【正文】 統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器，還有線路問題都是變電站設(shè)計中要仔細去探究的問題，而線路問題和配電設(shè)備也是本文要論述的設(shè)計重點。為了變電站的一次設(shè)計能夠很好的接入電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)安全可靠的運行，下面對本變電站做初步分析的原始數(shù)據(jù)進行分析。最大風(fēng)速35m/s，主導(dǎo)風(fēng)向冬天為西北，夏天為東南風(fēng)向。 110kV 架空配電線路的特點是農(nóng)網(wǎng)線路多、供電半徑長、大部份為放射式樹枝型供電線路，線路間無聯(lián)絡(luò)，線路分段開關(guān)數(shù)量少，線路保護設(shè)備仍然簡陋。 4） 經(jīng)濟性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個基本 要求的前提下， 應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運行維護費用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。 缺點：當一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電 。 第三種方案：雙母線接線 優(yōu)點： 1） 供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。 2） 當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。 110kV 電氣主接線 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負荷增長而擬建的。在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35kV～ 110kV 系統(tǒng)中，當不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。方案二簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出 線武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特別是電源回路不停電。當不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。手車式斷路器的出現(xiàn)和運行成功，斷路器檢修問題可不 用復(fù)雜的旁路設(shè)施來解決，而用備用 的手車斷路器來替代需要檢修的工作的手車斷路 器。 最簡單的限制短路電流的方法是使變壓器低壓側(cè)分列運行。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。 項目 方案 方案Ⅰ單分 方案Ⅱ單 技 術(shù) ①不會造成全所停電 ②調(diào)度靈活 ③保證對重要用戶的供電 ④任一斷路器檢修，該回路必須停止工作 ⑤擴建時需向兩個方向均衡發(fā)展 ① 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 經(jīng) 濟 ①占地少 ②設(shè)備少 ①設(shè)備少、投資小 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 第二章 負荷計算及變壓器選擇 負荷計算 負荷分類及定義 ：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷 。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 WH 市 110KV 變電站的建設(shè)將外電與市區(qū)變電所更好的連接起來，從而形成統(tǒng)一的供電網(wǎng)絡(luò)。 3． 10KV負荷情況 表 23 10KV 負荷 電壓 等級 負荷 名稱 最大負荷（ MW） 負荷組成 (﹪ ) 自然力率 maxT (h) 線長 (km) 備注 近期 遠景 一 二 10 Kv 棉紡廠 1 2 20 40 5500 棉紡廠 2 2 20 40 5500 印染廠 1 2 30 40 5000 印染廠 2 2 30 40 5000 毛紡廠 2 2 20 40 5000 針織廠 1 20 40 4500 市區(qū) 1 2 20 40 2500 2 市區(qū) 2 2 20 40 2500 2 食品廠 15 30 4000 備用 1 備用 2 在 10kv 負荷中，棉紡廠、印染廠、毛紡廠、針織廠、 食品 廠市區(qū) Ⅰ 、 Ⅱ 類負荷比較大；若發(fā)生停電對企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對市區(qū)醫(yī)院則造成不 良的 社會影響，嚴重時造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡，所以必須保證其供電可靠性。在考慮到實際情況以后，還要對本地區(qū)的大約跳閘情況作出一個大的判斷，才能夠更好的進行設(shè)計。 S總 = 由于上述條件所限制。 2． 4 變電站主變壓器型式的選擇 具有三種電壓等級的變電站中，如通過主 變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器采用三饒組。 35kV 以下電壓變壓器繞組都采用 ?連接。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。 (2)在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況 下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 (5)接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。39。無限大功率電源（如果有的話）另成一組。 (5)網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源供給的短路電流周期是不衰減的，并由下式確定 I ps* = x1 fs (6)計算短路電流周期分量的有名值。 電流計算結(jié)果 本變電站短路電流計算結(jié)果如下： 三相短路電流計算電路圖及其等值網(wǎng)絡(luò)如圖 所示。(kA) 2s 短路電 流有名值 I 2 (kA) 4s 短路電 流有名值 I 4 (kA) 短路電流 沖 擊 值 ish (kA) 短路全電 流最大有 效值 I sh (kA) 短路容量S39。 —— 主變低壓側(cè)分列運行。 。 經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準。 QdIrt?2 Qdt—— 在計算時間 ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ KA2S） It—— t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ KA2S） T—— 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s） 校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間 Ts按下式計算 t=td+tkd 式中 td —— 繼電保護裝置動作時間內(nèi)（ S） tkd—— 斷路的全分閘時間（ s） ? ?tdtdtdd III 222 2/1012 ????武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 電動力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時電流機械效應(yīng)的能力，稱動穩(wěn)定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 絕緣性。故在 110KV 側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。又根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路電流得知 電壓等級 型號 額定電壓 額定電流 Ir tIr2 動穩(wěn)定電流 110kV LW14110 110KV 31500A 2? 80KA 35kV ZN2335 35KV 1600 25 4252? 63KA 10kV ZN10 10KV 600A 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。 110kV 母線一般采用軟導(dǎo)體型式。 本變電所 10KV 的最終回路較多，因此 10KV 母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。 選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并 能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。 35kV 以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。 根據(jù) Ue Ugmax Ij 〉 Igmax 選擇型號為 LCWB6110W 型 35KV 側(cè) CT 可根據(jù)安裝地點和最大長期工作電流選 LCZ35系列 CT 電壓等級 型號 110kV LCWB6110 35kV LCZ35 10kV LMC10 電壓互感器的配置和選擇 (1)正常工作條件 —— 一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷 (2)承受過電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比距。 （ 2） 35～ 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 型號 額定電壓（ V） 二次繞組額定輸出（ VA） 電 容 量 載 波耦 合電 容 一次繞 組 二次繞 組 剩余電壓繞組 級 1 級 高壓電 容 中壓電 容 YDR110 110000/ 3 100/3 100 150VA 300VA 50 10 準確度為 : 電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點二次負荷及準確等級要求進行選擇。 PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生短路時， PT 本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 3. 變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴重后果；另一方面，這些設(shè)備的修復(fù)困難，需要花費很長時間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經(jīng)濟損失。 2． 35KV 及一下的配電裝置應(yīng)采用獨立避雷針來保護。因此，在工廠中應(yīng)予以重視，對其危害給予足夠的防護。 避雷針保護范圍的計算方法 設(shè)避雷針的高度為 h(m),被保護的物體的高度為 xh (m),則避雷針的有效高度為武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 xa hhh ?? ，在 xh 高度上避雷針保護范圍的半徑 xr 由下式計算： 當 2x hh? 時， PhPhhr axx ??? )( 當 2x hh? 時， ( 2 )xxr h h P?? 式子中 P是考慮避雷針高度影響的修正系數(shù)，稱為高度影響系數(shù)。 xb 為兩避雷針間的最小保護寬度。 1 所址選擇 首先要考慮變電所所址的標高，查詢有無被洪水浸淹歷史；進出線走廊應(yīng)便于架空線路的引入和引出，盡量少占地并考慮發(fā)展余地；其次要列出變電所所在地的氣象條件：年均最高氣溫、最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰厚度、地震強度、年平均雷暴日等，把這些作為設(shè)計的技術(shù)條件。二級負荷應(yīng)由兩回線供電，但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電?？紤]到 2 臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當 1 臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負荷能武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電所停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的 60%～ 70%正常運行。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電所和電力系統(tǒng)本身，同時 也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。 （ 2）具有一定的靈活性。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，往往還會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。 （ 5）應(yīng)具有擴建的可能性。 8 主接線的形式 變電所的主接線可以分為有匯流母線的主接線和無匯流母線的主接線 2 大類。所有電源和引出武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 線回路都連接于同一匯流母線上（圖 1）。（ 4）橋式接線。適用于進線線路較長，負荷比較平穩(wěn)，變壓器不需經(jīng)常投切的場合（圖 3）。 9 配電裝置 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 附錄 Ⅰ ： 短路電流計算書 35KV K2 10KV K2 K3 110KV K1 等效電路圖 查表知 LGJQ150 X*=? /KM 選基準 : SB=100MVA UB=Uav 9 K4 35KV 4 5 1