【正文】 其次，還要在踏實(shí)認(rèn)真的基礎(chǔ)上，盡自己的努力，充分利用每次學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)來提高自己。 之前學(xué)習(xí)過《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《發(fā)電廠電氣部分》等專業(yè)課，所以為這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。 為了防止變電所遭受直接雷擊，需要安裝避雷針、避雷器和鋪設(shè)良好的接地網(wǎng)。 第八章 變電站防雷接地的設(shè)計(jì) 38 防雷接地 “防雷在于接地 ”，這句話含義說明各種防雷保護(hù)裝置（避雷針、避雷線、避雷器）都必須配以合適的接地裝置，將雷電泄入大地，才能有效的發(fā)揮其保護(hù)作用。 第八章 變電站防雷接地的設(shè)計(jì) 37 圖 81 單支避雷針的保護(hù)范圍 注：工程上多采用兩支以及多支（等高或不等高）避雷針以擴(kuò)大保護(hù)范圍。電力系統(tǒng)中最基本的防雷保護(hù)裝置有：避雷針、避雷線、避雷器和防雷接地等裝置。 主變壓器的繼電保護(hù)配置 變壓器的主保護(hù)通常采用差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。 ⑵ 躲過變壓器最大的勵(lì)磁涌流，整定式為： set rel u= NKK?? 式中： relK ——可靠系數(shù)，取 ～ ； N? ——變壓器的額定電流； uK ——?jiǎng)?lì)磁涌流的最大倍數(shù)，取 4～ 8。 繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。柜內(nèi)儀表室、母線室、斷路器室、電纜室 等用鋼板分隔封閉，使之結(jié)構(gòu)更加合理、安全、可靠性高，運(yùn)行操作及檢修維護(hù)方便。 ⑴ KYN 系列手車式高壓開關(guān)柜。 規(guī)程上要求： 6~10kV 配電裝置一般為屋內(nèi)布置，當(dāng)出線不帶電抗器時(shí)，一般采用成套開關(guān)柜單層布置，當(dāng)出線帶電抗器時(shí)，一般采用三層或二層布置。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。 ⑶ 成套配電裝置的特點(diǎn)： 第六章 配電裝置的選擇 30 ① 電器布置在封閉和半封閉的金屬中，相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??； ② 所有電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷； ③ 運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。穿墻套管一般采用鋁導(dǎo)體，對鋁有明顯腐蝕的地區(qū)可用銅導(dǎo)體。 對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓 SNU 必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓SNU 。 熱穩(wěn)定的校驗(yàn)： 2 ktQ?? 所以滿足要求。所以額定電流為： S 4 0 0 0 0= = = 2 0 9 . 9 53 U 3 1 1 0 A???? ? 在系統(tǒng)中取過負(fù)荷系數(shù)為 ? ， 則最大電流為： m a x = 209 .95 = 5 A?? 根據(jù)主變壓器的額定電壓、 額定電流以及斷路器安裝在戶外的要求，查手冊可選 LW6110 型六氟化硫斷路器 ，本設(shè)計(jì)中 110kV 采用六氟化硫斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比較，該斷路器采用不可燃和有優(yōu)良絕緣與滅弧性能的六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)，具有優(yōu)良的開斷性能。 電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。 3．開斷電流 第五章 電氣設(shè)備的選擇 20 斷路器的額定開斷電流 br?? 是指在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流，它是表征斷路器開斷能力的重要參數(shù)。 則額定容量為 NNS = 3 U = 3 = V? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? 所以電抗器的電抗為： L 4= 0 .9 = 0 .6 9 35 .1 9 6?? 總的電抗為： 1L11= + + = + 0 . 2 6 2 5 + 0 . 6 9 3 = 0 . 5 2 822??? ? ? ?（ ） （ ） 三相短路電流周期分量有效值為： J23F2= 10. 42 k= A??????（ ）符 合 。 ⑵ 母聯(lián)斷路器。 需要各種短路時(shí)的短路電流數(shù)據(jù)。 短路的種類 短路的基本類型有 :三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。產(chǎn)生短路的主要原因： ⑴ 元件損壞。 但是增加了兩臺(tái)斷路器，投資有所增加，雙母線分段不僅具有雙母線的各種優(yōu)點(diǎn)，并且任何時(shí)候都有備用母線，有較高的可靠性和靈活性。兩組母線的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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；而兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不考慮。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比 較，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。 ⑶ 能損耗少。 ⑵ 調(diào)度的方便性。在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平以及運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 等因素。 ⑸ 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。通過變壓器的分接頭切換開關(guān)，可改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。因此，在 330kV 及以下電力系 統(tǒng)中，一般都應(yīng) 選用三相變壓器 。它的確定除了根據(jù)傳輸容量等原始數(shù)據(jù)外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5~10 年的發(fā)展規(guī)劃、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。 因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11 等形式。 ② 雙母線以及雙母線分段 。 ⑵ 冬季、夏季的風(fēng)向以及最大風(fēng)速 。 同時(shí)對于 變電站內(nèi) 主 要的 設(shè)備進(jìn)行 了合理的選型， 本設(shè)計(jì) 選擇兩臺(tái)主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。 110kV 和 10kV 側(cè)的電氣主接線：通過比較各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍，確定出最佳的接線方案 。 ① 主 變的容量： 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。接地設(shè)計(jì)考慮到主要的電氣設(shè)備能可靠的接地，免受雷電以及短路 。該變電所選用兩臺(tái)主變壓器，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)變壓器的容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的 60~80%。 我國110kV 及以上電壓等級(jí)，變壓器三相繞組都采用 “YN”聯(lián)接，中性點(diǎn)直接 接地；35kV 采用 “Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 10kV 中性點(diǎn)不接地，繞組多采用 △ 連接。 ⑵ 油浸自冷 。因此，主接線設(shè)計(jì)必須綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，最終確定最佳方案。靈活性包括一下幾個(gè)方面。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用廉價(jià)的電器或輕型電器，降低投資。 有匯 流母線的接線形式概括的可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。當(dāng)系統(tǒng)中有穿越功率通過主接線為橋形接線的發(fā)電廠或變電站高壓側(cè)，或者橋形接線的 2 條線路接入環(huán)形電網(wǎng)時(shí)，通常宜采用外橋接線 ， 如 圖 32 所示 。 ③ 35～ 63kV 配電裝置的出線 4～ 8 回。 ③ 110kV 出線數(shù)為 6 回及以上時(shí)。 需要強(qiáng)調(diào)的是，隨著 高壓配電裝置廣泛采用 6SF 斷路器以及國產(chǎn)斷路器的質(zhì)量提高，同時(shí)系統(tǒng)備用容量的增加、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于合理與聯(lián)系緊密、保護(hù)雙重化的完善以及設(shè)備檢修逐步由計(jì)劃檢修向狀態(tài)檢修過度，為簡化接線，總的趨勢將逐步取消旁路設(shè)施。運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘；線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線。 短路計(jì)算的目的 ⑴ 選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。 短路點(diǎn)的選擇 選擇通過導(dǎo)體和電器的 短路電流最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，在計(jì)算電路圖中，同電位的各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的不同位置而不同。取 =100s MVA? 110 111100= 2 0 0 0 =100= = 0 .0 52021ss xx???即 2．求變壓器的電抗 ?? 變壓器的型號(hào)： SFZ1040000/110,短路電壓 U %? ? KU S 1 0 . 5 1 0 0= = = 0 . 2 6 2 51 0 0 S 1 0 0 4 0???? ? ? ⑴ 當(dāng) 1F 點(diǎn)短路時(shí) ,電路圖如下所示： 第四章 短路電流的計(jì)算 15 1 1 1 0 K VF1X 1 圖 42 等值電路 J1 1S 1 0 0 0 . 5 2 53 U 3 1 1 0? ?? ? ? ?? 已知短路電流為 ，即三相短路電流周期分量有效值為 : ( 3 )F1J1( 3 )F1 110 .5 kI 0. 52 5= 10 .5 kX 0. 05AA??? ? ?即 三相短路電流沖擊電流最大值 : 3sh F1i =2 .55 = 5 10 .5 = 26 .77 5 k A? ? ?（ ） 沖擊電流有效值： 3sh F1=1 .51 = 1 10 .5 = 15 .85 5 k A? ? ? ?（ ） ⑵ 當(dāng)點(diǎn) 2F 短路時(shí)（即 10kV 母線上） 等效電路如下圖所示 ： 1X 1 X TF2 圖 43 等值電路 總的電抗為： 11= + = 0 . 0 5 + 0 . 2 6 2 5 = 0 . 1 822? ? ?? ? ? ? 第四章 短路電流的計(jì)算 16 J2 2S 1 0 0= = = 5 .5 k3 U 3 1 0 .5 A? ?? ? 三相短路電流周期分量有效值為： J23F2 5 .5= = 3 0 .5 6 k= 0 .1 8 A??? ?（ ） 三相短路電流沖擊電流最大值 : 3sh F2i = = = A? ? ? ?????（ ） 沖擊電流 有效值： 3sh F2=1 .51 = 1 =4 5k A? ? ? ? ?? ???（ ） 計(jì)算結(jié)果表明： 10kA 側(cè)的短路電流很大，需采取措施來進(jìn)行限制。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 ～ 倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的 倍。 對于 110kV 及以下電氣設(shè)備，由于 外 絕緣裕度較大，可在海拔 2021m 以下使用， 該變電站建設(shè)在平原地區(qū)，可以不考慮環(huán)境條件的影響。斷路器最大特點(diǎn)是裝有滅弧裝置，能斷開電氣設(shè)備中的負(fù)荷電流和短路電流。 查設(shè)備手冊，選擇 LW6110 型 SF6斷路器， 其參數(shù)如 表 52。 第五章 電氣設(shè)備的選擇 26 母線的選擇 母線上的最大 持續(xù)工作電流為 m a x S 4 0 0 0 0= 1 . 0 5 = 1 . 0 5 = 2 4 2 4 . 9 43 U 3 1 0 A? ?? ? ? ? 熔斷器的選擇 熔斷器是最簡單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損 害。 為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外的短路以及電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)等沖擊電流時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流應(yīng)根據(jù)電力變壓器回路最大工作電流來選擇： 10kV 側(cè)熔斷器的選擇：選擇 RN210/ 型戶內(nèi)熔斷器，額定電壓 10kV，滿足要求，斷流容量 1000MVA，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 第五章 電氣設(shè)備的選擇 27 表 510 RN2— 10/ 型戶內(nèi)熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電 壓（ kV） 額定電流（ A） 額定開斷容量（ MVA） 最大開斷電流有效值（ kA） 備注 RN2 10 1000 50 保護(hù)室內(nèi) TV 校驗(yàn)式為： br sh?? ?? ?（ 或 ） 對于沒有限流作用的熔斷器，用沖擊電流的有效值進(jìn)行校驗(yàn)，且某些系列產(chǎn)品如屋外跌落式高壓熔斷器，尚需分別對開斷電流的上、下限進(jìn)行校驗(yàn)， 以確保最小運(yùn)行方式 下的三相短路的有效開斷；對于有限流作用的熔斷器，在電流達(dá)到最大 之前已截?cái)?，所以不?jì)非周期分量影響，而采用 ? 進(jìn)行校驗(yàn)。布置在同一平面內(nèi)的三相導(dǎo)體，在發(fā)生短路時(shí)，支柱絕緣子（或套管）所受的力為該絕緣子相鄰跨導(dǎo)體上電動(dòng)力的平均值。在現(xiàn)場將電器組裝而成的稱為裝配配電裝置；在制造廠按要求預(yù)先將開關(guān)電器、互感器等組成各種電路成套后運(yùn)到現(xiàn)場安裝使用的稱為成套配電裝置。 、安裝和相互連接的結(jié)構(gòu)圖，斷面圖也應(yīng)按比例繪制。半髙型適用于 110kV配電裝置。相對于固定開關(guān)柜，手車式高壓開關(guān)柜的停電時(shí)間大大縮短。柜體用鋼板或絕緣板分割成手車室、母線室、電纜室和繼電器儀表室，具有良好的接地裝置和“無防”功能。是指柜內(nèi)主要組成部件（如斷路器、互感器、母線等）分別裝在接地金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。 變壓器的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的設(shè)備。 差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗(yàn)式為 .setK?? ? 式中 .? ——各種運(yùn)行方式下變壓器內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電