【正文】 路計算時間，驗算 熱穩(wěn)定的計算時間 kt 為繼電保護動作時間 tpr 和相應(yīng)斷路器的全開斷時間 abt 之和，既 k pr abt t t?? ab in at t t?? 式中 abt ：斷路器全開 斷時間； prt ：后備保護動作時間； int ：斷路器固有分閘時間； at：斷路器燃弧時間，對少油斷路器為 , 對 6SF 和壓縮空氣斷路器為 。 環(huán)境保護： 選用電器，尚應(yīng)注意電器對周圍環(huán)境的影響，根據(jù)周圍環(huán)境的控制標準，要對制造部門提出必要的技術(shù)要求。 一般原則： （ 1）應(yīng)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； （ 2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校驗； （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （ 4）應(yīng)與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)該協(xié)調(diào)一致； （ 5）同類設(shè)備應(yīng) 盡量較少品種； （ 6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 設(shè)計中應(yīng)注意的問題 為什么計算三相短路電流值？而不計算單相、兩相短路時電流值？ 因為一般供電系統(tǒng)中已采取措施，使單相短路電流值不超過三相短路電流，而當短路點離電源較遠時，也就是當 *X ＞ 時，兩相短路電流值通常小于三相短路電流值，因而在短路電流計算中應(yīng)以三相短路電流計算作為基礎(chǔ)。 沖擊電流的計算 三相短路發(fā)生后的半個周期（ t=）短路電流 的瞬時值達最大，稱為沖擊電流 shi 。標幺值為各電路元件有名值與基準值之比。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 第三章 短路電流計算 短路電流計算的目的： 電氣主接線比較； 選擇導(dǎo)體和電器； 確定中性 點接地方式； 計算軟導(dǎo)體的短路搖擺； 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離； 驗算接地裝置的接觸電壓、跨步電壓； 選擇繼電保護裝置和進出整定計算。 綜合以上分析，本變電所 220kV 側(cè)選用雙母線接線方式 60kV 側(cè)接線方式的選擇與論證 60kV 側(cè)采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線。本變電所用戶較多，負荷容量較大， 要求供電可靠性較高。 單母線分段帶旁路母線的缺點為： 接線不夠靈活。 單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點： （ 1）任一臺斷路器拒動，將造成與該斷路器相連母線上其它回路的停電。當某一回路的一組母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關(guān)進行檢修，不影響其它回路。 靈活性 滿足運行、檢修要求和擴建要求。應(yīng)根據(jù)負荷的大小和分布，負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。將電路中各種電氣設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結(jié)圖，稱為電氣主接線圖。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風(fēng)冷。其所附加的工 程造價，通常在短期內(nèi)可回收。 B、主變臺數(shù)的確定：為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變壓器 ，但一般不超過兩臺。 （母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補償電容器）。 圖 21 電力系統(tǒng)接線方式 60kV 側(cè)負荷表如下： （重要負荷占總負荷的 65﹪，同時率系數(shù) ，線損率為 5﹪） 待 設(shè) 計 的變 電 所 290MVA Ud﹪ = 2 Xd= 220KV 2 60KM 2 100KM 電力系統(tǒng) 750MV A X*=（ SJ=100MVA） 2 90KM COSφ = 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 序號 負荷名稱 最大符合（ KW） 功率 因素 出線 方式 出現(xiàn) 回路數(shù) 附注 近期 遠期 1 紅旗機械廠 9000 15000 架空 2 有重要負荷 2 農(nóng)機廠 5000 10000 架空 2 有重要負荷 3 電視機廠 4000 8000 架空 2 有重要負荷 4 農(nóng)電一號 3000 7000 架空 1 有季節(jié)性重要負荷 5 農(nóng)電二號 3000 7000 架空 1 有季節(jié)性重要負荷 6 市區(qū)一號 3000 6000 架空 2 有重要負荷 7 市區(qū)二號 3000 6000 架空 2 有重要負荷 8 市區(qū)三號 3000 6000 架空 1 Ⅲ類負荷 食品廠 3000 5000 架空 1 Ⅲ類負荷 其它條件 5%。 由于電力電能的重要特點是不能儲存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時進行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個 整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng) 對電力系統(tǒng)運行的基本要求 電力系統(tǒng)的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機人身和設(shè)備的安全運行，造成十分嚴重的后果，給國民經(jīng)濟帶來嚴重的損失，因此，對電力系統(tǒng)的運行首先要保證供電的可靠性。本次設(shè)計主要是一次變電所電氣部分的設(shè)計，并做出闡述和說明。本次設(shè)計是我們在校期間進行的最后一個非常重要的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是我們學(xué)生全面運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識對實際問題進行設(shè)計（或研究）的綜合性訓(xùn)練，同 時還是我們將來走向工作崗位而奠定的基本實踐。 本論文介紹了文關(guān) 220kV 降壓 變電所電氣部分初步設(shè)計，從設(shè)計任務(wù)上來看，共分為七大步驟。另外，許多生產(chǎn)部門用電進行控制，容易實現(xiàn)自動化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。其次，電能經(jīng)過高壓輸電線路，還可輸送很長的距離，供給遠方用電。熟悉各種設(shè)計規(guī)程和設(shè)計原理，設(shè)計過程中要針對變電所的規(guī)模和形式，具體問題具體分析。 進行本變電所防雷保護的規(guī)劃設(shè)計等七大步驟，本論文結(jié)合電氣的有關(guān)規(guī)程進行設(shè)計。 本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對 220/60kV降壓變電所畢 業(yè)設(shè)計論文。 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 1 第一部分 原始資料分析 第一章 引 論 電力系統(tǒng)的一般概念 電能是社會主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因為考慮經(jīng)濟原因，發(fā)電廠大多建在動力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進行轉(zhuǎn)接，在進一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。 本變電所位于某城市南郊附近的平原地帶，平均海拔 400 米，交通方便，地區(qū)年平均溫度 17℃，最高溫度 40℃，最低溫度 16℃ 電力系統(tǒng)接線方式如 (圖 21)所示 ： 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機均為汽輪發(fā)電機，送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為 歐姆 /公里。 。 主變?nèi)萘窟x擇的有關(guān)規(guī)定及原則 A、主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 SDJ161— 85有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計決定進行。 (2) 系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器，對新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器。 E、變壓器的冷卻方式： 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計 7 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷，強迫油循環(huán)風(fēng)冷，強迫油循環(huán)水冷，強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 其參數(shù)如表 11： 表 11 所選 SFPZ4— 63000/220 變壓器的主要參數(shù) 型 號 額 定 容 量 額 定 電 壓 (kV) 連 接 組 別 損耗 阻 抗 電 壓 空 載 電 流 冷 卻 方 式 (kW) （ %） （ %） SFPZ4 63000/ 220 (kVA) 高 壓 Yn,d11 空載 P0=78 強迫油循環(huán)風(fēng)冷 220 8 %貝 63000 低 壓 負載 Pk=290 66 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 第二章 電氣主接線選擇 概 述 電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)、互感 器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路。 2）考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模 變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù) 510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。 2) 可靠性的具體要求： a、 斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電； b、 斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少可停運回路數(shù)和停用時間，并且保證一級負荷及全部或大部分 二級負荷供電； c、 盡量避免全部停運的可能性。 （ 2）檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路。在個別回路需單獨進行實驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。 檢修任一回路斷路器時不中斷對用戶的供電。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 （ 1）可靠性。 本變電所 220kV 配電裝置進線回數(shù)為 2回，主要從可靠性和靈活性考慮可以采用雙母線接線方式。 綜合以上分析，本變電所 60kV 側(cè)選用雙母線帶旁路接線方式。 電路元件參數(shù)的計算 高壓短路電流的計算一般只計及各元件的電抗，采用標幺值。 有限電源供給的短路電流 先將電源對短路點的等值電抗 NXS ，歸算到以電源容量為基準的計算電抗 jsX ，然后按 jsX 值查相應(yīng)的發(fā)電機運算曲線，或查發(fā)電機的運算曲線數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標幺值。 三相短路電 流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和載流部分的熱穩(wěn)定。 電氣設(shè)備選擇的一般要求： 總的原則：按照正常工作條件進行選擇，按照短路條件進行校驗。 本次設(shè)計的變電所的年平均氣溫為 16 度，在其它條件上無特殊要求。所用接線方式，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按切換過程中可能并列運行的接線方式； 機組容量較大，短路的種類可按三相短路考慮； 短路計算點應(yīng)選擇在正常接線方式下，通過導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的地點。支持式使用是和母線工作電壓的支持絕緣子把母線固定在鋼架或墻板等建筑物上。一般電磁式操動機構(gòu)需配專用的直流合閘電源， 但其結(jié)構(gòu)簡單可靠；彈簧式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整需求較高；液壓操動機構(gòu)加工精度要求較高，操動機構(gòu)的形式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運行可靠性進行選擇。 準確度等級和副邊負荷選擇 為了保證測量儀表的準確度，電流互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有等三繞組的單相電壓互感器組。 中性點直接接地系統(tǒng)中，保護變壓器中性點的閥型避雷器選擇 1. 滅弧電壓 Uml UmlkmUxg 式中 km:一般取 km=1 工頻放電電壓下限 Ugfx Ugfx 2． 工頻放電電壓上限 Ugfs 和殘壓 Ubc5 的選擇 Ugfs 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 Ubc51/kUcs 式中 : Ugs:變壓器內(nèi)絕緣一分鐘工頻試驗電壓 Ubc5:避雷器在時的殘壓 Ucs:變壓器內(nèi)絕緣沖 擊試驗電壓 K:配合系數(shù)，對普通閥型避雷器取 k= 對磁吹閥型避雷器 K= 變壓器中性點氧化鋅避雷器的選擇 變壓器中性點絕緣的沖擊試驗電壓與氧化鋅避雷器 1kA 雷電沖擊殘壓之間應(yīng)至少有 20%的裕度。配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護和搬運的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定的。 高壓配電裝置和設(shè)計原則及要求 : 配電裝置是變電所的一個重要組成部分，電能的匯集和分配是通過各級電壓的配電裝置實現(xiàn)的，因此，在設(shè)計配電裝置時應(yīng)滿足以下的要求： 保證工作的可靠性和防火性的要求。 220kV 及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 電流互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇： ： e ewUU? maxegII? 式中： Ue、 Ie 為電流互感器的一次額定電壓和額定電流 電流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A，強電系統(tǒng)用 5A。 220kV及以下屋外配電裝置中常采 用雙柱式隔離開關(guān)。 高壓斷路器的選擇 在各種電壓等級中變電所的設(shè)計中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。其中矩形截面優(yōu)點是散熱面積大，便于固定和連接，但電流集膚效應(yīng)強烈，常用于容量為 50MW 及以下的發(fā)電機或