【正文】 這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經驗。 配電裝置的設計原則： 1）節(jié)約用地； 2）運行安全和操作巡視方便； 3）考慮檢修和安裝條件； 4）保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運行； 5）節(jié)約三材，降低造價； 6）安裝和擴建方便。 第八章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 第一節(jié) 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運行時造成不應有的損失，保證 系統(tǒng)安全連續(xù)運行，故變壓器應裝設一序列 的保護裝置。而原始資料可知，補償裝置主要補償負荷的無功容量及平衡主變損耗。 2）串聯(lián)電容補償裝置：在長距離 超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定度。因此，需要由系統(tǒng)中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的 1~2倍。由于本次設計的變電所，采用兩臺 150MVA 的主變壓器，故采用兩臺所用變壓器，互為備用。 回路正常工作電流在 400A 及以下時，一般選用矩形導體。因此需要外部動穩(wěn) 定校驗，即： Fy≥ Lα 107N 對于瓷絕緣的母線型電流互感器（如 LMC 型）可按下式校驗 Fy≥ iy2 Ljsα 10 7N 在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導線的允許最小截面為： 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 23 頁 共 57 頁 S≥ PLjsZe2(Vy+Vj+Vc) m2 二、電壓互感器的選擇 電壓互感器的準確級和容量 電壓互感器的準確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內，負荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差最大值。對三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制； 4） 6~220KV 電壓等級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器； 5）當需要監(jiān)視和檢測線路有關電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。 按額定電流選擇 （ 1）熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流Ierg 應大于熔化的額定電流 Iert 即： Ierg≥ Iert （ 2）熔體額定電流選擇：為了防止熔體在通過變壓器勵磁 涌流和保護范圍以外的短路可按下式選擇 即： Iert = kIgmax 用于保護電力電容的高壓熔斷器熔體： 即： Iert = kIec k— 可靠系數(shù) (一臺電力電容時 k =~，一組電力電容器時 k =~)。 送電：首先合上母線隔離開關（ M6） 其次合上線路側隔離開關（ X6）最后合上斷路器，停電則與上述相反。 按短路情況校驗 電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。 電氣設備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關技術經濟政策，并應做到技術先進、經濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經濟運行的需要。 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的導步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 第二節(jié) 短路計算的目的及假設 一、短路電流計算是變電所電氣設計中的一個重要環(huán)節(jié)。 以上三種方案相比較，方案三的可靠性略高于方案一，其經濟性略低于方案二，操作靈活性居于方案一、三之中，根據(jù)原始資料，方案三滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經濟性，只有方案三更適合于本次設計切身利益，故選擇方案三。 優(yōu)點：方案一 220KV、 110KV 都采用雙母帶旁路，并且設計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不致影響停電。 方案二 1） 220KV 采用一臺半斷路器接線，又稱 3/2 接線，每一回路經一臺斷路器接至母線，兩回路間設一聯(lián)絡斷路器形成一串，運行時，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運行靈活性。可以確定該變電所主接線采用以下參種方案進行比較： 方案一 220KV 采用雙母帶旁路母線接線方式， 110KV 也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》第一冊可知， 220KV 出線 5 回以上，裝設專用旁路斷路器，考慮到220KV 近期 7 回，裝設專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。如果需要檢修某線路 的斷路器時，不裝設“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。 內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切除時，采用內橋式接線。 單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點， 但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。 二、靈活性： 主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。我國規(guī)定 110KV 以上的電壓等級的變壓器繞組常選用中性點直接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會使電流、電壓畸變。 ②電網任一點的運行電壓，在任何情況下嚴禁超過電網最高電壓，變電所一次側母線的運行電壓正常情況下不應低于電網額定電壓的 95%～ 100%。 分裂變壓器： 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大， 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 9 頁 共 57 頁 當?shù)蛪簜壤@組產生接地故障時，很大的電流向一側繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產生巨大的短路機械 應力。 自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當高壓側發(fā)生過電壓時，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側電網發(fā)生過電壓波時，它同樣進入串聯(lián)繞組，產生很高的感應過電壓。即：主變壓器的容量為 Se = （ SⅡ +SⅢ）。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 第二節(jié) 主變壓器臺數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次所設計的變電所是市郊區(qū) 220KV降壓變電所，它是以 220KV受功率為主。 主變中性點及出線均裝設避雷器，中性點經隔離開關直接接地，并裝設有兩段零序保護及放電間隙保護。 本所位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，所址工程情況良好，處于地區(qū)網絡樞紐點上，具有220KV、 110KV、及 10KV 三個電壓等級， 220KV 側以接受功率為主， 10KV 主要用于所用電以及無功補償。 七、 設計作務 變電所電氣主接線圖設計。 220KV出線本期 5 回，最終 8回； 110KV 出線共 10回，一次建成 所用電按調相機的拖動設備為主來考慮。線路對側有電源，要求同期，電壓互感器裝于Ａ相。 十、題目參數(shù) （一）、主要技術參數(shù)： 型號： OSFPS7120210/220 額定容量：高壓： 220177。一臺所用變接一段母線，平時兩臺變壓器分裂運行。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。而且會造成中壓側短路容量過大，不宜選擇輕型設備。其中，中壓側及低壓側全部負荷需經主變壓器傳輸至各母線上。 二、繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。電網電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側都需直接接地，這樣就會影響調度的靈活性和零序保護的可靠性。它的供電可靠性也高。 全星形接線雖然有利于并網時相位一致的優(yōu)點，而且全星形接法，零序電流沒有通路，相當于和外電路斷開，即零序阻抗相當于無窮大，對限制單相及兩相接地短路都有利，同時便于接消弧線圈限制短路電流。 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 10 頁 共 57 頁 六、主變壓器冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有 ：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。 我國《變電所設計技術規(guī)程》 SDJ279 規(guī)定：變電所的主接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點及負荷性質等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴建。 （ 3）電能損失少：經濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。但是，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內停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于： 110KV～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4 回， 35～ 63KV 配電裝置的出線回路數(shù)為4～ 8回， 6～ 10KV 配電裝置出線為 6 回及以上，則采用單母分段接線。 所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。 為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調試），不中斷對用戶的供電，可增設旁路母線，或旁路斷路器。 2） 10KV 雖然無負荷，但有所用電及無功補償裝置，如采用單母接線時，接線簡單清晰，設備少，操作方便等優(yōu)點。 其接線的特點： 1） 220KV 采用 3/2 接線方式時，任一母線故障或檢修，均不致停電，除聯(lián)絡斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電，甚至兩組母線同時故障（或一組檢修時，另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。 2） 10KV 雖無出線，但為了滿足所用電的可靠性，有用裝設兩臺所用變壓器，為互備方式運行，其接線方式為單母分段接線方式。 電力系統(tǒng)的運行經 驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。 5）按接地裝置的設計，也需用短路電流。 標幺值： I d* = 1X*di 有名值： Idi = Id*I j 5）計算短路容量，短路電流沖擊值 短路容量： S = 3 VjI? 短路電流沖擊值： Icj = ? 6）列出短路電流計算結果 具體短路電流計算具體見計算說明書。 3）按當?shù)丨h(huán)境條件校核 當周圍環(huán)境溫度 Q和導體額定環(huán)境溫度 Q 0不等時，其長期允許電流 Iy Q 可按下式修正 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 18 頁 共 57 頁 Iy Q = Iy θ yθθ yθ。 按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 Iekd 應不小于其觸頭開始分離瞬間（ td）的短路電流的有效值 Ie(td) 即： Iekd≥ Iz（ KA） Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（ KA） Iz — 短路電流的有效值（ KA） 短路關合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障， 則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器額定關合電流 ieg 不應小于短路電流最大沖擊值。屋內型高壓熔斷器在變電所中常用于保護電力電容器配電線路和配電變壓器，也可常用于保護電壓互感器。 電流互感器的特點： 1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測量電路的負荷，而與二次電流大小無關； 2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運行。 額定容量 為保證互感器的準確級，其二次側所接負荷 S2 應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量Se2。 按容量的選擇 互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級）， Se2應不小于互感器的二次負荷 S2，即： Se2≥ S2 S2 = (∑p o)2+ (∑Q o)2 Po、 Qo — 儀表的有功功率和無功功率 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 24 頁 共 57 頁 第六節(jié) 母線的選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔任傳輸功率的重要任務，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路 中，所用導體有裸導體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級及要求不同，所使用導體的類型也不相同。 （ 1）按導體長期發(fā)熱允許電流選擇，導體能在電路中最大持續(xù)工作電流 Igmax 應不大于導體長期發(fā)熱的允許電流 Iy 即： Igmax≤ kIy （ 2）按經濟電流密度選擇，按經濟電流密度選擇導體截面可使年計算費用最低，對應不同種類的導體和不同的最大負荷年利用小時數(shù) Tmax 將有一個年計算費用最低的電流密度 — 經濟電流密度（ J），導體的經濟截面可由下式： S = IgmaxJ J取 （ 3）熱穩(wěn)定校驗：按上述情況選擇的導體截面 S，還應校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。