【文章內容簡介】 外界氣象變化對設備維修和操作有影響。3）成套配電裝置的特點：（1）電氣設備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，結構緊湊，占地面積??；（2）所有電器元件已在工廠組裝成一整體，大大減小現場安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬運；（3）運行可靠性高，維護方便；（4）耗用鋼材較多，造價較高[2]。1）節(jié)約用地；2）運行安全和操作巡視方便；3）考慮檢修和安裝條件；4）保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運行；5）節(jié)約三材，降低造價；6）安裝和擴建方便。配電裝置的整個結構天寸，是綜合考慮到設備外形尺寸，檢修維護和搬運的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或出現內外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿[6]。本變電所三個電壓等級：即220kV、110kV、35kV根據《電力工程電氣設計手冊》[11]規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV以下的配電裝置多采用屋內配電裝置，故本所220kV及110kV采用屋外配電裝置，35kV采用屋外配電裝置。根據電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。1）中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內，并裝在一定高度的基礎上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。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農田地區(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。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經驗。2）半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點有：（1）占地面積約在中型布置減少30%；（2）節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；（3）旁路母線與主母線采用不等高布置實理進出線均帶旁路很方便。缺點：上層隔離開關下方未設置檢修平臺，檢修不夠方便。3）高型配電裝置，它是將母線和隔離開關上下 布置，母線下面沒有電氣設備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個回路合用一個間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼 多，安裝檢修及運行縱條件均較差，一般適用下列情況：（1）配電裝置設在高產農田或地少人多的地區(qū)；（2）原有配電裝置需要擴速，而場地受到限制；（3）場地狹窄或需要大量開挖。本次所設計的變電站是地區(qū)性變電站，對建筑面積沒有特殊的要求，所以該變電所220kV、110kV和35kV電壓等級均采用普通中型配電裝置。若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經濟性，所以，本次設計的變電所，適用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最合適的。1）布置要求（1）充分利用地形，方便運輸、運行、監(jiān)視和巡視等。（2）出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設備之間的連線。（3）符合外部條件，安全距離要符合要求。2）布置方法本變電所主要由屋外配電裝置，主變壓器、二次室、靜止補償裝置及輔助設施構成，屋外配電裝置在整個變電所布置中占主導地位，占地面積大，本所有220kV、110kV和35kV各電壓等級集中布置，將220kV配電裝置布置在北側，110kV配電裝置布置在東側，35KV配電裝置布置在南側。主控室布置在35kV配電裝置下方[2] [6]。由氣平面布置符號說明：表41電氣平面布置符號表名 稱符 號斷 路 器隔離開關變 壓 器電流互感器支柱絕緣子道 路詳見附圖。 圖41電氣總平面圖圖42 110kV側配電裝置斷面圖圖43 220kV側配電裝置斷面圖本章首先闡述了配電裝置的基本要求、類型和原則。最終從系統具體的情況下考慮，選擇出與系統相適應的配電裝置。并畫出電氣平面圖和斷面圖第5章 防雷和過電壓保護裝置及無功補償設計第五章防雷和過電壓保護裝置及無功補償設計防雷保護裝置是指能使被保護物體避免雷擊,而引雷于本身,并順利地泄入大地的裝置。電力系統中最基本的防雷保護裝置有:避雷針﹑避雷線﹑避雷器和防雷接地等裝置。 避雷針的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變,在避雷針的頂端形成局部場強集中的空間以影響雷電先導放電的發(fā)展方向，使雷電對避雷針放電,再經過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免受雷擊。 在對較大面積的變電所進行保護時,采用等高避雷針聯合保護要比單針保護范圍大。因此，為了對本站覆蓋,采用四支避雷針。,查手冊。圖51避雷針擺放示意圖＝＝。＝＝＝＝135m＝－所以,需要避雷針的高度為: ＝15＋＝四只避雷針分成兩個三只避雷針選擇.驗算:首先,驗算123號避雷針對保護的高度:1﹑2號針之間的高度：＝－＝23m＞15m2﹑3號針之間的高度：＝－＝＞15m1﹑3號針之間的高度: ＝－＝－19＝＞15m由上可見,對保護物的高度是能滿足要求的。對保護寬度:1﹑2號針的保護寬度: bx=＝(23－15) ＝12＞02﹑3號針之間的寬度: bx=＝(－15) ＝＞0由此可見,對保護物的寬度是能滿足要求的。所以,123針是滿足要求的。由于4針的擺放是長方形,所以，134針也是滿足要求的。即,四只高度選為35m的避雷針能保護整個變電所。 避雷器是一種過電壓限制器,它實質上是過電壓能量的接受器,它與別保護設備并聯運行,當作用電壓超過一定的幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量,限制過電壓,保護電氣設備. 在電力系統中廣泛采用的主要是閥式避雷器。根據額定電壓(正常運行時作用在避雷器上的工頻工作電壓，也是使用該避雷器的電網額定電壓)和滅弧電壓有效值(指避雷器應能可靠地熄滅續(xù)流電弧時的最大工頻作用電壓)。滅弧電壓有效值的選擇: 表51 滅弧電壓有效值電壓等級kV35110220滅弧電壓有效值查手冊,選出如下設備:表 52 所選設備表型號額定電壓kV滅弧電壓kV工頻放電電壓kV沖擊放電電壓kV滅弧電壓選擇kV≥≤FZ3535418410413435FZ110J110100224268310110＝88FZ220J220200448536630220＝176各種防雷保護裝置都必須配以合適的接地裝置。將雷電泄入大地，才能有效地發(fā)揮其保護作用。接地是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導體與大地保持等電位,電力系統的接地按其功用可分三類:工作接地:根據電力系統正常運行的需要而設置的接地。保護接地:不設這種接地，電力系統也能正常運行,但為了人身安全而將電氣設備的金屬外殼等加以接地,它是在故障的條件下才發(fā)揮作用的,它所要求的接地電阻值處于110的范圍內。防雷接地:用來將雷電流順利泄入大地,以減小它所引起的過電壓,它的性質似乎介于前兩種接地之間,它防雷保護裝置不可缺少的組成部分，它有些像工作接地。但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才發(fā)揮作用，它又有些像保護接地,它的阻值一般在130的范圍內。由此可見,接地電阻取10較合適。查接地裝置(沖擊系數)與(接地裝置的沖擊利用系數)表,選用一字形的接地體。查得: ＝ ＝(式中:—沖擊電流下的電阻。—工頻電流下的電阻)＝10＝ 提高功率因數的意義電力系統的無功功率平衡是系統電壓質量的根本保證。在電力系統中,整個系統的自然無功負荷總大于原有的無功電源,因此必須進行無功補償。合理的無功補償和有效的電壓控制,不僅可保證電壓質量,而且將提高電力系統運行的穩(wěn)定性、安全性和經濟性。無功補償設備包括系統中的并聯電容器、串聯電容器、并聯電抗器、同步調相機和靜止型動態(tài)無功補償裝置等。在用電設備中按功率因數劃分，可以有以下三類：電阻性負荷、電感性負荷、電容性負荷。在用電設備中絕大部分為感性負荷。使用電單位功率因數小于1。功率因數降低以后，將帶來以下不良后果：1） 使電力系統內電氣設備的容量不能充分利用，因發(fā)電機和變壓器電流是一定的，在正常情況下是不允許超過的，功率因數降低，則有功出力將降低，使設備容量不能得到充分利用。2） 由于功率因數降低，如若傳輸同樣的有功功率，就要增大電流，而輸電線路和變壓器的功率損耗和電能損耗也隨之增加。3） 功率因數過低，線路上電流增大，電壓損耗也將增大，使用電設備的電壓也要下降，影響異步電動機和其他用電設備的正常運行。為了保證供電質量和節(jié)能，充分利用電力系統中發(fā)變電設備的容量，減小供電線路的截面，節(jié)省有色金屬，減小電網的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數[13]。對于直接供電的末端邊點所，安裝的最大容性無功量應等于裝置所在母線上的負荷按提高功率因數所需補償的最大容性無功量與主變壓器所需補償的最大容性無功量之和。把總無功容量分為兩組，這樣才能更靈活地適應系統負荷以及電壓變化，更有效地改善系統電壓穩(wěn)定，以及負荷大小所需的無功容[2]。 ＝（tg－tg）＝（） (51)式中：——有功計算負荷（kW）tg——補償前用電單位自然功率因數角正切tg——補償后用電單位功率因數角正切值1 110kV側的補償無功量＝（）＝200（）＝200（）＝58（MVAR）2 35kV側的補償無功量＝（）＝70（）＝70（）＝（MVAR）總的無功補償量Q=+58=（MVAR）在降壓變電所中設置的無功功率補償裝置，是實現無功功率的就地平衡和保證電壓質量的重要手段。無功補償裝置一般都接在降壓變壓器的低壓側。過去在一次變電所中多采用同期調相機作為無功功率補償裝置。在新設計的變電所中，由于具有經濟、維護和安裝的優(yōu)點，本站也采用電容補償裝置。補償在35kV側。由于采用的是分組補償，在每根母線的每相都分組補償，且分三組。母線每相每組的補償容量為Q=87400/(233)=4856（kvar）。電容器的電壓不能突變，流過的電流可以突變，而電感器的電流不能突變。為了保證電容器的安全，不被突變的電流損壞，故在電容器上串聯電感。但與此同時電容所承受的電壓會提高。在選擇電容器時要注意這一點。，參數如下表：型號額定電壓額定容量相數15001補償接線圖如圖52 圖52無功補償接線圖 本章小結無功補償是保證電壓質量的重要因素，在地區(qū)性變電站中又顯得十分重要，它有利于改變該電區(qū)的電壓質量。在本章中著重從本站的條件，對無功補償容量進行計算。并選擇了靜止補償。結論結論本設計說明書以220kV變電站為例，簡要介紹了電力系統中變電站部分的一次主接線設計：1）對原始資料進行分析，設計出從技術和經濟上都比較滿意的主接線形式。2）設計出站用電接線形式和備用電源方案。3）選擇高壓電器和母線，然后校驗它們的動、熱穩(wěn)定性。4）設計出本站的防雷和過電壓防護系統，其中主要是避雷針的布置。5）最后設計出本站的總平面圖和各電壓等級側的高壓配電裝置斷面圖。本設計只是理論上的設計，離實際工程設計還很遠，而且本設計只涉及到一次部分，沒有提到二次部分，所以設計還不完善，有一定的漏洞。本設計沒有經過實踐，所以我只有在將來的工作中，多參加實踐，以補充學習上的不足。參考文獻參考文獻1 黃煥輝. 2 范錫普. 發(fā)電廠電氣部分. 中國電力出版社 19953 黃純華. 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料. 水利電力出版社 4 黃方能 ， 黃成軍 ，江秀臣 ，曾 奕 ，王 恒 ， 王新彤. 220 kV變電站主變110 （12）:1571615 弋東方. 電力工程電氣設備手冊. 中國電力出版社 19986 陳月娥. 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