【正文】 線， 1 主變 10KV 側(cè)單臂進(jìn) 10KV 母線，各帶 10KV 出線 12 回，無(wú)功補(bǔ)償電容器組 2 組； 2 主變 10KV 雙臂各進(jìn)一段 10KV 母線，每段母線各帶 10KV 出線 6 回，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 無(wú)功補(bǔ)償電容器 1 組。如短路電流較大或有遠(yuǎn)控、自控要求時(shí)，則應(yīng)采用電磁操作機(jī)構(gòu)或彈簧操作機(jī)構(gòu)；工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用的計(jì)量柜，其互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用，應(yīng)考慮無(wú)功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時(shí)功率因素達(dá)到規(guī)定的要求；優(yōu)化接線及布置，減少變電所占地面積 總之，變電所通過(guò)合理的接線、設(shè)備無(wú)油化、布置的緊湊以及綜合自動(dòng)化技術(shù)，并將通信設(shè)施并入主控室，簡(jiǎn)化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電 所設(shè)計(jì)，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運(yùn)行，避免不必要的定期檢修，達(dá)到降低投資的目的。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)，線路上避雷器前不必裝隔離開(kāi)關(guān)。變壓器 110KV 側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，同時(shí)裝設(shè)避雷器保護(hù)。如容量有100KVA、 125KVA、 160VA、 200KVA、 250KVA、 315KVA 等。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 3 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 變壓器的選擇原則 為了保證每年電容按 10%的增長(zhǎng)，并在 10 年內(nèi)能滿足要求， 并按下例方案進(jìn)行綜合考慮： (1)明備用方式，任何情況下都只有 1 臺(tái)運(yùn)行，兩臺(tái)主變壓器互相備用。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于 （本次設(shè)計(jì)要求功率因數(shù)為 以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。加上部分線路供電半徑大、用戶多、負(fù)荷重，線路壓降過(guò)高，供電質(zhì)量差，但城南變電站建成后可承擔(dān)青陽(yáng)鎮(zhèn)南部的用電負(fù)荷，釋放大沖站的供電能力 ，提高青陽(yáng)鎮(zhèn)的供電可靠性、改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 1 設(shè)計(jì)背景 某省 A 市青陽(yáng)鎮(zhèn)現(xiàn)有 110KV 變電站（青陽(yáng)站）一座，向全鎮(zhèn) 范圍內(nèi)供電。進(jìn)入八十年代以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入前所未有 的告訴發(fā)展階段。電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。 本次變電站的初步設(shè)計(jì)包括了，總體方案的確定，負(fù)荷分析及計(jì)算，變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇，主接線方案的確定，短路電流的計(jì)算，輸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高低壓配電系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)，高低壓電氣設(shè)備的選擇，繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷與接地保護(hù)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。人們開(kāi)始把注意力轉(zhuǎn)向性能好、質(zhì)量高、檢修周期長(zhǎng)或多年不需檢修等特點(diǎn)的電氣設(shè)備。隨著工業(yè)的發(fā)展與工業(yè)區(qū)的開(kāi)發(fā)，對(duì)電力電量的需求也相應(yīng)的增加，預(yù)計(jì)到 2020 年，全鎮(zhèn)用電量將達(dá) 億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷達(dá) 萬(wàn)千瓦； 2020 年，用電量將達(dá)到 億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷達(dá)到 萬(wàn)千瓦。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 2 變電站負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 變電站的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 青陽(yáng)鎮(zhèn)的用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下表： 表 2— 1 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（單位：千瓦） 用電單位 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（ KW） 負(fù)荷類(lèi)別 市政府 1650 I 醫(yī)院 750 I 市公安局 1800 I 中心市場(chǎng) 1000 I 休閑中心 900 I 火車(chē)站 2500 I 洗衣機(jī)廠 3500 II 首飾廠 3000 II 寶元鞋廠 12020 II 市一中 800 II 市中心小學(xué) 400 II 市水泥廠 1700 II 旅店 1800 II 百惠商城 2020 II 其他散戶 5000 III 合計(jì) 38800 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 表 2— 2 負(fù)荷性質(zhì)分析結(jié)果表 負(fù)荷等級(jí) 負(fù)荷值（ KW） 占 總負(fù)荷百分比（ %） I 8700 II 30200 負(fù)荷計(jì)算 各組負(fù)荷的計(jì)算： （ 1）有功功率 P=KX? Σ Pei （ 2）無(wú)功功率 Q=P? tgФ （ 3）視在功率 S=P/ CosФ 式中：Σ Pei：每組設(shè)備容量之和，單位為 KW； Kd：需用系數(shù)； CosФ :功率因數(shù)。 按照 3 的整數(shù)倍取定補(bǔ)償器的個(gè)數(shù) Nc s，然后計(jì)算出實(shí)際的補(bǔ)償容量： Qc s = Nc s * qc （ 5）計(jì)算補(bǔ)償以后實(shí)際的功率因數(shù)，補(bǔ)償后實(shí)際的功率因數(shù)大于 為合理 CosФ 2= PΣ / 22 )( Cxx P ?? 10KV： COSφ 1≥ ∴選 COSφ 1= 來(lái)考慮 ： P=38800KW S=38800247。 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 (1)對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以兩臺(tái)主變壓器為宜。 當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)基本都是三相制接線，尤其某省電力系統(tǒng)還沒(méi)有單相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運(yùn)行，并能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 主變壓器： 2 50000KVA 三相雙卷自冷型油浸變壓器。變電所綜合自動(dòng)化就是在第二階段。 （ 3）適用范圍： 一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況： 6— 110KV 配電裝山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 置的出線回路數(shù)不超過(guò) 6 回； 35— 63KV配電裝置的回線數(shù)不超過(guò) 3 回； 110— 220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 2 回。 表 4— 1 主要電氣設(shè)備表 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào)和規(guī)格 1 110KV 斷路器 SF6110W 3150A 40KV 2 隔離開(kāi)關(guān) GW4110IID（ W） 1250 （ 4S） 3 主變中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān) GW1363D（ W） /630A 4 110KV 線路避雷器 Y10W1108/281（ W） 5 主變中性點(diǎn)避雷器 6 10KV 母線橋避雷器 HY5WZ17/45 7 10KV 電容器 SF6 充氣集合式 BAMHL11/√ 316001W 3 8 接地變壓器 DKSC1000/ 9 10KV 開(kāi)關(guān)柜 XGN212Z（ Q）系列，其中斷路器配置為： 進(jìn)線斷路器 ZN2812（ Q）， 3150A， 40KA 分段斷路器 ZN2812（ Q）， 3150A， 40KA 其他 ZN2812（ Q）， 1250A， 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 5 短路 電流的計(jì)算 供電系統(tǒng)應(yīng)該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。標(biāo)幺值的概念是： 某量的標(biāo)幺值 = ? ?? ?與實(shí)際值同單位該量的標(biāo)準(zhǔn)值 任意單位該量的實(shí)際值 （ 1）輸電線路 已知輸電線路的長(zhǎng)度為 l ，每公里電抗值為 0X ，線路所在區(qū)段的平均電壓為 avU ，則輸電線路電抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量 jS 和基準(zhǔn)電壓 avj UU ? 的標(biāo)幺值為20* avjUSlXX ? （ 2）變壓器 變壓器通常給出短路電壓百分?jǐn)?shù) %KU? ，得 ???????????TNjKT SSUX 100 %* 圖 5— 2 短路等效電路圖 洗衣機(jī)廠 青陽(yáng)站 XS1 XL1 XL2 Xb2 Xb1 K1 K2 K3 火車(chē)站 市水泥廠 市一中 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 （ 1）本設(shè)計(jì)選 Sj=100MVA 取 Uj1=110KV 則 Ij1= 1103100? KA= 取 Uj2==10KV 則 Ij2= 103100? KA= （ 2）計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)幺值 系統(tǒng)電抗： 071 5100* )3(1 ???KjS S SX * 221111????? USLXX jL 10 010 01410 0 %*1 ??????????????? MV ASSUXTNjKb （ 3）求電源至短路點(diǎn)的總阻抗 K1 點(diǎn) : * 111 ????? LS XXX K2 點(diǎn) : * 1112 ??????? bLS XXXX K3 點(diǎn) :? ? ? ?? ? 227 *11111113 ?? ?????bLbLbLS XX XXXXXX （ 4）求短路電源的周期分量、沖擊電流和短路容量 ① 1*1*11 ??? XI KAIII jd * 111 ????? KAII dsh 11 ???? KAIi dsh 1 ???? M V ASIS j ????? 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 ② 1*1* 22 ??? XI KAIIII jd * 2222 ?????? KAII dsh 8 2 1 22 ???? KAIi dsh 2 9 1 2 ???? M V ASIS j 6 01 0 06 0 *22 ????? ③ 1*1*33 ??? XI KAIIII jd * 3333 ?????? KAII dsh 4 8 1 33 ???? KAIi dsh 5 6 1 3 ???? M V ASIS j 3 81 0 03 8 *33 ????? （ 5）短路電流的計(jì)算結(jié)果如下表： 表 5— 1 短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 短路容量 Sd(MVA) 短路電流周期分量（有效值） Id(KA) 短路沖擊 電流 （有效值） Ish(KA) 短路沖擊電流（峰值） ish(KV) 110KV 進(jìn)線側(cè)（ K1） 110KV 分列運(yùn)行（ K2） 110KV 并列運(yùn)行（ K3） 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 6 高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 高壓側(cè)進(jìn)線線路的選擇 高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結(jié)構(gòu)是架空線和電纜。所以 110KV 進(jìn)線選用 LGJ240/30 型號(hào)的架空線。環(huán)式供電與樹(shù)干式供電一樣，正常是開(kāi)環(huán)運(yùn)行，環(huán)中連接的變壓器數(shù)目和容量亦與樹(shù)干式供電系統(tǒng)一樣。 （ 2）形式結(jié)構(gòu)：高壓隔離開(kāi)關(guān)一般有底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電刀閘、動(dòng)觸頭、靜觸頭、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。 表 6— 2 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇 型號(hào) GW1363D（ 中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)） GW4110D 額定電壓（ KV） 63 110 額定電流（ A） 630 1250 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（ KA） 50 80 熱穩(wěn)定電流（ KA） 16 操動(dòng)機(jī)構(gòu) CJ6 CJ2XG 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 高壓熔斷器的選擇 高壓熔斷器是一種過(guò)流保護(hù)元件 ,由熔件與熔管組成。 10KV 側(cè)的高壓熔斷器選擇 RW310 型熔斷器。 鏈?zhǔn)骄€路，只用于車(chē)間內(nèi)相互距離近，容量又很少的用電設(shè)備。 所以母線選擇 TMY125 10 的銅母線。 177。 3 177。 電壓互感器的類(lèi)型及接線按相數(shù)分單相、三相三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來(lái)分有雙線圈和三線圈；實(shí)際中廣泛應(yīng)用三相三線五柱式（ Y－ Y） . 綜 上所述：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇如下： 成套開(kāi)關(guān)柜： 10KV 開(kāi)關(guān)柜選用全工況“五防”型 XGN212Z（ Q）箱型固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜，柜中配真空斷路器。用于電源進(jìn)線。 固定式封閉開(kāi)關(guān)柜 XGN212Z（ Q） 126： 開(kāi)關(guān)柜額定電流 3150A。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 8 變電站二次回路方案的確定 二次回路的定義和分類(lèi) 二次設(shè)備是指測(cè)量表計(jì)、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置等。每套系統(tǒng)設(shè)一套微機(jī)型絕緣監(jiān)控裝置和蓄電池容量檢測(cè)儀，直流系統(tǒng)應(yīng)具有智能化功能并能與站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)通信。 （ 2）速動(dòng)性：為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，切除故障。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 為了安全和標(biāo)準(zhǔn)化小型化，電氣測(cè)量?jī)x表一般通過(guò)電流互感器和電壓互感器接入一次系統(tǒng)中，因此，其測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度還需和互感器相配套。在中性點(diǎn)非有效接地的系統(tǒng)中， 10kV 配電所的每段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕 緣監(jiān)視裝置，并裝設(shè) 3只電壓表測(cè)量相對(duì)地電壓以判斷哪一相發(fā)生接地。信號(hào)按用途分，有位置信號(hào)、事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)等。通常小型變配電所采用燈光監(jiān)視方案，中大型變配電所采用音響監(jiān)視方案或微機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)視。當(dāng)采用整體結(jié)構(gòu)的真空斷路器時(shí)，若其機(jī)構(gòu)內(nèi)配有防 跳繼電器，在保護(hù)動(dòng)作跳閘的同時(shí)可切斷合閘回路，實(shí)現(xiàn)電氣防跳，則不加裝電氣防跳回路。 絕緣監(jiān)視裝置 這種裝置利用接地后出現(xiàn)的零序電壓