【正文】 分設(shè)計(jì)，其原始資料如下： （一） 變電站的電壓等級(jí)分別為 110kV,35kV,10kV （二） 變電站位置示意圖 （三） 系統(tǒng)情況： 系統(tǒng)經(jīng)雙回線給變電所供電。依據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》等選擇電氣主接線圖、主變壓器及所用變壓器、電氣設(shè)備，完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中的各項(xiàng)要求。兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)約投資就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)的原則。 110KV 變電所一次部分的設(shè)計(jì)，是主要研究一個(gè)地方降壓變電所是如何保證運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)入九十年代后 ,由于數(shù)字保護(hù)技術(shù)的發(fā)展 ,才使得變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生了一個(gè)飛躍 ,使這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段。所增加的這些計(jì)算機(jī)功能并不能取代常規(guī)的操作監(jiān)視設(shè)備 ,因而這種自動(dòng)化方式只能稱作計(jì)算機(jī)輔助管理。此外 ,國(guó)內(nèi)許多高等院校及科研單位也在這方面做 了大量的工作推出一些不同類型、功能各異的自動(dòng)化系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)是從六十年代開(kāi)始研制變電站自動(dòng)化技術(shù)。到 1984 年 ,瑞士的 BBC公司首次推出了他們的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。早在七十年代末 ,日本就研制出了世界上第一套綜合數(shù)字式保護(hù)和控制系統(tǒng)SDCSⅠ。此后 ,美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進(jìn)展。 1985 年 ,德國(guó)的西門子公司又推出了他們研制的第一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) LSA678。到七十年代初 ,便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護(hù)、控制及信號(hào)為一體的 四合一 裝置。為國(guó)內(nèi)的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動(dòng)作用。八十年代以后 ,由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ,使變電站自動(dòng)化技術(shù)得到了進(jìn)一步的提高 ,但是此時(shí)的自動(dòng)化管理仍未涉及到繼電保護(hù)、故障錄波等功能。目前國(guó)內(nèi)推出的較有代表性的裝置應(yīng)湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 屬南京自動(dòng)化研究院生產(chǎn)的 DSA和南京力導(dǎo)電子公司生產(chǎn)的 DMP300變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。而變電所是作為電力系統(tǒng)的一部分，在連接輸電系統(tǒng)和配點(diǎn)系統(tǒng)中起著重要作用。由設(shè)計(jì)任務(wù)書給出變電所的容量、電壓等級(jí)、出線回路，主要負(fù)荷對(duì)變電所的要求，以及該 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和范圍。 1． 3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 電氣主接線的設(shè)計(jì)是變電所電氣設(shè)計(jì)的主體。 取 sj 為 100MW,系統(tǒng)歸算為 110KV 母線的等值電抗為 。它的設(shè)計(jì)，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(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 2． 1 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 一、主接線設(shè)計(jì)的原則： 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、維護(hù)方便，盡可能 地節(jié)省投資，就近取材，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。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ③可靠性并不是絕對(duì)的，同樣的主接線對(duì)某所是可靠的，而對(duì)另一些所則可能還不夠可靠。 ③變電站全部停運(yùn)的可能性。 ③擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過(guò)渡到最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。無(wú)匯流母線的接線，變壓器 線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 缺點(diǎn) 不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線分開(kāi)后才能恢復(fù)到非故障段的供電。 適用范圍： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6回及以上時(shí)； (2） 35～ 63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4～ 8回時(shí)； (3） 110～ 220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 3～ 4 回時(shí)。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母線上的隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)工作母線上隔離開(kāi)關(guān)。 (3) 擴(kuò)建方便 向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建 ,均不影響兩組母線單位電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。 (2) 當(dāng)母線故障或檢修是隔 離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器 ,容易誤操作。 五、增設(shè)旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)的接線 為了保證采用單母線 分段或雙母線的配電裝置 ,在進(jìn)出斷路器檢修時(shí) (包括其保護(hù)裝置的檢修和調(diào)試 ),不中斷對(duì)用戶供電 ,可增設(shè)旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)。 （ 2）缺點(diǎn) :當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器。 （二）旁路母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)的設(shè)置原則 110～ 220KV 配電裝置 110～ 220KV 線路輸送功率較多，送 電距離較遠(yuǎn)，停電影響較大，并且 110KV 及220KV 少油斷路器平均每臺(tái)每年檢修時(shí)間均需 5 天及 7 天 ,停電時(shí)間較長(zhǎng)。 六、橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，可采用橋形接線，分為內(nèi)橋與外橋形兩 BW BQS QS3 OQF QS1 W QS5 QS4 QS2 Ⅰ 3 4 Ⅱ 1 2 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 種接線。 （ 3）出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。 （二）外橋形接線 優(yōu)點(diǎn)：同內(nèi)橋形接線 缺點(diǎn)： （ 1）線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器切換或線路短時(shí)，故障率較少情況。 優(yōu)點(diǎn) （ 1） 投資少，平均每回只需裝設(shè)一臺(tái)斷路器。隔離開(kāi)關(guān)只作為檢修時(shí)隔離之用，以減少誤操作的可能性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進(jìn)出線回路數(shù)受到限制。不宜用于有再擴(kuò)建可能的發(fā)電廠，變電所中。 在進(jìn)行倒閘操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)關(guān)的操作原則是：在等電位下操作應(yīng)先通后斷。 優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠 通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷 ,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān) ,只停該回路。 便于實(shí)驗(yàn) 當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。 方案三：橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，可采用橋形接線，分為內(nèi)橋與外橋形兩種接線。 （ 2）橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高情況。 缺點(diǎn)： 不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線分開(kāi)后才能恢復(fù)到非故障段的供電。 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 缺點(diǎn) :當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，就要用母聯(lián)斷路器代替旁路斷路器。 缺點(diǎn)： 不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各部回路仍需短時(shí)停 電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線分開(kāi)后才能恢復(fù)到非故障段的供電。 注意：在進(jìn)行倒閘操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠 通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷 ,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān) ,只停該回路。 便于實(shí)驗(yàn) 當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異 ,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。 。 二、技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。根據(jù)城市規(guī)劃，負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其 容量。 對(duì)于單臺(tái)： NT CSS? )13(? 對(duì)于兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行： 12NT NT CS S S?? )23( ? 1 1 2NT C CS S S?? )33( ? 2 1 2NT C CS S S?? )43( ? 變壓器除滿足以上要求外還需要考慮變電所發(fā)展和調(diào)整的需要，并考慮510 年的規(guī)劃，并留有一定的裕量并滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件。這段時(shí)間完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，切除不重要負(fù)荷，保證重要負(fù)荷的正常供電。 變壓器選擇方法：根據(jù)負(fù)荷計(jì)算出的 ，由于采用兩臺(tái)變壓器互為暗備用并聯(lián)運(yùn)湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 行，單臺(tái)變壓器容量按 70% 選擇，并考慮 510 年規(guī)劃，留有 15%的發(fā)展余地。 ( 1 1 5 % ) 0 .7 1 6 7 0 0 1 .1 5 0 .7 1 3 4 4 3 .5CS S KW? ? ? ? ? ? ?總 )63( ? 則所選的變壓器容量大于 即可。 3． 3 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。與傳統(tǒng)觀念的高壓斷路器相比， SF6 斷路器具有安全可靠、開(kāi)斷性能好、 無(wú)火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)、不必?fù)?dān)心材料的氧化和腐蝕、適用的溫度和壓力范圍大、冷卻特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量輕、操作噪音小及檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 SKAI tt /26 4 0 044 0 22 ??? )133( ? TItfftIftIIQ n pQpQd ??????????? 212/)22/2102( )143( ? )( ??????? sKA/? 由上式得 : QdttI ?2 滿足熱穩(wěn)定條件。 、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知，各電壓等級(jí)的隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 表 34 各電壓等級(jí)的隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù) 電壓等級(jí) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110kV GW4110G 110KV 1000A 80 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 35kV GW435 35KV 1000A 50 10kV GN810 10KV 600A 75 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容： （ 1） 、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式； （ 2） 、選擇母線截面的大??； （ 3） 、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定； （ 4） 、對(duì) 35kV 以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈； （ 5） 、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。 LGJ— 185 型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時(shí)也大于可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體 LGJ— 70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對(duì)稱、保護(hù)靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī) 定子繞組的出線側(cè)。 線路 35KV 級(jí)以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時(shí)，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測(cè)量?jī)x表使用。由于 PT 一次繞組電流很小，故熔斷器只需按額定電壓和開(kāi)斷電流進(jìn)行選擇。 采用避雷器來(lái)防止雷電侵入波對(duì)電器設(shè)備絕緣造成危害。 保護(hù)接地，是