【正文】 國家經(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、維 護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就地取材，力爭設(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。設(shè)計(jì)自然條件：變電所在地海拔1100 米，本地區(qū)污穢等級(jí)2級(jí)，最高氣溫310C，最低氣溫50C，平均氣溫150C，最大風(fēng)速 3m/s，其他條件不限。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：電氣主接線方案的設(shè)計(jì)；短路計(jì)算；導(dǎo)體、設(shè)備選型；設(shè)計(jì)防雷保護(hù)和接地裝置；繼電保護(hù)的配置規(guī)劃；按設(shè)計(jì)方案繪制電氣一次主接線圖；寫設(shè)計(jì)說明書。在指導(dǎo)老師的幫助下，完成工程設(shè)計(jì)。第四步，導(dǎo)體和設(shè)備的選擇及校驗(yàn)，做設(shè)備清冊(cè)。選擇題目后，先認(rèn)真審題，然后根據(jù)題目的要求，將《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》[1]及以前的專業(yè)課書籍相關(guān)內(nèi)容再次閱讀一遍。某110kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)方案第1章 引 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的教育過程。第一步，擬定初步的主接線圖，列出可能的主接線形式進(jìn)行比較，最后確定兩個(gè)可能的主接線形式比較，最終確定方案。第五步，繼電保護(hù)、配電設(shè)備和防雷接地的布置。繪圖等相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的作風(fēng)。設(shè)計(jì)已知的基本條件：設(shè)計(jì)一座110/35/10kV終端變電所，110kV部分有 110kV進(jìn)出線2回，電源距離46公里，系統(tǒng)容量5800MVA，最大利用小時(shí)5800h，%。3第3章 變電站電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì)概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié),代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、靈活性，并對(duì)電氣的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。 電氣主接線的初步方案選擇設(shè)計(jì)一、110kV 側(cè)主接線選擇110kV側(cè)進(jìn)線4回，出線2回，共有進(jìn)出線6回。適用范圍：10～110kV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回，不適本站。雙母線帶旁路接線：優(yōu)點(diǎn)：具有雙母線接線的各種優(yōu)點(diǎn)；檢修出線斷路器時(shí)，能夠正常供電。單母線分段接線：優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可從不同段進(jìn)行供電；任意一段母線故障時(shí)，可保證正常母線不間斷供電。雙分母線接線：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，檢修母線及工作母線發(fā)生故障時(shí)，能利用用母線正常工作；調(diào)度靈活，能適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn) 行方式調(diào)度和潮流變化需要；擴(kuò)建方便；便于試驗(yàn)。缺點(diǎn)：投資增加。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，母線任一元件故障或檢修均需使整個(gè)配電裝置停電。適用范圍：35～63kV配電裝置的出線回路為4～8回時(shí)。四、初步方案的選定110kV 側(cè)接線：方案Ⅰ：雙母帶旁路接線這種接線增加了旁母、旁路斷路器、旁路隔離開關(guān)等，雖然增加投資成本，但供電可靠性提高，出線斷路器故障或檢修時(shí)，保證了對(duì)該站供電，同時(shí)保證了穿越功率對(duì)外輸送。方案Ⅱ：雙母分段線接線，據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》[1],10kV至110kV配電裝置出線回路數(shù)5回或者以上必須選擇雙母線接線規(guī)定。而本站35kV側(cè)有出線6回，供電負(fù)荷41MW，且35kV斷路器檢修時(shí)間較短，故選擇雙母線接線。方案Ⅰ與方案Ⅱ相同。 經(jīng)濟(jì)比較對(duì)整個(gè)方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上35kV、10kV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。本設(shè)計(jì)變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺(tái)主變壓器。 繞組數(shù)的確定變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。 繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上的基本型式(1)升壓型。應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。35kV側(cè)負(fù)荷為41MW，10kV側(cè)負(fù)荷為25MW。所用變壓器容量的確定：查《發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》附錄11，選擇型變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號(hào)：額定容量：400kVA額定電壓：高壓10kV；損耗：；阻抗電壓：空載電流：接線組別：Y,yn0 本章小結(jié)發(fā)電廠、變電站的電氣主接線應(yīng)滿足供電可靠性、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)建的可靠性等基本要求。其一，是有母線式接線，如單母線接線、雙母線接線、一臺(tái)半斷路器接線，三分之四臺(tái)斷路器接線及變壓器母線組接線。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。電氣角度。，在電氣主接線的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。四、短路電流計(jì)算的方法在本設(shè)計(jì)中，按設(shè)計(jì)要求，短路電流計(jì)算將計(jì)算三相短路電流。（將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機(jī)額定功率歸算）。 短路電流計(jì)算過程一、計(jì)算電路圖，如圖41.圖41 計(jì)算電路圖二、主要元件的電抗取，電壓基準(zhǔn)值為各段的平均額定電壓：115kV、37kV、。對(duì)于簡單的電力系統(tǒng)，可以采用網(wǎng)絡(luò)變換與化簡計(jì)算短路電流。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。②在電氣連接網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則采用能對(duì)該處死區(qū)起作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處短路電流值。導(dǎo)體是各種電器之間的連接（包括母線和線路），大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線，它們的作用電匯聚、分配和傳送電能。各種電氣設(shè)備的功能盡管不同，但都在供電系統(tǒng)中工作所以在選擇時(shí)必然有相同的基本要求。此外，還應(yīng)考慮防腐蝕、防爆、防塵、防火等要求。目前我國規(guī)定電器產(chǎn)品的=40℃，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周圍環(huán)境溫度是時(shí)，則設(shè)備或載流導(dǎo)體允許通過電流可修為 （52）式中、──分別為設(shè)備或載流導(dǎo)體的在長期工作時(shí)允許溫度和實(shí)際環(huán)境溫度。，即以制造廠的最大試驗(yàn)電流幅值與短路電流的沖擊電流相比，且 （54）式中：──額定動(dòng)穩(wěn)定電流幅值有效值，用來表征斷路器和承受短路電流電動(dòng)力的能力，用來選擇斷路器時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，斷路器通過熱穩(wěn)定電流在4s時(shí)間內(nèi),溫度不超過允許發(fā)熱溫度,且無觸頭熔解和妨礙其正常工作的現(xiàn)象,則認(rèn)為斷路器是熱穩(wěn)定的。正常運(yùn)行時(shí)；用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。用作設(shè)備停運(yùn)后隔離電源電壓，以確保安全等作用。①每條支路的電源均應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路測量、保護(hù)使用。保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)。設(shè)導(dǎo)線電阻為則允許連接線的最大電阻為：設(shè)導(dǎo)線為銅材料: ，長度L為50m,不完全星形接線系數(shù)時(shí)，則連接導(dǎo)線的截面S為：取銅線的截面：熱穩(wěn)定校驗(yàn)：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定：外部動(dòng)穩(wěn)定：絕緣瓷帽的允許荷重750N，當(dāng)相間距離a=40cm,L=100cm時(shí)所選LAJ－10 電流互感器完全滿足內(nèi)部和外部動(dòng)穩(wěn)定的要求。③電機(jī)一般在出口處裝兩組，一組（△/Y接線）用于自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置，一組供測量儀表、同期和繼電保護(hù)保護(hù)使用。母線上裝有接于 BC 相的電壓表和接入相對(duì)地的絕緣監(jiān)視電壓表。查附表134，35kV電壓互感器所用高壓熔斷器應(yīng)選RW935型，額定電壓 35kV，斷流容量為 2000MVA。高壓斷路器的滅弧原理是利用電弧電流每半周過零自然熄滅的特點(diǎn)，加強(qiáng)去游離使滅弧介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度大于系統(tǒng)恢復(fù)電壓上升速度，使電弧不再重燃。選擇電流互感器，應(yīng)同時(shí)選擇二次側(cè)導(dǎo)線截面以滿足對(duì)互感器額定容量的要求。其作用是在正常情況下，用來接收和分配電能，而二在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切除故障部分，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。配電裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求整潔，清晰，便于操作巡視和檢修，還應(yīng)裝設(shè)防誤操作的閉鎖裝置及連鎖裝置，以防帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)，帶接地線合閘，帶電掛接地線，誤拉合短路器，誤入屋內(nèi)有電間隔。如有，在配電裝置結(jié)構(gòu)占地面積等方面要留有余地。b部署：排列——單列、雙列考慮：排列的順序要合理（地理位置、避免交叉） 單列——進(jìn)出線QF排成一列布置在母線一側(cè)。2） 低壓配電裝置的維護(hù)通道的出口數(shù)目，按配電裝置的長度確定：長度不足6m時(shí)允許一個(gè)出口；長度超過6m時(shí)，應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，并布置在通道的兩端；當(dāng)兩出口之間的距離超過15m時(shí)，其間應(yīng)增加出口。：1）配電裝置的布置和設(shè)備的安裝，應(yīng)滿足在正常、短路和過電壓等工作條件時(shí)的要求。5）長度大于7m的高壓配電裝置室，應(yīng)有兩個(gè)出口，并宜布置在配電裝置室的兩端；長度大于60m時(shí)宜增添一個(gè)出口；配電裝置室的門應(yīng)為向外開啟的防火門，應(yīng)裝彈簧鎖，嚴(yán)禁用門閂。（母線橋）2)電力變壓器： 貯油池：其尺寸比變壓器外廓大1m、：通過底部的排油管排至事故排油坑，底部向排油管處傾斜。4）電纜溝：電纜溝的定向應(yīng)使距離最短，上面兼做巡視通道。高型：兩組母線重疊布置，隔離開關(guān)比斷路器高，母線比隔離開關(guān)高半高型：部分隔離開關(guān)與母線等高，高于斷路器等設(shè)備。最小安全凈距是指在這一距離下，無論字正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)，外部過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙被擊穿。本變電所根據(jù)要求，應(yīng)該采用屋外型配電裝置。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行縱條件均較差，一般適用下列情況：1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場地受到限制；3）場地狹窄或需要大量開挖。所以，本次設(shè)計(jì)的變電所，適用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最合適的。合理地確定A值，將直接影響到B、C、D和E的數(shù)值以及發(fā)電廠（或變電站）的安全運(yùn)行。屋外配電裝置主要用于110kV及以上。概述電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過電壓。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。3）110kV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近本體。二、避雷器選擇的方法應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式、額定電壓等，并按照使用情況校驗(yàn)所選避雷器的滅弧電壓和工頻放電電壓等。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)以避雷針為軸的近似錐體的空間，就像斗笠一樣。根據(jù)本變電所總平面布置圖，全所的防直雷擊保護(hù)采用在110kV、35kV構(gòu)架上裝設(shè)避雷針的方式。(2)工作接地：根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的需要而接地。獨(dú)立避雷針使用獨(dú)立接地體。“防雷在于接地”，這句話含義說明各種防雷保護(hù)裝置（避雷針、避雷線、避雷器）都必須配以合適的接地裝置，將雷電泄入大地，才能有效地發(fā)揮其保護(hù)作用。此時(shí)，一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，理想情況下，流如差動(dòng)繼電器的電流為零。配置電流互感器斷線閉鎖，并設(shè)置投、退壓板來決定CT斷線閉鎖的接入、退出，其差動(dòng)電流的引入有主變壓器進(jìn)出線電流，保護(hù)動(dòng)作跳主變兩側(cè)斷路器。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕輕微故障時(shí)，例如變壓器驗(yàn)證漏油使油面降低時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出瞬時(shí)“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。3）有載調(diào)壓裝置瓦斯保護(hù)。二、設(shè)計(jì)原則：（1）變壓器后備保護(hù)應(yīng)作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。（4）變壓器后備保護(hù)應(yīng)能保護(hù)電流互感器與斷路器之間的故障。三、主變壓器的過負(fù)荷保護(hù)在經(jīng)常有人值班的情況下，過負(fù)荷保護(hù)通常作用于信號(hào)。在主變高壓側(cè)設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，設(shè)三段時(shí)限，Ⅰ段時(shí)限啟動(dòng)風(fēng)扇，Ⅱ段時(shí)限閉鎖有載調(diào)壓，Ⅲ段時(shí)限發(fā)信號(hào)。4）三相一次自動(dòng)重合閘5）按周波自動(dòng)減負(fù)荷裝置6）接地信號(hào)裝置六、10kV側(cè)出線保護(hù)1）電流速斷保護(hù)對(duì)于200010000kVA及以下的較小容量的變壓器，若靈敏性系數(shù)滿足要求時(shí)，應(yīng)采 用電流速斷保護(hù)，電流速斷保護(hù)應(yīng)裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)，由瞬動(dòng)的電流