【正文】 側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。 分裂變壓器： 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高， 具有 節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。 2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有 反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 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(cè)量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無(wú)關(guān)； 2）電流互感器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。 110～ 220kV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁接 線 型 式 電網(wǎng)電壓 , kV 型 式 二次繞組電壓 ,V 接成開(kāi) 口三 角形輔助繞組電壓 IV 一臺(tái) PT不完全符形接線方式 3～ 35 單相式 100 無(wú)此繞組 Yo/ Yo/□ 110J～ 500J 單相式 100/ 3 100 3～ 60 單相式 100/ 3 100/3 3～ 15 三相五柱式 100 100/3（相） 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 式電壓互感器。 高壓熔斷器的選擇 選擇高壓熔斷器作用為保護(hù)電壓互感器，所以只需按工作電壓和開(kāi)端能力兩項(xiàng)進(jìn)行選擇。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安 裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即 110kV、 35kV、 10kV根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110kV 及以上多為屋 外配電裝置， 35kV 及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所110kV采用屋外配電裝置， 35kV、 10kV采用屋內(nèi)配電裝置。一般屋外采用聯(lián)合膠裝多棱式，屋外采用棒式，需要 倒裝時(shí)，采用懸掛式。 由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。另外對(duì)于充填石英砂有限流作用的熔斷器，只能用于等于其額定電壓電網(wǎng)中。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流 yI 可按下式修正 yI ，華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 21MMTTK TT?? ? 基中 K 為溫度修正系數(shù) 。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 連接組別的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和 系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 60%～ 70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。 雙母接線 它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。 靈活性 主接線應(yīng) 滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性 ： 1）為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求； 2）為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電； 3）為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過(guò)渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 110kV 變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問(wèn)題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無(wú)功 功率補(bǔ)償裝置。 transmission system。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過(guò)四回，采用有母線連接。 為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。因此主變壓器的容量為： ? 總單 臺(tái) 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數(shù)的選擇 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330kV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。 3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。 滿足熱穩(wěn)定條件為 ： 22dz tI t I t? ? 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間： 0 .0 5 0 .0 5d z z z It t t I? ?????? ? ? ? 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： I i???? 斷路器的選擇 變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正 常運(yùn)行時(shí)，用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常 與繼電保護(hù) 配合使用，斷開(kāi)短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 電壓互 感器的特點(diǎn)： 1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)； 2）二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開(kāi)路狀態(tài)。 母線的選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來(lái)匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路中，所用 導(dǎo)體有裸導(dǎo)體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級(jí)及要求不同，所使用導(dǎo)體的類型也不相同。 1） 工作電壓 ： ng UU ? 2） 斷流容量： dnSS ?? 其中， S? ： ts短路容量（ MVA） ， dnS ：設(shè)備額定斷流容量（ MVA） 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 5 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 2） 半高型配電裝置，它是將母線及母線隔離開(kāi)關(guān)抬高 ，將斷路器、 電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 優(yōu)點(diǎn)有： 30%； ，減少高層檢修工作量； 。其余的 B、 C、 D值是在 A值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動(dòng)范圍及施工誤差等尺寸而確定的。 S ≥ Smin= dztCI? C — 熱穩(wěn)定系數(shù) I? — 穩(wěn)態(tài)短路電流（ kA） dzt — 短路等值時(shí)間 (s) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 支持絕緣子及穿墻套管的選擇 支持絕緣子的選擇 1） 型式選擇 根據(jù)裝置地點(diǎn)、環(huán)境，選擇屋內(nèi)、屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。 6） 熱穩(wěn)定檢驗(yàn) : 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 dzt 允許通過(guò)一次額定電流 1NI 的倍數(shù) tK 來(lái)表示，即：221()dz N tI t I K? ? 7） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： 電流互感器常以允許通過(guò)一次額定電流最大值（ 12NI ）的倍數(shù) dwK （ 動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù) ） 表示 其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： 12ch N dwi I K? 電壓互感器的選擇 1） 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差最大值。 按額定電壓選擇 對(duì)一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)額定電壓。 導(dǎo)體和電器的額定電流是指 在額定周圍環(huán)境溫度 Q 0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流 yI應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 .maxgI 即 yI ≥ .maxgI 由于變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 .maxgI = （ nI 為電器額定電流）。 2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這 就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 由于該變電所的電壓波動(dòng)較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過(guò)濾器上?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 一個(gè)半斷路器（ 3/2）接線 兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。 主接線可靠性的具體要求： 1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電； 2）斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電； 3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。 distribution。 單母線接線 單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 2 主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇 概述 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的 負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍大，故不選擇分裂變壓器。 綜上所述 ， 本設(shè)計(jì) 選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、 SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35～ 220kV一般采用 SF6斷路器。 互感器的配置： 1）為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器； 2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)； 3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。 敞露母線一般按導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式、導(dǎo)體截面、電暈、短路穩(wěn)定、共振頻率等各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。它是按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來(lái)接受和分配電能。缺點(diǎn)：上層隔離開(kāi)關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。 表 51和表 52（見(jiàn)下文） 中所列出各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中所規(guī)定的 A 值，它表明帶電部分至接地部分或相間的最小安全凈 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 表 51屋外配電裝置的安全凈距（ mm） 符號(hào) 適用范圍 圖號(hào) 額定電壓， kV 3 10 152 0 35 63 110J 110 220J 330J 500J A1 帶電部分至接地部分之間 網(wǎng)狀遮欄向上延伸線距地 處與遮欄上方帶電部分之間 101 102 200 300 400 650 900 1010 1800 2500 3800 A2 不同相的帶電部分之間 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間 101 103 200 300 400 650 1000 1100 2021 2800 4300 B1 設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，其外部至無(wú)遮欄帶電部分之間 交叉的不同時(shí) 停電檢修的無(wú)遮欄帶電部分之間 柵狀遮欄至絕緣體和帶電部分之間 帶電作業(yè)時(shí)的帶電部分至接地部分之間 101 102 103 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 B2 網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間 102 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 C 無(wú)遮欄裸導(dǎo)體至地面之間 無(wú)遮欄裸體至建筑物、構(gòu)筑物之間 102 103 2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300