330kV变电站电气部分设计.doc

毕业设计题 目 330kV变电站电气部分设计 学生姓名 学号 所在院(系) 电气工程系 专业班级 电气工程及其自动化 指导教师 2011年 5 月 15 日设计任务书 为了满足电力系统负荷日益增长的需要，提高系统供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座330kV枢纽变电所。1.1 原始设计资料、变电站建设规模及与电力系统连接情况 所设计330/110/10kV变电站为枢纽变电站，装有2台型号为OSFPZ-150000/330的自藕变压器，330k进线2回，其中一回与系统中火电厂相连，距离为150km，另一回与系统中枢纽变电站相连，距离为200km。、电力负荷情况 ）110kV电压级最大负荷200，出线10回，每回20，0.8, Tmax= 6500h； ）10kV电压级用于连接静止补偿装置，无负荷；、环境条件 ）当地年最高温度40，年平均温度25； ）当地海拔高度700m； ）当地雷暴日数30日年； ）气象条件一般，无严重污染。 1.2 设计任务、电气主接线方案设计、评价、比较与选择； 、短路电流计算； 、主要电气设备选择及校验； 、配电装置的布置； 5、变压器的保护设计； 6、各电压等级线路的保护设计。 1.3 设计要求、 设计要遵循国家现行法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序； 、 在满足可靠性的前提下，尽量经济，便于施工、维护、检修、扩建等； 、 积极采用成熟的新产品和新技术，主要设备要做到可靠、适用、先进； 、 变电站应靠近负荷中心，节约用地；具有线路进出线走廊，交通运输方便； 、 电气设备选择结果应以表格的形式给出； 图纸要求用AutoCAD绘制，图纸的图幅、图框、文字、符号应符合国家标准的规定。1. 4 设计成果、设计说明书 、变电所电气主接线图 330kV变电站电气部分设计（陕西理工学院 电气工程系 电气工程及其自动化专业 电气073班，陕西 汉中 723003）指导老师： 摘要 变电站是电力系统中的重要组成部分，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站能否安全稳定运行直接影响着电力系统的安全稳定运行。由于现代科学技术的发展，电网容量的增大、电压等级的大幅度提高，综合自动化水平的需求，使变电站设计问题变得越来越复杂，这也对于我们的设计提出了更高的要求。我们要在充分保证电力系统稳定性的前提下，最大程度的考虑其经济性运行。本次毕业设计针对330kV变电站的特点，以电气设计部分为核心，着重对变电站一次部分和二次部分进行了科学的规划设计。主要从电气主接线设计、变压器的选择、短路电流计算、电气设备选择、避雷和接地设计、继电保护等方面阐述了330kV变电站电气部分的设计思路、设计步骤，并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。 关键词变电站；电气主接线；电力系统继电保护 The Design of 330kV Transformer Substationliruohong(Grade07,class3,Major Engineering & Automation, Electronic engineering Dept, Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor: Li YingfengAbstract: Power system substation is an important component of the electric power system, the substation is the focal point of transmission and distribution substation can directly affect the safety and stable operation of power system safe and stable operation. As modern science and technology, the increased network capacity, voltage Dengji substantial increase, Syndicated news automation need for this level Shi Yue Laiyue Fuza substation design problem becomes, which is also designed for the Womens Tichu higher requirements. We need to fully guarantee the stability of power system under the premise of the greatest possible consideration of its economy running. The school features designed for 330kV substation to the core part of electrical design, focusing on one part of the substation and the secondary part of the scientific planning and design. Mainly from the main electrical wiring design, the choice of transformer short circuit current calculation, electrical equipment selection, lightning protection and grounding design, relay protection and other aspects of the 330kV substation electrical part of the design ideas, design steps, and choice of electrical equipment the necessary calculations and validation.Key words: Substation; electrical main wiring; Power System Protection目 录 引言 1 绪论 2 1研究意义 2 2发展、现状及水平 2第1章 、系统分析及主变选择 4 1.1 概述 4 1.2 建设规模 4 1.3主变压器选择与规范 4 1.3.1 变电所主变压器的选择原则 4 1.3.2 待设计变电所主变压器的选择 5 1.4 无功补偿设备 5 1.5 站用电接线图 5 第二章、电气主接线的设计 6 2.1 330kV电气主接线 6 2.2 110千伏电气主接线 11 2.3 35千伏接线 13 2.4中性点接地方式 13 第三章、短路电流计算 14 3.1 变电所电气主接线并绘制等值网络图 14 3.1.1 正序电抗 14 3.1.2 负序电抗 15 3.1.3 零序阻抗 16 3.2 正序网络变换和三相短路电流计算 17 3.2.1 短路点d1 17 3.2.2 D2点短路电流计算 19 3.2.3 短路点d3 19 3.3 短路电流计算结果见附表1-1 21 第四章、主要电气设备选择 22 4.1 导线和电器选择设计计算书 22 4.2 110kV断路器和隔离开关的选择和校验 22 4.2.1、断路器选择 22 4.2.2、隔离开关选择 22 4.3 110kV电压等级互感器的选择 22 4.4 110kV母线的选择 23 4.5 主要电气设备选择结果 23 4.6 主要电气设备选择说明 23 4.6.1 330千伏设备 23 4.6.2 110千伏设备 24 4.6.3 10KV设备 24 4.6.4 无功补偿设备设备 24 第五章、电气设备布置及过电压保护 25 5.1 电气设备布置及方案比较 25 5.2 绝缘配合及过电压保护 25 5.2.1 防直击雷保护 25 5.2.2 接地 25 第六章、所用电及照明 27 6.1所用电 27 6.1.1所用电接线 27 6.1.2所用负荷统计 27 6.1.3 所用变压器选择 27 6.2 照明 28 第七章、直流系统 29 7.1 直流系统电压 29 7.2 接线方式的选择 29 7.3 绝缘监察装置 29 7.4 保护与监测 29 7.5 UPS电源系统 29 第八章、微机监控装置及元件保护 30 8.1 概况 30 8.2 微机监控系统网络配置 30 8.2.1计算机监控系统 30 8.2.2网络结构 30 8.3 “五防”闭锁装置 30 8.4 元件保护 30 8.4.1 主保护功能 30 8.4.2 后备保护功能 31 8.4.3 开关量 31 总结 32 致谢 33 参考文献 34 英文资料 35 中文翻译 40 附表1-1 高压主设备选择结果表 附表1-2 主设备保护选择结果表 附表1-3 短路电流计算结果表 附表1-4 电气设备选择校验表 附表1-5 电气设备选择校验表 附图一 变电站电气主接线图- 6 -引言毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识，还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。110kV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计； 2、主变压器的选择； 3、短路计算； 4、导体和电气设备的选择； 5、变电站站用电设计； 6、防雷接地设计； 7、配电装置设计； 8、继电保护的配置等。绪论1.研究意义 我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。版权归同济大学刘鲲鹏所有。转载须征得我的同意。变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上变电所的建立促使变电所建筑结构和设计不断地改进和发展。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。 330kv区域降压变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好330kv变电站的设计是我国电网建设的重要环节。（版权归同济大学刘鲲鹏所有。转载须征得我的同意。）在目前的电网建设中，尤其是在330kv变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以330kv变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。2.发展、现状及水平： 目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。 当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术;其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以变电所在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电技术行业。 随着电网建设改造和110kV变电所深入负荷中心与电网配电自动化系统的实施，要求电网变电所既要安全可靠地向用户供电，又能与配电网自动化系统资源共享，实现变电所远动通信，实时数据测量和采集，电气设备运行监控，一、二次设备实时运行状态监测，防误操作闭锁、电容器的自动投退，主变有载开关的自动调节，小电流接地系统的选线以及继电保护和自动装置的投退，定值的检查和远方修改等功能，从而在配电网络正常运行时，能监视各种运行工况，优化运行方式，合理控制负荷，调整电压和无功功率，自动计量计费。在配电网发生异常或故障时，能迅速查出异常情况并快速切除，隔离故障，迅速恢复非故障线路供电。要实现这些功能，采用常规变电所的一、二次设计，选用传统的二次设备是很难满足要求的，必须利用先进的计算机技术， 研制和开发变电所自动化系统，以全微机化的新型二次设备代替常规设备，尽量做到硬件资源、信息资源共享，用不同的模块软件实现常规设备的各种功能，用计算机局域网代替大量信号电缆的联接，用主动模式代替常规设备的被动模式。变电所自动化系统，不仅功能上满足了配电自动化的要求，而且集微机监控、数据采集和微机保护于一体，将调度自动化、继电保护、变电管理和通信等综合为一体，做到硬、软件资源共享。实现了配电网自动化系统和城网变电所的遥控、通测、通信、遥调的要求，并实现了变电所的无人值班运行，同时简化了变电所二次部分的硬件配置，减轻了施工安装和运行维护的工作量，降低了变电所的总造价和运行费用。随着科学技术的不断进步，断路器交流操作技术的成熟，保护和监控系统安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大，小型化无人值班110kV变电所必然向三无(即无人值班、无房屋建筑、无电缆沟道)方向发展。第一章 系统分析及主变选择1.1 概述待设计的330kV变电所，地处某330kV电网中心。南部有大型水电厂，东部和西部有大型火电厂，西部通过330kV变电所与330kV超高压长距离输电线连接，已经形成跨省区统一的330kV电力系统。待设计的变电所为水、火电交换枢纽之一，也是跨省区330kV电网大动脉的中间站之一，担负着古城工农业和人民生活用电的重要任务，地理位置十分重要，是该电网中的一个重要枢纽变电站。该变电站的建成除满足该地区负荷发展的要求外，也使改地区330kV电网得以加强，并改变了目前该地区电网薄弱的状况，提高了系统运行的稳定性和供电的可靠性，可见本变电站在电网中的重要地位。1.2 建设规模待设计的变电所330kV配电装置的建设规模为2回主变压器进线，6回出线，共9个连接元件。110kV出线10回。本期规模:两台240MVA有载调压自耦电力变压器，330kV出线5回，110kV出线8回。根据与该变电站配套的火电厂和水电站工程的任务书、国家计委等的批文以及电力系统规划设计的要求，本工程的建设规模见表2.1表1.1 330kV变电站建设规模序号项目最终规模本期规模枢纽变电站送出工程火电厂送出工程总计1主变压器3*240MVA1*240MVA1*240MVA2*240MVA2330kV出线6回，预留7回3回2回5回3110kV出线10回，预留12回8回/8回410kV并联电抗器2*30Mvar2*30Mvar/2*30Mvar510kV并联电容器4*15Mvar4*15Mvar/4*15Mvar1.3主变压器选择与规范1.3.1 变电所主变压器的选择原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换变压器是一种静止电器，运行实践证明它的工作是比较可靠的。一般寿命为20年，事故率较小。通常设计时不考虑另设专用备用变压器，在330kV及以上系统中主变压器的选择除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况、保证供电可靠性。1.3.2 待设计变电所主变压器的选择由于本变电站是水火电交换的汇集点，330kV电力系统电力潮流变化大，引起110kV电压波动范围较大。经各种典型的运行方式计算后，变电站110kV母线电压波动幅度，在日最大、最小负荷情况下达6.4，已超过西北网公司管理制度的要求，因此建议变电站选用带负荷调压变压器，以稳定110kV系统电压。330kV系统和110kV系统均属中性点直接接地系统，可选用自耦变压器。因自耦变压器与同容量的普通变压器相比有很多优点。具有节省材料、有功和无功损耗小、效率高、造价低、重量轻、等优点，由于高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改善系统稳定性有一定作用；还可扩大变压器的极限制造容量，便于运输和安装。故选用有载调压三绕组自耦变压器。由于电力潮流方向向中压侧送电，要求高、中压之间阻抗小，故选择降压结构的自耦变压器。330kV主变压器的型号和参数：型式：OSFPSZ-240000/330容量：240MVA容量比： 240/240/72MVA电压等级：3458*1.25%/121/10KV结线组别：Yn.a0.d11阻抗电压：UkI-II=10.5% UkI-III=25.0% UkII-III=13.0%结构形式：降压结构 以上阻抗电压已归算到240MVA容量下。1.4 无功补偿设备由于本变电站远离电源点，330kV线路较长，线路潮流损耗大，按无功电力基本上应分层就地平衡的原则，本期在两台主变低压侧各装设两组15Mvar低压并联电容器，并预留2*15Mvar的可能，为防止330kV系统电压升高时110kV及10KV母线电压偏高，在主变低压侧分别装设一组30Mvar并联电抗器。1.5 站用电接线图变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备，照明、检修以及供水和消防系统。小型变电站，大多只装1台站用变压器，从变电站低压母线上引进，站用变压器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。对于中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器（即自动空气开关）进行分段，并以低压成套配电装置供电。本设计两台站用变压器接于10kV母线的段和段上，互为备用，平时运行当一台故障时，另一台能够承担变电所的全部负荷。接线图如下。图1-2 所用电接线图第二章 电气主接线2.1 330kV电气主接线：330kV超高压配电装置，连接着大容量的发电厂、变电所和超高压输电线路，要求供电安全可靠，调度灵活，同时应满足运行检修方便，投资及占地较少等特点。首先要满足可靠性准则的要求，设计电气主接线时应从以下方面考虑： 保证安全可靠、运行灵活方面，即使不进行可靠性定量分析，也会想到运用双重连接这一基本准则。即每一个回路应以多于一台断路器的可能与母线或相邻元件连接。简单的单一连接不能采用。 为避免变电所全停或半停事故的发生，普通的双母线带旁路的接线不能采用。 为维持系统的稳定性，宜将故障的停电范围限制到最小，最好是一回线故障只停该回线。最多（包括断路器故障或拒动）只停两回线，这就要求将母线分割，变成若干小段母线，显然,这样要增加断路器的数量。 对于超高压配电装置，电气主接线尚应适当考虑满足复合故障的能力，即一台设备检修，其他元件故障，停电范围不应超过全部元件的1/2。 断路器是超高压配电装置中比较昂贵的设备。从节省投资考虑，应合理配置使用。综合以上诸因素，对于6回出线3台主变压器共9个元件的配电装置，有三种电气主接线方案可供选择：方案一：线路双断路器母线变压器组接线，如图3.1。这种变压器母线组接线的特点是： 用双断路器，以保证高度的可靠性。但当线路较多时，出线也可采用一台半断路器； 质量可靠的主变压器，直接将主变压器经隔离开关连接到母线上，以节省断路器； 变压器故障时，连接于母线上的断路器跳开，但不影响其他回路供电。主变压器用隔离开关断开后，母线即可恢复供电。图2.1 线路双断路器母线变压器组接线示意图这种接线的适用范围是： 远距离大容量输电线路 ，系统稳定性问题较突出、要求线路有高度可靠性时； 变压器质量可靠、故障率甚低时； 当为8回及以上时，为节省断路器，出线可采用一台半断路器的接线方式。方案二：双母线带旁路的四分段接线，如图3.2图2.2 双母线带旁路的四分段接线 330kV超高压配电装置的可靠性要求高，为限制故障范围，应按下列原则进行分段： 供电可靠性，每段母线宜接23个回路； 回路数为8回及以上时，宜采用双母线四分段带旁路母线的接线，除装设两台母联兼旁路断路器外，还应预留装设一台旁路断路器的位置； 电源与负荷宜均匀分配在各段母线上。330kV双母线四分段带旁路母线接线的故障停电范围：当一段母线故障或连接在母线上的进出线断路器故障时，停电范围不超过整个母线的四分之一；当一段母线故障合并分段或母联断路器拒动时，停电范围不超过整个母线的二分之一。方案三：一台半断路器接线，如图3.3图2.3一台半断路器接线示意图一台半断路器接线是一种没有多回路集结点，一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线。这种接线的主要优点有：0 常情况下，两组母线和所有断路器都投入运行，形成多环供电，因而调度灵活，运行方便。0 在一般情况下，发生单一故障，如最严重的母线故障，只断开与之相联的所有断路器，任何回路都不会停电，并保持原来的运行方式。0 在发生复合故障的情况下，最多只影响两个回路的供电。而不会导致整个配电装置全停。0 任何一回路设备检修，可以随时进行，并不影响正常供电。母线停电清扫或检修时，回路不需切换。0 所有回路的隔离开关，都用作检修时的隔离电器，而不作为操作电器。这样就避免了在改变运行方式或处理事故时的大量倒闸操作，同时也消除了可能由此发生的误操作事故。0 这种接线可以大大缩减因断路器质量事故而造成的停电范围。0 从土建结构上看，与双母线带旁路接线相比，主母线较短，且无旁路母线，故架构减少，节省材料。0 以占地面积而言，如果母线隔离开关采用单柱式，则较双母线带旁路接线节省2528%。这种接线的缺点主要是： 一个回路故障需跳两台断路器，所以断路器的故障率和检修工作量都增加了。同时，回路检修的断路器操作次数是双母线单断路器的4倍。如此频繁的操作势必增加了断路器拒动的机率，增加了检修的次数。在此情况下，由三台断路器组成的一串只能开环运行，回路的事故停电就要增加。 由于每个进出线回路连接两台断路器，而每串中间的联络断路器又连着两个回路，所以在二次接线和继电保护方面存在一定的复杂性。 由于所需断路器数量较多，且电流互感器及控制电缆也用得较多，所以设备投资较双母带旁路接线有所增加。为提高一台半断路器接线的可靠性，防止同名回路同时停电的缺点，可按下述原则成串配置： 同名回路应布置在不同的串上，以免当一串的中间断路器故障（或一串中母线侧断路器检修）、同时串中另一回路故障时，使该串中两个同名回路同时断开。 如有一串配两条线路时，应将电源线路和负荷线路配成一串。 对特别重要的同名回路，可考虑分别交替接入不同侧母线即“交替布置。这种布置可避免当一串中的中间断路器检修时，合并同名回路串的母线侧断路器故障，而将配置在同侧母线的同名回路同时断开。变电所只有两台主变压器时，也宜采用。 一台半断路器接线与双母线四分段带旁路母线接线的比较，见表3.1项目一台半断路器接线双母四分段带旁路母线接线可靠性在检修和故障相重合的情况下，停运的回路不超过两回1 一段母线故障，停运23个回路2 一段母线故障，合并分段或母联断路器拒动的双重故障时，停运两端母线，即46个回路。但这种双重故障的几率很少，上百年甚至更长时期才发生一次灵活性1为多环形供电，调度灵活。但停运一个回路需操作两台断路器，母线故障时，接线内潮流变化大。2隔离开关只作为检修电器，不作为操作电器，处理事故时，用断路器操作，消除事故迅速。检修断路器时，不需要带旁路操作。1为调整系统潮流，限制短路电流以及防止事故扩大等方面的原因，有可能要求母线分裂运行时，本接线比较灵活；2隔离开关要作为操作电器，当改变运行方式和处理事故时，需进行倒闸操作。检修断路器时，要进行带旁路操作经济性设备投资：8个回路时，两种接线相等; 7回及以下时，双母线四分段带旁路母线接线较贵； 9回及以上时，一台半断路器接线较贵占地面积：当一台半断路器接线为常规三列式顺序布置时,因一个间隔可以双侧出线,占地面积比双母线四分段带旁路母线接线可节约用地40%,当为交替布置或平环式或单列布置时,两种接线占地面积相近;继电保护及二次回路复杂性由于每个回路连接着两台断路器,一台中间断路器连接着两个回路,保护接于两组电流互感器的和电流.因而其电流互感器的二次回路,保护装置的跳合闸出口回路等教复杂;分段的母线保护较复杂,需有故障母线选择元件,而当将回路从一段母线切换到另一段母线时,电流互感器二次回路需要切换.母线隔离开关的闭锁回路及母联兼旁路断路器的保护,二次回路较复杂;表2.1 一台半断路器接线与双母线四分段带旁路母线接线的比较待设计的变电所330kV最终为6线3变，经技术、经济比较采用一台半断路器的接线方式，最终按4串半布置，三台主变分别引接至两组母线。该接线具有可接性高，运行灵活，节省占地等优点。本期330kV为5线2变，330kV采用一台半断路器接线。预留一个线变串及一个线线串，备用一个线线串位置。线路及变压器均不装设出口隔离开关。2.2 110千伏电气主接线待设计的330kV变电所中110kV出线终期共10回，本期8回。每回110kV输电线路最大输出功率为40000KVA，其中的最大输送功率为480000KVA，等于两台330kV主变容量之和。同时，110kV侧担负着重要地区电网负荷的供电，也是连接330kV电力系统和10KV所用电的中间站。所以，110kV进出线回路数多，负荷重，功率交换大。在考虑主接线方案时，首先考虑了满足运行可靠、操作灵活，同时也要节省投资。因此，有以下方案选择：方案一：双母线接线方式如图2.4图2.4 双母线接线示意图如图2.4所示，它具有两组母线。每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器连接，称为双母线接线，其特点如下。 供电可靠 通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作步骤必须正确。 调度灵活 各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 扩建方便 向双母线左右任何方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。双母线接线使用的设备多，配电装置复杂，投资较多；在运行中隔离开关作为操作电气，容易发生误操作。尤其当母线出现故障时，必短时切换较多电源和负荷；当检修出线断路器时，仍然会使该回路停电。方案二：双母三分段如图2.5图2.5 双母三分段接线示意图由于双母线接线的种种缺点必要时采用母线分段和增设旁路母线系统等措施。这里先谈一下母线分段的方式。当进出线回路数或母线上的电源较多，输送和通过功率较大时，在配电装置中短路电流较大，为选择轻型设备，限制短路电流，提高接线的可靠性，常采用双母线三分段，并在分段处加装母线电抗器。这种接线具有很高的可靠性和灵活性，占地面积小投资少等优点。但增加了母联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资较大。 方案三：母联断路器兼旁路断路器的双母线接线如图2.6图2.6 母联断路器兼旁路断路器的双母线接线示意图方案三加装旁路母线可避免检修断路器时造成的短时停电，具有专用旁路断路器的旁路母线接线。这种接线运行操作方便，不影响双母线正常运行，但多装一台断路器，增加了投资和配电装置的占地面积。且旁路断路器的旁路母线接线的继电保护为适应各回出线的要求，其整定较复杂。为了节省专用旁路断路器，节省投资，常以母联断路器兼作旁路断路器，正常运行时QF起母联作用，当检修断路器时，将所有回路都切换到一组母线上，然后通过旁路隔离开关将旁路母线投入，以母线断路器代替旁路断路器工作。采用母联断路器兼旁路断路器接线虽然节省了断路器，但在检修期间把双母线变成单母线运行，并且增加了隔离开关的倒闸操作，可靠性有所降低。由于该站污染严重，场地布置受限，并且多数出线为并列双回，因此采用户内配电装置、SF6断路器、双母线带旁母接线方式。2.3 35千伏接线待设计变电所10KV无出线，仅有所用电及无功补偿设备，故采用单元接线。2.4中性点接地方式待设计变电所330kV、110kV均为直接接地系统。10KV为不接地系统。自耦变压器中性点直接接地。第三章 短路电流计算3.1 变电所电气主接线并绘制等值网络图根据设计的变电所电气主接线，绘制等值网络图，采用标幺值计算，取Sj=1000MVA；Uj=Up，则网络图中各元件的阻抗标幺值如图3.1所示：图3.1 等值网络图为了选择各级电压的导体和电气设备，选择计算短路点d1,d2,d3,计算各短路点的三相短路电流。计算过程如下：3.1.1 正序电抗正序电抗值见下表3.1：表3.1 正序电抗值名称符号电抗编号阻抗电压和电抗值计算公式标幺值系统C110.01470.01471000/1000.147C220.140.141000/1001.4主变压器1ZB3/4U d1-2%=10.51/200(10.5+24 13) 1000/2400.4482ZB5/6U d1-3%=241/200(10.5+13 24) 1000/240-0.017/8U1/200(24+13 10.5) 1000/2400.552图3.2 正序阻抗图(Sj=1000MVA) 3.1.2 负序电抗负序电抗值见下表3.2：表3.2 负序电抗值名称符号电抗编号阻抗电压和电抗值计算公式标幺值系统C1110.01470.01471000/1000.147C2120.140.141000/1001.4主变压器1ZB1314Ud1-2%=10.51/200(10.5+2413)1000/2400.4482ZB1516Ud1-3%=241/200(10.5+1324)1000/240-0.011718U1/200(24+1310.5)1000/2400.552图3.3 负序阻抗图(Sj=1000MVA)3.1.3 零序阻抗由于主变压器为Y,d接线，零序电流到主变压器的高，中为止。零序电抗值见下表3.3：表3.3 零序电抗值名称符号电抗编号阻抗电压和电抗值计算公式标幺值系统C1210.0150.0151000/1000.15C2220.30.31000/1003.0主变压器1ZB2324U d1-2%=10.51/200(10.5+2413)1000/2400.4482ZB2526U d1-3%=241/200(10.5+1324)1000/240-0.012728U1/200(24+1310.5)1000/2400.552图3.4 零序阻抗图(Sj=1000MVA)3.2 正序网络变换和三相短路电流计算3.2.1 短路点d1X9=X3/2=0.448/2=0.224X10=X5/2=0.001/2=0.005X31=X2+X10+X9=1.4+(0.005)+0.224=1.619X1=X1/X31=0.135正序网络变换短路点d1的简化图如下图4.5：图3.5 正序网络变换短路点d1的简化图t2D1点短路电流计算计算电抗Xjs1=0.147Xjs31=1.619各电源供给的短路电流标幺值电源计算式I*I*4系统C11/0.1476.8036.