1、. . . . 摘 要本設計為35KV油田變電所電氣部分的設計。設計的主要容包括：35/6kV變電所主變壓器選擇、變電所電氣主接線設計、短路電流計算、負荷計算、無功功率補償、電氣設備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等）、繼電保護規劃設計、防雷保護設計等。根據電氣主線設計應滿足可靠性、靈活性、經濟性的要求，本變電所電氣主接線的高壓側采用單母線接線，低壓側采用單母線分段的電氣主接線形式；對低壓側負荷的統計計算采用需要系數法。為減少無功損耗，提高電能的利用率， 本設計進行了無功功率補償設計，使功率因數從0.69提高到0.93。短路電流的計算包括短路點的選擇與其具體數值

2、計算，而電氣設備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計算的結果進行校驗的方法。繼電保護設計主要是對變壓器進行電流速斷保護和過電流保護的設計計算。配電裝置采用成套配電裝置。本變電所采用避雷針防直擊雷保護。關鍵詞：35kV 變電所 電氣主接線 繼電保護 65 / 75AbstractThe topic of this design is"35KV the oilfield substation electrical part of the design." The main design elements include : 35/6kV main transformer su

3、bstation choice Electrical Substation main wiring design Short-circuit current calculation; Load Calculation Reactive power compensation Electrical Equipment (busHV circuit breakers, isolation switches and voltage transformer, and compensation capacitor MOA), relay Planning and Design; Lightning pro

4、tection design. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calc

5、ulated using the statistical needs coefficient. To reduce the reactive power loss, increased energy utilization, The design of reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0.93. short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical c

6、alculation, and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of the calibration methods. relay design of the main transformer Current Protection and over-current protection design. distribution installations complete set of power distri

7、bution equipment. The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection. Key words：35kVSubstation design Main electrical wiring Relay protection目 錄摘要IAbstractII目錄I第1章緒論11.1 課題的目的與意義11.2 35kV變電所設計模式的研究與發展11.3設計容3第2章變壓器的選擇與負荷預測42.1 變壓器的選擇42.1.1變壓器的容量與臺數的確定42.2 負荷預測52.2.1周邊地區油田產能

8、負荷62.2.2地區負荷62.3 無功功率補償72.3.1并聯電力電容器補償72.3.2無功補償容量的計算8第3章電氣主接線103.1 對電氣主接線的基本要求和原則103.1.1電氣主接線的基本要求103.1.2電氣主接線的基本原則113.2 主接線設計113.2.1單母線接線123.2.2單母線分段接線123.3 主接線的選擇133.3.1 35kV側主接線方案的確定133.3.2 6kV側主接線的確定15第4章短路計算174.1 短路概述174.1.1短路的成因174.1.1短路的危害184.2 短路的計算194.2.1計算步驟194.2.2計算方法194.2.3短路電流計算的計算過程19

9、第5章電氣設備的選擇255.1 電氣設備與分類255.2 電氣設備選擇的原則265.3 高壓斷路器選擇275.3.1選擇的思路285.3.2斷路器的選擇與校驗295.4 母線的選擇315.4.1導體截面的選擇與校驗315.4.2 35kV側母線的選擇與校驗325.4.3 6kV側母線的選擇與校驗345.5 隔離開關的選擇365.5.1 35kV側隔離開關的選擇與校驗365.5.2 6kV側隔離開關的選擇與校驗375.6 電流互感器的選擇385.6.1 6kV電流互感器選擇的分類385.6.2 35kV側電流互感器選擇405.6.2 6kV側電流互感器選擇405.7 電壓互感器的選擇415.7.

10、1 35kV側電壓互感器選擇415.7.2 6kV側電壓互感器選擇42第6章繼電保護436.1 繼電保護436.2 繼電保護原理446.3 繼電保護的配置456.3.1變壓器的保護456.3.2母線的保護456.3.3線路的保護466.3.4電容器的保護476.4 過電流與速斷保護整定476.4.1過電流整定值計算476.4.2速斷保護整定值計算516.5 交流所用電與直流系統526.5.1交流所用電系統與低壓配電523.6.2直流系統52第7章配電裝置547.1 配電裝置的類型和要求547.1.1戶配電裝置設備547.1.2戶外配電裝置設備567.2 配電裝置的應用567.3 本所電氣布置規

11、劃方案57第8章防雷588.1 雷電過電壓588.2 雷電的危害588.3 避雷器的選擇598.4 防雷保護計算59經濟與社會效益分析61總結62致63參考文獻64CONTNTSChinese abstractIEnglish abstractIIChapter 1Introduction11.1 The purpose and meaning of topic11.2 The 35 kV substation designs the research and development11.3 Design contentses3Chapter 2 Choice of transformer a

12、nd load forecasting42.1 The choice of transformer42.1.1 The capacity of the transformer and the assurance of the set number42.2 Carry an estimate52.2.1 Carry an estimate62.2.2 The region carries62.3 Reactive power compensation72.3.1 Merge an electric power capacitor to compensate72.3.2 The calculati

13、on that compensates capacity without the achievement8Chapter 3Main electrical connection scheme103.1 Basic request and principle of main electrical connection scheme103.1.1Basic request of main electrical connection scheme103.1.2The basic principle of main electrical connection scheme113.2 Main elec

14、trical schemedesign113.2.1 The single bus line wiring123.2.2 The single bus line wiring of the single bus line wiring123.3 The lord connects a linear choice133.3.1 The 35 kV side lord connects the assurance of line project133.3.2 The 6 kV side lord connects a linear assurance15Chapter 4Short circuit

15、 computes174.1 The short circuit outlines174.1.1Cause formation ofshort circuit174.1.2 The harm of short circuits184.2 The calculation of short circuit194.2.1 Calculation steps194.2.2Calculation methods194.2.3 The calculation process that short-circuit electric currents compute19Chapter 5 The choice

16、 ofelectricity equipments255.1 Electricity equipments and classification255.2 The electricity equipments chooses265.3 The chooses of high voltage circuit breaker275.3.1 The way of thinking of choices285.3.2 The choices and check of high voltsge circuit breaker295.4 The choices of bus line315.4.1The

17、choices and checkof conductors cut315.4.2 35 kV side bus line of choice and check325.4.3 6 kV side bus line of choice and check335.5 The choices of disconnector355.5.1 The 35 kV side disconnector choice and check355.5.2 The 6 kV side disconnector choice and check365.6 The choices of current transfor

18、mer375.6.1Classification of 6kV current transformer choices375.6.2The choices of 35kV current transformer choices395.6.2The choices of 6kV current transformer choices395.7 The choices of current transformer405.7.1The choices of 35KV current transformer405.7.2The choices of 6kV current transformer40C

19、hapter 6Relay protection416.1 Relay protection416.2 Protect of relay protection426.3 Configuration of relay protection436.3.1 The protection of transformer436.3.2The protection of bus line436.3.3 The protection of circuit446.3.4 The protection of circuit456.4 Overcurrent andinstantaneous overcurrent

20、 protection456.4.1Conduct electricity to flow whole settle value calculation456.4.2Instantaneous overcurrent protection settle value calculation486.5Exchanges of electricity and DC systems526.5.1 The exchange of power system and low voltage distribution526.5.2 DC system52Chapter 7Power distribution

21、unit547.1Type and request ofpower distribution unit547.1.1 Power distribution unit indoor547.1.2 Power distribution unit outdoor567.2 The application of power distribution unit567.3 This electricity decoration programs a project57Chapter 8Defends thunder588.1 The thunder and lightning leads electric

22、 voltage588.2 The harm of the thunder and lightning588.3 The choice of lightning arrester588.4 Defend a thunder protection calculation59Economic and social analysis61Conclusion62Acknowledgements63Bibliography64第1章 緒論1.1 課題的目的與意義根據油田建設設計研究院編制的油田南中東一區產能建設工程，2009年，位于油田喇南地區的南中東一區預計新增產能用電負荷 4179kW。200920

23、13年，位于油田喇南地區北側喇北區塊新增產能用電負荷17855kW。根據關于石油管理局后四廠和讓庫遷建問題的聯席會議紀要，為了改善地區鐵路交通環境，市于2008年開始實施讓湖路火車站改擴建工程。建設集團建材公司的“后四廠”和物資供應公司的“讓庫”等企業位于該區域，需要整體遷建到（位于讓林路西側，讓杜路北側，方曉居住區的后面）油田喇南地區的經濟技術開發區。根據石油管理局“后四廠”與“讓庫”電力負荷預測表和經濟技術開發區西排干渠東側地塊電力負荷估算表，開發區新增用電負荷51600kW，需要6kV 供電電源。該地區目前只有1座35kV長龍變電所，其主變容量2×8000kVA，年平均負荷7.

24、29MW，負載率48%，無法滿足新增負荷需要。1.2 35kV變電所設計模式的研究與發展變電所與配電所在配電網中具有十分重要的地位。它既是變壓器側配電網中的負荷，又是下一級配電網的電源，其自動化程度的高低直接反映了配電自動化的水平。1995年，國家調度中心要求現有 35 kV110 kV 變電所在條件具備時逐步實現無人值班變電所，新建變電所可根據調度和管理需要以與規劃要求，按無人值班設計。欲實現無人值班變電所，其中變電所的綜合自動化程度很重要1。自建國以來，國外電網 35 kV 變電所有兩種布置方式，即戶和戶外。早期采用敞開式常規設備的變電所多采用戶外布置的方式，占地面積較大。采用戶布置與戶外

25、布置變電所相比，其優點是顯而易見的：占地面積小；設備安裝運行條件良好；控制電纜長度短；適宜無人值班變電所的管理；與周圍環境的協調性較好。對于戶型布置的變電所，由于設備布置緊湊，因而不如戶外布置通風散熱效果好，一旦發生火災時，波與面較大。戶型布置又分為全戶布置和半戶布置。全戶布置方式是指主變壓器、35kV配電設備等全部配電裝置均為戶布置。主變壓器防噪聲問題一向比較難處理。半戶布置方式就是除主變壓器以外的全部配電裝置集中布置在一幢主廠房不同樓層的電氣布置方式。這種布置方式結合了全戶布置變電所節約占地面積，與周圍環境協調美觀，設備運行條件好和戶外布置變電所工程造價低廉的優點。半戶布置方式與全戶布置方

26、式相比較，配電裝置的布置方式和運行條件一樣，區別主要在于主變壓器的布置方式。由于半戶布置方式將主變壓器安裝于戶外，取消變壓器室，即減少土建工程量，縮短建設周期，又降低了對通風散熱、消防滅火系統的資金投入，從而降低了變電所的造價，變電所本體投資可降低 8% -16%。基于上述主變壓器戶外布置不僅便于安裝和維護，而且還利于散熱和消防等特點，在地理位置限制較少的非中心城區，在無重污染源，噪聲又滿足環保要求的情況下，建設半戶布置變電所較全戶布置變電所具有一定的優勢5。伴隨著國民經濟的迅猛發展，城市用電負荷越來越緊，新建 35 kV 變電所在城郊、開發區、城市中心地帶不斷涌現。建設城市變電所應當遵循的基

27、本原則是足夠的變電容量以滿足供電區域中長期規劃預測的負荷要求；可靠靈活的主接線方式；結構緊湊，設備體積小，占地面積小；主設備技術性能優越，可靠性高，檢修頻率低，噪聲低；自動化程度高，通信誤碼率低，可靠性高。1.3設計容本論文根據變電所的設計原則，圍繞35KV供配電系統設計這一課題展開了全面的設計與研究，主要完成以下工作：主變壓器選擇；變電所電氣主接線設計；短路電流計算；電氣設備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等）；配電裝置設計；繼電保護設計；防雷保護設計；繪制電氣主接線圖，繪制變壓器繼電保護圖。依照主接線的特點，選擇各個電壓等級的接線方式，進行綜合比較，選擇最佳

28、接線方式。進行短路電流計算，根據短路點計算三相短路穩態電流和沖擊電流。根據所選電氣元件，結合實際繪制設計圖紙針對油田負荷的用電要求，根據近幾年的用電需求進行了負荷預測。據此進行了主變壓器的選擇，并進行無功補償。根據變電所主接線的設計原則，對變電所的主接線進行設計：高壓35kV采用外橋接法,6kV母線采用單母分段接線形式。采用標幺值法對供電系統進行了短路計算。選擇了電氣設備的規格型號，并對它們進行動穩定和熱穩定校驗。為了在供配電系統發生故障時，能夠自動地、迅速地、有選擇地將故障設備從系統中切除，以免事故的擴大，在論文中對變電所繼電保護進行了設計。防雷保護是變電所保護中不可缺少的一項保護措施，故本

29、次設計采用三支等高避雷針作為變電所防雷措施。第2章 變壓器的選擇與負荷預測2.1 變壓器的選擇在變電站中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。在輸配電系統中，變壓器起到橋梁作用，變壓器是借助電磁感應原理，以一樣的頻率，交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。主變壓器的容量、臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構，它的選擇除了依據基礎資料外，還取決于輸送功率的小，與系統的聯系的緊密程度。主變的好壞對供電可靠性和以后的擴建都有影響。既要滿足近期負荷的需求也要考慮到遠期。22.1.1變壓器的容量與臺數的確定1. 變壓器的容量 變壓器空載運行時需要用較大的無功功率，需由供電系

30、統供給，變壓器的容量如果選的過大，會增加投資，而且會是變壓器長期處于輕載運行，使空載的損耗增加，功率因數增加，網絡損耗增加。若容量選的小，會使變壓器長期負載，易損壞設備。變壓器的最佳負載率在40%70%之間，負載過高，損耗明顯增加；另一方面，由于變壓器的容量裕量小，負載稍有增長，就需要更換大容量的變壓器，會增加投資，而且影響供電。變壓器的容量要以現有的負荷為依據，按照 10年的發展計劃來確定，所以選用變壓器容量為1000kV9。2. 變壓器的臺數和型號（1）臺數變壓器的臺數應根據負載的特點和經濟運行選擇，由負載的大小對供電的可靠性和電能質量的要求決定的，并且要節約電能、維護設備等因素，確定變壓

31、器應綜合考慮，進行認真的技術、經濟比較。本設計準備擬定兩臺主變壓器。（2）型號主變壓器的型號選擇主要考慮一下因素：變電所的地址選擇；主要用電設備對供電的要求；當地供電部門對變電所的管理體制等。3主變壓器的確定主壓器選用35KV低耗三相雙繞組有載調壓油浸變壓器，型號SFZ9-20000/35,電壓等級38.5%×3.5%/6.3KV，接線組別YN,d11。2.2 負荷預測電力負荷預測是實現電力系統安全生產、經濟運行的基礎。準確的負荷預測有利于提高電網運行的穩定性與經濟性。電力負荷預測，是電力市場的重要組成部分，實質是對電力市場需求預測，它主要是指在考慮系統運行特性、自然條件、社會條件和

32、地區經濟狀況等重要因素影響的條件下，利用歷史負荷值經過一系列的數學計算，在滿足一定精度和速度的情況下，決定未來某特定時刻的負荷，負荷預測對電力系統控制、運行和計劃很重要8。負荷預測是指從負荷本身的變化情況以與經濟、氣象等因素的影響規律出發，通過對歷史數據的分析和研究，探索事物之間的在聯系和發展變化的規律，對電力需求做出預先的預測和估計。不同的負荷 預測方法適用圍不同，在具有應用于城市電網負荷預測時，必須結合城市負荷發展的特點 、要求以與預測條件，選擇合適的預測方法，才能達到滿足預測精度的要求。在我國經濟快速的拉動下，城市電網用電量多年來一直保持較快增長的勢頭，與此同時，城市電網的最大負荷也穩定

33、提高；第三產業用電和生活用電所占比重逐漸增加；最大負荷利用小時有所下降。城市冬季的取暖負荷和夏季的降溫負荷均增加較大，城市電網負荷曲線峰谷差拉大，城市電網最大負荷的增長速度一般要高于用電量的增長速度，電網最大負荷利用小時呈下降趨勢。城市電網負荷發展呈現的特點給負荷預測工作增加了一定的難度，為提高城市電網負荷預測的效率和質量，更好地服務于城市電網建設，城市電網負荷預測需要理順思路，并注意把我重點12。通過負荷調查，用趨勢外推法進行負荷預測。20102015年，油田與周邊地區預測新增用電負荷總計73535KW。2.2.1周邊地區油田產能負荷2011年新增的油田產能4180KW負荷，分別為機采負荷3

34、426KW、注入站負荷454KW、配置站負荷300KW；20112015年新增的油田產能17855KW負荷，分別為井場8875KW、轉油站1380KW、注入站4400KW、配置站1100KW、水處理站2100KW。2.2.2 地區負荷該地區新增負荷分為油田公司未上市部分負荷以與開發區招商區塊負荷兩部分。未上市部分新增負荷總計21200KW。另一部分為招商區塊新增負荷總計30300KW。根據上述新增負荷數據以與該地區負荷現狀，得出該地區負荷預測表。表2-1 負荷預測表年份2010年2011年2012年2013年2014年2015年周邊4180 kV4180 kV4180 kV4180 kV418

35、0 kV西區4187 kV10389 kV14278 kV15754 kV17855 kV南區7290kV13290 kV20290 kV27290 kV35290 kV51600 kV合計7290kV21657 kV34859 kV45748 kV55224 kV73635 kV2.3 無功功率補償所謂無功功率補償是把具有容性功率的裝置與感性負荷聯接在同一電路，當容性裝置釋放能量在相互轉化，感性負荷所吸收的無功功率可由容性裝置輸出的無功功率中得到補償9。根據油田的具體情況，與其無功補償方法的技術、經濟比較選用電力電容器補償中的并聯補償方法。并聯補償時把電容器并接到被補償設備的電路上，以提高功

36、率因數，這種方法稱為并聯電容器補償，這種方法適用于用電單位5。2.3.1 并聯電力電容器補償電力電容器進行無功補償時，線路WL1輸送無功功率仍為無功功率，即Q=QL，而變壓器輸送的無功功率則為Q=QL-QC，線路WL1輸送的無功功率則為Q=QL+QT-QC，因此，電源只需向電力負荷提供S=P=J(QL-QC)的功率。通過以上可知并聯電力電容器降低了通過輸電線路與變壓器的功率（或電流），同時也減少了對發電機無功功率的需求量。2.3.2 無功補償容量的計算根據設計要求與實際需要變電所的功率因數達到0.9，所以對無功進行補償。1#變壓器的負荷補償：功率因數：現將其提高到0.93經補償后：補償電容：

37、（2-1） （2-2）2#變壓器的負荷補償功率因數：現將其提高到0.93經補償后：補償電容： （2-1） （2-2）第3章 電氣主接線電氣主接線是發電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的主要環節。它是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又一次接線或電氣主系統。13電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。用規定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線圖。電氣主接線是變電

38、所電氣設計的首要部分，也構成電力系統的首要環節。對電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性、靈活性、經濟性三方面9。3.1 對電氣主接線的基本要求和原則3.1.1電氣主接線的基本要求1. 可靠性可靠是主接線的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求，并保證對用戶不間斷的供電。主接線的可靠性不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可能的影響。電氣主接線的可靠性不是絕對的，所以在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮變電所的地位和作用、用戶的負荷性質和類別、設備的制造水平與運行經驗等諸多因素。2靈活性 電氣主接線應能適應各種運行狀態，并能靈活的進行運行方式的轉換。

39、靈活性包括以下幾個方面：（1）調度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在事故運行方式下，檢修方式以與特殊運行方式下的調度要求。（2）檢修要求。可以方便的停運斷路器、母線與其繼電保護設備，進行安全檢修，且不致影響對用戶供電。3. 經濟性在設計主接線時，主要矛盾往往發生在可靠性與經濟性之間。通常設計應該在滿足可靠性與經濟性的前提下做到經濟合理。經濟性應考慮以下幾個方面：（1）節省一次性的投資。（2）占地面積少。（3）電能損耗少。3.1.2 電氣主接線的基本原則變電所電氣主接線是電力系統的主要組成部分，它表明了發電機、變壓器、線路、和斷路器等設備的數量和接線方式，從而

40、實現安全的輸變電、配電的任務。在保證供電可靠性、靈活性、滿足各種技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能的節省資源，力爭設備元件和設計的性進行和可靠性。當有擴建需求時，應在布置上考慮接線的準備19。3.2 主接線設計主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線方式、無匯流母線的接線方式。變電所電氣主接線的基本環節是變壓器、母線和出線。各個變電所的出線回路數和電源數不同，每個出線所傳輸的功率也不一樣。在進出線數較多時，為便于變壓器的匯集和分配，采用母線 作為中間環節，可使接線簡單清晰。有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用

41、開關電器少，占地面積小，但是只適合用于進出線回路少，不在擴建和發展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設計只以單母線為例。3.2.1 單母線接線1單母線接線的優缺點優點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建。缺點：靈活性和可靠性差，母線出現故障時，各出線必須全部停電。 2單母線接線的使用圍一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況：（1）6-10KV配電裝置的出線回路數不超過五回。（2）35-66KV配電裝置的出線回路數不超過三回。3.2.2 單母線分段接線 為了克服一般單母線存在的缺點，提高其供電可靠性和靈活性，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設一個互感器和兩個

42、隔離開關。每段母線上均接有電源和處線回路，便成為單母線分段接線。1.單母線分段接線的優缺點 優點：母線發生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續工作，縮小母線故障影響圍;對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。 缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要遭檢修期間停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。2.適用圍（1）6-10KV配電裝置出線回路數為6回與以上。（2）35-66KV配電裝置出現回路數為4-8回。3.3 主接線的選擇3.3.135kV側主接線方案的確定35kV側，規則上講，對于變

43、電所的電氣主接線，當滿足運行要求時，其高壓側應盡量采用橋型線路變壓器組或線路分支接線。待設計變電所一次進線為兩回，故擬定線路變壓器組和外橋接線兩種方案。1、 線路變壓器組接線變電所只有一路進線與一臺變壓器，而且再無發展的情況下采用線路變壓器組接線。線路變壓器組接線就是線路和變壓器直接相連，是一種最簡單的接線方式，其特點是設備少、投資省、操作簡便、宜于擴建，但靈活性和可靠性較低。如圖3-1所示。圖3-1 線路變壓器組接線2、 外橋接線橋形接線由一臺斷路器和兩組隔離開關組成連接橋，連接橋連接變壓器一線路組的斷路器和線路之間的稱為外橋接線。如圖3-2所示。圖3-2 外僑接線表3-1 兩種方案比較線路

44、變壓器組接線外橋接線特點就其特點而言，線路變壓器組接線簡單，是最簡單的接線，外橋是在其基礎上在線路或變壓器發生故障，該線路均停止運行。而外橋接線，當線路故障時與之相連的兩個斷路器斷開，從而影響一回未發生故障的線路，當變電器發生故障時僅線路變壓器斷開，不影響其它回路運行。可靠性外橋接線要比線路變壓器可靠。經濟性線路變壓器組比外橋接線經濟。靈活性外橋接線要比線路變壓器組倒閘操作方便。綜上，通過對經濟性的考慮方案一比方案二實惠的多，故本設計變電所一次側采用外橋接線。3.3.26kV側主接線的確定規程上講，當變電所裝有兩臺去變壓器時，6-10KV側宜采用分段單母線，線路為12回與以上時亦可采用雙母線，

45、當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。待設變電所6KV側低于12回出線，并帶有重要負載，可行性的方案有單母線分段、單母分段帶旁路、雙母線。以下對兩種方案進行比較：分析：單母線分段較單母線分段帶旁路和雙母線簡單、經濟性好，但供電可靠性和靈活性較差，但通過對待設變電所所帶負荷進行分析，待設變電所所帶重要負荷均為兩回線，我可以對重要負荷從不同段引出兩個電源供電，提高了供電的可靠性，完全可以彌補單母線分段接線供電可靠性不高的缺陷。因此，綜合各方面因素，二次側宜采用單母線分段，其接線圖如下：圖3-2單母線分段最后，通過前面對一次側和二次側接線經濟性、可靠性、靈活性等各方面的綜合比較，同時考慮本設計的

46、進線、出線的回路以與重要負荷的分布等因素，一次側采用外橋的接線形式，二次側采用單分段的接線形式。第4章 短路計算短路是電力系統中常發生的一種故障。所謂短路時指電網中某一相導體未通過任何負荷而直接與另一相導體或“地”相接觸。電網正常運行的破壞大多數是由短路故障引起的，危害很大。17電力系統正常運行的破壞或多半是由短路故障引起的。計算短路電流的目的是為了選擇有足夠機械穩定和熱穩定度的電氣設備、合理的配置各種繼電保護和自動裝置、比較各種不同方案的接線圖、研究短路對用戶工作的影響等。15選擇電氣設備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施與分析電力系統是短路計算的最終目的。所謂短路是

47、指不同電位導電部分之間的不正常短接，既有一樣與相之間導體的金屬性短接或者經小阻抗的短接，也有中性點直接接地系統或三相四線制系統中單相或多相接地。4.1 短路概述電力系統的狀態有三種：正常運行狀態、不正常運行狀態、短路故障。在電氣設計和運行中，不僅要考慮系統正常運行狀態，而且要考慮它發生故障時的情況，最嚴重的故障是電路乃至系統發生短路。電力系統正常運行時，其相與相之間，中性點接地系統的中性線與相線之間，都是通過負荷或阻抗連接的。254.1.1 短路的成因造成短路的原因有很多，歸納可得到的原因大概有：1 設備絕緣損壞。老化、污閃、霧閃、鹽堿擊穿。2 外力破壞。雷擊、鳥害、動物接觸、人員或植物距離太

48、近。3 設備機械損傷。疲勞嚴重、斷線、倒塔、倒桿、電動力太大拉斷導線。4 運行人員誤操作、帶地線合隔離開關、帶負荷拉隔離開關。4.1.1 短路的危害1 電力系統發生短路時，網絡總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如610kV的大容量裝置，短路電流可達到幾萬甚至幾十萬安。132 選的各種電氣設備應有足夠的熱穩定度。3 短路電流通過導體時，同時也使導體受到很大的電動力作用、使導體發生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設備還應有足夠的電動穩定度。4 短路必將造成局部停電，而且短路點越靠近電源，停電圍越大、給國民經濟造成的損失也越大。5的電壓為

49、零，結果可能導致非故障圍部分或全部用戶的供電破壞。當電壓降低到額定值的80左右時，電磁開關有可能斷開，因而中斷供電；當電壓下降到30一40。并持續達1s以上時，電動機可能停止轉動，使工廠產品報廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統網絡電壓才能得以恢復。由此可見。短路的后果是十分嚴重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型與持續時間等因素有關。為了保證電氣設備安全可靠運行，減輕短路的影響，除應努力設法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發生短路，應盡快切除故障部分，使系統的電壓在較短的時間恢復到正常值。為此，需要進行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩定性和熱穩

50、定性的電氣設備，以保證在發生可能有的最大短路電流時不致損壞。164.2 短路的計算4.2.1 計算步驟1. 畫等值電抗圖（1） 首先去掉系統中的所有符合開關、線路電容、各元件電阻。（2） 選取基準容量和基準電壓。（3） 計算各元件的電抗標幺值。2 選擇計算短路點。3 求各三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。4 各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。5 列出短路電流計算數據表。4.2.2 計算方法標幺值法：取基準容量=100MVA，基準電壓計算公式：變壓器： 發電機：線 路： 短路電流周期分量有效值：短路電流沖擊值：4.2.3 短路電流計算的計算過程變電所2回35kV進線分別引自110kV方曉

51、變和110kV喇一變，主變按規劃容量20000kVA歸算，6kV按并列、分列運行分別計算。35kV變電所1回35kV進線電源引自110kV變電所一次變，1回35kV引線電源引自110kV變電所一次變。1. 準備工作（1） 進線取自變電所一次變的1段的1條35KV線路，一次變段的一條35KV線路，35KV按并、分列運行兩種方式，6KV分列運行。計算短路電流時忽略線路電阻，但線路阻抗，線路電抗分別為=11×0.0262+0.40×0.00584=0.291（線路長11千米，電纜400米），=6.5×0.0262+0.35×0.00584=0.172（線路長6

52、.5千米，電纜350米）。 型號為LGJ-150導線每千米電抗為0.0262，型號為YJLV29 3×（1×185）電纜每千米電抗為0.00584。2 阻抗標幺值最大運行方式下一次變35KV母線短路電流周期分量有效值Id=10.08KA，短路阻抗標幺值Xs=0.15474。設系統為無限大容量：，三相短路標幺值： （4-1）化為有名值： （4-2）同理，最大運行方式下變電所一次變35KV母線短路電流周期分量有效值Id=9.81KA,短路阻抗標幺值變壓器阻抗電壓，阻抗標幺值3 最大運行方式下短路電流計算(a) （b）圖4-2 35KV 分列運行阻抗網絡圖（a） 35KV母線d1

53、點短路電流計算（b） 35KV母線d1點短路電流計算(a) (b)圖4-3 35KV 分列運行阻抗網絡圖（a） 35KV母線d2點短路電流計算（b） 6KV母線d2點短路電流計算(a) (b)圖4-4 6KV 分列運行阻抗網絡圖(a) 6KV母線d2點短路電流計算(b) 6KV母線d2點短路電流計算表4-1 短路電流計算結果 系統供電方式短路參數110KV方曉一次供電110KV喇南一次供電35kV母線6kV母線35kV母線6kV母線并列分列并列分列阻抗（標幺值）0.44870.64870.848740.335750.535750.73575短路電流（kV）3.47614.12010.7924.64617.09812.450全電流有效值（kA）5.28421.46216.4057.06225.98818.924沖擊電流（kA）8.86536.00527.52111.84843.59931.747短路容量（MVA）222.846154.145117.822297.841186.654135.916第5章 電氣設備的選擇電器設備選擇是發電廠和變電所設計的主要容之一。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程情況在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥地采用新技術，并注意節省投資，選擇合適的電器。電氣裝置中的載流導體和電氣設備