【正文】 試驗(yàn)極大推動了 IEC61850 在數(shù)字化變電站中的研究與應(yīng)用。 35kV 電壓等級出線 6 回；最大負(fù)荷 350MW；最小負(fù)荷 150MW； cosφ = 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 Tmax=4100h 歸算至 110kV母線的短路電 抗為 ， UJ=Up， Sj=100MVA。 8. 編制概算。 關(guān)鍵詞：變電站；主接線；變壓器 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 220kV substation design ABSTRACT The design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and shortcircuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and puting, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and puting, increased the safety of the entire substation. Keywords: substation。 國外變電站自動化技術(shù) 國外變電站自動化技術(shù)是從 20 世紀(jì) 80年代開始的，以西門子公司為例，該公司第一套全分散式變電站自動化系統(tǒng) LSA678 早在 1985 年就在德國漢諾威正式投入運(yùn)行，至 1993年初，已有 300 多套系統(tǒng)在德國和歐洲的各種電壓等級的變電站運(yùn)行。顯然傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 我國對變電站的技術(shù)研究的其中一個主要方面是在 220kV 及以下中低壓變電站中采用綜合自動化技術(shù)，全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，而且技術(shù)不斷得到完善和成熟。 電壓和頻率是電能質(zhì)量的基本指標(biāo)，在確定電氣主接線時應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動范圍之內(nèi)。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書事必不可少的。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。 （ 3）環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、污穢、覆冰、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2～ 3 個技術(shù)上相當(dāng)，華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 又都能滿足任務(wù)書要求的方案，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡 可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 單母線分段接線的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線 為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。 其優(yōu)點(diǎn)主要有：①檢修母線時不影響正常供電；②檢修任一組母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬回路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他回路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行；③工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；④檢修任一出線斷路器時，可用母聯(lián)斷路器代替檢修的斷路器，回路只需短時停電；⑤調(diào)度靈活；⑥擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 （ 3）雙母線帶旁路母線的接線 為了不停電檢修出線斷路器，雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工 作，使該回路不致停電。 單元接線一般適用于只有一臺變壓器和一回線路時的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所，因此，此接線也不適合本設(shè)計(jì)的要求。選擇單母線分段接線方式。 設(shè)備相對 不 多，投資 一般 ，經(jīng)濟(jì)性 好 ，但對供電可靠性的 也能滿足一定得要求 。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第 3 章 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器 ；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時，當(dāng)一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成所停電。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。 2 %177。39。在進(jìn)行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技 術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，現(xiàn)一般選用真空、 SF少油和壓縮空氣等斷 路器作為 10kV～ 220kV的開關(guān)電器。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 （ 5）動穩(wěn)定校驗(yàn)： shstF ii ?? 因?yàn)?kAikAi shstF ???? , 所以滿足動穩(wěn)定校驗(yàn)。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 進(jìn)線 線隔離開關(guān) 與連接隔離開關(guān) 的選擇與校驗(yàn)： 流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流： ? ?AI w 165322033152m a x ????? 由上表可知， GW6— 220D/2021 同樣滿足 出線隔離開關(guān)的選擇要求。 出線斷路器的選擇與校驗(yàn) 流過短路器的最大持續(xù)工作電流 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 ? ?AI w a x ??????? 具體選擇及校驗(yàn)過程如下： （ 1）額定電壓選擇： kVUU n e tNN 1 1 0?? ? （ 2） 額定電流選擇： AII wN 382m a x ?? ? （ 3）額定開端電流選擇： kAII KPOCN 39。 出線隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn) 流過短路器的最大持續(xù)工作電流 ? ?AI w a x ??????? 具體選擇及校驗(yàn)過程如下： （ 1）額定電壓選擇： kVUU n e tNN 1 1 0?? ? （ 2） 額定電流選擇： AII wN 382m a x ?? ? （ 3）額定開端電流選擇： kAII KPOCN 39。 （ 5）動穩(wěn)定校驗(yàn)： shstF ii ?? 因?yàn)?kAikAi shstF ???? ，所以滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 ??? 選擇 LW8— 35/3150 型六氟化硫斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示： 表 518 技術(shù)數(shù)據(jù)表 型號 額定電壓 (kV) 最高工作電壓 (kV) 額定電流（ A） 額定開斷電流（ kA） 額定關(guān)合電流（峰值）（ kA） 4s 熱穩(wěn)定電 流（ kA） 額定動穩(wěn)定 電 流（峰值）（ kA） 合閘時間 (s) 分閘時間 (s) LW835/1250 35 1250 80 80 ≤ ≤ （ 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Kt QtI ?2 ])[( 222 skAtI t ???? 設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為 0s 和 ，則校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的計(jì)算時間：st K ??。 表 518 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) LW8— 35/6300 NU 35kV NU 35kV max?wI 6116A NI 6300A I OCNI? shi Ki 80 kA kQ 165 ])[ 2 skA ?（ tIt2 ])[(3969 2 skA ? shi stFi? 80kA 由表可知， 所選斷路器滿足選擇要求。 ??? 選擇 GW4— 110D/630— 100，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示： 表 515 GW4— 110D/630 技術(shù)參數(shù) 表 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 型號 額定 電壓 kV 額定 電流 A 4s 熱穩(wěn)定電流 （ kA） 動穩(wěn)定電 流峰值（ kA） GW4— 110D/2021 110 630 40 100 （ 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Kt QtI ?2 ， ])[( 9 7 222 skAtI t ???? 設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為 0s 和 ，則 熱穩(wěn)定計(jì)算時間： st K ??? 因?yàn)槭菬o限大電源系統(tǒng)，所以 stt Keq ?? ])[( 222 skAtIQ eqk ????? 所以， Kt QtI ?2 ，滿足 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 ??? 選擇 LW14— 110/630，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示： 表 511 技術(shù)數(shù)據(jù)表 型號 額定工作 電壓(kV) 最高工作電壓(kV) 額 定電流（ A） 額定開斷電流（ kA） 額定關(guān)合電流（峰值）（ kA） 3s 熱穩(wěn)定電流（ kA） 額定動穩(wěn)定電流（峰值）（ kA） 全開斷時間 (s) 固有分閘時間(s) LW14110/630 110 126 630 80 80 （ 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Kt QtI ?2 ， ])[( 9 7 222 skAtI t ???? 設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)的動作時間為 0s 和 ，則 熱穩(wěn)定計(jì)算時間： st K ??? 因?yàn)槭菬o限大電 源系統(tǒng)，所以 stt Keq ?? ])[( 222 skAtIQ eqk ????? 所以， Kt QtI ?2 ，滿足 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 具體參數(shù)如下表： 表 58 具體參數(shù)如下表 計(jì)算數(shù)據(jù) GW6— 220D/2021 NU 220kV NU 220kV max?wI 1653A NI 2021A kQ ])[ 2 skA ?（ tIt2 ])[(4800340 22 skA ??? shi stFi? 100 kA 由表可知，所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。 進(jìn) 線斷路器 與連接斷路器 的選擇與校驗(yàn) 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： ? ?AI w 165322033152m a x ????? 由上表可知 LW6— 220/2500 同樣滿足出線斷路器的選擇。39。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)動、熱穩(wěn)定性。 (a) 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 (b) （ c） 圖 43 等效電路圖及簡化過程圖 1011110????????? ??????? ??XXXXXXXXXXXACBCABACBCACAB 此時的暫態(tài)短路電流為： 11 1139。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 4 章 短路電流計(jì)算 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件（即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算。 35KV 以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是 否需要備用相。 （ 3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。 主變壓器臺數(shù)和容量的確定 主變壓器臺數(shù)的確定 主變壓器的臺數(shù)選擇原則為： （ 1）對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 1. 可靠性較高； 2. 單母線帶旁路母線接線，檢修母線或母線故障期間中斷供電。 220kV 進(jìn)出線四回，由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。 方案一： 220KV 側(cè)雙母線接線 、 110KV 側(cè) 單母線分段 接線， 35KV 側(cè)單母線分 段接線。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 無母線型的電氣主接線 無母線型的電氣主接線在電源與引出線之間或接線中各元件之間沒有母線連接，常用的有橋型接線、多角形接線和單元接線。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開電源時，旁路母線還可以與電源回路連接，此時還需在電源回路加裝旁路隔離開關(guān)。 缺點(diǎn)：①可靠性差。