【正文】 根據(jù)=10KV和戶外配置要求，查表初選型號為：CWLC1020型鋁導(dǎo)體穿墻套管。而原有的220KV變電所和火電廠對某些大型電力用戶供電距離過大，使電壓質(zhì)量不能很好地滿足要求，供電可靠性達不到預(yù)期要求。畢業(yè)設(shè)計是整個學(xué)習(xí)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，做好畢業(yè)論文，是對我三年來所學(xué)知識的全面回顧和鞏固，同時也是理論與實踐相結(jié)合的檢驗，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我對以前學(xué)過的知識又重新學(xué)習(xí)了一遍，并查閱了許多參考資料和書籍，經(jīng)過一個月的努力而完成了本設(shè)計任務(wù)。 [2] 李強. 220～330KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程. 北京：中國電力出版社， 1989年。 [10] 張道民. 發(fā)電廠電氣部分. 北京： 第三版. 水利電力出版社， 1999年 。因此它屬于地區(qū)變電所，對本地區(qū)的正常供電起到了重要作用。 配電裝置設(shè)計。三、課題任務(wù)要求電氣主接線設(shè)計。220KV降壓變電所位于該地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點上，地勢平坦，交通方便。 [8] 莊日平. 短路電流計算. 北京：水利電力出版社， 1994年 。在此，還要感謝在求學(xué)期間認識的所有同學(xué)和朋友們給予的幫助。在防雷上采用通用的防雷設(shè)計方法。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。其額抗彎破壞負荷==19600N，計算跨距 =，10KV側(cè)短路沖擊電流=。(3)內(nèi)部動穩(wěn)定校驗：=滿足要求。以上計算表明：選SW6220/1200型斷路器可滿足要求。(2) 熱穩(wěn)定校驗：==8100A故滿足要求。以上計算表明：選SW4110/1000型斷路器可滿足要求。 (2) 動穩(wěn)定校驗：作用在穿墻套管上的電動力===19110N故滿足要求。其計算數(shù)據(jù)為：集膚效應(yīng)系數(shù)=1，因載流量系數(shù)按最高允許溫度+70計算查表C=87，=。其額定技術(shù)數(shù)據(jù)與電路計算數(shù)據(jù)列于下表41中：表41 GW5110GK型隔離開關(guān)額定技術(shù)數(shù)據(jù)與電路計算數(shù)據(jù)電路計算結(jié)果項目GW72220D/600參數(shù)220KV220KV600A—55KA215=2205KAS由上表41可以看出選GW5110GK型隔離開關(guān)可滿足要求。 ====圖 312 各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗圖(5) 將轉(zhuǎn)移電抗化為各電源到短路點的計算電抗 = = =(6) 計算各電源共給的短路電流：①電源供給在短路點產(chǎn)生的短路電流，先以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點平均電壓為基準(zhǔn)電壓的電流基準(zhǔn)值：= 查運算曲線的0 S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的0 .2S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的4S曲線，對應(yīng)（）== ==②電源供給在短路點產(chǎn)生的短路電流，先以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點平均電壓為基準(zhǔn)電壓的電流基準(zhǔn)值：= 查運算曲線的0 S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的0 .2S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的4S曲線，對應(yīng)（）== ==③系統(tǒng)供給在短路點產(chǎn)生的短路電流，先以系統(tǒng)容量為基準(zhǔn)容量，以短路點平均電壓為基準(zhǔn)電壓的電流基準(zhǔn)值：= 查運算曲線的0 S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的0 .2S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的4S曲線，對應(yīng)（）== ==經(jīng)過以上計算得出10KV側(cè)（K3點）三相短路的短路總電流為：=++=短路沖擊電流為: ==第4章 電氣設(shè)備的選擇 220KV側(cè)電氣設(shè)備選擇 高壓斷路器的選擇(1)初選型號母線上最大持續(xù)工作電流：===根據(jù)=，=220KV及布置要求，查表初選型號為：SW6220/1200型斷路器。 圖 36 Y→△變換的等值電路圖 圖 37并聯(lián)電抗合并電路圖因21號電抗是連接兩個電源的支路，與短路點電流無關(guān)，故可略去不畫。圖31變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖 根據(jù)此電路圖畫出待建變電所的等值電路圖，如圖32所示。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。零序過電流保護①降壓所一般只裝設(shè)兩臺主變（分級絕緣），一臺中性點直接接地，一臺不接地，為了防止在單相接地故障時中性點不接地的變壓器遭受到過電壓的危害，保護裝置以第一時限跳開中性點不接地的變壓器各側(cè)，以第二段時限跳開本變壓器。③輔助保護是為補充主保護和后備保護的不足而增設(shè)的簡單保護，電力設(shè)備和線路的異常運行保護，是反應(yīng)被保護電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護。(2) 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時（因多路進線可以分流雷電流）。 避雷針保護 根據(jù)《電力設(shè)備過電壓保護技術(shù)規(guī)程》 SDJ7—79中的規(guī)定：110KV線路，一般沿全線架設(shè)避雷線，在雷擊特別強烈的地方，宜架設(shè)雙避雷線。缺點是占地面積較大。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內(nèi)型。(2) 配電裝置中相鄰帶電部分的額定電壓不同時，應(yīng)按較高的額定電壓確定其安全凈距。 電壓互感器的選擇根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程》 ，電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇：(1) 3～20KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負荷利用小時數(shù)，將有一個年計算費用最低的電流密度，稱為經(jīng)濟電流密度J，導(dǎo)體的經(jīng)濟截面S = /J。電流互感器與電壓互感器,是將一次回路的大電流或大電壓轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的二次測的低電流和低電壓,以保證設(shè)備和人身安全。(2) 求各電源的計算電抗。 短路電流的計算高壓短路電流的計算一般只計及各元件（即發(fā)電機、變壓器、線路）等的電抗，采用標(biāo)么制中各物理量均用標(biāo)么制來表示，使運算步驟簡單，數(shù)值簡明，便于分析。因為變電所距電源電氣距離較遠，三相短路時發(fā)熱嚴重。 系統(tǒng)運行方式的確定:由電力系統(tǒng)相關(guān)教材可知，系統(tǒng)運行方式主要有三種，即：最大運行方式、正常運行方式和最小運行方式。斷路器檢修時該回路需停電，母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時則需全部停電。經(jīng)過兩個方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，方案Ⅰ比方案Ⅱ更可靠、靈活，經(jīng)濟性較好。兩個方案的比較列于下表中：表 23 110KV側(cè)電氣主接線設(shè)計方案比較方案要求Ⅰ：內(nèi)橋接線Ⅱ：角形接線可靠性當(dāng)檢修橋斷路器時，為不使系統(tǒng)開環(huán)運行，可增設(shè)“外跨條”，靠跨條維持兩臺主變并列運行。設(shè)置旁路母線的目的就是可以不停電地檢修任一出線斷路器。①該接線簡單清晰投資略小。根據(jù)我國能源部有關(guān)《220～330KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ288規(guī)定：：220KV變電所中的110KV配電裝置，當(dāng)出線回數(shù)在6回以上時，宜采用雙木锨接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少?！睂﹄姎庵鹘泳€設(shè)計的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性、經(jīng)濟性及可擴建性四方面。所以，本所主變壓選用中性點半絕緣（分級絕緣中的一種）。鋁線圈價格便宜，但銅線圈導(dǎo)電能力高，線損小。(4) 調(diào)壓方式：為了保證發(fā)電廠或變電所的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。主變壓器形式的選擇:選擇主變壓器時應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、冷卻方式、接線組別等方面選擇。凡裝有兩臺（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故，停運后，其余主變壓器應(yīng)保證該所全部負荷的70%，在計及過負荷能力的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷。其中220KV電壓等級母線有2回輸出線路；110KV電壓等級送出2回線路；在低壓側(cè)10KV送出12回線路并全部采用電纜出線。因而，該地區(qū)工農(nóng)業(yè)負荷集中，需電量大。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個國家的國民經(jīng)濟發(fā)展水平及其社會現(xiàn)代化水平高低的一個重要標(biāo)志。所以這些條件為組建220KV變電所提供了必要性，也正是建所的主要目的。形式上采用獨立變電站。通過對原始資料的分析、主接線的選擇及比較、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇及效驗、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kV變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。220KV降壓變電所位于該地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點上，地勢平坦，交通方便。其中，各電力用戶的最大綜合負荷不一定出現(xiàn)在同一時間。本設(shè)計中，本變電所有兩條110KV出線給用戶供電，假設(shè)最大負荷合計為45000KW，功率因數(shù)經(jīng)補償后為cosΦ=。(2) 繞組數(shù)的確定：主變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式及低壓繞組分裂式等形式。(5) 繞組接線組別確定：變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。①全絕緣：即中性點的絕緣水平與繞組首端的絕緣水平相同。電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。(1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用： 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。根據(jù)有關(guān)《35110KV變電所設(shè)計規(guī)范》 規(guī)定：：當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，610KV側(cè)采用分段單母線。靈活性①各個電源和回路負荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行方式、調(diào)度和潮流變化的需要。旁路母線系統(tǒng)增加了許多設(shè)備，造價昂貴，運行復(fù)雜，增加了投資。靈活性①當(dāng)輸電線路較長，故障機會較多，而變壓器有不需經(jīng)常切換時，采用此接線形式比較方便、靈活。方案Ⅰ：單母線分段接線；方案Ⅱ：單母線接線。鑒于該變電所為地區(qū)變電所，應(yīng)以可靠性和靈活性為主。該運行方式是考慮了系統(tǒng)5～10年的發(fā)展，對于本次設(shè)計要考慮兩臺主變投入運行，該運行方式主要用在電氣設(shè)備的選擇、校驗和繼電保護的規(guī)劃設(shè)計中。對于本次設(shè)計，穩(wěn)定校驗均采用三相短路的條件來分析。當(dāng)基準(zhǔn)容量（MVA）與基準(zhǔn)電壓（KV）選定后，基準(zhǔn)電流（KV）與基準(zhǔn)阻抗（）便已決定。（求出各電流有名值、沖擊值）。設(shè)備允許長期承受的最高工作電壓，～，而電網(wǎng)實際運行的最高工作電壓也在此范圍內(nèi)，可用下式表示：≥ 式中 — 設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓，KV。根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程》 ，宜選用矩形導(dǎo)體，在4000—8000A時，宜選用槽形導(dǎo)體。 絕緣子的選擇根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程》 ，屋外絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子，屋外支柱絕緣子需倒裝時，采用懸掛式支柱絕緣子。35KV及以下宜采用屋內(nèi)布置。(3) 按照所選設(shè)備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照規(guī)程參考典型設(shè)計繪制圖。根據(jù)以上原則220KV配電裝置宜采用屋外式、高型配置。第72條：110KV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，35—60KV配電裝置，在土壤電阻率不大于500Ω?m的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。主保護應(yīng)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求，有選擇地切除被保護設(shè)備和安全線路故障的保護。(2) 瓦斯保護。中阻抗母線差動保護準(zhǔn)則： (1) 在電流互感器不發(fā)生飽和現(xiàn)象時，測量回路測量到的各單元電流之和在正常運行及母線外部發(fā)生故障時為零，在母線內(nèi)部發(fā)生故障時為各短路電流之和。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。因21號電抗是連接兩個電源的支路，與短路點電流無關(guān)，故可略去不畫。====圖38 各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗圖(5) 將轉(zhuǎn)移電抗化為各電源到短路點的計算電抗 = = = (6) 計算各電源共給的短路電流：①電源供給在短路點產(chǎn)生的短路電流，先以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點平均電壓為基準(zhǔn)電壓的電流基準(zhǔn)值：= 查運算曲線的0 S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的0 .2S曲線，對應(yīng)（）== ==查運算曲線的4S曲線，對應(yīng)（）== ==②電源供給在短路點產(chǎn)生的短路電流，先以電源容量為基準(zhǔn)容量，以短路點平均電