【正文】 peration,the design of the engineering quality is a important preliminary design of transformer substation include:(1)ascertain the total project (2)load analysis (3)the calculation of the shortcircuit electric current (4)the choice and the settle of the protective facility (5)the contents to defend the thunder and protection of connect the earth. 畢業(yè)設(shè)計(jì) V Along with the high and quick development of electric power technique,electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power. Key words:transformer substation， load， transformer， shortcircuit current，electrical equipment 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 變電站發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀 概況 變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來(lái)的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無(wú) 法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；同時(shí)用于變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)，包括故障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機(jī)數(shù)據(jù)處理的大功能和速度，經(jīng)濟(jì)上也是一種資源浪費(fèi)。變電站的綜合自動(dòng)化為變電站小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。 （ 1）計(jì)算考慮主變損耗后的自然因數(shù) 1212111/1c os:1c osQPPQPPPbb???????????? （ 2）取定補(bǔ)償以后的功率因數(shù)： 2cos? 為 （ 3）計(jì)算補(bǔ)償電容器的容量： )( 211 ?? tgtgPKQ c ??? ? 式中： 1K = （ 4）計(jì)算補(bǔ)償電容器個(gè)數(shù)： ccc qQN /? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 式中： cq 單個(gè)電容器的容量，單位為 Kvar。對(duì)供電可靠性要求高，又無(wú)條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)）故障或搶修，均需是整個(gè)配電裝置停電。 適用范圍： 610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)；3563KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò) 8 回時(shí)，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)；110220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)，或當(dāng) 110220KV 配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上。 應(yīng)用場(chǎng)所：與內(nèi)橋相反，且線路中有穿越功率接線，穿越功率是路過(guò)變電所的功率。 缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè) 變電所仍需停電。 KAUSIKAUSIcddcdd100310032221???????? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 短路電路中各元件電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 1001 ???????AMVAMVSSXXXcdds 電纜線路的電抗標(biāo)幺值 )( 2202 ??????CdUSLXX 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查表得變壓器的短路電壓百分值 %% ?kU ，故 0 0 01 0 01 0 0 01 0 0 043 ????????? ??ndkdT SSUXXXX 繪制等值電路如圖 42 所示，圖上標(biāo) 出各元件序號(hào)和電抗標(biāo)幺值和短路計(jì)算點(diǎn)K1 與 K2。滿足熱穩(wěn)定的條件為： imat tItI 22 ?? 式中： tI 、 t允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時(shí)間，由產(chǎn)品樣本查得。 經(jīng)校驗(yàn)，所選熔斷器滿足要求。 電流互感器 低壓側(cè)所選 電流互感器如表 54所示 選擇型號(hào)為 ，額定變壓比為 380/100，容量為 200MVA 的電壓互感器。由于電纜的機(jī)械強(qiáng)度很好，因此電纜不校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，但需要檢驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。 一般三相四線制線路的中性截面 A0，應(yīng)不小于相線截面 Aj的 50%，即 AjA ? 對(duì)于三次諧波電流相當(dāng)突出的三相四線制線路，由于各相的三次諧波電流都要通過(guò)中性線，使得中性線電流可能接近甚至超過(guò)相電流，因此這種情況下，中性線截面 A0宜等于或大于相線截面 Aj,即 AjA ?0 保護(hù)線（ PE線）截面的選擇如下： 保護(hù)線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障的單相短路電流通過(guò)時(shí)的短路熱穩(wěn)定度。比如：對(duì)絕緣線包括各種型號(hào)的橡皮絕緣線或塑料絕緣線，在明敷且環(huán)境溫度為 25 攝氏度的條件下可以做以下估算，對(duì)鋁芯線 10 平方毫米以下的載流量是截面數(shù)的 5 倍； 100 平方毫米以上的截留量是截面的 2倍， 16 平方毫米與 25 平方毫米； 35 平方毫米與 50 平方毫米； 70平方毫米與 95平方毫米三組截面的載流量分別是相應(yīng)截面的 4 倍、3倍、 倍。這種故障的特點(diǎn)是短路相上電源急劇增加為正常電流的若干倍，因此可采用反應(yīng)電流過(guò)量而動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)裝置來(lái)加以保護(hù)。 過(guò)負(fù)荷：雖然變壓器有一定得過(guò)負(fù)荷能力，但過(guò)負(fù)荷時(shí)間不能太長(zhǎng)。容量在 400KVA 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 電流速斷保護(hù) （ 1）速斷電流的整定 繼電保護(hù)動(dòng)作電流 .80, 7 6 402520,205/100,1,)3( 2m a x.m a x.1AAAI q bKKKKKAIIIKKKKIiTwrdkkkTwrdqb去繼電器整定值為為了便于繼電器整定，因此速斷保護(hù)電流為 ?????????????????? （ 2）電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的校驗(yàn) 00/16 1016 001/2080/ 1.)3(2)2(2m i n.1.m i n.??????????????KSAAKKIIKAIIIIISwiopopKKkqbk為因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)? 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 一次側(cè)動(dòng)作電流 AKI rdop . ?????? 繼電保護(hù)動(dòng)作電流 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 AI kop ??? 取繼電器整定值為 4A，則一次側(cè)實(shí)際動(dòng)作電流為 80A。 感應(yīng)過(guò)電壓 當(dāng)雷云在架空導(dǎo)線上方，由于靜電感應(yīng)，在架空導(dǎo)線上積聚了大量的異性束縛電荷，在雷云對(duì)大地放電時(shí)，線路上的電荷被釋放，形成的自由電荷流向線路的兩端，產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，次過(guò)電壓會(huì)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)造成危害。閥型避雷器的基本元件為火花間隙和非線性電阻。 小變電所用獨(dú)立避雷針，大變電所大多在獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣中最短途徑不得小于 5 米。設(shè)計(jì)中首先應(yīng)利用各類自然接地體。 接地網(wǎng)的布置 全國(guó)大部分地區(qū)變電所的接地網(wǎng)，無(wú)特殊情況，一般均可采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的接地裝置，對(duì)于不同的土壤電阻率，可分別采用不同的接地裝置，一般的要求及布置方式為： （ 1）土壤電阻率小于等于 3*104cm 時(shí)，因電位分布衰減較快，應(yīng)采用以下棒形垂直接地體為主的棒帶接地裝置。 變電所公共接地所需鋼管根數(shù)計(jì)算 根據(jù) 104/40/)1( ??EE RR 。三個(gè)月的時(shí)間既充實(shí)又緊張。由于所學(xué)知識(shí)和時(shí)間有限，加上缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位專家和老師批評(píng)指正。 在此之際，對(duì)以上老師、同學(xué)給予我真誠(chéng)的幫助再次表示萬(wàn)分的感謝。 [5] 李光琦，電力系 統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版），中國(guó)電力出版社， 2021. [6] 劉介才，工廠供電（第三版），機(jī)械工業(yè)出版社， 1999. [7] 戈?yáng)|方，電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一），中國(guó)電力出版社， 1995. [8] 劉寶林，電氣設(shè)備選擇，設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)（上冊(cè)），中國(guó)水利水電出版社， 1998. [9] 劉寶林，電氣設(shè)備選擇，設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)（下冊(cè)），中國(guó)水利水電出版社， 1998. [10] 將祥賢，短路電流的計(jì)算，北京工業(yè)大學(xué)出版社， 1998. [11] 鄒友明，現(xiàn)代供電技術(shù)，中國(guó)電力出版社， 2021. 致 謝 由于所學(xué)知識(shí)和時(shí)間有限，加上缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 敬請(qǐng)各位專家和老師批評(píng)指正。 變電站設(shè)計(jì)是一個(gè)思維創(chuàng)造與運(yùn)用的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，我做到了學(xué)以致用，使設(shè)計(jì)思維在設(shè)計(jì)中得到鍛煉和發(fā)展。以 21/15 ?? an 和 再查有關(guān)資料可得?E? 。 （ 3）所有的接地裝置應(yīng)埋設(shè)于凍土層以下，一般埋設(shè)深度不小于 ，盡量利用固定電纜支、吊架用的預(yù)埋鐵件作為屋內(nèi)接地干線。 （ 3）電氣設(shè)備的人工接地應(yīng)盡可能在電氣設(shè)備所在地點(diǎn)附近對(duì)電壓分布均勻，一般應(yīng)采用環(huán)形接地體。水平接地極采用扁鋼 50mm*5mm，垂直接地極采用角鋼 50mm*5mm，垂直接地極間距 5m6m，主接地網(wǎng)接地裝置電阻不大于 4 歐姆，主接地網(wǎng)埋于凍土層 1m 以下，人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣各角應(yīng)做成圓弧形。 變壓器的防護(hù) 變壓器的基本保護(hù)措施是在接近變壓器安裝避雷器，這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。 變電所防雷的具體措施 變電所裝設(shè)避雷針對(duì)直擊進(jìn)行保護(hù) 架設(shè)避雷針是變電所防直擊雷的常用措施，避雷針是保護(hù)電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全將雷電流畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 引入大地中，從而起到保護(hù)設(shè)備效果。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 .7,105/50,1,)103/()()3/()(30302130m a x.m a x.AIAAIKKKKAKVK V AUSSSIIIIIKKKKIopopirewrdNLLirewrdop整定為則過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流因此動(dòng)作電流為：式中????????????????????????? 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為 . 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第七章 防雷與接地方案設(shè)計(jì) 變電所是電力系統(tǒng)中對(duì)電能電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所，是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶的紐帶。 變電所繼電保護(hù)裝置 對(duì)線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對(duì)線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作與信號(hào)。 油浸式變壓器的油面降低：油浸式變壓器是用變壓器油作繞組的相間絕緣和對(duì)地絕緣的，因此，繞組必須完全浸泡在變壓器油中，當(dāng)油面降低時(shí)，會(huì)威脅變壓器的絕緣，從