毕业论文(330kV变电站电气主接线设计)

2021年2月12日发(作者：curse)

题

目：

毕

业

设

计

330kV

变电站电气主接线系统设计

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，在全国电网 中占有特别重要的位置。对变电站进行合理的规划和科学

的设计是保证供电质量的前提和 基础。

本设计为

330kV

变电站设计，

330kV

变电站设计最终为

3

台主变压器，

首期投产建设

1

台。综合考虑工程初期和长期运行的费用，追求设备寿命

< br>期内最优的经济效益，分为主变压器选择、主接线技术经济比较、短路电

流计算、 电气设备的选择等几部分，同时附有电气主接线图等图纸加以说

明。站内主接线分为

330kV

、

110 kV

、和

35 kV

三个电压等级；各 个电压

等级分别采用双母线、双母线和单母线的接线方式；短路电流选取三个电

压等级处为短路点进行计算，并介绍了短路电流的危害和产生原因；在电

气设备的选择上以各种元器件参数选择为主。此外，还对导线、绝缘配合、

过电压保护等 方面进行了简单的设计，使变电站电气一次部分基本完成。

关键词：

330kV

变电站

主变压器

短路电流

电气主接线

Abstract

Substation

is

an

important

part

of

the

power

system,

which

directly

affects

the

entire

power

system

security

and

economic

operation .It is the intermediate links contracting the users and the power

plants,

and

it

has

the

function

of

transformation

and

distribution

of

electric

energy,

which

plays

a

particularly

important

role

in

national

power

grid.

Reasonable

substation

planning

and

scientific

design

is

to

ensure the prerequisite and basis for power quality.

The design is for the 330kV substation, the substation is finally

a design of 3 sets of the main transformer, one set will be currently put

into

building.

Considering

the

engineering

costs

of

the

initial

and

long- running period to pursuit the best economic interest during the use

time

of

the

equipment,

this

design

is

divided

into

following

parts,

the

main transformer selection, main connection technological and economic

comparison

,

short

circuit

current

calculation

and

selection

of

electrical

equipments, accompanied by drawings of main electrical wiring diagram

to illustrate this. The main terminal station is divided into three voltage

level, 330kV, 110 kV, and 35kV

;Various voltage levels is respectively

divided

into

dual

bus,

dual-bus

and

single

bus

terminals;

Select

points

which

is

at

three

voltage

levels

for

the

short-circuit

calculations,

and

describe the causes and harm of short-circuit current; The main point of

the selection of electrical equipment is to choose the main parameters of

the

various

components.

In

addition,

she

will

put

up

with

the

simple

design

the

of

wire,

insulation

coordination,

overvoltage

protection

and

grounding

aspects,

so

that

the

design

of

the

first

part

of

an

electrical

substation would be basically completed

?

Key

Words

：

330kV

substation

main

transformer

current calculation

main electrical wiring

short

circuit

目

录

第一章

绪论

.......................... ..............................

1

1.1

330kV

变电站设计的研究意义

.................................

1

1.2

330kV

变电站国内外研究现状综述

.............................

1

1.3

本设计的研究内容

........ ...................................

2

第二章

原始资料分析

...................... ..........................

3

第三章

主变压器的选择

< p>
............................................ ..

4

3.1

概述

.............. .........................................

4

3.2

主变压器台数、型式的选择

...................................

4

3.3

站用变压器的选择

........ ...................................

5

3.4

本章小结

............ .......................................

6

第四章

变电站电气主接线设计

.................. ......................

7

4.1

电气主接线的基本要求

.......................................

7

4.2

电气主接线的设计原则

.......................................

7

4.3

主接线类型分析

.............................................

7

4.4

主接线方案技术经济性比较

..................................

1

0

4.5

本章小结

............ ......................................

1

1

第五章

短路电流计算

............................................. ..

1

2

5.1

短路电流的计算目的

........................................

1

2

5.2

短路电流计算的步骤

....... .................................

1

2

5.3

短路电流计算取值

........ ..................................

1

2

5.3.1

电抗标么值计算

.....................................

1

3

5.3.2

短路点的计算

......................................

1

6

5.4

本章小结

............ ......................................

1

9

第六章

主要电气设备的选择

.............................. ...........

2

0

6.1

断路器、隔离开关、互感器的选择原则

........................

2

0

6.2

330kV

设备的配置与选择

...................................

2

2

6.3

110kV

设备的配置与选择

...................................

2

4

6.4

35kV

设备的配置与选择

....................................

2

5

6.5

导体的选择

........... .....................................

2

6

6.5.1

母线的选择原则

.....................................

2

6

6.5.2

母线的选择校验

.....................................

2

7

6.6

本章小结

............ ......................................

2

9

第七章

变电站继电保护、绝缘配合 及防雷技术

.........................

3

0

7.1

继电保护

..................................................

3

0

7.1.1

概述

< br>...............................................

3

0

7.1.2

继电保护配置方案

.

.............................. .....

3

1

7.2

避雷器的配置与选择

........................................

3

2

7.3

电气设备的绝缘配合

....... .................................

3

2

7.4.1

330kV

电气设备的绝缘配合

............................

3

2

7.4.2

110kV

绝缘配合

.....................................

3

4

7.4.3

35kV

绝缘配合

......................................

3

4

7.4.4

过电压保护

< p>
.........................................

3

5

第八章

总结与展望

.............................................. ...

3

6

参考文献

.................................. .........................

3

6

致谢< /p>

........................................ .......

错

误！未定义书签。

附录

.......................... .....................................

3

7

本科毕业论文

第一章

绪论

1.1 330kV

变电站设计的研究意义

随 着经济的发展，

工业水平的进步，

人们生活水平不断的提高，< /p>

电力系统在

整个行业中所占的比例日趋增大。

现代电力系统是一个巨大的、

严密的整体。

各

类发电厂、

变电站分工完成整个电力系统的发电、

变 电和配电的任务。

电力系统

是国民经济的重要能源部门，

而变电站的设计是电力工业建设中不可或缺的一个

项目。

由于变电站的设计内容多，

范围广，

逻辑性强，

不同电压等级，

不同类型，

不同性质负荷的 变电站设计时所侧重的方面是不一样的。

设计过程中药针对变电

站的规模和形式，具体问题具体分析。

变电站是电力系统中变 换电压、

接受和分配电能、

控制电力的流向和调整电

< p>
压的电力设施，

它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。

我国电力系统的变

电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电 站，配电站。我国电

力工业的设计水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了 更高的要

求，需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。

< /p>

我国具有极其丰富的能源。

这些优越的自然条件为我国电力工业的 发展提供

了良好的物质基础。

尤其是在中国西部，

矿藏着丰富的煤炭资源，

而且自然条件

优势突出，蕴 含风能、太阳能等洁净能源。

“十二五”期间也是我国发展低 碳

经济的关键时期，因此西北电网发展面临着前所未有的历史机遇。预计

2015

年

之前，

我国“以煤 为主”的电力消费结构仍然很难改变，

尽管煤炭消费量占整个

能 源消费总量的比重会下降几个百分点，

但“十二五”期间，

逐年 的煤电需求还

会增长，因此在未来相当长的一段时间内，我国的能源仍将保持以煤炭为基 础，

电力为中心的格局。

在“十二五”期间，

< br>国家电网将新增

110

千伏以上的输电线

路

33.7

万公里，以满足新增

3.8

亿千瓦电力装机的介入和输送需求，实现跨区

输送

2.5

亿千瓦的电力和

1.15

< p>
万亿千瓦时的电量。预计到“十二五”期末，我

国电力装机容量将超过

14

亿千瓦。

但 是，

随着我国国民经济的高速发展和人们生活水平的提高，

电力 工业的发

展仍然不能满足整个社会发展的需要。

另外，

由于我国人口众多，

因此再按人口

平均用电方面 ，

迄今仍落于一些发达国家，

即使在发展中国家，

也只处于中等水

平，

尚不及世界人口平均用电量的一 半。

因而，

要实现我国电力行业的持续稳步

发展，就要加强电源建设，搞好“西电东送”以确保电力先行。

1.2 330kV

变电站国内外研究现状综述

自

20

世纪

70

年代

330kV

电网在我国西北地区出现自今，

< p>
330kV

电网已经

成为我国西北地区的主力电网 。

截至

2004

年底，

全国共投运

330kV

线路

1 15

条，

1

本科毕业论文

总长度约为

1070km

，全网共有

330kV

降压变电站

52

座，主变 压器总容量

20640MVA

。

330 kV

变电站设计也相应经历了初期阶段、成长阶段和成熟阶段。

在智能电网建设的大背景下，

数字化变电站快速发展是必然趋势 ，

数字化变

电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义 的一次变革，

对变电站自动

化系统的各方面将产生深远的影响。 数字化变电站在我国发展迅速，从

1995

年

< br>德国提出制定

IEC61850

的设想开始，

< p>
中国就一直关注

IEC61850

的发展。

宁夏电

力公司于

2010

年

9

月

30

日投运国内首座数字化

330kV

蒋家南变电站。

< p>

欧洲绝大部分超高压变电站从一开始就按无人值班设计，

已普及了变电站自

动化。

如英国

Enderby

变电站于

20

世纪< /p>

60

年代建设，

电压等级为

400

／

132

kV

，

4

回

400 k V

进线，

3

台主变。

< br>400 kV

母线四角形接线，

132 kV

< p>
母线为双母单分

段。埃德拜变电站为无人值班、有人看守站。欧洲大部分< /p>

400 kV

变电站的一次

设备（变压器 、开关、母线等）仍广泛采用常规的、分散安装的设备，而只在部

分城市的个别

400 kV

变电站采用

GIS

设备，国外电网的可靠性很高，在设计的

过程中更注重的是投资和效益。

1.3

本设计的研究内容

变电所是电力系统 的主要组成部分，起着电能的接受，分配、联络、稳定系

统的重要作用。

电气主接线是变电所的重要组成部分，

电气主接线方式直接影响

运行的可靠性、

灵活性，

它的拟定直接关系到电气设备 的选择，

是变电所电气部

分投资大小的决定性因素。由于变电站 的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同

电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设 计时所侧重的方面是不一样的。

本设计针对

330kV

变电站做电气主接线方面设计，主要内容如下：

1.

分析原始材料，确定待建变电站的规模、负荷、环境条件等。

2.

根据原始材料制定出几种接线方 案，通过经济及安全可靠性比较，确定

出最优方案，完成变电站电气主接线的设计（完成 主接线、主变及站变的选择，

包括容量计算，型号及台数的选择，绘出主接线图）。

3.

短路电流 计算。短路电流可为不同方案进行技术经济比较，并且为确定

是否采取限制短路电流措施 、选取电气设备提供依据。

4.

主要电气设备及导体的选择、校验。

包括断路器、隔离开关、互感器等的选择及短路热稳定校验及动稳定校验。

5.

变电站的继电保护、绝缘配合、防雷及过电压保护设计。

2

本科毕业论文

第二章

原始资料分析

根据电力系统规划需新 建一座

330kV

区域变电所，该变电站位于某市城郊，

当地年高气温

27

℃，年最低气温

< p>
-18

℃，最热月平均最高气温

21.5

℃，当地海拔

高度：

1000m

，雷暴日：

25

日

/

年。

1 .

待建变电站的规模

本变电站的电压 等级分别为

330kV

、

110kV< /p>

、

35kV

。

330kV

首期

1

< br>进

3

出，终期

2

进

4

出

110kV

首期

6

< br>回出线，终期

14

回出线

2 .

设系统容量：

A

系统：

S=1500MVA

X=0.38

B

系统：

S=2000MVA

X=0.32

C

系统：

S=1200MVA

X=0.42

3.

连接方式：

该变电站

D

以双回路与相距

100km

的

A

系统相连，与相距

85km

的

C

系统

相连；

以单回路与相距

130km

的

B

系统相连；

其中

A

系统与

B

系统的距离

150km

，

B

系统与

C

系统的距离

160km

。导 线型号均选

LGJQ-400

。如图

2 -1

所示

C

B

A

待建变电站

图

2-1

连接方式

4 .

其他条件

变电站所处位置，地形平坦、开阔，占地范围内无生态敏感区。

3

本科毕业论文

第三章

主变压器的选择

3.1

概述

变压器是变电所的电气设备之一 ，

起担任着向用户输送功率，

或者两种电压

等级之间交换功率的任务，

同时兼顾电力系统负荷增长的情况，

并根据电力系统

5-10

年发展规划综合分析，合理选择。 在选择主变时，要根据原始材料和变电

所自身的特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到 经济性来选择变压器。

3.2

主变压器台数、型式的选择

1.

对于大城市郊区的一次变电站在 中低压侧已构成环网的情况下，变电所

装设两台变压器为宜。

2.

对地区性孤立的一次变电所或大 型工业专用变电所在设计时应考虑装设

三台变压器。

3.

对于规划只装设两台变压器的变 电站，其变压器基础宜按大于变压器容

量的

1

—

2

级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

4.

装有两台及以上主变压器的变电 站，其中一台事故停运后，其余主变压

器的容量应保证该所全 部负荷的

70%

到

80%

，并应保证用户的一级和全部二级负

荷的供电。

< /p>

由前设计说明可知、正常运行时，变电站负荷由

330kV

系统供电，为提高

负荷供电可靠性，

并考虑到 现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，

最终应

采用三台容 量相同的变压器并联运行。

330

kV

变电站可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压

< br>(

即短路电压

)

，应根据电网情 况、断路器断流能力以及变压器结构选定。

变压器采用三相或 单相，

主要考虑变压器的制造条件、

可靠性及运输条件等

因素，在不受运输条件限制时，

330kV

及以下的变电所均应选用三相变压器，

对具有三种电压的变电所，

如果通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容

量的

15

％以上时，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一

< br>般先用三绕组变压器。采用三绕组变压器。

110

kV

及以上中性点直接接地系统

连接的变压器，一般优先选用自耦变 压器。

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，< /p>

否则不能并列运行。

电力

系统采用的绕组连接有星形“

Y

”和三角形“

D

”。在变电站中，一般考虑系统

的同步并列 以要求限制

3

次谐波对电源等因素。

我国

110 kV

及以上电压变压器绕组都采用中性点直接接地，

35kV

以下电

压等级、

变压器绕组都采用△连接。

根据选择原则可确定所 选择变压器绕组接线

方式为

Y

／

Y

／△接线。

4

本科毕业论文

综上所述，并考虑到本 次设计的三个电压等级，查

330kV

三相三绕组电力

变压器技术数据表，选择变压器的型号为

OSFPZ9-240000< /p>

，其参数见表

3-1

。

< br>

表

3-1

主变压器技术参数

项

目

主变压器型号

额定容量

容量比

电压比

短路阻抗

连接组别

调压方式

冷却方式

中性点接地方式及绝

缘水平

技

术

参

数

< /p>

三相、三绕组、有载调亚、

油浸、风冷、自耦电力变压器

240MVA

240/240/72MVA

345±

8×

1.25%/121/3 5kV

Uk1-2%=10.5 Uk1-3%=24

Uk2-3%=13

YNa0dll

有载调压

ONAF

或

ODAF

直接接地

备

注

电压比及短路阻抗

应根据实际工程选择

高、中及中性点均副套管式电流互感器

3.3

站用变压器的选择

站用变的容量必须满足常用负荷需要和留有

10%

的裕度，以备加临时负荷。

两台站变互为暗备用，

正常情况单 台变压器运行。

每台工作变压器在不满载状态

下运行，

当任意一台变压器因故障被断开后，

其站用负荷则由完好的站用变压器< /p>

承担。

经初步计算，选用两台

630kVA

的站用变压器，型号为

SZ9-6 30/35

，油浸式，

有载调压。

< /p>

考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化

< br>过渡的目标，可选用干式变压器。

1)

当变电站内有较低电压母线时< /p>

,

一般均较低电压母线上引接

1

～

2

个站用

变压器

,

这一站用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。

< p>

2)

当有可靠的

6

～

35KV

电源 联络线时，可将一台站用变压器接到联络变压

器外侧，更能保证站用电的不间断供电。

3)

由主变压器第三绕组引接

,

所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关

设备，否则要加装限流电抗器。

由于本所内有较低电压

（

35KV

）

母线时

,

所以从

35KV

母线上引接

2

台站用变

压器

,

互为备用，平时运行当一台故障时另一台能承受变电所的全部负荷。

5

本科毕业论文

3.4

本章小结

变压器是变电站的核心电气 设备，

变电站能量的大小也主要取决于变压器的

能力，本章对变 压器进行了选型，包括型号、型式、台数的确定，而且对站用变

压器也进行了选择。

变压器选定之后，

再设计电气主接线，

按照 选定的接线方式，

变压器、输电线路及其他电气设备与电力系统才能正确连接。

6

本科毕业论文

第四章

变电站电气主接线设计

变电所电气主 接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，

选择

出 一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。

变电所得电气主接线

< p>
是电力系统的重要组成部分，

它表明变电所内的变压器、

< br>各电压等级的线路、

无

功补偿设备以最优化的接线方式与 电力系统连接，

同时表明在变电所内各种电气

设备之间的连接方 式。

一个变电所的电气主接线包括高压侧、

中压侧、

< p>
低压侧以

及变压器饿界限。

因各侧所接的系统情况 不同，

进出线回路数不同，

其接线方式

也不同。

电气主接线是多种电气设备通过连线，

按其功能要求组成的接受和分配电能

的电路，

也成为 一次接线或电气主系统。

用规定的设备文字和图形符号将发电机、

变压器、母线、输电线路等有关电气设备，按其工作顺序，详细表示电气设备和

连接关 系的单线接线图，称为电气主接线图。

4.1

电气主接线的基本要求

（

1

）

可靠性

电气接线必须保证用户供电的可靠性，< /p>

应分别按各类负荷的

重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。< /p>

保证电气接线可靠性可以用多种措施

来实现。

（

2

）

灵活性

电气系统接线应能适应各式 各样可能运行方式的要求。

并可

以保证能将符合质量要求的电能 送给用户。

（

3

）

安全性

电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下

运行人员的安全性与设备 的安全性。

（

4

）经济性

其中包括最少的投资与最低的年运行费。

（

5

）

应具有发展与扩建的方便性

在设计接线方时要考虑到

5

～

10

年的发

展远景，

要求在设备容量、

安装空间以及接线 形式上，

为

5

～

10

年的最终容量留

有余地。

4.2

电气主接线的设计原则

以设计任务书为原则，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准

绳、结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提

下， 兼顾运行、维护方便，尽可能节省投资，例证设备原件和设计的先进性，坚

持可靠、先进 、使用、经济、美观的原则。

4.3

主接线类型分析

1.

单母线接线

< br>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。

7

本科毕业论文

缺点：不够灵活可靠， 任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。

使用范围：一般适应一台主变的以下情况。

①

6

～

10KV

配电装置的出线回路数不超过

5< /p>

回。

②

35

～

63KV

配 电装置的出线回路数不超过

3

回。

③

110KV

～

220KV

配电装置的出线路数不超过

2

回。

2.

单母分段接线

优点：

母线分段后，

对主要用户可从不同段供电，

保证供电的 可靠性，

另外，

当一段母线发生故障，

分段断路器自动将故障段切除，

保证正常段母线不间断供

电。< /p>

缺点：

当母线故障时，

该段母线的回路都要停电，

同时扩建时需向两个方向

均 衡扩建。

适用范围：

①

6

～

10KV

配电装置的出线回路数为

6

回及以上时。

②

35

～

63KV

配电装置的出线回路数为

4

～

8

回时。

③

110KV

～

220KV

< br>配电装置的出线路数为

3

～

4< /p>

回时。

3.

单母分段带旁路母线

这种接线方式： 适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为

35

～

110KV

的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。

4.

双母线接线

优点为：

供电可靠，

通过两组母线隔离 开关的操作，

可以轮流检修一组母线

而不至于供电中断，

一组母线故障后能迅速恢复供电，

检修任一组的母线隔离开

< p>
关时

图

4-1

双母线接线

只停该回路；

< p>
扩建方便，

可向双母线的左右任何一个方向扩建，

均不影响两组母

线的电源和负荷的平均分配，

不会引起原有回路 的停电，

以致连接不同的母线段，

不会如单母线分段那样导致交 叉跨越；

便于试验，

当个别回路需要时单独进行试

验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。

8

本科毕业论文

缺点是：增加一组母线 ，就要增加一组母线隔离开关，设备多，投资大，而

且容易造成误操作。

适用范围：

①

6

～

10KV

配电装置当短路电流较大，出线需要装设电抗器时。

②

35

～

63KV

配电装置的出线回路数超过

8

回路时。

③

110KV

～

220KV

配电装置的出线回路数为

5

回及以上时。

5.

双母线分段接线

优点：有较高的可靠性和灵活性，缩小了母线故障的影响范围

缺点：占地面积大，增加投资

适用范 围：

用于进出线回路数较多的配电装置。

一般

< br>220KV

进出线超过

10-14

回时，可采用双母单分段接线。当回路数达

15

回以上时，可 采用双母双分段接

线。

6.

双母线带旁路母线接线

优点

:

出线回路数较多时，提高了双母线工作的可靠性和灵活性

缺点：占地面积大，投资大

适用范围：

110KV

出线在

6< /p>

回以上，

220KV

出线在

4

回以上时，宜采用带

专用旁路

QF

的旁路母线。

但当采用可靠性较高的

< br>SF6

断路器时可不设置旁路母

线。

7.

一台半断路器接线，就是每两个回路用三台断路器 接在两组母线上，即

每一回路经一台断路器接至一组母线，

两条 回路间设一台联络断路器，

形成一串，

故称为一台半断路器接线 ，又称二分之三接线。

图

4-2

二分之三接线

优点：具有较高的供电 可靠性及运行灵活性，一母线故障或检修均不停电。

隔离开关仅做隔离电源用，不易产生 误操作。

缺点：

使用设备多，

占地面积较大，

增加了二次控制回路的接线和继电保护

的复杂性，且投资大。

适用范围：大型发电厂和变电所的超高压配电装置中，

一般进出线数在

6

9

本科毕业论文

回以上。

4.4

主接线方案技术经济性比较

1.

330kV

主接线方案

考虑到

330kV

变电站在西北电网中的主导性和重要性，从可靠性角度出发 ，

330kV

侧可选用的主接线方案有双母线接线，

< p>
双母带旁接线，

一个半断路器接线。

< p>
330kV

电网建设初期，曾采用双母线带旁路母线接线，为节约投资，< /p>

2000

年以后设计的变电站均已基本取消旁路母线。

< p>
因此现在主要比较双母线接线与一

个半断路器接线的优缺点，如表

4-1

，确定接线方案。

表

4-1

方案比较

指标

方案

可靠性

较高，

可以轮流检修一组母线而

不致供电中断当一组母线故障

时

,

只要将故障母线上的回路

倒换到另一组 母线。

灵活性

易于向母线两侧任一个方向扩

建。

经济性

增 加一组母线，

就要增加一组母

使用设备较多

,

特别是断路器和

较高，每一回路由两台断路器供

电

,

母线发生故障时

,

任何回路

都不停电，

检修任何一台断路器也

不致中断供电 。

正常时两条母线和全部断路器运

行

,

成多路环状供电。

方案

I

双母线接线

方案

II

一个半断路器接线

线隔离开关，设备多，投资大。

电流互感器

,

投资费用大

,

保护

接线复杂。

比较

二者都具有较好的灵活性，方案

II

的可靠性略高于方案

I

< p>
，终期规

模相比，方案

II

的设备购置费用高于方案

I

，占地面积增大也会增

< p>
加建筑成本，

二次回路接线复杂使得继电保护成本增加，

< br>而且本设计

拟选用可靠性更高的

GIS

< br>配电装置，综上考虑选择双母线接线方式。

2.

110kV

主接线方案

110kV

出线最终建设规模为

14

回，出线回路数较多，从可靠性方面讲，不

能采用单母线类接线方式，

可以采用的接线方案有双母线接线，

双母线带旁路接

线。

110kV

侧从

< p>
70

年代初到

80

年代中 期

,

由于

110

kV

输电线路网架很不完善

,

造成

110

kV

线路负荷较重

< p>
,

输送距离较远

,

输送功 率较大

,

且其配电装置均采用

少油断路 器

,

为保证电网安全及供电可靠性

,< /p>

110

kV

配电装置接线大多采用双母

线带专用旁路母线接线。改革开放以来随着电力工业的快速发展

,

电网装机容量

10

本科毕业论文

不断增加

,

330

< br>kV

输电网络不断扩展

,

原由< /p>

110kV

输电线作为主网架承担大容量

长距离输电的功能已由

330

kV

超 高压电网所承担

,

110

kV

网络主要作为二次输

电网

;

< br>且

110 kV

输电线大多形成环网双回路供电

,

电网供电可靠性大大提高。

同时

,

本装置采用

GIS

配电装置，

SF6

断路器具有可靠性高

,

开断能力强

,

电

寿命、机械寿命和检修周期长的特点

,

使电网配电装置的安全水平也大为提高。

因此

110 kV

采用双母线接线

,

取消旁路母线和旁路设施 是可行的。

综上，本设计采用双母线单分段接线，

< p>
GIS

设备。一期

110kV

出线

6

回，

1

回主变进线，共

7

回进出线，采用双母线接线，

< p>
1

个母线回路，装设

2

组 母线设

备。终期

14

回出线，

3

回主变进线。

3. 35kV

主接线方案

330

kV

变电所中的

35kV(

< br>或

10

kV)

电压等级接线< /p>

,

主要用于无功补偿

,

< br>在已

运行的

330 kV

变电所 中

,

主变低压侧

35 kV

< p>
均以变压器为单元采用单元式单母线

接线。

最终< /p>

3

台主变压器，

每台主变压器

< p>
35kV

侧各装设

35kV

并联电抗器

1

组、

35kV

并联电容器最终

3

组。一期安装

35kV

并联电抗器

1

组、容 量为

30Mvar

；

35kV

并联电容器

3

组、

容量 为

20Mvar

。

其中

2

台主变低压变压器侧还各接有一

台站用变压器。

4.5

本章小结

变电所的电气主接线是电力 系统接线的重要组成部分。

本章通过可靠性经济

性的比较，确定 了

330kV

变电站电气主接线的形式，拟定配电装置采用

GIS

配

电装置，

综合考虑，

330kV

侧选用双母线接线，

110kV

采用双母单分段接线，

35kV

采用以变压器为单元的接线。

11

本科毕业论文

第五章

短路电流计算

5.1

短路电流的计算目的

在电力系统中运 行的电气设备，

在其运行中都必须考虑到发生的各种故障和

不正 常运行状态，

最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路。

因为它们会

破坏对用户正常供电和电气设备的正常运行，

使电气 设备受到破坏。

所谓短路是

指一切不属于正常运行的相与相之间 或相与地之间

（对于中性点接地系统）

发生

通路的情况。

在三相系统中，

可能发生的有对称的三相短路和不对称的两相短路、

两相接

地短路和单相接地短路。

在各种类型的短 路中，

单相短路占多数，

三相短路几率

最小，但其后果最为严重。因此，我们采用三相短路（对称短路）来计算短路电

流，并检 验电气设备的稳定性。

模考虑；

电力系统侧按无限大容量系统供电处理；

用于设备选择时，

按变 电所最终规

5.2

短路电流计算的步骤

1.

< p>
计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；

2.

给系统制订等值网络图；

3.

短路点的选择

< br>在每个电压等级下选一个短路点，即

330kv

、

110kv

、

10kv

电压等级短路点

分别选在

d1

、

d2

、

d3

点；< /p>

4.

对网络进行化简，计算短路电流标 幺值、有名值。

标幺值：

I

*

?

1

< p>
X

?

jsi

S

b

3

U

b

2

(5-1)

有名值：

I

?

I

*

(5-2)

5.

计算短路电流冲击值

短路电流

i

ch

?

2

K

ch

I

f

?< /p>

2.55

I

(5-3)

6.

列出短路电流计算结果

5.3

短路电流计算取值

计算系统中各设备电抗标幺值时，

取基准容量

S

b

=2000MVA

，

基准电压取平

均电压：

330kV

电压侧取

345kV

；

110kV

电压侧取

115 kV

；

35kV

电压侧取

< p>
37kV

。

12

本科毕业论文

5.3.1

电抗标么值计算

电抗标幺值：

X

*

?

S

X

?

X

b

2< /p>

（

5-4

）

X

b

U

b

*

若换算到统一基准值下

X

?

X

N

则

X

*

?

X

N

U

N

2< /p>

（

5-5

）

S

N

S

b

（

5-6

）

S

N

进行网络简化时，求出各等值电源 与短路之间的转移电抗

X

i

< p>
，再将其换

?

算成以等值电源容量为基准的标幺值 ，即为该电源的计算电抗

X

jsi

。

X

jsi

?

X

*

S

Ni

（

5-7

）

S

?

i

b

式中，

S

Ni

—

第< /p>

i

个等值电源的额定容量，

MVA

；

i=1

，

2

，??

1.

系统电抗

A

：

X

1

?

X< /p>

N

1

?

S

b

2000

?

0.3 8

?

?

0.51

S

N

1

1 500

S

b

2000

?

0.32

?

?

0.32

S

N

2

2000

S

< p>
b

2000

?

?

0.7

S

N

3

1200

B

：

X

2

?

X

< p>
N

2

?

C

：

X

3

?

X

N

3

?

2.

各系统与

D

间电抗（查得

LGJQ-400

的电抗为

< br>X=0.417

）

C-D

：

X

6

?

S

1

1

2000

X

1

cd

?

b

2

?

?

0.417

?

85

?

?

0.28

2

2

U

b

2

345

S

b

2000< /p>

?

0.417

?

130

?

?

0.91

< br>

2

2

U

b

345

B-D

：

< br>X

7

?

X

1

bd

?

A-D

：

X

8

?

S

1

1

2000

X

1

ad

?

b

2

?

?

0. 417

?

100

?

?

0.35

2

< br>U

b

2

345

< br>2

3.

各系统间电抗

B-C

：

X

4

?

X

1

cd

?

S

b

2000

?

0.417

?

160

?

< p>
?

1.12

2

2

U

b

345

13

本科毕业论文

S

2000

?

1.05

< p>
A-B

：

X

5

< p>
?

X

1

ad

?

b

2

?

< br>0.417

?

150

?

2

U

b

345

查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如表

< br>5-1

。

表

< br>5-1

变压器型号数据表

型< /p>

号

及

容

量

（

kVA

）

额定容

量比：

高

压< /p>

/

中压

/

低压< /p>

(%)

100/100

/30

额定电

压：

高压

/

中压

/

低

压

(kV)< /p>

330/110

/35

空

载

损

负载损

阻抗电压

（各线圈值）

空

（

%

）

载

电

高

-

中

高

-

低

中

-

低

流

0.5

耗

(kW

)

耗

(kW

)

OSFPZ9-240000

105

522

10.67

26.13

16.58

*

X

1-2

、

X

1-3

、

X

2-3

分别表示高

-

中、高

< p>
-

低、中

-

低阻抗

X

9

?

< p>
X

10

?

X

11

?

1

(

X

1

?

2

?

X

1

?

3

?

X

2

?< /p>

3

)

S

b

1

(10.67

?

2 6.23

?

16.58)

2000

?

?

?

?

0.84

2

100

S< /p>

N

2

100

24 0

1

(

X

1< /p>

?

3

?

X

2

?

3

?

< p>
X

1

?

2

)

S

b

1

(26.13

?

16.58

?

10.67)

2000

?

< br>?

?

?

4.5

< br>2

100

S

N

< br>2

100

72

1

(

X

1

?

2

?

X

2

?

3

?

X

1< /p>

?

3

)

S

b

1

(10.67

?

16.58

?

26.13)

< p>
2000

?

?

?

?

0.05

2

100< /p>

S

N

2

100< /p>

240

X

12

?

X

13

?

X< /p>

14

?

X

15< /p>

?

X

16

?

X

17

?

系统网络 图及其化简图

5-2

如下所示：

X

12

35kV

X

13

X

14

110kV

X

17

X

6

330kV

X

9

X

10

X

11

X

15

X< /p>

16

X

3

X

4

X

7

X

2

X

5

X

8

X

1

C

B

A

图

5-2

系统网络图

14

本科毕业论文

利用系统简化图计算各 级电阻，电路图如图

5-3

所示

X

18

?

X

9

//

X

10

//

X

11

?

X

9

0.84

?

?

0. 28

3

3

B

X

2

X

4

X

3

C

X

6

X

18

X

7

X

8

X

5

X

1

A

d1

d2

X

19

d3

图

5-3

网络化简图

X

19

?

X

12

//

X

13

//

X

14

?

X

12

4.45

?

?

< br>1.48

3

3

X

15

0.05

?

< p>
?

0.02

3

3

X

20

?

X

15

//

X

16

//

< p>
X

17

?

Y

1

?

X

3

< br>X

4

?

X

4

X

6

?

X

3

X

6

?

0.7

?

1.12

?

1.05

?

0.28

?

0.7

?

0.28

?

1.29

Y

2

?

X

1

X

< p>
5

?

X

5

X

8

?

X

1

X

8

?

0.51

?

1.05

?

1.05

?

0.35

?

0.51

?

0.35

?

1.08

?

Y

?

1

1

X

3

?

X

6

X

2

?

X

8

1

1

0.7

?

0.28

0.51

?

0 .35

?

?

?

?

?

?

?

?< /p>

5.78

X

1

X

7

Y

1

Y

2

0.32

0.91

1.29

1.08

系统网络等效电 阻的计算，电路图如图

5-4

所示：

X

1

d

?

X

6

X

7

?

Y

?

X

1

X

6

X

3

< br>X

6

Y

1

?

Y

?

X

2

X

6

Y

2

?

Y

?

0.32< /p>

?

0.28

?

0 .89

0.28

0.7

?

0.28

0.51

?

0.2 8

?

?

0. 91

?

5.78

1.29

?

5.78

1.08

?

5.78

15

本科毕业论文

X

2

d

?

Y

1

1.08

?

X

7

X

3

X

8

X

2

X

8

0.35

0.7

?

0.35

0.51

?

0.35

1.05

?

?

?

X

5

?

< p>
?

?

0.91

?

5.78

1.29

?

5 .78

1.08

?

5.78

< p>
X

7

?

Y

Y

1

?

Y

Y

2

?

Y

?

0.93

图

5-4

系统网络等效图

C

B

A

X

3d

X

2d

X

1d

d1

X

18

X

20

d2

X

19

d3

X

3

d

?

Y

2

1.29

?< /p>

X

6

X

X

X

X

0.28

0.7

?

0.28

0.51

< br>?

0.28

?

?

X

4

?

?

3

6

?

2

6

1.12

?

0.91

?

5.78

1.29

?

5.78

1.08

?

5.78

X

7

?

Y

Y

1

?

Y

Y

2

?

Y

5.3.2

短路点的计算

1.

d1

点 短路（

330kV

母线）

1)

计算各系统电源计算电抗

,

电路图如图

5-5

所示；

?

1.06

X

js

1

d

?

X

1

d

?

S

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d1

图

5-5 d1

点计算电抗电路

2)

短路电流有名值

16