【正文】 ............ 44 參考文獻 ........................................ 45 致謝 ............................................ 46 山東科技大學學士學位論文 I 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電氣設備及配電網(wǎng)絡按一定的接線方式所構成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設備的轉(zhuǎn)設場所。 關鍵詞 ：變電站；輸電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；電氣設備 山東科技大學學士學位論文 I Abstract Substation is an important ponent of the power system by the electrical equipment and distribution works of wiring, electrical energy from the power system through its transformation, distribution, transmission and protection, and electricity safety, reliability and economical transportation to the transfer of electrical equipment located place. The preliminary design of the substation, including the determination of the overall program, load analysis and calculations, transformer station number and choice of capacity, the main wiring scheme for the calculation of short circuit current, the transmission system design, lowvoltage distribution system design, high choice of lowvoltage electrical equipment, the choice of relay and tuning, lightning protection and grounding protection design content. Which the choice of the main transformer and the main wiring design is the focus of this paper. Keywords: Transformer substation ； Transmission system ； Distribution system； Electrical equipment山東科技大學學士學位論文 1 緒 論 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。 變配電所是 電力系統(tǒng)中最為關鍵的一環(huán)。車間變電所一般位于車間的負荷中心，可以降低電能損耗和有色金屬的消耗量，并能減少輸電線路上的電壓損耗，可以保證供電的質(zhì)量。這段時期建設的 110KV 變電站 110KV 電氣設備多采用常規(guī)設備 敞開式布置，變電站主接線較為復雜，例如為單母線分段帶旁路，電氣設備為多油或少油設備，主變?nèi)萘看蠖噙x擇 或 40MVA。由于采用了先進可靠地設備，這段時期建設的 110KV 變電站主接線較為簡潔，除主變外 110KV 電氣設備多 采用戶內(nèi)布置的形式，主變?nèi)萘慷酁?40MVA 或 50MVA，開關設備為無憂設備，變電站具備無人值班的功能。青陽站共有主變 2 臺，容量為 40MVA，現(xiàn)有 110KV 線路 2 回，分別來自 110KV 梅嶺變電站和羅山變電站。若按照《城市電網(wǎng)規(guī)劃設計導則》的要求，主變?nèi)萘堪?~ 來計算，2021 年共需要 110KV 主變?nèi)萘考s 111~129 兆伏安，而目前青陽站主變?nèi)萘恐挥?0MVA，還需要增加 31~49MVA。并且，城南站建成后，可以與大沖站的 10KV 形成環(huán)網(wǎng)，有效的提高負荷轉(zhuǎn)移能力，從而進一步提高供電可靠性。 電力系統(tǒng)中的無功功率就是要使系統(tǒng)中無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負荷及網(wǎng)絡中的無功損耗相平衡 。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設電容器補償無功。 P=38800KW S=38800247。 (2)暗備用方 式，正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一臺運行，因此，每臺變壓器的容量應滿足安全用電的要求 ,即保證Ⅰ、Ⅱ類負荷的供電，一般要求能滿足全部負荷的 70%80%。 (3)對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站，其變壓器 基礎宜大于變壓器容量的12 級設計，以便符合發(fā)展時更換變壓器的容量。我國國家標準 GB1094山東科技大學學士學位論文 9 《電力變壓器》確定采用 R10 容量系列。結(jié)合該地區(qū)的實際情況，故采用雙卷變壓器，電壓等級為 110KV 與 10KV。 綜合上述幾種情況，結(jié)合廠家的一些產(chǎn)品情況，故本站的主變壓器選用的型號：SZ1050000/110。 無功補償 容量： 4 4800Kvar 表 3— 1 主變壓器的選擇 額定容量 電壓組合 及分接范圍 聯(lián)接組 標號 空載損 耗 KW 負載損 耗 KW 空載 電流 % 阻抗 電壓 % KVA 高壓 KV 中壓 KV 低壓 KV YN,d11 250 14 50000 110177。 可靠性 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部大部分二級負荷的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠的特殊要求；采用 綜合自動化，優(yōu)化變電所設計：國內(nèi)變電所自動化發(fā)展進程分為三個階段。 經(jīng)濟性 主接線方案應力求簡單，采用的一次設備特別是高壓斷路器少，而且應選用技術先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品；由于工廠變配電所一般都選用安全可靠且經(jīng)濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。 主接線的方案與分析 單母線 (1)優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 (2)缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均等擴建。 在 110KV兩條進線的 A 相上各裝設一臺電容式電壓互感器供二次閉鎖采壓用。 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接 的電動機或其它設備的正常運行。控制電纜全部選用阻燃型電纜。 為了加強鋁線的機械強度，采用多股絞線，用抗張強度為 120kg/ 2mm 的鋼作為線芯，把鋁線絞在芯子外面 ,作為導線的導電部分，稱為鋼芯鋁線。 放射式 級放射 放射式配電方式的優(yōu)點是： （ 1）線路上的故障不影響其他用戶； （ 2）容易進行繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化； （ 3）根據(jù)實際運行經(jīng)驗，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。 單樹干式配電不像放射式那樣，能在 380V 側(cè)取得聯(lián)絡線，所以它只能用于三級負荷，為了減少干線故障時影響用戶范圍，干線上接連的變壓器不能超過 5 臺，總?cè)萘坎粦笥?3000KVA。 高壓側(cè)配電系統(tǒng)設備 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的安全運行。 按工作環(huán)境選擇：選擇戶外或戶內(nèi)，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即： UUN? ；按額定電流選擇：應該等于或大于負載的長時最大工作電流，即： marN II .? ；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性： It2t≥ I∞ 2tima； 校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性： shii ?max ；校驗高壓斷路器的斷 流容量（或開斷電流）：熔斷斷流容量按 . SS ocN ? 校驗； 根據(jù)上述分析并查資料： 110KV 高壓斷路器選擇 SF6— 110W 型高壓六氟化硫斷路器。高壓隔離開關主刀閘與接地刀閘間一般都設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。戶外隔離開關可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內(nèi)。電流越大，熔斷時間越短。 對保護變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的 ～ 2倍選擇。 RW310 型高壓熔斷器是由絕緣子、接觸導電系統(tǒng)及熔絲管等部件組成，用于10KV 輸電線路和變壓器的短路與過負荷保護。 樹干式配電不需要在變電所低壓側(cè)設置配電 盤，從變電所二次側(cè)引出線經(jīng)過空氣開關或隔離開關直接引至車間內(nèi)，因此，這種配電方式使變電所低壓側(cè)結(jié)構簡化，減少電氣設備需要量。 在下列情況下不宜使用鏈式接線： （ 1）配電設備數(shù)量超過 3 臺，總?cè)萘砍^ 10KW，其中最大一臺大于 5KW。 山東科技大學學士學位論文 24 母線、配電設備及保護設備的選擇 10KV 母線選擇 主變壓器低壓側(cè)引出線選擇： 主變壓器低壓側(cè)引出線經(jīng)濟電流密度選擇：工作電流 0002 ???? ejs II A 母線計算截面： ??? ljse JIS 3mm 選用標準截面 125 10 3mm 的銅母線允許電流 3610 大于工作電流 ，滿足要求。電流互感器一次側(cè)匝數(shù)少，串接在主電路中，二次線圈與負載的電流線圈串聯(lián)，接近短路狀態(tài)。 5 177。 177。 177。 177。 240 177。饋線柜、電容器柜、接地變柜額定電流為 1250A，額定開斷電流選用 。 固定式封閉開關柜 XGN212Z（ Q） 121： 開關柜額定電流 3150A。 內(nèi)裝：三相電流互感器 LMZB310Q， 3000/1/1A 10P25/， 15VA/10P25，15VA/，其中 級帶中間抽頭，隔離開關 GN3010/3150A 一組。 內(nèi)裝：三相電流互感器 LMZB310Q 3000/1/1A 10P25/； 15VA/10P25； 15VA/ 其中 級帶中間抽頭，隔離開關 GN3010/3150A 一組。 附帶電顯示裝置一組，用于母線分段斷路器。 變電站工作照明由站用電交流屏供電，事故照明由應急照明燈和直流電源供電，直流供電回路考慮由人工切換。 按二次接線的性質(zhì)來分，有交流回路和直流回路，按二次接線的用途來分，有操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。 交流電源可以從所用變壓器或儀用互感器取得： （ 1） 由所得變壓器取得 （ 2）用儀用互感器作交流操作電源 直流系統(tǒng)：全站設一套直流系統(tǒng)，用于站內(nèi)一、二次設備、通信及自動化系統(tǒng)的供電直流系統(tǒng)電壓為 110V，容量為 200Ah（兩臺主變），全所事故停電按 2 小時考慮。 110KV 部分采用放射型供電。滿足這一要求的動作，稱為“選擇性動作”。保護裝置的可靠程度，與保護裝置的元件質(zhì)量、結(jié)線方 案以及安裝、整定和運行維護等多種因素有關。對電氣測量儀表，要保證其測量范圍和準確度滿足變配電設備運行監(jiān)視和計量的要求，并力求外形美觀，便于觀測，經(jīng)濟耐用等。電流互感器變比的選擇，宜滿足裝置回路最大負荷運行時，儀表的指示在滿量程的的 70％～ 100％處。供電部門計費用的電能表裝設在專用的計量柜中。 ⑤ 10/ 配電變壓器，應裝設電流表、有功電能表各 1 只，如為單獨經(jīng)濟核算單位的變壓器，還應再裝設 1 只無功電能表。斷路器的控制方式有開關柜就地控制和在控制室遠方控制兩種方式。 事故信號用來顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)。例如，變壓器超溫或系統(tǒng)接地時，就發(fā)出預告音響信號，同時光字牌亮，指示故障的性質(zhì)和地點，運行人員可根據(jù)預告信號及時處理。斷路器操動機構中的維持機構（即機械鎖扣）能使斷路器保持在合閘或跳閘狀態(tài)，因此，跳、合閘線圈是按短時工作設計的，長時間通電會燒毀。 4）應有防止斷路器連續(xù)多次跳、合閘的防跳回路。 備用電源自動投入裝置（ APD）：在具有兩個獨立電源供電的變（配）電所中山東科技大學學士學位論文 33 裝上備用自動投入裝置后，若其中一個正在工作的電源不論何種原因失去電壓時，備用電源自投裝置能將失去電壓的電源切斷，隨即將另一備用自動投入以恢復供電，因而能保證一類負荷或重要的二類負荷不間 斷供電，提高供電的可靠性。它主要裝設在有架空線路出線的斷路器上。正常運行時，三相電壓對稱，故不出現(xiàn)零序電壓，電壓繼電器