【正文】 更要感謝我的父母二十幾年來的養(yǎng)育之恩，使能完成學(xué)業(yè)?！奥仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索”，設(shè)計雖然完成了，但我只是掌握了變電站設(shè)計中很少的一部分知識，還有很多深奧的專業(yè)知識等著我們?nèi)ネ诰?、去探索、去學(xué)習(xí)。我經(jīng)過了從收集資料、設(shè)計、繪圖、審核的整個過程。由于雷電放電路徑受多種偶然因素的影響，要保證被避雷保護的電氣設(shè)備約對不受雷擊是不現(xiàn)實的，%左右雷擊概率的空間范圍。 所用變壓器的選擇據(jù)所用電要求，為保證對所用電可靠供電，選用兩臺型號不相同的雙繞組變壓器對所用電負(fù)荷供電，根據(jù)所用電負(fù)荷，進行所用變壓器容量和型號選擇。 變壓器配置：(1).瓦期保護；(2).縱差動保護；(3).過電流保護；(4).零序電流電壓保護；(5).過負(fù)荷保護。(2).單相接地保護對線路單相接地故障現(xiàn)從優(yōu)應(yīng)裝設(shè)下列電流構(gòu)成的有選擇性的電流保護或功率方向保護：(1).網(wǎng)絡(luò)的自然電容電流。 三繞組變壓器后備保護的配置:(1).對于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備保護，對動作時間最小的保護應(yīng)加方向元件，動作功率方向取為變壓器指向母線，在裝人有方向性保護的一側(cè)，加裝一套不帶方向的生備保護，其時限應(yīng)比三側(cè)保護的最大的時限大一個階梯時限T，保護動作后，跳開三側(cè)斷路器，作為內(nèi)部故障時的后備保護。110kV母線：裝設(shè)1只切換測量三個線電壓的電壓表。(3).在事故時能使運行人員迅速判別事故的設(shè)備性質(zhì)及原因 根據(jù)測量儀表的配置原則變電所的測量儀表配置 變壓器低壓側(cè)：裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表、無功電度表各1只。(5).設(shè)備對應(yīng)布置，便于操作。 高壓配電裝置的配置 110kV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置，屋外型的配電裝置有中型、半高型和高型三種形式。(2).運行安全和操作巡視方便。(3).變壓器高、低壓側(cè)中性點均裝置避雷器。(3).動穩(wěn)定校驗L:母線采取水平排列平放則W=bh2/6=10632/6=6615(mm3) =106 m3相鄰支柱間跨距取 L=相間母線中心距離取a=σmax=ish2==106(pa)σmax＜σy=70106pa滿足動穩(wěn)定要求。導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過+70℃；在計太陽輻射的影響時，鋼芯鋁絞線可按不超過+80℃來考慮。②熱穩(wěn)定校驗隔離開關(guān)允許熱效應(yīng)I2rt=2024=1600kA2s短路熱效應(yīng)QK=Ir2t==即I2rt＞QK 熱穩(wěn)定滿足要求。 110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇(1).為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。(2).斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便進出線不停電檢修。則短路持續(xù)時間t=++=。以前述的方法算得Qz== kA2s因為短路持續(xù)時間1s，非周期分量忽略不計，即Qk=Qz=允許熱效應(yīng)Ir2t=2524=2500kA2s＞Qk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用OFPT(B)110斷路器。②短路關(guān)合電流的校驗在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和遭受電動力的損壞。(7).動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。高壓斷路器主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。 環(huán)境條件環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。(1).電壓選用電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運行電壓Ug，即:Umax≥Ug(2).電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即:Ie≥Ig由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。 短路電流的計算步驟和計算結(jié)果 計算步驟在工程計算中，短路電流其計算步驟如下：(1).選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值；(2).畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；(3).選擇短路點；(4).按短路計算點化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；(5).利用實用曲線算出短路電流。 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計中，短路計算是其中的一個重要內(nèi)容。以上三種方案比較：方案(一)的雖接線簡單、清晰、設(shè)備少、操作方便，投資少，便于擴建，但供電可靠性差，不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，方案(三)在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復(fù)雜，占地面積大且費用較高，所以也不符合要求，而方案(二)恰好符合本站設(shè)計所須的可靠性與經(jīng)濟性的要求，所以10kv側(cè)采用方案(二)的接線。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2).便于擴建和采用成套配電裝置缺點：(1)不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障或檢修均需使整個配電裝置停電。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短時停電，這剛好與內(nèi)橋相反，概括為“外橋外不便”。內(nèi)橋接線的特點為：(1).線路操作方便。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。方案(二)由于雙母線接線具有較高的可靠性，這種接線在大、中型發(fā)點廠和變電站得到廣泛的使用。(3).工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電。(4).可采用雙回線路對重要用戶供電。電能損耗主要來源變壓器，所以一定要做好變壓器的選擇工作。 靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活的進行運行方式的轉(zhuǎn)換。 變壓器類型的確定綜上所述和查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表31 變壓器型號型號及容量(kVA)額定容比高壓/中壓/低壓(%)額定電壓高壓/中壓/低壓(kV)空載損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)空載電流%阻抗電壓(% )高中高低中低SFS763000/110100/100/50121/7730018表32 變壓器型號型號額定容量(kVA)重量(T)外形尺寸(MM)油重運輸重總重LBHHLTSSZ963000/1106300078804890605087202000繞組排列方式:由原始資料可知，變電所主要是從高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主，向低壓側(cè)供電為輔。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面積和損耗，所以與同容量、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟效益非常顯著。規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比兩臺雙繞組變壓器都較少。此待建變電站坐落在郊區(qū)，10kV主要給某開發(fā)區(qū)供電，35kV主要給下面鄉(xiāng)鎮(zhèn)及幾個大企業(yè)供電。(6).500kV變電所可選用自耦強迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。總之主變的選擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計的成功與否，所以對主變的選擇我們一定要全方面考慮。負(fù)荷計算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟的發(fā)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。農(nóng)忙期和農(nóng)閑期需電量差距較大，而且考慮到城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展速度很快，所以變壓器的選擇考慮大容量的，盡量滿足未來幾年的發(fā)展需要。 原始資料待建變電站是該地區(qū)農(nóng)網(wǎng)改造的重要部分，預(yù)計使用3臺變壓器，初期一次性投產(chǎn)兩臺變壓器，預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。這里所設(shè)計得就是110KV降壓變電站。若變電站系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)將動作。所以輸送和分配電能是十分重要的一環(huán)。變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。工業(yè)產(chǎn)品的效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場競爭力增大，進而可以使企業(yè)效益提高，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 水文 氣象年最低氣溫為5度，最高氣溫為40度，月最高平均氣溫為31度，年平均氣溫為22度，降水量為2000毫米，炎熱潮濕。第2章 負(fù)荷分析 負(fù)荷分析的目的負(fù)荷計算是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)和方法，計算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。tgφ＝P(3).裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺是當(dāng)停運后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的60%以上，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。兩臺主變壓器，可保證供電的可靠性，避免一臺變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電。同時，因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運行損耗也較大，而不作考慮。(4).在星形星形接線的變壓器中，需要一個三角形連接的第三繞組。規(guī)程上規(guī)定：凡是110kV500kV側(cè)其中性點必須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地(大電流接地系統(tǒng))；主變壓器663kV采用中性點不接地(小電流接地系統(tǒng))。 對電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面 可靠性安全可靠是主接線的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。(2).占地面積少。與用隔離開關(guān)分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關(guān)短路時，非故障母線段可以實現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。因為電壓等級高的斷路器檢修時間較長，對用戶影響甚大。(2).旁路母線是為檢修斷路器而設(shè)的，通常采用可靠性高，檢修周期長的SF6斷路器，或氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備時，可取消旁路母線。(2).較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴(yán)要缺點。內(nèi)橋接線使用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換的運行方式的變電站中。方案(二)(三)兩回進線，兩回出線，但此方案適合出線較多，因此方案不可行。(3).運行比較靈活。方案(三) 單母分段帶旁路接線圖49 單母分段帶旁路接線示意圖優(yōu)點:(1).單母分段帶旁路接線方式采用母線分?jǐn)嗦菲骱团月纺妇€斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運行更加靈活，一般用在35110kv的變電所的母線。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設(shè)備。⑸.接地裝置的設(shè)計，也需要用短路電流。正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。(3).短路的熱穩(wěn)定條件It*t≥Qdt2式中 Qdt—在計算時間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)(kA ?s)It —t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)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tjs按下式計算：tjs=tb+td式中 tb—繼電保護裝置后備保護動作時間(s)td—斷路器全分閘時間(s)(4).短路動穩(wěn)定條件ich≤idfIch≤Idf式中 ich—短路沖擊電流峰值(kA) idf—短路全電流有效值(kA) Ich—電器允許的極限通過電流峰值(kA) Idf—電器允許的極限通過電流有效值(kA)在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣保證必要的可靠性。C時，每降低1186。(4).斷路器的額定電壓不小于變電所所在電網(wǎng)的額定電壓。如下表：型號額定電壓kV額定電流A最高工作電壓kV額定開斷電流kA動穩(wěn)定電流kA3S熱穩(wěn)定電流kA額定峰值耐受電流 kA固有分閘時間S合閘時間SOFPT11011016001268080表61 SF6技術(shù)參數(shù)(5).進行校驗計算①開斷電流能力校驗因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短。③熱穩(wěn)定校驗，選擇熄弧時間t=。②動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值idw=63kA,流過斷路器的沖擊電流ish=＜idw，則動穩(wěn)定滿足要求。所選斷路器的額定開斷電流I=25kV＞IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負(fù)荷電流的情況下，分、合電路。(3).隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。 35kV側(cè)的隔離開關(guān)的選擇 (1).為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。①動穩(wěn)定校驗所選隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流100kA短路沖擊電流ish=idw＞ish,動穩(wěn)定滿足要求。(3