WH市郊110KV变电站一次部分设.docx

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1、WH市郊110KV变电站一次部分设河南机电高等专科学校毕业设计/论文 绪 论 在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中的作用已为人所共知，不仅全面的影响国民经济及其它部门的发展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步。 变电站是电力系统的重要组成部分，担负着电能转换和电能重新分配的重要任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电所是接受电能、变换电压和分配电能的，实现电能的远距离输送，将电能分配到用户，将发电机电压进行多次变换，由电力变压器、配电装置和二次装置构成。按变电所的性质和任务不同，分为升压变电所和降压变电所，其中与发电机相连的为升压变电所，其余

2、为降压变电所。按地位和作用不同分为枢纽变电所、地区变电所和用户变电所。随着国民经济的持续发展，人民的生活质量和生活水平不断提高家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的要求越来越高。并且电力系统的发展电网结构越来越复杂。需准确掌握电网和变电站的运行情况。并逐步采用无人值班管理模式。 传统变电站一般都采用常规设备。各个断路器的控制与信号回路、各事故信号和预告信号均采用独自的信息传送通道，主要是从被监控的一次设备到主控室。信号传送距离长，使电压互感器和电流互感器的测量精度降低，并且电缆用量巨大。无自动电压调节功能。所以，常规装置结构复杂，可靠性低，维护工作量大。因此，实现变电站综合自动化是全

3、面提高变电站的技术水平和管理水平的重要目标。 本次设计的为110kV变电站，主要是一次部分有变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置及电气总平面布置设计，在设计中发现所用数据不够准确，特别是在电气设备选择计算中，存在很大缺陷，力求在以后的设计中能够逐步趋于完善，相信不久能实现无人值班高度自动化以弥补传统变电站的缺陷。随着社会的进步科技的发展新型电气设备的脱颖而出，而使高度自动化的变电所成为主题。利用微机和自动控制装置来监控各个电气设备，这样我们即使不到控制现场也能达到监视和控制的目的，这就是“无人值班变电站”。科技的发展社会的进步这将

4、踌使“无人值班变电站”成为以后变电站发展的主角。 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确1 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一

5、次部分的设计。 按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建一所中型110kV变电站。本设计属中间变电站该变电所建成后，,它的主要任务是把110KV变成35kV和10kV电压供周边城乡使用。WH市郊110kV变电站是地区性城市变电站，它由系统1和系统2供电，同较为紧密，在整个系统中占有重要地位。 变电站主要设备的组成主要有主变压器、电气主接线、保护装置、控制装置、避雷装置以及无功补偿设备。 主变压器是变换电压的主要设备。在110kV变电站中它主要用于降压，此变电站中我们采用了三相变压器，在功率和电压等级上完全满足了我们的设计需要。电气主接线由于直接影响着电力系统的可靠性，至关重要，因此对它

6、的选择应加以足够的重视。考虑到系统的可靠性、灵活性、经济性等因素，所以在本变电站中我们采用了单母分段的接线形式。控制装置是变电站的中枢神经，控制着整个电气元件。值班员可通过集中监视系统了解系统的运行状态。避雷装置是电力系统稳定运行的一个重要部分。它的故障能够导致整个电力系统的瓦解。给国民经济带来重大损失。在电力系统中为了减少电能在线路中的损耗，我们采用了无功补偿装置来调整系统中的无功功率。 2 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 第1章 变电站的设计分析 1.1 变电站的主要作用和设备组成 变电站都是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。水力、火力以及和核能等发出的电能，由于经济上的

7、原因把电压升高，用输电线送到变电站，在这里将电压降低，用输电线在送到其它变电站，或通过输电线和配电线路送到用户。这样，在变电站除了把输电线送来的电压和电流进行变换，集中和分配外，为了使电能的质量良好以及设备安全，进行电压调整电力潮流控制以及输配电线和变电站的保护。 1.1.1 变电站主要设备组成 发电厂和变电站中安装的各种电气设备，其主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备称为一次设备。主要包括： 1.一次设备 生产和转换电能的设备，

8、如发电机等。 接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等。 限制故障电流和防御过电压的保护电器，如电抗器和避雷器等。 载流导体，如裸导线和电缆等。 接地装置。 把对一次设备和系统的运行进行测量、控制、监视、和保护的设备称为二次设备。它们包括： 2.二次设备 仪用互感器，如电压互感器和电流互感器。 测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等。 继电保护及自动装置。 直流电源设备。 操作电器、信号设备及控制电缆。 本次设计主要是变电站一次部分的设计，主要的设备也为一次设备，当然也有互感器等二次设备。 3 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 1.1.2 变压器 主变压

9、器是变换电压的主要设备。一般在变电站用于降低电压。变压器由单相变压器和三相变压器。一般使用经济上有利的三相变压器，单相变压器仅在高电压、大容量的500kv变电站等由于受到搬运上的限制而被采用。 1.1.3 输电线和开关设备 在变电站内汇集着许多集中和分配电力的输配电线，与主变压器一起接在母线上，在每一条线路的引出口除装设断路器和隔离开关。断路器通常用于电路的送出、停止或切换，当输、配电设备发生事故时则用来自动切断。 隔离开关用于输、配电线路时，变压器和断路器等进行保护，检修时把他们从回路中断开，有时用来切换母线环。 1.1.4 控制装置与互感器 控制装置是变电站的中枢神经、值班员监视设备的运行

10、状态，根据需要进行设备的操作以及联合互感器进行电压、电流和功率的测量。 互感器主要测量于仪器：将高电压、大电流转换成低电压、小电流进行测量。 1.1.5 避雷器 避雷器是把系统中如雷电和操作过电压之类的异常电压抑制在规定值以内，从而保护以主变压器为主的机器设备。 1.1.6 其它设备 变电站内除上述设备外，还有接地和屏蔽装置、站内电源蓄电池、照明设备等其它各种设备。 1.2 变电站的分类 1.2.1 按照变电站在电力系统中的地位和作用 1.系统枢纽变电站 4 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220kv、330kV(仅

11、西北电网)和500kv，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。 枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。 2.地区一次变电站 地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。电压等级一般采用220kv或330kv。 地区一次变电站主变压器容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。 3.地区二次变电站 地区二次变电站由地区一次变电站受电，直接向本地区负荷供电，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力负荷而定。 全站

12、停电后，只有本地区中断供电。 4.终端变电站 终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。 1.2.2 按照变电站安装位置 1.室外变电站 室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。 2.室内变电站 室内变电站的主要设备均放在室内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。 3.地下变电站 在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在

13、城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地，尤其随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站乃至大型枢纽变电站将更多的采取地下变电站。这种变电站多数为无人值班变电站。 4.箱式变电站 箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其5 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，现在 广泛应用于居民小区和公园等场所。 箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3kv35kv，随着电网的发展和要求的提高，电压范围不断扩大，现已经

14、制造出了132kv的箱式变电站。 箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户内两种类型。 5.移动变电站 将变电设备安装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要。 1.2.3 根据变压器的使用功能 1.升压变电站 升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。 2.降压变电站 与升压变电站相反，是把高电压变为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。 1.3 电力系统分析 我们所设计的110kV变电属于中间变电站,高压侧以交换潮流为主,起系统交换功率作用,或使长距离输电线路分段,一般汇集23个电源,同时又降压给当地用电。

15、这样的变电站主要起中间环节作用,全所停电将引起区域解列。 在设计中为使变电所的设计认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求，制订本规范。 1.3.1 变电站设计规范 1本规范适用于电压为35110kV，单台变压器容量为2500kVA及以上新建变电所的设计。 2变电所的设计应根据工程的5XX年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 3变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。 6 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 4变电所的设计，必

16、须坚持节约用地的原则。 变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 1.3.2 变电站地址 变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 变电所位于WH市郊东南郊，交通便利，变电所的西边为10KV负荷密集区，主要有棉纺厂、食品厂、印染厂、针织厂、柴油机厂、橡胶厂及部分市区用电。变电所以东主要有35KV的水泥厂、耐火厂及市郊其它用电。 该变电所所址区海拔220m,地势平坦，为非强地震区，输电线路走廊阔，架设方便，全线为黄土层地带，地耐力为2.4kg/cm2，天然容重r=2g/cm3,内摩擦角=23,土壤电阻率为100cm,变电所保护地下水位较低，

17、水质良好，无腐蚀性。 气象条件：年最高气温40,年最低气温20，年平均温度15,最热月平均最高温度32,最大复水厚度10mm,最大风速25m/s,属于我国第六标准气象区。 1.3.3 负荷分析及组成 根据任务书可知WH市有一市区变电所。WH市110KV变电站的建设将外电与市区变电所更好的连接起来，从而形成统一的供电网络。更好的解决WH市的供电问题，同时也促进了供电网络的形成和供电的可靠性。为了考虑本地区经济的发展此变电站设计的最大容量为36.8MW。 各级负荷见以下图表： 1110KV负荷情况 表1-1 110KV负荷 电压 等级 负荷 名称 市系线 110 kv 市甲线 备用1 备用2 最大

18、负荷 近期 10 10 远景 18 18 10 12 负荷组成 () 一 二 自然 力率 Tmax(H) 线长 (KM) 10 10 备注 7 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 235KV负荷情况 表1-2 35KV负荷 电压等级 负荷 名称 水泥厂1 水泥厂2 耐火厂 备用1 备用2 最大负荷 近期 1.5 1.5 1 远景 2 2 1.5 2.5 2.5 负荷组成 () 一 15 15 15 自然 Tmax(H) 线长 (KM) 20 20 18 15 15 力率 二 30 30 35 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 备注 35 KV 310KV负荷情况 表1-3 10KV负荷

19、电压 等级 棉纺厂1 棉纺厂2 印染厂1 印染厂2 10 毛纺厂 针织厂 市区1 市区2 食品厂 备用1 备用2 负荷 名称 最大负荷MW 负荷组成 () 自然力一 20 20 30 30 20 20 20 20 15 二 40 40 40 40 40 40 40 40 30 率 Tmax 线长 (H) (KM) 备注 近期 2 2 1.5 1.5 2 1 1.5 1.5 1.2 远景 2.5 2.5 2 2 2 1.5 2 2 1.5 1.5 1.5 0.75 0.75 0.78 0.78 0.75 0.75 0.8 0.8 0.8 0.78 0.78 5500 5500 5000 5000

20、 5000 4500 2500 2500 4000 3.5 3.5 4.5 4.5 2.5 1.5 2 2 1.5 1.3.4 建站的必要性 由于企业规模的扩大，为满足该公司生产的需要，决定新建一个110KV变电站。又由于临近该市的电力负荷中心，决定在此建设此变电站。 8 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 图1-1系统接线简图 WH市110KV变电所建设规模 根据电力系统规划，本变电所的建设规模如下： 额定电压等级： 110KV/35KV/10KV 110KV近期出线2回，远景发展2回 35KV近期出线3回，远景发展2回 10KV近期出线9回，远景发展2回 S1=1000MVA X1=0.5

21、 X2=0.7 S2=600MVA X1=0.4 X2=0.6 9 1.3.5 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 第2章 电力系统及变电站总体分析 电力系统及变电所的设计首先要对电力系统进行分析才能选择正确的方案，及对变电所进行总体分析才能设计比较经济、可靠的变电所方案。电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。电力系统及变电所的设计首先要对电力系统进行分析才能选择正确的方案，及对变电所进行总体分

22、析才能设计比较经济、可靠的变电所方案。 2.1 电力系统分析 经过对电力系统的正确分析才能选择变电站的正确设计方案，电力系统的分析应满足以下几点： 1.变电站的设计应根据工程的5XX年发展规划进行做到远，近期结合。以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 2.变电站的设计，必须以全出发，统筹兼顾。按照负荷性质，用电容量，工程特点和地区供电条件，综合国情合理地确定设计方案。 3.变电站的设计，必须坚持节约用地的原则。 4.变电站设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。 该110KV变电站是济钢集团的厂用变电站，它有两个系统向其供电，系统1和系统2，

23、其总容量为：S=500MW，它与电力系统紧密相连，具有重要的地位。 2.2 变电站总体分析 2.2.1 设计依据 根据本企业的电力需求，向省电力公司提出申请，在得到省电力公司文件济钢110KV变电所设计任务书的批复后进行该变电站的建设。 2.2.2 变电所建设的必要性 由于企业规模的扩大，为满足该公司生产的需要，决定新建一个110KV变电10 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 站。又由于临近该市的电力负荷中心，决定在此建设此变电站。 11 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 第3章 主接线选择 3.1 主变选择原则 3.1.1 容量选择原则 主变容量一般按变电所建成近期负荷，510 年规划负

24、荷选择，并适当考虑远期10XX年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的60%。故选择两台容量为 25MVA 的主变。 3.1.2 台数的选择原则 工厂总降压变电所主变容量与台数的选择在很大程度上取决于负荷的大小及其对供电可靠性的要求，同时应考虑工厂发展规划等因素并与

25、电气主接线的选择统筹安排，应力求变电所主接线简单，运行方便，供电可靠，节约能源与减少投资。变压器多则供电可靠，但是设备投资也大，运行费用也要增加。因此，在满足可靠性要求是，变压器台数越少越好。 由于我厂负荷较大，采用110KV电压供电，根据负荷情况和经济运行，我厂采用二台主变。 3.1.3 容量和台数的选择 (1)35KV 中压侧 由于出现回路数为5回，故可取kt=0.95 结合表1-1中负荷情况分析部分可知： Sjs1=kt(pimax)(1+a%) i=1cosji5 = 0.95(221.52.52+)(1+5%)=10.53MVA 0.90.90.912 (2)10KV低压侧 河南机电

26、高等专科学校毕业设计/论文 由于出现回路数是11回，故可取kt=0.85 结合表1-2中负荷情况分析部分可知： 5pSjs1=kt(imax)(1+a%) i=1cosji=0.85(2.52+2+1.51.52+2222+1.5+)(1+5%)=24.26MVA 0.750.780.8则变压器的计算容量： 2Sjs总=ktSjsi i=1=29.75MVA =0.85(3) 由选择条件 SeSjs总60%=29.5760%=17.74MVA 故可选用主变容量为25000KVA. (4)校验条件 Se0.6Sjs总SS1+S2则Se=2517.74满足条件。 S1+S2=221.52.5222

27、(15%+30%)+(15%+35%)+(20%+40%)+(30%+40%)0.90.90.750.78+ 2+1.5221.5(20%+40%)+(20%+40%)+(15%+30%) 0.750.80.8=16.98MVA SS1+S2满足要求。 故3.1.4 变压器型式的选择 1.相数的选择 由相应规程可知，若站址地势开阔，交通运输方便，而不是由于容量过大而无法解决制造问题，宜采用三相变压器。 2. 绕组数和绕组连接方式的选择 13 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 参考电力工程电气设计手册和相应规程指出： 变压器三相绕组的接线组别、电压、相位、和系统一致，否则不能并列运行。我国11

28、0KV及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中性点，所以都需要选择Y0的连接方式；35KV采用“Y”的连接方式，其中性点多通过消弧线圈接地；35KV以下的高电压，变压器三相绕组均采用“D”的连接方式。因此，新建变电站的主变电力变压器采用“YN Yn0 d11”的连接组别。 3.主变调压方式的选择 一般情况下，110KV主变宜选用有载调压。 4.主变冷却方式的选择 冷却方式有很多，在此选自然风冷式。 5.变压器各侧电压的选择 作为电源侧，为保证向线路末端供电的电压质量，即保证在10%电压损耗的情况下，线路末端的电压应保证在额定值，所以，电源侧的主变电压按10%额定电压选择，而降压变压器作为末

29、端可按照额定电压选择。所以，对于110KV的变电站，考虑到要选择节能新型的，110KV应该选115KV,35KV选37 KV,10KV选10.5KV。 6.全绝缘、半绝缘、绕组材料等问题的解决 在110KV及以上的中性点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。110KV侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。35KV及10KV侧为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。 经查阅新编工厂电气设备手册，我们选择由常州高压电器厂生产的SFS7-25000/110系列的

30、电力变压器，其主要的技术参数如下： 表3-1 SFS7-25000/110系列电力变压器主要技术参数 型号 额 额定电压 连阻抗电压 空损耗 14 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 定 容 量KVA 高压 中压 低压 接组别 高高中载电流 % 空载 负载 低 中 低 SFS7-25000/110 25000 11022.5% 38.522. 5% 10.5 YN yn0 d11 10.5 10.5 6.5 1.0 38.5 175 3.2 电气主接线设计 电气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，并且对电气设备的选择配电装置选择，继电保护和控制方

31、式的拟定有较大影响，因此，必须正确外理为各方面的关系，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。 (1) 参考35110KV变电所设计规范 第3.2.3条：35110KV线路为两回及以下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形单母线或分段单母线的接线，3563KV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。 第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35110KV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可以设置旁路设施。 当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器的接线，当110K

32、V线路为6回及以上，3563KV线路为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器，主变压器35110KV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。 第3.2.5条：当变电站装有两台主变时，610KV侧宜采用分段单母线。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。 3.2.1 设计的基本要求 1满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。 2接线应简单，清晰且操作方便。 15 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 3运行上要具有一定的灵活性和检修方便。 4具有经济性，投资少，运行维护费用低。 5具有扩建和可能性。 3.2.2主接线

33、的原则 参考35110KV变电所设计规范第3.2.1条： 变电所的主接线应根据变电所所在电网中的地位、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。 采用分段单母线或双母线的110220KV配电装置，当断路点不允许停电检修时，一般需设置旁路母线。对于屋内配电装置或采用SF6全封闭电器的配电装置，可不设旁母。635KV配电装置中，一般不设旁路母线，因为重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年约23天。如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。610KV配电装置，可不设旁路母线，对于初线回路数多或多数线路向用户单独

34、供电，以及不允许停电的单母线，分段单母线的配电装置，可设置旁路母线，采用双母线610KV配电装置多不设旁路母线。 对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。 拟定可行的主接线方案23种，内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案。 3.2.3 方案的比较 根据要求可以比较以下两种方案： 方案(1)单母分段带旁母接线形式如图3-1: 16 河南机电高等专科学校毕业设计/论文

35、图3-1 单母分段带旁母接线 可靠性：无论检修母线、断路器及变压器，都不会造成重要的电力负荷的停电。使用的电气设备比较少，出现故障的几率也比较底。机组配置合理，使传输容量在变压器或线路中的电能损耗为最小。 灵活性：可以实现多种运行方式，调度灵活性较好，易于扩建或扩展。 经济性：使用的电气设备相对少，年运行费用也不高。占地面积相对小。 方案(2)单母分段接线形式如图3-2: 图3-2 单母分段接线 可靠性：无论检修断路器或变压器故障时，均不会造成重要的电力负荷停电。使用的电气设备少，出现故障的几率小。一段母线隔离开关故障检修时，此母线回路将停电；当出线为双回路时，常使架空线路交叉跨越。 灵活性：

36、运行方式简单，具有比较好的调度灵活性，但是扩建时需要向两个方向均衡扩建。 经济性：电气设备使用少，年运行费用也不高。占地面积相对也小。 经过结果比较可知，两种方案都有较好的可靠性和灵活性。由于本变电站110KV电压等级出线近期2回，远景发展2回。在整个系统中占有较重要的地位，要求保证某些重要的用户不可中断供电，故要求系统有更好的供电可靠性。在经17 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 济性方面考虑，采用110KV侧宜采用方案(2)单母分段接线形式。 35KV电压等级出线近期3回，远景发展2回；10KV近期9回，远景发展2回。根据以上比较来选择，同样也选择采用方案单母分段接线形式. 用断路器把母

37、线分段后,适合用于屋内布置，可采用手车式断路器，这样可保证进出线检修时不中断供电。 表3-2 方案比较表 方案 项目 可 靠 性 灵 活 性 经 济 性 占地面积大，多一旁路增加了投资。 占地面积小，接线简单,运行设备少，投资少，年运行费用少。 方案I 单母分段带旁母 用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间方案II 单母线分段接线 用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供断供电。检修出线断路器时可不停电，电。 可靠性高。 当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电，不至使重要用户停电。 当一回线路故障时,分段断路

38、器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,且扩建方便。 3.3 主变中性点接线方式及设计 变电站中性点接地方式的安排应尽量保持变电站的零序阻抗基本不变。遇到因变压器检修等原因使变电站的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规定或实际情况临时处理。 3.3.1 变压器中性点接地方式 变压器中性点接地方式一般分为以下5种: 1中性点不接地方式。 2中性点经高电阻接地方式。 3中性点直接接地方式。 4中性点经低电阻接地方式。 5中性点经消弧线圈接地方式。 3.3.2 所用变压器中性点接线 18 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 根据变电所所用变压器分以下几种情况: 1变电所只有一台变压器，

39、则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。当变压器检修时，可作特殊运行方式处理，例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。规程规定或实际情况临时处理。规程规定或实际情况临时处理。 2变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。如果由于某些原因，变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。否则，按特殊运行方式处理。 3双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地方

40、式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时、将另一台中性点不接地变压器直接接地。若不能保持不同母线上各有一个接地点时，作为特殊运行方式处理。 4为了改善保护配合关系，当某一短线路检修停运时，可以用增加中性点接地变压器台数的办法来抵消线路停运对零序电流分配关系产生的影响。 5自耦变压器和绝缘有要求的变压器中性点必须直接接地运行。 该变电所两台变压器并列运行，应按两台变压器中性点直接接地方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时、将另一台中性点不接地变压器直接接地。 3.4 无功补偿 3.4.1 补偿装置的意义 无功补偿可以保证电压

41、质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。 3.4.2 无功补偿装置类型的选择 1无功补偿装置的类型 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。 2常用的三种补偿装置的比较及选择 这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电19 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 所的母线上。 (1)同步调相机 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。 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

42、滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。 (2)静止补偿器 静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器能快速平滑地

43、调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。 (3) 电力电容器 电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。 电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。 综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。 20 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 第4章 短路电流计算 4.1短路电流计算的目的 造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这

44、种损坏可能是设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合乎要求而被过电压击穿，或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。 严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。 由此可见，短路的后果十分严重，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不至损坏。 为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。 短路是电力系统中常发生

45、的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时，应考虑限制Id的措施，即而需要计算Id。 4.2 短路电流计算的一般规定 为了使所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。 4.3 短路电流的计算方法 对电力系统网络的短路电流，我们可采用一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻t的短路电流，然后取所有这些短路电流的平均 值，作为运行曲线在某时刻t和计算电抗Xjs情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法，即同一变化法和个别变化法。 21 河南机电高等专科学校毕业设计/论文 4.4 短路电流计算结果 为了简化短路电流的计算方法，在保证计算精度的情况下，忽略次要因素的影响，做出以下