【正文】 .................. 44 電流互感器的選擇 ...................................................................................... 44 電流互感器的校驗(yàn) ...................................................................................... 45 電壓互感器的選擇 ...................................................................................... 47 6 防雷保護(hù) ............................................................................................................................ 48 直擊雷保護(hù) ............................................................................................................. 49 侵入波保護(hù) ............................................................................................................. 49 變電所接地裝置 ..................................................................................................... 50 7 配電裝置 ............................................................................................................................ 51 配電裝置概述 ......................................................................................................... 51 配電裝置的類型及其特點(diǎn) .......................................................................... 51 配 電裝置型式的選擇 .................................................................................. 52 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 ..................................................................... 52 屋內(nèi)配電裝置 ......................................................................................................... 53 屋外配電裝置 ......................................................................................................... 53 8 結(jié)論與展望 ........................................................................................................................ 56 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 V 致謝 .......................................................................................................................................... 57 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 58 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 1 緒論 變電站概 述 變電站在電力系統(tǒng)中的地位 電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電氣的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)供電的可靠性是其能不間斷供電的可靠程度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 3000MW 以及上系統(tǒng)不超過177。 我國(guó)現(xiàn)階段電力設(shè)備的額定電壓分三類： 第一類額定電壓在 100V 以下，這類電壓主要用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的照明、蓄 電池及開關(guān)設(shè)備的操作電源中； 第二類額定電壓高于 100V，低于 1000V，這類電壓主要用于低壓三相電動(dòng)機(jī)及照明設(shè)備，常見的有 380V 和 660V； 第三類額定電壓高于 1000V，這類電壓主要用于發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路及設(shè)備。而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，各個(gè)電壓等級(jí)變電站都能實(shí)現(xiàn)無人值守 ,由此可見，在國(guó)內(nèi)外無人值守變電站之間、國(guó)內(nèi)外變電站自動(dòng)化系統(tǒng)之間都還有很大的差異。 近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，電氣設(shè)備趨于無油化，采用 SF6氣體絕緣的設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國(guó)產(chǎn) GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。半地下變電站是指主變壓器布置在地上，其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變壓器及其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。 L1 長(zhǎng) 12km， L2長(zhǎng) 30km， L3長(zhǎng) 80km， L4長(zhǎng) 25km。 線路由系統(tǒng)變電所 S1,南墻出發(fā)至 RM變電所南墻上，全長(zhǎng)共 12km。 電氣主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 對(duì)電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)規(guī)模龐大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，其主接線的質(zhì)量的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。 (4)經(jīng)濟(jì)上合理 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，使其盡可能的發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)效益。在 110~220kV 變電所中，一般采用雙母線。我國(guó)電力 安全規(guī)程規(guī)定 35kV 及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，以保證供電可靠性。 （ 2）主接線方案的擬定與選擇 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)任務(wù)書的要求，在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源進(jìn)線數(shù)和出線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級(jí)別、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個(gè)可行的主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。直接費(fèi)指在安裝設(shè)備過程中直接消耗在該設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用；間接費(fèi)指安裝設(shè)備過程中為全工程項(xiàng)目服務(wù)，而不直接耗用在特定設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用；稅金是指國(guó)家對(duì)施工企業(yè)承包安裝工程的營(yíng)業(yè)收入所征收的營(yíng)業(yè)稅、教育附加和城市維護(hù)建設(shè)稅。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，一級(jí)負(fù)荷占 35%左右，二級(jí)負(fù)荷占 30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占 65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便、造價(jià)低、擴(kuò)展性好；缺點(diǎn)是可靠性靈活性差，方案一的電氣主接線形式如下圖所示。最大風(fēng)速 25m/s，覆冰厚度為 8mm，屬于我國(guó)第 V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。即并列變壓器的電壓變比必須相同，否則將引起較大的不平衡電流，所以允許差值不超過 ％。 無功功率補(bǔ)償?shù)谋匾? 在工企用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變磁場(chǎng)，如電動(dòng)機(jī)利用吸收無功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無功功率的成分就會(huì)增加，功率因數(shù)降低，對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成如下影響： （ 1） 使變配電設(shè)備的容量增加； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 （ 2） 使供配電系統(tǒng)的損耗增加； （ 3） 使電壓損失增加； （ 4） 使發(fā)電機(jī)的效率降低。 ??? QrQN 考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè) 電容器 312 個(gè)，每相 104 個(gè)，采取功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)即可滿足要求。 對(duì)于有一級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足對(duì) 60%（ 220kV 及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足 70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷供電，以及滿足全部 I類負(fù)荷 ?S 和大部分 II 類負(fù)荷 ?S (110kV 及以上電壓等級(jí)的變電所供電，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負(fù)荷 ?S 和 II 類負(fù)荷 ?S )，即 ?? ?????SSSSSNN）（）（1n)~(1n m a x （ 41） 最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中 imaxP — 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的功率因數(shù)； tK — 同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù) 決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在～ 之間； %? — 線損率，取 5%。因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11等形式。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求，故宜采用 或 的所用變。 5%kV U2e= 連接組別： Y， yn0 空載損耗： 阻抗電壓： 4（ %） 空載電流： （ %） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 4 短路電流計(jì)算 短路是指不同電位點(diǎn)經(jīng)小電阻或電弧而接通的情況，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的破壞多半是由短路故障引起的。 短路電流計(jì)算方法 在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計(jì)算法有運(yùn)算曲線法和計(jì)算機(jī)算法。首先計(jì)算電路的基準(zhǔn)值：選取 100?BS MVA， AVB UU ? 。 短路按類型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。 短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）元件損壞，如設(shè)備絕緣材料自然老化，設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路； （ 2）氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動(dòng)作，架空線路由大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等； （ 3）違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屑性短路，人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成 短路事故等等。 本次設(shè)計(jì)在 10kV 母線上接兩臺(tái) 10/ 接地變壓器、低壓側(cè)為 Y0 接線、正常運(yùn)行時(shí)供給 380/220V 站用電源。 2 %（ kV）；低壓 — （ kV） 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： 短路損耗： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 空載電流： % 阻抗電壓（ %）：高中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低 %)13( ??SU 。 （ 6）對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電可靠性的考慮 一級(jí)負(fù)荷適中那些在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家日常生活起著特別重要作用的中負(fù)荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡 。 （ 2）繞組數(shù)選擇 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒? 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個(gè)方面采取補(bǔ)償措施： 一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補(bǔ)償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過選擇功率因數(shù)較高的電氣設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，但不能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)某潭取? (2)并列運(yùn)行變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。 因此 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求 ，對(duì)于 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式而 10kV 側(cè)采用雙母線接線形式。