【正文】 下表 21 所示： 表 21 35kV母線側所帶負荷 負荷名稱 有功功率（ MW） 功率因數(shù) 拾橋鎮(zhèn)變 5 十里鋪鎮(zhèn)變 蛟鎮(zhèn)變 管珰鎮(zhèn)變 古泵鎮(zhèn)變 5 毛李鎮(zhèn)變 參考 35kV負荷情況，考慮以下兩種優(yōu)化方案： 方案 I：采用單母線分段接線 優(yōu)點：（ 1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 適用范圍： 3563kV配電裝置的出線回路數(shù)為 48 回時。 10kV 主接線 設計 該變電站低壓 10kV 側計劃出線 14 回，其中 4 回備用， 2 回接站用變壓器。 （ 2）調(diào)度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側發(fā)生短路時，有較大的短路電流。 缺點：（ 1）當一段母線或母線隔離開關 故或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 圖 21 和圖 22 分別為所選用的單母線分段接線和雙母線接線形式。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 9 3 主變壓器的選擇 變壓器容量和臺數(shù)的確定 首先確定主變壓器的容量。 變壓器臺數(shù)與電壓 等級、接線形式、傳輸容量及與系統(tǒng)聯(lián)系緊密有關。 結合所給資料可知，該變電站應選用兩臺一樣，并且容量都為 63MVA 的主變壓器，其中一臺為備用。 繞組連接組號的確定： 變壓器三相繞組的連接組號必須和電壓相位一致，否則不能并列運行。無勵磁調(diào)壓的調(diào)整范圍通常在177。 變壓器冷卻方式的確定： 油浸式電力變壓器的冷卻方式隨其型式和容量的不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)冷卻等。 根據(jù)以上設計原則，本次 110kV 變電站設計所采用的變壓器確定為三繞組有載調(diào)壓變壓器，相關數(shù)據(jù)如下： 型號： SFSZ1163000/110 額定容量： 63/63/63MVA 額定電壓： 115? 8? %/37 ??2 %/ 高壓側調(diào)壓范圍： 110177。站用電方面也預備了足夠的容量，確保了檢修時站用電關鍵區(qū)的可靠運行。另外，對于電氣設備的規(guī)格選擇，繼電保護的調(diào)整整定，對載流導體發(fā)熱和電動力的核算，都需要對系統(tǒng)短路故障進行計算。 電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案 的接線時，確定是否需要采用限制短路電流的措施等，都需要進行必要的短路電流計算。 （ 2）所有電源的電動勢相位角相同。 （ 6）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計。確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的按線方式。若中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短嚴重時，則應按嚴重的計 算。 最大運行方式 根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的要求，電力系統(tǒng)中的所有可以投入的發(fā)電設備都投入運行（全部或絕大部分投入運行），以及所有線路和規(guī)定的中性點全部投入運行的方式稱為系統(tǒng)最大運行方式即 QF QF2 都在閉合的狀態(tài)。為了方便變壓器河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 13 縱聯(lián)差動的整定計算，在變壓器高壓側和低壓側的短路點的電流應為支路電流。本設計題目中，變電站的最小運行方式為，變壓器單臺投入時的運行方式即 QF QF2 都在打開狀態(tài)。 （ 3）在系統(tǒng)中三相除不對稱故障處以外，都認為是三相對稱的。 基準值的選擇 為了計算方便，通常取基準容量 Sj＝ 100MVA； 基準電壓 Uj 取各級電壓的平均電壓，即： 基準電壓： Uj＝ Up＝ （ 41） 基準電流： jjj USI 3? （ 42） 基準電抗： jjjjj SUIUX 23 ?? （ 43） 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 常用基準值如表 41 所示。 表 42 各電氣元件電抗標幺 值計算公式 元件名稱 標幺值 備注 發(fā)電機 ?c osS100 %39。* N jdd PXX ?? Xd“ %為發(fā)電機次暫態(tài)電抗的百分值。 系統(tǒng)阻抗 SSSSX bkdbC ??* Skd 為與系統(tǒng)連接的斷路器的開斷容量； S為已知系統(tǒng)短路容量。電力系統(tǒng)正常運行時，其相與相之間，中性點接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過符合或阻抗連接的。 （ 3）短路電流為最大值的瞬間。 最大運行方式：計算短路電流是所用的接線方式是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 (及最大運行方式 )，而不能用僅在切換過程中的能并列的接線 方式。對后面的設備選型和校驗運行可靠性提供了可靠的數(shù)據(jù)，有利于選擇經(jīng)濟又可靠的各項電氣設備。 （ 2）應滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境條件校核。 （ 6）選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應經(jīng)上級批準。 短路的熱穩(wěn)定條件 QdIrt?2 ? ?tdtdtdd III 222 2/1012 ????河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 19 dtQ —— 在計算時間 t 內(nèi)，短路電流的熱效應（ A2S） It—— t 秒內(nèi)設備允許 通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ A2S） 校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 Ts 按下式計算 Ts=td +tkd 式中 td—— 繼電保護裝置動作時間內(nèi)（ s） tkd—— 斷路的全分閘時間（ s） 動穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩(wěn)定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 （ 2）在跳閘狀態(tài)下應具有良好的絕緣性。故在 110kV 側采用 六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。 選擇隔離開關時應滿足以下基本要求： （ 1）隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網(wǎng)隔開。 （ 5）隔離開關的結構簡單，動作要可靠。 35kV 側母線的選擇 同 110kV 的選擇原理， ==。 動穩(wěn)定校驗：采用三排水平排列，則 W=bh2/6=? 106 相鄰支柱間跨距取 L= 相間母線中心距離取 a= M P aM P aaWLi sh 7 22m a x ????? 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 22 絕緣子和穿墻套管的選擇 在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導電體、絕緣子和金具 來實現(xiàn)的。 110kV,35kV和 10kV側絕緣子型號如下表 62 所示： 表 52 絕緣子型號表 電壓等級 型號 110kV ZSW110 35kV ZSW35/400 10kV LMC10 電流互感器 的配置和選擇 參數(shù)選擇 （ 1）正常工作條件 — 一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級， （ 2）短路穩(wěn)定性 — 動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù) （ 3）承受過電壓能力 — 絕緣水平，泄露比 所處自然條件： 年最高氣溫： 45℃ 年最底氣溫： 5℃ 年平均氣溫 ： 18℃ 最熱月平均最高溫度： 30℃ 土壤溫度： 25℃ 土壤電阻率： 7000Ω .cm 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 23 型式選擇 35kV 以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆 注絕緣結構。 當電流互感器用于測量、時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3 左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹笜恕? 型式選擇 ～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 35kV 母線 PT 選擇 3511kV配電裝置安裝臺單相電壓互感器用于測量和保護裝置。 電壓等級 電氣設備 110kV 35kV 10kV 高壓斷路器 LW36126 ZN1235 ZN1210 隔離開關 GW4110G GW435 GN1910 電流互感器 LCWB6110 LCZ35 LMC10 電壓互感器 YDR110 TDJJ35 TSJW10 絕緣子 ZSW110 ZSW35/400 ZSW10/500 母線 LGJ150 LJX630/61 LMY80 10 主變壓器 SFSZ1163000/110 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 26 6 過壓保護及接地 過電壓保護 變電所范圍內(nèi)雷擊目的物可以分為 A 類、 B— I 類、 B— Ⅱ類、 B— Ⅲ類和 C 類 5 種。如需要將避雷針裝在架構上時，配電裝置接地網(wǎng)的接地電阻，不得大于下列數(shù)值： 35kV配電裝置為 1Ω， 60kV配電裝置為 2Ω。在變壓器門型架構上，不得裝置避雷針。在任何情況下， Sdi不得小于 3m。 主控制樓及屋內(nèi)配電裝置對直擊雷的防雷措施如下： （ 1）若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結構時，將金屬部分接地； （ 2）若屋頂為鋼筋混凝土結構，應將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地； （ 3）若結構為非導電體的屋頂時，采用避雷帶保護，該避雷帶的網(wǎng)絡為 8～ 10m，每隔 10～ 20m設引下線接地。在變電站的北圍墻內(nèi)、南、北兩端各設一只為 25m的獨立避雷針，作為直雷的保護裝置。 （ 3）保護接地，是一切正常時不帶電的電氣設備外殼、配電裝置的金屬結構（構架）接地。 （ 2）戶外接地扁鋼與主接網(wǎng)可靠焊接，要三面焊牢，其焊接長度為扁鋼寬度的三倍。 本章小結： 往往惡劣的環(huán)境下會對變電站設備有影響，比如雷電。微機室、二次室內(nèi)配置二氧化碳或四氯化碳自動滅火器。在電纜夾層中備有足夠的照明和消防器材。 GIS 組合電器一次、二次電纜在進出電纜隧道、電纜溝入口處采用防水材料封堵。 為確保該站與調(diào)度的通信聯(lián)絡，在該站內(nèi)安裝一部市話。 該系統(tǒng)能全自動或通過報警觸發(fā)器，啟動并以數(shù)字化方式錄入。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 29 、閉路監(jiān)控系統(tǒng) 要求本變電站安裝 5 臺攝像機，攝像機要求是彩色攝像機。 10kV 配電室下部裝百頁窗，上部安裝低噪音防爆軸 通訊 由于該站為無人值班變電站，采用微機保護、微機監(jiān)控，信息傳輸量大。 經(jīng)主變壓器安裝檢修地通往二次室電纜，在引出場地處的電纜溝中設防火隔墻。 （ 3）對電纜豎井、電纜溝及屏、柜、箱底部采用封、堵、隔 、涂等縮小火災范圍的措施。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 28 7 消防通風通信及監(jiān)控 消防 消防間內(nèi)配置推車式消防車 2 臺，干粉滅火器 10 臺。 （ 3）接地網(wǎng)施工完畢后應進行實測，接地電阻 Rd≤ 歐姆。 （ 1）主接地網(wǎng)采用棒形Ф 50 鋼管，長 米鍍鋅接地棒，其間以 60 6 的鍍鋅 (熱鍍 )扁鋼連接成環(huán)形，鋼管上端埋入深度為 米。如變壓器中性點接地。 110kV 系統(tǒng)采用氧化鋅避雷器作為限制操作過電壓和雷電侵入波的措施，并以避雷器 10kA 雷電沖擊殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。在任何情況下， Sk不得小于 5m。裝設獨立避雷針時，避雷針與配電裝置部分在地中和空氣中應有一定的距離。在避雷針的支柱附近，應設置輔助的集中接地裝置，其接地電阻應不大于 10Ω。 電壓在 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置架構上。 PT 與電網(wǎng)并聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生短路時， PT 本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 表 54 110kV側電壓互感器參數(shù)表 型號 額定電壓（ V） 二次繞組額定輸出（ VA） 電容量 載 波耦 合電 容 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 級 1 級 高壓 電容 中壓 電容 YDR110 110000/3 100/3 100 150VA 300VA 50 10 電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點二次負荷及準確 等級要求進行選擇。 ～ 110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。 35kV側 CT 可根據(jù)安裝地點和最大長期工作電流選 LCZ35 系列 CT 電流互感器型號如表 63 所示： 表 53 電流互感器型號表 電壓等級 型號 110kV LCWB6110 35kV LCZ35 10kV ZSW10/500 電壓互感器的配置和選擇 參數(shù)選擇 (1)正常工作條件 —— 一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷。 110kV側 CT 的選擇： 根據(jù)《設計手冊》 35kV 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常用 L(C)系列。 選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。