【正文】 或不接地運行，同時低壓側或中壓側有電源 。為保護分級絕緣變壓器的中性點，一般中性點裝設放電間隙。 單側電源的三繞組變壓器，當三側容量相同時，過負荷保護只裝在高壓側。為提高縱聯差動保護的可靠性，采用雙重化配置。作為變壓器內部和外部單相接地故障的后備保護 。 ③ 有載調壓變壓器，調壓系統(tǒng)故障應動作于信號或跳閘。 ? 輔助保護： ① 冷卻系統(tǒng)故障、油溫升高超過允許值時，應動作于信號或跳閘。電 源側保護應也設兩段時限，以較短時限斷開中壓側斷路器，以較長時間斷開變壓器各側斷路器。 ? 縱聯差動保護。但零序過電壓保護的動作時限應盡可能的短，只需躲過暫態(tài)過電壓的時間。當變壓器中性點不接地，而且所在系統(tǒng)也失去接地中性點，發(fā)生接地故障時，零序過電壓保護經 ～ 斷開變壓器各側斷路器。變壓器的接地保護方式與變壓器的形式、中性點接地方式以及所連接的系統(tǒng)的中性點接地方式有關。 ? 110kV～ 220kV 降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯絡變壓器，用過電流保護不能滿足靈敏性要求時，采用復合電壓啟動的過電流保護和復合電流保護。 ? 在發(fā)生穿越性短路，差動回路內出現最大不平衡電流時，總差動保護不應該動作。 ③ 有載調壓變壓器，調壓 系統(tǒng)故障應動作于信號或跳閘。雙套差動保護可 采用相同原理，也可采用不同原理。變壓器的過負荷可能由于負荷的自然增長，也可能由于切除并聯變壓器后，造成剩余的變壓器過負荷。但要及時發(fā)出預告信號，由運行人員處理。 變壓器內部的各種短路都將產生電弧，引起主絕緣燒毀，絕緣油分解，內壓增大， 有可能引起油箱爆炸起火。 而軟導體不必進行動穩(wěn)定校驗。 導體的布置方式應根據載流量的大小，短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。通過對有載調壓變壓器的變比和 無功功率補償裝置輸出無功功率 的控制，可以調節(jié)電力系統(tǒng)電壓和無功功率補潮流。 ? 直接接在輸電線路兩端的并聯電抗器。 氧化鋅避雷器是當前最先進的過電壓保護設備，與傳統(tǒng)碳化硅閥式避雷器相比，具有優(yōu)良的非線性，動作迅速，殘壓低，通流量大，無續(xù)流，結構簡單，可靠性高。 ? 懸式絕緣子 根據所在電網的電壓選擇絕緣子的額定電壓，并根據電壓等級選擇絕緣子片數。 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 50 頁 ① 選擇種類和型式 應根據裝設地點和使用條件 選擇電壓互感器的種類和型式。 220kV、 110kV 變壓器回路 配置帶有兩個二次繞組的電流互感器，分別用于繞組測溫和備用。 斷路器 ① 選擇種類和型式 選擇斷路器種類和型式 時，應依據各類斷路器的特點及使用環(huán)境、條件決定。 此外，還應按電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類（屋內或屋外）和型式（防污型、防爆型、濕熱型等）的選擇。 一般非高原型的電氣設備使用環(huán)境的海拔高度不超過 1000m， 當地區(qū)海拔超過制造廠家的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。在計算時有以下假設： ? 故障前為空載，即負荷略去不計，只計算短路電流的故障分量 ? 故障前所有節(jié)點電壓均等于平均額定電壓，其標幺值等于 1 ? 系統(tǒng)各元件的電阻忽略不計（ 1kV以上的高壓電網） ? 只計算短路電流基頻的周期分量 短路計算的步驟 一般 三相短路電流產生的熱效應和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進行計算。 10kV 單母線分段接線 母線和母線隔離開關可分段輪流檢修；對重要用戶可從不同母線段引雙回路供電，當一段母線發(fā)生 故障單母線接線 母線或母線隔離開關檢修，整個配電裝置將全停，可靠性不高；當任一連接元件故障，斷路器拒動或母線故障 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 8 頁 共 50 頁 或任一連接元件故障，斷路器拒動時，由繼電保護動作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內，非故障母線繼續(xù)運行，整個配電裝置不會全停，也保證對重要用戶供電，提高了可靠性 。 ? 110kV 220kV 降壓變電站中的 110kV 配電裝置，通常是地區(qū)配電網的電源點，出線回路比較多。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應經濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數，盡量避免兩次降壓而增加電能損耗。 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 50 頁 ? 經濟性 在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經濟性之間。 ? 靈活性 電氣主接線應能適用各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉換，包括以下幾個方面： ① 操作的方便性。本變電站主變采用強迫油循環(huán)風冷。 ? 繞組數： 220～ 330kV 具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓 器各側繞組的功率可達到該變壓器額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設無功補償設備時，均宜采用三繞組變壓器。 ? 110kV 出線方案 桐柏 220kV 變電站建成后，主要供電范圍將為桐柏縣的負荷。桐柏 220kV 變電站的低壓側選擇 35kV 電壓等級也無法替代一座 110kV 變電站。桐柏縣電網目前高 壓輸電網電壓等級為 110kV、 35kV。而且依靠 110kV線路供電將造成長距離的輸電，線損較高，電壓質量較低。 考慮該地區(qū)域唐河 、社旗縣已有 220kV變電站，因此，“十一五”期間建設桐柏 220kV變電站是必要的。因此對東南部三縣一區(qū)進行電力平衡，校核電網的變電容量和供電能力。由于田園變 T 接于唐桐線，在唐桐線故障檢修的情況下，桐柏變可由大河變轉供，而田園變將沒有第二電源而全站停電。桐柏 220kV 變電站投運之后，對于桐柏電網，避免了長距離的輸電，縮短了 110kV電壓等級的輸電半徑，降低了損耗，提高了桐柏縣的電壓質量。對于桐柏 220kV 變電站，其低壓側可以選擇35kV或 10kV。 變電站接入系統(tǒng)方案的確定 ? 220kV 出線方案 由于桐柏縣位于南陽供電區(qū)的東南部，因此桐柏 220kV 變電站的定位為末端 站 ，其主要供電范圍為桐柏縣的負荷。桐柏 220kV 變電站距 110kV 唐桐線較近，所以∏接110kV 唐桐線。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式一般是 Y 和 Δ ，高、中、低壓三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。在 220kV 及更高的變壓器中采用分級絕緣的效益是比較顯著的，而且運輸、安裝方便。電氣主接線在正常運行時，要能根據調度的要求，方便地改變運行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。主接線應簡單清晰，并要適當采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關電器數量，選用廉價的電器或輕型電器，以便降低投資。 ? 變電站主接線的選擇應考慮電網安全運行的要求，還應滿足電網出現故障時應急處理的要求。 ? 10kV 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 7 頁 共 50 頁 在降壓變電站中， 6～ 10kV 側所連接的元件是到用戶去的饋電線，無功補償設備，站用變壓器等，對重要用戶都采用雙回或多回供電，通常采用單母線分段接線。所以 ， 綜合分析，選用方案一為最終設計方案，即 220kV， 110kV采用雙母線接 線， 10kV采用單母線分段接線。 短路計算結果 ( ),100 avBB UUM V AS ?? 表 31 短路編號 短路位置 短路電流 I =I? （ kA） 沖擊電流 shi （ kA） 基準電壓 BU （ kV） 1K 220kV母線 230 2K 110kV母線 115 3K 10kV母線 44 112 4. 電氣設備與母線的選擇與校驗 電氣設備的選擇與校驗 電氣設備選擇的一般條件 按正常工作條件選擇電氣設備 ? 額定電壓 電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化，有時會高于電網的額 定電壓，故所選電氣設備的允許最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓。對于 110kV 及以 下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2020m以 下使用。滿足動穩(wěn)定的條件為 shes ii ? 式中 shi ― 短路沖擊電流幅值 ， kA esi ― 電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值 ， kA 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： ① 用熔斷器保護的電氣設備，其熱穩(wěn)定有熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。但由于隔離開關不用接通和切斷短路電流，故無需進行開斷電流的校驗。 ① 選擇種類和型式 選擇電流互感器種類和型式時，應根據安裝地點和安裝方式選擇。單個單相式電壓互感器的二次繞組電壓為 100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為 100/ 3 V。 ③ 校驗動穩(wěn)定 PFFHH ? 式中 1H ― 絕緣子底部導體距導體水平中心線的高度 ， m H ― 絕緣子高度 ， m 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 15 頁 共 50 頁 PF ― 絕緣子抗彎破壞強度 ， N maxF ― 發(fā)生短路時，絕緣子受力 ， N 避雷器 避雷器的配置： ? 在 220kV、 110kV、 10kV的每段母線上裝設避雷器。維持電力系統(tǒng)的頻率和電壓在允許范圍之內變動，對保證電力系統(tǒng)負荷的正常運行和電力系統(tǒng)自身的安全至關重要。 ? 發(fā)電機或同步調相機。此外，母線表面有棱角或不光滑，曲率半徑太小，都容易出現高電場集中，也容易發(fā)生電暈，電壓等級較高的母線一般不采用有棱角的截面形狀，而廣泛采用表面比較光滑的圓形截面形狀，如鋼芯鋁絞線，圓管形鋁合金硬母線等，而且直徑不可太小。而配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量不大，可按長期工作電流選擇。當變壓器發(fā)生故障時 ，能盡快地切除變壓器，使故障造成的損失減到最小，使故障后的變壓器更容易修復。 ? 調壓開關系統(tǒng)故障引起的局部繞組過熱，調壓開關滅弧機構不良引起的內部故障。對 220kV 變壓器，因220kV 線路都配備有完善的保護裝置，且 220kV 系統(tǒng)線路故障引起變壓器過電流的作用時間一般較短，所以遠區(qū)故障對變壓器的影響 較小。瓦斯保護分重瓦斯和輕瓦斯保護，重瓦斯保護動作于跳閘，輕瓦斯只動作于信號。首先應考慮采用簡單的電流 /電壓作為相間故障后備，當電流 /電壓保護不能滿足靈敏度或需要滿足保護配合的要求時，可考慮裝設阻抗保護。運行實踐證明，在裝有瓦斯保護的情況下，凡是油箱內故障，瓦斯保護幾乎都有反應。 變壓器的相間故障后備保護 變壓器的相間故障后備保護的作用主要是防御外部相間短路引起的變壓器過電流。低壓側保護可設兩段時限，以較短時限斷開低壓側母聯或分段斷路器，以較長時間斷開變壓器低壓側斷路器。此時接地保護的配置要考慮可能出現的各種運行情況 ，不僅要考慮對變壓器可能出現的過電流，同時還要考慮變壓器中性點可能出現的過電壓。當中性點接地刀閘斷開時，經放電間隙接地。當三側容量不相同時，在電源側和容量較小的一側裝設過負荷保護。 ? 相間故障后備保護。本變電站的主 變的中性點可能直接接地或不接地運行，中性點接地刀閘斷開時，經放電間隙接地。 ④ 變壓器油箱的壓力釋放裝置動作，