【文章內(nèi)容簡介】 () —分別為兩相短路時，短路點短路電流的正負序分量 （3）兩相接地短路電流計算： （） 　　 —兩相短路接地時，短路點故障相全電流 —兩相短路接地時，短路點的正序電流分量 （） （） （）—分別為兩相接地短路時的負序和零序電流分量。 （4）單相接地短路電流的計算：短路點各序分量電流為： （）5高壓電器選擇 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。本次在選擇斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。選擇斷路器時應滿足以下基本要求： （1）在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 （2）在跳閘狀態(tài)下應具有良好的絕緣性。 （3）應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。 （4）應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便?？紤]到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設備的無由化目標，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110kV側采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于35kV及以下的電壓等級中。所以，10kV側采用真空斷路器。 隔離開關的選擇 隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關時應滿足以下基本要求： （1）隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易鑒別設備是否與電網(wǎng)隔開。 （2）隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 （3）隔離開關應具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。 （4）隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。 （5）隔離開關的結構簡單，動作要可靠。 （6）帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。 選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下內(nèi)容： （1）選擇母線的材料，結構和排列方式； （2）選擇母線截面的大??； （3）檢驗母線短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定； （4）對35kV以上母線，應檢驗它在當?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈； （5）對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動，為避免共振，應校驗母線自振頻率。110kV母線一般采用軟導體型式。根據(jù)設計要求，本變電所10kV的最終回路較多，因此10kV母線應選硬導體為宜。故所選LMY125型矩形鋁導線滿足熱穩(wěn)定要求。 　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓UMS應在（～）UN1范圍內(nèi)變動，即應滿足下列條件：UMS　 （） 　 電壓互感器二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用。顯然，單個單相式互感器的二次繞組電壓為100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為100/ V；電壓互感器開口三角形的輔助繞組電壓用于35kV及以下中性點不接地系統(tǒng)的電壓為100/3V，而用于110kV及以上的中性點接地系統(tǒng)的為100V。　 （1）容量和準確級選擇　　電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級），應不小于電壓互感器的二次負荷，即SN2=S2，而二次負荷== （）式中，、分別為各儀表的視在功率、用功功率、無功功率、功率因數(shù)。電壓互感器的具體選擇和校驗過程見計算書。 電壓互感器的選擇　　電壓互感器是二次回路中測量和保護用的電壓源，通過它反映系統(tǒng)的運行狀況，它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹鹊牡碗妷罕阌跍y量。依據(jù)《電力工程設計手冊》對電壓互感器配置的規(guī)定： (1)電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關，并應滿足測量、保護周期和自動裝置的要求。電壓互感器應能在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，周期點的兩側都能提取到電壓。 (2) 6～220kV電壓等級的一組主母線的三相上應裝設電壓互感器，旁路上是否需要裝設壓互，應視各回出線外側裝設壓互的情況和需要確定。 （3）當需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設壓互。又根據(jù)《導體和電器選擇技術規(guī)定》：電壓互感器應按下列技術條件選擇和校驗：一次回路電壓、二次電壓、二次負荷。電壓互感器的型式應按下列使用條件選擇: （1）準確度等級?！?（2）繼電保護及測量的要求?！?（3）3～20kV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣結構的電磁式電壓互感器?！?（4）110kV及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。 避雷器的選擇 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，與被保護的電氣設備并聯(lián)，當工作電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設備。 　 （1）配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線裝設避雷器時除外。 （2）旁路母線上是否需要裝設避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足要求而定。　 （3）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。 （4）三繞組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器：　 （1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時?！?（2）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上?！?（3）發(fā)電廠變電所35kV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設避雷器?！?（4）SF6全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。 （5）110～220kV線路側一般不裝設避雷器。6 配電裝置 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關設備、保護和測量電器、母線裝置和必要的輔助設備構成，用來接受和分配電能的裝置。 (1)保證運行安全可靠； (2)便于操作、巡視和檢修； (3)保證工作人員的安全； (4)力求提高經(jīng)濟性； (5)具有擴建的可能性。 配電裝置的種類及應用 (1)普通中型配電裝置，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力好，造價比較低，缺點是占地面積較大。 (2)半高型配電裝置，占地面積為普通中型的47%%，同時，該型布置在運行檢修方面除設備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似。 (3)高型配電裝置，一般適用于220kV及以上電壓等級。綜上所述本變電站配電裝置設計如下：本變電站有二個電壓等級，110kV側單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置,架空進出線；10kV側單母線分段母線接線，采用屋內(nèi)成套高壓開關柜布置，電纜出線。7 防雷保護設計在自然界的雷擊中，會使設備產(chǎn)生過電壓、損壞絕緣等，給電力用戶帶來嚴重危害。因此，必須對變電站采取防雷措施[。 防雷保護的特點(1)變電站屬于“集中型”設計，直接雷擊防護以避雷針為主；(2)變電站設備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會運動至變電站，對電氣設備過程威脅。因此變電站要對侵入波過電壓進行防護，主要手段是避雷器；(3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設備，如變壓器等，這些電氣設備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴重后果；另一方面，這些設備的修復困難，需要花費很長時間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來重大經(jīng)濟損失。所以變電站要采取周密的過電壓防護措施；(4)為了充分發(fā)揮防雷設備的保護作用，變電站應有良好的接地系統(tǒng)。 變電站直擊雷防護戶外配電裝置一般都采用避雷針做為直擊雷保護，本變電站直擊雷防護采用避雷針，變電站圍墻四角各布置1支避雷針，共布置4支避雷針，每支避雷針高30m。本站東西向長92m，南北向寬75m，占地面積6900m2。屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 進線保護所謂進線段保護是指臨近變電站1～2km一段線路上的加強型防雷保護措施。當線路無避雷線時，這段線路必須架設避雷線；當沿線路全長架設避雷線時，則這段線路應有更高的耐雷水平，以減少進線段內(nèi)繞擊和反擊的概率。第二部分 計算書8 變壓器容量計算及選擇根據(jù)初步設計原始資料計算 （） 式中 ——某電壓等級的計算負荷Kt——а%——該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos——各用戶的負荷和功率因數(shù)考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃此變電站10kV側負荷為 考慮到備用情況，因此本變電站的最終綜合用電負荷為：　　Sm=SC+2+2=主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪摵?～10年規(guī)劃選擇，并適當考慮遠期10～15年的負荷發(fā)展，對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷。所以每臺變壓器的額定容量按選擇，即==。　綜上所述根據(jù)以上設計原則，本次設計變電站主變確定為雙繞組有載調壓電力變壓器，相關數(shù)據(jù)如下表所示： 主變壓器的相關數(shù)據(jù)變壓器型號SFL731500/110額定容量(kVA )31500額定電壓(kV) 連接組標號YN，d11短路阻抗% 空載電流%空載損耗（kVA）負載損耗（ kVA）1489 短路電流的計算 原始資料　　系統(tǒng)供電到110kv母線上，10kV側無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到110kV側母線上UB=Uav, SB=100MVA.取基準容量為：SB=100MVA，基準電壓為UB=Uav，又依公式： ；，： 變電站網(wǎng)絡等值電路參數(shù)基準值取值 電氣量關系式基 準 值　S(MVA)100U(kV)U=U115I(kA)X() 短路計算 短路計算過程　　 說明：在變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中一個重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗