变电站设计副本

1、目录摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。变电站是把一些设备组装起来，用来切断、接通、改变或者调整电压的。在系统中，变电站成了输电和配电的集节点。本次设计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

2、方面考虑，确定了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，并进行了短路电流计算等内容，从而完成了35kV电气一次部分的设计。关键词： 主变压器，电气主接线，短路电流，电气设备第1章 概述 1.1变电站概述变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决

3、定性因素。根据电力系统技术规程中的有关部分，特别是：第条：系统设计应在国家计划经济的指导下，在审议后的中期、长期电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究提出系统设计的具体方案；应合理利用能源，合理布局电源和网络，使发、输、变电及无功建设配套协调，并为系统的继电保护设计，系统自动装置设计及下一级电压的系统等创造条件。设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合格和充足的电能来满足国民经济各部门与人民生活不断增长的需要。第条：系统设计的设计水平可为今后第五年至第十年的某一年，并应对过度年进行研究（五年内逐年研究），远景水平可为第1015年的某一年，且宜与国民经济计

4、划的年份相一致。系统设计经审查后，23年进行编制，但有重大变化时，应及时修改。1.2 变电站的作用和主要设备组成水力、火力以及和核能等发出的电能，由于经济上的原因把电压升高，用输电线送到变电站，在这里将电压降低，用输电线再送到其它变电站，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，还要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。 变电站主要设备组成变电站为了起到电能再分配的作用，有主变压器、输电线和开关设备、控制装置与互感器、避雷器、调相器设备和其它设备组成。 变压器变压器是变换电压的主要设备，一般

5、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。 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，在检修断路器等电气设备时断开它们以隔离电源，有时用来切换母线环。 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

6、量。互感器的主要作用是将高电压、大电流转换成低电压、小电流进行测量或保护。 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，从而保护以变压器为主的主要设备。 调相设备调相设备，因为在重负荷是使电流超前，轻负荷时使电流滞后，所以用来进行电压的调整。 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。1.3 变电站的种类变电站是电力系统的中间环节，根据在电力系统的地位和作用，可分为以下几类： 枢纽变电站枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV以上，联系多个电源，出线回路多，变电容量大，全站停电后将造成大面积停电或系统瓦

7、解，枢纽变电站对电力系统的运行稳定和可靠性起着重要作用。 中间变电站中间变电站位于系统主干环形线路或系统主要干线的接口处电压等级一般在330kV220kV汇集处，23个电源和若干干线路，高电压侧的穿越功率为主，同时降压向地区用户供电，电站停电后，将引起区域电网的瓦解。 地区变电站地区变电站是一个地区和一个中小城市的主要变电站，电压等级一般为220kV，全站停电后将造成该地区和城市供电的紊乱。 企业变电站企业变电站是大中型企业的专用变电站，电压一般在35kV220kV，12回进线。 终端变电站终端变电站位于配电线路的终端，接近负荷处，高压侧以10110kV引入，经降压后向用户供电。 变电站就是输

8、电和配电的集结点，上述变电站分类的电源配置没有硬性的规定，上面所提的电压仅仅是具有代表性的。一座变电站的作用是要完成下列一个或更多的功能：1.换接、连接或切断系统的各部分，这有断路器或开关来完成；2.变压，用电力变压器升压或降压； 第2章 电力系统及变电站总体分析 2.1 电力系统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。根据35110kV变电站设计规范第1.0.6条规定：第1.0.3条：变电站的设计应根据工程的5-10年发展规划进行做到远，近、远期结合。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

9、扩建的可能。第条：变电站的设计，必须全面出发，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。第条：变电站的设计，必须坚持节约用地的原则。第条：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。为满足工业发展的需要,新建一座35kV变电站，以10kV电压供乡镇企业和农业用电，同时以35kV向附近的大型企业供电。变电站安装两台变压器，一次设计并建成。 2.2 变电站总体分析设计依据根据省电力公司审计XXXX号文件35kV变电站设计任务书的批复。 变电站的建设的必要性为了满足工业发展和城乡用电的的需要，需新建35kV变电站一座.本次设计任务内

10、容是高庄新建35kV降压变电站的设计，本次设计的主要任务是电气部分的设计和计算。 变电站的建设规模根据电力系统规划，本变电站的规模如下:电压等级： 35/10kV线路回数: 35kV 2回10kV 8回 站址选择1土建专业的配合问题 一个设计良好的变电站，除了技术先进、设备良好、电气开关设备和构架布置整齐合理、控制操作维护方便外，配电建筑也要求美观大方、通风采光良好，给运行人员创造一个舒适的环境。  变电站的土木建筑是供配电的一个重要组成部分，如何在保证安全配电距离的前提下，因地制宜，设计出外型新颖、美观大方的配电建筑，是必须与土建专业技术人同密切配合、精心设计、精心施工的

11、，比如过去有的变电站为了变压器的防爆防火问题，没有与土建配合好，使得10kV高压配电间不能开门开窗，影响了高压室的通风采光，如果有10kV高压室外墙预埋好进线架或电缆沟把主变10kV侧的进线改为架空进行或电缆沟埋设，就可以把变压器布置在防火防爆的距离之外，这样布置即可以使得进线美观，一次设备排列整齐、视野开阔，又能使10 kV高压配电可配置大玻璃和开设大门，妥善解决了通风和采光问题。2变电站具体位置与选址原则(1)接近负荷中心。(2)进出线方便。(3)便于设备运输。(4)根据需要适当考虑发展。(5)尽量设在污染源的上风。(6)尽量避开多尘、震动、高温、潮湿有爆炸、火灾等场所。(7)不应设在厕所

12、、浴室或生产过程中地面经常潮湿和容易积水场所的正下面。2.3 负荷分析负荷分析：根据负荷的用电程度不同将电力负荷分为三级：一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷：中断供电将造成人身的伤亡，在政治上造成重大的经济损失如：重大的交通枢纽、通讯枢纽，经常于国际活动的大量人员集中的公共场所还使用设备损坏，产品报废重要负荷中断将发生爆炸，火灾和中毒等给人民的生活带来影响。二级负荷：中断供电在政治上经济上造成较大损失使连续的生产过程被打乱，需要长时间才能够恢复，使企业减产影响重要单位的正常工作使公共场所秩序混乱。三级负荷：中断供电后无重大的影响。1.对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去

13、后，能保证对全部一级负荷不间断供电。2.对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 3.对于三级负荷，一般只需一个电源供电。2.4 供电规划和供电方案 做好供电规划，是搞好设计、建设35kV变电站送变电工程的重要前提，过去在供配电中，往往不经过全面规划就进行变电站的设计和施工建设（至少对全面规划做得不够全面和细致），所以经常出现许多不合理现象：变电站选址布局不合理、主变或输电线路截面选得过小、设计标准过低、不考虑经济效益及供电的可靠性等等，甚至出现一条35kV线路上“T”接多个变电站的现象，从而导致供电的可靠性差，电压损失大，有些变电站35

14、kV侧及10kV侧均为熔断丝保护，常常造成越级跳闸，扩大停电范围。此外，变电站选址远离负荷中心或离县城圩镇过远，维护管理和生活上都不方便，所以在做好供电规划设计后，可以避免和杜绝上述不合理的现象。 该变电站计安装主变两台，2#主变作为热备用，一次性设计并建成，设备一期上齐。供电方案，取35kV电源为变电站的电源，新建35kV变电站，导线型号LGJ-400，供变电站1#、 2#主变。新建35kV总站与35kV区域变电站连接，直接接出10kV保安电源。图2-1供电规划2.5 主变选择变压器是变电站最主要和最贵重的设备，变压器的选择在变电站中是比较重要的。 变压器容量和台数的选择1.主变容

15、量的考虑原则：(1).主变容量选择一般应按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电站，主变容量应与城市规划相结合。(2).根据变电站的负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的65。(3) 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化（主要考虑备用品，备件及维修方便）。  为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主

16、变的可能性。2.主变台数的考虑原则：(1)对大城市郊区的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变为宜。 (2)为满足运行的灵敏性和可靠性，如有重要负荷的变电所，应选择两台三绕组变压器，选用三绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少，价格低于四台双绕组变压器，因此三绕组变压器的选择大大优于四台双绕组变压器；对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电站，设计时应考虑装三台的可能性。(3)对规划只装两台主变的变电站，其主变基础宜大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时更换主变。装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故后其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%以上，并保证用户的一级和二

17、级全部负荷的供电。 调压方式的确定调压方式是指采用有载（带负荷）调压还是手动（不带负荷）调压方式。根据相关规程规定，在满足电压正常波动情况下可以采用手动（不带负荷）调压方式，手动调压方式的变压器便宜维修方便。对于35kV站的设计，可采用手动调压方式。但是，近年随着对变压器质量的要求的提高和有载调压变压器质量的提高，作为城市变电站一般选择有载调压方法。 容量比 变压器的绕组容量有:100/100/100、100/100/50、100/50/50等几种。对于本次设计35kV变压器总容量不大，其绕组容量对于造价影响不大，所以采用100/100/100的容量比。主变阻抗的选择在电力工程电气设计手册中和

18、相应规程中指出：变压器各侧阻抗的选择必须从电力系统的稳定、潮流方向、无功分配、继电保护、短路电流、系统内的调压手段和并列运行等方面综合考虑，并应由对工程起决定作用的因素来确定。变压器的阻抗的选择实际上是指三个绕组在变压器铁心中缠绕的位置，由此可以分为升压结构和降压结构两种类型。 由于绝缘因素，高压绕组总是放在最外侧，而中、低压绕组可以分别缠绕在变压器铁心的中间或最里面。由于变压器的阻抗实际上就是绕组的漏抗，因此可见升压结构的变压器大，而降压变压器结构的大。那么应该看潮流传输的大小，在传输潮流的的一次采用阻抗小的以减少正常损耗。 主变冷却方式的选择变压器冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫

19、油循环水冷、强迫导向油循环等。按一般情况，35kV变电站宜选用强迫导向油循环。 是否选用自耦变压器选择自耦变压器有许多好处，但是自耦变适用于两个电压级中性点都直接接地的系统中，且其多用于220kV及以上变电站，发电机升压及联络变压器。而本站只有35kV是中性点直接接地系统，它经小阻抗接地，短路电流大，造成设备选择困难和对通信线路的危险干扰，且考虑到现场维护等问题，故不采用自耦变压器。 变压器各侧电压等级的选择在发电厂或变电站电源侧，为了保证向线路末端供电的电压质量，既保证在10%电压损耗的情况下，线路末端的电压应保证比额定值高出5%。所以，对于35kV的变电站，考虑到要选择节能新型的， 35k

20、V侧选37kV，10kV侧选10.5kV。 相数、绕组数和绕组连接方式的选择根据相应的规程规定站制该变电站站址所处地势开阔并且交通运输方便而且容量不是太所以宜选择三相变压器在电力工程电气设手册和相应的规程中指出在两种电压的变电所中如果通过主变压器的功率达到该变压器的容量自耦变压器的两侧绕组间不仅有磁的耦合而且还有电的联系为消除由于铁心饱和所引起的三次谐波其低压绕组一般采用三角形，35kV可选择自耦变压器但出保护装置简单的考滤选择双绕组变压器。在电力工程电气设手册和相应的规程中指出变压器各侧阻抗值选择必须从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，短路电流，系统内的调压手段和并列运行等方面考虑。变压器的

21、主抗选择实际上是指绕组在主变压器铁心中缠绕的位置。为限制短路电流采用降压变压器这样可以不加限流电抗器可以减少电抗值。变压器的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。连接方式有星型和三角型两种我国110kV变电所及以上的电压等级为大电流接地系统为取得中性点所以Y型而低压侧选择型所以联接组别号为YN，d11，35kV采用Y/d-11接线。 变压器的电压绕组材料的选择作为电源侧，为保证向线路末端供电的电压质量在有10%电压损失情况下线路末端的电压应保证在额定值，所以电源侧的主变压器电压按100%额定电压选择，降压变压器作为末端可以按额定电压选，35kV侧应选38.5kV，10kV侧应选10.5

22、kV变压器的绝缘水平也称绝缘强度由设备绕组最高相间电压有效值 Um决定。绕组的材料为铜线。 主变压器保护 电力变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备,它的故障将对供电可靠性和系统正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的设备,因此必须根据变压器的保护的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路；油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低。对于故障和不正常工作状态变压器应装设如下保护： 1.为反应变压

23、器油箱内部各种短路和油面降低，对于0.8MVA及以上的油侵式变压器和户内0.4MVA以上变压器,应装设瓦斯保护。2.为反应变压器绕组和引线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器, 以及6.3MVA及以上的所用变压器,应装设纵差保护。3.为反应变压器外部相间短路引起的过电流和同时作为瓦斯、纵差保护(或电流速断保护)的后备应装设过电流保护.例如,复合电压起动过电流保护或负序过电流保护。4.为反应大接地电流系统外部接地短路,应装设零序电流保护。5.为反应过负荷应装设过负

24、荷保护。 主变压器及出线型号的选择（1）变压器型号的选择根据资料，计算出两台变压器的容量考虑到一台主变压器故障时，另一台主变压器能满足全部重要负荷的用电，故每台主变压器的容量为,故采用变压器型号为：35KV铝线双绕组电力变压器高压侧额定电压：低压侧额定电压：短路损耗：空载损耗：短路电压：空载电流：（2）变压器出线型号的选择1）按经济电流电流密度选择变压器出线型号求线路的工作电流，已知，查表得经济电流密度，根据已知参数求线路工作电流，则有2）求经济截面 有每回导线截面查表得选标准截面为的钢芯铝绞线： 查表得 ;的.第3章 电气主接线选择3.1电气主接线的设计原则和要求变电站设计是否合理，供电和运

25、行是否安全可靠，很大程度上取决于主结线的选择，因此，选择主结线应进行多方案的技术经济比较后决定。 变电站电气主接线系指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。 主接线的设计原则1、考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同

26、，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。2、考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。3、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。4、考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影

27、响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。 5、考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。 主接线设计的基本要求根据我国能源部关于220500kV变电所设计技术规程SDJ288规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在

28、电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。”1、可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，经过优先，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电

29、所可能是不可靠的。评价主接线可靠性的标志是：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对理要用户的供电；（3）变电所全部停电的可能性；（4）有些国家以每年用户不停电时间的百分比业表示供电可靠性，先进的指标都在99.9%以上。2、灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求：（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。（3）扩建要求。可以容易的从初

30、期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。3、经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统，变电站的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线。3.2 电气主接线的基本要求和设计根据35110kV变电站设计规范：第条：变电站的主接线应根据变电站所在电网中的地位、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。第条：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

31、。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110kV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

32、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。3.3 主接线的设计综合以上规程规定，结合本变电站的实际情况， 35KV侧有2回出线（近期1回，远景发展1回），10KV侧有8回出线（近期5回，远景发展3回）.又由前面的变电站分析部分和负荷情况分析部分，该变电站在整个电力网络中处于重要的地位，各侧均不允许断电，故可对各电压等级侧主接线设计方案作以下处理： 35kV侧 图3-1 方案1单母分段带旁母图3-2 方案2：单母分段表4-1 方案三：桥式接线方式当有两台变压器和两条线路时，在变压器线路接线的基础上，在其中间加一连接桥，则成为桥式接线，方案三 桥式接线按照连接桥断路器的位置，

33、可以分为内桥和外桥接线两种接线。桥式接线中，四个回路只有三台断路器，所以用的断路器数量最少，接线也最经济。内桥式接线的特点是连接桥断路器在变压器侧，其它两台断路器接在线路上。因此，线路的投入和切除比较方便，并且当线路发生短路故障时，仅故障线路的断路器调闸，不影响其他回路的运行。但是，当变压器故障时，则与该变压器连接的两台断路器都要调闸，从而影响了一回未发生故障线路的运行。此外，变压器的投入与切除的操作比较复杂，需要投入和切除与该变压器连接的两台断路器，也影响了一回未故障线路的运行。鉴于变压器属于可靠性高的设备，故障率远较线路小，一般不经常切换，因此系统中应用内桥接线的较为普遍。外桥接线的特点恰

34、好与内桥式接线相反，连接桥断路器在线路侧，其他两台断路器接在变压器的回路中。所以，当线路故障和进行投入与切除操作时，不影响其他回路运行，故外桥接线只适合于线路短，检修和倒闸操作频繁以及设备故障率较小，而变压器由于按照经济运行的要求需要经常切换的情况。此外，当电网有穿越性功率经过变电站时，也有采用外桥接线的，因为穿越性功率仅经过连接桥上的一台断路器。为了在检修出线和变压器回路中的断路器时不中断线路和变压器的正常运行，有时再在桥行接线中附加一个正常工作时断开的带隔离开关的跨条。在跨条上装设两台隔离开关的目的是可以轮换停电检修任何一组隔离开关。桥式接线可以展成为单母线分段或双母线接线，但是需要设计好

35、预留今后发展时增加的间隔位置，同时扩建时继电保护和二次回路更改较多，需要在设计时采取措施。按照简化接线的设计原则，35kV最终定为2回，考虑到变电站建成后将在该地区形成环网供电，故35kV单母线分段接线，线路故障时可用外桥断路器代替出线间隔断路器切除故障 10kV侧 图3-5方案1单母分段带旁母 图3-6 方案2单母分段表4-2 方案三：桥式接线方式当有两台变压器和两条线路时，在变压器线路接线的基础上，在其中间加一连接桥，则成为桥式接线，方案三 桥式接线按照连接桥断路器的位置，可以分为内桥和外桥接线两种接线。桥式接线中，四个回路只有三台断路器，所以用的断路器数量最少，接线也最经济。内桥式接线的

36、特点是连接桥断路器在变压器侧，其它两台断路器接在线路上。因此，线路的投入和切除比较方便，并且当线路发生短路故障时，仅故障线路的断路器调闸，不影响其他回路的运行。但是，当变压器故障时，则与该变压器连接的两台断路器都要调闸，从而影响了一回未发生故障线路的运行。此外，变压器的投入与切除的操作比较复杂，需要投入和切除与该变压器连接的两台断路器，也影响了一回未故障线路的运行。鉴于变压器属于可靠性高的设备，故障率远较线路小，一般不经常切换，因此系统中应用内桥接线的较为普遍。外桥接线的特点恰好与内桥式接线相反，连接桥断路器在线路侧，其他两台断路器接在变压器的回路中。所以，当线路故障和进行投入与切除操作时，不

37、影响其他回路运行，故外桥接线只适合于线路短，检修和倒闸操作频繁以及设备故障率较小，而变压器由于按照经济运行的要求需要经常切换的情况。此外，当电网有穿越性功率经过变电站时，也有采用外桥接线的，因为穿越性功率仅经过连接桥上的一台断路器。为了在检修出线和变压器回路中的断路器时不中断线路和变压器的正常运行，有时再在桥行接线中附加一个正常工作时断开的带隔离开关的跨条。在跨条上装设两台隔离开关的目的是可以轮换停电检修任何一组隔离开关。桥式接线可以展成为单母线分段或双母线接线，但是需要设计好预留今后发展时增加的间隔位置，同时扩建时继电保护和二次回路更改较多，需要在设计时采取措施。按照简化接线的设计原则，35

38、kV最终定为2回，考虑到变电站建成后将在该地区形成环网供电，故35kV单母线分段接线，线路故障时可用外桥断路器代替出线间隔断路器切除故障。10kV采用简易单母线分段接线，中间仅用隔离开关分开，出线共8回，包含电容器无功补偿2回。3.4 10kV侧限流问题 为合理选择10kV侧的电气设备，必须考虑10kV侧的开关能否选用轻型电器，所以必须考虑10kV侧是否有限流问题，结合本次设计的实际情况，10kV侧应采取限流措施。3.5 35kV及10kV侧接地方式35kV和610kV侧为中性点不直接接地方式，包括中性点不接地、经高电阻接地或经消弧线圈接地方式。消弧线圈又分为过补偿和欠补偿方式，为防止在灭接地

39、电容电流时出现电弧谐振，一般选用过补偿方式，具体采用哪种接地方式，应经电容电流计算，对35kV系统接地电容电流大于10A；对10kV系统若接地电容电流大于30A时，可选经消弧线圈接地方式。若需要加装消弧线圈时，需要考虑它的引接方式。对35kV因有中性点引出，所以消弧线圈就直接接到主变35kV侧的中性点上，而且两台主变可以共用一个消弧线圈，而10kV侧需要加装消弧线圈时，由于主变的10kV侧是接线，没有中性点，故对10kV侧需加接地变，将中性点引出用以接消弧线圈，接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般应该在6-10kV的每一段母线上安装型号一样，相同容量的接地变。3.6 无功补偿  目

40、前农村35kV变电站功率因数普通较低（在10kV母线一侧一般为0.60.7左右），主要原因是过去兴建变电站对没有考虑无功补偿及相应的配套设备，而电厂的发电机不可能也不应该发大量的无功上网长距离送给用户，所以提高功率因数可以采取以下的措施：  1.新建和在建的35kV变电站一定按规定，在设计时配置相应的无功补偿设备装置。 2.已建的35kV变电站要强制性地搞好无功设备配置。 3.本着无功功率就地补偿的原则，可在变电站装设电力电容补偿、调相机等设备进行集中补偿，在负荷集中的厂矿，有条件的可利用异步电动机同步运行，这种方法即不影响电动机的出力，又可以发出无功功率进行就地

41、补偿，提高功率因数和供电末端电压水平，这是行之有效的节能节省投资的方法。 4.为了提高无功补偿的效益，应装设无功自动补偿装置，做到随负荷和电压变动时，补偿电容能分组投入和切出，这样可以避免无功不足和无功过剩的现象。  3.6.1 无功补偿的作用无功功率补偿装置的主要作用是：提高负载和系统的功率因数、减少设备的功率损耗、稳定电压、提高供电质量；在长距离输电线路中，提高系统输电稳定性和输电能力、平衡三相负载的有功和无功功率等。所以系统的无功补偿可以采用分散补偿的方式。因为电力系统的无功负荷主要是感性功率，所以具体无功补偿就是在高压电网的低压侧加并联电容器，利用阶梯式调节的容性无

42、功补偿感性无功。3.6.2 无功补偿容量选择并联电容器装置设计技术规程第条规定：电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对35-110kV变电站中的电容器总容量，按无功功率就地平循的原则，可按主变的10%-30%考虑。一般取主要容量的15%，分在6-10kV两段母线上安装。故35kV变电站按主变容量的10%选择，无功补偿选用密集型电容器。第四章 短路电流的计算41短路计算的目的      短路是电力系统最常见、并且对电力系统运行产生严重影响的故障。短路的结果将使系统电压降低、短路回路中电流大大增加

43、，可能破坏电力系统的稳定运行和损坏电气设备。所以电气设计和运行，都需要对短路电流运行计算。在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的的主要有以下几个方面： 1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。 2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地安全距离。4.在选择继电保护方式和进行整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据。5.接地装置的设

44、计，也需用短路电流。4.2基本原则和规定4.2.1 基本假定短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：1.正常工作时，三相系统对称运行。2.所有电源的电动势相位角相同。3.系统中的同步和异步电机为理想电机，不考虑电机饱和、磁滞、锅流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间相差1200电气角。4.电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变化。5.电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧。 6.同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。7.短路发生在短路电流为最大值的瞬间。8.不考虑短路点的电弧阻抗和

45、变压器的励磁电流。9.除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。10.元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。11.输电线路的电容略去不计。12.用概率统计法制定短路电流运算曲线。4.2.2 一般规定1.验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成的510年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。2.选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响。3.

46、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。对电抗器的610kV出线与厂用分支线回路，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4.导体和电器的动稳定、热稳定和电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。4.2.3 短路电流的危害 在供电系统中发生短路故障时，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通常可达数千安。短路电流通过电气设备和导线必然要产

47、生很大的电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备；在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，将造成发电机失去同步，而使整个电力系统的运行解列。4.2.4 短路电流实用计算的基本假设条件 1.系统在正常工作时三相是对称的； 2.电力系电力系统中各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关； 3.统各元件电阻，一般在高压电路中都略去不计，但在计算短路电流的衰减时间常数应计及元件电阻。此外，在计算低压网络的短路电流时，应计及元件电阻，但可以不计算复阻抗，而是用阻抗的绝对值进行计算；

48、（1） 输电线路的电容忽略不计；（2） 变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁阻抗回路开路，这样可以简化变压器的等值电路；4.3元件参数计算为了简便计算,计算方法采用标幺值法。并且采用以下假设条件：1.假设系统有无限大的容量用户处短路后,系统母线电压能维持不变。即计算阻抗比系统阻抗要大得多。具体规定：对于335KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大,只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。2.在计算高压电路中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗、而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。3.选

49、取系统基准容量=100MVA ，=37KV ，=1.56KA ，=13.694.3.1发电机参数计算课题中系统1和系统2两台发电机均为无穷大的容量。即：=1#2#发电机的短路阻抗标幺值：=0 ；=04.3.2变压器参数计算课题中两台35KV变压器参数：=4000KVA=4.0MVA短路电压百分比：=7.5；=7.5根据公式计算出1#2#35KV变压器短路阻抗标幺值： （4-1）4.3.3线路参数计算LGJ-400 2.5Km线路的阻抗为 LGJ-400 2.5Km线路的阻抗为。 （4-2） （4-3）4.3.4最大/小运行方式下等值阻抗分析最大运行方式为两台发电机组和两台35KV变压器全部投入

50、运行，进行系统简化，过程如下： 图4-2 最大运行方式下等值阻抗此时阻抗值如下：系统最小运行方式下，只有一台变压器投入运行，简化图如下：图4-3最小运行方式下等值阻抗此时线路阻抗值如下： 变压器阻抗值如下： 4.4短路电流计算 侧：点短路电流计算 (1)三相短路电流计算取,则基准电流为点短路总阻抗为则超瞬变短路电流有效值（等于稳态短路电流）为 短路全电流最大有效值为短路冲击电流为三相短路容量为 (2)两相短路电流计算10.5KV侧：d2点短路电流计算(1)三相短路电流计算取,则基准电流为 点短路总阻抗为 则超瞬变短路电流有效值（等于稳态短路电流）为短路全电流最大有效值为短路冲击电流为三相短路容

51、量为 (2) 两相短路电流计算 第五章 电力变压器保护计算51电力变压器保护1瓦斯保护由气体继电器KG、信号继电器2KS、KS、XB等组成。轻瓦斯触点仅作用于信号，重瓦斯触点则瞬时作用于切断变压器各侧断路器。2纵联差动保护由DCD2型差动继电器1KD3KD和信号继电器2KS等组成，其保护范围在电流互感器1TA、6TA之间的区域。保护动作后，由出口继电器KCO瞬时断开1QF、2QF，并由连接片2XB、6XB确定要断开的断路器。3复合电压起动过电流保护 复合电压起动的过电流保护是由负序电压继电器KVZ、低电压继电器KV、断线闭锁继电器KC、电流继电器1KA、3KA时间继电器1KT、2KT与信号继电

52、器3KS、4KS、6KS等组成，电流继电器按三相接于35KV侧的3TA上。KVZ与KV分别作为对称短路和不对称短路的电压起动元件，它接于变压器610KV侧的电压互感器的2TV上，其作用由KC实现，故障时，由1KC1和KA起动1KT，经整定时限作用于分闸。2TV二次回路断线时，其动合触点1KC2延时作用于信号。4过负荷保护。过负荷保护作用于2TA。其B相电流继电器KA与时间继电器3KT等组成，保护延时作用于信号。5温度保护温度保护由温度继电器K组成保护作用于信号的几点说明：a 保护的出口回路中均装有连接片XB，以适应保护调试或运行方式的需要进行投、切。b 保护分别设有单独的信号继电器，用以指示保

53、护的动作情况，便于值班人员分析与处理故障。c 保证在几套保护同时动作时KS能灵敏动作，在KCO的电压线圈上并联附加电阻，增大信号继电器贿赂中的电流。d 保护动作后要发出相应的信号。5.2 保护的整定计算一差动保护整定计算1.基本侧确定按额定电压及变压器的最大计算容量计算各侧额定电流选择电流互感器变比可选用变比为：各侧电流互感器的二次额定电流为所以选择10KV侧为基本侧2. 保护装置动作电流的确定 躲过电压器的励磁涌流躲过外部短路时最大不平衡电流所以选用3.确定基本侧线圈匝数应选用15匝4. 动作电流整定基本侧实际动作电流为：保护一次动作电流5.灵敏度校验保护满足要求二过电流保护整定计算躲过最大负荷电流整定：考虑切除一台变压器后产生的过负荷考虑负荷中电动机启动的最大电流应选用：保护灵敏度校验保护满足要求三过负荷保护按躲过变压器的额定电流整定：第六章 10线路保护整定对机械厂所在线路进行整定系统等效到10最大，最小阻抗：(单台主变运行)；(两台主变并列运行)1）线路的保护整定计算线路末端短路的最大，