畢業(yè)設計---1103510kv降壓變電站設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)定性、可靠性和持續(xù)性。然而電網的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經濟合理、擴建方便，只有這樣的變電站才能為國民經濟服務，為社會創(chuàng)造效益。出于這幾方面的考慮，本次畢業(yè)設計內容為110kV降壓變

2、電站的一次設計。論文首先根據原始資料提供的負荷數據，分析負荷的增長趨勢，從負荷計算結果確定主變壓器臺數，容量及型號，通過對變電站的安全、經濟及可靠性方面考慮，比較有可能的主接線方案，根據經濟可靠，運行靈活的原則確定適合的主接線設計方案；然后進行短路電流計算，計算出短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值；再根據計算結果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行主要電氣設備，包括斷路器、隔離開關、互感器、母線及無功補償裝置的選擇；最后介紹接地保護裝置

3、及防雷保護的設計。</p><p>　　關鍵字：變電站設計； 短路計算； 設備選擇； 校驗</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with industry time unceasing development, the people are more and more high to the e

4、lectric power supply request, specially supplies power robustness, reliability and endurance.However the electrical network robustness, the reliabilityand the endurance are often decided by the transformer substation rea

5、sonable design and the disposition.A typical transformer substation requests to change the electricity equipment movement reliable, only then such transformersubstation can serve for the nat</p><p>　　Key wor

6、ds: 110kV voltage dropping resistor transformer substation; Short circuit computation; Equipment choice; Verification</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1設計任務書1</b></p&

7、gt;<p>　　1.1 設計題目1</p><p>　　1.2 待建變電站的基本資料1</p><p>　　1.3 用戶負荷統(tǒng)計資料1</p><p>　　1.4 設計任務2</p><p><b>　　2 設計說明書3</b></p><p>　　2.1變壓器的選擇3

8、</p><p>　　2.1.1 主變壓器臺數、容量和型式的確定3</p><p>　　2.1.2 站用變臺數、容量和型式的確定4</p><p>　　2.2電氣主接線的設計5</p><p>　　2.2.1 原始資料分析5</p><p>　　2.2.2 主接線的設計5</p><p&g

9、t;　　2.2.3 站用變壓器低壓側接線7</p><p>　　2.3短路電流計算7</p><p>　　2.3.1 短路計算的目的7</p><p>　　2.3.2 短路電流計算的一般規(guī)定8</p><p>　　2.3.3 短路計算步驟9</p><p>　　2.3.4 短路計算結果9</p>

10、<p>　　2.4電氣設備選擇10</p><p>　　2.4.1 高壓斷路器的選擇10</p><p>　　2.4.2 隔離開關的選擇12</p><p>　　2.4.3 電流互感器的選擇14</p><p>　　2.4.4 電壓互感器的選擇16</p><p>　　2.4.5 高壓熔斷器的選

11、擇17</p><p>　　2.4.6 母線的選擇17</p><p>　　2.4.7 支柱絕緣子及穿墻套管的選擇19</p><p>　　2.4.8 無功補償裝置20</p><p>　　2.5 配電裝置的選擇21</p><p>　　2.5.1 配電裝置的分類與特點21</p><p

12、>　　2.5.2 配電裝置選擇要求21</p><p>　　2.6 保護接地裝置及防雷保護23</p><p>　　2.6.1 保護接地裝置23</p><p>　　2.6.2 防雷保護設計24</p><p>　　2.6.3 避雷器的選擇與校驗25</p><p><b>　　3 計算書2

13、6</b></p><p>　　3.1負荷計算26</p><p>　　3.1.1 主變負荷計算26</p><p>　　3.1.2 站用變負荷計算27</p><p>　　3.2 短路電流計算27</p><p>　　3.2.1 參數計算27</p><p>　　3.2.

14、2 變電站網絡簡化與短路計算28</p><p>　　3.3 線路及變壓器最大長期工作電流計算32</p><p>　　3.3.1 線路最大長期工作電流32</p><p>　　3.3.2 主變進線最大長期工作電流計算33</p><p>　　3.4 電氣設備選擇及校驗33</p><p>　　3.4.1 高

15、壓斷路器選擇及校驗34</p><p>　　3.4.2 隔離開關選擇及校驗36</p><p>　　3.4.3 電流互感器選擇及校驗37</p><p>　　3.4.4 電壓互感器的選擇及校驗39</p><p>　　3.4.5 高壓熔斷器的選擇及校驗40</p><p>　　3.4.6 母線選擇及校驗40

16、</p><p>　　3.4.7 支柱絕緣子及穿墻套管的選擇與校驗41</p><p>　　3.4.8 電容器的選擇與校驗42</p><p>　　3.5 避雷器的選擇與校驗42</p><p>　　3.5.1 避雷針選擇與校驗42</p><p>　　3.5.2 避雷器的選擇與校驗44</p>

17、<p><b>　　結論46</b></p><p><b>　　致謝47</b></p><p><b>　　參考文獻48</b></p><p><b>　　1設計任務書</b></p><p><b>　　1.1 設計題目

18、</b></p><p>　　大白楊110/35/10kV降壓變電站設計</p><p>　　1.2 待建變電站的基本資料</p><p>　　待設計變電站負荷情況及所址概況如下：</p><p>　?。?）電壓等級：110/35/10kV</p><p>　?。?）線路回數：110kV 出線4回（2回備用

19、）, 35kV出線8回（2回備用）,10kV出線12回（2回備用）。</p><p>　　（3）出線方向：110kV向南，35kV向北，10kV向東。</p><p>　　（4）110kV側雙電源供電。電源額定容量為1000MVA，它在110kV母線上的短路容量為3000MVA，線路1為11km（），為無限大容量系統(tǒng)，線路2為22km。</p><p>　?。?）1

20、10kV和35kV側出線主保護為瞬時動作，后備保護時間為0.15s，10kV出線過流保護時間為2s ,斷路器燃弧時間按0.05s考慮。</p><p>　?。?）該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 40攝氏度，年最底氣溫- 5攝氏度，年平均氣溫 18攝氏度。所址地勢平坦，面積為99×68平方米，本地區(qū)無污穢，土壤電阻率7000Ω.cm。</p><p>　　1.3 用戶負荷統(tǒng)計資料<

21、;/p><p>　　110kV、35kV、10kV和站用電負荷統(tǒng)計資料見表2-1、2-2、2-3、2-4。同時率取0.9，線路損耗取5%。</p><p>　　表 1-1 110kV用戶負荷統(tǒng)計</p><p>　　Table 1-1 110kV user load statistics</p><p>　　表1-2 35kV用戶負荷統(tǒng)計<

22、/p><p>　　Table 1-2 35kV user load statistics</p><p>　　表1-3 10kV用戶負荷統(tǒng)計</p><p>　　Table 1-3 10kV user load statistics</p><p>　　表1-4 站用負荷統(tǒng)計</p><p>　　1-4 table sta

23、tion load statistics</p><p><b>　　1.4 設計任務</b></p><p>　?。?）選擇本變電站主變的臺數、容量和類型；</p><p>　　（2）選擇本變電站大電氣主接線，選出數個電氣主接線方案進行經濟技術比較，確定一個較佳方案；</p><p>　?。?）進行必要的短路電流計算；

24、</p><p>　　（4）選擇和校驗所需的電氣設備；</p><p>　　（5）進行配電裝置的設計；</p><p>　?。?）進行防雷保護設計。</p><p><b>　　2 設計說明書</b></p><p><b>　　2.1變壓器的選擇</b></p>

25、<p>　　2.1.1 主變壓器臺數、容量和型式的確定</p><p>　　2.1.1.1變電站主變壓器臺數的確定</p><p>　　主變臺數確定的要求：</p><p>　　（1）主變壓器的臺數和容量，應根據地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等綜合考慮確定。</p><p>　?。?）在有一、二級負荷的變電所中宜裝設

26、兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網取得跔容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。</p><p>　　考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。</p><p>　　2.1.1.2變電站主變壓器容量的確定</p><p>　

27、　主變壓器容量確定的要求：</p><p>　　（1）主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10～20年的負荷發(fā)展。</p><p>　?。?）根據變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓

28、器容量就能保證全部負荷的60～70%。</p><p>　　2.1.1.3 變電站主變壓器型式的選擇</p><p>　　主變壓器型式確定的要求：</p><p>　?。?）110kV及10kV主變壓器一般均應選用三相雙繞組變壓器。</p><p>　?。?）具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主

29、變壓器宜采用三相三繞組變壓器。</p><p>　?。?）110kV及以上電壓的變壓器繞組一般均為YN連接；35kV采用YN連接或D連接，采用YN連接時，其中性點都通過消弧線圈接地。</p><p>　　由負荷計算（計算書3.1.1）可知，本變電站遠景負荷為PM=93.15MVA，裝設兩臺主變壓器，每臺變壓器額定容量按下式選擇：SN=0.6PM=0.6×93.15=55.89MV

30、A且SN =63000＞S重=25.59 即說明當一臺主變故障時，另一臺可保證對重要負荷的供電任務，故可選擇兩臺型號為SFSZ7-63000/110型變壓器，主變參數如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 主變壓器技術參數</p><p>　　Table 2-1 main technical parameters</p><p>　　2.1.2 站用變臺數、

31、容量和型式的確定</p><p>　　2.1.2.1站用變臺數的確定</p><p>　　對大中型變電站，通常裝設兩臺站用變壓器。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。</p><p>　　2.1.2.2站用變容量的確定</p><p>　

32、　站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應滿足經常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。考慮到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。</p><p>　　2.1.2.3 站用變型式的選擇</p><p>　　由站用負荷計算（計算書3.1.2）得知，站用負荷S3=0.48MVA，所以選用S9-500/10型變壓器，站用變壓器參數如表2-2所示：&l

33、t;/p><p>　　表2-2 站用變壓器技術參數</p><p>　　2-2 table station technical parameters</p><p>　　2.2電氣主接線的設計</p><p>　　2.2.1 原始資料分析</p><p>　　本設計的變電站為降壓變電站,有三個電壓等級：高壓側電壓為110k

34、V,有四回線路，兩回備用；中壓側電壓為35kV,有八回出線；其中有四回出線是雙回路供電，兩回備用；低壓側電壓為10kV,有十二回出線,其中有四回是雙回路供電，兩回備用。從以上資料可知本變電站為配電降壓變電站，另外，該變電站的站址，地勢平坦，交通方便。</p><p>　　2.2.2 主接線的設計</p><p>　　配電變電站多為終端或分支變電站，降壓供給附近用戶或一個企業(yè)，其接線應盡可能

35、采用斷路器數目較少的接線，以節(jié)省投資和減少占地面積。隨著出線數的不同，可采用橋形、單母分段等。低壓側采用單母線和單母線分段。</p><p>　　2.2.2.1主接線設計原則</p><p>　?。?）運行的可靠性。斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。</p><p>　?。?）具有一定的靈活

36、性。主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。</p><p>　?。?）操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行

37、方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。</p><p>　?。?）經濟上合理。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經濟效益。</p><p>　?。?）應具有擴建的可能性。由于我國工農業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。</p><p>　　(6)

38、 變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。</p><p>　　2.2.2.2設計方案</p><p>　?。?）110kV側接線（4回出線）</p><p>　　根據原始資料，待設變電站110kV側有四回線路。依據《35～110kV變電所設計規(guī)范》的規(guī)定，35～110kV線路為兩回及以下時，宜采用

39、撟形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大撟形、單母線的接線。35～63kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。</p><p>　　方案1：采用單母線分段帶旁路接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點如下：</b></p><p>　?、賹χ匾脩艨刹捎脧牟煌妇€分段引出雙回

40、線供電電源。</p><p>　?、诋斈妇€發(fā)生故障或檢修時，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電。</p><p>　?、蹎文妇€分段任一回路斷路器檢修時，該回路必須停止工作。</p><p>　?、軉文妇€分段便于過渡為雙母線接線。</p><p>　?、莶捎玫拈_關、刀閘較多，某一開關檢修時，對有穿越電流的環(huán)網

41、線路有影響。</p><p>　?、揲_關檢修時，可用旁路代替，無需停電。</p><p>　?、咭子跀U建，利于以后規(guī)劃。</p><p>　　方案2：采用內橋接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點如下：</b></p><p>　?、賰膳_斷路器接在電源出線上，線路的切除和投入是比較方便。<

42、;/p><p>　?、诋斁€路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。</p><p>　?、郛斪儔浩鞴收蠒r，與變壓器連接的兩臺斷路器都將斷開，當切除和投入變壓器時，操作也比較復雜。</p><p>　?、茌^容易影響有穿越功率的環(huán)網系統(tǒng)，內橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不需要經常切換運行方式的變電所。</p><p>　　

43、方案3：采用外橋接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點如下：</b></p><p>　　①當變壓器發(fā)生故障或運行中需要切除時，只斷開本回路的斷路器即可。</p><p>　?、诋斁€路故障時，兩臺斷路器都將斷開，因而一臺變壓器也被切除。</p><p>　?、弁鈽蚪泳€適用于線路較短、變壓器按經濟運行需要經常切換且有穿

44、越性功率經過的變電所。</p><p>　?。?）35kV側接線（12回出線）</p><p>　　35kV送出十二回線路,可采用單母線接線或單母線分段接線方式。但單母線接線方式只適用于6～220kV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的發(fā)電廠或變電所。一般主變不少于2臺，故選用單母分段帶旁路接線方式。</p><p>　?。?）10kV側接線(10回出線) <

45、/p><p>　　6～10kV配電裝置出線回路數為6回及以上時，一般采用單母線分段接線。220kV及以下的變電所，供應當地負荷的6～10kV配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關柜，地區(qū)電網成環(huán)的運行檢修水平迅速提高，采用單母分段接線一般均能滿足運行需求。（出線回路數增多時，單母線供電不夠可靠）</p><p>　　綜上所述，本變電站110kV側采用單母分段帶旁路接線方式，35kV側采用單母

46、分段帶旁路接線方式，10kV側采用單母分段接線方式。</p><p>　　2.2.3 站用變壓器低壓側接線</p><p>　　站用電系統(tǒng)采用380/220V 中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，站用變壓器低壓側接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。380V 站用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關）或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置

47、供電，如圖2-1示：</p><p>　　圖2-1 站用電接線圖</p><p><b>　　2.3短路電流計算</b></p><p>　　2.3.1 短路計算的目的</p><p>　　(1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。<

48、/p><p>　　(2)在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。</p><p>　　(3)在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件

49、校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。</p><p>　　(4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以短路時的短路電流為依據。</p><p>　　(5)接地裝置的設計，也需用短路電流。</p><p>　　2.3.2 短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　　(1)計算的基本情況：</p><p>　?、匐娏ο?/p>

50、統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。</p><p>　?、谒型诫姍C都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）。</p><p>　?、鄱搪钒l(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。</p><p>　?、芩须娫吹碾妱觿菹辔唤窍嗟?。</p><p>　?、輵紤]對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖

51、擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。</p><p><b>　　(2)接線方式：</b></p><p>　　計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。</p><p><b>　　(3)計算容量：</b></p>&

52、lt;p>　　應按本工程設計規(guī)劃容量計算，考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后5－10年）。</p><p><b>　　(4)短路種類：</b></p><p>　　一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應該按嚴重情況的進行校驗。</p><

53、p><b>　　(5)短路計算點：</b></p><p>　　在正常接線方式中，通過電器設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。對于帶電抗器的6～10KV出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應該取電抗器前。</p><p>　　2.3.3 短路計算步驟</p><p>　　(1)選擇計算短路點；<

54、;/p><p>　　(2)畫等值網絡（次暫態(tài)網絡）圖：</p><p>　?、偈紫热サ粝到y(tǒng)中的所有負荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗；</p><p>　?、谶x取基準容量和基準電壓 (一般取后級的平均電壓)；</p><p>　?、蹖⒏髟娍箵Q算為同一基準值的標么值；</p><p>　?、芙o出等值

55、網絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號；</p><p>　　(3)求計算電抗。當我們所選的基準容量與電源（不論分組的或等值的）的總額定容量不相同時，必須將總電抗標么值換算成以電源總額定容量為基準的計算電抗；</p><p>　　(4)由運算曲線查出(各電源供給的短路電流周期分量標幺值運算曲線只作到=3.5)。與電源相應的計算曲線，從中得出不同時間的、和；</p><p>

56、　　(5)計算短路電流周期分量有名值和標幺值；</p><p>　　(6)計算短路電流沖擊值；</p><p>　　(7)計算全電流最大有效值；</p><p>　　(8)計算短路容量；</p><p>　　(9)繪制短路電流計算結果表。</p><p>　　2.3.4 短路計算結果</p><p&

57、gt;　　三相短路電流計算結果見表2-3</p><p>　　表2-3 短路計算結果</p><p>　　Table 2-3 short circuit calculations</p><p>　　計算網絡簡化圖如圖2-2示：</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><

58、;b>　　2.4電氣設備選擇</b></p><p>　　電器選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設計的主要內容之一。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，應根據工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。</p><p>　　下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：</p>

59、<p>　?。?)熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。</p><p>　?。?)采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。</p><p>　?。?)裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。</p><p>　　2.4.1 高壓斷路器的選擇</p><p>　　根據我國當前制造情況

60、，電壓6～220kV的電網一般選用少油斷路器，電壓110～330kV電網，可選用或空氣斷路器，大容量機組釆用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。</p><p>　　2.4.1.1斷路器選擇的具體技術條件如下：</p><p>　　(1)額定電壓和最高工作電壓</p><p>　　在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓的

61、條件選擇，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　(2)額定電流</b></p><p>　　電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即</p><p><b>　?。?/p>

62、2-2）</b></p><p>　　(3)按短路情況校驗</p><p><b>　?、俣搪窡岱€(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　--- 短路電流的熱效應或熱脈沖</p><p>　　---短路電流周期分量的熱效

63、應,</p><p>　　---短路電流非周期分量的熱效應 .</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流</p><p><b>　　短路計算時間：</b&

64、gt;</p><p>　　--- 后備保護動作時間；</p><p>　　--- 斷路器全開斷時間</p><p>　　如果＞1s，導體的發(fā)熱主要由周期分量來決定。</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p&

65、gt;<p>　　---短路全電流最大有效值</p><p><b>　　即合格</b></p><p><b>　　②電動力穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為</p><p><b>　?。?-8

66、）</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　式中、 --短路沖擊電流幅值及其有效值；</p><p>　　、 --電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。</p><p>　　2.4.1

67、.2 本變電站高壓斷路器選擇如下：</p><p>　　表2-4 高壓斷路器一覽表</p><p>　　Table 2-4 list of high voltage circuit breaker</p><p>　　2.4.2 隔離開關的選擇</p><p>　　2.4.2.1 隔離開關選擇的條件：</p><p>

68、　　(1)額定電壓和最高工作電壓</p><p>　　在選擇電器時，一般可按照電器的額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓 的條件選擇，即 </p><p><b>　　(2-10)</b></p><p><b>　　(2)額定電流</b></p><p>　　電器的額定電流IN是指在

69、額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　(3)按短路情況校驗</p><p><b>　　①短路熱穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　(2-12)<

70、;/b></p><p>　　--- 短路電流的熱效應或熱脈沖</p><p>　　---短路電流周期分量的熱效應,</p><p>　　---短路電流非周期分量的熱效應 .</p><p><b>　　(2-13)</b></p><p><b>　　(2-14)</b&g

71、t;</p><p>　　--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流</p><p><b>　　短路計算時間：</b></p><p>　　--- 后備保護動作時間；</p><p>　　--- 斷路器全開斷時間</p><p>　　如果＞1s，導體的發(fā)熱主要由周期分量來決定。</p><

72、p><b>　　(2-15)</b></p><p><b>　　(2-16)</b></p><p>　　---短路全電流最大有效值</p><p><b>　　即合格</b></p><p><b>　?、陔妱恿Ψ€(wěn)定校驗</b></p>

73、;<p>　　電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為</p><p><b>　　(2-17)</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(2-18)</b></p><p>　　式中、 --短

74、路沖擊電流幅值及其有效值；</p><p>　　、 --電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。</p><p>　　2.4.2.2本變電站隔離開關的選擇結果如下：</p><p>　　表2-5 隔離開關一覽表</p><p>　　List of table 2-5 isolation switch</p><p>

75、　　2.4.3 電流互感器的選擇</p><p>　　2.4.3.1電流互感器的選擇和配置應按下列條件：</p><p>　　(1)型式：電流互感器的型式應根據使用環(huán)境條件和產品情況選擇。對于6～20 kV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35 kV及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。</

76、p><p>　　(2)一次回路電壓：</p><p><b>　　(2-19)</b></p><p>　　為電流互感器安裝處一次回路工作電壓，為電流互感器額定電壓。</p><p>　　(3)一次回路電流：</p><p><b>　?。?-20）</b></p>

77、<p>　　為電流互感器安裝處一次回路最大工作電流，為電流互感器原邊額定電流。當電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等到于+40℃時，進行修正。修正的方法與斷路器的修正方法相同。</p><p><b>　　(4)準確等級：</b></p><p>　　電流互感器準確等級的確定與電壓互感器相同，需先知電流互感器二次回路接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等

78、級要求最高的表計來選擇。</p><p><b>　　(5)動穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　內部動穩(wěn)定 ：</b></p><p><b>　　(2-21)</b></p><p>　　式中電流互感器動穩(wěn)定倍數,</p><p>　　=/(

79、) (2-22)</p><p><b>　　(6)熱穩(wěn)定：</b></p><p><b>　　(2-23)</b></p><p>　　為電流互感器的t秒鐘熱穩(wěn)定倍數。</p><p>　　2.4.3.2本變電站電流互感器選擇如表2-6所示</p>

80、;<p>　　表2-6 電流互感器一覽表</p><p>　　Table 2-6 list of current transformer</p><p>　　2.4.4 電壓互感器的選擇</p><p>　　2.4.4.1電壓互感器的選擇和配置應按下列條件：</p><p>　　(1)型式：在6～35kV屋內配電裝置中，一般釆用

81、油浸式或澆注式電壓互感器；110～220kV配電裝置特別是母線上裝設的電壓互感器，通常采用串級式電磁式電壓互感器；當容量和準確經滿足要求時，通常多在出線上采用電容式電壓互感器。</p><p>　　當需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞組連接成星形，以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有

82、在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。</p><p>　　(2)一次電壓U1：1.1>>0.9，為電壓互感器額定一次線電壓，1.1和0.9是允許的一次電壓波動范圍，即±10% 。</p><p>　　(3)二次電壓：電壓互感器二次電壓，應根據使用情況，按下表選用所需的二次額定電壓。&

83、lt;/p><p>　　(4)準確等級：電壓互感器的準確度是在二次負荷下的準確級。用于電度表準確度不低于0.5級，用于電壓測量，不應低于1級，用于繼電保護不應低于3級。</p><p>　　(5)二次負荷：是對應于在測量儀表所要求的最高準確級下，電壓互感器的額定容量。S2是二次負荷，電壓互感器的三相負荷經常是不平衡的，所以通常用最大一相的負荷和電壓互感器一相的額定容量相比較。</p>

84、;<p>　　2.4.4.2本變電站電壓互感器選擇如下：</p><p>　　表2-7 電壓互感器一覽表</p><p>　　Table 2-7 list of voltage transformer</p><p>　　2.4.5 高壓熔斷器的選擇</p><p>　　2.4.5.1對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定

85、電壓及斷流容量兩項來選擇。</p><p>　　2.4.5.2本變電站高壓熔斷器選擇如下：</p><p>　　10kV高壓熔斷器選用RN2-10/0.5戶內限流式高壓熔斷器，參數如下：</p><p>　　表2-8 高壓熔斷器一覽表</p><p>　　Table 2-8 list of high-voltage fuse</p>

86、;<p>　　2.4.6 母線的選擇</p><p>　　2.4.6.1母線選擇的一般規(guī)定：</p><p>　　(1)型式：一般采用鋁材，只有當持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴重的場所，才選用銅材。</p><p>　　硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機械強度，便于固定和連接，但集膚效應較大，矩形

87、母線一般只用于35kV及以上，電流在4000A級以下的配電裝置中。</p><p>　　槽形母線的機械性能強度較好，集膚效應較小，在4000～8000A時一般才用槽形母線。</p><p>　　管形母線集膚效應較小，機械強度高，管內可用水或風冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高，因此，110kV以上配電裝置中多才用管形母線。</p>

88、<p>　　(2)按最大持續(xù)工作電流選擇導線載面S，即</p><p><b>　　(2-24)</b></p><p>　　式中 ---相應于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25℃時的導體長期允許載流量。</p><p><b>　　---溫度正系數</b></p><p>　　(3)

89、按經濟電流密度選擇：</p><p>　　在選擇導體載面時，除配電裝置的匯流母線、廠用電動機的電纜等外，長度在20m以上的導體，其截面一般按經濟電流密度選擇。</p><p><b>　　(2-25)</b></p><p>　　式中---導體的經濟電流密度，按此條件選擇的導體截面，應盡量接近經濟計算截面。當無合適規(guī)格導體時，允許小于。<

90、/p><p>　　(4)熱穩(wěn)定校驗：按上述情況選擇的導體截面，還應校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。</p><p><b>　　母線的校驗公式為：</b></p><p><b>　?。?-26）</b></p><p>　　式中——根據穩(wěn)定決定的導體最小允許截面；</p><p>

91、<b>　　——熱穩(wěn)定系數；</b></p><p><b>　　——短路熱效應。</b></p><p>　　(5)動態(tài)穩(wěn)定校驗：</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　式中——母線材料的允許應力</p><p>　　—

92、—作用在母線上的最大計算應力。</p><p>　　對于輸電線路應校驗線路電壓損失。對于發(fā)電廠、變電所內的導體，由于相對距離較短，電壓損失不嚴重，所以可不校驗。</p><p>　　2.4.6.2本變電站母線選擇如表2-9所示：</p><p>　　表2-9 母線一覽表</p><p>　　Table 2-9 list of bus</

93、p><p>　　2.4.7 支柱絕緣子及穿墻套管的選擇</p><p>　　2.4.7.1支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進行短路時動穩(wěn)定校驗。穿墻套管按額定電壓，額定電流和類型選擇，按短路條件校驗動、熱穩(wěn)定。</p><p>　　(1)按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻大管，即：</p><p><b>　?。?-28）</b>

94、;</p><p>　　(2)按額定電流選擇穿墻套管。即：</p><p><b>　　(2-29)</b></p><p>　　式中--溫度修正系數。</p><p>　　對母線型穿墻套管，因本身無導體，不必按此項選擇和校驗熱穩(wěn)定，在需保證套管的型式和穿過母線的尺寸相配合。</p><p>　　

95、(3)支柱絕緣子和套管的種類和型式的選擇。根據裝置地點，環(huán)境現在屋內，屋外或防污式及滿足使用要求的產品型式。</p><p>　　(4)穿墻套管的熱穩(wěn)定校驗。套管耐受短路電流的熱效應，大于或等于短路電流通過套管所產生的熱效應，即：。</p><p>　　(5)支柱絕緣子和套管的動穩(wěn)定校驗。由于導體電動力是作用在導體截面中心線上的，而支柱絕緣子的抗彎破壞強度是按作用在絕緣子高度H處給定的，可

96、將絕緣子的力折算為：</p><p><b>　?。?-30）</b></p><p>　　式中--絕緣子底部到導體水平中心線的高度。</p><p>　　2.4.7.2本變電站支柱絕緣子及穿墻套管的選擇如下：</p><p>　　(1)110kV、110kV、10kV線路側絕緣子選用型懸式絕緣子，</p>

97、<p>　　110kV側耐張片9片，懸垂片8片，35kV側耐張片3片 懸垂片2片，10kV側耐張片2片 懸垂片1片。</p><p>　　(2)10kV側穿墻套管的選擇如下</p><p>　　表2-11 穿墻套管一覽表</p><p>　　List of table 2-11 Wall bushing</p><p>　　2.4

98、.8 無功補償裝置</p><p>　　2.4.8.1在供電系統(tǒng)中采用并聯(lián)電容器組成或其他無功補償裝置來提高功率因數時，需要考慮補償裝置的裝設地點，不同的裝設地點，其無功補償區(qū)及補償效益有所不同。對于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器的設置有高壓集中補償、低壓成組補償和分散就地補償三種方式。本站采用高壓集中補償。</p><p>　　2.4.8.2 高壓集中補償提高功率因數的計算</p>

99、<p>　　(1)確定用戶6～10kV母線上的自然功率因數</p><p>　　在設計階段，自然功率因數的計算式為</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p>　　式中---用戶6～10kV母線上的計算有功功率，kW；</p><p>　　---用戶6～10kV母線上的計算視在功率，k

100、VA。</p><p>　　(2)計算使功率因數從提高到所需的補償容量</p><p><b>　?。?-32）</b></p><p>　　式中---所需電容器組的總補償容量，kvar；</p><p>　　---平均負荷系數，計算時取0.7～0.85；</p><p>　　---用戶6～10k

101、V母線上的計算有功負荷，kW；</p><p>　　、---補償前、補償后功率因數的正切值。</p><p>　　（3）計算三相所需電容器的總臺數N和每相電容器臺數n</p><p>　　三相連接時，單相電容器總臺數N為</p><p><b>　　(2-33)</b></p><p>　　式中-

102、--三相所需總電容器容量，kvar；</p><p>　　---單臺（柜）電容器容量，kvar；</p><p>　　---電網工作電壓（電容器安裝處的實際電壓），V；</p><p>　　---電容器額定電壓，V。</p><p><b>　　每相電容器的臺數為</b></p><p><

103、b>　?。?-34）</b></p><p>　　2.4.8.3 本站電容器的選擇</p><p>　　表2-12 電容器參數一覽表</p><p>　　Table 2-12 capacitor parameter list</p><p>　　2.5 配電裝置的選擇</p><p>　　配電裝置是發(fā)

104、電廠和變電所的重要組成部分。它是根據主接線的聯(lián)結方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。</p><p>　　2.5.1 配電裝置的分類與特點</p><p>　　配電裝置按電器裝設地點不同，可分為屋內和屋外配電裝置，其特點如下</p><p>　?。?）屋內配電裝置的特點是：</p><p>

105、;　?、儆捎谠试S安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；</p><p>　?、诰S修、巡視和操作在室內進行，不受氣候影響；</p><p>　?、弁饨缥鄯x空氣對電器影響較小，可減少維護工作量；</p><p>　?、芊课萁ㄖ顿Y較大。</p><p>　?。?）屋外配電裝置的特點是：</p><p>　?、偻两üぷ髁?/p>

106、和費用較小，建設周期短；</p><p><b>　?、跀U建比較方便；</b></p><p>　?、巯噜徳O備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；</p><p><b>　?、苷嫉孛娣e大；</b></p><p>　?、菔芡饨绛h(huán)境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣；</p><p>

107、;　?、薏涣細夂驅υO備維修和操作有影響。</p><p>　　2.5.2 配電裝置選擇要求</p><p>　　（1）配電裝置應滿足以下基本要求：</p><p>　?、倥潆娧b置的設計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術經濟政策。</p><p>　?、诒ＷC運行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選用設備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距

108、離。</p><p>　?、郾阌跈z修、巡視和操作。</p><p>　?、茉诒ＷC安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。</p><p><b>　?、莅惭b和擴建方便。</b></p><p>　　（2）配電裝置設計的基本步驟：</p><p>　?、俑鶕潆娧b置的電壓等級、電器的型式、出

109、線多少和方式、有無電抗器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式；</p><p>　?、跀M定配電裝置的配置圖；</p><p>　?、郯凑账x設備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照《配電裝置設計技術規(guī)程》的有關規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設計和手冊，設計繪制配電裝置的平、斷面圖。</p><p>　　配電裝置的型式選擇，一般情況下，在大、中

110、型發(fā)電廠和變電所中，35kV及以下的配電裝置宜采用屋內式；110kV及以上多位屋外式。當在污穢地區(qū)或市區(qū)建110kV屋內和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內型，在上述地區(qū)若技術經濟合理時，220kV配電裝置也可采用屋內型。</p><p>　　發(fā)電廠和變電所中6～10kV的屋內配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特

111、點，但其結構復雜，施工時間長，造價較高，檢修和運行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價較低，運行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量不太大，通常采用成套開關柜，以減少占地面積。</p><p>　　屋外配電裝置的型式除與主接線有關外，還與場地位置、面積、地址、地形條件及總體不知有關，并受到設備材料的供應、施工、運行和檢

112、修要求等因素的影響和限制。</p><p>　　普通中型配電裝置，國內采用較多，已有豐富的經驗，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。缺點是占地面積較大。中型配電裝置廣泛應用于110～500kV電壓級。</p><p>　　高型配電裝置的最大優(yōu)點是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運行不及中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運行、施工

113、條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220kV配電裝置，而半高型宜于110kV配電裝置。</p><p>　　(3)根據以上原則，選擇配電裝置如下：</p><p>　　表2-13 配電裝置一覽表</p><p>　　Table 2-13 list of power distribution units</p><p>　　2.6

114、保護接地裝置及防雷保護</p><p>　　2.6.1 保護接地裝置</p><p>　　2.6.1.1 接地裝置的一般要求：</p><p>　　(1)為保證人身安全，所有的電氣設備，都應裝設接地裝置，并將電氣設備外殼接地；</p><p>　　(2)一般使用一個總的接地裝置，接地裝置的接地電阻應滿足接地電阻的最小設備要求；</p&g

115、t;<p>　　(3)電氣設備的人工接地應對地電壓分布均勻，一般應采用環(huán)形接地。</p><p>　　2.6.1.2 本變電站接地布置如圖2-3所示：</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　2.6.2 防雷保護設計</p><p>　　2.6.2.1 變電站的防雷保護具有以下特點

116、：</p><p>　　(1)變電站屬于“集中型”設計，直接雷擊防護以避雷針為主。</p><p>　　(2)變電站設備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會運動至變電站，對電氣設備過程威脅。因此變電站要對侵入波過電壓進行防護，主要手段是避雷器。</p><p>　　(3)變電站內都安裝有貴重的電氣設備，如變壓器等，這些電氣設備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產

117、帶來巨大損失，造成嚴重后果；另一方面，這些設備的修復困難，需要花費很長時間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經濟損失。所以變電站要采取周密的過電壓防護措施。</p><p>　　(4)為了充分發(fā)揮防雷設備的保護作用，變電站應有良好的接地系統(tǒng)。</p><p>　　2.6.2.2 變電站直擊雷防護：</p><p>　　戶外配電裝置一般都采用避雷針做為直擊雷保護，本變

118、電站直擊雷防護采用避雷針，變電站圍墻四角各布置1 支避雷針，共布置4 支避雷針，每支避雷針高30m。本站東西向長99m，南北向寬68m，占地面積6732m2，110kV 配電裝置構架高10m。屋內配電裝置鋼筋焊接組成接地網，并可靠接地。</p><p>　　本變電站的防雷配置如圖2-4所示：</p><p><b>　　圖2-4</b></p><

119、p>　　2.6.2.3 侵入波過電壓防護：</p><p>　　已在輸電線上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電站的母線上，并對與母線有聯(lián)接的電氣設備構成威脅。在母線上裝設避雷器是限制雷電侵入波過電壓的主要措施。</p><p>　　2.6.2.4 進線段保護：</p><p>　　所謂進線段保護是指臨近變電站1.5km 一段線路上的加強型防雷保護措施。當

120、線路無避雷線時，這段線路必須架設避雷線；當沿線路全長架設避雷線時，則這段線路應有更高的耐雷水平，以減少進線段內繞擊和反擊的概率。</p><p>　　2.6.2.5 三繞組變壓器和變壓器中性點的防雷保護：</p><p>　　三繞組變壓器只要在低壓任一相繞組直接出口處裝一個避雷器即可。110kV 中性點有效接地系統(tǒng)，若變壓器不是采用全絕緣，則應在中性點加裝一臺避雷器。</p>

121、<p>　　2.6.3 避雷器的選擇與校驗</p><p>　　2.6.3.1 避雷器的配置原則如下：</p><p>　　(1)配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器。</p><p>　　(2)旁路母線上是否需要裝設避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足要求而定。</p><p>　　(3)三繞

122、組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。</p><p>　　(4)下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器：</p><p>　　直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關時。</p><p>　　直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。</p><p>　　不接地和經消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進

123、線變壓器中性點上。</p><p>　　2.6.3.2 避雷器應按下列條件選擇：</p><p>　　(1)額定電壓：避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。</p><p>　　(2)滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現的最大的導線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）。對35kV及以下的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的1