《電氣工程CAD》.劉增良，劉國(guó)亭.中國(guó)水利水電出版社.[8]

《電力工程基礎(chǔ)》.孫麗華.機(jī)械工業(yè)出版社.[9]

《電力工程基礎(chǔ)》.溫步瀛.中國(guó)電力出版社.[10]

《發(fā)電廠電氣部分》.熊信銀，朱永利.中國(guó)電力出版社.