【正文】 合計 f2 S1 S2 合計 f3(不加電抗器 ) S1 S2 設(shè) 計 說 明 書 17 合計 f3(加電抗器 ) S1 S2 合計 設(shè) 計 說 明 書 18 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。 注意：根據(jù)功 率傳輸方向，三卷變壓器降壓型，高 低壓側(cè)阻抗電壓應(yīng)去為最大，查表調(diào)整。因此，擬定方案為單母分段接線。為防止聯(lián)絡(luò)斷路器故障時，同時切除該串兩回路供電，應(yīng)將同名元件布置在不同串上。 3) 單母線分段帶旁路母線的接線 單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴(kuò)建的可 能性。 設(shè) 計 說 明 書 7 第 3 章 電氣主接線的設(shè)計 主接線的基本要求 電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主題。本次變電所位于生荒土地上，地勢平坦、交通便利，不受制造和運輸條件限制，故采用三相變壓器。為了保證供電可靠性，避免一臺主變的故障或檢修時影響供電，變電站一般應(yīng)選擇安裝兩臺主變。變電站對電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用，學(xué)習(xí)和了解變電站的結(jié)構(gòu)和運行對電力資源的可持續(xù)發(fā)展墊下了基礎(chǔ)。選擇各電壓等級的避雷器 配置主要電器設(shè)備：配置各級電壓的電壓互感器和防雷裝置；配置各支路的電流互感器 各級電壓等級的配電裝置的選型與布置。 設(shè) 計 說 明 書 III 各側(cè)功率因數(shù) ?cos 與最大負(fù)荷利用小時數(shù) maxT 分別為 220kV 側(cè) ?cos = maxT =4800 小時 /年 110kV 側(cè) ?cos = maxT =4200 小時 /年 10kV 側(cè) ?cos = maxT =4500 小時 /年 系統(tǒng)阻抗 220kV 側(cè)電源近似為無限大電源系統(tǒng)，以 100MVA 為基準(zhǔn)容量，歸算至本所 220kV 母線阻抗為 ； 110kV 側(cè)電源容量為 800MVA（學(xué)號為單數(shù)為火電系統(tǒng)，雙數(shù)為水電系統(tǒng)），以 100MVA 為基準(zhǔn)容量，歸算至本所 110kV母線阻抗為 。電力是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。 為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。 （ 2）當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為 500KV 時，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確 設(shè) 計 說 明 書 4 定選用三相變壓器、兩臺 50%容量三相變壓器或單相變壓器組。通常按以下原則： 主變的 110KV~500KV 側(cè)采用中性點直接接地方式 自耦變壓器必須用在高中壓側(cè)是直接接地的系統(tǒng)； 普通變壓器采用中性點通過隔離開關(guān)接地的方式； 選擇接地點適應(yīng)保證在任何故障形勢下都不會使電網(wǎng)解列成為中性點不接地系統(tǒng)。 2 具有一定的靈活性 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。缺點：①可靠性差。 雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配置中，同時在 220～550KV 大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 設(shè) 計 說 明 書 14 短路計算基本假設(shè) （ 1）計算的基本情況 ① 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行； ②所有同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）； ③短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ④所有電源的電動勢相位角相同； ⑤應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。 (3)將前面求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行歸算，便得到各等值發(fā)電機(jī)對短路點的計算電抗。當(dāng)氣溫、風(fēng)速、 設(shè) 計 說 明 書 19 濕度、污穢、海拔、地震、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的規(guī)定時，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后分別采取下列措施： 向制造部門提出補充要求，訂制符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的產(chǎn)品； 在設(shè)計或運行中采取相應(yīng)的防護(hù)措施如采用屋內(nèi)配電裝置，加減震器等 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行。 ６）熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔體的額定電流；額定分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。 經(jīng)計算并驗證選擇 LA510 型電流互感器。 110KV 及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。 工頻放電電壓 Ugf：在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般大于最大運行相電壓的 倍。 (1)選擇性 當(dāng)電力系統(tǒng)某部分發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)保證靠近故障點的開關(guān)或斷路器首先切除，使停電范圍盡量縮小，從而保證非故障設(shè)備繼續(xù)正常 運行。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。 半高型配電裝置：半高行配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與 斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)上下重 疊布置。故障切除時間等于保護(hù)裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 倍。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng) 度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。例如，對于容量較小的照明線路或調(diào)動機(jī)的保護(hù)，宜采用ＲＣ１Ａ系列插入式熔斷器或ＲＭ１０系列無填料密閉管式熔斷器；對于短路電流較大的電路或有易燃?xì)怏w的場合，宜采用具有高分?jǐn)嗄芰Γ遥滔盗新菪饺蹟嗥骰颍遥裕òǎ危裕┫盗杏刑盍戏忾]管式熔斷器；對于保護(hù)硅整流器件及晶閘管的場合，應(yīng)采用快速熔斷器。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表： 序號 電器 名稱 額定電 壓 額定電 流 額定 容量 機(jī)械 荷載 額定開 斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 絕緣水平 KV A KVA N A 1 斷路器 √ √ √ √ √ √ √ 2 隔離開關(guān) √ √ √ √ √ √ 3 組合電器 √ √ √ √ √ √ 4 負(fù)荷開關(guān) √ √ √ √ √ √ 5 熔斷器 √ √ √ √ √ √ 6 PT √ √ √ 7 CT √ √ √ √ √ √ 8 電抗器 √ √ √ √ √ √ 9 消弧線圈 √ √ √ √ √ 10 避雷器 √ √ √ √ 11 封閉電器 √ √ √ √ √ √ √ 12 穿墻套管 √ √ √ √ √ √ 13 絕緣子 √ 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇 高壓斷路器的選擇 除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維 設(shè) 計 說 明 書 20 護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。 (4)分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠嬎闱€找出指定時刻 t 各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周期電流標(biāo)幺值 *1ptI 、 *2ptI ， ..., *ptgI 。 （ 2）接線方式 計算短路電流時 所用的接線方式，應(yīng)是可能最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。因此你選用雙母線帶旁路接線更適宜。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然 而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。②調(diào)度不方便， 設(shè) 計 說 明 書 9 電源只能并列運行， 不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流 [3]。 3 操作應(yīng)盡可能簡單、方便 主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌 設(shè) 計 說 明 書 8 握。如果兩臺變壓器合用一臺消弧線圈時，應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)分別與變壓器中性點相連，運行時，只合其中一組隔離開關(guān)。 （ 3）對于 500KV 變電所，除需考慮運輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。 對地區(qū)性 孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。 氣象條件：該地區(qū)最熱月平均氣溫為 28℃， 年平均氣溫 16℃，絕對最高氣溫 40℃，土壤最熱月平均氣溫 18℃，風(fēng)速為 25m/s，微風(fēng)風(fēng)速小于 5m/s。 變電所外接線路采用三段式電流保護(hù)，相關(guān)參數(shù)如下： 線路 AB、 BC、 AD 和 CD 的最大負(fù)荷電流分別為 230A、 150 A、 230 A、 140 A；負(fù)荷自啟動系數(shù) ? 、 ? 、 ? 、 ? 、 ? 、 ? 各變電所引出線上后備保護(hù)的動作時間如圖所示；后備保護(hù)的st ?? 線路的等值電抗為 ? /km 設(shè)計內(nèi)容及要求 擬定主接線方案：分析原始資料，確定主變型式；技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；確定最 佳方案；選擇各側(cè)接線方式； 計算短路電流： 選擇計算短路點，計算各點短路電流并列出短路電 設(shè) 計 說 明 書 IV 流計算結(jié)果表。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。根據(jù)原始資料，兩臺主變是合理的。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠 性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。 由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)》選定主變型號為： 三繞組變壓器（ SFS7120200/220KV） 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量 ： 120200（ KVA） 容量比： 100/100/50 額定電壓：高壓 — 220177。 4 經(jīng)濟(jì)上合理 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 這種接線廣泛用于中、小容 量發(fā)電廠和變電站 6～ 10KV 接線中。它的主要優(yōu)點是： 運行調(diào)度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環(huán)狀供電； ② 檢修時操作方便，當(dāng)一組母線停支時，回路不需要切換，任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式霆，不需切換； ③ 運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發(fā)生故障時，任何回路都不停電。 110KV 側(cè)帶有重要用戶負(fù)載，且電壓等級較高，出現(xiàn)回路數(shù)不多且需要進(jìn)行擴(kuò)建，因此雙母線待旁路母線較適 宜。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行比較。 (7)計算短路容量和短路電流沖擊值。 選擇隔離開關(guān)時應(yīng)滿足以下基本要求： ，易于鑒別設(shè)備是否 與電網(wǎng)隔開。 35kV 及以上電壓等級一般不裝設(shè)補償電容器，無功一般就在 10kV 及以下系統(tǒng)就地補償，可以減少線損以及降低投資。 表 624 二次額定電壓 繞組 主二次繞組 附加二次繞組 高壓側(cè) 接入方式 接于線 電壓上 接于相 電壓上 用于中 性點直接接 地系統(tǒng)中心 用于中 性點不接地 或經(jīng)消弧線 圈接地 設(shè) 計 說 明 書 24 二次額 定電壓 100 100/ 3 100 100/ 3 準(zhǔn)確等級：電壓互感器在哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下： 用于發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準(zhǔn)確等級要求為 級。： 670A； 80186。本工程采用 220KV、 110KV 配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針， 10KV配電裝置設(shè)獨立避雷針進(jìn)行直接保護(hù)為了防止反擊