【正文】 在以后的技術(shù)發(fā)展過程中，110KV變電站逐漸發(fā)展成為無人變電站，因此應(yīng)該采用自動化程度比較高的變電站自動化系統(tǒng)，用以提高系統(tǒng)的正確性和靈敏性和動作的快速性。，全站不受雷電的襲擊,確保變電站在雷電天氣時能夠正常穩(wěn)定運行，保證供電的可靠性。 避雷針保護(hù)范圍的計算方法 設(shè)避雷針的高度為h(m),被保護(hù)的物體的高度為(m),則避雷針的有效高度為，在高度上避雷針保護(hù)范圍的半徑由下式計算：當(dāng)時， 當(dāng)時， 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)。按安裝方式的不同，將獨立避雷針和構(gòu)架避雷針兩類。5)端子箱、配電箱電纜溝的位置：電纜溝應(yīng)位于各條母線下方，然后通向主控室，端子箱位于電纜溝旁。(4) ；220KV及以上變電所，有所大門至主空樓、主變前和調(diào)相機(jī)各路面可寬至4—5m。3．10KV側(cè)配電裝置的型式選擇依據(jù)上述原則，10KV配電裝置一般采用屋內(nèi)配置。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求清晰，整齊，保證具有足夠的安全距離。(2)穿墻套管選擇根據(jù)工作電壓額定電流來選擇，CLC10/2000符合要求，因不是母線穿墻套管所以不用校驗。 x= r= (1)熱穩(wěn)定效驗短路持續(xù)時間為：短路時的周期分量的熱效應(yīng) Q = =84短路電流非周期熱效應(yīng) 短路電流的熱效應(yīng) 84+=短路前電纜最高運行溫度 查表得C=96，熱穩(wěn)定所需最小截面為(2)電壓損失校驗 結(jié)果表明選兩根ZLQ23150電纜能滿足要求。 35KV計算書：1．35KV母線選擇母線截面選擇，由于母線傳輸容量大， 5000h，長度超過20m故按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面查《電力手冊》當(dāng)T=5000h時， J=,= (mm)查《電力手冊》得，我們選用單條63MM10MM矩形鋁導(dǎo)體，導(dǎo)體平放長期允許電流為1129A，K= (1)熱穩(wěn)定效驗短路持續(xù)時間為：周期分量的熱效應(yīng)Q =因t1S故不計算非周期熱效應(yīng)Q = Q =正常運行時導(dǎo)體溫度：C查《電氣手冊》C=95,滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為S == 630所以滿足熱穩(wěn)定要求。對于母線型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過的母線尺寸。(2)63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地刀閘。根據(jù)以上原則，可選擇電壓互感器。3．電壓互感器選擇依據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》對電壓互感器配置的規(guī)定：(1)電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護(hù)周期和自動裝置的要求。(3)電壓選擇：電纜的額定電壓應(yīng)大于等于所在電網(wǎng)的電壓。：除配電裝置的匯流母線外，較長導(dǎo)體的截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)密度選擇，導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度可按照附錄四所列數(shù)值選取。(1)選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓：=100MVA 、=115KV 、=37KV 、= 則基準(zhǔn)電流 基準(zhǔn)電抗 X d1 = X d2= (2)計算各條線路的阻抗值參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》， XL2=L2x1=10=4 XL3= L3x1=7=它們相對應(yīng)的標(biāo)幺值為：X*L2=XL2=4=X*L3=XL3== 2．計算短路點d1的短路電流參數(shù)110KV側(cè)短路電流計算：則圖51可以轉(zhuǎn)化為：圖52 110KV系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖將圖52網(wǎng)絡(luò)中的三角形接線轉(zhuǎn)化為星形接線：X1*=X2*= =X3*= = 電源相對于d1的轉(zhuǎn)移電抗：XM*=星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗：按上述計算結(jié)果查汽輪機(jī)的計算表可知：當(dāng)s時 短路電流周期分量標(biāo)幺值為：KA當(dāng)=4s時：= =KA當(dāng)Tk/2=2s時因t=∞時和t=4s時，隨著計算電抗的減小，它們所對應(yīng)的曲線逐漸重合，所以 KA(表示短路沖擊電流為周期分量幅值的倍數(shù)，其大小取決于，取值范圍為，)3．計算短路點d2的短路電流參數(shù)35KV側(cè)短路電流計算：系統(tǒng)等效圖可轉(zhuǎn)換為圖53 35KV系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗因兩個計算電抗有一個大于3，所以，時相等 4．計算短路點d3的短路電流參數(shù)10KV側(cè)短路電流計算：系統(tǒng)等效圖可轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)等效圖可轉(zhuǎn)換為圖54 10KV系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖 星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗因兩個計算電抗有一個大于3，所以得：第6章 電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇（1）設(shè)計中電器選擇的主要任務(wù)：①導(dǎo)體和絕緣子 導(dǎo)體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線、主變引下線、出線以及各電壓級的絕緣子等。，一般只計及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因為這些元件X/3R時，可以略去電阻的影響?！喽搪窙_擊電流，用來檢驗電器和母線的動穩(wěn)定。第5章 短路電流的計算在電力供電系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。故可對各電壓等級側(cè)主接線設(shè)計方案作以下處理：1．110KV側(cè)根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案： 圖41 方案1單母線分段接線 圖42 方案2單母線接線表41 兩種方案進(jìn)行比較方案項目方案1單母線分段接線方案2單母線接線可靠性用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,保證不間斷供電，可靠母線既可以保證電源并列運行，又能使任一條出線都可以從任一電源獲得電能，但是對有些設(shè)備檢修時會造成停電，對用戶供電不可靠靈活性當(dāng)一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當(dāng)一回線路故障或有些設(shè)備檢修時，連接在母線上的所有回路都需停止工作，會造成停電，對用戶供電不可靠經(jīng)濟(jì)性接線簡單,運行設(shè)備少，投資少，年運行費用少接線簡單，運行設(shè)備少，投資少由于本變電站在整個系統(tǒng)中占有較重要的地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，已知110KV側(cè)有4回出線(近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回)，根據(jù)《35～110KV變電所設(shè)計規(guī)范》，所以110KV側(cè)宜采用方案1。：35～110kV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。電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。綜合經(jīng)濟(jì)性和本變電站的實際情況考慮，本次110KV變電站宜選用自然風(fēng)冷式。 主變壓器的冷卻方式變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。那么看潮流傳輸?shù)拇笮?，在傳輸潮流大的一?cè)采用阻抗小的以減小正常損耗。故本次設(shè)計變電所主變選擇三繞組變壓器。(3)對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所，其主變基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的12級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時更換主變。表22 35KV負(fù)荷分析電壓負(fù)荷 名稱每回最大負(fù)荷（kW）功率 因數(shù)回路數(shù)供電 方式線路長度（km）35kVA變電所60001架空15B變電所7000 1架空8C變電所4500 2架空10D廠4300 2架空7E廠5000 1架空113．10KV負(fù)荷分析 在10KV負(fù)荷中，除兩回是供往變電站的線路外，其它均為工廠用電，必須保證其供電可靠性。 變電站總體分析 變電所的總體分析1．設(shè)計依據(jù)根據(jù)相關(guān)委托書及批復(fù)文件。系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計水平可為今后第五年至第十年的某一年，并應(yīng)對過度年進(jìn)行研究(五年內(nèi)逐年研究)，遠(yuǎn)景水平可為第十年至第十五年的某一年，且宜與國民經(jīng)濟(jì)計劃的年份相一致?；ジ衅髦饕獪y量于儀器：將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流進(jìn)行測量。 變壓器電力變壓器是發(fā)電廠變電站中的重要元件之一。（1）升壓變電站升壓變電站是把低電壓變?yōu)楦唠妷旱淖冸娬?，例如在發(fā)電廠需要將發(fā)電機(jī)出口電壓升高至系統(tǒng)電壓，就是升壓變電站。這種變電站多數(shù)為無人值班變電站。地區(qū)一次變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對供電的可靠性要求也比較高。一級負(fù)荷是指將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對工業(yè)將造成經(jīng)濟(jì)的巨大損失，如重要的大型的設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，還可能引起社會秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響；二級負(fù)荷是指回造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)，還可能引起社會秩序的混亂或較嚴(yán)重的政治影響；三級負(fù)荷指造成的損失不大或者直接的經(jīng)濟(jì)損失。電力系統(tǒng)加上熱力發(fā)電廠中的熱能動力裝置、熱能用戶和水電廠的水能動力裝置，也就是加上鍋爐、汽輪機(jī)、水庫、水輪機(jī)以及原子能發(fā)電廠的反應(yīng)堆等，稱為動力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中各種電壓的變電站及輸配電線路組成的統(tǒng)一體，稱為電力網(wǎng)。負(fù)荷的等級不同，對供電的要求也不同。（3）地區(qū)二次變電站地區(qū)二次變電站由地區(qū)一次變電站受電，直接向本地區(qū)負(fù)荷供電，供電范圍小，主變壓器容量與臺數(shù)根據(jù)電力負(fù)荷而定。（4）箱式變電站箱式變電站又稱預(yù)裝式變電站，是將變壓器、高壓開關(guān)、低壓電器設(shè)備及其相互的連接和輔助設(shè)備緊湊組合，按主接線和元器件不同，以一定方式集中布置在一個或幾個密閉的箱殼內(nèi)。（2）降壓變電站與升壓變電站相反，是把高電壓變?yōu)榈碗妷旱淖冸娬?，在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)的變電站是降壓變電站。主變壓器是變換電壓的主要設(shè)備，一般可分為降壓變壓器和升壓變壓器。 避雷器避雷器是把系統(tǒng)中如雷電和操作過電壓之類的異常電壓抑制在規(guī)定值以內(nèi)，從而保護(hù)以主變壓器為主的機(jī)器設(shè)備。系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)審查后，二至三年進(jìn)行編制，但有重大變化時，應(yīng)及時修改。2．變電所的建設(shè)的必要性該所位于某中小城市郊區(qū)，為滿足該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活需要，決定在此建設(shè)此區(qū)域性變電所。其中不同負(fù)荷的年利用時間為：紡織工業(yè)6000h，城市生活用電2500h，食品工業(yè)4500h，機(jī)械制造工業(yè)5000h，其他工業(yè)4000h。3．主變?nèi)萘亢团_數(shù)選擇計算由以上分析可知應(yīng)選兩臺主變由任務(wù)書中所提供負(fù)荷資料和前面所做負(fù)荷分析，近期主變額定容量Se的選擇計算：(1)35KV中壓側(cè)：其出線回路數(shù)為7回，取=,結(jié)合負(fù)荷情況分析知 MVA(2)10KV低壓側(cè)：其出線回路數(shù)為12回，取=,=：MVA 則三繞組變壓器的計算容量為： MVA (3)由選擇條件： 得： MVA。繞組連接方式的選擇：《電力工程電氣設(shè)計手冊》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。但是也還要其他因素的影響，綜合考慮，比如為選擇輕型的電器需要加限制短路電流的措施，那么為限制短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)(其大)，這樣可以不再加限流電抗器常用的調(diào)壓方式手動調(diào)壓和有載調(diào)壓。油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設(shè)備。 變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè)，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在10%電壓損耗的情況下，線路末端的電壓應(yīng)保證在額定值，所以，電源側(cè)的主變電壓按10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電站本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。超過兩回時，宜采用擴(kuò)大橋形單母線或分段單母線的接線，35～63kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線，110kV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。2．35KV側(cè) 根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案：方案1單母線接線帶旁路 ，方案2單母線分段接線；表42 兩種方案進(jìn)行比較方案項目方案1單母線接線帶旁路方案2單母線分段接線可靠性可以不停電檢修斷路器，提高了供電可靠，但是當(dāng)母線出現(xiàn)故障或檢修時，仍然會造成整個主接線停止工作用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路, 保證不間斷供電，可靠；檢修出線斷路器，可以不停電檢修，供電可靠性高靈活性當(dāng)一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電當(dāng)一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電經(jīng)濟(jì)性占地面積大，多一旁路增加了投資接線簡單,運行設(shè)備少，投資少，年運行費用少在35KV此用電負(fù)荷中有少量的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷，發(fā)生斷電時。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。I—三相短路電流有效值，用來檢驗電器和母線的熱穩(wěn)定。只有在短路點總電阻大于總電阻的1/3時才加以考慮，此時采用阻抗等于電抗計算。②電氣設(shè)備 電氣設(shè)備包括各電壓級的出線斷路器、旁路斷路器、分段斷路器、以及相應(yīng)的隔離開關(guān)、熔斷器等。當(dāng)無合適規(guī)定導(dǎo)體時，導(dǎo)體面積可按經(jīng)濟(jì)電流密度計算截面的相鄰下一檔選取。(4)截面選擇：電力電纜截面一般按長期發(fā)熱允許電流選擇