【正文】 熱效應(yīng)(kA ) 動(dòng)穩(wěn)態(tài)電流(kA)GN1910 10 1250 3200 100(1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)所選隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流 100kA。0k89.?YjImax0k選擇 110KV 母線型號(hào)為：LGJ—150/25，查表得 A。則母線的截面系數(shù)為：W=bh 2/6=101252/6=26042(mm3) =106 m3相鄰支柱間跨距?。篖=相間母線中心距離?。篴=母線在三相短路使所受到的計(jì)算應(yīng)力為：σmax= = =106pa ..01??σmax＜ =70106pa（ 為硬母線允許應(yīng)力），因此滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。kV A，所以初選 LCWB6110B 型電流互感器。KtI??2 tQK動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn): = = 90=， =?shI則 ，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心，它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置[7]。(1)選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量減小停電范圍。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和速斷電流倍數(shù)。1t39。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)局部發(fā)生過(guò)熱,引起附近的變壓器油膨脹，油內(nèi)溶解的空氣被逐出，形成氣泡上升，同時(shí)油和其它材料在電弧和放電等的作用下電離石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文24而產(chǎn)生瓦斯。則 KA1 實(shí)際39。取 ， 20/?)3/(k52ITNLmax ????。2電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定 A19470kmax?I故其速斷電流為： ??.KI因此速斷電流倍數(shù)整定為： ?In②過(guò)負(fù)荷保護(hù)：動(dòng)作電流 按躲過(guò)線路的計(jì)算電流 來(lái)整定，其計(jì)算為：)(oplI 30I，動(dòng)作時(shí)間取 10s15s。 二次接線圖圖 72 二次接線圖圖 72 所示為繼電保護(hù)的二次接線圖，包括過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。：按照使用情況，校驗(yàn)避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大導(dǎo)線對(duì)地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓） 。 側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)(1)型式選擇： 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定選用 FCZ 系列磁吹閥式避雷器。表 83 FS10 主要技術(shù)數(shù)據(jù)工頻放電電壓有效值(kV)型式 額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）不小于 不大于沖擊放電電壓峰值（?）不大于（kV）s20/8沖擊殘壓不大于（kV）FS—10 10 26 31 50 50(3)滅弧電壓校驗(yàn)最高工作允許電壓： .???NmU直接接地： kV，滿足要求。(2)獨(dú)立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 ，且 ；??md51?獨(dú)立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離 ，且i3，式中 為沖擊接地電阻。 接地設(shè)計(jì)的原則按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時(shí)，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流所造成的接地電位升高及地面的電位分布不至于危及人員和設(shè)備的安全，將變電站范圍的接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內(nèi)的原則，進(jìn)行本變電站接地裝置的設(shè)計(jì)。除了在避雷針（線）和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點(diǎn)設(shè)置 ～3m 。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與原接地規(guī)程有一個(gè)很明顯的區(qū)別是對(duì)接地電阻值不再規(guī)定要達(dá)到 ，而是?允許放寬到 5 ，但這不是說(shuō)一般情況下，接地電阻都可以采用 5 ，接地電阻放?寬是有附加條件的，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，應(yīng)采取各種隔離措施。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文30(1)電壓 110kV 及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000 m 的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。.???gfxgfs(5)殘壓校驗(yàn)： kV＜50kV ，滿足要求。2680?dhCU(4)工頻放電電壓校驗(yàn)：下限值： ??xggfxk上限值： kV＜290kV，上、下限值均滿足要求。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓的 3 倍。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過(guò)電壓的主要措施。為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。整定 KA2 的動(dòng)作時(shí)限：母線三相短路電流 反映到 KA2 中的電流：kI (2) ???kIK對(duì) KA2 的動(dòng)作電流 的倍數(shù)，即：kIopI (2)In對(duì) K2 點(diǎn)整定時(shí)限為 ，則 KA2 的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為 =。無(wú)需裝設(shè)電流速斷保護(hù)。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移勸，使干簧觸點(diǎn)接通，作用于跳閘 [7]。不需裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。故其動(dòng)作電流： .動(dòng)作電流整定為 4A。(3)靈敏性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。明顯的有電流劇增、電壓大幅下降、線路測(cè)量阻抗減少、功率方向變化、負(fù)序或零序分量出現(xiàn)等，根據(jù)不同電氣量的變化，可構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)配置。sh石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文21第 7 章 繼電保護(hù) 概述電力系統(tǒng)的規(guī)模隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。10kV 側(cè)：、分段電流互感器 ，所以初選 LBJ—10 型電流互感器。 電壓互感器，查表選擇 JSJW10 型三相五柱式電壓互感器，額定變比10000/100，最大容量為 400MVA。.??， 滿足熱穩(wěn)定要求。?shIdvIsh(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器允許熱效應(yīng)： 。5?(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器允許熱效應(yīng) .s012??tr 2kA短路熱效應(yīng) .s，則 ，..2ItIr?2求。則 .???Q2kA允許熱效應(yīng) .s52tIr由于短路時(shí)間大于 1s ,非周期分量可忽略不計(jì)。，故選用戶內(nèi)式斷路器。表 61 斷路器參數(shù)(1)斷流能力校驗(yàn)所選斷路器的額定開(kāi)斷電流 kA，則斷流能力滿足要求。(2)單母線帶旁路母線：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，斷路器故障檢修時(shí)，可不停負(fù)荷進(jìn)行檢修，供電可靠運(yùn)行靈活，適用于重要用戶供電，出線回?cái)?shù)較多的變電所 [6]。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。(3)旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電。 各電壓等級(jí)線路的出線回?cái)?shù)選擇電氣主接線形式 側(cè)主接線方式：110kv 側(cè)出線近期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回。 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定在這次變電站設(shè)計(jì)中，可以采用一臺(tái)或兩臺(tái)主變壓器，表 31 所示對(duì)單臺(tái)變壓器和兩臺(tái)變壓器進(jìn)行比較：表 31 單臺(tái)與兩臺(tái)變壓器比較比 較 單臺(tái)變壓器 兩臺(tái)變壓器供電安全比 滿足要求 滿足要求供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求供電質(zhì)量 電壓損耗略大 電壓損耗略小靈活方便性 靈活性差 靈活性好 技術(shù)指標(biāo)擴(kuò)建適用性 稍差 好由 110kV 系統(tǒng)供電，考慮到重要負(fù)荷達(dá)到 ，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠 性的要求更高，應(yīng)采用兩臺(tái)容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 負(fù)荷計(jì)算的目的計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。變電站作為電力系統(tǒng)中起著重要的連接作用，是聯(lián)系發(fā)電廠與負(fù)荷的重要環(huán)節(jié)。變電站在電力系統(tǒng)中之所以起著十分重要的作用，是因?yàn)槠溥\(yùn)行性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，某些市區(qū)生產(chǎn)和生活的供電要求越來(lái)越大，在大力建設(shè)火力發(fā)電廠的同時(shí)，相應(yīng)的配套電力設(shè)施也應(yīng)跟上。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：負(fù)荷分析、變電所接線方案比較、供電方式確定、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)以及防雷接地等內(nèi)容。三、研究方案根據(jù)變電所電氣設(shè)備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)公式進(jìn)行，校驗(yàn)是否在保護(hù)范圍之內(nèi)。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。年最高溫度 40 度，年最低溫度20 度，最熱月平均最高溫度+32 度，最大復(fù)冰厚度 10mm，最大風(fēng)速為 25m/s，土壤熱阻率 ρ=100176。圖 1 電力接線圖表 1 負(fù)荷情況 站址地區(qū)海拔高度 200m，地址平坦，地震烈度 6 度。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長(zhǎng)的需要，迫切要求增長(zhǎng)供電容量，擬新建 110kV 變電所。因此，變電站自動(dòng)化既是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實(shí)時(shí)，可靠，安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理的需要。變電站設(shè)計(jì)需要以電力系統(tǒng)分析、電力工程、繼電保護(hù)和其他的專業(yè)知識(shí)為理論基礎(chǔ)。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，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 [1]。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接對(duì)電力用戶饋送電能。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文2第 2 章 負(fù)荷分析及無(wú)功補(bǔ)償 概述變電站位于某市郊，向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)用戶供電，為新建變電所。：根據(jù)任務(wù)書(shū)中電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖可以看到，本變電站位于兩個(gè)電源中間，有兩個(gè)發(fā)電廠提供電能，進(jìn)而經(jīng)過(guò)該變電站降壓后用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等負(fù)荷用電，需要一定的可靠性。 繞組數(shù)的確定對(duì)深入引進(jìn)負(fù)荷中心、具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。 [4]。(2)可靠性、靈活性差。對(duì)于雙母線不分段接線，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。但負(fù)荷叫重要的中小型發(fā)電廠及 35110kV 的變電所。??，選取 110kV SF6 斷路器為同一型號(hào)產(chǎn)品，選為 SF6110 斷路器，其主要技術(shù)參數(shù)如表 61 所示。 10kV 側(cè)斷路器的選擇 10kV 電壓等級(jí)，故可選用真空斷路器。則短路持續(xù)時(shí)間 t=1++ =。.表 63 隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)極限通過(guò)電流 kA型 號(hào) 額定電壓kV額定電流A 最大工作電壓kV接地 刀閘A 有效值 峰值4S 熱穩(wěn)定電流kAGW4110D 110 1250 126 2022 32 55 10(1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流等于極限通過(guò)電流峰值即 kA5?dvI流過(guò)該斷器的短路沖擊電流 kA 即 kA kA，動(dòng)穩(wěn)定要求滿足。短路沖擊電流 kA， ，動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。YI472?= = A，滿足要求。y?y? 互感器的選擇 電壓互感器的選擇電壓互感器應(yīng)按工作電壓來(lái)選擇： 電壓互感器，經(jīng)過(guò)查表選用 JCC110 型串級(jí)式瓷絕緣電壓互感器，系統(tǒng)的最高電壓為 126kV，額定絕緣水平為 200/480kV，額定一次，二次電壓之比為：110/ /，額定負(fù)載 150VA/150VA/100VA，準(zhǔn)確級(jí)33。10??I一次回路電壓 kVN1?kUg10一次回路電流 熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)同上。所以選擇 LBJ10 型電流互感器 [6]。 繼電保護(hù)的基本原理和任務(wù)在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，許多參量比正常時(shí)候都有了變化，有的變化明顯，有的不明顯。(2)速動(dòng)性：是指保護(hù)快速切除故障的性能，故障切除的時(shí)間包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間。過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定： ， 240/ ???)3A/(k52ITNLmax ???。2②電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定： ???/,故其速斷電流為： ??II因此速斷電流倍數(shù)整定為： 8..3opqbIn電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)： ????I??KI因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為： ???IS根據(jù) GB500621992 規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)為，這里的靈敏系數(shù)滿足要求。當(dāng)故障輕微時(shí)，排出的瓦斯氣體緩慢地上升而進(jìn)入瓦斯繼電器，使油面下降，開(kāi)口杯產(chǎn)生的支點(diǎn)為軸逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)，使干簧觸點(diǎn)接通,發(fā)出信號(hào)。2t動(dòng)作時(shí)間為 = += 的 10 倍動(dòng)作電流為 。 根據(jù) DL—10/5 型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為 8A。. ???I 母線保護(hù)母線配置的保護(hù)有：母線差動(dòng)保護(hù)。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文27第 8 章 防雷接地設(shè)計(jì) 防雷設(shè)計(jì) 防雷設(shè)計(jì)原則已在輸電線路上形成的雷閃過(guò)電壓，會(huì)沿輸電線路運(yùn)動(dòng)至變電所的母線上，并對(duì)于母線有連接的電氣設(shè)備構(gòu)成威脅。：在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運(yùn)行相電壓的 倍。(2)額定電壓的選擇： kVUNS10?因此選 FCZ110 避雷器，其參數(shù)如表 82 所示：表 82 避雷器參數(shù)工頻放電電壓有效值（kV）型號(hào) 額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV） 不小于 不大于沖擊放電電壓峰值（）不大于s?（kV）沖s?20/8擊殘壓不大于（kV）FCZ110 110 126 255 290 345 365(3)滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作允許電壓： .???NmU直接接地： kV，滿足要求。62?dhCU(4)工頻放電電壓校驗(yàn)下限值： 上限值： kV＜31kV，上、下限值均滿足要求。md32?iR：首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。，在接地設(shè)計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T6211997《 交流電氣裝置的接地》中 R≤2022/I 是非常困難