【正文】 當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。對(duì)于10KV及以下電壓等級(jí)的線路，如有人值班時(shí)，也可以采用手動(dòng)復(fù)歸的方式。4） 在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中，有些情況下由于考慮重合閘的作用，可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資。但隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)的電壓等級(jí)不斷提高，輸電距離及傳輸功率不斷增長(zhǎng)，系統(tǒng)的運(yùn)行方式也更加復(fù)雜，三段式電流、電壓保護(hù)在這種電網(wǎng)中應(yīng)用時(shí)難以滿足要求。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則與定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相同，即按躲過(guò)線路的最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定。利用故障相的電流增大，并當(dāng)電流大到某一預(yù)定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作，可以構(gòu)成輸電線路的電流保護(hù)。發(fā)生接地故障時(shí)，變壓器中性點(diǎn)將出現(xiàn)零序電流，母線將出現(xiàn)零序電壓，變壓器的接地后備保護(hù)通常都是反應(yīng)這些電氣量構(gòu)成的。 變壓器的故障可以分為油箱外和郵箱內(nèi)兩種故障。 綜上所述： 110KV側(cè)采用FCZ110型避雷器 35KV側(cè)采用FZ35型避雷器 10KV側(cè)采用FZ10型避雷器避雷器配置原則： 配電裝置每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器； 220KV及以下的變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一臺(tái)避雷器； 以下情況中中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：①直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分級(jí)絕緣，且裝設(shè)有隔離開關(guān)時(shí)；②直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)；③不接地或經(jīng)過(guò)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)。為了保證供電電壓質(zhì)量，一般要求正常工作時(shí)電抗電壓損失的百分值不大于5％。斷路器滿足要求。隔離開關(guān)滿足要求。3）35KV出線的選擇及校驗(yàn)35KV側(cè)出線： 查表得：鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度為： 查設(shè)備手冊(cè)表選擇LGJ—150鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70℃的長(zhǎng)期載流量為445A，滿足最大工作電流的要求。 110KV清河變電站主要擔(dān)負(fù)著為清河開發(fā)區(qū)供電的重任，主供電源由北郊變電站110KV母線供給，一回由北郊變直接供給，另一回由北郊變經(jīng)大明湖供給形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，示意圖如圖41所示 圖41 北郊變、大明湖和清河變地勢(shì)示意圖 等值電路圖及其各元件電抗計(jì)算為了計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的等值網(wǎng)絡(luò)，常常采用的方法有：網(wǎng)絡(luò)等值變換、利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性簡(jiǎn)化、并聯(lián)電源支路的合并和分布系數(shù)法四種。2） 缺點(diǎn)：由于電源和引出線都接在同一母線上，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在母線上的全部電源，與之相接的整個(gè)電力裝置在檢修期間全部停止工作。正常運(yùn)行時(shí)，橋上的斷路器處于閉合狀態(tài)。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 對(duì)變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率。 根據(jù)以上綜合比較，所選主變壓器的特性數(shù)據(jù)如下：型式：SFSZ1040000/110連接組別號(hào)：Yn/yn0/d11調(diào)壓范圍為：高壓 110177。 ⑦終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)多為110kv經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，全所停電后僅使用戶中斷供電。110KV無(wú)人值班降壓變電站的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要 IAbstract II 1 1 1 2 4 4 4 4 5 5 6 6 6 6 7 7 7 9 11 11 11 12 13 110KV側(cè)主接線方案的選取 13 35KV側(cè)主接線方案選取 16 10KV側(cè)主接線方案選取 18 20 20 21 21 110KV母線側(cè)短路電流的計(jì)算 23 35KV母線側(cè)短路電流的計(jì)算 24 10KV母線側(cè)短路電流的計(jì)算 25 26 26 27 110KV側(cè)載流導(dǎo)體的選擇 27 35KV側(cè)載流導(dǎo)體的選擇 28 10KV側(cè)載流導(dǎo)體的選擇 29 斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 31 110KV側(cè) 31 35KV側(cè) 32 10KV側(cè) 34 電流互感器的選擇 37 110KV側(cè)電流互感器的選擇 37 35KV側(cè)電流互感器的選擇 38 10KV側(cè)電流互感器的選擇 39 電壓互感器的選擇 39 高壓熔斷器的選擇 41 電抗器的選擇 41 43 避雷器的選擇 43 45 46 46 48 54 54 55 56 56 60 61 61 64 65 65 65 65 66 67參考文獻(xiàn) 67中英文翻譯 69致謝 96附錄一 98附錄二 99 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)的安全與經(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，并為電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性提供保證。1）35KV側(cè)：最大負(fù)荷為42MW，cosφ=，重要負(fù)荷占65%；2）10KV側(cè)：具體負(fù)荷情況如表21所示。8% 中壓 3177。對(duì)于負(fù)荷的無(wú)功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算在上文中已經(jīng)進(jìn)行，補(bǔ)償裝置選擇為并聯(lián)電容器，裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，采用中性點(diǎn)不接地方式。 ①投資省。1） 特點(diǎn) ①接線清晰簡(jiǎn)單，所用設(shè)備少； ②高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)元件只需要三臺(tái)斷路器； ③變壓器退出運(yùn)行時(shí)，不影響線路的工作；但線路發(fā)生故障時(shí)，該線路及本組的變壓器均停止工作。3） 方案三：帶旁路母線單母線接線如圖36 圖36 帶旁路母線單母線接線1）特點(diǎn)：有了旁路母線，檢修與之相連的任一回路的斷路器時(shí)，該回路可以不停電，從而提高了供電的可靠性。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)所選擇的主接線方式和長(zhǎng)期運(yùn)行方式（兩臺(tái)主變壓器并聯(lián)運(yùn)行），對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行簡(jiǎn)化。 10KV側(cè)載流導(dǎo)體的選擇1）10KV側(cè)主母線的選擇及校驗(yàn)10KV側(cè)主母線 查設(shè)備手冊(cè)表選擇LGJQ—700鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70℃的長(zhǎng)期載流量為1220A，滿足最大工作電流的要求。 35KV側(cè)1）斷路器的選擇及校驗(yàn)d2點(diǎn)的短路參數(shù)：， 查設(shè)備手冊(cè)試選ZW8—。3）主變壓器中性點(diǎn)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 主變壓器中性點(diǎn)隔離開關(guān)選取中性點(diǎn)專用型號(hào)GW8—60型GW8—60型隔離開關(guān)的參數(shù)如下： 動(dòng)穩(wěn)定電流 10s熱穩(wěn)定電流 電流互感器的選擇 110KV側(cè)電流互感器的選擇1） 主變壓器側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)選取LVQB—110，300/5。普通電抗器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓，額定電流，電抗百分值和有功功率損耗等。 110KV，220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路。 ④過(guò)負(fù)荷保護(hù)：變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，繞組會(huì)因發(fā)熱二受到損傷。根據(jù)整定值選取原則不同，電流保護(hù)分為無(wú)時(shí)限電流速斷、帶時(shí)限電流速斷和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)三種。為了保證選擇性，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也應(yīng)按照時(shí)間階梯原則來(lái)確定。例如，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)及帶時(shí)限電流速斷保護(hù)在運(yùn)行方式變化頻繁的復(fù)雜電網(wǎng)中應(yīng)用時(shí)，電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍變化較大，有時(shí)甚至沒有保護(hù)范圍，其選擇性和靈敏性難以保證；而過(guò)電流保護(hù)應(yīng)用于長(zhǎng)距離、重負(fù)荷電網(wǎng)時(shí)，其最大負(fù)荷電流往往大于線路末端發(fā)生相間短路時(shí)的短路電流，所以其靈敏性難以滿足要求；對(duì)于多電源的復(fù)雜電網(wǎng)，方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限往往不能按選擇性要求來(lái)整定，而且靠近電源側(cè)的保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，不能滿足電力系統(tǒng)對(duì)保護(hù)快速性的要求。 自動(dòng)重合閘裝置不能識(shí)別瞬時(shí)性故障和永久性故障，因此，在線路斷開后，重新合閘不能保 證成功。5） 與繼電保護(hù)相配合 自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合以前或重合以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好地和繼電保護(hù)相配合，加速故障的切除，提高供電的可靠性。 當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時(shí)，必須考慮暫時(shí)改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時(shí)措施加以解決。 必須注意，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，即任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。4） 動(dòng)作后自動(dòng)恢復(fù) 自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)，為下次動(dòng)作做準(zhǔn)備。3） 可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的無(wú)跳閘。4） 距離保護(hù) 三段式電流、電壓保護(hù)，接線簡(jiǎn)單、工作可靠，因而在電力系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)與定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的區(qū)別在于動(dòng)作時(shí)限隨流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流大小而變化，短路點(diǎn)距離電源越近，短路電流越大，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限就越短。 輸電線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，最主要的特征之一就是故障相的電流增大，故障相間電壓降低。接地故障是最常見的故障形式，接于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的變壓器，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地保護(hù)。因此，應(yīng)根據(jù)變壓器的容量等級(jí)和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的繼電保護(hù)裝置。它必須在規(guī)定范圍內(nèi)。 綜上所述，高壓熔斷器的選擇結(jié)果統(tǒng)計(jì)入表52：表52 高壓熔斷器選擇結(jié)果統(tǒng)計(jì)表型號(hào)安裝地點(diǎn)額定電壓（kV）額定電流（kA）最大分?jǐn)嚯娏鱾渥N2—1010KV YH1050保護(hù)電壓互感器RW9—3535KV YH3560保護(hù)電壓互感器RN1—110110KV YH11065保護(hù)變壓器高壓側(cè) 電抗器的選擇 正常工作時(shí)，電抗器的電壓降落稱為電抗器的電壓損失。ZN63A—12/T630A—20型斷路器參數(shù)如下： 四秒熱穩(wěn)定電流 額定短路開斷電流 額定峰值耐受電流 額定短路關(guān)合電流 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，查表得，則 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 查設(shè)備手冊(cè)表選擇LGJ—400鋼芯鋁絞線，在最高允許溫度+70℃的長(zhǎng)期載流量為835A滿足最大工作電流的要求。 為選擇110KV—35KV—10KV配電裝置的電器和導(dǎo)體，需計(jì)算在最大運(yùn)行方式下流過(guò)電氣設(shè)備的短路電流，變電站用電回路共選3個(gè)短路點(diǎn)，即：ddd3，系統(tǒng)為無(wú)限大容量，選Sj=100MVA。方案二：?jiǎn)文妇€接線如圖35 圖35 單母線接線1） 特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、清晰，設(shè)備少，操作方便。內(nèi)橋式的橋接于靠變壓器側(cè)，而外橋式的橋靠于線路側(cè)。3）經(jīng)濟(jì)性 可靠性和靈活性是主接線設(shè)計(jì)中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。6） 汽車廠： 故該回出線無(wú)需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。“降壓型”的繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)已進(jìn)入大電網(wǎng)、高電壓、大機(jī)組、高參數(shù)和高自動(dòng)化時(shí)代，電網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)行必然突出以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以安全可靠為基礎(chǔ)，以可持續(xù)發(fā)展為目的，以保護(hù)環(huán)境與自然相協(xié)調(diào)為己任，達(dá)到人與自然、社會(huì)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，這就使得變電站采用無(wú)人值班的運(yùn)行方式成為目前變電站設(shè)計(jì)的一個(gè)主流方向。表21 10KV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號(hào)用戶名稱最大負(fù)荷（kW）cosφ回路數(shù)1礦機(jī)廠180022機(jī)械廠90023電機(jī)廠240024煉油廠200025冶金廠60026汽車廠21002備注重要負(fù)荷占62% 負(fù)荷計(jì)算采用：需用系數(shù)法計(jì)算電力負(fù)荷。2% 低壓 、11阻抗電壓為：高—中 高—低 中—低 結(jié)構(gòu)形式為：降壓結(jié)構(gòu)空載損耗（kW）：負(fù)載損耗（kW）：空載電流（%）： 無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 對(duì)主變壓器的無(wú)功補(bǔ)償容量，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變壓器容量的10%15%來(lái)確定。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；應(yīng)適當(dāng)限制短路電流，以便選擇輕型電氣設(shè)備；對(duì)110KV及以下的終端或分支變電所；應(yīng)推廣采用直降式[110/(610)KV]變電所和質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器（如熔斷器）代替高壓熔斷器； ②年運(yùn)行費(fèi)少。2） 缺點(diǎn) ①線路投入切除較復(fù)雜，需要操作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)； ②連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行； ③變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器停運(yùn)； ④可靠性不高，隔離開關(guān)用作操作電器，只適用于小容量發(fā)電廠和變電站，作為最終將發(fā)展