【正文】 公式(5—6)（指斷路器的額定開(kāi)斷電流、指短路電流的有效值） 短路關(guān)合電流的選擇如果在斷路器合閘時(shí)線路上已經(jīng)有一些問(wèn)題，那么此時(shí)關(guān)合短路電流就更加困難，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流應(yīng)大于短路電流最大沖擊值，即 公式(5—7)（指斷路器額定關(guān)合電流、指短路電流最大沖擊值）短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定是由制造廠給出的斷路器熱穩(wěn)定時(shí)間t內(nèi)的熱穩(wěn)定電流表示。在倒閘操作時(shí)，斷路器先彈開(kāi)使線路斷電，之后隔離開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)使之與帶電部分隔離，從而完成任務(wù)。（2）按額定電流選擇①熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)大于或者等于熔體的額定電流。 （2）額定電壓、額定電流的選擇 對(duì)于電流互感器的電流電壓校驗(yàn)的具體方法跟斷路器設(shè)備的選擇是類似的，都是要保證額定電壓大于或者等于安裝處電壓，電流也一樣。這種設(shè)備也有幾種不同的類型，比如電容式結(jié)構(gòu)、電磁式結(jié)構(gòu)等。電壓互感器二次繞組額定電壓通常是100V，但也隨著接線方式的不一樣改變，二次側(cè)的信號(hào)主要供給測(cè)量?jī)x表以及一些保護(hù)設(shè)備使用。在10kV側(cè)，出線側(cè)采用兩相電流互感器布置，每相三個(gè)。第一種是通過(guò)掌握年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)從而進(jìn)行比較來(lái)判定是否可以利用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路時(shí)間主要包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、斷路器固有分閘時(shí)間、斷路器開(kāi)斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間三部分，即 =++= 公式(5—13) ：；后備保護(hù)為距離保護(hù)，；） 公式(5—14) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇LW1220/2000型戶外六氟化硫式斷路器 列出有關(guān)參數(shù)，與計(jì)算數(shù)據(jù)比較，見(jiàn)表53表53 進(jìn)線側(cè)斷路器選型校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)LW1220/2000型戶外六氟化硫式斷路器 220kV 220kV 2000AI kA 40 kA 100 kA=（） （） 100kA根據(jù)上表，可知所選斷路器滿足要求。準(zhǔn)確級(jí)的選擇為(5P/5P/5P/5P/)。 圖51 加裝限流電抗器后接線簡(jiǎn)圖 圖52 化簡(jiǎn)后的圖 圖53 化簡(jiǎn)圖經(jīng)計(jì)算、則加電抗器后10kV側(cè)的短路電流，則，10kV側(cè)出線的總負(fù)荷是66MVA10kV進(jìn)線側(cè)斷路器具體選擇部分： 公式(5—19)，故短路電流計(jì)算時(shí)間為=++=則根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇ZN1210/3150型真空斷路器列出有關(guān)參數(shù)，與計(jì)算數(shù)據(jù)比較，見(jiàn)下表510表510 進(jìn)線側(cè)斷路器校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)ZN1210/3150型真空斷路器 10kV 10kV 3150AI kA 55 kA 125 kA=（）（） 125kA10kV出線側(cè)斷路器具體選擇部分： 公式(5—20)n表示出線回路數(shù)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，對(duì)于出線回路上的斷路器選擇ZN1210/3150型戶內(nèi)真空式斷路器。 10kV出側(cè)電流互感器選擇電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓是10kV，=,，最大工作電流為二次回路電流=4247。 i===（kA） 公式(5—26) = 公式(5—27)求單位長(zhǎng)度相間應(yīng)力 =(5—28) =（N/m）為了增強(qiáng)散熱，2條導(dǎo)體豎放，導(dǎo)體截面系數(shù)W= W==( m） 公式(5—29)（導(dǎo)體材料允許應(yīng)力，硬鋁為7010Pa）導(dǎo)體相間應(yīng)力 =＜7010Pa 公式(5—30)條間應(yīng)力計(jì)算： 單相單根導(dǎo)體在通過(guò)電流的時(shí)候，只會(huì)收到相間的相互作用力，而不需要考慮條件作用力。由于10kV側(cè)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為了引出中性點(diǎn)，還需要一個(gè)接地變，但為了節(jié)約成本，將站用變與接地變共用。因此，在設(shè)計(jì)中站用變壓器選用兩臺(tái)，每臺(tái)站用變壓器接在母線的一條分段上。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，如果應(yīng)用明備用的方式還要另外多設(shè)置一種備用電源，這樣子就使經(jīng)濟(jì)的投入大大提高，所以在本設(shè)計(jì)中，采用暗備用的方式。當(dāng)感應(yīng)雷電流通過(guò)線路入侵變電站也會(huì)對(duì)變電站造成不利的影響，因此在變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器以限制雷電波入侵造成過(guò)電壓。避雷器主要是通過(guò)限制過(guò)電壓的辦法以保護(hù)電氣設(shè)備。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到最難的問(wèn)題就是設(shè)置變電站電氣總平面布置圖以及配電裝置的布置圖、剖面圖等。張老師淵博的知識(shí)以及教學(xué)的態(tài)度讓我十分敬佩。很感激我的組員平時(shí)跟我交流探討在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，也讓我學(xué)到了一些知識(shí)，讓我進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到溝通的重要意義，讓我進(jìn)一步認(rèn)識(shí)相互學(xué)習(xí)的重要性。雖然這次設(shè)計(jì)中，我們所設(shè)計(jì)的部分不是完全相同，但還是有一部分共同點(diǎn)。我深信這些對(duì)我以后的工作甚至是人生都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我認(rèn)識(shí)到自己所積累的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為此我翻閱了一些課外的書(shū)本像變電站設(shè)計(jì)手冊(cè)、變電站經(jīng)典設(shè)計(jì)等，這些書(shū)本對(duì)我有很大的幫助。避雷針的安裝一般都高于被保護(hù)的物體，主要作用就是將雷電流吸引到避雷針本身并安全的將雷電流引入大地，從而保護(hù)被保護(hù)的物體。在設(shè)計(jì)中我采用安裝避雷器的方法來(lái)防止直擊雷。采用這種方式的原因主要是站用側(cè)已經(jīng)通過(guò)雙站用變從外側(cè)引接電源進(jìn)來(lái)。本次設(shè)計(jì)的是大型變電站，并且在10kV側(cè)采用的是單母分段的接線方式。并且在設(shè)計(jì)中考慮到站用變以及電抗器所需占用的空間比較大，因此將他們單獨(dú)分離出來(lái)。共振校驗(yàn)導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 公式(5—23)導(dǎo)體斷面二次矩 公式(5—24) 公式(5—25)取β=1，即不考慮共振影響。3=根據(jù)所得的條件查找電流互感器的技術(shù)參數(shù)，選擇LAJ104000/5型電流互感器。 10kV側(cè)設(shè)備選擇計(jì)算部分 斷路器選擇由于10kV側(cè)的短路電流太大，所以需要加裝電抗器。其技術(shù)參數(shù)如圖表56所示表56 LCW220型電流互感器的技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流比（A/A）級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷二次負(fù)荷10％倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)1級(jí)3級(jí)D級(jí)二次負(fù)荷倍數(shù)LCW2204300/5D/D/D/D30606024220 該互感器為多匝式互感器，只需校驗(yàn)內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定。 設(shè)備選擇計(jì)算體過(guò)程 220kV側(cè)設(shè)備選擇計(jì)算部分 斷路器選擇220kV進(jìn)線側(cè)斷路器選擇具體計(jì)算：額定電壓和額定電流選擇：斷路器安裝處的電網(wǎng)電壓220kV，電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，即=,由于220kV側(cè)近似認(rèn)為是外接無(wú)窮大系統(tǒng)，在計(jì)算時(shí)可以不計(jì)非周期分量的影響，采用起始次暫態(tài)電流（）進(jìn)行校驗(yàn)，即所選斷路器開(kāi)斷電流要滿足。矩形導(dǎo)體有菱角從而會(huì)降低導(dǎo)體的電暈臨界電壓，這是它非常不利的一種條件，一般用于35kV及以下電壓等級(jí)的配電裝置中；管型導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度高、集膚效應(yīng)系數(shù)低，適用于110kV及以上電壓等級(jí)的配電裝置中。本次設(shè)計(jì)中在220kV側(cè)以及110kV采用的電流互感器三相配置，每相有6個(gè)。在實(shí)際運(yùn)行中變壓器低壓側(cè)也需要安裝一組電壓互感器，主要是為了滿足同期以及繼電保護(hù)的要求。內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 或 公式(5—9)為電流互感器動(dòng)穩(wěn)定電流，為電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù))外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： （N） 公式(5—10) 為電流互感器的允許力，L為絕緣子跨距，a為相間距離。 電流互感器的選擇（1）種類和型式的選擇 電流互感器的種類與其他電氣設(shè)備相似，都有屋內(nèi)、屋外之分；并且根據(jù)它的安裝的位置、方式等的不同還可分為穿墻式、支柱式等。選擇熔斷器的額定電壓時(shí)，不能太高也不能太低，如果選擇的電壓太高或者太低都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)不利的影響。隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合電流的能力是非常低的。額定電壓和額定電流的選擇斷路器的額定電壓、額定電流的選擇需要滿足： 、 公式(5—5)（、分別為斷路器的額定電壓和電網(wǎng)電壓；、分別為斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流）開(kāi)斷電流選擇斷路器出來(lái)滿足正常工作條件以外，還應(yīng)保證在故障時(shí)能有效切除故障部分，可靠地切斷最大短路電流。氣體雖然是一種有毒的氣體，但是它有著非常高的絕緣性能，只要在該設(shè)備運(yùn)行期間合理保護(hù)，它的性價(jià)比還是非常高的。斷路器是一件功能比較強(qiáng)大的設(shè)備。在設(shè)計(jì)的時(shí)候正確選擇環(huán)境的最高溫度也是非常重要的一個(gè)步驟。因?yàn)樵谧冸娬具\(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的狀態(tài)大致有兩種，分別是正常運(yùn)行狀態(tài)以及出現(xiàn)故障的情況。ddd3三點(diǎn)的選取點(diǎn)如圖41圖41 短路點(diǎn)的選取 基準(zhǔn)值的計(jì)算短路電流的計(jì)算方法，通常采用標(biāo)幺值的近似計(jì)算。短路電流將隨短路點(diǎn)的不同而不同。發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流會(huì)急劇增大，可能超過(guò)額定電流的好多倍，短路電流通過(guò)電氣設(shè)備的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的熱，帶來(lái)嚴(yán)重危害。三相短路產(chǎn)生的短路電流可能是正常額定電流的幾十倍，是非常大的、它所帶來(lái)的后果也是最嚴(yán)重。低壓側(cè)出線較多，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，采用單母線分段的接線方式因?yàn)樵谀妇€連接出需要多加一個(gè)斷路器，所以它的一次投入比較大。 各級(jí)電壓配電裝置接線方式采用的形式課題設(shè)計(jì)的變電站中，10kV近期出線20回，遠(yuǎn)期出線26回，因此10kV側(cè)的接線方式應(yīng)選擇單母線分段的接線的方式更加有利。帶旁路母線的接線方式可以在很大程度上提高變電站傳送電能而不斷電的能力，但在現(xiàn)階段，電氣一次設(shè)備的運(yùn)行可靠性相對(duì)較高，并且使用旁路母線需要增加占地面積、投資，不夠經(jīng)濟(jì)，考慮到這些因素之后，本課題的變電站設(shè)計(jì)中選擇不使用帶旁路母線接線。8%12111YN,yn0,d111561001005014238第3章 變電所電氣主接線選擇 主接線設(shè)計(jì)原則 變電所的主接線是指變電所的變壓器、母線、斷路器以及各種設(shè)備等形成一定的排序相互配合并與電力系統(tǒng)組合起來(lái)，形成一個(gè)小整體來(lái)完成各種輸電及配電的作用。 主變壓器容量的選擇主變壓器的容量選擇對(duì)變電站的各種設(shè)備配合以及間距設(shè)計(jì)有較大的影響。若在運(yùn)行過(guò)程中電壓波動(dòng)太大需要調(diào)整，我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器來(lái)間接調(diào)節(jié)電壓變化幅度。我國(guó)現(xiàn)階段220kV變電站的設(shè)計(jì)中普遍采用普通三繞組變壓器。目前國(guó)內(nèi)電壓等級(jí)較高的變電站設(shè)計(jì)中，一般都是采用三繞組方式的變壓器。若只選擇一臺(tái)主變，當(dāng)它出現(xiàn)故障的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致斷電以及其他事故的發(fā)生，為了防止這類事情的發(fā)生，主變的選擇一般需要考慮備用。 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本課題選擇220kV變電站為設(shè)計(jì)對(duì)象，設(shè)計(jì)具有代表性的接線方式、選擇合適的開(kāi)關(guān)設(shè)備以及合理設(shè)計(jì)土建規(guī)模等。一般來(lái)說(shuō)變電站都是一次建成的，建完以后更改就顯得十分困難，由此導(dǎo)致在之后的使用過(guò)程中變換線路更加困難。國(guó)內(nèi)高電壓等級(jí)的變電站，有很大一部分都配有值班人員。在電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，變壓器是一個(gè)非常重要的設(shè)備，變壓器主要工作是轉(zhuǎn)換電壓并連接電網(wǎng)，變壓器的設(shè)計(jì)顯得非常重要。與國(guó)外相比國(guó)內(nèi)在變電站領(lǐng)域的研究還有待提高。目前國(guó)內(nèi)部分開(kāi)關(guān)裝置的廠家將原本需要嚴(yán)格操作的開(kāi)關(guān)裝置進(jìn)行了大量的簡(jiǎn)化。第2章 變電所主變壓器的選擇 一般來(lái)說(shuō)，主變壓器的價(jià)格都非常高，電壓等級(jí)越高主變價(jià)格越高。單相變壓器一般適用于500kV及以上電壓等級(jí)的發(fā)電廠和變電站中。 本課題設(shè)計(jì)的降壓變電所包含三個(gè)電壓等級(jí)，故在設(shè)計(jì)中采用三繞組降壓變壓器。如果選擇了三繞組變壓器，我們還需要考慮一些其他因素才可以讓它并列運(yùn)行。 主變壓器冷卻方式的選擇油浸式電力變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，因此其冷卻方式的采用也顯得非常重要。當(dāng)其一出線問(wèn)題的時(shí)候，另一臺(tái)變壓器可以有能力承擔(dān)重要負(fù)荷的供電，（課題中取70%）。變電所的電氣主接線其選擇的依據(jù)也有很多，首先應(yīng)該考慮其重要性、近期以及遠(yuǎn)期