【正文】 查詢雙繞組電力變壓器技術(shù)參數(shù)表，選擇主變?yōu)?SFZ716000/110，油浸風(fēng)冷有載調(diào)壓變壓器，繞組材料為銅，額定容量為 16000kVA，高壓側(cè)額定電壓為110kV，低壓側(cè)額定電壓為 ，聯(lián)接組別 YN d11；阻抗電壓 %。5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際相反（如逆調(diào)壓）時(shí)，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無(wú)法滿足要求。鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2 負(fù)荷分析計(jì)算及主變選擇一、變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)） ，允許有一回專用架空線路供電。s TQ GIS 110kV stepdown substation for fertilizer plant. First, according to the economic and reliable operation and flexible requirements of the main power line it will select various voltage levels of wiring, and after technical and economic aspects in the parison, the optimal flexible wiring should be selected.Second, the shortcircuit current calculates. According to the points it calculates short circuit current and steadystate impact of shortcircuit current , and its steadystate current and the impact of shortcircuit current value is obtained from the threephase shortcircuit calculation when shortcircuit occurs in the working bus of every voltage level.Finally, according to the voltage level of the rated voltage and maximum continuous operating current, equipment will be selected, and then checked.At the same time in the design process the main transformer’s relay protection setting calculation and design of lightning protection will be done to ensure the safety of the reliable operation of substation.Keywords： Stepdown substation Transformer Electrical power main connection Shortcircuit current Equipment selection Lightning protection Relay protection采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì)III前言經(jīng)過(guò)三年的系理論知識(shí)的學(xué)習(xí)及各種實(shí)習(xí)操作，并在老師精心培育下，對(duì)電力系統(tǒng)各部分有了初步的認(rèn)識(shí)與了解。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要進(jìn)行主變繼電保護(hù)的整定計(jì)算和防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，以保證本變電所能可靠安全的運(yùn)行。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。本變電所地位重要，一旦停電會(huì)造成化肥廠不能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)紊亂，造成經(jīng)濟(jì)損失：此外，從電力系統(tǒng)接線圖上看本變電所起著聯(lián)系系統(tǒng)的作用，一定程度上保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。(3)在 330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般選為三相壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成：鐵芯—低壓—中壓—高壓線圈，高與低之間阻抗最大。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 ????（C30A6~1kVI2三、主變中性點(diǎn)接地方式設(shè)計(jì)1）110kV~500kV 側(cè)中性點(diǎn)直接接地。3）220 千伏及 110 千伏變電站，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，配置適當(dāng)容量的無(wú)功補(bǔ)償裝置，并滿足在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于 ；在低谷負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)高于 ，不低于 。本變電所為 110kV 變電所，則按主變?nèi)萘康?15％ ~30％來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。并聯(lián)電容器分組方式：1）并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（ △）兩種，星形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的相電壓，而三角形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的線電壓。并聯(lián)電容器對(duì) 6kV 系統(tǒng)單相接地電流的影響6kV 系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會(huì)對(duì) 6kV 系統(tǒng)造成影響。 4)大機(jī)組和超高壓的電氣主接線能否滿足對(duì)可靠性的特殊要求。 對(duì)電氣主接線方案的初步設(shè)計(jì)6～220kV 高壓配電裝置的基本接線方式：（1）有匯流母線的接線：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 旁母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)等。對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。線路正常投切或故障切除時(shí)不影響其他回路運(yùn)行，具有一定的可靠性和靈活性。采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 11 4 短路電流計(jì)算 畫(huà)等值電路圖: 圖 圖 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 短路電流按短路最嚴(yán)重情況計(jì)算。(4)等值電源的容量等于提供短路電流的所有電源的額定容量之和。A2 值：不同相帶電部分之間的空間最小安全凈距。 配電裝置的要求1）配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭(zhēng)取不占或少占良田。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 選擇導(dǎo)體和電器的一般原則如下：1)應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理；2)應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；3)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；4)應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；5)選擇的導(dǎo)體品種不宜太多；6)選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重。電器 屋外： 年最高溫度； 屋內(nèi)：最熱月平均最高溫度+5 度。2)選型時(shí)請(qǐng)明確斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、快速接地開(kāi)關(guān)配用機(jī)構(gòu)類型。三相共箱 GIS 的隔離開(kāi)關(guān)是 GIS 的標(biāo)準(zhǔn)元件之一，本變電所選用普通隔離開(kāi)關(guān)，配電同機(jī)構(gòu)，在無(wú)負(fù)荷電流、故障電流情況下進(jìn)行分合閘操作。電流互感器在線路正常運(yùn)行或短路故障時(shí)測(cè)量電流，給測(cè)量?jī)x表和繼電器保護(hù)提供電流參量。 6kV 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 目前我國(guó)生產(chǎn) 3～10kV 及 35kV 兩個(gè)系列的高壓開(kāi)關(guān)柜，按照開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)形式它們可分為固定式和手車(chē)式。手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜封閉性能好，運(yùn)行可靠，檢修停車(chē)時(shí)間短，方便且安全，維護(hù)工作量小，廣泛用于發(fā)電廠 3～10kV 廠用電系統(tǒng)，在降壓變電所中也有應(yīng)用。(5)防止誤入帶電間隔。A 20kA 保護(hù)所用變壓器線路6kV 電壓互感器RN2—6 6kV 1000MV. bcrb LL??支柱絕緣子的選擇和校驗(yàn)半屋內(nèi)配電裝置變壓器放在屋外，支柱絕緣子選戶外型， ，需選擇高一電壓等級(jí)的產(chǎn)品。線路直埋地下，長(zhǎng)度 300m，電纜凈距為 200mm，土壤溫度為 20℃，熱阻系數(shù)為 120℃電壓損失校驗(yàn) （）%)()sinco%max ?????????xrLIUN根據(jù)以上計(jì)算可以看出，所選電纜滿足要求。電氣主接線反映了電氣設(shè)備間的電氣連接，而電氣總平面布置則表示了電氣設(shè)備的相對(duì)位置、連接方法、總體布局和定位，它直接影響了發(fā)電廠與變電所的安全、可靠運(yùn)行。同時(shí)還要兼顧考慮主變其他電壓級(jí)引出線的位置，盡量直接進(jìn)入該電壓級(jí)的配電裝置，避免轉(zhuǎn)彎歪斜。通常由大門(mén)到主變前和到斷路器要構(gòu)成環(huán)行道，而且由大門(mén)到主控制室、主變壓器的道路（主要道路）的寬度可以加寬到 4～5m。（6）大門(mén)與圍墻大門(mén)應(yīng)該考慮靠近公路，盡量避免再?gòu)墓返酱箝T(mén)專門(mén)修路，而且主控制室應(yīng)靠近大門(mén)。設(shè)計(jì)平面圖和斷面圖時(shí)的主要依據(jù)是最小安全凈距，并遵守配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，要保證裝置可靠地運(yùn)行，操作維護(hù)及檢修安全、便利。3)三層式：是將各回路電氣設(shè)備按設(shè)備的輕重，自上而下地分別布置在三層樓房?jī)?nèi)，母線和母線隔離開(kāi)關(guān)布置在最高層，斷路器布置在第二層，而笨重的電抗器布置在低層。獨(dú)立避雷針(線) 宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。除水力發(fā)電廠外，在變壓器門(mén)型架構(gòu)上和在離變壓器主接地線小于 15m 的配電裝置的架構(gòu)上，當(dāng)土壤電阻率大于 350Ω在土壤電阻率大于 500Ωm ，則應(yīng)根據(jù)方案比較確有經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過(guò)計(jì)算采取相應(yīng)的防止反擊措施，并至少遵守下列規(guī)定，方可在變壓器門(mén)型架構(gòu)上裝設(shè)避雷針、避雷線：a)裝在變壓器門(mén)型架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)沿不同方向引出3~4 根放射形水平接地體，在每根水平接地體上離避雷針架構(gòu) 3m~5m 處裝設(shè)一根垂直接地體；b)直接在 3kV~35kV 變壓器的所有繞組出線上或在離變壓器電氣距離不大于5m 條件下裝設(shè)閥式避雷器。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至 35kV 及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于 15m。本變電所高壓側(cè)選用六氟化硫全封閉組合電器（簡(jiǎn)稱 GIS） ，其可靠性高，占地面積小，本變電所為化肥廠的新建變電所，為了防止化學(xué)腐蝕對(duì)配電裝置的破壞，GIS 放在屋內(nèi)，低壓側(cè)為開(kāi)關(guān)柜，則 110kV 和 6kV 屋內(nèi)配電裝置可采用兩層式。平面圖和斷面圖是工程施工、設(shè)備安裝的重要依據(jù)，也是運(yùn)行及檢修中重要的參考資料，必須清晰易讀、正確無(wú)誤、尺寸準(zhǔn)確。（7）屋內(nèi)外配電裝置的設(shè)計(jì)圖類型1)配置圖配置圖是把發(fā)電機(jī)回路、變壓器回路、引出線回路、母線分段回路、母聯(lián)回路以及電壓互感器回路等，按電氣主接線的連接順序，分別布置在各層的間隔中，并示出走廊、間隔以及用圖形符號(hào)表示出來(lái)母線和電器在各間隔中的位置，但不要求按比例尺寸繪制。屋外配電裝置的巡視及人行小道寬度為 ～1m，也可以利用電纜溝的蓋板做巡視通道。2） 主變的間距：兩臺(tái)以上主變的變電所，主變放置在屋外，它們之間的間距不能小于 2M。電氣總平面布置是施工設(shè)計(jì)及其土建設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù)，因此在電氣總平面布置圖中應(yīng)該將房屋等建筑物的尺寸，各種設(shè)備的定位尺寸，圍墻的輪廓尺寸，各間隔的名稱等均無(wú)遺漏的標(biāo)出。所用電和電容補(bǔ)償回路的電纜選擇要用到其最大持續(xù)工作電流，它們的計(jì)算方法如下。??正常情況下每回路的最大持續(xù)工作電流為 （）??根據(jù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)查圖的 J= （）?直埋敷設(shè)一般選用鋼帶鎧裝電纜，每回路選用五根三芯油浸紙絕緣鋁心鋁包鎧裝防腐電纜，每根 185 ，熱阻系數(shù) 80℃NFde80? () NiaLsh???? 237/015/1 mbH (.) ..1ax dec FF???可以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。本變電所所在地區(qū)最熱月平均AIal2613? ?sK最高溫度+32℃，由于是室內(nèi)，按環(huán)境溫度 計(jì)算：C??37?() AKIALal ?????滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計(jì) 23 表 各開(kāi)關(guān)柜型號(hào)及裝設(shè)的用電設(shè)備型號(hào)和參數(shù)回路名稱 1 所用電 電容補(bǔ)償 合成氨 1編號(hào) 1 2 3 4型號(hào)KYN28A12028 077 006 006斷路器熔斷器ZN63A123150A40kARN16 ZN63A121250AZN63A121250A電流互感器、電壓互感器LZZBJ9102022/5A5P20/LZZBJ910700/5A5P20/LZZBJ9101000/5A5P20/接地刀 JN1510 JN1510 JN1510避雷器站用變SC50/6/回路名稱 尿素 1 TV 避雷器 輔助車(chē)間 1 包裝 1編號(hào) 5 6 7 8型號(hào)KYN28A12006 041 00