【正文】 、經(jīng)濟(jì)的 輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關(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。 8 第 4 章 電氣主接線 17 2 設(shè)備的選擇 21 1 測量儀表的配置 42 參考文獻(xiàn) 所以輸 送和分配電能是十分重要的一環(huán)?？赡茉斐赏ｋ姷仁鹿?，給生產(chǎn)生活帶來很大不利。 變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。這里所設(shè)計得就是 110KV 降壓變電站。這樣不僅保護(hù)了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命，降低設(shè)備投資，而且提高了供電的可靠性，這對于 提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。 第一章 原始資料及其 分析 待建變電站是該地區(qū)農(nóng)網(wǎng)改造的重要部分，預(yù)計使用 3 臺變壓器，初期一次性投產(chǎn)兩臺變壓器，預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。= （ 6） 35kV 側(cè)預(yù)計新增遠(yuǎn)期負(fù)荷 20MV 10kV 側(cè)預(yù)計新增遠(yuǎn)期符合 6MV 地形 地質(zhì) 站址選擇在地勢平坦地區(qū)，四周皆為農(nóng)田，地質(zhì)構(gòu)造潔為穩(wěn)定區(qū)，站址標(biāo)高在 50年一遇的洪水位以上，地震烈度為 6 度以下。農(nóng)忙期和農(nóng)限期需電量差距較大，而且考慮到城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，所以變壓器的選擇考慮大容量的，盡量滿足未來幾年的發(fā)展需要。 第二章 負(fù)荷分析 1. 負(fù)荷分析的目的 負(fù)荷計算是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)和方法，計算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。所以負(fù)荷計算是一個全面地分析計算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計才有成功的希望。 tgφ ＝ P既要滿足近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。 3) 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事幫停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該 所全部負(fù)荷的 60%以上 ，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。主變壓器的阻抗電壓 (即短路電壓 )，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。兩臺主變壓器，可保證供電的可靠性，避免一臺變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電。考慮到 開發(fā)區(qū)及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展速度非?？欤晕覀冞x擇大容量變壓器以滿足未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。 同時，因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。對深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可 采用雙繞組變壓器 。 (4) 在星形 星 形接線的變壓器中，需要一個三角形連接的第三繞組。由于自耦變壓器的結(jié)構(gòu)簡單、 經(jīng)濟(jì)，在 110kV 級以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，應(yīng)用非常廣泛，自耦變壓器代替普通變壓器已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。規(guī)程上規(guī)定：凡是 110kV500kV側(cè)其中性點(diǎn)必須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地；主變壓器 663kV 采用中性點(diǎn)不接地。由于本設(shè)計的變電站有三個電壓等級，所以在設(shè)計的過程中首先分開單獨(dú)考慮各自的母線情況，考慮各自的出線方向。所以在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備的制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗等諸多因素。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。 （ 3） 電能損耗小。 3. 待建變電站的主接線形式 110kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 考慮 到 110kV 側(cè)有兩條進(jìn)線 ，因而可以選用單母線接線。 （ 3）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時，有較 大的短路電流。 方案（三）：雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(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)時只停該回路。 （ 2）當(dāng)母線故障或檢修時，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。 35kV 側(cè) 方案（一） : 采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)： 當(dāng)一段母線故障或檢修時，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。 方案（二）：單母線分段 優(yōu)點(diǎn)： (1) 母線發(fā)生故障時，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。 故采用方案（二 ）。短路電流直接影響電器的安全，危害主 接線的運(yùn)行。 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計中，短路計算是其中的一個重要內(nèi)容。 ⑷ 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 2. 短路電流的計算步驟和計算結(jié)果 計算步驟 在工程計算中，短路電流其計算步驟如下： 選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值； 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖； 選擇短路點(diǎn)； 按短路計算點(diǎn)化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗； 利用實用曲線算出短路電流。電器設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按 短路狀態(tài)來效驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 長期工作條件 （一）電壓 選用電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug，即 Umax≥ Ug （二）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即 Ie≥ Ig 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。 （ 2） 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定。 環(huán)境條件 環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。C 時，每增加 1186。 2. 設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器。 （二） 根據(jù)安裝地點(diǎn)選擇戶外式或戶內(nèi)式。 （六）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時 間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。 （ 2）、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。 = ＞ I =，則斷流能力滿足要求。因此要進(jìn)行短路關(guān)合電流的校驗。 因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于 1s 而忽略不計 則 短路熱效應(yīng) Qk = I”2t = 2= 允許熱效應(yīng) Ir2t = 3 = Ir2t＞ Qk 熱穩(wěn)定滿足要求。 ② 動穩(wěn)定校驗 所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值 idw=63kA,流過斷路器的沖擊電流ish=＜ idw，則動穩(wěn)定滿足要求。 從以上校驗可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 LW835A 斷路器。所選斷路器的額定開斷電流 I = ＞ IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。 則 Qd = Qz== 允許熱效應(yīng) Ir2t = 4 = 3969 由于短路時間大于 1 s ,非周期分量可忽略不計 則 Qd =Qz= ，由于 Ir2t ＞ QK，所以熱穩(wěn)定滿足要求 從以上校驗可知該斷路器滿足要求，所以確定選用 SN1010 1000/? 真空斷路器。 隔離開關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無負(fù)荷電流的情況下，分、合電路。 （三）、中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。 （三）隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。 （二）、該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外式。 35kV 側(cè)的隔離開關(guān)的選擇 （一）、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。 從以上校驗可知，所選該隔離開關(guān)滿足要求，所以確定選用 GW５ — 35D 型高壓隔離天關(guān)。 （ 1）動穩(wěn)定校驗 所選隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流 100kA 短路沖擊電流 ish = idw＞ ish , 動穩(wěn)定滿足要求。 110KV 母線的選擇與校驗： （一）、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面 S Imax=1153 ?＝ （ kA） =565(A) 年最高平均溫度為 +31℃，而導(dǎo)線長期允許溫度為 +80℃，則溫度修正系數(shù)： K0＝oalal ?? ?? ?? = 2580 3180?? = Imax = K0Ial 則 Ial＝ Imax/K0＝ 565/=(A) 選擇 110KV 母線型號 為： LGJ— 185，查表得 IY=631A。 （三）、動穩(wěn)定校驗 母線采取水平排列平放 則 W=bh2/6=10 1002/6=16666(mm3) = 105 m3 相鄰支柱間跨距取 L= 相間母線中心距離取 a= σ max= ish2 aWL102 = 62 ???? = 106(pa) σ max＜ σ y=70 106pa 滿足動穩(wěn)定要求。詳見電氣主接線圖。 （三）變壓器高、低壓側(cè)中性點(diǎn)均裝置避雷器。形式有屋內(nèi)和屋外配電裝置，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。 （三）便于檢修和安裝。 （三）噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施。中型布置的特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施 工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積較大。 （二） 同一回路的電器和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修和限制故障范圍。二次回路是電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、可靠供電的重要保障，是發(fā)電廠和變電站不可缺少的重要組成部分。 （三）在事故時能使運(yùn)行人員迅速判別事故的設(shè)備性質(zhì)及原因 根據(jù)測量儀表的配置原則變電所的測量儀表配置如下 ： 變壓器 低壓側(cè)：裝設(shè)電流表、有功功率表、無功 功率表、有功電度表、無功電度表各 1 只。 35 kV 線路引出線：裝設(shè)電流表、有功電度表、有功功率表和無功電度表各 1 只。 110 kV 母線：裝設(shè) 1 只切換測量三個線電 壓的電壓表。 （三）后備保護(hù) 對于由外部相間短路引起的變壓器過電流可采用下列保護(hù)作為后備保護(hù)： （ 1）過電流保護(hù)。 三繞組變壓器后備保護(hù)的配置 （一）、對于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備保護(hù)，對動作時間最小的保護(hù)應(yīng)加方向組件，動作功率方向取為變壓器指向母線，在裝人有方向 性保護(hù)的一側(cè)，加裝一套不帶方向的生備保護(hù)，其時限應(yīng)比三側(cè)保護(hù)的最大的時限大一個階梯時限 T，保護(hù)動作后，跳開三側(cè)斷路器，作為內(nèi)部故障時的后備保護(hù)。 （三） 分段斷路器保護(hù)：出線斷路器如不能按切除電抗器前的短路條件選擇時，分段斷路器上通常裝設(shè)兩相或瞬時電流 速斷裝置和過電流保護(hù)。 （二）單相接地保護(hù) 對線路單相接地故障現(xiàn)從優(yōu)應(yīng) 裝設(shè)下列電流構(gòu)成的有選擇性的電流保護(hù)或功率方向保護(hù)： （ 1）網(wǎng)絡(luò)的自然電容電流。 110~220kV 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的線路保護(hù)應(yīng)裝設(shè)防御單相及多相短路保護(hù)，多段式相間短路保護(hù)、相電流速斷保護(hù)距離保護(hù)，縱差動保護(hù)。 、變壓器 配置：（ 1）瓦期保護(hù)；（ 2）縱差動保護(hù)；（ 3）過電流保護(hù)；（ 4）零序電流電壓保護(hù)；（ 5）過負(fù)荷保護(hù)。 母線段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)刀開關(guān)，不設(shè)自動空氣開關(guān)和自投裝置。 據(jù)所用電要求，為保證對所用電可靠供電，選用兩臺型號不相同的雙繞組變壓器對所用電負(fù)荷供電，根據(jù)所用電負(fù)荷 ，進(jìn)行所用變壓器容量和型 號選擇。當(dāng) 10kV 母線側(cè)檢修時，可從３５ kV 母側(cè)側(cè)供電，平時分裂運(yùn)行，保證所用電。5% Y/yn0 1250 250 4 在 35kV 則選用 S9— 100/35 型電力變壓器，其有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下 表： 表 82 變壓器型號 Tab 82 Transformer model 型 號 額定容量 kVA 額定電壓 kV 連接組別 損耗 W 阻抗電 壓 % 空載電 流 % 高壓 低壓 負(fù)載 空載 S9100/35 100 35177。 當(dāng)有柴油發(fā)電機(jī)時，一般設(shè)柴油發(fā)電機(jī)母線段。而所用變壓器和所用配電裝置的布置，則常結(jié)合變電所主 要電工構(gòu)、建筑物的布置來確定。 、 35 kV 線路 配置：（ 1）電流速斷保 護(hù)和過電流保護(hù)；（ 2）零序電流保護(hù)。 （三）人工接地電流，一般比電流不宜大于 10— 20A。 （二）、單相接地保護(hù) 根據(jù)人身和設(shè)備的安全要求，必要時應(yīng)裝設(shè)動作于跳閘的單相接地保護(hù)。 6~10 kV 母線保護(hù)的配置原則 ： （一） 對于變電所 6~10 kV 分段或不分段的單母線，如果接在母線上的出線不帶電抗 器或?qū)χ行∪萘孔冸娝釉谀妇€上的出線帶電抗器并允許帶時限切除母線故障，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)，母線故障可利用裝設(shè)在變壓器斷路器的后備保護(hù)和分段斷路器 的保護(hù)來切除，當(dāng)分段斷路器的保護(hù)需要帶低壓起動組件時，分段斷路器上可不裝設(shè)保護(hù)可利用變壓器的后備保護(hù)以第一段時間動作于分段斷路器跳