【正文】 同時又降壓供當(dāng)?shù)毓╇?，這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，它們對電能進行生產(chǎn)（發(fā)電機）、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（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如同步發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。 50 自動重合閘裝置 50 備用電源自動投入裝置的含義和作用 46 母線保護 45 2 變壓器的繼電保護整定計算 45 變壓器的繼電保護 40 110kv 線路的繼電保護配置及整定計算 34 110kv 側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 33 斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗 33 35kv 母線選擇及校驗 22 短路電流計算方法 10 3 電氣主接線設(shè)計 7 設(shè)計思路及工作方法 3 變電站的作用 關(guān)鍵詞 ：變電站設(shè)計 變壓器 電氣主接線 設(shè)備選擇 1 1 引言 3 我國變電站及其設(shè)計的發(fā)展趨勢 9 設(shè)計內(nèi)容及要求 19 主變壓器選擇結(jié)果 27 10kv 側(cè)母線短路計算 31 導(dǎo)體的選擇和校驗 34 35kv 側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 36 電壓互感器和電流互感器的選擇 37 電流互感器的選擇 37 電壓互感器的選擇 39 7繼電保護的配置 40 110kV 線路繼電保護配置 40 110kV 線路繼電保護整定計算 51 參考文獻 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)量這三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定的數(shù)來衡量，例如給定的允許 4 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給定值來衡量。 電力系統(tǒng)的額定電壓 （ 1） 額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運行的最經(jīng)濟的電壓。另一方面，電壓越高，對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，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，為了加強對變電站及無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 通過采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實時性較高的通信網(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)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑 6 意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 我國變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢 依據(jù)我國的國情，以及我國多年來積累 的關(guān)于變電站設(shè)計的實踐和經(jīng)驗，可以看出我國變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢有以下幾個方面。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 有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。變電站設(shè)計的電氣設(shè)備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關(guān)、 SF6 開關(guān)和機、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、社會效益，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，保護本身也需要自檢查、故障濾波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等功能。 總之，變電站綜合自動化向著使電力系統(tǒng)的運行和控制更方便、快捷、安全、靈活的方向發(fā)展。 3. 經(jīng)濟性，按照利益最大化原則， 8 綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳經(jīng)濟效益。 7. 時效性：建立滾動修改機制，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進步，不斷更新、補充和完善設(shè)計。在變電 站設(shè)計中，戶外變電站是指最高電壓等級的配電裝置、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)模進行分類。 5%以內(nèi)。 110kV 高壓配電裝置設(shè)計。 電氣主接線設(shè)計概述 對電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。 （ 2） 具有一定的靈活性 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的推出設(shè)備。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或者不必要的停電。 變電站電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行 和維護的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。 在工程設(shè)計中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟、留有擴建和發(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. 變壓器分列運行 2. 在變壓器回路中裝置分裂電抗器。 13 (3)為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。 主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，他與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(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 變壓器的運行安全以及對通信線路的干擾等。對電力負(fù)荷的預(yù)測不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測，還應(yīng)有中長期負(fù)荷預(yù)測，對電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電 廠和變電站電氣主接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長遠(yuǎn)時間（ 5— 10年）的檢驗。依據(jù)對主接線的基本要求，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個技術(shù)上相當(dāng)，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟山可行的最終方案。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。 15 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟性的要求，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 ： 16 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 17 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，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。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定 合理的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。對 110kv 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器， 對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè) 2— 4臺主變壓器，以便減小單臺容量。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 （ 3） 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。在等效電路圖上，只需將被 計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，在換算成計算電抗，根據(jù)計算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，在換算成有名值。 本設(shè)計中，電氣設(shè)備的選擇包括：導(dǎo)線的選擇，高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇，避雷器的選擇。 不計日照時，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)為 ????? ???allK a (63) 32 式中 , al? — 導(dǎo)體的長期發(fā)熱最高允許溫度，裸導(dǎo)體一般為 C?70 ； ?? — 導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為 C?25 。 按經(jīng)濟電流密度選擇的導(dǎo)體截面應(yīng)盡量接近上式計算出的經(jīng)濟截面積。 滿足熱穩(wěn)定性要求 35kv 母線選擇及校驗 查矩形導(dǎo)體長期允許載流量表，每相選用單條 25? 5mm 矩形鋁導(dǎo)體，平放時允許電流 AIal 332? ，集膚系數(shù)為 1?SK 滿足長期發(fā)熱條件要求。 高壓斷路器選擇的技術(shù)條件如下： 額定電壓選擇： sNN UU ? （ 66） 額定電流選擇： maxIIN ? （ 67） 額定開斷電流選擇： kN II ?br （ 68） 額定關(guān)合電流選擇： shNcl ii ? （ 69） 熱穩(wěn)定校驗： kt QtI ?2 （ 610） 動穩(wěn)定校驗： shesshes IIii ?? 或 （ 611） 隔離開關(guān)的選擇，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能 用來開斷和接通負(fù)荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗項目與斷路器相同。 查手冊，選擇 的滿足要求的隔離開關(guān)的型號為 GN6— 10T/400，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 66 GN6— 10T/400技術(shù)參數(shù)表 型號 額定電壓 /kV 額定電流 /A 動穩(wěn)定電流 /kA 熱穩(wěn)定電流 /kA 5s GN6— 10T/400 10 400 40 14 滿足熱穩(wěn)定動穩(wěn)定校驗 電壓互感器和電流互感器的選擇 電流互感器的選擇 （ 1）額定電壓的選擇： 電流互感器的額定電壓 NU 不得低于其安裝回路的電網(wǎng)額定電壓 NsU ，即 NsN UU ? （ 612） （ 2）額定電流的選擇： 電流互感器的額定電流 1NI 不得低于其所在回路的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 max1 IIN ? （ 613） 為了保證電流互感器的準(zhǔn)確級， maxI 應(yīng)盡可能接近 1NI （一） 110kv 側(cè)電流互感器的選擇 查表，選用選 LCWD－ 110－ (50~100)～ (300~600)/5 型，如下