【正文】 用戶供 電的變電站，即為終端變電站?；蚴归L(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯聚 2— 3 個(gè)電源，電壓為 220— 330kv，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)毓╇姡@樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)）、變換（變壓器、整流器、逆變器）、輸送和分配（電力傳輸線、配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)及線路和所有負(fù)荷的參數(shù)，通過(guò)對(duì)所建變電站及出線的考慮和對(duì)負(fù)荷資料分析，滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性的要求確定了 110KV、 35KV、 10KV 側(cè)主接線的形式，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、及型號(hào) ，從而得出各元件的參數(shù)，進(jìn)行等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，然后選擇短路點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算，根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備，包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等，并確定配電裝置。根據(jù)負(fù)荷及短路計(jì)算為線路、變壓器、母線配置繼電保護(hù)并進(jìn)行整定計(jì)算。 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。全所停電后，只是用戶受到損失。 （ 2） 保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量這三個(gè)方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過(guò)給定的數(shù)來(lái)衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的正負(fù) 5%，給定的允許頻率偏移為正負(fù) — %HZ 等，波形質(zhì)量則以畸變 率是否超過(guò)給定值來(lái)衡量。 三、電力系統(tǒng)的額定電壓 （ 1） 額定電壓是指能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。另一方面，電壓越高，對(duì)絕緣水平的要求就越高，變壓器、開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。變壓器二次側(cè)額定電壓較用電設(shè)備額定電壓高 10%，只有當(dāng)變壓器二次側(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近時(shí)，其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電壓的 倍。 高電壓等級(jí)的智能化變電站滿足特高壓輸電網(wǎng)架的要求。 另外，為了加強(qiáng)對(duì)變電站及無(wú)人值守變電站在安全生產(chǎn)、防盜保安、火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，越來(lái)越多的電力企業(yè)正在考慮建設(shè)集中式遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，這促使了電力綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。 2. 數(shù)字化 通過(guò)采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實(shí)時(shí)性較高的通信網(wǎng)絡(luò)，因此在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對(duì)變電站自動(dòng) 化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 二、我國(guó)變電站設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 依據(jù)我國(guó)的國(guó)情，以及我國(guó)多年來(lái)積累的關(guān)于變電站設(shè)計(jì)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，可以看出我國(guó)變電站設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來(lái)有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間少。變電站設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無(wú)油化、真空開關(guān)、 SF6 開關(guān) 和機(jī)、電組合一體化的小型設(shè)備發(fā)展。新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保等要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，所以建設(shè)形式多采 用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，占地面積有效減少。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障濾波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和 控制管理等功能。 總之，變電站綜合自動(dòng)化向著使電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更方便、快捷、安全、靈活的方向發(fā)展。 3. 經(jīng)濟(jì)性，按照利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳經(jīng)濟(jì)效益。 7. 時(shí)效性：建立滾動(dòng)修改機(jī)制，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷更新、補(bǔ)充和完善設(shè)計(jì)。在變電站設(shè)計(jì)中，戶外變電站是指最高電壓等級(jí)的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布 置在戶內(nèi)、戶外或者戶內(nèi)的變電站。 （ 3） 按變電站規(guī)模進(jìn)行分類。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固和加深專業(yè)課知識(shí)，掌握發(fā)電畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 廠部分初步設(shè)計(jì)的過(guò)程，而且也可以拓寬知識(shí)面，增強(qiáng)工程觀念，培養(yǎng)變電站設(shè)計(jì)的能力，逐步提高解決問(wèn)題的能力。除以 10KV 電壓供給市區(qū)工業(yè)與生活用電外，并以 35KV 電壓向郊區(qū)工礦企業(yè)及農(nóng)業(yè)供電。 ~ ~ FS 市變 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （三）負(fù)荷資料 電壓等級(jí) 負(fù)荷 名稱 最大負(fù)荷 MW 穿越功率 MW 負(fù)荷組成 （ %） 自然力率 Tmax （ h） 線長(zhǎng) （ km） 備注 近期 遠(yuǎn) 景 近 期 遠(yuǎn) 景 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 110 KV 市系一線 15 20 12 市甲線 15 20 25 備用一 10 備用二 10 35 KV 煤礦 1 2 40 30 20 煤礦 2 2 40 30 20 甲鄉(xiāng)鎮(zhèn) 2 3 20 30 10 乙鄉(xiāng)鎮(zhèn) 2 20 30 20 備用 1 15 備用 2 2 12 均為補(bǔ)償后值 10 KV 化肥廠 1 40 20 5500 2 化肥廠 2 40 20 5500 2 開關(guān)廠 1 20 30 4000 3 電 線 電 纜廠 1 1 20 30 4500 2 電 線 電 纜廠 2 1 30 30 4500 2 玻璃廠 1 1 30 30 5000 2 機(jī)械廠 1 30 30 4000 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 食品廠 1 20 30 4500 市區(qū) 2 20 40 3000 備用一 1 備用二 1 （四）地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件 所址地區(qū)海拔 185m，地勢(shì)平 坦，屬輕微地震區(qū)。 C，最熱月平均最高 溫度 +34176。其角度為 28176。全線地質(zhì)為亞黏土地層，地耐力為 ，天然容重 ，土壤電阻率為 100Ω。 C。 110kV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)。 電氣主接線設(shè)計(jì)概述 一、對(duì)電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。 （ 2） 具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的推出設(shè)備。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。 二、變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的方便，盡可 能地節(jié)省投資，就進(jìn)取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供 電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。在大容量變電站中，為了限制 6— 10kv 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： 1. 變壓器分列運(yùn)行 2. 在變 壓器回路中裝置分裂電抗器。 (3)為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級(jí)電壓最大最小有功和無(wú)功電力負(fù)荷的平衡。 主變壓器中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題，他與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)通信 線路的干擾等。對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成 果的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間（ 5— 10年）的檢驗(yàn)。依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2— 3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)山可行的最終方案。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過(guò)分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有 4 回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有 11 回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式，經(jīng)過(guò)分析、綜合、組合和比較，提出三種方案： 方案一： 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 10kv 側(cè)采用單母線分段接線方式。方案一主接線圖如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 3— 1 方案一主接線圖 方案二： 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kv 側(cè)采用單母線分段接線方式 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不中斷對(duì)該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點(diǎn)是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜，投資增大。 C，最熱月平均最高溫度 +34176。 綜合各種因素 ，宜采用第三種方案。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 二、主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20年的負(fù)荷發(fā)展。 因此，由原始材料可得： 35kv 側(cè)： M V AS )(1 ??????? 10kv 側(cè)： 則總的負(fù)荷為： M V ASSS ???總 取 tK =，則： M V AS ax 3 5 .0 54 9 ???? 則， M V ASS N m a x ???? 因此主變?nèi)萘繛椋?MVAS N ? 三、主變壓器型號(hào)的選擇 變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。 ： 在具有三種電壓等級(jí)的變電所中 ，如果通過(guò)主變各繞組的功率達(dá)到該 變壓器容量的 15%以上，或在低壓側(cè)雖沒(méi)有負(fù)荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜選用三繞組變壓器。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點(diǎn) 不直接接地系統(tǒng)時(shí)，三次諧波沒(méi)有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會(huì)對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度有影響。 2 %（ kv）；低壓 — （ kv） 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： （ kw） 短路損耗： 空載電流： % 阻抗電壓（ %）：高中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低 %)13( ??SU ，因此選擇 SFSZ925000/110 型變壓器兩臺(tái)。 （ 4） 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個(gè)系統(tǒng)瓦解。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。 短路電流計(jì)算 確定短路點(diǎn)：在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kv， 35kv 及 10kv 母線。 導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn) 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按導(dǎo)體截面，電暈（對(duì) 110kV及以上電壓的母線），動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性來(lái)選擇和校驗(yàn)，同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。 由載流量RFI alal )( ???? ??可得，正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度 ? 為 22m a xalal II）（ ?? ???? ??? （ 64） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 ? 必須小于導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度 C?70 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可以使年計(jì)算費(fèi)用最小。 二、導(dǎo)體的校驗(yàn)： 電暈電壓校驗(yàn) axr UU mc ? 220kV 采用了不小于 LGJ300 或 110kV 采用了不小于 LGJ70 鋼芯鋁絞線，或220kV采用了外徑不小于 ? 30型或 110kV采用了外徑不小于 ? 20型的管形導(dǎo)體時(shí)，可不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 短路電流熱效應(yīng)： nppk Q ?? ? ? ? ? SP kAQ ??????? 2222 ? ? Snp kATIQ ????? 222 ? ? Snppk kAQ ?????? 短路前導(dǎo)體的工作溫度為：