1、说明书11、待变电所在系统中的地位、作用及所供负荷情况的分析1.1 分析待变电所在系统中的地位、作用1.1.1 变电所划分变电所有多种分类方法，可以根据电压等级、升压或降压及在电力系统中的地位分类。根据变电所在系统中的地位，可分成以下几类。a）枢纽变电所枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高、中压的几个部分，汇集有多个电源和多回大容量联络线，变电容量大，电压（指其高压侧，以下同）为330500kV。全所停电时，将引起系统解列，甚至瘫痪。b) 中间变电所中间变电所一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处，汇集 23个电源，高压侧以交换潮流为主，同时又降压供给当地用户，主要起中间
2、环节作用，电压为 220330kV。全所停电时，将引起区域电网解列。c) 地区变电所地区变电所以对地区用户供电为主，是一个地区或城市的主要变电所，电压一般为 110220kV。全所停电时，仅使该地区中断供电。d) 终端变电所终端变电所位于输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务，电压为 110kV 及以下。全所停电时，仅使其所供用户中断供电。1.1.2 本所在系统中的地位和作用该变电所地处城市近郊，交通便利。接近负荷点，经降压变后直接向用户供电不承担功率传送任务。属于终端变电所。1.2 所供负荷情况1.2.1 负荷按供电可靠性划分一类负荷：如果用户供电突然中断，将会
3、导致人身伤亡或重大设备损坏等严重事故，以及国民经济的关键企业的大量减产，造成巨大的损失或政治影响，这样的负荷称为一类负荷。例如炼钢厂、电解铝工厂及矿井用户等。二类负荷：停电后将引起某些生产设备的损坏、部分产品的保费或造成大量减产，以及城市秩序混乱的，这类负荷属于二类负荷。如纺织厂，造纸厂等许多企业和城市公用事业用电等。三类负荷：凡不属于一、二类负荷的，都列为三类负荷。如工厂附属车间和居民用电等。（其中一、二类负荷又叫重要负荷。 ）对于一类负荷，应有两个以上独立的电源供电。任一电源故障时，都不致中断供电。有时还有备用的柴又发电机组。对于二类负荷，一般也应尽量由不同的变压器或两个母线段上取得两路电
4、源。对于三类负荷，则一般以单回路供电。1.2.2 本所负荷情况本所负荷属于三类负荷，全所停电时，仅使其所供的用户中断供电。该变电所位于 C处，其重要负荷占所有负荷的 55%，最大功率为 20MW，功率因素 ,110kV 有9.0cos两回线路。一般以单回路供电。2.主变压器的选择2.1 台数说明书2保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。本案变电所有两回电源进线，且低压侧电源只能由着两回进线取得，故选择两台主变压器。2.2 容量2.2.1 负荷统计（见计算书） cosmaxmaxPSK= MvA (同时率 k 取 1
5、)每台主变压容量 Sn=0.55Sm=0.55*17.78=9.78 MvA=9.78MvA因为，变电所主变2.2.2 容量选择2.2.2.1 设计原则据35110kV 变电所设计规范第 3.1.2 条，在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当经济技术比较合理时，可装设两台以上主变压器。因此，该所选择两台变压器。又据35110kV 变电所设计规范第 3.1.2 条，在装有两台及以上主变压器的变电所，断开一台时，其余主变压器的容量不应小于 60%的全部负荷，并保证用户的一、二类负荷。最后比较上述方案取最大值。(详细计算见计算书）2.2.2.2 本案容量选择情况（详细计算见计算书）2.2.
6、3 过负荷校验2.2.3.1 过负荷校验方法 Nnn SmttPPK.212*2计算欠负荷系数 K1 和过负荷系数 K2据 K1 和过负荷小时数查曲线，得 al.2校验 al.22.2.3.2 本案过负荷校验情况（详细计算见计算书）2.3 型式2.3.1 相数的选择根据发电厂电气部分第四章第四节的第二部分，在 330kV 及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器，因为一台三相式变压器，较同容量三台单项式投资少，占地少，同时配电装置较简单，运行维护较方便。所以选择三相式变压器。2.3.2 绕组数的选择说明书3只有一种升高压向用户或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组。
7、2.3.3 绕组连接方式及组别的选择我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式为 110kV 及以上电压侧采用 YN 式，35kV 及以下侧一般为“D“型。因此该变电所的 10kV 侧选择 d11。2.3.4 调压方式的确定变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有 10%（ ） ，且分接头必须%5.2在停电的情况下才能调节；有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达 30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵，在下述情况下采用较为合理。a）出力变化大，或发电机经常在低功率因素运行的发电厂的主变压器。b
8、）具有可逆工作特点的联络变压器。c）电网电压可能有较大变化的 220kV 及以上的降压变压器。d）电力潮流变化大和电压偏移大的 110kV 变电所的主变压器。又因为本变电所符合上述情况，故选择有载调压变压器。2.4 型号的确定2.4.1 型号： 型变压器%25.181250/-SFZ72.4.2 主要参数额定电压（kV） 损耗（kW）型号额定容量（ kVA） 高压 低压连接组空载 短路空载电流（%）阻抗电压（%）总体质量（t）SFZ7-12500/11012500110 %25.1810.5/11YN， d11 21.0 70 1.3 10.5 40.93.本所电气主接线及配电装置型式的确定3
9、.1 本所电气主接线3.1.1 对电气主接线的基本要求A）可靠性和良好的电能质量B) 运行灵活性（包括调度灵活，操作方便；检修安全；扩建方便。 ）C）经济型（包括投资省；年运行费小；占地面积小；在可能的情况下，应采取一次设 计，分期投资、投产、尽快发挥经济效益。 ）3.1.2 电气主接线的设计原则根据35110KV 变电所设计规范GB50059-92 第 3.2.3 条规定：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，亦可采用双母线说明书4接线。110kV 线路为 6
10、 回及以上时，宜采 用双母线接线。桥形接线又分为内桥和外桥接线，内桥接线线路操作方便，而变压器操作复 杂，适用于线路故障几率高，变压器不经常操作的变电所。外桥接线，则主 变操作方便，线路操作复杂，适用于线路短，故障率低，变压器运行方式需 要经常改变，有穿越功率流过的变电所。A、单母线不分段接线单母线不分段接线特点：优点：不分段单母线接线简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置缺点：不分段单母线接线可靠性、灵活性差。单母线不分段接线适用于：6-220kV 系统中只有一台发电机或一台主变压器的以下三种 情况：1）610kV 配电装置，出线回路数不超过 5 回。2）356
11、3kV 配电装置，出线回路数不超过 3 回。3）110220kV 配电装置，出线回路数不超过 2 回。B、单母线分段接线单母线分段接线特点：优点：分段的单母线接线与不分段的相比较，提高了可靠性和灵活性。缺点：分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍有停电为题；某回路的断路器检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建。单母线分段接线适用于：1）610kV 配电装置，出线回路数 6 回以上；发电机电压配电装置，每段母线上的发电 机容量为 12MW 及以下时。2）3563kV 配电装置，出线回路数为 48 回时。3）110220kV 配电装置，出线回路数为 34 回时。C
12、、桥型接线1）内桥接线特点：其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作较简单。变压器切除、投入或故障时，有一回路短时停运，操作较复杂。线路侧断路器检修 时，线路需较长时间停运。内桥接线适用于：输电线路较长（则检修和故障几率大）或变压器不需经常投、切及穿越功率不大的小容量配电装置中。2）外桥接线特点：其中一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作较复杂。变压器切除、投入或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单。变压器侧 断路器检修时，变压器需较长时间停运。外桥接线适用于：输电线路较短或变压器需经常通过投、切及穿越功率较大的小容量配电装置中。当有三台变压器和三回线路时，可采用双桥型接
13、线。3.1.3 本案电气主接线的情况说明书5本设计中 C 变电所，110KV 有两回进线,所以高压侧 110kV 为内桥接线；低压侧10kV 采用单母线分段接线。3.1.4 主接线运行方式为了减少短路电流，可采用计算阻抗大的接线和减少并联设备。所以高压侧 110kV 侧采用并列运行，低压侧 10kV 采用分列运行。3.1.5 主接线草图（见附录一）3.2 配电装置型式3.2.1 基本要求（1）节约用地。配电装置少占地、不占良田和避免大量开挖土石方，是一条必须认真贯彻的重要政策。（2）保证运行可靠。应根据电力系统条件和自然环境特点，合理选择设备，合理制定布置方案，并积极慎重地采用新设备、新材料和
14、新布置；保证各种电气的安全净距，布置整齐，清晰，各间隔之间有明显的界限。所谓间隔，是指配电装置中的一个电路（进、出线，分段、母联断路器等）的连接导线及电气所占据的范围。在装配式屋内配电装置中，是用砖、混凝土或石棉水泥板做成的分间；在成套式配电装中，一个开关柜就是一个间隔。间隔内可根据需要分为若干个小室。屋外配电装置的间隔没有实体界限，但各间隔的区分也很明显。（3）保证人身安全和防火要求。例如有必要的保护接地、防误操作的闭锁装置、必要的标志、遮拦；有防火、防爆和蓄油措施等。（4）安装、运输、维护、巡视、操作和检修方便。例如要有必要的出口、通道，合理的操作位置，高处作业的措施，良好的照明条件等。（
15、5）在保证安全前提下，布置紧凑，力求节省材料和降低造价。（6）便于分期建设和扩建。3.2.2 配电装置选型的设计原则根据高压配电装置设计技术规程（DLT 5352-2006） 第 8.2.2 规定一般情况下，330kV 及以上电压等级的配电装宜采用屋外中型配电装置。110kV 和 220kV 电压等级的配电装置宜采用屋外中型配电装置或屋外半高型配电装置。据高压配电装置设计技术规程（DLT 5352-2006） 第 8.2.3 条规定 3kV35kV 电压等级的配电装置宜采用成套式高压开关柜配置型式。3.2.3 本案配电装置选型本变电所为 110/10kV 根据设计原则 110kV 高压侧地处郊
16、外应选择屋外中型配电装置，10kV 低压侧应选择开关柜 KYN28-12。4 所用电系统设计4.1 台数35110kV 变电所，有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同、可互为备用的所用工作变压器，每台工作变压器。故本案取两台所用变。4.2 容量容量设计原则：将接于一段母线上的各种负荷，一一计算相加，即为该段母线的计算负荷，并按此负荷来选择变压器的容量。说明书6本所方案：由于资料不全，容量取 200kVA。4.3 引接方式设计原则：所用电系统采用 380/220V 中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。所以本所用变的引接方式：380/220V 中性点直接接地的三相四线制。4.4
17、 低压侧供电方案所用电母线采用按工作变压器划分的分段单母线，相邻两段工作母线间可配置分段或联络断路器，各段同时供电、分裂运行。由于其负荷允许短时停电，工作母线段间不装设自动投入装置，以避免备用电源投合在故障母线上扩大为全部所用电停电事故。本所用变的供电方案：单母分段接线，将所用电负荷均分在两个分段上，平时分列运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。5 互感器配置5.1 电压互感器配置原则：电压互感器的配置应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。一般工作母线都装有电压互感器，用于测量仪表和保护装置，需同期并列的线路出线侧的一相上应装设单相电容式电压互感器。本
18、所情况：因无同期要求，故只需母线上装电压互感器即可。5.2 电流互感器配置原则：为了满足保护、测量装置的需要，在有断路器的回路均设有电流互感器，变压器中性点装设电流互感器。对中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，一般采用两相配置。视负荷对称性、保护灵敏度要求也可以采用三相配置。电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。本所情况：需在断路器的出线侧、变压器中性点处装设电流互感器。6.短路电流计算6.1 短路电流计算的目的1）电气主接线的比较和选择。2）选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求。3）为继电保护的设计以及调试提供依据。4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流
19、的措施。5）分析计算送电线路对通讯设施的影响。6.2 一般规定6.2.1 电源容量应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成的510 年。说明书76.2.2 运行方式选择最大运行方式：系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。6.2.3 短路类型通常按三相短路验算。当单相短路电流比三相短路电流更大时，可按单相短路校验。6.2.4 短路计算点及短路电流存在时间的选择选择使备选设备通过最大短路电流的短路点。 表 6-1 短路计算点及短路电流存在时间的选择校验对象 短路点 运行方式 tk 取值C 变电所 110kV 进线桥，跨条电路的设备K1 A 所闭
20、环，线路L1、 L2、一条 L4 运行(2.5+0.1)sC 变电所主变高压侧电器 K2 A 闭环，线路L1， L2，L3，两条 L4 均运行(2+0.1)sC 变电所主变低压侧电器 K3 A 闭环，线路L1， L2，L3，两条 L4，一台所变运行(1.5+0.1)s10kV 母线及出线的电器 K4 A 闭环，线路L1， L2，L3，两条 L4，两台台所变运行(1+0.1)s6.3 短路电流计算（详细计算见计算书）6.3.1 各元件参数的计算6.3.2 网络化简说明书86.4 短路计算故障表表 6-2计算点 I“(kA) ish(kA) I(tk/2)(kA) Itk(kA) Qk(kA2.s
21、)K1 3.45 8.78 3.48 3.57 31.6K2 4.06 11.70 4.04 4.15 34.5K3 5.60 14.28 5.60 5.60 50.2K4 10.10 25.76 10.10 10.10 112.27.高压断路器和隔离开关的选择7.1 设备选择的一般条件据电气工程专业毕业设计指南电力系统分册第五章第三节电气设备的选择原则 ，电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行。为了保证电气装置的可靠性和经济型，必要正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是：先按正常工作条件选择处设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。
22、电气设备和载流导体的选择设计，必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后的发展扩建留有一定的余地。一般条件：1）应满足各种运行、检修、短路和过电压情况的运行要求，并考虑云景发展。2）应按当地环境条件（如海拔、大气污染程度和环境温度等）校核。3）应力求技术先进和经济合理。4）与整个工程的建设标准应协调一致。5）同类设备应尽量减少各种，以减少备品条件，方便运行管理。6）选用的新产品应有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。7.1.1 按正常工作条件选择1）种类和型式的选择。根据环境条件，使用技术条件及各
23、种断路器的不同特点进行选择。2）额定电压。按电气设备和载流导体的额定电压 不小于装设地点的电网额定电压NU的选择，即 。NSUNSU3）额定电流。所选电气设备的额定电流 或载流导体的长期允许电流 （经温度或NI alI其他条件修正后面而得到的电流值） ，不得小于装设回路的最大持续工作电流即或 。正常条件下，各回路的最大持续工作电流 ，按表 7-1 中maxINaxIl maxI的原则计算。说明书9表 7-1回路名称 Imax变压器回路 1）1.05 倍变压器额定电流2） （1.3-1.5）倍变压器额定电流母线联络回路、主母线 母线上最大一台发电机或变压器的 Imax出线 2 倍一回线的正常最大
24、负荷电流7.1.2 按短路电流的计算条件选择当电气设备和载流导体通过短路电流时，会同时产生点动力和发热两种效应，一方面使电气设备和载流导体收到很大的点动力作用，同时又使它们的温度急骤升高，这可能使电气设备和载流导体的绝缘收到损坏。为此，在进行电气设备和载流导体的选择时，必须对短路电流进行点动力和发热计算，以验算动稳定和热稳定。1）热稳定校验。热稳定就是要求所选的电气设备能承受短路电流所产生的热效应，在短路电流通过时，电气设备各部分的温度（或发热效应）应不超过允许值。（mm 2）minS式中 S按正常工作条件选择的导体或电缆的截面积，mm 2Smin按热稳定确定的导体或电缆的最小截面积，mm 2
25、2）动稳定校验。动稳定就是要求电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力效应。电器满足动稳定的条件为 )(kAishe式中 电气允许通过的动稳定电流（或称极限通过电流）幅值，kA;esi短路冲击电流幅值，kA 。sh7.1.3 其他条件 选择电气设备和载流导体时，应按当地环境条件校验。当气温、适度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超过一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较后采取措施或向设备制造商提出补充要求。我国规定电气设备的一般额定环境条件为：额定环境温度（又称计算温度或基准温度），裸导体和电缆的 为 25，断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电抗器等NN电气的 为 40；无日照；海
26、拔不超过 1000m。当实际环境条件不同于额定环境条件时，电气设备的长期允许电流 应作修正。alIa）对于裸导体和电缆说明书1025alKb）对于电器40 时，60018.)4(10 时，45K时，K=1.2式中 为实际温度按表 7-2 取值，；裸导体或电缆芯正常最高允许温度，。裸导体的的 一般为 70。al al表 7-2实际环境温度取值类别屋外 屋内裸导体 最热月平均最高温度屋内通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加 5电缆 屋外电缆沟：最热月平均最 高温度屋内电缆沟：屋内通风设计温度，当无资料时，可取最热月平均最高温度加 5电器 年最高温度该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加 5本案情况：110/10kV 变电所，环境最高气温 40，最热月最高平均气温 32。7.2 高压断路器7.2.1 选择校验项目额定电流校验、额定电压校验、额定关合电流校验、额定开断电流校验、动稳定校验、热稳定校验。7.2.2 选择校验结果表表 7-3计算数据 技术参数断路器位置 设备型号 UNkVImaxAI“kAishkAQkkA2.sUNkAINAINbrkAiNclkAieskAI2t.tkA2.s110kV 进线 SFM110110/2000 110 116.6 3.45 8.78 31.6 110 2000 31.5 80 80 31.5（3s）
