【正文】 本變電所的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) hT 4500max ? 查表得對應(yīng)的鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度 ?ecJ 。 ecS ＝ ?ecJImax mm? 查選型表可選擇 LGJ_240/30,長期允許電流為 655A. 按長時(shí)允許電流校驗(yàn) 選擇導(dǎo)線截面 應(yīng)使線路長時(shí)最大工作電流 caI （包括故障情況）不大于導(dǎo)線的長時(shí)允許電流 acI ， 即： acI ? caI 而一般決定導(dǎo)線允許載流量時(shí)，周圍環(huán)境溫度均取為 25C? 作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)周圍空氣溫度不為 25 C? ，而是 39。 該避雷器體積小、重量輕，僅為瓷套型的 1/3～ 1/10，采用軟質(zhì)合成橡膠外套可防止惡性爆炸事故。 對與 110kV側(cè) ,35kV側(cè) ,10kV側(cè)電壓互感器分別選用了電容式 YDR—110 型 ,JDZXF25— 35W2 型 ,JDZX— 10型 . 參數(shù)如下 : ① 型號(hào) YDR— 110 額定變比 100/3100/3110000V 容量 1200VA ② 型號(hào) JDZXF25— 35W2 額定變比 KV ③ 型號(hào) JDZX— 10 額定變比 KV 容量 120VA 經(jīng)過校驗(yàn)以上的電壓互感器符合校驗(yàn) . 避雷器 的選擇 大氣過電壓在供電中所形成的雷電沖擊電流，其幅值可高達(dá)幾十萬安，而產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值經(jīng)常為幾十萬伏，甚至高達(dá)可達(dá)百萬伏，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 36 其破壞性極大。 ② 電流互感器的二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以，正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。 參數(shù)如下： 額定電壓 ： 35kV 額定電流： 630 A 極限通過電流： 50 kA 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 4 秒熱穩(wěn)定電流： 20kA ⑴ 按正常情況進(jìn)行校驗(yàn) ① 對于電壓情況 UN =35kV? UNS=35kV 符合條件 ② 對于電流情況 35kV母線上的最大長時(shí)間持續(xù)電流為 AUSINT a x ????? 則： NI =630A? maxI = 符合條件 ⑵ 按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) ①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 隔離開關(guān)的極限通過電流峰值 ?maxi 50kA 三相短路時(shí)通過隔離開關(guān)的沖擊電流 ?ski 則： maxi ≥ shi 符合條件 ②熱穩(wěn)定電流的 校驗(yàn)： 由 35kV出線斷路器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間及斷路器的固有分閘時(shí)間得到最大穩(wěn)定的短路電流的作用時(shí)間 kt =3s。 在 10kV電網(wǎng)電壓下，斷路器的開斷電流 ， 即 brI = kA≥ sctI = kA 符合條件 (2)按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) ①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 斷路器的極限通過電流峰值 ?maxi 100kA 三相短路時(shí)通過斷路器的沖擊電流 ?ski 24kA 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 則 maxi ≥ shi 符合條件 ②熱穩(wěn)定電流的校驗(yàn)： 由 10kV進(jìn)線斷路器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間及斷路器的固有分閘時(shí)間得到最大穩(wěn)定的短路電流的作用時(shí)間 kt =3s。由于該變電所配電裝置布置是在室內(nèi)， 并且該地區(qū) 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均 ： mn? =30 C? ，所以在這里并不對電流情況進(jìn)行修正。 LW25— 126W 形 SF6 斷路器技術(shù)參數(shù)： 型號(hào) ： LW25— 126W 額定電壓 ： 115 kV 額定電流 ： 1250A 最高工作電壓： 126 kV 額定短路斷開電流： 極限通過電流峰值： 80 kA 3S 熱穩(wěn)定電流 ： kA 固有分閘時(shí)間 ： ? s 固有合閘時(shí)間 ： ? s (1)按正常情況進(jìn)行校驗(yàn) ①對于電壓情況： UN =115 kV? UNS=110 kV 符合條件 ②對于電流情況： 110kV母線上的最大長時(shí)間持續(xù)電流為： AUSINT a x ????? 則： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 NI =1250A? maxI = 符合條件 ③在該地區(qū) 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均 mn? =30 C? ? 0? =40C? ， 0? 由產(chǎn)品生產(chǎn)廠家規(guī)定。 為使所 選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，做驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定： ① 容 量和接線。 技術(shù)規(guī)范規(guī)定對下列情況不進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定性的 校驗(yàn)： ① 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 式中 al? —— 設(shè)備允許最高溫度， C? ； 39。 ② 額定電壓和最高工作電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，通常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備的允許最高工 作電壓 almU 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 smU ， 即： almU ? smU 一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時(shí)為 NU ；而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓不超過 smU 一 般不超過 NSU ，因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓 NsU 的條選擇 ， 即： NU ? NSU 我國普通電氣設(shè)備額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)是按照海拔 1000m 設(shè)計(jì)的。 電氣設(shè)備選擇的一般原則 ： 電氣設(shè)備要能安全 ，可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并短路條件來校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 電氣設(shè)備選擇的一般要求是： ① 滿足工作要求。一般按三相短路驗(yàn)算，若 其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按照最嚴(yán)重的情況計(jì)算。 ② 按變電所建成后 510 年規(guī)劃負(fù)荷選擇 ,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)荷發(fā)展 ,對 城郊變電所 ,主變壓器的容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 。 ② 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)做 倒閘電器，容易誤操作。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)對故障母線負(fù)荷供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)只停該回路。 ② 變壓器連接的兩臺(tái)斷路器，也影響了一回未故障線路的運(yùn) 變壓器的投入和切除的操作比較復(fù)雜，需投入和切除與該行。 它具有接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，以及因不設(shè)電壓母線，使得在 電源 和變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流相對于具有母線時(shí)，有所減小等特點(diǎn)。分析各電壓等級的負(fù)荷性質(zhì)、進(jìn)出線回路數(shù)、輸送容量、負(fù)荷組成、供電要求等因素。無匯流的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電所。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 ② 檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器 、 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不至于影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電。為了保證供電的可靠性，主接線應(yīng)考慮到在事故或檢修的情況下，應(yīng)盡可能減少對用戶供電的中斷。繪制 工程設(shè)計(jì)圖紙：包括電氣主接線圖。 系統(tǒng)容量： S=1000MVA, X=。 如采用線路變壓器組接線、 T 型接線等 ,不僅節(jié)約了主設(shè)備投資 ,減少變電站的占地面積 ,而且還相應(yīng)減少了設(shè)備維修與操作的工作量； （ 2） 大量采用新的電氣一次設(shè) 備，如 性能好、檢修周期長的免維護(hù)、少維護(hù)設(shè)備 —— GIS 組合電器、真空開關(guān)、 SF6 開關(guān)、干式變壓器 、免維護(hù)蓄電池等； （ 3） 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)近幾年一直是電力建設(shè)的一個(gè)熱點(diǎn)。第三章對變電所一次系統(tǒng)做了短路電流計(jì)算，為后面設(shè)備的選型提供了依據(jù)。變電所電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的主體 、與變電所運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，對電器選擇和布置 繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。 而隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些新的趨勢 ： （ 1） 隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能 。 變電所年最大利用小時(shí)數(shù) max 4500Th? 。選擇主要電氣設(shè)備：包括主變壓器、斷路 器、隔離開關(guān)、高壓開關(guān)柜、互感器、避雷器、絕緣子、導(dǎo)線等。 (1)可靠性： 供電可靠性是電能生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，主接線應(yīng)該滿足這個(gè)要求。 ①調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除系統(tǒng)、 變壓器和線路， 合理 調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少，電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。缺點(diǎn)是：有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器 ，隔離開關(guān)等設(shè)備增多。 （ 4）負(fù)荷分析。對 110kV 一次系統(tǒng)的主接線形式擬定以下 幾種： (1)線路變壓器組接線 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 圖 21 線路變壓器組接線圖 線路與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成線路 — 變壓器組，稱為單元接線。 橋形接線的缺點(diǎn)： ① 變壓器故障時(shí)，與變壓器連接的兩臺(tái)斷路器都要跳閘， 而影響了一河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 回為發(fā)生故障線路的運(yùn)行。 雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)： ① 供電可靠。 雙母線接線的缺點(diǎn)： ① 每回進(jìn)出線均要多加一組隔離開關(guān)。 變壓器容量的選擇應(yīng)遵循以下原則： ① 如需要應(yīng)盡量采用三相變壓器。 ② 短路種類。 在變電所中，采用 的電氣設(shè)備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對他們的基本要求都是相同的。應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致、 適應(yīng)發(fā)展，應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展，留有一定裕量。 我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備 使用的額定環(huán)境溫度為 40℃，如周圍環(huán)境溫度高于 +40℃而低于 +60℃時(shí)，其允許電流一般可按每增高 1℃，額定電流減少 %進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 +40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 當(dāng)環(huán)境最高溫度高于 0? C? ，但不超過 60 C? 時(shí)，長時(shí)允許電流按下式修正： alI = NIoaloal ?? ?? ?? 39。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： esi ? shi 或者 esI ? shI 式中 shi 、 shI —— 短路沖擊電流幅值及其有效值； esi 、 esI —— 通過電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及有效值。其最大特點(diǎn)是能開斷電路中的負(fù)荷電流和短路電流。本設(shè)計(jì)采用 LW25— 126W 形 SF6 斷路器。我國普通電器的額定電流所規(guī)定的環(huán)境溫度為 +40C? 。 ③對于開斷電流情況： 由于 ZN12— 12 真空斷路器開斷時(shí)間較長（≥ ），非周期分量電流衰減較多，能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的非周期分量不超過周期分量幅值 20%的要求，因此，可按式 brI ≥ sctI 校驗(yàn)。并由熱穩(wěn)定電流的校驗(yàn)公式及隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)得到： 222 ????? kt QtI 符合條件 按正常情況下和短路情況下電壓、電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定等幾種方式進(jìn)行校驗(yàn)后 ,可以看 出： GW4— 110Ⅱ （ D） 型隔離開關(guān)符合實(shí)際要求 . （ 2） 35kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 35kV側(cè)主變進(jìn)線選用 GW4— 35（ W） 隔離開關(guān) 。 222 ????? kt QtI 符合條件 電流互感器 的選擇 電流互感器的特 點(diǎn)： ① 一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān) 。 ② 二次側(cè)所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，互感器在近于空載狀態(tài)下運(yùn)行。該避雷器的電氣性能優(yōu)良、穩(wěn)定，無放電延時(shí)，無截波，能耐受多重雷擊和強(qiáng)雷擊，能抑制操作過電壓，對高倍數(shù)工頻過電壓 時(shí)間要比國家標(biāo)準(zhǔn) GB11032— 89高 1～ 3個(gè)數(shù)量級。 110kV側(cè)長期 最大工作電流為 ?maxI ?av ???1103 。0 ??????? ?? ??? mmK 修正后的電流為 AKII alal 3 5 539。 汽配廠 ： ?2maxI ?av ??? ? 。 4 ????? ? ＞ ?4maxI 符合要求 (1)按電壓損失校驗(yàn) 線路允許的電壓損失為 35kV ＝ ① 1 1 1 10 25 5R r L? ? ? ? ? ?, 1 1 1 0X x L? ? ? 1 6P MW? 1 MVar? ② 2 2 2 21 28 8R r L? ? ? ? ? ?, 2 2 2 0X x L? ? ? 2 5P MW? 2 MVar? ③ 3 3 3 0 .2 1 0 3 0 6 .3R r L? ? ? ? ? ?, 3 3 3 0X x L? ? ? 3 6P MW? 3 MVar? ④ 4 4 4 32 r L? ? ? ? ? ?, 4 4 4 0X x L? ? 4 10P MW? 4 MVar? 則電壓損失為 : 1 1 1 11 0 6 5 .2 5 0 .935NP R Q XU K VU? ??? ? ? ?? 2 2 2 22 5 . 8 5