【正文】 V 在局部條件成熟的區(qū)域，可試用中性點經(jīng)低電阻接地方式。本變電所沒有電源聯(lián)絡(luò)線，固本變電所采用兩臺站用變壓器，其容量：50kVA；站用變壓器應(yīng)選用低損耗節(jié)能型產(chǎn)品。最大綜合計算負(fù)荷的計算： ???? ??????????????? ）（??式中 ——各出線的遠景最大負(fù)荷；maxiPCOSΦ i——各出線的自然功率因數(shù)； Kt——同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ~ 之間； α %——線損率，取 5%.由 max2SN?（）得 另由單臺故障時 ??INSS???~6S（）得 查詢雙繞組電力變壓器技術(shù)參數(shù)表，選擇主變?yōu)?SFZ716000/110，油浸風(fēng)冷有載調(diào)壓變壓器，繞組材料為銅，額定容量為 16000kVA，高壓側(cè)額定電壓為110kV，低壓側(cè)額定電壓為 ，聯(lián)接組別 YN d11；阻抗電壓 %。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。(2)變壓器容量：裝有兩臺變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺主變因事故斷開，另一臺主變的容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 70%，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證 80%負(fù)荷供電。鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2 負(fù)荷分析計算及主變選擇一、變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時也可減少運行電能損耗，提高運行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。本變電所為 TQ 有天附近的大型化肥廠的新建變電所，供給本廠工業(yè)及生活用電，為一終端變電所，有兩個電壓等級，分別為 110 kV 和 6kV。但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)） ，允許有一回專用架空線路供電。一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)備損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負(fù)荷。s TQ GIS 110kV stepdown substation for fertilizer plant. First, according to the economic and reliable operation and flexible requirements of the main power line it will select various voltage levels of wiring, and after technical and economic aspects in the parison, the optimal flexible wiring should be selected.Second, the shortcircuit current calculates. According to the points it calculates short circuit current and steadystate impact of shortcircuit current , and its steadystate current and the impact of shortcircuit current value is obtained from the threephase shortcircuit calculation when shortcircuit occurs in the working bus of every voltage level.Finally, according to the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current, equipment will be selected, and then checked.At the same time in the design process the main transformer’s relay protection setting calculation and design of lightning protection will be done to ensure the safety of the reliable operation of substation.Keywords： Stepdown substation Transformer Electrical power main connection Shortcircuit current Equipment selection Lightning protection Relay protection采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計III前言經(jīng)過三年的系理論知識的學(xué)習(xí)及各種實習(xí)操作，并在老師精心培育下，對電力系統(tǒng)各部分有了初步的認(rèn)識與了解。最后，根據(jù)各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行設(shè)備選擇，然后進行校驗。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。本次設(shè)計建設(shè)一座采用屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所。同時在設(shè)計過程中還要進行主變繼電保護的整定計算和防雷保護的設(shè)計，以保證本變電所能可靠安全的運行。在認(rèn)真閱讀原始材料，分析材料，參考閱讀《電力系統(tǒng)分析》 、 《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》和《電力系統(tǒng)繼電保護》以及《高電壓技術(shù)》等書籍，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過周密的計算和系統(tǒng)的分析，完成了此次畢業(yè)設(shè)計。一級負(fù)荷要求有兩個獨立電源供電。三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。本變電所地位重要，一旦停電會造成化肥廠不能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)紊亂，造成經(jīng)濟損失：此外，從電力系統(tǒng)接線圖上看本變電所起著聯(lián)系系統(tǒng)的作用，一定程度上保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。(1)主變壓器臺數(shù)：1）對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。(3)在 330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般選為三相壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成：鐵芯—低壓—中壓—高壓線圈，高與低之間阻抗最大。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。二、站用電設(shè)計在有兩臺及以上主變壓器的變電站中，宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的站用變壓器。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 ????（C30A6~1kVI2三、主變中性點接地方式設(shè)計1）110kV~500kV 側(cè)中性點直接接地。的計算方法：cI架空線： （）)(10)3.~72(3ALUINC???式中：系數(shù)—有架空地線取 ；無架空地線取 ； Ue —線電壓 kV； L —線路長度 km 。3）220 千伏及 110 千伏變電站，應(yīng)根據(jù)設(shè)計計算，配置適當(dāng)容量的無功補償裝置，并滿足在主變壓器最大負(fù)荷時，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于 ；在低谷負(fù)荷時功率因數(shù)不應(yīng)高于 ，不低于 。6）變電站中主變低壓側(cè)所采用的并聯(lián)電容器應(yīng)根據(jù)占地、諧波等情況綜合考慮，宜優(yōu)先采用組合式電容器組，單只容量優(yōu)先采用 100 千乏。本變電所為 110kV 變電所，則按主變?nèi)萘康?15％ ~30％來確定無功補償裝置的容量。對于 110kV—220kV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實行自動投切。并聯(lián)電容器分組方式：1）并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。因而應(yīng)用范圍有限。并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（ △）兩種，星形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的相電壓，而三角形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的線電壓。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于 6kV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。并聯(lián)電容器對 6kV 系統(tǒng)單相接地電流的影響6kV 系統(tǒng)的中性點是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對 6kV 系統(tǒng)造成影響。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 4)大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。4)能限制短路電流，以便選擇價廉的設(shè)備。 對電氣主接線方案的初步設(shè)計6～220kV 高壓配電裝置的基本接線方式：（1）有匯流母線的接線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 旁母線或旁路隔離開關(guān)等。對于屋內(nèi)配電裝置或采用 SF6 全封閉電器的配電裝置，可不設(shè)旁母。對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。 圖 內(nèi)橋接線 圖 單母線分段接線采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 9 6kV 側(cè)主接線設(shè)計6～10kV 系統(tǒng)中，出線在 6 回或以上時一般使用單母線分段接線形式，當(dāng)用戶要求不能停電時可裝設(shè)旁路母線。線路正常投切或故障切除時不影響其他回路運行，具有一定的可靠性和靈活性。供電可靠性高。采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 11 4 短路電流計算 畫等值電路圖: 圖 圖 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 短路電流按短路最嚴(yán)重情況計算。等值電路的化簡如圖 、圖 所示，其中： () . )(76. ???????XXX （）????450./109281 ?X等值容量為 MVASmax2ax1???? 計算短路電流采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 13 短路電流的計算方法有：同一變換法和個別變換法。(4)等值電源的容量等于提供短路電流的所有電源的額定容量之和。它的作用是接受電能和分配電能，發(fā)生故障時通過自動或手動操作，迅速切出故障部分，恢復(fù)正常運行。A2 值：不同相帶電部分之間的空間最小安全凈距。2）間隔的類型：根據(jù)其功能，間隔可分為進線（發(fā)電機、變壓器引出線回路）間隔、出線間隔、旁路間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電壓互感器和避雷器間隔等。 配電裝置的要求1）配電裝置的設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。4）便于擴建和安裝。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴建，但占地面積大，運行維護條件較差，易受污穢和氣候條件影響。目前我國生產(chǎn)的 3—35kV 各種成套配電裝置，在發(fā)電機和變電站中已廣泛應(yīng)用。 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則如下：1)應(yīng)力求技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理；2)應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；3)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；4)應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；5)選擇的導(dǎo)體品種不宜太多；6)選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重。最大持續(xù)工作電流的計算如下：110kV 側(cè)主變壓器進線 () AUSINg ???110kV 側(cè)出線 () )2(maxSINg ??穿6kV 主母線 () AUSINg ???6kV 母線分段回路 () 6kV 側(cè)主變引下線 (5.) . AUSINg ???110kV 側(cè)聯(lián)絡(luò)回路 (.6) )(axINg ??穿用戶線路：合成氨鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 )(%)1( AUPINg ??????尿素 )()1( ????輔助車間 )(%)( AUPINg ?????包裝 )()( ????生活區(qū) )(%)(cos3maxax AUPINg ?備用 )()(cos3maxaxINg ????（2）按短路狀態(tài)校驗：當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值Qd≤Q y，Q d≤I 2t t，t=t pr+tab校驗裸導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定時，tpr 宜采用主保護動作時間，如主保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起保護作用的后備保護動作時間；校驗電器的短路熱穩(wěn)定時，tpr宜采用后備保護動作時間。電器 屋外： 年最高溫度； 屋內(nèi)：最熱月平均最高溫度+5 度。 110kV 半屋內(nèi) GIS 配電裝置的選擇本變電所高壓側(cè)為 110kV，可以選擇 ZF7A126 型 SF6 全封閉組合電器（GIS） ，該電氣設(shè)備為全三相共箱式結(jié)構(gòu)，靈活的模塊化設(shè)計可以滿足各種主接線的布置，各功能單元間隔具有運輸方便、安裝調(diào)試周期短優(yōu)點，一般間隔寬度為 米。2)選