地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)

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1、畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作 者:學(xué) 號： 系：電子工程與光電技術(shù)系專 業(yè): 電氣工程及其自動化題 目:地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1） 副教授指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2013 年 5 月畢業(yè)設(shè)計（論文）評語學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號： 題 目： 地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1） 綜合成績： 指導(dǎo)者評語： 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）評語評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要本次畢業(yè)設(shè)計的題目是地區(qū)變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計（1）,這次畢業(yè)設(shè)計的

2、任務(wù)是根據(jù)設(shè)計的要求，在設(shè)計的過程中根據(jù)所建變電站當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境，電壓等級，以及該變電站的各個電壓等級的負(fù)荷狀況和將來五年的發(fā)展規(guī)劃等，綜合這些因素來完成。在設(shè)計的過程中要完成：根據(jù)變電所的容量來選擇主變壓器；導(dǎo)線的選擇；電氣主接線的設(shè)計；短路電流計算；主要電氣設(shè)備選擇等等。通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較采用下列方案：選用兩臺三相雙繞組變壓器。為了穩(wěn)定運(yùn)行110kV選用雙母線接線。本工程初步設(shè)計內(nèi)容包括變電所電氣設(shè)計35kV、10kV采用單母線分段。關(guān)鍵詞 變電所 主接線 短路電流 設(shè)備選擇 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要Title Regional substation design Abstract

3、The graduation project topic area substation electrical system design (1), The graduation design tasks according to the design requirements ,In the design process to build substation local geographical environment, Voltage level, And the load status of the substation voltage level and in the future

4、five years of development planning, The combination of these factors to complete. In the design process to be completed: Selected based on the capacity of the substation main transformer;The choice of wire;Main electrical wiring design;Short-circuit current calculation; The main electrical equipment

5、 selection, etc.Technical and economic comparison of the following scenarios:Use two-phase two-winding transformer.For stable operation 110kV use double bus wiring.The preliminary design including substation electrical design。35kV, 10kV single busbar.Keyword Substation Main wiring Short-circuit Equi

6、pment selection 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 I 頁 共 1 頁 目 次1引言211變電站的發(fā)展212變電站基本概念和基本現(xiàn)狀213論文的主要工作32 河津變電所接入系統(tǒng)設(shè)計421確定電壓等級422初步確定河津變電站導(dǎo)線的型號423110kV負(fù)荷計算和接入系統(tǒng)導(dǎo)線截面選擇424110kV河津變電站35kV側(cè)地方供電系統(tǒng)525110kV河津變電站10kV側(cè)地方供電系統(tǒng)926110kV河津變電站主變壓器的選擇123 河津變電站主接線設(shè)計和短路計算1431電氣主接線設(shè)計1432短路電流計算1533主要電器設(shè)備選擇244 繼電保護(hù)和防雷裝置3541繼電保護(hù)配置3542避雷器的選擇36

7、5 總結(jié)38結(jié) 論39致 謝40參 考 文 獻(xiàn)41 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 43 頁 共 42 頁 1 引言 11 變電站的發(fā)展20世紀(jì)70年代的后期國外開始著手研究變電站綜合自動化系統(tǒng)，在20世紀(jì)80年代發(fā)展尤其較快。出現(xiàn)了很多著名的制造廠商，他們彼此間一開始就十分注意制定與協(xié)調(diào)這一領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使各自為政造成的不良后果帶來的不可估計的影響減小到最小。投入變電站綜合自動化研究的高等院校、研究單位和生產(chǎn)廠家，電力企業(yè)，電力工廠在20世紀(jì)80年代后期逐步增加，為我國將來的發(fā)展培養(yǎng)了許多技術(shù)型和學(xué)術(shù)性人才。20世紀(jì)90年代，變電站綜合自動化方面已成為炙手可熱的話題和大學(xué)生熱門的就業(yè)

8、方向，研究單位和產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)。 12 變電站基本概念和基本現(xiàn)狀電力行業(yè)是整個國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和命脈，是我國公民賴以生活的必要條件，是我國可持續(xù)發(fā)展的必要條件，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的必要手段。在新中國建立以后，中國的電力行業(yè)取得了長足的發(fā)展。 重視配電網(wǎng)建設(shè)，繼續(xù)做好城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造。優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)，城網(wǎng)發(fā)展與城市建設(shè)相協(xié)調(diào)，提高電能質(zhì)量，提高電能穩(wěn)定供應(yīng)，提高配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控水平。加強(qiáng)和優(yōu)化農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)村電網(wǎng)的供電質(zhì)量和安全水平，降低損耗，以適應(yīng)小城鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的需要。到2000年底，中國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到31,900萬千瓦，年發(fā)電量13,600億千瓦時。到20

9、01年底，中國發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)到33,400萬千瓦，年發(fā)電量達(dá)14,650億千瓦時，發(fā)電總裝機(jī)容量和發(fā)電量位居世界第二，電力工業(yè)已經(jīng)基本滿足了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。隨著西電東送戰(zhàn)略的實(shí)施，500千伏超高壓交、直流輸變電線路發(fā)展迅速，“十五”期間將基本形成大區(qū)聯(lián)網(wǎng)，打破各省自我平衡的局面，實(shí)現(xiàn)更大區(qū)域內(nèi)的能源資源優(yōu)化配置。1998年開始城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，在全國范圍內(nèi)完善了配電網(wǎng)的建設(shè)，有效地緩解了制約城鄉(xiāng)居民用電增長的因素。隨著中國國民經(jīng)濟(jì)保持健康、快速的增長，必將進(jìn)一步促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展。國務(wù)院的通知要求，電力改革的實(shí)施工作要在國務(wù)院統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，按照積極穩(wěn)妥的原則精心組織，區(qū)別各地區(qū)和各電力企業(yè)的不

10、同情況，重點(diǎn)安排好過渡期的實(shí)施步驟和具體措施，在總體設(shè)計下分階段推進(jìn)改革。國務(wù)院各相關(guān)部門已在統(tǒng)一部署下，著手開展改革的各項(xiàng)工作，預(yù)計2002年年內(nèi)將完成企業(yè)重組的各項(xiàng)主要任務(wù)。13 論文的主要工作本論文的主要工作是建一所變電站，本工程初步設(shè)計內(nèi)容包含變電所電氣設(shè)計，新建的河津變電所從110KV側(cè)變電所受電，其負(fù)荷分為35kV和10kV兩個電壓等級。課題題目要求要求滿足各個電壓級負(fù)荷的情況下完成以下內(nèi)容：（1） 根據(jù)各個工廠的負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷計算。（2） 根據(jù)系統(tǒng)中總的負(fù)荷選擇主變壓器和導(dǎo)線。（3） 根據(jù)各個電壓級的最大負(fù)荷選擇出線。（4） 根據(jù)負(fù)荷的級別和經(jīng)濟(jì)情況來進(jìn)行電器主接線設(shè)計。（5） 畫

11、整個電力系統(tǒng)的等值電路，并且化簡。（6） 運(yùn)用運(yùn)算曲線發(fā)進(jìn)行短路計算。（7） 完成主要電氣設(shè)備選擇。（8） 繼電保護(hù)初步設(shè)計。（9） 系統(tǒng)防雷裝置初步設(shè)計。2 河津變電所接入系統(tǒng)設(shè)計21 確定電壓等級輸電線路電壓等級的確定應(yīng)當(dāng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。選擇電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電所總負(fù)荷和五年發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)待建110kV河津變電所的實(shí)際情況確定最高電壓等級應(yīng)為110kV。110 kV河津變電所建成后，所供用戶中存在、類重要負(fù)荷，如造紙廠、化工廠、冶煉廠、站甲、水廠這些重要負(fù)荷，如果中斷供電將造成嚴(yán)重停產(chǎn)、停工，局部地區(qū)交通

12、阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打亂。因此110kV河津變電站應(yīng)采用雙回110kV線路接入系統(tǒng)。22 初步確定河津變電站導(dǎo)線的型號由于待建110kV河津變電所距離受電110kV新繹變電站100km，距離潼關(guān)變電站90km。處于地勢平坦，土石方開挖較少，且地處海拔290米的地方。綜上所述應(yīng)該采用架空線路，導(dǎo)線選擇LGJ型。23 110kV負(fù)荷計算和接入系統(tǒng)導(dǎo)線截面選擇電壓等級線路名稱最大有功最大無功功率因數(shù)最大負(fù)荷同時率35kVA 15.39.540.851850000.9B 12.89.60.816C860.810造紙廠9.67.20.812化工廠16120.820冶煉廠13.68.480

13、.851610kV站甲2.551.590.85335000.85站乙2.1251.3250.852.5毛紡廠0.640.480.80.8水泥廠0.80.60.81紡織廠0.640.480.80.8水廠1.20.90.81.51、待建110kV河津變電所總負(fù)荷的計算 =15.312.889.61613.6+j(9.54+9.6+6+7.2+12+8.48) = 75.3+j52.82（75.3+j52.82）1.28 96.1+j67.4= 105.66 MVA=2.55+2.125+0.64+0.8+0.64+1.2+j(1.59+1.325+0.48+0.6+0.48+0.9)=7.955+

14、j5.375（7.955+j5.375）1.2810.18+j6.88 =10.45 MVA=0.950.9(75.3+j52.82)+0.85(7.955+j5.375) 1.28 = 90.63+j63.36 = 110.58 MVA = 90.63/110.58 = 0.82 2、根據(jù)查表來確定 = = 4857 小時 查表得1.15 3、計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 252.2 4、結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖凇㈩愔匾?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ240 24 110kV河津變電站35kV側(cè)地方供電系統(tǒng)2.4.1 35kV A所線路

15、設(shè)計1、確定接線回路數(shù)35kV側(cè)的A所線路所供用戶為二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此采用雙回線路供電。2、待建變電站到A所線路導(dǎo)線截面選擇(1)35kV側(cè)A所線路總負(fù)荷的計算 = = 19.58+ j12.21 = 23.08 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 190.4 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ185。2.4.2 35kV B所線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)35kV側(cè)的B所線路所供用戶同樣為二級重要負(fù)荷，為

16、了保護(hù)用戶正常供電，因此采用雙回線路供電。2、待建變電站到B所線路導(dǎo)線截面選擇(1)35kV側(cè)B所線路總負(fù)荷的計算 = = 16.38+ j12.29 = 20.48 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 150.8 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、?重要負(fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ150。2.4.3 35kV C所線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)35kV側(cè)的C所線路所供用戶是二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。2、待建變電站到C所線路導(dǎo)線截

17、面選擇(1)35kV 側(cè)C所線路總負(fù)荷的計算 = = 12.8 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3) 計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 94.3 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖凇㈩愔匾?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ95。2.4.4 35kV 造紙廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)由任務(wù)書知35kV側(cè)的造紙廠線路所供用戶是一級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常工作生產(chǎn)用電，經(jīng)過分析后要采用雙回線路供電。2、待建變電站到造紙廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)35kV 側(cè)造紙廠線路總負(fù)荷的計算 = = 15.36 MVA

18、(2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 113.1 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ120。2.4.5 35kV 化工廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)35kV側(cè)的化工廠線路所供用戶是一級重要負(fù)荷，是非常重要的負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。2、待建變電站到化工廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)35kV 側(cè)化工廠線路總負(fù)荷的計算 = = 25.6 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3) 計

19、算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 188.5 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ185。2.4.6 35kV 冶煉廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)由題目知35kV側(cè)的冶煉廠線路所供用戶是一級重要負(fù)荷，是很重要的負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，所以要采用雙回線路供電。2、待建變電站到冶煉廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)35kV 側(cè)冶煉廠線路總負(fù)荷的計算 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 5000(小時) 得1.12（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 150.8 (4)結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写?/p>

20、在、類重要負(fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ150。選擇結(jié)果如下：表2.1 35kV側(cè)地方供電線路線路回路數(shù)型號35kV A所線路設(shè)計2LGJ18535kV B所線路設(shè)計2LGJ15035kV C所線路設(shè)計2LGJ9535kV 造紙廠線路設(shè)計2LGJ12035kV 化工廠線路設(shè)計2LGJ18535kV 冶煉廠線路設(shè)計2LGJ15025 110kV河津變電站10kV側(cè)地方供電系統(tǒng)2.5.1 10kV 站甲線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)河津變電站10kV側(cè)的站甲線路所供用戶是一級重要負(fù)荷，是非常重要的負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站

21、到站甲線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)站甲線路總負(fù)荷的計算 = = 3.84 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 88.0 (4)結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ95。2.5.2 10kV 站乙線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)10kV側(cè)的站乙線路所供用戶是二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站到站乙線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)站乙線路總負(fù)荷的計算 = = 3.2 MVA (2)根據(jù)查表，確

22、定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 73.3 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ70。2.5.3 10kV 毛紡廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)10kV側(cè)的毛紡廠線路所供用戶是二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站到毛紡廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)毛紡廠線路總負(fù)荷的計算 = = 1.024 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積，根據(jù)所給表格

23、選擇導(dǎo)線 = 23.5 (4)結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖凇㈩愔匾?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ25。2.5.4 10kV 水泥廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)10kV側(cè)的水泥廠線路所供用戶是二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站到水泥廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)水泥廠線路總負(fù)荷的計算 1.28 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 29.3 (4)結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取

24、導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ35。2.5.5 10kV 紡織廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)10kV側(cè)的紡織廠線路所供用戶是二級重要負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站到紡織廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)紡織廠線路總負(fù)荷的計算 = = 1.024 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 23.5 (4) 結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖凇㈩愔匾?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ25。2.5.6 10kV 水廠線路設(shè)計1、確定接線回路數(shù)10kV側(cè)的水

25、廠線路所供用戶是一級重要負(fù)荷，是很重要的負(fù)荷，為了保護(hù)用戶正常供電，因此要采用雙回線路供電。2、待建河津變電站到水廠線路導(dǎo)線截面選擇(1)10kV 側(cè)水廠線路總負(fù)荷的計算 1.92 MVA (2)根據(jù)查表，確定 = 3500 (小時) 得1.26（A/mm2）(3)計算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，根據(jù)所給表格選擇導(dǎo)線 = 44.0 (4)結(jié)論：因?yàn)樗┯脩糁写嬖?、類重要?fù)荷，如果選用單回路保障不了用戶用電。所以選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ50。選擇結(jié)果：表2.2 10kV側(cè)地方供電線路線路回路數(shù)型號10kV 站甲線路設(shè)計2LGJ9510kV 站乙線路設(shè)計2LGJ7010kV 毛紡廠線路設(shè)計2LGJ251

26、0kV 水泥廠線路設(shè)計2LGJ3510kV 紡織廠線路設(shè)計2LGJ2510kV 水廠線路設(shè)計2LGJ5026 110kV河津變電站主變壓器的選擇在330kV及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，、所費(fèi)人力少，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運(yùn)行維護(hù)較方便。有效的減小了工作人員的工作量。為了滿足所有負(fù)荷正常運(yùn)行和當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障時，另一臺滿足全部負(fù)荷的70%，并且從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，選擇了兩臺相同的變壓器。所有負(fù)荷均由兩臺電壓為110kV/35kV/10KV變壓器供電。如圖3.1圖3.1 變壓器選擇35kV用戶的70%全部容量：

27、= 74 (MVA)10kV用戶的70%全部容量：= 7.315 (MVA)用戶的70全部總?cè)萘浚? 77.4 (MVA)經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較和以往經(jīng)驗(yàn)，決定采用兩臺相同的變壓器因此可選擇SFPSZ9-75000/110型三相三繞組有載調(diào)壓變壓器。3 河津變電站主接線設(shè)計和短路計算31 電氣主接線設(shè)計電器主接線又稱為電氣一次接線，電氣主接線得設(shè)計原則，應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中得地位，負(fù)荷性質(zhì)，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)，周圍環(huán)境，氣象環(huán)境及變電所得規(guī)劃容量等條件和所帶負(fù)荷的具體情況，并滿足供電可靠性，運(yùn)行靈活，操作方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。具體如下:1、雙母線有較高的可靠性，應(yīng)用于出現(xiàn)回路數(shù)較多、容量

28、較大、出線帶電抗器的6-10kV配電裝置，110kV出線數(shù)為6回以上等條件下。2、變電所的高壓側(cè)接線，根據(jù)技術(shù)設(shè)計規(guī)程應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式。3、在35kV配電裝置中，當(dāng)線路為3回及以上時，根據(jù)規(guī)程一般采用單母線或單母線分段接線。4、在10kV配電裝置中，當(dāng)線路在6回及以上時，根據(jù)規(guī)程一般采用單母線分段接線方式。根據(jù)原始資料，此河津變電站有三個電壓等級：110/35/10kV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)河津變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，河津變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)

29、用上，在運(yùn)行靈活性上35kV、10kV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下接線方案為最優(yōu)方案。綜上所述，110kV選用雙母線接線更可靠，35kV選用單母線分段更合理，可以使故障的影響降低。最終做出電氣主接線圖如下：110kV 圖3.2 電氣主接線圖32 短路電流計算3.2.1 短路點(diǎn)選擇按通過電氣設(shè)備的短路電流最大地點(diǎn)為短路計算點(diǎn)的原則，選出三個短路計算點(diǎn)：即： d-1：110kV河津變電所主變110kV側(cè) d-2：110kV河津變電所主變35kV母線d-3：110kV河津變電所主變10kV母線3.2.2 火電廠和變電所參數(shù)由題目知：表3.1 火電

30、站參數(shù)火電站（%）潼關(guān)火電站500.810.514.1鄭州火電站500.810.514.1新繹火電站500.8510.514.3火電站和變電所參數(shù)：表3.2 變電站參數(shù)變電站潼關(guān)火電站46010.50.85潼關(guān)變26017.510.56.50.8洛陽變21209.316.510.70.178鄭州火電站26010.50.8鄭州變26017.510.56.5新繹火電站46010.50.85新繹變26017.510.56.50.83.2.3 發(fā)電機(jī)、變電所電抗的歸算選取100 MVA； 115 kV1、發(fā)電機(jī)電抗歸算：潼關(guān)火電站：鄭州火電站：新繹火電站：無窮大系統(tǒng)：參考發(fā)電廠電氣部件恩課程設(shè)計參考資

31、料，取為大系統(tǒng)處110kV斷路器開斷容量3500MVA.2、變壓器電抗歸算：(1)潼關(guān)火電站變壓器4臺60MVA，并列運(yùn)行：(2)鄭州火電站變壓器2臺60MVA，并列運(yùn)行：(3)新繹火電站變壓器4臺60MVA，并列運(yùn)行：(4)洛陽變電站變壓器2臺120MVA，并列運(yùn)行： (5)110kV待建河津變電站降壓變壓器2臺75MVA，并列運(yùn)行： 3.2.4 各段線路電抗歸算 選取100 MVA； 115 kV1、新繹火電站至新繹變電站：2回路 LGJQ-400，L=45km，X=0.417 /km 2、新繹變電站至河津變電站：LGJ-240，L=100km，X=0.432 /km 3、河津變電站至潼關(guān)

32、變電站：LGJ-240，L=90km，X=0.432 /km 4、潼關(guān)火電站至潼關(guān)變電站：2回路 LGJQ-300，L=40km，X=0.427 /km 5、潼關(guān)變電站變至洛陽變電站：LGJQ-400，L=90km，X=0.417 /km 6、洛陽變電站至鄭州變電站：LGJQ-300，L=80km，X=0.427 /km 7、洛陽變電站至系統(tǒng)：2回路 LGJQ-400，L=200km，X=0.417 /km 8、鄭州火電站至鄭州變電站：2回路 LGJQ-400，L=42km，X=0.417 /km 1、系統(tǒng)等值電抗圖35kV10kV110kV圖3.3 系統(tǒng)等值電抗2、化簡110kV10kV35

33、kV圖3.4 系統(tǒng)等值電抗化簡a35kV10kV110kV圖3.5 系統(tǒng)等值電抗化簡b4、繼續(xù)化簡：110kV10kV35kV圖3.6 系統(tǒng)等值電抗化簡c3、當(dāng)d2發(fā)生短路時：35kV110kV圖3.7 d2短路時等值電路化簡：35kV110kVd2圖3.8 4、當(dāng)d3發(fā)生短路時：10kV110kVd3圖3.9 d3短路時等值電路d3化簡：110kV10kV圖3.103.2.5 計算短路電流1、當(dāng)d-1點(diǎn)短路時：新繹火電站：查表得： =0.875 =0.933 kA kA潼關(guān)火電站：則： =0.65 =0.68 kA kA系統(tǒng)： kA鄭州火電站：查曲線得: =1.035 =1.129 kA k

34、A總的短路電流 =1.11+0.816+0.139+0.65 = 2.715 kA=1.19+0.853+0.139+0.709 = 2.891 kA=2.552.715 = 6.923 kA2、當(dāng)d-2點(diǎn)短路時：新繹火電站：查曲線得： = 0.622 = 0.642 kA kA潼關(guān)火電站：則： =0.505 =0.512 kA kA系統(tǒng)： kA鄭州火電站：查曲線得：=0.21 =0.21 kA kA總的短路電流 = 0.791+0.634+0.107+0.131 = 1.663 kA= 0.816+0.643+0.107+0.131 = 1.697 kA=2.55I(0)=2.551.663

35、 = 4.24 kA3、當(dāng)d-3點(diǎn)短路時：新繹火電站：查曲線得：=0.535 =0.545 kA kA潼關(guān)火電站：則： =0.433 =0.436 kA kA系統(tǒng)： kA鄭州火電站：查曲線得：=0.18 =0.18 kA kA總的短路電流 =0.68+0.543+0.0924+0.113= 1.43 kA=0.69+0.547+0.0924+0.113= 1.44 kA=2.551.43 = 3.65 kA33 主要電器設(shè)備選擇3.3.1 斷路器的選擇1、110kV斷路器的選擇(1)額定電壓：(2)額定電流：河津變電站最大長期工作電流 A (3)根據(jù)有關(guān)資料選擇LW25-110/2000型斷路

36、器表3.3 110kV斷路器的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（kA）極限通過電流 (kA)3秒熱穩(wěn)定電流(kA)SMF25-110/2000200031.58031.5(4)校驗(yàn)：額定開斷電流校驗(yàn)：110kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流=2.891 kALW 25-110/2000斷路器的額定開斷電流為25 kA 符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ：110kV母線短路三相沖擊電流：= 6.923(kA)SMF25-110/2000斷路器的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒110kV母線短路熱容量：=25(kA2S)LW25-110/1250斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： =

37、25(kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求2、主變35kV側(cè)斷路器及分段斷路器的選擇（1） 額定電壓：=35kV（2） 額定電流：按70的35KV最大負(fù)荷考慮 A（3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下表3.4主變10kV側(cè)斷路器及35kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（KA）極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)LW8-35/16001600252525（4） 校驗(yàn)：I=1600A=1355.6 A額定開斷電流校驗(yàn)：35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流 kA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流25kA 符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ：35kV母線短路三相沖擊電流：=

38、4.24(kA) LW8-35/1600斷路器的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒35kV母線三相短路熱容量：=8.64(kA2S)LW8-35/1600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： =25(kA)(kA2S) 合熱穩(wěn)定要求3、35kV出線斷路器的選擇（1） 額定電壓：=35kV（2） 額定電流：按35KV出線最大負(fù)荷考慮 A（3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下表3.5 35kV出線斷路器的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（KA）極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)LW8-35/630630252525（4） 校驗(yàn)：I=630A =464A額定開斷

39、電流校驗(yàn)：35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流kA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流25kA 符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ：35kV母線短路三相沖擊電流： kA LW8-35/1600斷路器的極限通過電流=25 kA 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3 秒35kV母線三相短路熱容量： =8.64(kA2S)LW8-35/1600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求4、主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓： kV（2）額定電流：按10kV最大負(fù)荷考慮 A（3）根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下表3.6主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器

40、兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)GN19-10/100010008031.5（4）校驗(yàn)：I=1000A =820A動穩(wěn)定校驗(yàn) ：10kV母線短路三相沖擊電流： =4.177(kA) GN19-10/1000隔離開關(guān)的極限通過電流=80(kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒10kV母線三相短路熱容量： (kA2S)GN19-10/1000隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求5、10kV出線斷路器的選擇（1） 額定電壓：（2） 額定電流：按負(fù)荷最大的10kV出線考慮 A（3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下

41、表3.7 10kV出線斷路器的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（kA）極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)ZN28-10/63063031.58031.5(4)校驗(yàn)：額定開斷電流校驗(yàn)：10kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流 kAZN28-10/630斷路器的額定開斷電流31.5kA 符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ：10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) ZN28-10/630斷路器的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒10kV母線三相短路熱容量：(kA2S)ZN28-10/630斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求選擇結(jié)果如下表所示：表3

42、.8 斷路器選擇結(jié)果匯總斷路器位置斷路器型號110kV斷路器的選擇SMF25-110/2000主變35kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇LW8-35/160035kV出線斷路器的選擇LW8-35/630主變10kV側(cè)斷路器及10kV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇GN19-10/100010kV出線斷路器的選擇ZN28-10/6303.3.2 隔離開關(guān)的選擇1、110kV隔離開關(guān)的選擇(1)額定電壓：(2)額定電流：河津變電站最大長期工作電流 (3) 根據(jù)有關(guān)資料選擇GW4-110/1250型隔離開關(guān)表3.9 110kV隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）極限通過電流 (kA)

43、4秒熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-110/200020008031.5(4)校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn) ：110kV母線短路三相沖擊電流： (kA)GW4-110/2000斷路器的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：tep3.3秒110kV母線短路熱容量 (kA2S)GW4-110/2000斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求2、35kV主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇(1) 額定電壓：(2) 額定電流：按70的35KV最大負(fù)荷考慮(3) 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下表3.10 主變35kV主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定

44、電流極限通過電流 4秒熱穩(wěn)定電流GW5-35/160016002525(4) 校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn) ：35kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GW5-35/1600隔離開關(guān)的極限通過電流=25(kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒35kV母線三相短路熱容量： (kA2S)GW5-35/1600隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求3、35kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇（1） 額定電壓：（2） 額定電流：按35KV出線最大負(fù)荷考慮（3） 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下表3.11 35kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流額定開

45、斷電極限通過電流 4秒熱穩(wěn)定電GW5-35/630630252525（4） 校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn) ：35kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GW5-35/630隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線秒35kV母線三相短路熱容量： (kA2S)GW5-35/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求4、主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓：（2）額定電流：按10KV最大負(fù)荷考慮(4) 根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下表3.12主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）

46、極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)GN19-10/100010008031.5(4)校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn) ：10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GN19-10/1000隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 查曲線：3秒10kV母線三相短路熱容量： (kA2S)GN19-10/1000隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求5、10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離開關(guān)的選擇（1）額定電壓：（2）額定電流：按負(fù)荷最大的10KV出線考慮（3）根據(jù)有關(guān)資料選擇隔離開關(guān)如下表3.13 10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離

47、開關(guān)的選擇型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）極限通過電流 (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)GN19-10/6306308031.5(4)校驗(yàn)：動穩(wěn)定校驗(yàn) ：10kV母線短路三相沖擊電流： (kA) GN19-10/630隔離開關(guān)的極限通過電流 (kA) 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查表得：3秒河津變電站10kV母線三相短路熱容量：(kA2S)GN19-10/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流： (kA)(kA2S) 符合熱穩(wěn)定要求選擇結(jié)果如下表：表3.14 隔離開關(guān)選擇匯總表隔離開關(guān)位置隔離開關(guān)型號110kV隔離開關(guān)的選擇GW4-110/2000主變35kV主變總斷路器及分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇GW5-3

48、5/160035kV出線斷路器兩側(cè)及35KV隔離開關(guān)的選擇GW5-35/630主變10kV側(cè)斷路器及10KV分段斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇GN19-10/100010kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線隔離開關(guān)的選擇GN19-10/6304 繼電保護(hù)和防雷裝置41 繼電保護(hù)配置4.1.1 斷路器的選擇首先滿足繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置的原則，即滿足設(shè)備的選擇性、速動性、可靠性、穩(wěn)定性、安全系數(shù)、靈敏性。然后結(jié)合電網(wǎng)的電壓等級、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接線方式、地理位置、氣候環(huán)境、投資大小等特點(diǎn)進(jìn)行各類保護(hù)的工作原理、性能進(jìn)行選擇，使電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)能夠有機(jī)配合起來，給用戶和操作人員帶來更好的保障

49、。4.1.2 110KV部分110kV采用了內(nèi)橋式的電氣主接線形式，所以在河津變電站110kV側(cè)不需要裝設(shè)繼電保護(hù)。4.1.3 35KV部分35kV線路的保護(hù)：在35kV線路上有小接地電流系統(tǒng)，保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)裝設(shè)有反映相間故障和單相接地故障的設(shè)備。我們知道兩段式電流保護(hù)反映相間故障，具體如下：定時過流保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)。保護(hù)動作于出線斷路器，保護(hù)接線方式采用兩相式。并且再加裝三相一次重合閘保護(hù)設(shè)備。加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相接地時發(fā)出信號反映單相接地故障。35kV母聯(lián)開關(guān)的保護(hù)：母線上裝備帶時限的定時過流保護(hù)，作為母線充電時的保護(hù)。4.1.4 10KV部分線路保護(hù)：在10kV小接地

50、電流系統(tǒng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)有反映相間故障和單相接地故障的保護(hù)裝置?？紤]反映相間故障裝設(shè)兩段式電流保護(hù)：限時電流速斷保護(hù)、定時過流保護(hù)。保護(hù)動作于出線斷路器，保護(hù)采用兩相式接線。加裝三相一次重合閘。反映單相接地故障，加裝反映零序電壓的接地信號裝置，單相接地時發(fā)出信號。母聯(lián)開關(guān)保護(hù)：加裝帶時限的定時過流保護(hù)，作為母線充電時的保護(hù)。4.1.5 主變壓器保護(hù)配置1、瓦斯保護(hù)：作為變壓器的主保護(hù)，反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障，包括繞組的相間短路，接地短路，匝間短路以及鐵芯燒損，油面降低等。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。3、復(fù)合電壓啟動的定時限過流保護(hù)：是瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)的后備保護(hù)，反應(yīng)發(fā)

51、生各種不對稱短路時出現(xiàn)的負(fù)序電壓。4、零序電流保護(hù)：反應(yīng)變壓器外部接地短路。4.1.6母線保護(hù)1、35kV單母線分段(分列運(yùn)行)，不采用專門的保護(hù)，當(dāng)母線故障時，可由變壓器35kV側(cè)斷路器跳開切除故障。2、10kV單母線分段(分列運(yùn)行)，不采用專門的保護(hù)，當(dāng)母線故障時，可由變壓器10kV側(cè)斷路器跳開切除故障 。4.1.7母線保護(hù)1、110kV進(jìn)線：因?yàn)橄到y(tǒng)的受電端是110KV河津變電站所在位置，所以110kV進(jìn)線不需要設(shè)置母線保護(hù)，已經(jīng)很安全。2、35kV線路保護(hù)：(電流速斷保護(hù)、定時限過流保護(hù))二段式電流保護(hù)、快速重合閘、（1）段電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，反應(yīng)于相間故障時因電流增大而瞬時動作的電流保護(hù)，保護(hù)區(qū)間為線路全長的。（2）段定時限過流保護(hù)，作為段電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，不僅能保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長。電流保護(hù)采用二相CT(A、C相)。（3）當(dāng)線路上出現(xiàn)瞬時故障如不終止供電，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。（4）當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，因35kV為小電流接地系統(tǒng)，可以繼續(xù)運(yùn)行2小時，故只作用于信號，而不跳開斷路器，接于PT的開口三角處。3、10kV線路保護(hù)：二段式電流保護(hù)(電流速斷保護(hù)、定時限過流保護(hù))、快速重合閘（1）主保護(hù)采用二段定時限電流速斷保護(hù) ，比段高t時限，保護(hù)線路全線的。（2）自動重合閘裝置作用于當(dāng)線路上出