110KV变电所一次部分设计.pdf

课程设计课程设计(论文论文)题题 目目 110KV110KV 变电所一次部分设计变电所一次部分设计 学院名称学院名称 电气工程学院电气工程学院 指导教师指导教师 职职 称称 讲师讲师 班班 级级 电力电力 113113 班班 学学 号号 学生姓名学生姓名 2014 年 6 月 30 日 南华大学电气工程学院课程设计 电气工程基础设计任务书电气工程基础设计任务书一一 、设计内容、设计内容 要求设计 110KV 变电所（B 所）的电气部分二二 、原始资料、原始资料1供设计的变电所有 A、B、C 三个，各自的地理位置和系统发电机、变压器相关数据如附图 1 所示。附图附图 1 1 各变电所的地理位置各变电所的地理位置2各变电所的 10kV 低压负荷分别为Pa=500kW，Pb=300kW，Pc=200kW。3各变电所典型负荷曲线有两种，分别如附图 2（a）和附图 2（b）所示。4110kV 输电线路 l1、l2、l3、l4的长度各不相同，电抗均按 0.4/km 计。5每位同学设计的原始数据，除了 Pa=500kW，Pb=300kW，Pc=200kW 之外，其它数据应根据自己所在班级的序号序号，在附表 1 中查找。附图附图 2 2 典型日负荷曲线典型日负荷曲线附表附表 1 1 每位同学设计原始数据查找表每位同学设计原始数据查找表序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km序号变电所负荷曲线l1/kml2/kml3/kml4/km1A(a)1010101017B(a)1010101033C(a)101010102A(b)2010101018B(b)2010101034C(b)201010103A(a)1020101019B(a)1020101035C(a)102010104A(b)2020101020B(b)2020101036C(b)202010105A(a)1010201021B(a)1010201037C(a)101020106A(b)2010201022B(b)2010201038C(b)201020107A(a)1020201023B(a)1020201039C(a)102020108A(b)2020201024B(b)2020201040C(b)20202010 南华大学电气工程学院课程设计 9A(a)1010102025B(a)1010102041C(a)1010102010A(b)2010102026B(b)2010102042C(b)2010102011A(a)1020102027B(a)1020102043C(a)1020102012A(b)2020102028B(b)2020102044C(b)2020102013A(a)1010202029B(a)1010202045C(a)1010202014A(b)2010202030B(b)2010202046C(b)2010202015A(a)1020202031B(a)1020202047C(a)1020202016A(b)2020202032B(b)2020202048C(b)20202020三、设计任务三、设计任务（1）设计本变电所的主变压器台数、容量、形式。（2）设计高低压侧主接线方式。（3）设计本变电所的所用电接线方式。（4）计算短路电流。（5）选择电气设备（包括断路器、隔离开关、互感器等）。南华大学电气工程学院课程设计 设计成果设计成果1.设计说明书一份 2.计算书一分 3.主接线图一份要求：上述 3 者按顺序装订成一册（简装，钉书针左边钉好 3 颗，勿用夹子夹）五、主要参考资料五、主要参考资料1姚春球.发电厂电气部分.北京：中国电力出版社：20042电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册（第一册）.北京：中国电力出版社，19983周问俊.电气设备实用手册.北京：中国水利水电出版社，19994陈化钢.企业供配电.北京：中国水利水电出版社，2003.95电力专业相关教材和其它相关电气手册和规定摘要摘要:本次设计为 110kV 降压变电站电气一次部分的初步设计，根据原始资料，以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。本次设计正文分设计说明书和设计计算书两个部分，设计说明书包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计；设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等，并附有电气主接线图及其它相关图纸。关键词关键词：110kV 变电站；短路电流；一次部分；设备选择 南华大学电气工程学院课程设计 i 南华大学电气工程学院课程设计 ii 目录目录引言引言.11.1.电气主接线设计电气主接线设计.11.1 系统与负荷原始资料分析.11.2 主接线方案的选择.22.2.变电所主变压器的选取变电所主变压器的选取.52.1 主变压器的选择原则.52.2 主变压器的调压方式.62.3 主变中性点接地方式的选择.62.4 主变压器型号的确定.73.3.短路电流的计算短路电流的计算.83.1 短路计算的一般规则.83.2 短路电流的计算过程.84.4.电气设备的选择电气设备的选择.124.1 电气设备选择的一般规则.124.2 电气设备确定原则.124.3 电气设备的确定.145.5.配电装置配电装置.205.1 配电装置选择的一般原则.205.2 配电装置的选择及依据.215.3 主接线中设备配置的一般原则.216.6.结束语结束语.24参考文献参考文献.25附录附录 I I 110KV110KV 变电所一次部分主接线图变电所一次部分主接线图.26 南华大学电气工程学院课程设计 第 1 页 共 26 页引言引言电力是国民经济发展的基础和关键，高质量的电力资源和可靠的供电水平是衡量电力行业发展的重要指标。这些重要指标，最终都将转化为对电力系统的要求并在系统设计时充分予以考虑。电力系统主要由发电厂、输电线路、配电系统及负荷组成，通常覆盖广阔的地域。发电厂将原始能源转换成为电能，经过输电线送至配电系统，再由配电系统将电能分配给负荷，由上述四个部分组成的整体称作电力系统。它是目前电力传输、分配的重要方式。发电厂是电力系统的能源供给核心部分，全厂的电能传输及本厂机组的运行状况将直接影响电力系统的稳定运行，其电气一次部分设计在电力系统设计中具有举足轻重的地位。而在众多的发电厂中，火力发电厂占据了绝大部分的比重。故本次设计选取某凝汽式火电厂进行电气一次设计，旨在通过工程实际设计基本技能训练，帮助学生树立工程观点，深化基本理论的理解，了解现代大型发电厂电能产生过程及其特点，掌握发电厂电力主系统的设计方法，为今后从事电气设计、运行管理和科研工作奠定必要的理论基础。1.1.电气主接线设计电气主接线设计1.11.1 系统与负荷原始资料分析系统与负荷原始资料分析 1)最大负荷 20MW,功率因数 0.9 重要负荷 60%。2)环境最高气温 38 摄氏度，最热月最高平均气温 32 摄氏度。3）变电所 10KV 侧过电流保护动作时间为 1s。4 发电厂，变电所地理位置图见图 1.1。5)根据负荷可得变电所的进线有两回，出线 4-10 回。图 1.11.2 主接线方案的选择主接线方案的选择对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面，现简要分析如下：南华大学电气工程学院课程设计 第 2 页 共 26 页(一)可靠性供电可靠是电力生产、分配的首要任务，主接线应满足这一要求。它可以从以下几方面考虑：1)发电厂或者变电所在电力系统中的地位和作用；2)发电厂和变电所接入电力系统的方式；3)发电厂和变电所的运行方式及负荷性质；4)设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性；5)长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。(二)灵活性主接线应满足在调度、检修及发展扩建时的操作方便及运行灵活的要求，并能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化。1)调度时，应操作方便的基本要求，既能灵活的投入或切除某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求；2)检修时，可以方便地停运检修断路器、母线及其继电保护设备，而不致过多地影响对用户的供电和电力系统的运行；3)发展扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路，完成过渡方案的实施，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。(三)经济性主接线应在满足可靠性、灵活性的前提下做到经济合理。一般从以下几方面考虑。1)投资省；2)占地面积少；3)电能损耗少。变电所主接线还须满足以下要求：1)断路器检修时，是否影响连续供电；2)线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间的长短，能否满足重要的，类负荷对供电的要求；南华大学电气工程学院课程设计 第 3 页 共 26 页因此对该变电所电气主接线，除一般定性分析其可靠性外，尚需进行可靠性的定量计算。主接线的可靠性与经济性综合考虑、辨证统一，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、电压损耗少、年费用（投资与运行）为最小。1.2.1 110kV 电压侧接线电压侧接线35110kV 变电所设计规范规定，35kV110kV 线路为两回以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线;超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或单母线分段的接线。3563kV 线路为 8 回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV 线路为 6 回及其以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、单母分段线或双母线的 35110kV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。本变电所 110kV 线路有 2 回进线，可选择用桥型接线或单母线分段接线两种方案。分析如下表 1.1 所示：方案一：内桥桥接法方案二：单母线分段优缺点比较1.线路的切除和投入是比较方便。2.当线路发生故障时，仅故障线路的断路器断开，其它回路仍可继续工作。3、当变压器故障时，如变压器1B 故障，与变压器 1B 连接的两台断路器 1DL 和 3DL 都将断开，当切除和投入变压器时，操作也比较复杂。4.较容易影响有穿越功率的环网系统，内桥接线适用于故障较多的长线路，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。单母线分段接线，简单清晰、操作方便、不易误操作，设备少,投资小,占地面积小,运行可靠性和灵活性比方案一好。南华大学电气工程学院课程设计 第 4 页 共 26 页 表 1.1 110kV 电压侧接线方案比较本变电所容量不大，电源主要集中在 110KV 侧,系统重要负荷较多，采用方案二能够满足本变电所 110KV 侧对供电可靠性的要求,故选用投资小、节省占地面积的方案二。1.2.3 10kV 电压侧接线电压侧接线35110kV 变电所设计规范规定，当变电所装有两台主变压器时，610kV 侧宜采用单母分段线。线路为 12 回及以上时，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。考虑到重要负荷较多，本变电所 10kV 侧线路可选 8 进线回，可采用双母线或单母线分段接线两种方案。分析如下表 1.2 所示：表 1.2 10kV 电压侧接线方案比较综合各方面的因素考虑，故选用投资小、节省占地面积的方案二。2.2.变电所主变压器的选取变电所主变压器的选取2.1 主变压器的选择原则主变压器的选择原则1）相数的确定：方案一：双母线方案二：单母线分段优缺点比较双母线接线一般用于出线较多，输送和穿越功率较大,供电可靠性和灵活性要求较高得场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。单母线分段接线，简单清晰，调度灵活，其中一回路故障或检修时，另一回路可以继续供电，不会造成全场停电,能保证重要用户的供电,设备少,投资和占地小。南华大学电气工程学院课程设计 第 5 页 共 26 页容量为 300MW 及以下机组单元连接的主变压器和 330KV 及以下的电力系统中，一般都应该选用三相变压器。因为单相变压器绕组相对投资大、占地多、运行损耗也比较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。但是，由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，需要考察其运输的可能性。若受到限制，则可以选用单相变压器。本站根据要求并考虑各方面的因素，最终采用三相变压器。2）绕组接线组别的确定：变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式有 Y 和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的，我国 110kV 及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中性点，所以都需要选择的连接方式。而 6-10kV 侧采用0Y型的连接方式。因此本变电所采用的绕组连接方式为：YN/。2.2 主变压器的调压方式主变压器的调压方式为了保证变电所的供电质量，电压必须维持在允许的范围内。可以通过变压器的分接开关切换来变换电压的范围。改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，成为无励磁调压，调整范围通常在22.5%以内，应该视具体工程情况而定。另外一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可以达到 30%。其结构较为复杂，价格比较贵，一般有下列情况时才采用：一、接于出力变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，并且要求变压器二次侧电压维持在一定的水平时；二、接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为了保证供电质量，要求母线电压恒定时。通常，变电所主变压器很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于 220KV 及以上的降压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况下使用，一般均采用无励磁调压，分接头的选择根据具体情况而定。本站考虑到负荷 5 到 10 年的发展，选用有载调压方式。南华大学电气工程学院课程设计 第 6 页 共 26 页2.3 主变中性点接地方式的选择主变中性点接地方式的选择 选择电力网中性点接地方式是一个综合问题，它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网络中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网络中性点接地与否决定于主要变压器中性点运行方式。(1)根据电力系统的实际情况，110-500KV 系统为大电流接地系统，所以变电所主变的 110KV 侧的中性点应选择中性点直接接地方式。(2)610KV 侧为中性点不直接接地方式，即应该选用中性点不接地、经高阻接地或经消弧线圈接地方式。消弧线圈又分为完全补偿和欠补偿方式，为防止出现在灭接地电容电流出现时电弧谐振，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。2.4 主变压器型号的确定主变压器型号的确定变电所最大负荷：P=20MW，则MVAPSm22.229.020cos/主变压器总容量应满足：MVA 776.1722.220.81101mSKSS所以选每台主变容量：MVASn20综合所述根据电力工业常用设备手册（水利电力出版社），可选SFSZ10-50000/110 型变压器，其技术参数见表 2.1 表 2.1 变压器 SF10-20000/110 的相关技术参数额定电压及分接范围（KV）产品型号额定容量高低联接组号空载损耗(KW)负载损耗(KW)空载电流 南华大学电气工程学院课程设计 第 7 页 共 26 页3.3.短路电流的计算短路电流的计算3.1 短路计算的一般规则短路计算的一般规则短路电流计算的一般规定：(一)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。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。(二)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和电容补偿装置放电电流的影响。(三)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。对带电抗器的 6 10kV 出线与厂用分支回路，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，其它导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，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、两相接地短路较三短路严重时，则应按严重情况计算。3.2 短路电流的计算过程短路电流的计算过程本设计的短路计算只计算在 110kV、10kV 母线上短路的情况。短路电流计算的过程如下：SF10-20000/11020KVA1102x2.5%6.36.610.5YN,d1116.688.40.3%南华大学电气工程学院课程设计 第 8 页 共 26 页基准容量SB=100MVA，基准电压VB=Vav,基准电流,BBBUSI3（1）各元件参数的标幺值计算：已知：发电机G：8.0cos,124.0,50111dxMWP变压器T：5.10,400011dTUMVAS线路L1、L2、L3：,90,70,150,/4.0321kmlkmlkmlkmx主变压器：T21、T22：,5.10%,202sTVMVAS发电机G1、G2参数的标幺值：MVACOSPSG5.628.050111变压器T11、T22参数的标幺值：线路参数的标幺值：主变压器T21、T22参数的标幺值为：等值电路图如3.1所示：图3.1 变电所等值电路 由图3.1化简得到图3.2，如图3.2所示，为化简后的等值电路图。其中 23045.0)2625.01984.0(21)(211TdGXXX1639.0)(321231*XXXXXXX 南华大学电气工程学院课程设计 第 9 页 共 26 页图3.2 等值电路图的化简（2）转移电抗和计算电抗的计算1）短路发生在f1点，G12对短路点的转移电抗及计算电抗为 S对短路点的转移电抗为2）短路点发生在f2点，G12对短路点的转移阻抗及计算电抗为 S对短路点f2的转移阻抗为（3）计算短路电流的有名值 1）f1点基准电流为 2）f2点基准电流为利用计算曲线，即可各电源到不同短路点在1s时的电流标幺值与有名值，所得结果记于3.1中。表3.1 短路电流计算结果类型 G12系统S1s总电流有名值/KA标幺值0.8963.5958f1点短路有名值/KA0.44981.8051 2.25标幺值0.41671.623f2点短路有名值/KA2.27068.8437 11.11（4）短路冲击电流计算 用于检验电气设备动态稳定 110KV侧 KAIKifmim73.525.28.1221 10KV侧 KAIKifmim28.2811.118.1223（5）短路电流最大有效值计算 南华大学电气工程学院课程设计 第 10 页 共 26 页 用于检验电气设备的断流能力 110KV侧 KAIIfsh40.325.251.151.11 10KV侧 KAIifsh776.1611.1151.151.12 4.4.电气设备的选择电气设备的选择4.1 电气设备选择的一般规则电气设备选择的一般规则 （一）所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；（二）应按当地环境条件对设备进行校准；（三）所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；（四）同类设备应尽量减少品种；（五）选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。4.2 电气设备确定原则电气设备确定原则正确的选择电器是使电气主接线和配电装置是使电力系统达到安全经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。气设备气设备1)额定电压和最高工作电压所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即 南华大学电气工程学院课程设计 第 11 页 共 26 页。smalmUU一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在 220kV 及以下时为 1.15UN；额定电压是 330500kV 时是 1.1UN。而实际电网的最高运行电压 Usm一般不会超过电网额定电压的 1.1UNS，因此在选择电器时，一般可按电器额定电压 UN不低于装置点电网额定电压 UNS的条件选择,即。NsNUU2)额定电流电器的额定电流 IN是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。IN不应该小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 Imax，即。maxIIN由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的 Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的 1.05 倍；若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的 Imax；母线分段电抗器的 Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%；出线回路的 Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。此外，还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择。3)按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温，风速，温度，污秽等级，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取相应措施。所选电气设备所选电气设备1)短路热稳定校验短路电流通过电器时，电器各部分的温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为。式中 Q k 短路电流产生的热效应；ktQtI2 南华大学电气工程学院课程设计 第 12 页 共 26 页 It,t电器允许通过的热稳定电流和时间。2)电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定条件为：。式中 Ish短路冲击电流有效值；ShesII Ies电器允许的动稳定电流的有效值。4.3 电气设备的确定电气设备的确定高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中的重要的电器设备。（1）型式选择：本次选择断路器，考虑了产品的系列话，即尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下要求:1）在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。2）在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。3）应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。4）应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。选择基本原则：按装置种类、构造型式、额定电压、额定电流、开断电流、关合电流选择，按动、热稳定校验。详细情况如表4.1 表4.1 断路器选择条件表 考虑到可靠性和经济性 方便运行维护和实现变电所设备的无由化目标，且由于SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在 110KV 侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命项目断路器工作电压工作电流开断电流关合电流动稳定校验热稳定校验断路器UN UNSIN ImaxINbr IiNcl IshIes i shIt2t I2tdz(Qfi)南华大学电气工程学院课程设计 第 13 页 共 26 页和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于 35KV 及以下的电压等级中。所以，10KV 侧采用真空断路器。（2）110KV 侧断路器的选择进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。假设两台主变同时并联投入运行时，110KV 母线上发生短路，短路电流有名值短路冲击电流有名值最大负荷电流额定电压最高工作电压根据资料，可以知道 LW25-126W满足要求，具体参数如下表 4.2：表 4.2 110kv 侧所选断路器的型号及参数用途型号额定电压UN（kV）额定电流IN（A）额定短路开断电流INbr（kA）额定短路关合电流iNcl（kA）额定峰值耐受电流ies（kA）额定短时耐受电流It（kA）110kV侧LW25-126W126200020505020(4s)热稳定校验：因为KtQtI2，所以满足热稳定要求动稳定校验：因为KAiIshes803.7所以满足动稳定要求。通过校验，所选断路器满足设计要求。（3）10KV 低压侧断路器的选择 南华大学电气工程学院课程设计 第 14 页 共 26 页进线断路器的等级比主变高压侧大一级，而母线分段断路器和进线断路器的额定值相差不大，粗略计算，进线只取进线断路器。假设两台主变同时并联投入运行时，10KV 母线上发生短路，短路电流有名值短路冲击电流有名值最大负荷电流额定电压高工作电压断路器额定电压NSNUU 断路器额定电流maxIIe按断开电流选择 1dNbrII 按短路电流计算shNbaii根据资料，可以知道 ZN-10 满足要求，具体参数如表 4.3 所示：表 4.3 10kv 侧所选断路器的型号及参数用途型号额定电压UN（kV）额定电流IN（A）额定短路开断电流INbr（kA）额定短路关合电流iNcl（kA）额定峰值耐受电流ies（kA）额定短时耐受电流It（kA）10KV侧ZN-101060050637550(4s)热稳定校验：因为KtQtI2，所以满足热稳定要求动稳定校验：因为KAiIshes998.19所以满足动稳定要求。通过校验，所选断路器满足设计要求。隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：(1)隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开；南华大学电气工程学院课程设计 第 15 页 共 26 页 (2)隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间网络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全；(3)隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度；隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要是最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压；(4)隔离开关的结构简单、动作要可靠；(5)带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。隔离开关的选择条件，如表 4.4 所示。表4.4 隔离开关选择条件项目设备名称工作电压工作电流动稳定校验热稳定校验隔离开关UNUNSINImaxiesishIt2tI2tdz(Qfi)（1）110KV 高压隔离开关的选择最大负荷电流额定电压高工作电压隔离开关额定电压NSNUU 隔离开关额定电流maxIIe根据资料，可以知道 GW13-110 满足要求，具体参数如表 4.5 所示:表 4.5 110kv 侧隔离开关的型号及参数用途型 号额定电压 额定电流额定峰值耐受电流 额定短时耐受电流110kV侧GW4110DW 110kV630A50kA20（4S）kA热稳定校验：因为KtQtI2，所以满足热稳定要求动稳定校验：因为KAiIshes803.7所以满足动稳定要求。南华大学电气工程学院课程设计 第 16 页 共 26 页通过校验，所选隔离开关满足设计要求。（2）10KV 高压隔离开关的选择最大负荷电流额定电压高工作电压隔离开关额定电压NSNUU 隔离开关额定电流maxIIe根据资料，可以知道 GN8-10 满足要求，具体参数如表 4.6 所示:表 4.6 10kv 侧隔离开关的型号及参数用途型 号 额定电压额定电流额定峰值耐受电流额定短时耐受电流10kV侧GN8-1010kV600A75kA50（4S）kA 热稳定校验：因为KtQtI2，所以满足热稳定要求动稳定校验：因为KAiIshes664.34所以满足动稳定要求。通过校验，所选隔离开关满足设计要求。5.5.配电装置配电装置5.1 配电装置选择的一般原则配电装置选择的一般原则高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断假冒新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求。南华大学电气工程学院课程设计 第 17 页 共 26 页(一)节约用地：我国人口众多，但耕地不多，因此用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针；(二)运行安全和操作巡逻方便：配电装置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求。使配电装置 一旦发生事故时，也能将事故限制在最小范围和最低程度，并使运行人员在正常的操作和处理事故中不致发生意外，以及再次维护中不致损害设备；(三)便于检修和安装：对各种形式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装的条件；(四)节约三材，降低造价：配电装置的设计还应采取有效措施，减少三材消耗，努力降低造价。1)配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和经济技术政策,如节约土地；2)保证运行可靠按照系统和自然条件,合理选择设备,在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离；3)便于巡视、检修和操作；4)在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价；5)安全和扩建方便。1)根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线的多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式；2)拟定配电装置的配置图；3)按照所选的外形尺寸、运行方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照 配电装置设计技术规程 的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计手册，设计绘制配电装置的平、断面图。4）配电装置的整个结构尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。屋内、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距，详见设计手册。5.2 配电装置的选择及依据配电装置的选择及依据配电装置的型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定。一般情况下，南华大学电气工程学院课程设计 第 18 页 共 26 页在大、中型发电厂和变电所中，35kV 及以下的配电装置宜采用屋内式；110kV及以上多为屋外式。普通中型配电装置国内采用比较多，广泛用于 110500kV电压级，在这方面我国已经有丰富的经验。本设计的地理环境较好，没有地震，雷暴日也很少，且没有明显的环境污染，所以综合所有条件和技术，选用屋外式中型配电装置。5.3 主接线中设备配置的一般原则主接线中设备配置的一般原则（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）6220kV 电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感顺的情况和需要确定(本设计不设)。（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器(本设计不设)。（4）当需要在 330kV 及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。（5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。5.3.2 电流互感器的配置电流互感器的配置（1）凡装设有断路器的回路应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。（2）在未装设断路器的下列地点也可以装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥型接线的跨条上等。（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两项或者三相配置。为了监视三相电能的平衡和差动保护的需要，该处的电流互感器必须采用三相配置。南华大学电气工程学院课程设计 第 19 页 共 26 页（4）为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等均设有电流互感器。（5）保护用的电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的死区来设置。如有两组电流互感器，应尽可能设在断路器两侧，是断路器处于交叉保护范围内。5.3.3 避雷器的配置避雷器的配置（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进线装设避雷器时除外。（2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。（3）220KV 及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器 1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。（6）发电厂、变电所 35KV 及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。(7)SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。（8）110-220KV 线路侧一般不装设避雷器。6.6.结束语结束语为期两周的电气工程基础课程设计已接近尾声。在这两周中，从查找资料到完成论文撰写，不仅让我对这个设计课题有了深刻的认识，同时还让我对电力系统知识有了更进一步的理解；不仅深入地了解系统设计领域的一些前沿的动态，同时对电力系统分析领域之外的内容亦有了一定的认识，这让我获益良多。南华大学电气工程学院课程设计 第 20 页 共 26 页比如，在进行电气主接线设计时，我原本按照教材的内容，想当然地将220kV 侧和 110kV 侧选定为双母带旁路的接线方式，但是通过对其他相关资料的分析以及对相应工程实际做法的考察，我发现，旁路母线在架设时需要耗费更多的材料，不仅如此，其在继电保护方面具有很大的缺陷，尽管可以在一定程度上提高供电可靠性，但相对于在继电保护方面的缺陷，双母带旁路接线方式可谓“得不偿失”。在工程上，现在的设计方案中也已很少采用带旁路母线的架设方式，而是对重要负荷采用双回路供电。因此，我在确定电气主接线最终方案时，将 220kV 和 110kV 侧均选择了双母线接线方式。还有，在短路计算方面，由于主接线设计中其中含有自耦变压器，但在平时的课堂教学中，自耦变压器的数学模型并没有进行深入的讲解，因此在进行短路电流计算的过程中出现一定的困难。但通过仔细学习电力系统分析的相关内容，我最终完成了相应的计算分析，并完成了短路计算书部分的撰写。当然，由于时间仓促，还有很多的内容没有时间进行完善，只能在论文中简单提出，无法进行深入的研究，为这次课程设计留下了一些遗憾。本次课程设计由本人独立完成，整个过程中，边学边做，边做边学，其方式和理论课程的学习完全不同。现在回顾一下，感觉自