【正文】 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，可提高供電可靠性和靈活性。110kV 側(cè)只有兩條進(jìn)線，穿越功率并不是很大，且進(jìn)線線路較長(zhǎng)，故障率較高，考慮供電可靠性及經(jīng)濟(jì)性，故采用內(nèi)橋接線。在合并過(guò)程中，需要注意：1)此電源對(duì)短路點(diǎn)的短路電流的變化規(guī)律是否相同或相近；2)距短路點(diǎn)的電氣距離。 屋內(nèi)外配電裝置的最小安全凈距 1)最小安全凈距的含義是：在此距離下，無(wú)論是處于最高工作電壓之下，還是處于內(nèi)外過(guò)電壓之下，空氣間隙均不致被擊穿。3）列：各間隔依次排列起來(lái)即為列，屋外配電裝置的布置通常按斷路器的列數(shù)分為單列布置、雙列布置和三列布置。 配電裝置的分類(lèi)及使用范圍配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開(kāi)關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝用的成套配電裝置。.由于本變電所為給 TQ 化肥廠供電，為避免化學(xué)腐蝕，則 110kV 采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置。（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 19 除配電裝置的匯流母線外，較長(zhǎng)導(dǎo)體的截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，即： () maxJISg?接 近（4）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) () max00 galallal IKI????式中 K ——修正系數(shù)； —導(dǎo)體或電器長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度；al? ——安裝地點(diǎn)周?chē)h(huán)境溫度； ——額定環(huán)境溫度。 選型須注意事項(xiàng)1)該選型是按照雙母線、單母線、內(nèi)橋、線路變壓器組主接線常見(jiàn)的方式，鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 設(shè)計(jì)相應(yīng)的間隔布置及基礎(chǔ)要求。斷路器的三極滅弧室呈品字形布置裝在一個(gè)底板上面后，共同放在一個(gè)金屬外殼內(nèi)，通過(guò)裝在該底板下面的拐臂盒內(nèi)的連動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三極滅弧室的機(jī)械聯(lián)動(dòng)操作；該 GIS 的斷路器為單斷口結(jié)構(gòu)，配電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)，具有開(kāi)斷工作電流采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 21 和各種故障電流的能力。該避雷器額定電壓有效值為 100kV。GIS 裝置與主變連接需要一段引接線，本變電所為半屋內(nèi)裝置，主變壓器放在屋外，該段引接線可以選用鋼芯鋁絞線。（4）儀表及電氣室：測(cè)量?jī)x表、信號(hào)繼電器和繼電保護(hù)壓板等裝于面板門(mén)上，小室內(nèi)裝設(shè)繼電器、電能表、端子排、熔斷器等。(3)防止帶電掛接地線。熔斷器的選擇及技術(shù)參數(shù)對(duì)于所用變壓器線路，其最大持續(xù)工作電流為 AUSINg ???所裝于此線路的熔斷器額定電流選為 7A。??動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)低壓側(cè)短路沖擊電流 相間電動(dòng)力數(shù)值為 () /)( mNiafshph ??????? 6 /362mbW?相間應(yīng)力數(shù)值為鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 () ??????根據(jù) （ 是導(dǎo)體條軸中心距離）可以查得形,.????bah狀系數(shù) 。6kV 側(cè)負(fù)荷出線選擇校驗(yàn)負(fù)荷離變電所較近，線長(zhǎng)最大的才 ，所以考慮采用電力電纜。短路熱效應(yīng) Qk=( 2+10I2tk/2+I2tk)/12*t= =274kA2sI 短路前電纜工作溫度 （）CIalalw ???????? )065()( 2239。本變電所接地刀閘的配置詳見(jiàn)主接線圖。1） 主變的方位：主變方位與其各電壓級(jí)引出線套管的位置關(guān)系密切。（2）道路變電所的道路分為主要道路（大門(mén)至控制樓、主變壓器的道路，需行駛大型采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 33 平板車(chē)） ，次要道路（需行駛汽車(chē)的道路）和巡視及人行小道。配電箱是供檢修用的動(dòng)力電源。3)斷面圖斷面圖是表明所截取的配電裝置間隔斷面中，電氣設(shè)備的相互連接及詳細(xì)的鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 結(jié)構(gòu)布置尺寸的圖形。2)二層式：二層式結(jié)構(gòu)是把各回路電氣設(shè)備按設(shè)備的輕重分別布置在二層樓房?jī)?nèi)，斷路器和電抗器布置在低層，母線和母線隔離開(kāi)關(guān)在二層。變電所借助屋外配電裝置架構(gòu)上的避雷針和獨(dú)立避雷針共同組成的保護(hù)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主控制室和屋內(nèi)配電要采用屋頂上的避雷帶。否則，應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算，采取降低接地電阻或加強(qiáng)絕緣等措施。35kV、66kV 配電裝置，在土壤電阻率不大于 500Ω110kV 及以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門(mén)型架構(gòu)上，土壤電阻率大于 1000Ω110kV 及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000Ω由于采用二層布置和六氟化硫全封閉組合電器，盡管造價(jià)較高，但節(jié)省了占地面積，具有較高的可靠性。（8）屋內(nèi)配電裝置的類(lèi)型1)單層式：所有電氣設(shè)備都布置在一層房屋內(nèi)。 2)平面圖平面圖是按比例畫(huà)出房屋、間隔、通道走廊及出口等平面布置情況的圖形，平面圖上示出的間隔只是為了確定間隔部位和數(shù)目，所以可不必畫(huà)出所裝電器，但應(yīng)標(biāo)出各部位的尺寸。（4）補(bǔ)償電容器室考慮電容器易爆，不能與主控制室及其配電裝置設(shè)置在同一室內(nèi)，但應(yīng)該盡量與同電壓級(jí)配電裝置靠近，以減少電纜的長(zhǎng)度。3） 主變油坑尺寸：主變實(shí)際上是放在油坑的導(dǎo)軌上，當(dāng)屋外單個(gè)油箱的油量在 1000kg 以上時(shí)，應(yīng)該設(shè)置可以容納 100%油量的儲(chǔ)油坑，坑中鋪厚度不小于 250mm 的卵石層，卵石的直徑為 50～80mm。變電所的類(lèi)型較多，它們的設(shè)施不盡相同，因此總平面布置也有差異，但節(jié)省變電所的占地面積是共同的要求。采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 31 （2）63kV 及以上配置裝置的斷路器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)和線路隔離開(kāi)關(guān)的線路側(cè)宜裝配接地刀閘。max?? （）39。 (.) 5492. 22SktISAQk ????采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 29 滿足熱穩(wěn)定要求。min20S??主變低壓側(cè)進(jìn)線選擇和校驗(yàn)主變低壓側(cè)進(jìn)線同樣選擇 LMY(10010)型導(dǎo)體，雙條三相水平布置，相間距離 a=，支柱絕緣子跨距 L=，由以上可得該選擇肯定能滿足熱穩(wěn)定要求。kAINbr402?低壓側(cè)短路電流最大值為 NbrKIkI?額定關(guān)合電流 shNeliki??80動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流： i es1=80kA,ies2=100kA，i sh=,iesish鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qk=( 2+10I2tk/2+I2tk)/12*t= =274kA2s ()I ?kt QSA?????滿足熱穩(wěn)定要求。 高壓開(kāi)關(guān)柜型號(hào)的選擇高壓開(kāi)關(guān)柜應(yīng)實(shí)現(xiàn)電器和機(jī)械的“五防閉鎖” ，防止誤操作，提高安全可靠性， “五防”的具體要求是：(1)防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌Ｖ髂妇€室是封閉的，不已落入灰塵和短路，可靠性高。GIS 封閉組合電器所配的套管是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件，供架空線與 GIS 連接使用。隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān) 3s額定短路耐受電流為 ， ，skAskAQk ??????222 .額定峰值耐受電流和額定短路關(guān)合電流均選擇為 80kA ，該隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)滿足熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定要求?？紤]防污，固該裝置布置在屋內(nèi)，3s 額定短時(shí)耐受電流選擇為 kA，額定電流選擇為 2022A。 110kV 半屋內(nèi) GIS 配電裝置的選擇本變電所高壓側(cè)為 110kV，可以選擇 ZF7A126 型 SF6 全封閉組合電器（GIS） ，該電氣設(shè)備為全三相共箱式結(jié)構(gòu)，靈活的模塊化設(shè)計(jì)可以滿足各種主接線的布置，各功能單元間隔具有運(yùn)輸方便、安裝調(diào)試周期短優(yōu)點(diǎn)，一般間隔寬度為 米。最大持續(xù)工作電流的計(jì)算如下：110kV 側(cè)主變壓器進(jìn)線 () AUSINg ???110kV 側(cè)出線 () )2(maxSINg ??穿6kV 主母線 () AUSINg ???6kV 母線分段回路 () 6kV 側(cè)主變引下線 (5.) . AUSINg ???110kV 側(cè)聯(lián)絡(luò)回路 (.6) )(axINg ??穿用戶線路：合成氨鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 )(%)1( AUPINg ??????尿素 )()1( ????輔助車(chē)間 )(%)( AUPINg ?????包裝 )()( ????生活區(qū) )(%)(cos3maxax AUPINg ?備用 )()(cos3maxaxINg ????（2）按短路狀態(tài)校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過(guò)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)允許值Qd≤Q y，Q d≤I 2t t，t=t pr+tab校驗(yàn)裸導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr 宜采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則采用能對(duì)該死區(qū)起保護(hù)作用的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；校驗(yàn)電器的短路熱穩(wěn)定時(shí)，tpr宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。目前我國(guó)生產(chǎn)的 3—35kV 各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。4）便于擴(kuò)建和安裝。2）間隔的類(lèi)型：根據(jù)其功能，間隔可分為進(jìn)線（發(fā)電機(jī)、變壓器引出線回路）間隔、出線間隔、旁路間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電壓互感器和避雷器間隔等。它的作用是接受電能和分配電能，發(fā)生故障時(shí)通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)操作，迅速切出故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行。等值電路的化簡(jiǎn)如圖 、圖 所示，其中： () . )(76. ???????XXX （）????450./109281 ?X等值容量為 MVASmax2ax1???? 計(jì)算短路電流采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 13 短路電流的計(jì)算方法有：同一變換法和個(gè)別變換法。供電可靠性高。 圖 內(nèi)橋接線 圖 單母線分段接線采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 9 6kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì)6～10kV 系統(tǒng)中，出線在 6 回或以上時(shí)一般使用單母線分段接線形式，當(dāng)用戶要求不能停電時(shí)可裝設(shè)旁路母線。對(duì)于屋內(nèi)配電裝置或采用 SF6 全封閉電器的配電裝置，可不設(shè)旁母。4)能限制短路電流，以便選擇價(jià)廉的設(shè)備。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于 6kV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。因而應(yīng)用范圍有限。對(duì)于 110kV—220kV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。6）變電站中主變低壓側(cè)所采用的并聯(lián)電容器應(yīng)根據(jù)占地、諧波等情況綜合考慮，宜優(yōu)先采用組合式電容器組，單只容量?jī)?yōu)先采用 100 千乏。的計(jì)算方法：cI架空線： （）)(10)3.~72(3ALUINC???式中：系數(shù)—有架空地線取 ；無(wú)架空地線取 ； Ue —線電壓 kV； L —線路長(zhǎng)度 km 。二、站用電設(shè)計(jì)在有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電站中，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同可互為備用的站用變壓器。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問(wèn)題。(1)主變壓器臺(tái)數(shù)：1）對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。在認(rèn)真閱讀原始材料，分析材料，參考閱讀《電力系統(tǒng)分析》 、 《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》和《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》以及《高電壓技術(shù)》等書(shū)籍，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算和系統(tǒng)的分析，完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)建設(shè)一座采用屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所。最后，根據(jù)各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備選擇，然后進(jìn)行校驗(yàn)。一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)備損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。本變電所為 TQ 有天附近的大型化肥廠的新建變電所，供給本廠工業(yè)及生活用電，為一終端變電所，有兩個(gè)電壓等級(jí)，分別為 110 kV 和 6kV。(2)變壓器容量：裝有兩臺(tái)變壓器的變電站，采用暗備用方式，當(dāng)其中一臺(tái)主變因事故斷開(kāi)，另一臺(tái)主變的容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 70%，考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證 80%負(fù)荷供電。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。本變電所沒(méi)有電源聯(lián)絡(luò)線，固本變電所采用兩臺(tái)站用變壓器，其容量：50kVA；站用變壓器應(yīng)選用低損耗節(jié)能型產(chǎn)品。2）電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)按分層分區(qū)和就地平衡原則配置，采取用戶端分散就地補(bǔ)償與地區(qū)變電站集中補(bǔ)償相結(jié)合的方式，以利于降低電網(wǎng)損耗和有效控制電壓質(zhì)量。7）110 千伏變電站無(wú)功補(bǔ)償（《河南電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)原則》 ）（1）變電站低壓電容器補(bǔ)償按補(bǔ)償主變損耗、留足備用的原則，經(jīng)調(diào)相調(diào)壓計(jì)算后，宜按如下配置：40 兆伏安主變： 兆乏+ 兆乏50 兆伏安主變：3 兆乏＋ 兆乏63 兆伏安主變：2 兆乏（2）對(duì)于電纜出線較多的變電站，應(yīng)考慮配置適當(dāng)?shù)蛪弘娍蛊?。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò) ％。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。中性點(diǎn)接地方式：