【正文】 第六章 無功補償及補償裝置的選擇 無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。 一、補償裝置的確定： 1）同步調(diào)相機：同步調(diào)相機在額定電壓177。它具有投資省，裝設地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設并聯(lián)電容器。內(nèi)部故障系指變壓器油廂里面 U的各種故障，主要故障類型有： 1）各繞組之間發(fā)生 的相間短路； 2）單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路； 3）單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路； 4）鐵芯燒損。 而本次所設計的變電所，電源側(cè)為 220KV，主要負荷在 110KV 倒即可裝設兩套過電流保護，一套裝在中壓側(cè) 110KV 側(cè)并裝設方向元件，電源側(cè) 220KV 側(cè)裝設一套，并設有兩個時限 ts 和 tⅢ，時限 定原側(cè)為 tⅢ≥ tⅡ +△ t，用 U 切除三側(cè)全部斷路器。 屋外配電裝置的特點：①土建工程量和費用較小，建設周期短；②擴建比較方便；③相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界空氣影響，設備運行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對設備維修和操作有影響。 根據(jù)電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。 高型配電裝置，它是將。其余的 B、 C、 D 值是在A值的基礎上，加上運行維護、搬運和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而確定的。按其組裝方式，又可分為：由電氣設備在現(xiàn)場組裝的 配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。 差動保護 對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開各側(cè)電源斷路器。 第七章 主變壓器保護設計 第一節(jié) 概述 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響，而本次所設計的變電所是市區(qū) 220KV 降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運行，將會導致全所停電， U 影響下一降變電所供電可靠性。 3）靜電補償器補償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的 靜止補償器，與同步調(diào)機相相比較，運行維護簡單，功率 損耗小，但相對串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補償裝置，其造價高維護較復雜，一般適用以較高的電壓等級500KV 變電所中。 有功功率必須由發(fā)電廠送至負荷點，而無功功率則不宜由輸電線路遠距離輸送，這有以下原因： 1）電壓降增加，使電壓控制復雜化； 2）由于加大電流而增加損失，使輸電費用增加； 3）由于加大電流，使變壓器、架空線路和電纜等電氣設備和導體的熱容量不能充分 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 26 頁 共 57 頁 利用。當有備用所用變壓器時，其容量應與工作變壓器相同。 （ 3）當負荷電流較大時，應根據(jù)負荷電流選擇導線的截面積，對 220KV 及以下配電裝置，電暈對選擇導體一般不起決定作用，故可采用負荷電流選擇，導體截面。 110～ 220KV 配電裝置中一般采用半級式電磁式電壓互感器。對測量級電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準確級，而當其通過故障電流時則希望早已飽和，以便保護儀表不受短路電流的損害，保護級電流互感器主要在系統(tǒng)短路時工作，因此準確級要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過 10%。 選擇的高壓斷路器、隔離開關、熔斷器校驗項目 項 目 額定電壓 額定電流 開斷電流 關合電流 熱 穩(wěn) 定 動穩(wěn)定 高壓熔斷器 Ve≥ Vew Ie≥ Imax Iekd≥ Iij — — — 高壓斷路器 Ve≥ Vew Ie≥ Igmax Iekd≥ Ig igh≥icj igh ≥ I8 tdzt idw≥ icj 隔離開關 — — 第五節(jié) 互感器的選擇 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 21 頁 共 57 頁 1. 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況，其作用有： 1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量 儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜，便于屏內(nèi)安裝。應盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關； 4）按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關； 5）當饋電線的用戶側(cè)設有電源時，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設隔離開關，但如費用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設。 高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇 其種類及型式，由于真空斷路器、 SF6 斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 19 頁 共 57 頁 高，目前得到普遍推廣，故 35～ 220KV 一般采用 SF6 斷路器。 二、技術條件 按正常工作條件選擇導體和電氣 1）電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓Vgmax 即 Vymax≥ Vgmax 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定 電壓在 220KV 及以下時為 ，而實際電網(wǎng)運行的 Vgmax 一般不超過 。 三、短路計算基本假設 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，及不計負荷的影響； 6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。所以，這種方案在本次設計的變電所中都略有差異，應定位第三種方案。但 由于雙母線故障機率較小，故不考慮。 10KV，因只用來做無功補償裝置使用，可采用單母接線方式。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是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，一般當連接的進出線回路數(shù)在 11 回及以下時，母線不分段。為檢修斷路器 LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時增設并聯(lián)旁路隔離開關以供檢修 LD 時使用。 單母分段 用斷路器，把母線分段 后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 11 頁 共 57 頁 （ 1）投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備的投資，要能使控制保護不過復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器； （ 2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導線、絕緣子及安裝費用。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并 且對電氣設備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。故本次設計的變電所，選用主變壓器的接線組別為： Yo/Yo/△ 1211 接線。 由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。 普通三繞組變壓器：價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護的需求。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護， 應接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。 單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量為：∑ se = 2（ ） = 。 為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主變壓器。 第一章 主變壓器容量，臺數(shù)及形式的選擇 第一節(jié) 概述 在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，其擔任著向用 大學 畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）報告紙 第 7 頁 共 57 頁 戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術上的不合理。因此 220KV 及 110KV 主接線最后方案采用雙母帶旁母接線形式，正常運行時旁母不帶電。 110KV 電壓互感器及避雷圖一份。變電所在系統(tǒng)中的地理位置如下， 220KV 用虛線所示， 110KV用實線表示： S1 S2 兩系統(tǒng)聯(lián)絡阻抗按遠 景三臺變電壓器的總阻抗考慮。 C。 八、 設計成品 設計說明書、計算收； 電氣計接線圖一份； 220Ｋｖ、 110Ｋｖ進出線斷面圖一份。 220KV 側(cè)共有 8 回出線，近期 5 回，遠期 3 回，其中 4回出線朝西， 4回出線朝北， 110KV 也有 10回出線，一次建成， 5回朝西， 3回朝北， 2 回朝南。 本次設計論文是以我國現(xiàn)行的各有關規(guī)范規(guī)程等技術標準為依據(jù)，所設計是一次初步設計，根據(jù)任務書提供原始資料，參照有關資料及書籍，對各種方案進行 比較而得出。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個市區(qū)的供電，因此選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。該變電所是按 70%全部負荷來選擇。而選擇主變壓器的相數(shù)時，應根據(jù)原始資料以及設計變電所的實際情況來選擇。因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同。由于本次所設計的變電所，受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。 5%以內(nèi)，另一種是帶負荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%。所以應選擇 Yo/Yo/△接線方式。 第二章 電氣主接線的選擇 第一節(jié) 概述 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設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)。 三、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。 單母接線適用于： 110～ 200KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回， 35～ 63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回， 6～ 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。 雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一 種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而由原始資料可知， 110KV 出線為 7 回，裝設專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。而任一母線故障時，可通另一母線供電。其可靠性不如方案二。 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 2）在選擇電氣設備時，為了保證設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。 4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。 一、一般原則 1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要； 2）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核； 3）應力求技術先進和經(jīng)濟合理； 4）選擇導體時應盡量減少品種； 5）擴建工程應盡量使新老電器的型號一致； 6）選用的新品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 1）短路熱穩(wěn)定校驗 Q d≤ Q r 滿足熱穩(wěn)定條件為 Ir2tdz≤ Ir2t Q 0L — 短路電流產(chǎn)生的熱效應 Q r — 短路時導體和電器允許的熱效應 Ir — t 秒內(nèi)允許通過的短時熱電流 驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間： tdz = tb+toL tb — 斷電保護動作時間 110KV 以下導體和電纜一般采用主保護時間 110KV 以上導體電器和充油電纜采用后備保護動作時間 toL — 相應斷路器的全開斷時間 2）短路的動穩(wěn)定校驗 滿足動穩(wěn)定條件為： ich≤ idf Ich≤ Idf Ich — 短路沖擊直流峰值 （ KA） Ich — 短路沖擊電流有效值 （ KA） Idf、 Idf — 電器允許的極限通過電流峰值及有效值（ KA） 第二節(jié) 斷路器的選擇 變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流，在某所電氣主接線中，還擔任改變主接線的運行方式的任務，故障時，斷路器通常繼電保護的配合使用，斷開短路電流，切除