【正文】 至此，110kV降壓變電站電氣二次部分初步設(shè)計完成。 通過對此變電站所承擔(dān)的負(fù)荷分析，結(jié)合變電站設(shè)計規(guī)程和實際情況，確定了本次設(shè)計的主接線方案。當(dāng)B側(cè)母線故障時系統(tǒng)的等值電抗為：, 因為，則。電流互感器，： 電流互感器的型號參數(shù)型號額定電流比準(zhǔn)確級短時熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流LCWB－110（W）25~21250/5（1）(kA)4080(kA)LFS1051000/532(kA) 80kA電壓互感器的選擇： 從《電氣工程設(shè)備手冊》（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選JDC系列的電壓互感器。系統(tǒng)： 水電廠： 變壓器： 線路： （3）進行網(wǎng)絡(luò)化簡，畫出化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖。 8 計算書 變壓器的相關(guān)計算 主變?nèi)萘坑嬎悖?）10kV側(cè)負(fù)荷計算考慮5~10年的負(fù)荷規(guī)劃，根據(jù)情況取年增長率為7%，則遠景負(fù)荷容量為：（2）110kV側(cè)負(fù)荷計算10kV側(cè)所需負(fù)荷是通過主變壓器從110kV母線上取得，故110kV側(cè)的遠景負(fù)荷容量為：（3）主變?nèi)萘坑嬎愀鶕?jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%~80%。 （6）Ⅲ段零序保護的整定原則[30]①與相鄰線路零序保護第Ⅱ段配合整定： （） （）式中：—零序電流保護三段的整定值； 、—分別為相鄰線路零序Ⅱ段動作時間和動作電流； —最小分支系數(shù)； —～。 此段稱為不靈敏Ⅰ按大于本線路末端接地故障的最大零序電流 （）式中： —可靠系數(shù)，～； —本線路末端接地故障的最大零序電流。其中： 與電流元件配合時，可按式 ： （）去計算，但式中的應(yīng)該用相鄰線路無時限電流閉鎖電壓速斷保護的電流元件的動作電流。這種方式使再次斷開永久性故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，所以本次選用重合閘后加速保護動作。除此之外，如果系統(tǒng)中一組元件因故障斷開而引起其他相關(guān)電力設(shè)備過負(fù)荷，則可以在過負(fù)荷的允許時間內(nèi)，使系統(tǒng)自動恢復(fù)原來的狀態(tài)，既避免了設(shè)備過負(fù)荷，又按事先預(yù)定控制條件與動作程序自動恢復(fù)正常運行。距離保護的第Ⅰ段時瞬時動作的，只能保護線路全場的80%~90%，距離Ⅱ段保護整定時間不超出下一條線路距離Ⅰ段保護范圍通常是帶上高出一個來實現(xiàn)，以保證選擇性。變壓器主保護選用LFP972子系列。躲開變壓器外部短路時的最大不平衡電流：本次為雙繞組變壓器： （）：非周期分量引起的誤差，取為1；：電流互感器的同型系數(shù)，；：電流互感器容許最大相對誤差，；：變壓器分接頭位置的改變范圍，最大為15%。 （4）速動性： 速動性是指保護裝置應(yīng)快速切除故障。 對繼電保護裝置的基本要求 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（包括建設(shè)發(fā)展和運行方式變化），當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時，就需要對全部或部分繼電保護重新進行整定，以滿足新的運行需要[22]。7 繼電保護設(shè)計 概述 電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設(shè)計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設(shè)備安全事故。具體如下：（1）110kV線路遙控：①110kV線路斷路器分、合、隔離開關(guān)的分合；②保護信號復(fù)歸；③操作箱信號復(fù)歸。該系統(tǒng)通過RS232或RS485接口接入計算機監(jiān)控系統(tǒng)。所選擇的電壓互感器應(yīng)負(fù)荷如下條件，即： （）或 （）式中：—電壓互感器相應(yīng)的額定一次電壓。對三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配置； （4）6~220kV電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；（5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 技術(shù)條件 （1）按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 ①電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓 ， 即： （）一般電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220kV及以下時為 。①三相短路電流的計算： （）其有名值為： （） —系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流標(biāo)幺值；—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流有名值； —歸算到短路點的綜合正序等值電抗。 短路計算基本假設(shè) （1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； （2）所有電源的電動勢相位角相同； （3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； （4）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； （5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負(fù)荷的影響； （6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路[15]。 4 短路電流計算 概述電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行[11]。較容易實現(xiàn)擴建等優(yōu)點，但易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。（1）優(yōu)點：①供電可靠。而本所各電壓等級進出線均超過四回，采用有母線連接。 主接線的設(shè)計原則： （1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； （2）考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模； （3）考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響； （4）考慮主變臺數(shù)對主接線的影響； （5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30%。因此，根據(jù)計算（見計算書）選出容量為25MVA的兩臺主變壓器[3]。 主變壓器臺數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次所設(shè)計的變電所是市郊區(qū)110kV降壓變電所，它是以110kV所受功率為主。 變電站情況待建變電站110kV進線線路有5回接線，兩回線路與系統(tǒng)相連，其中一回與無窮大系統(tǒng)相連，另外一回與現(xiàn)有110kV變電站相連，兩回110kV線路與一水電站相連；變電站的出線10kV有11回線路，變電站通過10kV向負(fù)荷供電。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(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性[2]。 主變調(diào)壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，110kV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)[6,7]：（1）樞紐變電所二次側(cè)母線的運行電壓可為電網(wǎng)額定電壓的1~，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。 3 電氣主接線選擇 概述主接線是變電所電氣設(shè)計的重要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 （3）經(jīng)濟性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。（缺點）一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)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，36～10kV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。 （2）缺點：①增加一組母線需要增加一組母線隔離開關(guān)；②當(dāng)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；③適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用。（2）10kV側(cè)采用單母線接線方式，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個配電裝置停電；10kV采用單母線分段接線方式，其可靠性如上。其計算目的是[13]： （1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算； （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； （3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離； （4）在選繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)；（5）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。在線路末端發(fā)生短路時，流過保護的短路電流與下列因素有關(guān)[18]： （1）系統(tǒng)的運行方式，包括機組、變壓器、線路的投入情況，環(huán)網(wǎng)的開環(huán)閉環(huán)，平行線路是雙回運行還是單回運行；（2）短路類型。 電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間： （）—斷電保護動作時間； —相應(yīng)斷路器的全開斷時間。電流互感器的型號選擇計算見計算書， 電流互感器的型號參數(shù)型號額定電流比準(zhǔn)確級短時熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流LCWB－110（W）25~21250/5（1）(kA)4080(kA)LFS1051000/532(kA) (2S)80kA 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇原則（1） 電壓選擇目前制造廠所生產(chǎn)的電壓互感器的額定一次電壓等級有：、3 12330kV。蓄電池采用2100AH 免維護鉛酸蓄電池，單母線分段接線，控制母線與合閘母線間有降壓裝置。B、微機保護動用及警告信息。遙測：①主變、COSφ：②主變低壓側(cè)、 ；③主變油溫。只有簡單的保護裝置不能達到目的時，才考慮采用較復(fù)雜的保護裝置。因此，整定計算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運用。 （3）靈敏性： 靈敏性是指保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力。 縱聯(lián)差動保護整定采用BCH2型縱聯(lián)差動保護裝置進行整定[27]。該系列主變壓器差動保護包括LFP971和LFP9722個子系列，每個子系列又分A、B、C三種型號。因此，此次利用零序電流保護來構(gòu)成接地短路的保護。（5）自動重合閘自動重合閘的采用是系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的客觀要求。③重合閘后加速保護動作重合閘后加速保護動作方式是第一次故障時，保護按有選擇的方式動作跳閘，如果重合于永久性故障，則加速保護動作，瞬時切除故障。 同理可得最大運行方式下三相短路時的最大保護范圍為： （）：系統(tǒng)最大運行方式下的等值阻抗； 要求最小保護范圍不小于本線路全長的15%～20%，最大保護范圍不小于本線路全長的50% ③動作時限的整定： （2）帶時限電流速斷保護的整定原則[28] 為了保證選擇性，帶時限電流速斷保護的整定值必須與相鄰元件的保護配合，通常是與相鄰元件的無時限電流速斷保護配合。靈敏Ⅰ段在第一次故障時動作，在單相重合閘時退出運行；在三相重合閘時，動作帶短暫延時，躲過重合閘時斷路器三相不同期合閘時間。 （5）Ⅱ段零序保護的整定原則[29]①與相鄰線路零序Ⅰ段整定 （）式中：—相鄰線路零序