【正文】 .................................................................. 52 附錄Ⅱ 電氣設(shè)備選型計算書 ................................................................ 57 Ⅱ .1 斷路器及隔離開關(guān)選擇 .................................................................... 57 Ⅱ .2 母線選擇 ............................................................................................ 64 Ⅱ .3 絕緣子和穿墻套管的選擇 ................................................................ 69 Ⅱ .4 電流互感器的選擇 ............................................................................ 71 Ⅱ .5 高壓熔斷器的選擇 ............................................................................ 74 Ⅱ .6 避雷器的選擇 .................................................................................... 75 Ⅱ .7 電容電流的計算 [2] ............................................................................. 76 Ⅱ .8 消弧線圈的選擇 ................................................................................ 76 附錄Ⅲ 電氣主接線圖 .............................................................................. 78山東科技大學學士學位論文 緒論 1 第 1 章 緒論 變電站的作用 電力系統(tǒng)是由變壓器、輸 電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。 （ 2） 中間變電站：高壓側(cè)以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失。 （ 3） 保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗占的比重約為 1/3 ，而且在電能變換，輸送，分配時的損耗絕對值也相當可觀。 支撐智能電網(wǎng)。 裝備與設(shè)施標準化設(shè)計，模塊化安裝。目前在國內(nèi)進行的數(shù)字化變電站項目，雖然大多數(shù)采用此種方式，但是普遍沒有對開關(guān)內(nèi)部的二次回路進行集成化改造，智能終端與開關(guān)整合度較低，還有很大的發(fā)展空間。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣，裝配式變電站在全國各地均成功試點，成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。 變電站接線方案趨于簡單化 隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。 大量采用新的電氣一次設(shè)備 近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用 SF6 氣體絕緣的設(shè)備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn) GIS 向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用 GIS 配電裝置。 變電站占地及建筑面積減少 隨著經(jīng)濟和城市建設(shè)的發(fā)展，市區(qū)的用電負荷增長迅速，而城市土地十分寶貴，地價越來越昂貴。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。 變電站綜合自動化發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在一下幾個方面： ⑴ 全分散式變電站自動化系統(tǒng) ； ⑵ 引入先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 3. 經(jīng)濟性，按照利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳經(jīng)濟效益。 7. 時效性：建立滾動修改機制 ，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進步，不斷更新、補充和完善設(shè)計。通過本次設(shè)計，鞏固和加深專業(yè)課知識，掌握發(fā)電廠部分初步設(shè)計的過程，而且也可以拓寬知識面，增強工程觀念，培養(yǎng)變電站設(shè)計的能力，逐步提高解決問題的能力。 110kV出線 6 回 。 （ 3） 10kV 電壓級，電纜出線 3回，每回輸送功率 3MW；架空輸電線 4回，每回輸送功率 4MW，備用兩回。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 第 條： 35110kV 線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。 山東科技大學學士學位論文 電氣主接線的設(shè)計 10 第 條：在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35110kV主接線中，不允許停電檢修斷路器可設(shè)置旁路設(shè)施。 110KV 側(cè)主接線的設(shè)計 本變電站 110kV 線路有 6 回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如圖 所示。 35kV 側(cè)主接線的設(shè)計 本變電站 35kV 線路有 6 回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特點，本變電站電源主要集中在 35kV 側(cè)，不允許停電檢修斷路器，需設(shè)置旁路設(shè)施，如 圖 所示。 圖 35kV 電壓側(cè)接線方案 山東科技大學學士學位論文 電氣主接線的設(shè)計 12 10kV 側(cè)主接線的設(shè)計 本變電站 10kV 側(cè)線路為 9 回， 可采用雙母線接線或手車式高壓開關(guān)柜單母線分段接線兩種方案，如圖 所示。采用手車式高壓開關(guān)柜，可不設(shè)置旁路設(shè)施。二級負荷應(yīng)由兩回線供電。 負荷計算 最大綜合計算負荷的計算可按照公式： ? ?%1c o s1 m a a x ?? ?????????? ??miiit PKS （ 41） 求得。 主變壓器相數(shù)的確定 （ 1）主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 并應(yīng)保證用戶的一、二級負荷。 8 % 177。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開端能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 短路電流計算的一般規(guī)定 驗算導(dǎo)體和電器時所用的短路電流，一般有以下規(guī)定： （ 1） 計算的基本情況 ① 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行； 山東科技大學學士學位論文 短路電流的計算 17 ② 同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）； ③ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ④ 所有電源的電動勢相位角相同； ⑤ 正 常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ⑥ 應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。 （ 4） 短路種類：一般按三相短路計算。選擇其余的導(dǎo)體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。I (kA)三 相 39。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。 （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理 （ 4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 （ 1）按正常工作條件選擇 ① 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓 NSN UU? 。 ①熱穩(wěn)定效驗： 當短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值， kt QI ?2 ， aink ttt ?? ，校驗電氣設(shè)備及電纜（ 3～ 6KV 廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。 （ 3）選擇額定電流 按 maxNII? 選擇斷路器的額定電流。 隔離開關(guān)的選擇與斷路器選擇相比，不用進行額定開斷能力校驗。 一般來說，母線系統(tǒng)包括 截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必效驗其機械強度。 （ 3）校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：如果 選用軟母線，則此項校驗可以省略。 110KV:選用槽形鋁導(dǎo)體，其中 h=225mm,b=105mm,e=,r=16mm,雙槽導(dǎo)體截面 S=9760 2mm ,集膚效應(yīng)系數(shù) ?sK ，雙槽導(dǎo)體長期允許載流量 AIal 10150? ，平放，截面系數(shù) cmWY ? ，慣性矩 4490cmIY ? ,慣性半徑 cmrY ? 。對于硬母線，則需要支柱絕緣子支撐，所以采用支柱式絕緣子。 （ 2）按電壓條件選擇支柱絕緣子 應(yīng)滿足下式 ： NSU ? NU (62) 式中 NSU —— 所在電網(wǎng)的額定電壓， kV； NU —— 支柱絕緣子的額定電壓， kV。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導(dǎo)體 穿墻套管。母線型穿墻套管本身不帶導(dǎo)體，沒有額定電流選擇問題，但應(yīng)校核窗口允許穿過的母線尺寸。 動穩(wěn)定校驗的條件為 deFF ? （ 66） 式中 deF —— 抗彎破壞負荷（ N ）， 為安全系數(shù)。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 電流互感器的選擇結(jié)果 電流互感器 ]5[ 的選擇結(jié)果如下表 65所示 表 65 電流互感器的選擇結(jié)果 型號 額定電壓（ kV） 電流比 準確級次組合 熱穩(wěn)定電流（ kA） 動穩(wěn)定電 流 （ kA） LCWB4110 110 600/5 LDB35 35 20xx/5 LMZD10 10 11000/5 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇原則 山東科技大學學士學位論文 主要電氣設(shè)備的選擇 29 電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式： 6～ 20KV 屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器； 35KV～ 110KV 配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器； 220KV 級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求 ，一般采用電容式電壓互感器。如表 66所示。 山東科技大學學士學位論文 主要電氣設(shè)備的選擇 30 在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應(yīng)按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。 熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害 。 山東科技大學學士學位論文 主要電氣設(shè)備的選擇 31 保護電壓互感器的高壓熔斷器，額定電壓應(yīng)高于或等于所在電網(wǎng)額定電壓（但限流式則只能等于電網(wǎng)電壓），額定電流通常為 。 （ 1）型式選擇 山東科技大學學士學位論文 主要電氣設(shè)備的選擇 32 10kV 及以下的配電系統(tǒng)、電纜終端盒采用配電用普通閥 FS 型避雷器； 3~220kV 發(fā)電廠、變電所的配電裝置采用電站用普通閥 FZ 型避雷器。 避雷器選擇結(jié)果 根據(jù)以上原則及計算，避雷器 [5]選擇結(jié)果如下表 69 所示： 表 69 避雷器的選擇結(jié)果 型 號 額定電壓（ kV） 滅弧電壓（ kV） 工頻放電電壓（ kV） 沖擊放電電壓幅值（ kV） FZ35 35 41 84～ 104 134 FZ10 10 26～ 31 45 FZ110 110 126 254～ 312 375 山東科技大學學士學位論文 防雷保護設(shè)計 33 第 7 章 防雷保護設(shè)計 變電站的防雷保護特點 (1)變電站屬于“集中型”設(shè)計，直接雷擊防護以避雷針