【正文】 ectric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) the calculation of the shortcircuit electric current . (3) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project .(4) the contents to defend the thunder and so on. Key words： substation。 我國《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ279 規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 外橋接線：適合于出 線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 2 主變壓器的選擇 概述 在各級電壓等級的變電所中，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。備用相是否需要采用隔離開關(guān)和切換母線與工作相相連接，可根據(jù)備用相在替代工作相的投入過程中，是否允許較長時(shí)間停電和變電所的布置條件等和工程具體情況確定。電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會影響調(diào)度的靈 活性和零序保護(hù)的可靠性。 容量比的選擇 為保證供電質(zhì)量及其使變壓器充分利用，選用 100/100/100。 (4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。 隔離開關(guān)的配置與技術(shù)條件 隔離開關(guān)的配置： (1)斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離； (2)中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器 均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地； (3)接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè) 1～ 2 組接地刀閘或接地器。電流互感器的 10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過 10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗 fZ2 關(guān)系曲線。在 4000～ 8000A 時(shí)，一般選用槽形導(dǎo)體。 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。 高壓配電裝置的選擇 根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、中高型和高型等。 為了 保護(hù)變壓器中性點(diǎn)，尤其是不接地高壓器中性點(diǎn)的絕緣，通常在變壓器中性點(diǎn)上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用，動(dòng)作 接地變壓器，避雷器作后備；變壓器不接地時(shí)，放電間隙和零序過電壓起保護(hù)作用，大氣過電壓時(shí)，線路避雷器動(dòng)作，工程過電壓時(shí)，間隙保護(hù)動(dòng)作。而在與變電站相連的長達(dá)數(shù)十、數(shù)百公里的輸電線路 上，雖然有避雷線保護(hù)，但由于雷電的繞擊和反擊，仍然會危及變電站中的電氣設(shè)備。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。 (5)具有擴(kuò)建可能 要根據(jù)發(fā)電廠和變電站的具體情況，分析是否有發(fā)展和擴(kuò)建的可能。 穿墻套管的選擇 (1)型式選擇：一般采用鋁式導(dǎo)體穿墻套管。母線一般為硬母線，而架空線則是軟導(dǎo)線。 互感器的特點(diǎn) 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量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無關(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。固有分閘時(shí)間查閱《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》表 525～ 529。 2T為實(shí)際環(huán)境溫度； yI 對應(yīng)于所選截面 S 、環(huán)境溫度為 +25 C 時(shí)， 長期允許載流量（ A） (2)按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 (1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10年）。 調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。 由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電，如用容量相同的多臺三相變壓器，則不會造成停電。電力負(fù)荷的原始資料時(shí)涉及主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)在電力負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上確定，其準(zhǔn)確性直接影響主接線的設(shè)計(jì)質(zhì)量。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò) 建，單母分段適用于： 110～ 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 3～ 4 回， 35～ 63kV可配電裝置的出線回路數(shù)為4～ 8 回， 6～ 10kV配電裝置出線為 6 回及以上，則采用單母分段接線 。 (2) 檢修要求。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 原始數(shù)據(jù) ： 220kV降壓變電所 ： 220/110/10 kV ： 110kV 側(cè)：最大 120MW，最小 60MW， 6000max ?T 小 時(shí)， ?? 10kV側(cè)：最 大 40MW，最小 15MW， 5200max ?T 小時(shí)， ?? ： 220kV側(cè)： 2 回 (架空線 )； kmLGJ 50/300? ； 110kV 側(cè)： 6 回 (架空線 )； 10kV側(cè)： 16 回 (電纜 ) ： (1)系統(tǒng)經(jīng)雙回線給變電所供電； (2)系統(tǒng) 220kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求； (3)系統(tǒng) 220kV 母線短路電流標(biāo)幺值為 40( MVASB 100? )。 220kV 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，確定用戶無功功率補(bǔ)償裝置。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設(shè)計(jì)的基本原理而來，因此對于變電設(shè)計(jì)基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配電裝備的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 雙母分段接線 雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題。 主變壓器選擇的一般原則與步驟 主變壓器臺數(shù)的確定 變壓器的臺數(shù)選擇原則為： (1)對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中，低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%~80%。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。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少。 電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確認(rèn)。 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。 由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測量結(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)，所以用一臺電壓互感器對于不同 的準(zhǔn)確級有不同的容量，通常額定容量是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確級的容量。 (2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低，對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) maxT 將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度 —經(jīng)濟(jì)電流密度 ),(J 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式： JIS gmax? (3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上 述情況選擇的導(dǎo)體截面 S ，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。缺點(diǎn)：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺，檢修不夠方便。 變電站的直擊雷保護(hù) 為了避免變電站的電氣設(shè)備及其他建筑物遭受直接雷擊，需要裝設(shè)避雷針或避雷線，使被保護(hù)物體處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)；同時(shí)還要求雷擊避雷針或避雷線時(shí) ，不應(yīng)對被保護(hù)物發(fā)生反擊。 直擊雷保護(hù)的措施 對主廠房需裝設(shè)的直擊雷保護(hù)，或?yàn)榱吮Ｗo(hù)其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)的避雷針，應(yīng)采取如下措施： 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ 1）加強(qiáng)分流：用扁鋼將所有避雷針?biāo)竭B接起來，并與主廠房內(nèi)鋼筋焊接成一體。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的 5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行中條件均較差，一般適用下列情況： 1)配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)； 2)原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場地受到限制； 3)場地狹窄或需要大量開挖。因此，要按照系統(tǒng)和自然條件以及有關(guān)規(guī)程要求合理選擇電氣設(shè)備，使選用電氣設(shè)備具有正確的技術(shù)參數(shù)，保證具有足夠的安全凈距；還應(yīng) 采取防火、防爆、蓄油和排油措施，考慮設(shè)備防水、防風(fēng)、抗震、耐污等性能。用于屋內(nèi)時(shí)，一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子。 (3)按二次回路電壓選擇 電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求，電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇。 隔離開關(guān)的類型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。真空斷路器只適應(yīng)于 10kV電壓等級， 10kV采用真空斷路器。 技術(shù)條件 (1)按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓 .maxgU 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 nU 即 maxgN UU ? 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在 110kV及以下時(shí)為 NU ，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的 .maxgU 一般不超過 NU 。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化 。 (3)對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 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），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。 主接線的接線方式選擇 電器主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體情況確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。評價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是： (1) 斷路器檢修時(shí)是否影響停電 。正是最為常見的常規(guī)變電所，并根據(jù)變電所設(shè)計(jì)的基本原理設(shè)計(jì)，務(wù)求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)過程。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。 設(shè)計(jì)圖紙說明 ................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主接線 靈活性的要求 主接線的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求： (1) 調(diào)度要求。 單母分段 用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 對原始資料進(jìn)行綜合分析 (1)變電所的情況，包括變電所的類型，在電力系統(tǒng) 中的地位和作用，近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃容量，近期和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級電壓中性點(diǎn)接地方式，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 (2)當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為 500kV時(shí)，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。 在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。 主變調(diào)壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性， 11