【正文】 ....................................................................... 62 330kV電氣設(shè)備的絕緣配合 .......................................................................... 62 110kV 絕緣配合 .............................................................................................. 63 35kV絕緣配合 ................................................................................................ 65 電氣設(shè)備外絕緣及絕緣子串泄漏距離的確定 ..................................................... 65 接地 ........................................................................................................................... 66 工作總結(jié) ............................................................................................................................. 67 致 謝 ................................................................................................................................... 68 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 69 附 錄 ................................................................................................................................. 70 附圖一 330kV設(shè)備選型 .............................................................................................. 71 附圖二 110kV 設(shè)備選型 .............................................................................................. 72 附圖三 35kV設(shè)備選型 ................................................................................................ 73 附圖四 電氣主接線 ........................................................................................................ 74 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 我國是世界能源消耗大國，煤炭消費(fèi)總量居世界第一位，電力消費(fèi)總量居世界第二位，但一次能源分布 和生產(chǎn)力發(fā)展水平卻很不均勻。 關(guān)于主變壓器和主接線部分的內(nèi) 容 是基礎(chǔ)部分，主要介紹了主接線 的形式，綜合介紹了各種接線方式的特點(diǎn)，各自的優(yōu)缺點(diǎn)及變壓器的原則原則等，根據(jù)任務(wù)書要求最終選擇滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的主接線方案。短路電流是非常重要的部分，它主要介紹了短路計(jì)算的目的，原則，方法和具體的數(shù)據(jù)信息等，為設(shè)計(jì)中需要的高壓電氣設(shè)備的選擇、整定、校驗(yàn)等方面做準(zhǔn)備。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和電力需求主要集中在東部和中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。 本 330kV變電站設(shè)計(jì)對(duì)變電站內(nèi)最重要的電氣設(shè)備如主變壓器、導(dǎo)線、電氣設(shè)備等元器件，進(jìn)行了比較和選擇，在配電裝置上采用當(dāng)今較先進(jìn) 的 GIS 設(shè)備。電氣主接線是發(fā)電廠和變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全站電氣設(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，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。在絕緣配合、過電壓保護(hù)及接地等方面也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，使變電站電氣一次部分基本完成。 330kV電網(wǎng)建設(shè)初期，由于出線回路少， 330kV 電氣主接線大多才用角形接線，后來還有變壓器 —— 母線接線、雙母線帶旁路，發(fā)展到現(xiàn)在很普遍的一個(gè)半斷路器接線，隨著 330kV電網(wǎng)成長為西北部骨干網(wǎng)架， 330kV 變電站的建設(shè)基本上都采用一個(gè)半斷路器接線。初期 330kV變電站大部分采用軟母線，還有支持式擴(kuò)徑導(dǎo)線， 20 世紀(jì) 90 年代后，大部分采用懸掛軟導(dǎo)線。 主變壓器形式：主變壓器均采用三相式變壓器。而早期投運(yùn)的微機(jī)監(jiān)測(cè)也已先后完成升級(jí)改造。 當(dāng)時(shí)示范變電站設(shè)計(jì)的總體思路是：與國際國內(nèi)電力體制改革趨勢(shì)相適應(yīng)，與國際科技發(fā)展水平相一致，與可持續(xù)發(fā)展思路 相吻合；依靠科技進(jìn)步，縮小與世界先進(jìn)水平差距，使設(shè)計(jì)方案更緊湊、更集約、更高效；在安全可靠前提下，突出體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，合理性，先進(jìn)性。 330kV變電站設(shè)計(jì)發(fā)展到今天，電氣主接線、配電裝置布置優(yōu)化和母線選型、電氣總平面布置的協(xié)調(diào)緊湊、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等方面已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，今后設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)在以下幾個(gè)方面： 從未來的變電站的發(fā)展趨勢(shì)來講，采用集成智能化電力設(shè)備，由于控制、保護(hù)、通信等微電子設(shè)備與高電壓大電流主設(shè)備安裝于一體，因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術(shù)關(guān)鍵。隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，用戶對(duì)供電安全性和可靠性要求日益提高，國家對(duì)環(huán)保的高度重視和土地使用政策的日趨嚴(yán)格，設(shè)計(jì)必須著重考慮選用安全性和可靠性高、節(jié)約占地、適于緊湊化布置和造價(jià)比較合理的斷路器型式。 現(xiàn)行變電站設(shè)計(jì)的基本思路 (1)設(shè)計(jì)模塊的劃分。其獨(dú)立性是構(gòu)成設(shè)計(jì)模塊的基本條件，其關(guān)聯(lián)性又形成了模塊設(shè)計(jì)的互相制約。 330kV配電裝 置區(qū)設(shè)計(jì)模塊是指進(jìn)出線門形架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包括配電裝置設(shè)計(jì)、構(gòu)支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電纜溝及地下設(shè)施設(shè)計(jì)、繼電器小室布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。為此，在設(shè)計(jì)中，要注意處理和解決設(shè)計(jì)方案的統(tǒng)一性、適應(yīng)性、靈活性、先進(jìn)性、可靠西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 性和經(jīng)濟(jì)性及其相互之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系。 可靠性：適當(dāng)提高設(shè)備水平，保證變電站設(shè)備的可靠性，保證設(shè)備、各個(gè)模塊和模塊并接后系統(tǒng)的可靠性，以確保設(shè)計(jì)方案的安全可靠性。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2 章 主變壓器 及電氣主接線 的選擇 主變壓器 的選擇 主變壓器型式及范圍 (1)繞組數(shù)量的確定 原則 在具有三種電壓的變 電站中 ，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電 站 內(nèi)需設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 由前設(shè)計(jì) 說明 可知、正常運(yùn)行時(shí)，變電 站負(fù)荷 由 330kV 系統(tǒng)供電，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠性的要求更高， 最終 應(yīng)采用 三 臺(tái)容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。500 kV變電站，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。 ⑥ 330 kV變電站可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。連接 ， 110kV 采用 Y 連接，其中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、 35kV以下電壓變壓器繞組都采用 △ 連接。 主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、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。變電所全部停運(yùn)的可能性。 ② 檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。避雷器等一次設(shè)備。 ② 占地面積少 主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 ②具有運(yùn)行維護(hù)的靈活性和方便性，即要適應(yīng)各種運(yùn)行方式和檢修維護(hù)方面的要求，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。 ④保證電氣主接線具有繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)建的可靠性。 ④ 環(huán) 境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰? （ 2） 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案。 （ 4） 繪制電氣主接線圖 對(duì)最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。 ③ 其他費(fèi)用。 2) 110KV 主接線 的選擇 方案（一） : 采用單母線接線 (圖 22) 其優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。 優(yōu)點(diǎn)是：高壓電器少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開后，變電站負(fù)荷可同時(shí)接在主母線或副 母線上運(yùn)行。 ① 多角形接線的優(yōu)點(diǎn)： a) 投資省，平均每回路只需裝設(shè)一臺(tái)斷路器。隔離開關(guān)只作為檢修時(shí)隔離只用，以減少誤操作可能性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進(jìn)出線回路數(shù)要受到限制。不宜用于有在擴(kuò)建可能的發(fā)電廠、變電所中 。④檢修任一出線斷路器時(shí)，該支路短時(shí)停電，在斷路器兩側(cè)加上跨條后，將各支路倒控在一條母線上工作，利用母聯(lián)斷路器代替該出線斷路器工作，使該回路不必長時(shí)間停電。 經(jīng)過以上論證，決定采用 雙 母線接線。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。因此，沒有無功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的無功分層、分壓、就地平衡。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)精度差。 ③ 靜止補(bǔ)償器 ： 優(yōu)點(diǎn)；反應(yīng)速度快。 并聯(lián)電抗器：對(duì)高壓遠(yuǎn)距離輸電線路可以提高 輸送能力，降低過電壓。 短路電流和短路容量 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ,相與相之間或相與地 (或中性線 )之間發(fā)生正常連接 (短路 )時(shí)流過的電流叫短路電流。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。 反映電力系統(tǒng)某一供電點(diǎn)電氣性能的一個(gè)特征量叫做短路容量。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低，使供電設(shè)備的正常工作受到損壞，也可能導(dǎo)致工廠的產(chǎn)品報(bào)廢或設(shè)備損壞，如電動(dòng)機(jī)過熱受損等。 限制短路電流的措施 為保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，減輕短路造成的影響，除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。 采用分裂低壓繞阻變壓器等。 (4)保證架空線路施工質(zhì)量，加強(qiáng)線路維護(hù)，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 (8)在電纜埋設(shè)處設(shè)置標(biāo)記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護(hù)，并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。其計(jì)算的目的主要有以 下幾個(gè)方面： ①電氣主接線的比較。 ⑤接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。 實(shí)際電路中， 1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取 Ksh＝ 。 實(shí)際電路中， 1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取 Ksh＝ 。為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。 （ 3） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、 過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 ② 短路的熱穩(wěn)定條件： dtt QtI ?2 (41) Qdt—— 在計(jì)算時(shí)間 ts 內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ ）； It—— t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ kA）； t—— 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（ s） 。 ③ 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣 設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 環(huán)境條件 ① 溫度 普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為 +40℃時(shí)，允許按額定電流長期工作。如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中可暫時(shí)按電器額定電流的 80%選擇設(shè)備。最大設(shè)計(jì)風(fēng)速超過 35m/s 的地區(qū)，可在屋外配電裝置的布置中采取措施。在重冰區(qū)，所選隔離開關(guān)的破冰厚度，應(yīng)大于安裝場(chǎng)所的最大覆冰厚度。在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)污穢情況選用下列措施： ① 增加電瓷外 絕緣的有效泄露比距或選用有利于防污的電瓷造型。 （ 6） 海拔 電氣的一般使用