【正文】 NSU 且 MAXU ≤ ,即 220KV≤ NU 且 MAXU ≤ 253KV 額定電流 ： NI ≥ IMAX , IMAX =3 cosNPU ? = 220 ?? = kA 得出 NI ≥ 第 1 章 變電站總體分析 22 開斷電流 ： brI ??? ， 上一章短路電 流計算得 220KV側(cè) 短路 時 ?? = kA，即 brI ≥ kA 動穩(wěn)定電流： es shii?? 上一章短路電流計算得 220KV側(cè) 短路時 shi = kA，即 esi ≥ kA 根據(jù)以上數(shù) 據(jù) ， 通過查閱 《 高壓交流斷路器參數(shù)選用導(dǎo)則 》 ， 選定 220KV 側(cè)高壓斷路器的型號為 LW6－ 220 型 SF6。 （ 4）電壓互感器 的選擇需要按照下列條件進行確定 一次回路電壓； 二次 回路 電壓； 二次 回路 負荷； 通過 所接儀表的 準確 級和容量 來 確定電壓互感器的準確級和容量。過電壓分為內(nèi)過電壓（操作過電壓） 和外過電壓（雷電過電壓） ， 內(nèi)過電壓是由操作人員操作失誤而導(dǎo)致的過電壓 ,外過電壓是由雷電導(dǎo)致的過電壓 。 變壓器的門型架構(gòu)上不能裝設(shè)避雷針 。 電壓等級在 110kV到 220kV之間的 線路 通常不裝 避雷器。 因此， 在設(shè)計變電站時，防雷保護設(shè)計顯得尤為關(guān)鍵 。 （ 2） 110KV電流互感器選擇 額定電壓： NU = NSU =110KV 電流互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)大于等于安裝位置的最大工作電流即， 額定電流： NI ≥ IMAX , IMAX =3 cosNPU ? = 42+323 110 ?? = kA 得出 NI ≥ 根據(jù)所求數(shù)據(jù)，通過查閱《電力工程設(shè)計手冊》， 110KV 電流互感器型號選定為LB7－ 110W。但是隔離開關(guān)不能接通短路電流，所以不用校驗短路關(guān)合電流以及開斷電流。 （ 2） 按照出現(xiàn)短路故障的狀態(tài)進行校驗： 緒 論 21 短路時，電氣設(shè)備的載流部分發(fā)熱溫度低于該部分的最高允許溫度（ kQ ≤2tIt ）； 短路時，電氣設(shè)備的機械震蕩強度小于該部分所 能承受的最大機械 震蕩 強度 ，即短路時的沖擊電流最大值和有效值小于設(shè)備動穩(wěn)定允許通過的電流最大值和有效值，（ shi ≤ esi ， shI ≤ esI ） 短路計算條件共有四種，短路點計算、短路時間計算、短路類型、接線方式及設(shè)備容量。 （ 4）各側(cè)電壓：考慮到電壓損耗， 220KV 側(cè)為 220 110%=242KV 110KV 側(cè)為 110 110%=121KV 10KV 側(cè)為 10 105%= （ 5） 冷卻方式： SFPZ763000/220 變壓器冷卻方式 有 風冷、強迫油循環(huán)、自冷等。 特 性 草 案 第 1 章 變電站總體分析 10 第 3 章 主電變壓器的選擇 在變電站建設(shè)的總投資中主變壓器的投資占的比列很大 。 5. 變電站的 占地面積盡量要小，在設(shè)計電氣主接線方案時要同時考慮配電裝置的布局，以達到減小占地面積，節(jié)省材料以及施工費用的目的。 第 1 章 變電站總體分析 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)要求， 現(xiàn) 需要在 某地區(qū) 建造一座 220kV 地區(qū) 變電站， 為 市區(qū)的 大型工廠和城區(qū) 負荷供電 ，該變電站能否可靠和穩(wěn)定運行 對 該地區(qū)工業(yè)的正常生產(chǎn) 和 居民的 生活質(zhì)量 具有 重大的影響 。 降壓 變電站 共分 為四種： 樞紐變電站。 先對 實際要求 對變電站作總體 分析， 并 在此基礎(chǔ)上 設(shè)計電氣主接線方式 ， 選擇主變壓器， 計算短路電流 ，選擇 電氣 設(shè)備， 最后設(shè)計接地與防雷保護 的配置 。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民 對 生活質(zhì)量的要求也在不斷 提高 。 供電的穩(wěn)定性 和可靠性 直接影響 到 用戶 ， 不同 負荷等級對 電能質(zhì)量要求 也有較大差異 ： 一級 負荷 須 設(shè)有兩個獨立電源 ， 兩個電源中的 任何一個電源 出現(xiàn)故障時 ， 另 外那個電源 能夠繼續(xù)對所有負荷供電； 二級負荷通常也 需要 設(shè)立 兩個獨立電源， 兩個電源中的 任何一個電源 出現(xiàn)故障時 ， 另外那個 電源 能夠繼續(xù) 對 大部分 負 荷供電； 三級負荷通常 只 設(shè)立一個電源 。 4．電力系統(tǒng)對電氣主接線提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料以及電力系統(tǒng)備用容量； 5．地理位置及當?shù)貧夂驐l件，如海拔、風向、溫度、地質(zhì)、濕度等，外部環(huán)境對主接線時選擇電氣裝置都有一定影響。 （ 2） 而在特殊的孤立地區(qū)變電站中或者如本變電站的 110kV 級所接的負荷（鋼鐵廠） 等大型工業(yè)專設(shè)的變電站中，為了保證供電可靠性，需要考慮多裝設(shè)一臺備用變壓器，即考慮裝 3臺主變壓器。 這三種短路屬于不對稱短路。 高壓一次設(shè)備的選擇 高壓斷路器的選擇 選擇高壓斷路器應(yīng)該從安裝維護方便、變電站的環(huán)境氣候、所用的技術(shù) 條件等多方面綜合考慮。 電壓互感器的選擇 對 電壓互感器 的選擇須要 遵從 以下四點 ： （ 1） 電壓互感器的類型 按照下列規(guī)定進行確定 ： 6～ 20KV戶內(nèi)配電裝置，通常使用 澆注式和 油浸 式 互感器； 35～ 110KV 配電裝置 通常使 用油浸 式 互感器； 220KV 及以上的配電裝置， 通常使用 電容式互感器。 （ 2） 110KV母線選擇 110KV 母線的最大持續(xù)工作電流為： IMAX =3 cosNPU ? = 42+323 110 ?? = kA IMAX ﹤ 4KA 所以選用矩形導(dǎo)體 因為年負荷利用時間 T＞ 5000h，通過查閱經(jīng)濟電流密度曲線得 ? （ mm ） ， 所以 24 2 9 .20 .7 4 580M A Xj IS m mJ??? 根據(jù)最大持續(xù)工作電流與經(jīng)濟電流密度 MAXj IS J? ，通過查閱《電力工程設(shè)計手冊》 ，選擇每相 1根 60mm 10mm的矩形鋁導(dǎo)體 母線 ， 型號為 LMY600。有一種情況下需要安裝獨立的避雷針，就是當設(shè) 備所在處的土壤電阻率 ??? ? 時 。 通常選用閥形 避雷器 和放電間隙配套運行 。 避雷針的作用 是能夠 把閃電從保護物上方引向自己并安全地通過自己泄入大地 ，從而使被保護物體免遭雷擊 。 導(dǎo)體選擇的依據(jù) （ 1）材質(zhì) 通常情況下選用鋁 材質(zhì)的 母線， 在持續(xù)工作電流大， 位置 比較 狹窄 的 變壓器和發(fā)電機出口 處 ，采用銅 材質(zhì)的 母線。 （ 3） 10KV 側(cè)高壓隔離開關(guān)選擇 額定電壓： NU ≥ NSU 且 MAXU ≤ ,即 10KV≤ NU 且 MAXU ≤ 額定電流： NI ≥ IMAX , IMAX =3 cosNPU ? = +2 .4+ +2 +0 .9+ 10 5?? = kA 得出 NI ≥ 根據(jù) 計算結(jié)果 ， 通過查閱 隔離開關(guān)和接地開關(guān)技術(shù)參數(shù)表， 選 定 10KV側(cè)高壓 隔離開關(guān) 的型號為 22GNQ 。 3. 嚴格按照國家規(guī)范的選擇標準 。 短路產(chǎn)生的原因主要有：設(shè)備絕緣材料 出現(xiàn)老化 ， 維護 工作未做好 ；雷擊、風暴、鳥獸等破壞； 維護 人員未按規(guī)定 操作（ 常見的有 帶負荷拉刀閘等）等。主變的選擇是由變電站在系統(tǒng)中的作用及其本身的的性質(zhì)所決定 ，合理的選擇主變需要考慮到三個方面：臺數(shù)、容量以及主變壓器的型式。因此， 合理 選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù) 對有效減少變電站電能損耗至關(guān)重要。 （ 3） 該 站的電源 是 由某發(fā)電廠接入的 雙回路 220kV輸電 線路 ，中壓側(cè) 的 110kV母線有 2回 出線端 ， 低壓側(cè) 10kV母線 有 12回 出線端 。 終端變電站 本 文 設(shè)計的 是 220KV電壓等級的 地區(qū)變電站， 該變電站的 下 一 級負荷為 110kV和10kV級工廠以及城區(qū)負荷 。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 題 目 220kV降壓變電站 電氣一次部分設(shè)計 學(xué) 院 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué) 號 110812039 學(xué)生姓名 廖閩志 指導(dǎo)教師 曠虛波 起訖日期 設(shè)計地點 井岡山大學(xué) 摘要 摘 要 近年來 ,我國的工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，電能的需求量也伴隨著工業(yè)的發(fā)展在不斷增加 。 工廠主要有 鋼鐵廠、 汽車廠及 機械廠 等 ， 城區(qū)負荷主要有政府、醫(yī)院、 及 周邊居民用戶等。 （ 4）年負荷利用時間 T≥ 5500h。 電氣主接線設(shè)計的依據(jù) 電氣主接線的設(shè)計依據(jù)是設(shè)計任務(wù)書，共包括了如下內(nèi)容： 1．變電站在系統(tǒng)中的作用和地位 ； 2． 變電站的 容量 和分期建設(shè)情況 ； 3．負荷的性質(zhì) ①對于一級負荷，需要兩個獨立電源供電，在其中任何一個電源斷電時，另一個第 1 章 變電站總體分析 6 負荷能繼續(xù)為全部負荷供電 。 主變壓器臺數(shù)的選擇 在變電站建設(shè)過程中對于主變的臺數(shù)應(yīng)該盡量滿足增大單臺變壓器容量，從而減少變壓器臺數(shù)。 短路 故障造成的后果主要有 以下 6點 ： 因為短路電流遠遠大于額定電流，所以短路時導(dǎo)線和設(shè)備會過熱，從而造成導(dǎo)線和設(shè)備燒毀或 損壞； 短路電流流 經(jīng) 設(shè)備時，會在相間產(chǎn)生電動力，造成設(shè)備變形或者 直接損壞； 造成電網(wǎng)電壓降低； 破壞電力系統(tǒng)穩(wěn)定； 影響通信設(shè)備使用； 增大線損耗和熱損耗。 4. 結(jié)合 當?shù)?氣候 環(huán)境 適當改變 。 互感器選擇 互感器分為電流互感器 （ CT） 和電壓互感器 （ PT） 。 （ 2）類型 35KV 及以下 并 且正常工作電流 小于 4KA的配電裝置中 ， 通常 選用矩形導(dǎo) 體； 工作電流 在 4KA到 8KA時， 通常 選用槽型導(dǎo)體； 工作電流 在 8KA以上時通常 選 用 組合導(dǎo)線 （鋼芯鋁絞線等） 。 因此，其引雷性能和泄流性能是至關(guān)重要的 。 防雷裝置選擇結(jié)果 本 文所采用的是 分級絕緣 變壓器 ： （ 1） 220kV中性點 的 絕緣為 110kV 級 ； （ 2） 110kV中性點絕緣為 35kV 級 ， 最后選定結(jié)果： 220kV中性點 選用 FZ－ 110型號避雷器； 110KV 中性點 選用 FZ－ 40型號 避雷器。 （ 1） 避雷針的配置原則： 當 電壓 等級超過 110kV 時 ， 通常將避雷針安裝在 電氣 設(shè)備的構(gòu)架或屋頂。 第 1 章 變電站總體分析 28 母線的選擇 （ 1） 220KV母線選擇 220KV 母線的最大持續(xù)工作電流為： IMAX =3 cosNPU ? = 220 ?? = kA IMAX ﹤ 4KA 所以選用矩形導(dǎo)體 因為年負荷利用時間 T＞ 5000h， 通過 查 閱 經(jīng)濟電流密度曲線得 ? （ mm ） ， 所以 22 4 3 . 10 . 7 4 3 2 8 . 5 1M A Xj IS m mJ??? 根據(jù)最大持續(xù)工作電流與 經(jīng)濟電流密度 MAXj IS J? ，通過 查 閱《電力工程設(shè)計手冊》，選擇每相 1根 50mm 4mm的 矩形鋁導(dǎo)體 母線 ， 型號 為 LMY400。 2）隔離 開 一次設(shè)備與二次設(shè)備， 并且 互感器 的 二次側(cè) 需要 接地， 從而保證人身安全 。 6. 能夠滿足運維檢修 和過電壓情況下的要求，并 擁有升級 發(fā)展 的潛力 。 后面三種短路故障的 相電壓 、相電流和 相角都不相同 。 一般情況下變電站主變壓器臺數(shù)