电气专业毕业设计110kV降压变电站.doc

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1、内容提要本设计根据城市发展规划情况所设计的一座110kV降压变电站。通过考虑变电站所要担负的供电任务、电源点及周围环境的要求，以及整个变电站的规模、所承载的负荷等综合考虑。不同电压等级下应可采用的各种接线方式进行选择并综合比较，通过按可靠、经济与灵活的原则，以及倒闸操作时的安全效率性综合考虑，选出各种不同电压等级最适合的主接线方式。同时，依该变电站可能承受的最大短路电流为据，通过短路电流的计算来确定最主要的一次设备开关、隔离开关等的参数，并通过效验设备的热稳定和动稳定选择要使用的设备，最后，完成该变电站保护配置设计和防雷与接地设计，完成了继电保护的基本配置。并以最合理、美观的形式把变电站融入到

2、周围的环境中。关键词：电气主接线 短路电流的计算 电气设备选型 变压器 继电保护 配电装置 防雷接地前 言近几年，我国建设步伐的不断加快，促使电力工业的飞速发展，给四川电网带来了前所未有的发展机遇。其实四川水利资源相当丰富，加上火电厂的不断建设，电力资源很充裕。之前的拉闸限电是因为四川的发展快速，而现有变电站容量不能满足用电高峰期间的供电。于是近几年，四川电网正在加快建设，从500kV超高压变电站、220kV枢纽变电站、110kV馈电变电站都在不断的新投中，避免了发电供不出来，窝电供不到家。这次毕业设计的主要内容，就是通过我这几年的工作实践联系理论知识设计一座适用于成都市快速发展南片区110k

3、V变电站。通过这次设计学习，使我全面的对系统再次认识，交会了我如何独立工作、独立思考，如何运用所学的知识解决实际工程技术问题的方法，为们能成为驾御飞速发展电网的电力人增加了一个重要的砝码。在电力设计的各个阶段中，电气专业自始至终都是主体专业，特别是在变电所的设计工作中，电气专业更是起着主导作用。电气部分设计主要包括主设备（主变）选型、电气主接线的确定、短路电流的计算、电气设备的选择以及配电装置的设置、防雷、保护初步配置等几个方面。由以下几个方面组成：(1)初步可行性研究；(2)协助编制项目建议书；(3)可行性研究；(4)协助编制设计任务书；(5)初步设计；(6)施工图设计。在变电站的整个设计过

4、程中，电气部分设计是主要内容。本设计属于初步设计阶段，主要包括说明书的编写，在说明书的编写过程中，进行了以下几个方面的工作：电气主接线的确定：主要工作是各种接线之间的相互比较与确定，各级电压母线接线方式和各电压等级的出线回数间的相互关系的论述，以及主变压器的选取和站用变设置；短路电流的计算：其中包括短路电流计算结果和相关的计算依据、短路网络、运行方式及系统容量等的说明；电气设备的选择：通过短路电流计算的结果对变电站主要电气设备进行选择和校验。包括互感器、断路器、隔离开关、母线、绝缘子、高压熔断器等；防雷设备的选取及设计：包括防雷电侵入波的避雷器选择，选择中围绕避雷器的安装地点、型式、变压器中性

5、点绝缘与避雷器选择间的关系等方面进行了论述。还进行了防直击雷的避雷针的设计计算；围绕上面所选的设备、主接线形式等进行了配电装置设计，通过比较和论证，最终确定了配电装置的配置方式和大体的电气平面布置；通过对相关参数的分析、继电保护原理的学习、继电保护相关规程的了解和研究以及实际变电站二次部分的调查了解，进行了继电保护的初步配置。最后，由于本人水平有限，经验不足，在自己所编写的设计说明书中难免会存在不少错误和不足之处，加之资料有限，所选电气设备与时代没有同步，还望各位老师批评指正。 编者 2011年12月目录第一章：设计原则及资料第二章：电气主接线设7第一节：电气主接线基本要求7第二节 电气主接线

6、设计原则8第三节基本接线及适用范围9第四节 变电站电气主接线选择14第五节 主接线中的设备配置18第三章：短路电流计算22第一节基本参数计算23第二节短路电流计算24第四章 电气设备的选择31第一节 一次电气设备作用及分类31第二节 高压电气的选择与校验34结论59致谢60参考文献61第一章：设计原则及资料第一节 主要设计技术原则变电站是电力系统的重要组成部分，是联系电网和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的供电安全与经济运行。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

7、置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次110kV变电站一次接线设计，经过四年的变电运行工作经验，加上已有专业知识的基础上，了解当前四川变电站建设的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站的一次接线。将此变电站终端变电站，两个电压等级，即110kV/10kV。设计中依据变电所总布署设计技术规程、交流高压断路器参数选用导则、交流高压断路器订货技术条件、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合、高压配电装置设计技术规程、110KV-330KV变电所计算机监控系统设计技术规程及本专业各教材。第二节 调查报告现成都南部新城规划为现代服务、高新技术城

8、，已定位为科技城南、商务城南、国际城南、宜居城南。被定位城市新中心的国际城南，将成为成都另一个新兴商业集中区，引领城市向南发展。被定位成商业城南，将成为西部经济高地，西部金融中心。到2012年成都将初步建设成为为西部金融机构中心、西部金融市场和交易中心、西部金融服务中心。将在城南形成世纪城商圈、大源商圈、远大商圈、中和商圈、极地海洋商圈、会展经济圈。城南发展快速，现就已有市政府行政大楼的事业单位及商家、建筑设计院、四川省电力公司、中国联通等等大型单位入驻，在建的还有西南大型商业演艺中心等大型艺术场所。除此之外城南新城的商品房也如雨后春笋在悄然拔地而起。著名的有城市春天、誉峰、中海名城、和记黄埔

9、、华润凤凰城等等商品房的火热销售中，可想该地将来的兴旺人气，将会带动该区的不断发展。地铁一号线的运行，也注定成都南部是一座充满活力的新城。综上所述，该区成都市南部片区新兴发展高科技工业及人口密集情况，及对电力需求的紧迫感。于是我的变电站设计定位在该区的一座110kV变电站。并考虑到该区供电的重要性，我们的设计要重点考虑供电稳定、安全。第二节 设计任务确定该区设计一座容量大且供电稳定的GIS变电站。变电所总负荷：第三节 其它原始资料变电站选址地势平坦，周边交通方便。现片区供电系统欠可靠，需增加一座安全可靠的变电站。1设计内容（1）变电站接入系统及用户供电线路设计：根据待建变电站供用电用户总负荷、

10、用电用户对变电站供电可靠性要求与系统接入点的距离，确定待建变电站接入系统的方式、线路电压等级、回路数、导线规格。（2）电气主接线和所用电设计：拟定满足供电可靠性，运行灵活性要求的主变比较，确定待建变电站的主变方案。对技术上满足要求的主变方案通过经济比较，确定待建变电站的主变方案。根据所确定的主变方案和进出线回路数，通过技术比较，论证，确定待建变电站各电压等级的主接线方式。确定待建变电站所用电方案所用变压器台数、型号、容量和所用电接线方式。2短路电流计算（1）为保证变电站所选用的电器设备，在短路故障状态时的安全，采用三相短路时的电流进行校验。（2）三相短路电流的计算，采用标幺值和运算曲线，分别计

11、算0秒、0.1秒、4时的值，并进而计算短路电流的最大值ich、0.1秒短路容量Sd（0.1s）和4秒短路热容量Qd（4s）作为电气设备动稳定、切断容量、热稳定的校验。3选择变电站电气设备选择变电站110kV、10kV的断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器避雷器及中性点接地设备。4配置变电站保护装置四设计要求1设计及计算说明书（1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言正确。（2）计算书内容：为各设计内容最终成果的 确定提供依据进行的 技术分析、论证和定量计算，如供电线路导线的选择、短路电流的计算、电气设备选择、及继电保护的配置等。（3）计算书要求：计算无误，分析论证过程简单明了

12、，各设计内容列表汇总。第一章：电气主接线设计所谓的电气主接线，是由高压电气设备通过连接组成的接受和分配电能的电路，又称一次接线或电气主系统用规定的设备文字和符号按其作用依次连接的单线接图，称作主接线图。变电所主接线的确定与供电的安全可靠和灵活经济运行，以及对电气设备选择，配电装置的布置，继电保护和控制方式的拟定等都有密切的联系。主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的

13、确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。常用的主接线形式分为有母线和无母线两大类。有母线的主接线形式包括单母线和双母线。单母线又分为有分段、无分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为单断路器双母线、双断路器双母线、双母线死分段、二分之三断路器双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。无母线的主接线主要有单元接线

14、、扩大单元接线、桥型接线和多角形接线等。第一节：电气主接线基本要求1、必须保证发供电的安全可靠性：供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。研究主接线可靠性应注意的问题如下： （1）考虑变电站在电力系统中的地位和作用。变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统要求相适应。 （2）变电站接入电力系统的方式。现代化的变电站都接入电力系统运行。其接入方式的选择与容量大小、电压

15、等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。 （3）变电站的运行方式和负荷性质。2、应具有一定的灵活性： （1）操作的方便性。 （2）调度方便性。主接线能适应系统或本站的各种运行方式。 （3）扩建方便性。具有初期终期扩建的灵活方便性。3、经济性： （1）投资省。且应考虑后期维护费用。 （2）占地面积少。一次设计，分期投资，尽快发展经济效益。 （3）电能损耗少。合理选择变压器的容量和台数，避免两次变压。第二节：电气主接线设计原则1、变电站在电力系统中的地位和作用：电力系统的变电站有系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站三种类型。我们所设计的是“10kV地区降压变电站”。2、变电站的分

16、期和最终建设规模：变电站根据510年电力系统发展规划进行设计。现成都南部片区发展快速，所以应装设三台主变压器。3、负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个及以上独立电源供电，但当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，但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。对于三级负荷一般只需一个电源供电。4、系统备用容量大小：装有2台及2台以上主变压器的变电站，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应保证该所70%的全部负荷，在计算过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷。5、系统专业对电气主接线提供的具体资料：出线的电压等级、回路

17、数、出线方式、回路输送容量和导线截面；主变压器的台数、容量和型式；补偿装置；变电所内装有并联电容补偿装置可以提高功率因数。第三节：基本接线及适用范围1、线路单母接线（如图1-1）:优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任意元件故障或检修，均须使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部母线仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。 图1-1单母接线图适用范围：一般只适用于一台发电机和一台主变压器以下三种况：（1）6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；（2）35-63KV配电装置的出线回路数

18、不超过3回；（3）110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2、单母分段接线（如图1-2） 优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同断引出两个回路由两个电源供电；（2）当一段母线发生故障，分开母联断路器，自动将故障隔离，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；（2）当出现为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 图1-2单母分段接线图 适用范围：（1）6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；（2）35-63KV配电装置出线回路数为4-8回时；

19、（3）110-220KV配电装置出线回路数为4-8回时。3、双母线接线（如图1-3） 优点：（1）供电可靠。通过两组母线隔离开关得到换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路；（2）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，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；（3）扩建方便。向双母线的任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母分段那样导致出线交叉跨越；（4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验

20、时，可将该回路断开，单独接至一组母线上. 图1-3 双母线接线图 缺点：（1）增加一组母线时每回路就需要增加一组母线隔离开关；（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置；（3）当馈出线断路器或线路侧隔离开关故障时停止对用户供电。 适用范围：当出线回路数和母线上的电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：（1）610KV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时；（2）3563KV配

21、电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时；（3）110220KV配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110220 KV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。4、桥形接线 优点：桥形接线中，4个回路只有3个断路器，是所有接线中需用断路器最少也是最节省的一种接线。 缺点：运行灵活性和可靠性较差。 适用范围：容量较小的变电站所。桥形接线按连接断路器的位置，可分为内桥（如图1-3）和外桥（如图1-4）两种接线。内桥接线的特点是连接桥断路器接在内侧，其他两台断路器接在线路上。线路的投入和切除比较方便，当线路发生短路故障时，仅故障线路的断路器断开，不影响其他回路运行。

22、但变压器故障时，则与该变压器连接的两台断路器都要断开，从而影响了一回未故障线路的运行。变压器切除和投入的操作比较复杂，需切除和投入与该变压器连接的两台断路器，也影响一回未故障线路的运行。由于变压器故障率远较线路少，也不经常切换，因此电网中应用内桥接线较多，以利用线路的运行操作，保证变电所的安全供电。外桥接线的特点是连接桥断路器接在外侧，其他两台断路器接在变压器回路中，线路故障和进行切、投操作时，需动作与其相连的两台断路器并影响一台未故障变压器的运行。变压器故障和进行切、投操作时，不影响其他回路运行。帮外桥接线只能用于线路短、检修、操作及故障率较少，而变压器按照经济运行的要求需要经常切换的情况。

23、当电网有穿越功率经过变电所时，采用外桥接线穿越功率仅经过桥断路器，故障或检修机率小。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，有时再在桥接线中附加一个正常断开的带隔离开关的跨条。当变电所为三路进线、三路出线和三台变压器时可采用扩大的内桥接线。6个回路采用5个断路器。 图1-3内桥接线 图1-4内桥接线5、主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下：1、分析原始资料（1）本工程情况；变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等；（2）电力系统情况；电力系统近期及远景发展规划（510 年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及

24、各级电压中性点接地方式等；（3）负荷情况；负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等；（4）环境条件；当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响；（5）设备制造情况；为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。2、拟定主接线方案根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术

25、，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。3短路电流计算对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。4主要电器选择包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。5绘制电气主接线图将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。6、经济技术分析经济分析包括基本建设投资和年运行费两大项。（1）基建投资Z基建投资一般采用供配电系统中各主要设备从订货到安装完成所需的全部工程费用的综合投资指标表示。所谓综合投资，包括设备本体价值、辅助设备及配件材料费和设备的试验调试费用。土建及安装费用，也包括设备的运输费。（2）年运行费用F年运行费是指设备投入运行后维持正常运行每年所付出的费用，一般包括以下四项

26、：设备的折旧费用FZ；设备维护管理费FW；年电能损耗费用FA；年基本电价费FJ。整个供电系统的年运行费F=FZ+FW+FA+FJ。通过各种分析，下一节我提出三种方案，通过三种方案的优缺点和根据我们所建变电站要求来确定主接线方式。第四节：变电站电气主接线选择1、方案一：单母分段接外桥按规程规定（单母分段）610KV配电出线回数为6回及以上时。 进线回路为2回，选择外桥接线。因为距离为9.5KM，较短，且变电站需要经常切换操作。外桥接线故障机率小，占地面积少，费用低，且易于扩建为单母分段和双母接线。短路器少，仅用3台，是所有接线中需用断路器最少也是最节省的一种接线。优点： 利于扩建。 对于重要电源

27、，可由分段供电，保证可靠性。 母线故障时，可由分段短路器自动切除故障，非故障段可继续运行。 当电网有穿越功率经过变电所时，采用外桥接线穿越功率仅经过桥断路器，故障或检修机率小。缺点： 任一出线的短路器检修时，该回路必须停电。 当出线为双回路时。常使架空线路出现交叉跨越。 2、方案二：单母分段接内桥按规程规定（单母分段）610kV配电出线回数为6回及以上时。进线回路为2回，选择内桥接线。优点： 内桥接线的特点是连接桥断路器接在内侧，其他两台断路器接在线路上。线路的投入和切除比较方便，当线路发生短路故障时，仅故障线路的断路器断开，不影响其他回路运行。缺点： 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台短路

28、器。影响一回线路的暂时停运。 桥行的短路器停运时，两个回路需要解列运行。 出线短路器检修时，线路需要较长时期停运。适用范围：一般用于线路较长、容量较小的发电厂，变电站且变压器不经常切换或故障机率较高的情况。3、方案三：单母接线接单母分段适用范围：只有一台变压器和一回线路。只适用于610kV系统中有一个电源，且出现回路少的小型发电场或大多数箱式变电站。610kV时出线回路为6回及以上时；3563kV时出线回路数为不超过8回。优点： 接线简单清晰，设备少。操作方便，便于扩建和单母配电装置。缺点： 任一元件故障或检修，均使整个配电装置停电。母线、母线设备及引出线电路中断路器检修或故障时，回路必须停止

29、供电。不灵活可靠。终上所述，我选择了方案二：单母分段接内桥，并用单线路再供一台主变。（1）110kV母线选择内桥接线。由于所供10kV都为、类负荷供电要求高，为了保证供电的可靠性和灵敏有性所以选择单母分段接线形式，在一个电源点故障终止供电时，另一个电源可以通过母联对两段母线及主变进行供电。为了后期扩建，预留一台主变，用单电源供电，方便扩建；（2）10kV选择单母线分段接线。因为待建变电站10kV出线、类负荷。类负荷33%，类负荷67%，供电可靠性要求较高柜，所以单母分段接线可以满足要求，为满足供电的可靠性和灵活性，应选择单母分段接线形式。根据现有的上级供电电源，我设计的变电站是选择由220kV

30、石羊变电站和220kV核桃村变电站的各一条110kV出线对其供电。两条进线来至不同的变电站，互为备用电源。如当220kV石羊站电源出现故障时可投入220kV核桃村站的线路，从而提高本变电站的供电可靠性。 本设计暂确定设计的变电站名为：110kV南天府变电站。三条进线分别命名为：110kV石府线161线路、110kV核府一线162线路、110kV核府二线163线路。正常运行方式：本站有110kV、10kV两个电压等级，三台主变压器，其接线方式为：1号、2号主变变压器接线采用内桥接线方式，专设内桥130开关， 3号主变采用线路变压器接线方式。110kV设备正常运行时，110kV核府二线163开关供

31、3号主变电源，石府线161开关供110kV段母线及1号主变电源，经内桥开关130供110kV段母线及2号主变电源，核府一线162开关热备用。110kV备用电源自投装置投入运行。10kV采用单母线分段的接线方式，共有四段母线，设有10kV、段分段930开关，10kV、段分段 960开关。有电容器6组，站用接地变两台，接地变1台；共有36回出线。10kV设备正常运行时，即由1号主变901开关供10kV 母，2号主变902开关供10kV母，2号主变904开关供10kV母，3号主变903开关供10kV母。10kV、段分段930 开关和10kV、段分段960开关热备用，10kV1号、2号备用电源自投装置

32、投入运行。站用变接线方式：1号站用接地变接于10kV母， 2号站用接地变接于10kV 母。正常运行方式为一台运行，另一台在低压侧热备用，每月进行一次轮换。4号接地变接于10kV 母，只用于对系统的电容电流的补偿，无低压侧接线。电容器接线方式：电容一、二路接于10kV母；电容三路接于10kV母；电容四路接于10kV母；电容五、六路接于10kV 母运行。特殊运行方式：本站停用一台主变或停用一条110kV线路时的运行方式：110kV核府二线163和3号主变停电时，拉开110kV核府二线163开关及1631、1633刀闸，903开关，由2号主变904开关供10kV母电源.并经10kV 、段分段960开

33、关供10kV 母电源。拉开2号主变902开关，由1号主变901开关供10 kV母电源并经10kV、段分段930开关供10kV母电源。10kV1号、2号备用电源自投装置退出运行。2号主变停电时，拉开2号主变1021刀闸，902、904开关，由3号主变903开关供10kV 母电源并经10kV、段分段960开关供10kV母电源，由1号主变901开关供10kV母电源经10kV、段分段930开关供10kV母电源。10kV1号、2号备用电源自投装置退出运行。1号主变停电时，拉开1号主变1011刀闸、903 开关，由2号主变902开关供10kV母电源并经10kV、段分段930开关供10kV母电源。拉开2号主

34、变904开关，由3号主变903开关供10kV母电源并经10kV、段分段960开关供10kV 母电源。10kV1号、2号备用电源自投装置退出运行。110kV段母线停电时，拉开110kV核府二线163开关及1621、1623刀闸， 段PT1028刀闸，内桥130开关及1301、1302刀闸，2号主变1021刀闸（2号主变停电）。110kV备用电源自投装置退出运行。110kV段母线停电时，拉开110kV石府线161开关及1611、1613刀闸， 段PT1018刀闸，内桥130开关及1301、1302刀闸，1号主变1011刀闸（1号主变停电），110kV备用电源自投装置退出运行。110kV核府一线16

35、2线路停电时，拉开110kV核府一线162开关及所属的1621、1623刀闸。110kV母和2号主变由内桥130开关供给电源。110kV备用电源自投装置退出运行。110kV石府线161线路停电时，拉开110kV石府线161开关及所属的1611、1613刀闸。110kV母和1号主变由内桥130开关供给电源。110kV备用电源自投装置退出运行。110kV内桥130开关检修或试验时：采用110kV、段母线分列运行的结线方式运行，拉开130及1301、1302刀闸。110kV备用电源自投装置退出运行。10kV、段母线停电时：将该段母线上所有连接的开关、PT刀闸及分段开关拉开。第五节：主接线中的设备配置

36、一、 主变压器的配置在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。35110KV变电所设计规范规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变站，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。1、选择方法变压器

37、是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。 1主变压器台数，为保证供电可靠性，110kV南天府变电站设有三台主变压器。2变压器容量，装有三台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。为了满足电力负荷的要求再多加一台主变单独运行。 3绕组数和接线组别的确定，该变电站有两个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行

38、，110KV以上电压，变压器绕组都采用Y0连接，35KV采用Y形连接，10KV采用连接。4调压方式的选择，普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。5冷却方式的选择，主变压器一般采用的冷却方式有：

39、自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。同时，因我们设计的变电站在城市繁华地区，为了节省变电站的用地、降噪及美观，把变压器建于地下，所以在冷却方式的选择上可以以风冷为主，水冷为辅的方式。2、主变压器选择1.选择原则（1）为保证供电可靠性，在变电站中，一般装设两台主变压器；（2）为满足运行的灵敏性和可靠性，如有重要负荷的变电站，应选择两台双绕组变压器，选用双绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少；（3）装有两台及以上主变压器的变电站，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

40、户的一级和二级全部负荷的供电。2.主变压器台数确定主变台数确定的要求：（1）对大城市繁华片区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜；（2）针对成都南部片区发展快速，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用单母分段接线的方式，再增加新的110kV进线对扩建主变压器供电。三台主变压器，并列运行且容量相等。3.变电所主变压器容量的确定1主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。根据电力工程设计手册，变压器容量应根据计算负荷选择，对平稳负荷供电的

41、单台变压器，负荷率一般取85左右。 即：=S/Se 式中：S计算负荷容量（kVA）；Se变压器容量（kVA）；负荷率（通常取8090）考虑到该区后期发展，我选用的单台变压器容量为50MVA，该变电站总容量为150MVA.2根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070%。4.变电站主变压器型式的选择本站有1号、2号、3号主变压器三台，(其铭牌数据参见附录一13)，均为油浸风冷三相两圈有载调压变压器

42、，单台容量均为50000kVA。主变压器可根据调度命令单台运行、并列运行或解列运行。1号、2号、3号主变压器在正常情况下，一般不允许过负荷运行，当负荷电流超过额定值，值班人员应立即汇报值班调度员， 请求调整负荷至额定值以下，并注意监视油温、油位、冷却器的运行状况，如监盘发现异常或主变严重过负荷，应到站检查接头有无发热和渗漏油等现象。本站主变压器冷却方式是油浸风冷（ONAF），在运行中，允许温度应按上层油温来检查，为了防止变压器油劣化过速，上层油温最高不得超过85. 极限温度不得超过95，温升不得超过55。本站主变风冷装置投入温度整定为50，主变“温度高”信号整定为85。当主变油温超过85，应到

43、站检查。本站为无人值班变电站，值班员应按规定的时间对主变运行情况进行巡视检查，遇特殊气候和事故、障碍等时应对变压器进行额外的检查。事故情况下，1号、2号、3号主变压器允许过负荷运行。但如果变压器存在较大缺陷(如冷却系统不正常，严重漏油，色谱分析异常，接头严重发热等)时，不准过负荷运行，事故过负荷运行必须按部颁电力变压器运行规程中的有关规定执行。值班人员应按规定时间记录主变压器的负荷、电压、温度和环境温度。第二章 短路电流计算短路是电力系统中最常见的且很严重的故障，最为严重的是三相短路。短路的原因大致是由于电气设备的绝缘因陈旧老化而损坏，或电气设备受机械损伤而使绝缘损坏，或因过电压而使电气设备的

44、绝缘击穿等造成；也由于未遵守安全操作规程的误操作，如带负荷拉闸、休修后未拆除接地线而送电等造成短路；以及鸟兽跨接裸露的导电部分而发生短路。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。短路电流计算的目的主要有以下几方面：（1）为了进行电气主接线的选择；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取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）选择导体和电气；在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全

45、、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。（5）选择继电保护装置和整定计算；接地装置的设计，也需用短路电流4。短路电流计算常用的方法有：（1）为保证变电所所选用的电器设备，在短路故障状态时的安全，采用三相短路时的电流进行校验。（2）三相短路电流的计算，采用标幺值和运算曲线，分别计算0秒、0.1秒、4秒时的值，并进而计算短路电流的最大值ich、0.1秒短路容量Sd(0.1s)和4秒短路容量Qd(4s)作为电气设备动稳定、切断容量、热稳定的校验。对于1000V 以下低压网络的短路电