【正文】 ...............................................................23 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 ..................................................................................24 第五章 防雷保護設(shè)計 變電站的防雷保護具有以下特點 ...................................................................................26 變電站直擊雷防護 ........................................................................................................26 侵入波過電壓防護 ........................................................................................................26 避雷針保護范圍的計算 方法 ..........................................................................................26 第六章 110 kV 變電站設(shè)計注意事項 ....................... 28 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 附錄 Ⅰ： 短路電流計算書 ........................................... 32 附錄Ⅱ主接線圖 ........................................................ 37 10kV 配電裝置 ........................................................... 38 10kV 配電裝置圖 ........................................................ 39 附錄Ⅳ：避雷針保護范圍計算 .................................... 40 總 結(jié) ....................................................................... 41 后 記 ....................................................................... 42 參 考 文 獻 ............................................................. 43 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 1 前 言 隨著我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，各行各業(yè)對電網(wǎng)安全運行的可靠性要求也越來越高，并且供電量保持逐年增長，這對城配網(wǎng)的安全可靠運行要求越來越高。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。 110kV 變電站的設(shè)計擔負著很重大的使命，為城市的大型建筑和大型公用設(shè)備提綱著用電保障。杭州年最高氣溫 +39℃，年最低氣溫 6℃，年平均溫度 +16℃，但由于是地處城郊結(jié)合部，而且四周有山，所以此地的地面溫度比起杭州的平均溫度要低 1— 2 度左右。 3） 操作方便、安全：主接線還應(yīng)簡明清晰、運行維護方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。 缺點：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。具有一定的可靠性和可擴展性，而且比雙母線投資小 。 表 11 主接線方案比較表 項目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術(shù) 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 可靠性、靈活性差 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易擴建 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作 經(jīng) 濟 設(shè)備少、投資小 用母線分段斷路 器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 占地大、設(shè)備多、投資大 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟上則方案Ⅰ占優(yōu)勢。線路為 12 回及以上時，亦可采用雙母線。 圖 1. 5 電氣主接線簡圖 變電站低壓側(cè)未采用限流措施，待計算短路電流之后，再采用相應(yīng)的限流措施。 表 12 主接線方案比較 經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案Ⅰ。 負荷組成 根據(jù)任務(wù)書可知 WH 市有一市區(qū)變電所。 由公式 ? ?%1c os1 ?? ?? ??nitcpKS （ 21） 式中 sC —— 某電壓等級的計算負荷 kt —— 同時系數(shù)（ 35kV 取 、 10kV 取 、 35kV 各負荷與 10kV 各負荷之間取 、站用負荷取 ） а %—— 該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取 5% P、 cos? —— 各用戶的負荷和功率因數(shù) 1 . 站用負荷計算 S站 = () (1+5%) = ≈ 2. 10kV 負荷計算 S10KV=[(4+3+++++) +3/9 4] (1+5%) = 3. 35kV 負荷計算 S35KV= [(6+6+5+3)/+(+)/] (1+5%) = 4. 110kV 負荷計算 S110KV= (20/+++12/) (1+5%)+ S 站 =+ = 主變臺數(shù)、容量和型式的確定 在這次變電站設(shè)計中，可以采用一臺或兩臺主變壓器，下面對單臺變壓器和兩臺變壓器進行比較： 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 12 表 21 單臺變壓器和兩臺變壓器 的比較 比較 電臺變壓器 兩臺變壓器 技 術(shù)指 標 供電安全比 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 電壓損耗略大 電壓損耗略小 靈活方便性 靈活性 差 靈活性好 擴建適用性 稍差 好 正常運行時，變電所負荷由 110kV 系統(tǒng)供電，考慮到重要負荷達到 ，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺容量相同的變壓器并聯(lián)運行。故選兩臺 50MVA 的主變壓器就可滿足負荷需求。 5% 10． 5 11 17． 5 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 14 第三章 最大持續(xù)工作電流及短路電流的計算 各回路最大持續(xù)工作電流 根據(jù)公式 Smax = 3 Ue Igmax （ ） 式中 Smax 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負荷容量 Ue 各電壓等級額定電壓 Igmax 最大持續(xù)工作電流 Smax = 3 Ue Igmax Igmax =Smax / 3 Ue 則： 10kV Igmax = 10KV = 35kV Igmax = MVA/ 3 35KV = 110kV Igmax = MVA/ 3 110KV = KA 短路電流計算點的確定 短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故 障。 (4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 按網(wǎng)絡(luò)變換的原則，將網(wǎng)絡(luò)中的電源合并成若干組，例如，共有 g 組，每組用一個等值發(fā)電機代表。 (8)繪制短路電流計算結(jié)果表。 三相短路 注： f3 —— 主變低壓側(cè)并列運行； f339。 。 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù) 實際需要確定。 考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標，且由于SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。 、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。 LGJ— 185 型鋼芯鋁絞線即滿足熱穩(wěn)定要求，同時也大于可不校驗電暈的最小導(dǎo)體 LGJ— 70，故不進行電暈校驗。 35kV 以下的屋內(nèi)配電裝置的電 流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 23 絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。 選四臺單相帶接地保護油浸式 TDJJ35型 PT選用戶內(nèi)式 型號 額定電壓 (v) 接線方式 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 TDJJ35 35000/ 3 100/ 3 100/3 Y/Yo/? 準確度測量 準確度測量計算與保護用的電壓互感器，其二次側(cè)負荷較小，一般滿足準確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時才校驗準確度，此處因有電度表故選編 級。 我國規(guī)定： 1． 110KV 以上的配電裝置，一般將避雷針裝在構(gòu)架上，但在土壤電阻率大于1000 /??的地區(qū)，仍裝設(shè)獨立避雷針，以免發(fā)生反擊。 10KV 并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定裝設(shè)氧化鋅避雷器保護。 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 28 第六章 110 kV 變電站設(shè)計注意事項 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，作為電力工業(yè)的基層部門，其直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，并為電 力工業(yè)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和經(jīng)濟性提供保證。 3 負荷計算 無功計算負荷： Qca=Pcatgφ 有功計算負荷： Pca=Kd*P 視在計算負荷： Sca= Pca/cosφ 總的計算負荷為： Pca（∑） =K∑∑ Pca Qca（∑） =K∑∑ Qca Sca（∑） = P2ca（∑） +Q2ca（∑） 4 主變臺數(shù)的確定 站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。 7 電氣主接線設(shè)計 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體，各類發(fā)電廠、變電所分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電任務(wù)。主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人 員掌握。 變電所電氣主接線的選擇，主要取決于變電所在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。在正常情況下，一般采用分列運行方式，即正常時分段斷路器 QF3是斷開的，在 QF3上裝有備用電源自動投入裝置，當任一電源失電后， QF3 自動接通，保證全部線路 繼續(xù)供電（圖 2）。適用于進線線路較短，負荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換或電網(wǎng)有穿越功率經(jīng)過的場合（圖 4）。按其組裝方式，又可分為由電氣設(shè)備在現(xiàn)場組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。當只有 2 臺變壓器和 2 條線路時，可采用橋式接線。變電所的主接線形式有多種，其中常見的有：（ 1）線路 變壓器組接線。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或不必要的停電。因此，發(fā)電廠、變電所主接線必須滿足以下基本要求。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意 1 臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。 2 負荷分級 （ 1）一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，造成極大的政治、經(jīng)濟損失則屬于一級負荷。 當 mh 30? , 1?p ,30 120m h m?? 時，30 h h??； 120h? 按 120m 計算。 3． 60KV 的配電裝置，在土壤電阻率大于 500 /??的 地區(qū)宜采用獨立避雷針，在土壤電阻率小于 500 /??的土壤容許采用構(gòu)架避雷針。 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 電壓等級 110kV 35kV 10kV 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 25 電氣設(shè)備 高壓斷路器 LW14110 ZN2335 ZN10 隔離開關(guān) GW4110G GW435 GN810 電流互感器