【正文】 ................................................14 短路電流計(jì)算的步驟 ....................................................................................................15 電流計(jì)算結(jié)果 ..............................................................................................................16 第四章 主要電氣設(shè)備選擇 高壓斷路器的選擇 .....................................................................................................20 隔離開關(guān)的選擇 ...........................................................................................................21 各級(jí)電壓母線的選擇 ..................................................................................................22 絕緣子和穿墻套管的選擇 .............................................................................................22 電流互感器的配置和選擇 .............................................................................................22 電壓互感器的配置和選擇 .............................................................................................23 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 ..................................................................................24 第五章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 變電站的防雷保護(hù)具有以下特點(diǎn) ...................................................................................26 變電站直擊雷防護(hù) ........................................................................................................26 侵入波過(guò)電壓防護(hù) ........................................................................................................26 避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算 方法 ..........................................................................................26 第六章 110 kV 變電站設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) ....................... 28 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 附錄 Ⅰ： 短路電流計(jì)算書 ........................................... 32 附錄Ⅱ主接線圖 ........................................................ 37 10kV 配電裝置 ........................................................... 38 10kV 配電裝置圖 ........................................................ 39 附錄Ⅳ：避雷針保護(hù)范圍計(jì)算 .................................... 40 總 結(jié) ....................................................................... 41 后 記 ....................................................................... 42 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................. 43 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 前 言 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，各行各業(yè)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的可靠性要求也越來(lái)越高，并且供電量保持逐年增長(zhǎng)，這對(duì)城配網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行要求越來(lái)越高。 110kV 變電站的設(shè)計(jì)擔(dān)負(fù)著很重大的使命，為城市的大型建筑和大型公用設(shè)備提綱著用電保障。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器，還有線路問(wèn)題都是變電站設(shè)計(jì)中要仔細(xì)去探究的問(wèn)題，而線路問(wèn)題和配電設(shè)備也是本文要論述的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 緒 論 110KV 變電站多數(shù)為城市的大型變電所，基本上是城市為了供給城市和近郊工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活用電等而建的，因其可承受 負(fù)荷大而擔(dān)當(dāng)著很重要的作用。變電站做為電力系統(tǒng)中起著重要的連接作用，是聯(lián)系發(fā)電廠與負(fù)荷的重要環(huán)節(jié)。本文為了設(shè)計(jì)過(guò)程中的概念更加容易被理解，假定杭州城郊結(jié)合部有一座將要設(shè)計(jì)投放使用的變電站，本文就是展開對(duì)這樣一個(gè)變電站的設(shè)計(jì)。為了變電站的一次設(shè)計(jì)能夠很好的接入電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，下面對(duì)本變電站做初步分析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 1） 變電站類型： 110KV 地方降壓變電站 2） 電壓等級(jí)： 110/10KV 3） 線路回?cái)?shù)： 110KV： 2 回，備用 2 回； 10KV： 13 回，備用 2 回； 4） 地 理?xiàng)l件：三面抱山，一面云水。由于地處杭州所以交通方便，有充足水源，而且由于杭州地下無(wú)地震帶和地震區(qū)，所以對(duì)于防震等級(jí)的選擇可以適當(dāng)降低。杭州年最高氣溫 +39℃，年最低氣溫 6℃，年平均溫度 +16℃，但由于是地處城郊結(jié)合部，而且四周有山，所以此地的地面溫度比起杭州的平均溫度要低 1— 2 度左右。最大風(fēng)速35m/s，主導(dǎo)風(fēng)向冬天為西北，夏天為東南風(fēng)向。 5） 負(fù)荷情況：該變電站的任務(wù)主要是一、二級(jí)負(fù)荷，市內(nèi)負(fù)荷主要為市區(qū)生活用電、電子工業(yè)、制造工業(yè)等工業(yè)用電；郊區(qū)負(fù)荷主要為郊區(qū)變電站及郊區(qū)的造紙、印染等工業(yè)用電 。 6） 系統(tǒng)情況：根據(jù)杭州城郊結(jié)合部地區(qū)的實(shí)際情況，本變電站位于兩個(gè)電源中間，旁邊分別有杭州發(fā)電廠和九堡發(fā)電廠這兩個(gè)發(fā)電廠提供電能，進(jìn)而經(jīng)過(guò)該變電站降壓后用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等負(fù)荷用電，需要一定的可靠性。 7） 110KV 供電線路的鋪設(shè)先例：目前， 110kV 供電線路都采用架空絕緣導(dǎo)體，不僅提高線路供電的可靠性，減少了合桿線路作業(yè)時(shí)的停電次數(shù)，減少維修工作量，提高線路的利用率；而且可以簡(jiǎn)化線路桿塔結(jié)構(gòu)，甚至可以沿墻敷設(shè)，既節(jié)約了線路材料，又美化了環(huán)境道路；節(jié)約了架空線路所占的空間，便于架空線路在狹小通道內(nèi)穿越；減 少了線路電能損失，減少了導(dǎo)線腐蝕，延長(zhǎng)了線路使用壽命。 110kV 架空配電線路的特點(diǎn)是農(nóng)網(wǎng)線路多、供電半徑長(zhǎng)、大部份為放射式樹枝型供電線路，線路間無(wú)聯(lián)絡(luò)，線路分段開關(guān)數(shù)量少，線路保護(hù)設(shè)備仍然簡(jiǎn)陋。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 第一章 電氣主接線 主接線的選擇 變電所主接線選擇的主要原則有以下幾點(diǎn)： 1） 供電可靠性：如何保證可靠地（不斷地） 向用戶供給符合質(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務(wù)，這是第一個(gè)基本要求。 2） 靈活性：其含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運(yùn)行方式（包括正常、事故和檢修運(yùn)行方式） 并能方便地通過(guò) 操作實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的變換而且在基本一回路檢修時(shí)，不影響其他回路繼續(xù)運(yùn)行，靈活性還應(yīng)包括將來(lái)擴(kuò)建的可能性。 3） 操作方便、安全：主接線還應(yīng)簡(jiǎn)明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。 4） 經(jīng)濟(jì)性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個(gè)基本 要求的前提下， 應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。 根據(jù)以上的基本要求對(duì)主接線進(jìn)行選擇。 第一種方案：?jiǎn)文妇€分段接線 優(yōu)點(diǎn)： 1） 母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，非 故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。 2） 對(duì)雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對(duì)重要用戶的供電。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電 。 第二種方案 : 橋形接線 110kV 側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。 優(yōu)點(diǎn)：高壓電器少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過(guò)渡成單母線分段或雙母線分 接線。 缺點(diǎn)：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。 第三種方案：雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 1） 供電可靠，通過(guò)兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。 2） 擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會(huì)如單母線分武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 段那樣導(dǎo)致交叉跨越。 3） 便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 缺點(diǎn)： 1） 增加一組 母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投資大。 2） 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。 對(duì)于 110kV 側(cè)來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗┙o較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的可靠性。對(duì)比以上三種方案，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等多方面因素考慮，最佳設(shè)計(jì)方案為方案（一）。具有一定的可靠性和可擴(kuò)展性，而且比雙母線投資小 。 110kV 電氣主接線 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)，均為單母線分段接線。 110kV～ 220kV 出線數(shù)目為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為 4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35kV～ 110kV 系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。 根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖 及圖 所示。 圖 1. 1單母線分段帶旁母接線 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 圖 1. 2雙母線帶旁路母線接線 對(duì)圖 及圖 Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 11。 表 11 主接線方案比較表 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術(shù) 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作 經(jīng) 濟(jì) 設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路 器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設(shè)備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 35kV 電氣主接線 本變電站 35kV 線路有 8 回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩 種方案，根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特點(diǎn)，本變電站電源主要集中在 35kV 側(cè)，不允許停電檢修 斷路器，需設(shè)置旁路設(shè)施，如圖 所示。方案一供電 可靠、調(diào)度靈活，但是倒閘操 作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，投資大。方案二簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出 線武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路