【正文】 對電力系統(tǒng)的供電可靠性和穩(wěn)定性的要求日益提高。變電站是連接電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源、升降電壓和分配電能。其中電器設(shè)備的選擇主要包括：斷路器、隔離開關(guān)、 PT、 CT、支柱絕緣子、套管、母線導(dǎo)體、避雷器、電抗器、高壓熔斷器等。 特點(diǎn) 增強(qiáng)了設(shè)備可靠性：無論是正常操作或事故處理 ，均通過自動化系統(tǒng)，減少了人為失誤，降低了出差錯的概率，及時準(zhǔn)確可靠； 簡化生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)：以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動和自動化為基礎(chǔ)，人到自動化的轉(zhuǎn)變使生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)得以解放； 降低了電力建設(shè)造價：采用先進(jìn)的遠(yuǎn)動及自動化設(shè)備，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備可用空間，減少占地面積和生產(chǎn)輔助設(shè)備及生活設(shè)施，降低工程造價； 推進(jìn)供電網(wǎng)絡(luò)科學(xué)化管理；在供電網(wǎng)絡(luò)中，降壓變電站進(jìn)線由地區(qū)電網(wǎng)接入降至配電電壓與用戶連接，將降壓變電站、開關(guān)站及相關(guān)饋線綜合考慮實(shí)行自動化管理，增強(qiáng)供電可靠性，提高科學(xué)管理水平。 一級負(fù)荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。 中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集 23 個電源，電壓為 220330kV，同時降壓供當(dāng)?shù)厥褂茫@樣的變電所主要起中間環(huán) 節(jié)的作用，所以叫中間變電所。 終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)多為 110kV 經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所。 所內(nèi)各級電壓配電裝置及主變壓器的一、二次線及繼電保護(hù)裝置。 所區(qū)采暖通風(fēng)設(shè)施、消防設(shè)施。 設(shè)計(jì)分工 110kV 配電裝置以出線門型架為界， 10kV 電纜出線以電纜頭為界。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 適用范圍： 110220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 34 回時。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 5 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器 自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 適用范圍： 3563KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 48 回時。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān) 等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 6 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 適用范圍： 6 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時。根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定變壓器的容量。對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。開斷電流 。出線開斷電流，進(jìn)線開斷電流 40kA。接地變?nèi)萘?700/160kVA，消弧線圈 600kVA。 110kV 配電裝置進(jìn)線采用軟母線，進(jìn)線間隔寬度為 8 米。干式接地變及消弧線圈裝在一箱內(nèi)，安裝在10kV 開關(guān)柜中間。 自動裝置 10kV 饋線裝設(shè)小電流接地選線裝置； 10kV 饋線具有低周減載功能。電源由北郊 330kV 變 110kV 母線出兩回，一回直接接入，一回經(jīng)大明湖變 “Π” 接后再接入。該站出線條件較好， 110kV 南面進(jìn)出， 35kV 北面進(jìn)出， 10kV 電纜從西側(cè)進(jìn)出 (電纜溝 )。 C～ +45176。 地震烈度 :不超過 8 度。 周圍環(huán)境無易燃且無明顯污穢，具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件 (如避開斷層、交通方便等 )。 噪音方面是指變壓器和斷路器操作時所產(chǎn)生的電磁和機(jī)械噪聲。 計(jì)算結(jié)果如下。 2179。 斷路器的選擇及校驗(yàn)條件如下： Uzd≥ Ug； Ie≥ Ig； 熱穩(wěn)定校驗(yàn) .t≥ I∞ 動穩(wěn)定校驗(yàn) ich≤ idf 隔離開關(guān)的選擇 110kV 變電所設(shè)計(jì) 11 隔離開關(guān)的主要用途：①隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。對于 6～ 20kV 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。 %/177。 5%/400V 一次容量 700kVA 二次容量 160kVA 額定中性點(diǎn)電流 115A 額定頻率 50HZ 低壓額定電流 231A 接線組別 Znyn11 標(biāo)準(zhǔn)代號 GB1022988 產(chǎn)品代號 1 HB 720 冷卻方式 ONAN 使用阻抗 相數(shù) 3 接地時限 2h 油重 480Kg 總重 1900Kg 2 號有載調(diào)流消弧線圈： 型號 YHDI630/ 標(biāo)準(zhǔn)代號 GB102988 額定容量 630kVA 額定電壓 10500/√ 3V 額定電流 25100A 額定頻率 50HZ 產(chǎn)品代號 1 HB 720 使用條件 戶外 與系統(tǒng)的聯(lián)接 按照規(guī)劃，清河變電所、大明 湖變電站，均接在北郊 330 變 110kV 出線上。 清河變 110kV 變電所設(shè)計(jì) 22 北 大明湖變 電流互感器： 300600/5A 8km “Π”接點(diǎn) 電流互感器： 300600/1A 北郊 330 變 清河變與系統(tǒng)的聯(lián)接圖 第五節(jié) 電氣布置與電纜設(shè)施 電氣布置 110kV 配電裝置為戶外 GIS 布置。 110kV 配電裝置 采用戶外雙列布置，該配電裝置向南出線，進(jìn)線采用懸掛式軟母線，進(jìn)出線架構(gòu)高10 米，間隔寬度均 8 米，母線及進(jìn)出線相間距離為 米。在 10kVⅠ、Ⅱ段母線上分別接 700/160kVA 干式接地變壓器一臺。 屋外配電裝置布置應(yīng)符合下列條件： 設(shè)備套管和絕緣子最低絕緣部位離地＜ 時應(yīng)加圍欄； 圍欄向上延伸線距地 處與其上方帶電部分凈距不應(yīng)小于 A1值； 車道上運(yùn)設(shè)備時，其外廓至裸導(dǎo)線凈距≥ B1 值； 不同時停電檢修的無遮攔裸導(dǎo)體之間垂直凈距＞ B1值； 帶電部分至建筑物頂部（或圍墻）凈距＞ D 值； 實(shí)際因風(fēng)力、溫度、結(jié)冰使上述尺寸偏短，故設(shè)計(jì)時取的值大得多，如母線橋母線相間一般取 60cm～ 80cm。 變電站內(nèi)、戶外間設(shè)置了 800mm 寬的控制電纜溝，通向主控室。10kV 電力電纜采用交聯(lián)電力電纜，型號 :179。 電氣建筑物 設(shè)計(jì)了一座 35kV 至 10kV 高壓室的二層結(jié)構(gòu)樓房。二層為 35kV 高壓室。 ，層高 5m。 能可靠地利用所外 380V 電源備用時，需 2 臺所變的變電所可裝一臺所變。 對中小型變電所及有人值班的變電所，一般采用一臺所用變，其容量一般為 20kVA。 在 35kV 有雙向供電線路上接一臺 100kVA/35kV 線路干式所用變一臺，作為備用電源。所用電接地線能滿足三臺接地變分列運(yùn)行及備用電源自動投入方式運(yùn)行。 直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，其使用目的是：用于控制、信號、繼電保護(hù)和自動裝置回路操作電源，也用于各類斷路器的傳動電源以及用于直流電動機(jī)拖動的備用電源。 直流屏兩面，電池屏兩面。該系統(tǒng)通過RS232 或 RS485 接口接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 。 110kV 開關(guān)保護(hù)測量及主變保護(hù)測量，集中組屏放置在主控室； 35kV、 10kV 開關(guān)保護(hù)放置在 35kV、 10kV 柜上，計(jì)量表計(jì)放在主控室集中組屏。 具備微機(jī)五防要求。 110kV 系統(tǒng)保護(hù)及公用部分集中安裝于二次室內(nèi)， 10kV保護(hù)及測量控制信號部分就地安裝于各單元的開關(guān)柜上。 110kV 母線電壓并列裝置，可在就地或遠(yuǎn)方實(shí)現(xiàn) PT 并列或分開運(yùn)行。過負(fù)荷閉鎖有載調(diào)壓。 非電量保護(hù) :跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的有 :主變本體重瓦斯、有載重瓦斯、壓力釋放 (由壓板切換至跳閘或發(fā)信 )。 10kV 線路保護(hù) (本期二十四套 ) 保護(hù)配置：三相式速斷、三段式過流保護(hù)。 接地變 (本期二套 ) ：三相式速斷 、三段式過流保護(hù)，過負(fù)荷。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 28 電容器 (二套 ) ：三相不平衡電壓保護(hù)、三相式速斷，三段式過流保護(hù)。 35kV 線路保護(hù) (本期四套 ) 保護(hù)配置：三相式速斷、三段式過流保護(hù)。 35kV 母聯(lián) (備自投 ) 配置原則： 35kVⅠ、Ⅱ段正常運(yùn)行時為分列運(yùn)行方式，母聯(lián)處于備用狀態(tài)，當(dāng)任一主變主保護(hù)動作，跳開主變兩側(cè)開關(guān)，則母聯(lián)開關(guān)投入運(yùn)行，當(dāng)主變后備保護(hù)動作。接收并實(shí)施集控站系統(tǒng)對時命令。 C、事件順序記錄信息。 遙信： 110kV 線路斷路器位置信號 SOE；隔離開關(guān)位置信號 SOE，接地刀閘的位置信號 SOE； 110kV線路保護(hù)動作和重合閘動作信號 SOE；控制回路斷線等狀態(tài) SOE； SF6 氣壓報警。 遙信： 110kV 母聯(lián)斷路器位置信號 SOE；隔離開關(guān)及接地刀閘的位置信號 SOE； PT回路故障 SOE； 110kV 母線保護(hù)動作 SOE；母聯(lián)各類故障信號 SOE； SF6 氣壓報警。 10KV 線路 遙控：線路斷路器的分、合；保護(hù)信號復(fù)歸； 遙測： 10kV 線路電流 IA、 IB、 IC、 P、 Q； 遙信 10kV 線路斷路器位置信號 SOE；手車運(yùn)行、試驗(yàn)狀態(tài)信號 SOE；保護(hù)動作信號SOE；告警信號 SOE。 10kV 電容器 遙控：線路斷路器的分、合；保護(hù)信號復(fù)歸。 遙測：電流量 IA、 IB、 IC。 遙信： 35kV 線路斷路器位置信號 SOE；手車運(yùn)行、試驗(yàn)狀態(tài)信號 SOE；保護(hù)動作信號 SOE；告警信號 SOE。 直流部分 遙測：直流母線電壓；蓄電池端電壓。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 31 公用部分 消防系統(tǒng)動作狀態(tài) SOE；大門開啟等信息量；電纜溝異味氣體監(jiān)測。 變壓器繼電保護(hù) 電力變壓器的故障類型，異常運(yùn)行狀態(tài)及相應(yīng)保護(hù)方式。 縱差動保護(hù)起動電流的整定原則如下： 正常時，為防止 CT 二次側(cè)斷線，差動保護(hù)誤動，起動電流應(yīng)大于最大負(fù)荷電流 。 。 通過計(jì)算并校驗(yàn)，在本設(shè)計(jì)中，對主變的差動保護(hù)選用 BCH2 型差動繼電器。對于 35～60kV 的配電裝置，為防雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)。由避雷針與配電裝置接地網(wǎng)上的連接處起，至變壓器與接地網(wǎng)上的連接處止，沿接地線的距離，不得小于 15m。 地中：避雷針本身的接地裝置與最近的配電裝置接地網(wǎng)的地中距離 Sdi≥ （ m），式中 R 是獨(dú)立避雷針的接地電阻。 電壓為 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出110kV 變電所設(shè)計(jì) 34 線門型架構(gòu)上，須滿足下列條件： 35～ 60kV 出線門型架構(gòu)周圍半徑 20m 范圍內(nèi)的接地電阻應(yīng)不大于 5Ω ，當(dāng)土壤電阻率ρ≥ 5179。 110kV 系統(tǒng) 采用氧化鋅避雷器作為限制操作過電壓和雷電侵入波的措施，并以避雷器 10kA 雷電沖擊殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。如變壓器中性點(diǎn)接地。 主接地網(wǎng)采用棒形Ф 50 鋼管，長 米鍍鋅接地棒，其間以 60179。在焊接點(diǎn)必須刷防銹漆 2 遍，并涂熱瀝青處理。 照明分為事故照明系統(tǒng)和交流照明系統(tǒng)， 照明正常由交流電源供電。白熾燈為事故照明燈，嚴(yán)格控制使用。 35kV 高壓室的屋頂上安裝 7 只投光燈， 便于夜間檢修。 35kV、 10kV 屋內(nèi)配電裝置、建筑物室內(nèi)等設(shè)置必要的手車式或手提式干粉滅火器，室外設(shè)有消防水栓。 對電 纜防火采取以下措施 110kV 變電所設(shè)計(jì) 36 在同一溝道內(nèi)，動力電纜與控制電纜分層布置。 采暖和通風(fēng) 該站初設(shè)為無人值班變電站，不考慮采暖。利用 110kV線路架空避雷線及電纜溝道敷設(shè)復(fù)合光纖通訊電纜，采用光纖通訊方式，一主一備環(huán)網(wǎng)通訊，確保通道暢通。 攝像機(jī)安裝位置：大門、高壓開關(guān)室、控制室、 110kV 設(shè)備區(qū)、變壓器沒備區(qū)。且對各個防區(qū)分110kV 變電所設(shè)計(jì) 37 別進(jìn)行操作，可設(shè)置保護(hù)密碼，防止誤操作。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 39 北郊 330 變 大明湖變 110kV d1 35kV d2 10kV d3 圖 41 短路電流計(jì)算接線圖 北郊 330 變 大明湖變