【正文】 于接于旁路母線河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 6 的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出 線回路切換到備用母線上，即可恢復(fù)供電。其特點(diǎn)有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。故 110kV可采用單母線分段帶旁 路接線 ，因出線為 2回，可采用旁路斷路器兼做分段斷路器的接線。 單母分段適用于： 110～ 220kV配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4回， 35～ 63kV配電裝置的出線回路數(shù) 為 4～ 8 回 ， 6～ 10kV 配電裝置的出線為 6 回及以上 。 單母接線適用于： 110～ 220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超 過兩回， 35～ 63kV 配電裝置的出線回路數(shù) 不超過 3 回， 6～ 10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5回。 單母接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。 有匯流母線的接線形式概括的可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無(wú)匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。 ③ 電能損失少。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。對(duì)于將來(lái)要擴(kuò)建的變電站，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。 ② 調(diào)度的方便性。靈活性包括以下幾個(gè)方面。 ② 線路、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)出線回路數(shù)和停電時(shí)間，并能保證對(duì)全部 I類及全部或大部分 II 類用戶的供電。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三方面。 35kV和 10kV 本期用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表 11和表 12。同時(shí)可以增 加系統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積，使變電站的配置達(dá)到最佳，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國(guó)家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動(dòng)內(nèi)需的發(fā)展計(jì)劃。最后 ， 對(duì) 防雷保護(hù)和接地方案 的設(shè)計(jì)進(jìn)行了選擇。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計(jì)為 110kV 變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。 關(guān)鍵詞：變電站 ； 設(shè)計(jì) ； 防雷保護(hù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 ii ABSTRACT Along with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the design of the power supply system bee more and more pletely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the safety of the people. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power. From the guide of engineering design assignment, we have to design primary powersystem of 110kV substation and draw main electrical oneline diagram and others. First, the main electrical connection can be divided into three voltage grades: 110kV, 35kV with deposits sectionalized single bus bar scheme, sectionalized single and sectionalized single bus bar scheme per grade. Second, there is a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for shortcircuit electric current, the selection of electrical device and calibration including circuit breaker, isolator, current， transformer, potential transformer ,bus bar etc. At last, the design for distribution installation per voltage grade and lightning protection is also included. Key Words： substation。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。 負(fù)荷情況及分析 ⑴ 原始資料分析 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，其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。 表 11 35kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 用戶名稱 容量（ kVA） 功率因數(shù) 藥廠 食品廠 商場(chǎng) 糖廠 水泥廠 礦廠 紙廠 冶煉廠 8135 3150 5000 4500 2020 2500 8000 5000 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 2 表 12 10kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 用戶名稱 最大負(fù)荷（ kW） 功率因數(shù) 馬村 石子廠 食品廠 石灰廠 水泥廠 礦廠 1800 900 21001 2400 2020 2020 ⑵ 負(fù)荷分析 ① 35kV側(cè)： 設(shè) 35kV功率因 數(shù)為 ?1P ＝（ 8135+3150+5000+4500+2020+2500+8000+5000） *＝ ?1Q =(8135+3150+5000+4500+2020+2500+8000+5000) *= ?1S ＝ 8135+3150+5000+4500+2020+2500+8000+5000＝ 38285kVA ② 10kV側(cè)： ?2P ＝ 1800+900+2100+2400+2020+2020＝ 11200kW ?2Q =(1800+900+2100+2400+2020+2020) *?2S ＝（ 112020+） 1/2＝ 所以： ?P ＝ ?1P +?2P =+11200= kW ?S ＝ ?1S +?2S =38285+＝ 設(shè)計(jì)的任務(wù)書 （ 1學(xué)習(xí)和掌握變電站電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法 （ 2）熟悉各種電氣主接線方式，掌握各種方式的倒閘操作順序 （ 3）熟悉所選用電氣設(shè)備的工作原理和性能以及運(yùn)行使用中的注意事項(xiàng) （ 4）培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的能力及 實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 3 2 電氣主接線及設(shè)計(jì) 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。 ⑴ 可靠 性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供 電可靠是電氣主接線最基本的要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 ③ 盡量避免變電站全部停電的可能性。 ① 操作的方便性。 電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便的改變運(yùn)行方式。設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)可順利完成過渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。 ② 占地面積小。在變電站中，電能損耗主要來(lái)自于變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 ⑴ 單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線 回路。缺點(diǎn)： (1)可 靠性差。故 220kV可采用單母接線。故 110kV和 10kV可采用單母分段接線。 ⑷ 雙母線接線 雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。 由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的 6～ 10kV 配電裝置； 35～60kV 出線數(shù)超過 8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)； 110～ 220kV 出線數(shù)為 5 回及以上時(shí)。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電。 ⑺ 橋型接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋行接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。為減少因斷路器檢修而開環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行可靠性，以 采用 3～ 5角形為宜。故 110kV 和 220kV 可采用角形接線。那么其負(fù)荷為 地區(qū)性負(fù)荷。 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。 35kV 電氣主接線 電壓等級(jí)為 35kV～ 60kV，出線為 4～ 8 回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。如圖 。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用 投資小的方案Ⅰ。 圖 圖 對(duì)圖 及圖 所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 23 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 11 表 23 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ單分 方案Ⅱ雙 技術(shù) 經(jīng)濟(jì) ① 不會(huì)造成全所停電 ② 調(diào)度靈活 ③ 保證對(duì)重要用戶的供電 ④ 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作 ① 占地少 ② 設(shè)備少 ① 供電可靠 ② 調(diào)度靈活 ③ 擴(kuò)建方便 ④ 便于試驗(yàn) 易誤操作 ① 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ② 投資和占地面大 經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。 ②、對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。 主變壓器容量的確定 主變壓器的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5~10 年規(guī)劃發(fā)展，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展。若線路短，線路上壓降小，其二次繞組額定電壓可取 。我國(guó) 110kV 及以上電壓，變 壓器 三相繞組多采用 YN連接 ,即三相星形接線，中性點(diǎn)直接接地 ； 35kV亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。干式變壓防火性能好，布置簡(jiǎn)單，屋內(nèi)置，在電壓開關(guān)柜附近，縮 短了電纜長(zhǎng)度并提高供電靠性，干凈，但過載能力低，絕緣余度小，價(jià)格貴。而冷卻系統(tǒng)故障時(shí)，變壓器允許的過負(fù)荷時(shí) 間，直接影響冷卻系統(tǒng)的供電可靠性。 2 %銅繞組有載調(diào)壓變壓器。 該型號(hào)變壓器為銅繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，它能在負(fù)荷運(yùn)行條件下自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量，且該變壓器 屬節(jié)能型產(chǎn)品。電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動(dòng)力穩(wěn)定性和 熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。在發(fā)電廠和變電所的主接線設(shè)計(jì)中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟(jì)的方案，因此，在比較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。在 500kV配電裝置中，普遍采用分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 17 短路電流的計(jì)算步驟 系統(tǒng)等效圖如下： X S 1 X L 1 X L 2 X S 2X L 3 X L 4