110kv變電站的設計-資料下載頁

【導讀】變電站按照其升降電壓的不同分為升壓變電站和降壓變電站兩大類。遠方，這種變電站通常與發電廠聯系在一起；降壓變電站與負荷中心比較靠近，將高壓電通過變壓器轉變為適合的低壓電。通常變電站是由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室等組成的。時附有1張電氣主接線圖加以說明。該變電站設有2臺主變壓器，站內主接線分。三個電壓等級均單母分段的接線方式。在保證供電可靠性。的前提下，減少事故的發生，降低運行費用。設計到位，減少了投資，并為變電站的安全穩定供電提供了保障。關鍵詞：110KV變電站，短路電流，高壓電氣設備，防雷保護。

　　

【正文】 第三 章 電氣主接線設計 18 ?cos 。 由于方案二與方案三都選用同樣兩臺型號相同的主變，故主變的年電能損耗相同。 架空輸電線路的年電能損耗。 LKPm??? ????????????? (37) 式中 mP 為通過線路的最大持續功率， L 為線路長度， K 為線路有功損耗系數。方案二與方案三中都從距變電所 6KM處的系統變電所用 35KV雙回架空線路向帶設變電所供電。故其 mP 、 L、 K相同，即架空輸電線路的年電能損耗相同。 由于 U= ZU + AU? 當損耗費用相同時， ZU 大的年運行費高，故方案二與方案三相比，方案二的經濟性較優。而且近年來 ，系統的發展，電力系統接線的可靠性有了較大提高，220KV 以下電網建設的目標是逐步實現 N1 或 N2 的配置，這樣有計劃地進行設備檢修，不會對用戶的供電產生影響，不需要通過旁路斷路器來代替檢修斷路器；由于設備制造水平的提高，高質量的斷路器不斷出現，例如現在廣泛采用的 6SF 斷路器，真空斷路器，運行可靠性大幅度提高，使旁路母線的使用幾率也在逐年下降；由于現今的變電站都有向無人值班方式設計趨勢，旁路母線給無人值班帶來不便，故新建工程中基本 上不再采用帶旁路母線的接線方式，所以經綜合分析比較后，最終確定方案二為該變電所的電氣主接線方式，即 35KV 部分采用內橋接線，10KV 低壓部分采用單母分段接線方式。如下圖 32 所示： 圖 32 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第三 章 電氣主接線設計 19 34 所用電的設計 341 所用電設計的要求 變電所用電系統設計和設備選擇，直接關系到變電所的安全運行和設備的可靠。 最近幾年設計的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續、電壓穩定，因此要求有兩個電源。其電源的引入方式有內接和外接兩種。其接入方式有三種，如下圖 23所示： 圖 33（ a） 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第三 章 電氣主接線設計 20 圖 33（ b） 圖 33（ c） 其中 圖 33（ a）兩臺所用變均從外部電源引進，其供電可靠性最高，但由于接入電源電壓較 高（ 35KV） ,投資成本也較大；圖 33（ c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低； 圖 33（ b）的所用電源接入形式，當該變電站的兩臺主變壓河南城建學院本科畢業設計（論文） 第三 章 電氣主接線設計 21 器都發生故障時，一號所用變有外電源接入，可以保證變電所的所用電正常。其成本投資低于 圖 33（ a），是在保證了可靠性的前提下最優經濟方案。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 33（ b）所示。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 22 第四章 短路電流的計算 41 短路的基本知識 電力系統正常運行方式的破壞多數是由于短路故障引起的，系統中將出現比正常運行時的額定電流大許多倍的短路電流，其數 值可達幾萬甚至幾十萬安。因此，在變電所設計中必須全面地考慮短路故障的各種影響。 變電所中各種電器設備必須能承受短路電流的作用，不致因過熱或電動力的影響而損壞。例如，斷路器必須能斷開可能通過的最大短路電流；電流互感器應有足夠的過電流倍數；母線校驗短路時要能承受最大應力；接地裝置的選擇也與短路電流的大小有關等。 短路電流的大小也是比較主接線方案、分析運行方式時必須考慮的因素。系統短路時還會出現電壓降低，靠近短路點處尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。為限制故障范圍，保護設備安全，繼電保護裝置必須整定 在主回路通過短路電流時準確動作。 由于上述原因，短路電流計算稱為變電所電氣部分設計的基礎。選擇電氣設備時通常用三相短路電流，校驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流或單相接地電流。工程設計主要計算三相短路電流。 42 計算短路電流的目的 短路故障對電力系統的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統的設計，設備的選擇以及系統運行中，都應該著眼于防止短路故障的發生，以及在短路故障發生后要盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方 面來說，都必須了解短路電流的產生和變化規律，掌握分析計算短路電流的方法。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 23 短路電流計算具體目的是： （ 1） 選擇電氣設備。電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩定性和熱穩定性，而電氣設備的電動力穩定性和熱穩定性的校驗是以短路電流計算結果為依據的。 （ 2） 繼電保護的配置和整定。系統中繼電保護配置以及繼電保護裝置的參數整定，都必須對電力系統各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。 （ 3） 電氣主接線方案的比較和選擇。在 發電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。 （ 4） 通信干擾。在設計 110KV 及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。 （ 5） 確定分裂導線間隔棒的間距。在 500KV 配電裝置中，普遍采用分裂導線做軟導線。當發生短路故障時，分裂導線在巨大的短路電流作用 下，同相次導線間的電磁力很大，使導線產生很大的張力和偏移，在嚴重情況下，該張力值可達故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導線、絕緣子、架構等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構受力，工程上要按最大可能出現的短路電流確定分裂導線間隔的安裝距離。 （ 6） 此外，短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。 43 短路電流實用計算的基本假設 考慮到現代電力系統的實際情況，要進行準確的短路計算是相當復雜的，同時對解 決大部分實際問題，并不要求十分精確的計算結果。例如，選擇效驗電氣河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 24 設備時，一般只需近似計算通過該設備的最大可能的三相短路電流值。為簡化計算，實用中多采用近似計算方法。這種近似計算法在電力工程中被稱為短路電流實用計算。它是建立在一系列的假設基礎上的，其計算結果稍偏大。短路電流實用計算的基本假設如下： （ 1） 短路發生前，電力系統是對稱的三相系統。 （ 2） 電力系統中所有發電機電勢的相角在短路過程中都相同，頻率與正常工作時相同。 （ 3） 變壓器的勵磁電流和電阻、架空線的電阻和相對地電容均略去，都用純電抗表示。次假設將復數運算簡化為代數運 算。 （ 4） 電力系統中各元件的磁路不飽和。即各元件的參數不隨電流而變化，計算可應用疊加原理。 （ 5） 對負荷只作近似估計，由于負荷電流一般比短路電流小得多，近似計算中，對離短路點較遠的負荷忽略不計，只考慮在短路點附近的大容量電動機對短路電流的影響。 （ 6） 短路故障時金屬性短路，即短路點的阻抗為零。 短路故障稱為電力系統的橫向故障，由斷線造成的故障，稱為電力系統的縱向故障。電力系統中僅有一處出現故障稱簡單故障，若同時有兩處或兩處以上發生故障，稱復雜故障。 44 短路電流的計算 對電力系統網絡的短路電流，從 50年代以來，我國電力部 門曾長期采用從前蘇聯引進的一種運算曲線來計算任意時刻的短路電流。所謂運算曲線，是按我國電力系統的統計得到汽輪發電機的參數，逐個計算在不同阻抗條件下，某時刻 t的短路電流，然后取所有這些短路電流的平均值，作為運行曲線在某時刻 t和計算電抗 Xjs 情況下的短路電流值。運算曲線包括兩種方法，即同一變化法和個別變化法。 本題目中采用 同一變化法對短路電流進行計算。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 25 441 電力系統接線簡圖 442 參數計算 選擇基準值： SB =1000MVA； UB =Uav ； IB = USBB3 。 選擇短路計算點：在等值網絡中選 3 個短路點， 110KV 母線（ d1 處）， 35KV 母線（ d2 處）， 10KV母線（ d3 處）在圖 1— 4— 1 中已分別標出。 443 短路電流的計算 電力系統示意圖如下： 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 26 參數計算： 選取基值： SB=1000MVA； UB=Uav； IB= USBB3 。 110KV： IB=11531000?= 35KV： IB=3731000?= 10KV： IB=?= 線路阻抗 ： x0= km/? USxxBBl l 20*? S2 —— 乙段 xl*1 = 10 11521000 = S1 —— 乙段 xl*2 = 70 11521000 = S1 —— 甲段 xl*3 = 50 11521000 = 市 —— 甲段 xl*4 = 1011521000= 市 —— 系段 xl*5 = 10 11521000= 對于 S1 ： xsmax*1 = SSx ss B11= 15001000 = xsmin*1 = SSx ss B11= 13001000 = 對于 S2 ： xsmax*2 = SSx ss B22= 2020000 = xsmin*2 = SSx ss B22= 1701000 = 主變： xT*1 = SSUUUNB10 02 %%% 323121 ??? ??? = 10 002 ???? = 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 27 xT*2 = SSUUUNB10 02 %%% 313221 ??? ??? = 10 002 ???? ? 0 xT*3 = SSUUUNB10 02 %%% 213132 ??? ??? = 10 002 ???? = 作系統等值網絡圖并化簡，如下圖所示： E1 E2 2lx 1lx 5lx 1Tx k1 4Tx 3lx 4lx 1Tx 4Tx k3 E1 k1 k2 k3 E2 短路點的選擇如上圖所示 K1 點短路電流的計算 E1 k1 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 短路電流的計算 28 有源網絡并聯 注： Y?? 公式： xxx xxxacbcabacaba ??? ? xxx xxxacbcabbcabb ?? ?? xx