第一篇：火电厂电气部分设计答辩稿
各位老师上午好！我叫**，是2009级电气1班的学生，我的论文题目是大型火电厂50WM发电机组保护设计。论文是在李老师的悉心指点下完成的，在这里我感谢我的导师，并感谢各位老师参加我的论文答辩。下面我介绍一下本设计主要内容。
本设计主要内容包括电气主接线的确定、短路电流计算、电气设备选择及发电机保护设计。
本设计首先对原始资料进行分析，接着确定电气主接线形式。根据电压等级及负荷情况，综合考虑可靠性、灵活性及经济性确定各电压等级接线形式，其中10KV采用双母分段形式，剩余功率通过主变压器送往220KV系统；110KV采用双母线形式；220KV采用双母带旁路形式。110KV和220KV通过一台联络变压器连接，相互交换功率。并根据原始资料确定主变压器及联络变压器型号。然后计算短路电流。因为我做的是发电机主保护和后备保护，电流互感器的选择及发电机主保护和后备保护的整定需要用到发电机出口处三相短路时的短路电流。计算短路电流时，首先对等值网络进行化简，求出个等值电源对短路的的转移电抗，然后采用应曲线法计算各时间点的短路电流。
接着根据电流互感器的选择规则确定50MW发电机出口处的电流互感器并校验其热稳定及动稳定性。
最后设计发电机的主保护和后备保护。其中发电机主保护选择纵联差动保护，使用CH-2型继电器实现。后备保护选择负序过电流和单元件低电压起动过电流保护，也采用继电器实现。
本设计简要完成了发电厂一次部分和二次部分的设计工作。
谢谢。
第二篇：发电厂电气部分设计题目
发电厂主接线设计题目
题目1：200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计 原始资料
1、设计原始资料：
1）某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为10.5KV,电厂建成後以10KV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6KM，并以110KV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220KV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为30%，Ⅱ类负荷为40%，Ⅲ类负荷为30%。2）计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为0.8，安装顺序为#
1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为0.85，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，机组年利用小时Tmax=5800。1）发电厂电气主接线的设计； 2）短路电流计算； 3）主要电气设备选择；
题目2 原始资料：某电厂（水电）装机SFW-3*30MW Vn=10.5KV COS§=0.8（功率因数角），设年利用小时数4100h/a.电站以两回110KV电压等级输电线路送入80KM外系统（无近区负荷）试设计电气主接线。
题目3 1）解放村水库电站是一座以灌溉为主，兼顾发电的季节性电站，冬、春季有三个多月因水库不放水或放水量少，电站停止运行不发电。电站设计容量为三台立式机组，总装机 2000KW（2 × 800KW+1 × 400KW），装机年利用小时为 3760h，多年平均发电量为 752 万 KW.h。根据金塔县的用电负荷情况，该电站距城南变电所较近，因此，除厂用电外全部电能就近送至城南 35KV 变电所联入系统。
（2）电站接入电力系统方式为电站出两回 35KV 线路接到现有的“鸳城”线上。导线型号 LGJ-50，两回线路分别长 0.5KM。接线图见示意图一。
（3）电力系统在电站 6.3KV 母线上的短路容量按照接入系统设计为 38.33MVA ；在电站 35KV 母线上短路容量为 71.37MVA.（5）气象资料：根据金塔县气象台站资料，多年平均气温为 6 ℃。年最高气温 38.6 ℃，最低气温-29 ℃，多年平均降水量 59.9mm，最大冻土深度为 141cm。
题目4 某发电厂中发电机—变压器单元接线的升压变压器为三相三绕组自耦变压器，其相关数据如下：额定容量为240/240/120MVA，额定电压为242/121/15.75kV，额定短路损耗为p1-2420kW、p1-3345kW、p2-3350kW，额定空载损耗为p0130kW。
计算各绕组在以下2种运行方式中的负荷（设各侧负荷功率因数相等）① 110kV侧断开，发电机向220kV系统输送100MVA功率； ② 220kV侧断开，发电机向110kV系统输送100MVA功率；
题目5某发电厂中发电机—变压器单元接线的升压变压器为三相三绕组自耦变压器，其相关数据如下：额定容量为240/240/120MVA，额定电压为242/121/15.75kV，额定短路损耗为p1-Wp1-3345kW、2420k、p2-3350kW，额定空载损耗为p0130kW。
计算各绕组在以下2种运行方式中的负荷（设各侧负荷功率因数相等）③
发电机和110kV系统各向220kV系统输送100MVA功率；
④ 发电机和220kV系统各向110kV系统输送100MVA功率；
题目6 设计一110/35/10KV中心变电所电气一次部分主接线。
题目7 试设计某工厂35KV总降压变电所电气主接线，工厂附有6个车间，其中一车间P=520KW，Q=248KVAR，二车间P=400KW，Q=150KVAR，三车间P=688KW，Q=248KVAR，四车间P=630KW，Q=300KVAR，五车间P=426KW，Q=129KVAR，六车间P=680KW，Q=198KVAR，其中四、六车间为二级负荷，其余车间为3级负荷。
题目8：某地区新建一座火电厂，有3台50MW的发电机，功率因素为0.8，发电机电压10.5KV侧有20回电缆馈线，其最大综合负荷为52MW，最小为38MW，厂用电率为10%，高压侧为110KV有4回与电力系统相连。试确定发电厂的主接线图并选择电气设备。
题目9：某地区220KV的变电站，装有2台120ＭＷ的主变压器，２２０KV侧有6回进线，110ＫＶ侧有１２回出线。１０ＫＶ有２０回出线，均为重要用户，不允许停电检修本所断路器，试确定主接线图并选择电气设备。
题目１０：
某地区拟建一座装机容量为４＊５０ＭＷ的凝气式火电厂，Ｕ＝１０KV，功率因素为0.8，电厂建成后10ＫＶ电压供给本地区负荷，其中机械厂、钢厂、棉纺厂等、最大负荷为58ＭＷ，最小负荷为３８MW，并以35ＫＶ电压供给附近的化肥厂和煤矿，其中最大负荷为２８ＭＷ，最小负荷为１９MW。要求剩余负荷全部送入110ＫＶ系统，负荷中类负荷比例为３０％，Ⅱ类负荷比例为４０％，Ⅲ类负荷比例为３０％，发电厂近期安装２台５０ＭＷ，远期再扩建２台５０MW，试确定主接线图并选择电气设备。
第三篇：发电厂电气部分设计开题报告
2×300MW
发电厂电气部分设计
一、题目及目的：
2×100MW+3×200MW发电厂电气部分设计
目的：
（1）
巩固课程的理论知识；
（2）
学习和掌握发电厂(变电所)电气部分的基本设计方法；
（3）
培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。
二、课题背景和意义：
1949年全国仅有发电设备容量为185万kw，其中火电169万kw，年发电且仅43．1亿度。发电厂大部分集中在东北和沿海几个大城市，设备陈旧、效率低，而且类型庞杂，电能的规格也不统一。新中国诞生后，国家大力发展电力工业，到1978年底装机容量为解放时的40余倍平均每年增长14％。年发电量为解放时的59．5倍，平均每年增长15．7％，由世界第二十三位跃居到第七位。各省、区都建立了一定规模的电网，容量在一百万千瓦以上的电网有16个。110千伏及以上的输电线已达七万余公里，到1988年全国发电设备容量已达11000万kw，其中火电占75％，与1949年相比增长了58倍。
我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多电厂实现了集中控制和采用计算机监控．电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。火力发电厂是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上火电厂的建立促使火电厂建筑结构和设计不断地改进和发展。电厂结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。
设计本课题，是对已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握发电厂(变电所)电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对发电厂（变电所）的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。
三、主要内容：
设计大体相当于实际工程设计电气一次部分初步设计的内容，其中一部分可达技术设计的要求深度。具体内容如下：
1．选择主变压器的容量、机组的形式和台数、型号、参数。
（1）
发电厂(变电所)在电力系统中的地位和作用
（2）
发电厂(变电所)联入系统的电压等级及出线问路数
（3）
电力系统总装机容量短路容量或归算后的标么电抗
2．进行经济、技术比较，选择电气主结线方案。
发电厂(变电所)电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、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远行方式，从而完成发电、变电、核配电的任务。它的没计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
主变压器选择
（1）对于200
MW及以上发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用。当有两种升高电压时，宜在两种升高电压之间装联络变压器，其容量按两种电压网络的交换功率选择。
（2）对于中、小型发电厂应按下列原则选择：
1)为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。
2)为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统，发电机电压娠线上的最大——台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制
本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。
（1）
各级电比接线方式(本期及远景)
（2）
分期过渡接线等设计。
（3）
合理地确定发电机的运行方式，确定运行方式总的原则是安全、经济地发、供电
3．厂用电设计。
厂用电接线除应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等—般要求外，尚应满足下列特殊要求：
（1）
尽量缩小厂用电系统的故障影响范围、并应尽量避免引起全厂停电事故。
（2）
充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求，切换操作简便。
（3）
便于分期扩建或连续施工。对公用负荷的供电要结合远景规模统筹安排。
4．计算短路电流，选择电气设备。
（1）
确定主接线的运行方式；
（2）
绘制等值网络图；
（3）
计算各短路计算点的三相短路电流；
（4）
选择主要电气设备：主变压器、厂用变压器、断路器、隔离开关、电抗器、互感器、消弧线圈、避雷器、绝缘子、导线和电缆等，并汇总电器设备表。
5．配电装置选择：根据发电厂类型和地理位置，初步拟定变压器、开关站及厂内电器设备的布置方案。
6．继电保护规划。
7．防雷保护设计。
8．成品要求：
（1）
说明书、计算书各一份
（2）
图纸：
1）
电气主结线图
2）
全厂总平面布置图
3）
配电装置断面图
4）
防雷保护图
5）
继电保护原理结线图
6）
设计图纸应做到内容完整、清晰整齐。
四、参考文献综述：
《发电厂电气部分课程设计参考资料》
水利电力出版社
天津大学
黄纯华
编
《发电厂变电所电气接线和布置》
西北电力设计院
编
《发电厂变电所电气部分的计算和接线》
水利电力出版社
翟东群等
编译
《发电厂电气部分》
《电力系统分析》
《电力系统继电保护原理》
《电机学》
《电力系统自动装置》
五、进度安排：
3~4周搜集资料
5~12周主结线、选择设备
13~16周画图
17~18周总结及答辩
第四篇：110kv发电站电气部分设计文献综述
四川理工学院毕业设计
文 献 综 述
黄泥滩发电厂电气部分设计
学 生：刘建勋 学 号：11021040211 专 业：电气工程及其自动化 班 级：电气2011.2 指导教师：吴浩
四川理工学院自动化与电子信息学院
二O一五年三月
第1章 前言
1.1历史现状
随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。众所周知，电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，要相互协调与平衡。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语[1]。
随着高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠提出了新的要求，高压、超高压变电站的设计和运行系统必须适应这种新形势，因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。为了保证在送变电过程中的供电可靠性，首先要满足的就是变电所的设计规范。
进入21世纪后，我国电力仍将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务仍很重。作为发电厂和用户的中间环节，变换和分配电能的重要组成部分，将面临电力体制改革和技术创新能力的双重挑战，如何合理的设计一个变电所，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大，是这次设计的主要目的[2]。
1.2研究方向
本次设计是我们的毕业设计，在设计中我们要设计黄泥滩发电厂电气部分设计所有内容。该发电站的类型为地区变电站，是为了满足市区生产和生活的要求，根据老师给出的设计资料和要求，结合所学的基础知识和文献资料所做的。通过本设计，对以前所学的知识加强了理解和掌握，从总体上掌握了电力工程设计的过程，并熟悉了一些设计方法，为以后从事电力工程设计工作打下一定的基础。
区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。
4．终端变电站
在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站。全站停电后，只是用户受到损失[4]。
2.2国内外现状及发展
我国自1882年有电以来，电力工业已经走过了120多年的历程。解放前，我国电力工业和其他工业一样，处于极端落后的状态，并带有明显的半殖民地的特点。新中国成立后的50多年中，电力工业以很高的速度发展，取得了世人瞩目的成就。到1988年全国发电设备容量已达11000万kw，其中火电占75％，与1949年相比增长了58倍。1998年全国装机容量已达到277 GW以上，跃居世界第2位。特别是进入本世纪90年代以来，我国的电力平均每年新增装机容量17多GW，实现装机容量8年翻一番，终于缓解了近50年的持续缺电局面，使电力供应有所缓和。
虽然从1997年开始到1998年，全国电力供应紧张的状况有了缓和，局部地方出现了电力供大于求，但是我国的用电水平还是很低的。到1998年，全国人均占有装机容量0.22 kW，发电量只有927kWh，这一水平只相当于世界平均水平的1/3左右，为发达国家的1/6～1/10，与富裕的小康生活水平对电力的要求也相差甚远。电网结构薄弱，特别是500 kV网架在大部分电网中尚未真正形成，电网的安全性差，可靠性低，自动化水平不高，电网调峰容量不足，损耗大，供电质量差，远远不能适应21世纪信息时代对电力供应的数量和质量的要求[5]。
我国电力工业2个方面的任务：
1、首先是电力工业要保持持续、快速、健康的发展，以足够的电力来保证国民经济和社会持续、稳定、健康的发展。任何国家在工业化时期，电力都是整个社会经济发展的保证，是基础。
2、电力的发展促进电力市场的形成，特别是电网的建设与发展，将为电力
活性，最终达到提高经济性的目的[9]。
2.3可行性分析
1、该课题研究所需要的知识和能力准备，通过我的努力应该可以达到。
2、该课题研究所需要的指导老师和咨询的途径已经具备。
3、该课题完成需要阅读《电力系统分析》、《高电压技术》、《发电厂电气部分》、《继电保护系统》、《电力工程概论》等书籍。
4、该课题需要进行互联网进行资料查询，需要到图书馆进行相关期刊杂志的查询工作，需要准确的计算，需要设备选型和校验，需要设计继电保护的配置，完成CAD制图。
5、该课题研究所需要的物质、环境条件不是很高，通过努力能够较好的解决。
2.4设计内容及任务
2.4.1电气主接线方案的确定
电气主接线的确定是火电厂设计的重点，结合《发电厂电气设备及运行》（中国电力出版社）和《电力系统分析》等，电气主接线的设计原则是：根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。
对于主接线方案的确定，因为是小型发电厂的设计，考虑可靠性、灵活性和经济性的要求，原始资料写着110kV出线3回，10kV出线15回，且负载较大。方案为；110kV电压出线为3回，因此其供电要充分考虑其可靠性，所以我们采用双母线，且带旁路母线较好。110kV电压等级出现15回，因为出现回路比较多，从经济性、稳定性考虑设旁路，采用双母线连接。
2.4.2发电机及变压器的选择
（一）、110KV电压等级接线方案
1、单母分段；
2、双母分段；
3、单母接线；
（二）、10KV电压等级可能采取的接线方案
1、单母分段兼设旁路母线
2、双母线分段
3、单母分段
二、研发环境：
电气CAD； Visio。
参考文献：
[1].何仰赞.电力系统分析[M].华中科技大学出版社，2002.[2].熊信银.发电厂电气部分[M].中国电力出版社，2006.[3].余健明.供电技术[M].机械工业出版社，2003.[4].刘学军.继电保护原理[M].中国电力出版社,2000.[5].周泽存.高电压技术[M].中国电力出版社,2002.[6].韦 刚.电力工程概论[M].中国电力出版社,2001.[7].电力工业部电力规划设计总院[M].电力系统设计手册.中国电力出版社,2003.[8].刘继春.发电厂电气设计与CAD应用[C].四川大学,2006.[9].郝阿楠.110kV变电所设计技术探讨[C].科技与生活,2003.[10].郝阿楠.浅谈110kV变电站运行及常见问题[C].科技与企业,2003.[11].李瑞荣.短路电流实用计算[C].中国电力出版社,2006.[12].电力系统继电保护原理与运行[M].中国水力水电出版社, 2006.[13].电气设备设计计算手册[C].国防工业出版社,2001.[14].胡志光.发电厂电气设备及运行[M].中国电力出版社,2003.[15].刘从爱,徐中立.电力工程[M].机械工业出版社,2001.[16].余建华.发电厂电气设备及运行.中国电力出版社，2001.[17].杜文学.电气设备运行及事故处理.化学工业出版社，2006.[18].John Teng din.Development ofan IEEE Standard for Integrated Substation Automation[J].Communication, 2000.[19].A.R van.Protective relay [J].C.warrington.[20].M.V.Deshpande.Elements of electrical power station design[J].Wheler Publishing, 2000.-
第五篇：电气课程设计110kv降压变电所电气部分设计
课程设计
110kv降压变电所电气部分设计
——第组
班级：电气班
姓名：
学号：
同组人：
时间：2011
XX大学XX学院电光系
一、原始资料
1.负荷情况
本变电所为某城市开发区新建110KV降压变电所，有6回35KV出线，每回负荷按4200KW考虑，cosφ=0.82,Tmax=4200h，一、二类负荷占50%，每回出线长度为10Km；另外有8回10KV出线，每回负荷2200KW，cosφ=0.82,Tmax=3500h，一、二类负荷占30%，每回出线长度为10km；
2.系统情况
本变电所由两回110KV电源供电，其中一回来自东南方向30Km处的火力发电厂；另一回来自正南方向40Km处的地区变电所。本变电所与系统连接情况如图附I—1所示。
图附I—1
系统示意图
最大运行方式时，系统1两台发电机和两台变压器均投入运行；最小运行方式时，系统1投入一台发电机和一台变压器运行，系统2可视为无穷大电源系统。
3.自然条件
本所所在地的平均海拔1000m，年最高气温40℃,年最低气温-10℃，年平均气温20℃，年最热月平均气温30℃，年雷暴日为30天，土壤性质以砂质粘土为主。
4.设计任务
本设计只作电气初步设计，不作施工设计。设计内容包括：①主变压器选择；②确定电气主接线方案；③短路电流计算；④主要电气设备及导线选择和校验；⑤主变压器及出线继电保护配置与整定计算⑥所用电设计；⑦防雷和接地设计计算。
二、电气部分设计说明书
（一）主变压器的选择（组员：丁晨）
本变电所有两路电源供电，三个电压等级，且有大量一、二级负荷，所以应装设两台三相三线圈变压器。35KV侧总负荷P=4.2×6MW=25.2MW，10KV侧总负荷P=2.2×8=17.6MW，因此，总计算负荷S为
S=(25.2＋17.6)/0.82MVA=52.50MVA
每台主变压器容量应满足全部负荷70%的需要，并能满足全部一、二类负荷的需要，即
S≥0.7
S30=0.7×52.20MVA=36.54MVA
且
S≥（25.2×50%＋17.6×30%）/0.82MVA=21.80MVA
故主变压器容量选为40MVA，查附录表Ⅱ-5，选用SFSZ9—40000/110型三相三线圈有载调压变压器，其额定电压为110±8×1.25%/38.5±5%/10.5KV。YNyn0d11接线，阻抗电压U%=10.5,U%=17.5,U%=6.5.（二）
电气主接线
本变电所110KV有两回进线，可采用单母线分段接线，当一段母线发生故障，分段断路器自动切除故障段，保证正常母线不间断供电。35KV和10KV出线有较多重要用户，所以均采用单母线分段接线方式。主变压器110KV侧中性点经隔离开关接地，并装设避雷器进行防雷保护。本所设两台所用变压器，分别接在10KV分段母线上。
电气主接线如图所示。
（三）短路电流计算（组员：
陆晓敏
於佳）
1.根据系统接线图，绘制短路等效电路图如图所示
取基准容量S=100MVA,基准电压U=115KV、U=U=37KV、U=10.5KV，则
I==KA=0.5KA
I=I==KA=1.56KA
I==KA=5.5KA
各元件电抗标幺值计算如下：
（1）
系统1电抗标幺值
X=
X=0.198
（2）
变压器T1、T2电抗标幺值
X=X=0.167
（3）
线路WL1电抗标幺值
X=0.091
（4）
线路WL2电抗标幺值
X=0.12
（5）
变压器T3电抗标幺值
X=0.167
（6）
三绕组变压器的电抗标幺值
主变压器各绕组短路电压为
U%=0.5×（U%+U%－U%）=10.75
U%=0.5×（U%+U%－U%）≈0
U%=0.5×（U%+U%－U%）=6.75
故各绕组电抗标幺值为
8*=X9*==
X10*=X11*=
X12*=X13*==
（7）35kv出线线路电抗标幺值
35KV出线型号为LGJ—120(见导线选择部分)，设线距为1500mm，查附录表2-15得x1=0.347欧姆/千米，则
X14*=0.347*10*100/(37*37)=0.253
2.系统最大运行方式下，本变电所两台主变器（简称主变）并列运行时的短路电流计算
在系统最大运行方式下，系统1两台变压器和两台变压器均投入运行，短路等效电路图如图所示
X15*=
==0.167+0.12=0.287
（1）K1点短路
系统1的计算电抗为
==0.274
查附录3-1汽轮发电机计算曲线的，系统1在0s、0.2s、∞时刻向K1点提供的短路电流分量有效值的幺值分别为
I”*=3.159,I0.2*=2.519,I*=2.283
系统2向K1点提供的短路电流为
Ik=
则流入K1点总得短路电流为
I”=I”*
=3.159kA+1.742kA=3.73kA
I0.2=I0.2*
=2.519kA+1.742kA=3.32
kA
I=
I=2.283kA+1.742kA=3.18
kA
（2）K2点短路
短路等效电路图如图所示。图中
图附Ⅰ-4
系统短路等效电路图
图附Ⅰ-6
X17*=
X18*=
X15*+
X17*+=0.274+0.135+
X19*=
X16*+
X17*+=0.287+0.135+
系统1的电抗为
Xc*=
X18*=0.572
查附录3-1汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s，时刻向K2点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为
I”*=1.45,I0.2*=1.3,I=1.68
系统2向K2点提供的短路电流为
Ik=
==2.771kA
则流入K2点总的短路电流为
I”=I”*=1.45kA+2.771kA=5.6kA
I0.2=I0.2*=1.3kA+2.771kA=5.31kA
I=
I=1.68kA+2.771kA=6.05
kA
（3）k3点短路
短路等效电路图如图附1-7所示。图中
图附1-7
X20*=
X21*=
X15*+
X20*+=0.243+0.219+
X22*=
X16*+
X20*+=0.274+0.219+
系统1的计算电抗为
Xc*=
X21*=0.757
查附录3-1汽轮发电机计算曲线得，系统1在0s，0.2s，∞时刻向K1点提供的短路电流周期分量有效值的标幺值分别为
I”*=1.091,I0.2*=1.002,I=1.2
系统2向K3点提供的短路电流为
Ik=
==7.483
kA
则流入K3点的短路电流为
I”=I”*=1.091kA+7.483kA=14.98kA
I0.2=I0.2*=1.002kA+7.483kA=14.37kA
I=
I=1.2kA+7.483kA=15.73
kA
（4）K4点短路
短路等效电路图如图附1-8所示。图中
图附1-8
X23*=
X17*+
X14*=0.388
X23*=
X17*+
X14*+=0.274+0.388+
则流入k4点总的短路电流为：
3.00kA
2.90kA
3.09kA
系统最大运行方式下，本变电所两台变压器一台运行一台备用时的短路电流计算及系统最小运行方式下短路电流计算过程与上述过程类似，限于篇幅，不一一罗列，仅将短路电流计算结果列于附录表I-1。
附录表
短路电流计算结果汇总表
主变压器运行方式
短路点
系统最大运行方式
系统最小运行方式
三相短路电流
三相短路电流
I″
I0.2
I∞
ish
I″
I0.2
I∞
ish
并列运行
k1
3.73
3.32
3.18
9.51
2.89
2.75
2.95
7.37
k2
5.60
5.31
6.05
14.28
5.10
4.94
5.28
13.01
k3
14.98
14.37
15.73
38.20
14.01
13.65
14.31
35.73
k4
3.00
2.90
3.09
7.65
2.79
2.73
2.82
7.11
一运一备
k1
3.73
3.32
3.18
9.51
2.89
2.75
2.95
7.37
k2
3.88
3.72
4.06
9.89
3.55
3.46
3.61
9.05
k3
8.99
8.73
9.13
22.92
9.01
8.84
9.08
22.98
k4
2.38
2.31
2.43
6.07
2.25
2.21
2.26
5.74
（四）主要电气设备的选择和校验（组员：
方民兴
付仁龙）
1.假想时间tima的确认
假想时间
tima等于周期分量假想时间tima·p和非周期分量假想时间tima·np之和。其中tima·p
可根据查图4-27得到，非周期分量假想时间tima·np可以忽略不计（因短路时间均大于1s），因此，假想时间tima就等于周期分量假想tima·p。不同地点的假想时间如附录表I-2
所示。
附录表I-2假想时间tima的大小
地点
后备保护动作时间tpr/s
断路器跳闸时间tQF/s
短路持续时间tk/s
周期分量假想时间tima·p/s
假想时间tima·p/s
主变110kV侧
0.1
4.1
3.73/3.18=
1.17
3.9
3.9
110kV母线分段
4.5
0.1
4.6
3.73/3.18=
1.17
4.4
4.4
主变35kV侧
3.5
0.15
3.65
5.60/6.05=
0.93
3.2
3.2
35kV母线分段
0.15
3.15
5.60/6.05=
0.93
2.6
2.6
35kV出线
2.5
0.15
2.65
5.60/6.05=
0.93
2.2
2.2
主变10kV侧
0.2
3.2
14.98/15.73=0.95
2.7
2.7
10kV母线分段
2.5
0.2
2.7
14.98/15.73=0.95
2.3
2.3
2.高压电气设备的选择与校验
（1）主变110kV侧
主变110kV侧计算电流，由于110kV配电装置为室外布置，故断路器选用SW4-110/1000型；隔离开关选用GW4-110D/600型；电流互感器选用LCWD2-110，变比为Ki=400/5，级次组合为0.5/D/D，1s热稳定倍数为35，动稳定倍数为65；电压互感器和避雷器分别选用JCC2-110型和FZ-110型。各设备有关参数见附录表I-3。
附录表I-3
主变110kV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
SW4-110/1000断路器
GW4-110D/600隔离开关
LCWD2-110电流互感器
JCC2-110电压互感器
FZ-110避雷器
210
1000
600
400/5
3.32
18.4
10.26
36.77
36.2
2205
980
196
110kV母线与110kV侧进线的电气设备与主变110kV侧所选设备相同。
（2）主变35kV侧计算电流，故断路器选用SW2-35/1000型，隔离开关选用GW5-35G/1000型，电流互感器选用LCWD1-35型，电压互感器和避雷器分别选用JDJJ-35型和FZ-35型。各35kV电气设备有关参数见附录表I-4。
附录表I-4
主变35kV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
SW2-35/1000断路器
GW5-35G/1000隔离开关
LCWD1-35电流互感器
JDJJ-35电压互感器
FZ-35避雷器
600
1000
1000
1200/5
5.478
24.8
15.19
115.4
1089
2500
2079.4
35kV母线与35kV出线电气设备的选择方法与主变35kV侧相同，从略。
（3）主变10kV侧
主变10kV侧计算电流，故断路器选用SN10-10Ⅲ/3000型，隔离开关选用GN10-10T/3000型。各10kV电气
设备有关参数见附录表I-5。
附录表I-5
主变10kV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
SN10-10Ⅲ/3000断路器
GN10-10T/3000隔离开关
LAJ-10电流互感器
JDZJ-10电压互感器
FZ-10避雷器
2199.4
3000
3000
3000/5
14.923
41.08
125
160
381.8
715.4
6400
28125
22500
10kV母线与10kV出线电气设备的选择方法与主变35kV侧相同，从略。
3.消弧线圈的选择
当35kV系统的单相接地电容电流大于10A时，应装设消弧线圈。由式（1-14），本变电所35kV架空线路的电容电流（接地故障电流）为：
所以不需装设消弧线圈。
（五）继电保护配置与整定计算（组员：崔其兵
陈亮)
1、主变压器保护配置
容量为40MVA的变压器应配置以下保护：
（1）瓦斯保护
包括动作与信号的轻瓦斯保护盒动作于跳闸的重瓦斯保护
（2）纵联差动保护
无延时跳开主三侧断路器，可作为变压器的主保护
（3）包括110KV侧复合电压启动的过电流保护和10KV侧过电流保护，其中10KV侧过电流保护作为本侧外部短路后备保护，以较短时限t1断开该断路器；110KV侧保护作为主变压器内部故障及35KV侧外部短路后备，带两段时限t2和t3（t3>
t2>
t1），以t2时限断开35KV侧断路器，以t3时限断开主变三侧断路器。
（4）零序保护
作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护
（5）过负荷保护
保护装设在主变110KV侧，动作后经延时发出预告信号
2、主变压器继电保护整定
（1）
瓦斯保护
一般瓦斯继电器气体容积整定范围为250-300cm3，本所主变压器容量为40MVA，整定值取250cm3；重瓦斯保护油流速整定范围为0.6-1.5m/s，为防止穿越型故障时瓦斯保护误动作，将油速整定为1m3/s.（2）
纵联差动保护
由BCH-2型差动继电器构成。
1）
计算各侧一次额定电流，选择电流互感器变比，确定个互感器的二次额定电流，计算结果如表
名称
各侧数值
额定电压/kV
38.5
10.5
额定电流/A
40000/
(x
110)=210
40000/
(x
38.5)=600
40000/
(x
10.5)=2199.4
电流互感器的接线方式
D
d
y
电流互感器一次电流计算值/A
x210=363.7
x600=1039
2199.4
电流互感器变比的选择
400/5=80
1200/5=240
3000/5=600
电流互感器二次额定电流/A
363.7/80=4.55
1039/240=4.33
2199.4/600=3.67
取二次额定电流的最大的110KV侧位基本侧
2）
按下列三条件确定保护装置的动作电流
1））躲过变压器的励磁涌流，即
Iop=Krel
IN1T=1.3x210A=273A
2））躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流，即
Iop=Krel
Idsq
max=krerl（KnpKsamfi+⊿Uh+⊿Umid+⊿fb2）Ikmax
=1.3x（1x1x0.1+0.1+0.05+0.05）x3.73x103x37/115A
=468A
3))躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流，即
Iop=Krel
IN1T=1.3x210=273A，取Iop=522A，则差动继电器的动作电流值为Iopk=
x468/80=10.1A
3）
确定基本侧差动线圈的匝数
Ndc=ANo/
Iop=60/10.1=5.94
实际整定匝数为Ndset=5匝，则继电器实际动作电流为Iopk=60/5=12A，保护装置实际动作一次电流为
Iop=12x80/
A=554.3A。
4）
确定非基本侧平衡线圈的匝数
35KV侧
4.33x（Nb2c
+
5）=4.55x5
Nb2c=4.55x5/4.33-5=0.25
10KV侧
3.67x（Nb2c
+
5）=4.55x5
Nb2c=4.55x5/3.67-5=1.2
去平衡线圈匝数Nb2set=0，Nb3set=1匝。
5）
校验相对误差⊿fb
35KV侧
⊿fb2==（0.25-0）/(0.25+0)=0.048
10KV侧
⊿fb3==（1.2
-1）/(1.2+1)=0.032
⊿fb2、⊿fb3均小于0.05，说明以上选择的结果有效，无需重新计算
6）
校验保护灵敏度
在主变10KV侧出口两处短路时归算到110KV侧的最小短路电流为
Ikmin=
Ks=Ikmin/
Iop
=565.8/554.3=1.03<2
灵敏度不满足要求，请改用带制动性的BCH-1型差动继电器。
（3）
过电流保护
1）110KV侧复合电压起动的过电流保护
过电流保护采用三相星形接线，继电器为DL-11型，电流互感器变比为Ki=400/5=80；电压元件接近110KV母线电压互感器。
Iop=
则
低电压继电器动作电压按躲过电动机自启动的条件整定，即
则
负序电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定，即
则
保护的灵敏度按后备保护范围末端最小短路电流来校验，即
2）10KV侧过电流保护
过电流保护采用三相星形接线，继电器为DL-11,电流互感器变比为Ki=3000/5=600，动作电流应满足以下条件：
1））躲过并列运行中，切除一台变压器时所产生的过负荷电流，即
2））躲过电动机自起动的最大工作电流，即
去Iop=6210A，则
作近后备保护时，保护的灵敏度为
灵敏度不满足要求，应改用复合电压起动的过电流保护
3）动作时间
10KV侧过电流保护动作时间t1=3s，110KV侧过电流保护第一段动作时间t2=3s+0.5s=3.5s，第二段的动作时间为t3=3.5s+0.5s=4s。
4）过负荷保护
过负荷保护装设在主变110KV侧，按躲过变压器额定电流整定，即
动作时间取10s3、35KV线路保护
（1）电流速断保护
电流速断保护采用的是两相继电器式接线，继电器为DL-11型，电流互感器的变比Ki=150/5=30(35KV出线的计算电流为77.3A)，动作电流按躲过线路末端最大短路电流整定，即
灵敏度按保护安装处两最小相短路电流来校验，即
灵敏度不满足要求，因此改用电流电压连锁速断保护。
（2）定时限过电流保护
点时限过电流保护采用两相两继电器式接线，继电器为DL-11型，电流互感器变比为Ki=30，动作电流按躲过线路最大负荷电流整定，即
灵敏度按线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流来校验：
动作时间t=2.5s
（六）所用电设计
为保证所用电可靠性，所用变压器分别安装于10kV母线I，II段上。所用变压器容量的选择，应按变电所自用电的负荷大小来选取。这里选两台型号为S9-63/10的所用变压器可满足要求。
（七）防雷和接地（组员：
陈鑫）
1.直击雷防护
在变电所纵向中心轴线位置设置两支间距D=98、高度为h=35m的等高避雷针，保护室外高压配电装置、主变压器及所有建筑物。已知出线构架高12.5m（变电所最高点），其最远点距较近避雷针11.5m，建筑物高7m，其最远点距较近避雷针18.7m。按“滚球法”检验避雷针保护范围如下：
本变电所建筑物防雷级别为二级，滚球半径为hr=45m。
因为h=35m
而其最远点距避雷针11.5m<，可见出线架构在避雷针保护范围内。
避雷针在建筑物高度上的水平保护半径为
而其最远点距避雷针18.7m<，可见建筑物也在避雷针保护范围内。
根据以上计算结果可知，变电所装设的两支35m等高避雷针能保护变电所内的所有设施。
2.雷电波侵入保护
为防止线路侵入的雷电波过电压，在变电搜1~2km的110kV进线段架设避雷线，主变压器各侧出口分别安装阀型避雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变压器110kV侧中性点装设一台避雷器。
3.接地装置设计
110kV为大电流接地系统，查表9-4，其接地电阻要求不大于0.5；35kV系统的接地电流为7A，故要求接地电阻，由表9-4，；10k系统的接地电阻要求不大于10；所用电380/220V系统的接地电阻要求不大于4。故共用接地装置的接地电阻应不大于0.5。
接地装置拟采用直径50mm、长2.5m的钢管作接地体，垂直埋入地下，间距5m，管间用40的扁钢焊接相连成环形，则单根钢管的接地电阻为
式中，K、查表9-5和表9-6.因为，考虑到管间电流屏蔽效应的影响，初选10根钢管作接地体。管间距离a与管长l之比a/l=5/2.5=2，根据n=10和a/l=2查表9-8得，则钢管根数为
最终选10根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体，用404的扁钢焊接相连，环形布置。由此算得接地电阻为
符合要求。
南jing理工大学紫金学院
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