【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 才的培養(yǎng)就顯得額外重要，所以我國(guó)加大教育的投入，興建和擴(kuò)建改造了許多學(xué)校。保證學(xué)校的正常工作，電力供應(yīng)的可靠保證是其 中的重要方面，因此校園變電站的設(shè)計(jì)和建設(shè)的好壞也就很重要， 需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ，確保學(xué)校的日常工作和學(xué)校正常運(yùn)作。 展望未來(lái)，我們堅(jiān)信在新世紀(jì)中，我國(guó)的電力工業(yè)必能持續(xù)高速的發(fā)展，取得更加輝煌的成就。 發(fā)展形勢(shì) 計(jì)算機(jī)的滲透已經(jīng)達(dá)到每一個(gè)角落，電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越成熟。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng) 、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶(hù)所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。其技術(shù)動(dòng)向主要集中在以下兩個(gè)方面 , 全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 和 引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 。 主要解決的問(wèn)題 ： 變電所容量 和臺(tái)數(shù)以及型號(hào)的選擇。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 。 。 圖。 本文主要研究?jī)?nèi)容 110kV 供電系統(tǒng) 研究主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)， 相關(guān)的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍 和國(guó)家有關(guān)規(guī)程，主要完成該變電站的 電氣 一次、二次部分設(shè)計(jì)，電氣主接線(xiàn)方案 ，主變壓器的選擇，電氣設(shè)備的選擇（包括斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，熔斷器等），配電裝置的選擇以及防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)。主變壓器、各側(cè)電壓等級(jí)的電氣主接線(xiàn)和相關(guān)一次、二次設(shè)備、避雷裝置、繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選擇。同時(shí)，完成變電站接線(xiàn)圖、 110kV 變電所平面布置初步設(shè)計(jì)圖和詳細(xì)設(shè)計(jì)圖。 其中還要有相關(guān)計(jì)算的詳細(xì)過(guò)程。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 變電站的設(shè)計(jì) 電氣主接線(xiàn)的選擇 電氣主接線(xiàn)的 設(shè)計(jì)原則 變電站電氣主接線(xiàn)是電力系統(tǒng)接線(xiàn)的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路、和斷路器等的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、 輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 對(duì)于 6～ 220kV 電壓配電裝置的接線(xiàn)，一般分兩類(lèi)：一為母線(xiàn)類(lèi)，包括單母線(xiàn)、單母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)、雙母線(xiàn)分段和增設(shè)旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)；其二為無(wú)母線(xiàn)類(lèi)，包括單元接線(xiàn)、橋形接線(xiàn)和多角形接線(xiàn)等。應(yīng)視電壓等級(jí)和出線(xiàn)回?cái)?shù)，酌情選用。 旁路母線(xiàn)的設(shè)置原則： （ 1）采用分段單母線(xiàn)或 雙母線(xiàn)的 110kV 配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁路母線(xiàn)。因?yàn)?110kV 線(xiàn)路輸送距離長(zhǎng)、功率大，一旦停電影響范圍大，且斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)（平均每年 5～ 7 天），故設(shè)置旁路母線(xiàn)為宜。當(dāng)有旁路母線(xiàn)時(shí)，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線(xiàn)。 （ 2） 35kV 配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線(xiàn)，因重要用戶(hù)多系雙回路供電，且斷路器檢修時(shí)間短，平均每年 2～ 3 天。如線(xiàn)路斷路器不允許停電檢修時(shí)，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。 （ 3） 10kV 配電裝置，可不設(shè)旁路母線(xiàn)。對(duì)于出線(xiàn)回路數(shù)多或多數(shù)線(xiàn)路系向用戶(hù)單獨(dú)供電， 以及不允許停電的單母線(xiàn)、分段單母線(xiàn)的配電裝置，可設(shè)置旁路母線(xiàn)。 對(duì)于變電站的電氣接線(xiàn)，當(dāng)能滿(mǎn)足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器少或不用斷路器的接線(xiàn)。當(dāng)出線(xiàn)為 2 回時(shí)，一般采用橋形接線(xiàn)。 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 變電站的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電站所在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。 （ 1）主接線(xiàn)可靠性的要求 可靠性的工作是以保證對(duì)用戶(hù)不間斷的供電。衡量可靠性的客觀 標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線(xiàn)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。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。評(píng)價(jià)主接線(xiàn)可靠性的標(biāo)志是： （ 1）斷路器檢修時(shí)是否影響停電； （ 2）線(xiàn)路、斷路器、母線(xiàn)故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線(xiàn)路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 能否對(duì)重要用戶(hù)的供電； （ 3）變電站全部停電的可能性。 （ 2）主接線(xiàn)靈活性的要求 主接線(xiàn)的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求： （ 1）調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿(mǎn)足系 統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 （ 2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶(hù)的供電。 （ 3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^(guò)渡到終期接線(xiàn)，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。 （ 3）主接線(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 1）投資?。褐鹘泳€(xiàn)簡(jiǎn)單，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備的投資；占地面積?。弘姎庵鹘泳€(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子及安裝費(fèi)用。 （ 2）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型 式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。 主接線(xiàn)方式的初步選擇 幾種主接線(xiàn)方式的簡(jiǎn)介 1） 單母線(xiàn)接線(xiàn)： ① 優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好，并且母線(xiàn)便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。 ② 缺點(diǎn)：可靠性差。母線(xiàn)或者母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停運(yùn)，造成全站長(zhǎng)期停電。 ③ 適用范圍：一般只用在回路較少，并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站。 2） 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)： ① 優(yōu)點(diǎn)：母線(xiàn)分段后，對(duì)主要用戶(hù)可從不同段供電，保證了供電的可靠性。另外，當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)， 分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電。 ② 缺點(diǎn)：當(dāng)母線(xiàn)故障時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向同時(shí)擴(kuò)建。 ③ 適用范圍： A 變電站有兩臺(tái)主變是 6—10kV 的配電裝置。 B 35—63kV 配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)為 48 回時(shí)。 C 110—220kV 配電裝置的出線(xiàn)路數(shù)為 34 回時(shí)。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3） 雙母線(xiàn)接線(xiàn)： ① 優(yōu)點(diǎn)：具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)。 ② 缺點(diǎn)：每增加一組母線(xiàn)，每一回路增加一組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，從而增加投資，也容易造成誤操作。 ③ 適用范圍： A 6—10kV 配電裝置當(dāng)短路電流較大，出線(xiàn)需要裝設(shè)電抗器時(shí)。 B 35—60kV 配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)超過(guò) 8 回時(shí)。 C 110kV 配電裝置的出線(xiàn)數(shù)為 6 回以上時(shí)。 D 220kV 配電裝置的出線(xiàn)數(shù)為 4 回以上時(shí)。 4） 需要裝設(shè)旁路母線(xiàn)的情況： 為了能使采用單母線(xiàn)分段或雙母線(xiàn)的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不致中斷該回路的供電，可增設(shè)旁路母線(xiàn)。 旁路母線(xiàn)的設(shè)置原則： ① 采用分段單母線(xiàn)或雙母的 110—220kV 配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需裝設(shè)旁路母線(xiàn)。 ② 35—60kV 配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線(xiàn)。 ③ 6—10kV 配電裝置可不設(shè)旁路母線(xiàn)。 5） 橋形接線(xiàn)： 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線(xiàn)路時(shí)，宜采用橋形接線(xiàn)。橋形接線(xiàn)，根據(jù)斷路器 QF3 的安裝位置，可分為內(nèi)橋接線(xiàn)和外橋接線(xiàn)兩種。 內(nèi)橋接線(xiàn)：內(nèi)橋接線(xiàn)在線(xiàn)路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線(xiàn)路短時(shí)停電且操作復(fù)雜。因而該線(xiàn)路一般適用于線(xiàn)路較長(zhǎng)和變壓器不需要經(jīng)常切換的情況。 外橋接線(xiàn)：外橋接線(xiàn)在運(yùn)行中的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線(xiàn)相反，適用于線(xiàn)路較短和變壓器需要經(jīng)常切換的情況。 橋形接線(xiàn)投資省，但可靠性不高，只適用于小容量發(fā)電廠 或變電站，或者作為最終將發(fā)展為單母線(xiàn)分段或雙母線(xiàn)的工程初期接線(xiàn)方式，也可用于大型發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)∕備用變壓器的高壓側(cè)接線(xiàn)方式 [3]。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 選擇初步設(shè)計(jì)方案 1） 方案一： 110kV、 35kV、 10kV 均采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)（見(jiàn)圖 31） 圖 31 方案一主接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖 特點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電，接線(xiàn) 簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好。 缺點(diǎn)：可靠性差，任何一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所涉及的回路都要停止工作，也就是要長(zhǎng)期停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向發(fā)展，靈活性差。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2）方案二： 110kV 采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)， 35kV、 10kV 采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)（見(jiàn)圖 32） 圖 32 方案二主接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖 優(yōu)點(diǎn)：與單母線(xiàn)分段相比，當(dāng) 110kV 側(cè)一組母線(xiàn)故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電，檢修任何回路的隔離開(kāi)關(guān)或母線(xiàn)時(shí)，均可通過(guò)另一組母線(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行，其可靠性高于方案一，且調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，施工中不會(huì)造成原有回路 停電。 缺點(diǎn)： 110kV 側(cè)增加一組母線(xiàn)，每一回路增加一組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，從而增加投資，也容易造成誤操作。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3） 方案三： 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線(xiàn)， 35kV 側(cè)選用雙母線(xiàn)接線(xiàn)， 10kV 側(cè)選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。（見(jiàn)圖 33） 圖 33 方案三主接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖 內(nèi)橋接線(xiàn)：適合于輸電線(xiàn)路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線(xiàn)。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線(xiàn)路。使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：所以 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)可靠性較高，也比較 經(jīng)濟(jì)。 35kV 側(cè)選用的雙母線(xiàn)接線(xiàn)，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(xiàn)時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶(hù)連續(xù)供電。 缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較差。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4）方案四： 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線(xiàn)， 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。（見(jiàn)圖 34） 圖 34 方案四主接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖 優(yōu)點(diǎn)： 110kV 側(cè)經(jīng)濟(jì)性好，安全性高。 35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，經(jīng)濟(jì)性號(hào)，操作簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： 35kV 和 10kV 側(cè)當(dāng)母線(xiàn)故障時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要停電，同時(shí)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向同時(shí)擴(kuò)建。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 5） 方案五： 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)， 35kV 側(cè)選用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。（見(jiàn)圖 35） 圖 35 方案五主接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖 優(yōu)點(diǎn)： 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)均選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，可靠性和經(jīng)濟(jì)性都較高。 缺點(diǎn)： 35kV 側(cè)選用雙母線(xiàn)接線(xiàn)，經(jīng)濟(jì)性較差。 華北電力大學(xué)成人教育學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 以上五種方案相比較，根據(jù)原始資料分析 110kV 出線(xiàn)兩回，考慮到安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性， 110kV 側(cè)宜選取單母線(xiàn)分段或者內(nèi)橋接線(xiàn)， 35kV 和 10kV 兼顧到安全經(jīng)濟(jì)，以及操作的簡(jiǎn)單性，宜選取單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，考慮以上，選取方案一和方案四作為預(yù)選方案。 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及形式的 選擇 概述 在各電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，它擔(dān)任著向用戶(hù)輸送功率，及在兩種電壓等級(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)荷的增長(zhǎng)情況，并需要根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年的發(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。如果主變壓器的容量過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且還會(huì)增加電能的損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便，設(shè)備的利用率也將大大降低；若容量選擇的太小，可能是變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行，且可能 “封鎖 ”發(fā)電機(jī)的剩余功率的輸出或者滿(mǎn)足不了變電 站負(fù)荷的需要，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。 在生產(chǎn)中，電力變壓器分為單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等。在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電站的自身特點(diǎn)，在滿(mǎn)足可靠性的前提下，從經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)選擇主變壓器。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是郊區(qū) 110kV 降壓變電所，它是以 110kV受功率為主。把所受的功率通過(guò)主變傳輸至 35kV 及 10kV 母線(xiàn)上，再將電能分配出 去。因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。 為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。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%～ 80%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 主