发电⼚电⽓部分
⽬录
⼀、前⾔ (3)
⼆、原始资料分析 (6)
三、主接线⽅案确定 (7)
四、所⽤电接线设计 (9)
五、主变压器的确定 (10)
六、短路电流计算 (11)
七、电⽓设备选择 (13)
⼋、设计总结 (18)
参考⽂献 (19)
附录A (20)
附录B (20)
附录C (25)
⼀、前⾔
（⼀）设计⽬的
发电⼚电⽓部分课程设计是在学习电⼒系统基础课程后的⼀次综合性训练，通过课程设计的实践达到：
（1）巩固“发电⼚电⽓部分”、“电⼒系统分析”等课程的理论知识。
（2）熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。
（3）掌握发电⼚（或变电所）电⽓部分设计的基本⽅法和内容。
（4）学习⼯程设计说明书的撰写。
（5）培养学⽣独⽴分析问题、解决问题的⼯作能⼒和实际⼯程设计的基本技能。（⼆）设计任务
110kV变电站初步设计
该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采⽤单母分段的主接线⽅式供电，
（1）110kV主接线设计：110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，⼀回由北郊变直接供给，另⼀回由北郊变经⼤明湖供给形成环形⽹络，因此有两个⽅案可供选择：单母线接线；单母线分段接线。
（2）35Kv主接线设计：主要考虑为清河⼯业园区及周边⾼陵西部地区供电。
（3）10kV主接线设计：主要考虑为变电站周围地区供电。
为保障电压⽔平能够满⾜⽤户要求，本所选⽤有载调压变压器，选变压器两台。
1、主要电⽓设备选择
（1）110kV配电装置选⽤户外110kV六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。开断电流31.5kA。
（2）35kV选⽤kYN-35型⼿车式⾦属铠装⾼压开关柜，内配真空断路器。开断电流25kA。
（3）10kV选⽤CP800型中置式⾦属铠装⾼压开关柜，内配真空断路器。出线开断电流31.5kA，进线开断电流40kA。
（4）10kV母线避雷器选⽤HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器。
（5）根据《陕西电⼒系统污秽区分布及电⽹接线图集》，该站地处Ⅱ级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提⾼⼀级，按Ⅲ级户外⽤电⽓设备泄漏⽐距，110kV、35kV、10kV为2.5cm/kV(均按系统最⾼⼯作电压确定)。
2、⽆功补偿及消弧线圈
10kV出线回路数每段母线12回，本期装设2组⼲式接地变及消弧线圈。接地变容量700/160kVA，消弧线圈600kVA。本期装设2×1800kVar电容器组。
3、负荷发展情况
2004年 43000kW
2009年 60000kW
2014年 90000kW
4、建设规模
主变压器容量本期2×31.5MVA，远期3×50MVA。110kV本期两回出线，采⽤单母线分段接线；远期六回出线。35kV本期4回出线，采⽤单母线分⼆段接线。10kV本期24回出线，采⽤单母线分⼆段接线，远期36回出线，采⽤单母线分三段接线。
户外设备基础及构架设计原则如下: 110kV架构及基础本期只安装两回。其余架构及基础只上本期规模，其余均不上，预留位置。三号变基础本期不上，仅预留位置。
5、短路阻抗
归算到本变电所110kV母线ΣZ1=0.0335，ΣZ0=0.0136。
6、运⾏⽅式
110kV单母线分段运⾏，35kV和10kV分列运⾏。
7、母线回路：
110kV单母线2段（初期上2段）
（1）本变——1＃ 28000kW
（2）本变——2＃ 30000kW
35kV母线2段（初期上2段）
（1）本变——1＃ 9500kW
（2）本变——2＃ 9200kW
10kV母线3段（初期上2段）
（1）本变——1＃ 36500kW
（2）本变——2＃ 33000kW
（3）备⽤1段。
8、出线回路：
110kV出线6回（初期上2回）
（1）本变——1＃ 28000kW
（2）本变——2＃ 30000kW
（3）备⽤4回。
35kV出线4回（初期上4回）
（1）本变——1＃ 5000kW
（2）本变——2＃ 4500kW
（3）本变——3＃ 5000kW
（4）本变——4＃ 4200kW
10kV出线36回（初期上24回）
（1）本变——1＃ 4200kW
（2）本变——2＃ 5000kW
（3）本变——3＃ 3000kW
（4）本变——4＃ 800kW
（5）本变——5＃ 3500kW
（6）本变——6＃ 4000kW
（7）本变——7＃ 5000kW
（8）本变——8＃ 3000kW
（9）本变——9＃ 700kW
（10）本变——10＃ 1800kW
（11）本变——11＃ 3000kW
（12）本变——12＃ 2500kW
（13）本变——13＃ 4500kW
（14）本变——14＃ 4000kW
（15）本变——15＃ 3000kW
（16）本变——16＃ 2000kW
（17）本变——17＃ 3200kW
（18）本变——18＃ 600kW
（19）本变——19＃ 500kW
（20）本变——20＃ 2200kW
（21）本变——21＃ 4000kW
（22）本变——22＃ 3200kW
（23）本变——23＃ 3000kW
（24）本变——24＃ 2800kW
（25）备⽤12回。
（三）设计原则
电⽓主接线是发电⼚变电站电⽓设计的主体。电⽓主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的⽅针、、技术规定、标准为准绳，结合实际情况，以保证供电可靠、调度灵活、满⾜各项技术要求的前提下，兼顾运⾏、维护⽅便、尽可能的节省投资，就近取材，⼒争设备原件和设计的先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适⽤、经济、美观等原则。
（四）设计基本要求可靠性、灵活性、经济性。
⼆、原始资料分析
该变电站有三个电压等级：110kV、35kV、10kV，属于中型变电所，主要起变换和分配电能作⽤，从⽽其可靠性是本次设计的着重点。110kV可采⽤单母分段和单母不分段两种主接线⽅案，两回进线。35kV、10kV都采⽤单母分段的主接线。本次设计采⽤三相三绕组有载调压变压器，主变压器容量本期2×31.5MV A，远期3×50MV A，根据110kV三相三绕组有载调压变压器技术参数表，可选SFSZ9-50000/110变压器。
⽆功补偿及消弧线圈：10kV出线回路数每段母线12回，本期装设2组⼲式接地变及消弧线圈。接地变容量700/160kVA，消弧线圈600kV A。本期装设2×
1800kV ar电容器组。
110kV本期两回出线，采⽤单母线分段接线；远期六回出线。35kV本期4回出线，采⽤单母线分⼆段接线。10kV本期24回出线，采⽤单母线分⼆段接线，远期36回出线，采⽤单母线分三段接线
户外设备基础及构架设计原则如下: 110kV架构及基础本期只安装两回。其余架构及基础只上本期规模，其余均不上，预留位置。三号变基础本期不上，仅预留位置。
系统阻抗及线路阻抗归算到本变电所110kV母线为ΣX Z1=0.0335，ΣX Z0=0.0136。
三、主接线⽅案确定
1.主接线⽅案拟定。
根据原始资料分析，现将各电压等级可能采⽤的较佳的⽅案，进⽽以优化⽅案，组成最佳⽅案。
⽅案1图
⽅案2图
2.主接线⽅案评定（可靠、灵活、经济）
通过⽐较两种⽅案的可靠性、灵活性、经济性选择最佳⽅案。
综合以上分析，考虑各部分在变电所中的地位选定⽅案1 。
四、所⽤电的接线设计
1.变电所的主要负荷：
变电所中所⽤电负荷主要是：变压器强迫油循环冷却装置的油泵，⽔泵，风扇，蓄电池充电设备，油处理设备，空⽓压缩机，变压器检修间采暖通风，照明及供⽔泵⽤电等，还有调相机的空⽓冷却器和润滑油系统的冷却⽔泵及油泵⽤电等。
由于变电所的所⽤电负荷较少，故所⽤变压器有20KV A即可满⾜要求。
变电所正常运⾏时的控制，信号，保护及断路器的操作电源都是由交流整流取得。为提⾼所⽤电的可靠性，对于采⽤整流操作或⽆⼈值班的变电所，除应装设两台所⽤变压器外，还需将其分别接在不同电压等级的电源或独⽴电源上。以保证在变电所内停电时，仍能使所⽤电得到不间断地供电。所以所⽤变压器⼀台由10KV母线供电，另⼀台由35KV数断路器外侧供电。
2.变电所的所⽤变压器的选择
综上所述，所⽤变压器可选10KV母线上：S9—30/10，分接头电压：10±2×2.5%/0.4KV，绕组连接⽅式：Y，yn0，U
k%=4。35KV母线上：SZ9—1000/35，分接头电压：35±3×2.5%/0.4KV，绕组连接⽅式：Y，yn0，U k%=6.5。
3.接线形成⽰意图
五、主变压器的确定
1.主变压器相数及绕组数的确定：
由于是110KV的变电所且有3个电压等级，因此三相变压器，⽽且考虑通过主变压器各侧绕组功率达到了变压器额定容量的15%以上，第三绕组可装设⽆功功率补偿装置，因此选⽤三绕组
2.主变压器台数及容量的选择：
根据⽅案1该变电站所装设3台三绕组变压器，以充分保证供电可靠性。
查110kV三相三绕组有载调压变压器技术参数表，选择型号为SFSZ9-50000/110变压器
具体参数如下：
3.主变压器的分接线头电压选⽤110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10kV
六、短路电流的计算
（⼀）短路电流计算的⽬的
1．电⽓主接线的⽐选。
2．选择导线和电器。
3．确定中性点接地⽅式。
4．计算软导线的短路摇摆。
5．确定导线的间隔棒的间距。
6．验算接地装置的接触电压和跨步电压。
7．选择继电保护装置和进⾏整定计算。
（⼆）短路电流计算的条件
1. 基本假设
（1）正常⼯作时，三相系统对称运⾏。
（2）所有电流的电动势相位⾓相同。
（3）电⼒系统中所有电源均在额定负荷下运⾏。
（4）短路发⽣在短路电流为最⼤值的瞬间。
（5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压⽹络的短路电流外，元件的
电阻略去不计。
（6）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。
（7）远见的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。
（8）输电电炉的电容略去不计。
2. ⼀般规定
（1）验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所⽤的短路电
流，应按本⼯程设计规划容量计算，并考虑电⼒系统远景的发展计划。
（2）选择导体和电器⽤的短路电流，在电⽓连接的⽹路中，应考虑具
有反馈作⽤的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。
（3）选择导体和电器时，对不带点康回路的计算短路点，应选择在正常接线⽅式时短路电流最⼤地点。
（4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流，⼀般按三相短
路计算。
3. 短路电流计算的⽅法
（计算过程见附录B）
七、电⽓设备的选择
电⽓设备选择的原则：
1.应按当地环境条件校核；
2.应⼒求技术先进和经济合理。
3.应满⾜正常运⾏、检修、短路核对过电压情况的要求，并考虑远景发展；
4.各电压等级和相应的短路电流计算结果，选择相应的电⽓设备。列表如
下：（具体选择及校验列⼊附录C中）
1. 进线断路器和隔离开关
（1）110kV进线断路器和隔离开关
选择的设备型号及参数如下表
表7-1：110kV进线断路器和隔离开关
（2）变压器110KV侧断路器和隔离开关
选择的设备型号及参数如下表
（3）110KV⼯作母线出线断路器和隔离开关及分段隔离开关
选择的设备型号及参数如下表
（4）110KV分段断路器和两侧隔离开关及旁路隔离开关选择的设备型号及参数如下表
（5）变压器35KV侧断路器和隔离开关（K3）
选择的设备型号及参数如下表
（6）变压器35KV侧断路器和隔离开关（K4）
选择的设备型号及参数如下表
（7）35KV出线断路器和隔离开关及分段隔离开关（K4）选择的设备型号及参数如下表
（8）35KV出线断路器和隔离开关(K3）
选择的设备型号及参数如下表
（9）35K分段断路器和两侧隔离开关及旁路隔离开关
选择的设备型号及参数如下表
（10）变压器10kV侧断路器和隔离开关选择的设备型号及参数如下表
（11）10kV分段断路器和隔离开关
选择的设备型号及参数如下表
（1）电流互感器
选择的设备型号及参数如下表
（2）电压互感器
选择的设备型号及参数如下表
（1）主母线
选择的设备型号及参数如下表
表7-14：主母线
选择的设备型号及参数如下表
表7-15：旁路母线
⼋、设计总结
本次课程设计主要是对发电⼚电⽓部分的⼀次回路进⾏设计的。主要包括电⽓主接线的设计、⼚⽤电的设计、主变压器的选择、短路电流计算和电⽓设备的选择。通过这次课程设计，我不仅理解和巩固了《发电⼚电⽓部分》⾥所学的内容，掌握了不少有关发电⼚电⽓部分的知识，同时也考虑了很多与实际结合的问题，激发了我创新突破的兴趣和信⼼，并且此次设计训练了我查阅资料的能⼒和独⽴思考的能⼒。这些天与同学们的深⼊交流想法和意见，提⾼了我们团队协作的意识。
参考⽂献
1 《电⼒⼯程电⽓设计⼿册（电⽓⼀次部分）》中国电⼒出版社
2熊信银《发电⼚电⽓部分》第四版中国电⼒出版社
3 王⼠政，芮新花《发变电站电⽓⼯程》中国⽔利⽔电出版社
4 黄纯华《发电⼚电⽓部分课程设计参考材料》中国电⼒出版社
5 胡仁喜，刘昌丽《AUTOCAD2008电⽓设计实例精讲》⼈民邮电出版社
6 狄富清《变电设备合理选择与运⾏检修》机械⼯业出版社
附录A 电⽓主接线图（另附图）附录B 短路电流计算过程1．选择基准值
取基准电压U j1=115kV ，U j2=37kV ，U j3=10.5kV ，基准容量S j =100MVA ，则 I j1=0.5kA ，I j2=1.56kA ，I j3=5.5kA 。2．变压器电抗标⼳值计算
根据该变压器阻抗电压值，查110kV 三相三绕组有载调压变压器技术参数表可得变压器电抗标⼳值为
X T1* = 0.2150，X T2* = —0.0050，X T3* = 0.1350 3.短路点短路电流计算
（1）110kV 母线上发⽣短路时的计算
K 1、K 2点处短路电流计算相同，即将系统电抗图简化并计算：
三相短路周期分量有效值：
1
1K I 14.925j X
I X *=
=kA
三相短路电流周期分量稳定值：
33K I I =14.925K ∞=kA
三相短路冲击电流最⼤值：
1
b K i 2.55I 2.5514.925=38.06==*kA
三相短路冲击电流有效值：
K
1
b K i 1.51I 1.5114.925=22.573==*kA下载本文
