【正文】 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，便于擴(kuò)建。 （ 2）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。變電站容量確定原則如下： （ 1）按供電負(fù)荷和 5～ 10 年規(guī)劃負(fù)荷確定 （ 2）重要變電站 按一臺停運(yùn)其余滿足負(fù)荷的供電。 變壓器型號的確定 變壓器相數(shù)的確定： 在 330kV及以下的電路系統(tǒng)中，一般采用三相變壓器。 2 %以內(nèi)；有載調(diào)壓的調(diào)整范圍可達(dá) 30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，只有在以下情況才予以選用：接于輸出功率變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器二次電壓維持在一定水平時(shí)，接于時(shí) 而為送端、時(shí)而為受端、具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)。 8? %kV 中壓側(cè)調(diào)壓范圍： 37177。 短路計(jì)算選擇有足夠 機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。 （ 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 （ 2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償放電電流的影響。對繼電保護(hù)而言，則是指在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路時(shí)，通過該保護(hù)的短路電流為最大時(shí)的系統(tǒng)連接方式。 基本假定 （ 1）系統(tǒng)運(yùn)行方式為最大運(yùn)行方式。 表 41 常用基準(zhǔn)值表（ Sj＝ 100MVA） 基準(zhǔn)電壓 Uj（ kV） 37 115 230 基準(zhǔn)電流 Ij（ kA） 基準(zhǔn)電抗 Xj（ Ω） 132 530 各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 電路元件的標(biāo)幺值為有名值與基準(zhǔn)值之比，計(jì)算公式如下： jUUU ?* （ 44） jSSS ?* （ 45） jjj SUIIII 3* ?? （ 46） 2* jjj USXXXX ?? （ 47） 采用標(biāo)幺值后，相電壓和線電壓的標(biāo)幺值是相同的，單相功率和三相功率的標(biāo)幺值也是相同的，某些物理量還可以用標(biāo)幺值相等的另一些物理量來代替，如 I*=S*。 變壓器 NjkT SSUX ?? 100%* Uk%為變壓器短路電壓百分值， SN 為最大容量線圈額定容量。 短路計(jì)算的目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 三相短路：一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 以及自耦變壓器等回路中的單相 (或兩相 )接地短路較三相短路的情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。 （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： ich? idw Ich? Idw 上式中 ich、 Ich—— 短路沖擊電流幅值及其有效值； idw、 Idw—— 允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值； 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。 （ 2）隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。母線型號選擇 LGJ185/30，允許長時(shí)工作電流 Ial=533A，校驗(yàn)合格。 35kV 以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五柱電壓互感器。 選四臺單相帶接地保護(hù)油浸式 TDJJ35 型 PT 選用戶內(nèi)式 表 55 35kV側(cè)電壓互感器參數(shù)表 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/Y/? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 準(zhǔn)確度測量： 準(zhǔn)確度測量計(jì)算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時(shí)才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編 級。 安裝避雷針的架構(gòu)支柱應(yīng)與配電裝置接地網(wǎng)相連接。 （ 2）空氣中：由獨(dú)立避雷針到配電裝置導(dǎo)電部分之間以及到配電裝置電力設(shè)備與架構(gòu)接地部分之間的空氣距離 Sk≥ +（ m），式中 h 是被保護(hù)物考慮點(diǎn)的高度。 接地裝置 本變電站的接地裝置有以下三種： （ 1）工作接地，作用是保證電力系統(tǒng)正常工作而接地。在焊接點(diǎn)必須刷防銹漆 2 遍，并涂熱瀝青處理。 （ 2） 35kV、 10kV屋內(nèi)配電裝置、建筑物室內(nèi)等設(shè)置必要的手車式或手提式干粉滅火器，室外設(shè)有消防水栓。 通風(fēng) 該站初設(shè)為無人值班變電站 ,該站采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。 、防盜、防火報(bào)警系統(tǒng) 在變電所主要區(qū)域都安裝有防盜、防火探頭。 監(jiān)控 本變電所按無人值班設(shè)計(jì)，要求該所具有較高的安全監(jiān)控系統(tǒng)。 （ 4）對電纜防火采取以下措施： 在同一溝道內(nèi)，動(dòng)力電纜與控制電纜分層布置。為了避免雷電對變電設(shè)備造成破壞，通常對變電站進(jìn)行防雷保護(hù)，本章對變電站防雷進(jìn)行了保護(hù)設(shè)計(jì)，采用了防雷設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可以抵抗一定程度的雷電作用。 本次設(shè)計(jì)，接地網(wǎng)采用垂直接地和水平接地干線聯(lián)合構(gòu)成；在避雷針、避雷器及主變壓器附近增加垂直接地極，加強(qiáng)散流作用，接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)小于 歐姆。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 上述的接地可與總接地網(wǎng) 連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于 10Ω。 在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。由于是初步設(shè)計(jì)，所以只考慮 A 類雷擊目的物的防雷保護(hù)，包括屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線及母線橋等。 35kV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè) PT 是當(dāng)首端有電源時(shí)，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。 根據(jù)： UU ge max? II gj max? 選擇型號為 LCWB6110W 型。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。 （ 6）帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適 于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 電氣設(shè)備選擇技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 5 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇要求 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異 ,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。 （ 4）所有電源的電動(dòng)勢相位角相同。 其中線路電抗值的計(jì)算中， 0X 的取值為： 6～ 220kV架空線，取 Ω/km 35kV三芯電纜，取 Ω/km 6～ 10kV三芯電纜，取 Ω/km 表 42 中 SN、 Sb 單位為 MVA， UN、 Ub 單位為 kV， IN、 Ib 單位為 kA。39。 （ 4）忽略對計(jì)算結(jié)果影響較小的參數(shù)，如元件的電阻、線路的電容以及網(wǎng)內(nèi)的電容器、感性調(diào)和及高壓電機(jī)向主電網(wǎng)的電能反饋 等。所以變壓器高壓側(cè)的短路點(diǎn)電流為變電站高壓側(cè)投入的，斷路器閉合時(shí)，流過變壓器高壓側(cè)的短路電流。 最大最小運(yùn)行方式分析 在選擇保護(hù)方式分析時(shí)，對大多數(shù)保護(hù)都必須認(rèn)真分析與考慮哪種運(yùn)行方式來作為計(jì)算的依據(jù)，一般而言所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在系統(tǒng)的各種故障參數(shù)增加而動(dòng)作的保護(hù)，如電流保護(hù)，通常應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來確定保護(hù)的定值，以保證選擇性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)行方式下能保證選擇性。 （ 7）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。計(jì)算電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作的影響等，也包含有短路計(jì)算的內(nèi)容。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 4 短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的原因與目的 電力系統(tǒng)由 于設(shè)備絕緣破壞，架空線路的線間或?qū)Φ孛鎸?dǎo)電物短接，或雷擊大氣過電壓以及工作人員的誤操作，都可能造成相與相、相與地之間導(dǎo)電部分短接，短路電流高達(dá)幾萬安、幾十萬安培。中小型變壓器通常采用依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管形輻射式冷卻器及電動(dòng)風(fēng)扇的自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式散發(fā)熱量。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型“ Y”和三角型“ d“兩種，為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組為“ d”型。變壓器臺數(shù)確定原則如下： （ 1）與系統(tǒng)聯(lián)系緊密大中站， 2 臺以上。 圖 21 單母線分段接 線 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 圖 22 雙母線接線 本章小結(jié)： 本章主要對變電站三個(gè)電壓側(cè)（ 110kV、 35kV 和 10kV）的主接線方式進(jìn)行方案分析比較。 適用范圍：這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。 方案 II：采用雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度靈 活，擴(kuò)建方便。 適用范圍：一般適用于出線回路多，容量較大的配電裝置中， 3560kV出線數(shù)超過8 回，或連接電源較大，負(fù)荷較大時(shí)。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。因此變電站設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足一下基本要求： 運(yùn)行可靠 斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。該變電站帶負(fù)荷情況見表 1表 12。 transformer。低壓側(cè)電壓為 10kV，有十四回出線。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。 the middle voltage rate is 35kv, which has eight routes。所處自然條件： 年最高氣溫： 45℃ 年最底氣溫： 5℃ 年平均氣溫 ： 18℃ 最熱月平均最高溫度： 30℃ 土壤溫度： 25℃ 土壤電阻率： 7000Ω .cm 該變電站建成后主要作為供給城郊的工廠以及一部分城郊居民生活用電。其中包括設(shè)計(jì)背景，環(huán)境資料，以及變電站近期所供給的對象以及負(fù)荷容量進(jìn)行資料收集整理，并且提出待設(shè)計(jì)變電站的一次部分設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 缺點(diǎn)：（ 1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 缺點(diǎn)：（ 1）可靠性差。 適用范圍： 6 10kV配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)。 （ 3）非重要變電站按一臺停運(yùn) ,其余變滿足全部負(fù)荷（ 70~80） %。 繞組數(shù)的確定： 在具有三種電壓的變電所中，如果通過主變壓器的功率達(dá)到該主變壓器容量的 15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需要裝設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 為了保證供電質(zhì)量， 110kV 及以下變壓器應(yīng)至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 2? %kV 本章小結(jié)： 本章針對變電站計(jì)劃運(yùn)行的情況，對負(fù)荷功率進(jìn)行計(jì)算。為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。 （ 4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 （ 3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的點(diǎn)；對帶電抗器 6— l0kV 出線，選擇母線到母線隔離開之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取在電抗器之前、其余導(dǎo)體和電器的 計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。本設(shè)計(jì)題目中，本變電站的最大運(yùn)行方式為兩臺 63MVA 的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，以及所有負(fù)荷投入時(shí)的運(yùn)行方式。 （ 2）磁路飽和、磁滯忽略不計(jì)。 電抗標(biāo)幺值和有名值的變換公式如表 42 所示。 電抗器 2NN*SI 3U100 %jjkk UXX ??? Xk%為電抗器的百分電抗值。 短路電流計(jì)算的規(guī)定： （ 1）電力系統(tǒng)中所用電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 短路計(jì)算 具體短路計(jì)算如下： 最大三相短路電流分別出現(xiàn)在 d d2 和 d3 短路點(diǎn)處，如下圖 41 所示 圖 41 短路接線圖 MVASd 100? avrd UU ? = kVkVkVU ddd 1 5 321 ??? 、 kAUSI ddd 11 ?? 、 kAUSI ddd 22 ?? 、 kAUSI ddd 33 ?? 線路： d1 ?????? SX； 變壓器： 30100100 d32 ?????? ?? nSXX； 30100100 d54 ?????? ??