【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 紐站。供電對(duì)象為包括政府、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)和軍事部門(mén)等重要用戶。要求供電可靠高質(zhì)量。故不能采用單母接線、橋形接線等可靠性較低的接線方式。考慮到我國(guó)經(jīng)濟(jì)正在飛速發(fā)展時(shí)期，用電負(fù)荷與日俱增，變電站在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到擴(kuò)建的可能性，故不采用多角形接線方式。220KV側(cè)，由于進(jìn)線僅兩回。擬采用雙母接線或四角形接線。110KV側(cè)，為保證對(duì)重要企業(yè)、軍事部門(mén)的供電可靠性。采用可靠性較高的雙母接線方式或單母分段接線方式。10KV側(cè)，由于供電對(duì)象為包括企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院的重要一類(lèi)負(fù)荷，對(duì)供電質(zhì)量有很高的要求，而且要保證其可擴(kuò)建性，綜合考慮，采用單母分段帶旁路的接線方式。因此，擬定采用如下兩種主接線方案：220kV電壓等級(jí)該電壓等級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)連接著變電站的電源端，供電的可靠性十分重要。鑒于該側(cè)共有兩回進(jìn)線并連接兩臺(tái)主變壓器高壓側(cè)，可以考慮采用供電可靠性較高的雙母線接線或一臺(tái)半接線。110kV電壓等級(jí)該電壓等級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著為本站主要負(fù)荷供電的任務(wù)（110kV負(fù)荷最大為本占全容量），共有四回出線，室外布置，應(yīng)在保證供電可靠性的同時(shí)，采用簡(jiǎn)潔的接線方式，以減少土地占用量，節(jié)約建設(shè)投資。可以考慮采用雙母線接線或單母線分段接線，以減小故障停電范圍。10kV電壓等級(jí)該電壓等級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)通常采用室內(nèi)布置，出線回路數(shù)較多（七回出線與兩回備用線），為了縮小故障停電的影響范圍，宜采用帶有分段的接線形式。本設(shè)計(jì)中考慮采用單母線分段接線。表11列出了變電站電氣主接線擬采用的兩種方案。表11 長(zhǎng)風(fēng)小區(qū)220kV變電站電氣主接線備選方案項(xiàng) 目方案A方案B220kV電壓等級(jí)雙母線接線一臺(tái)半斷路器接線110kV電壓等級(jí)雙母線接線單母線分段接線10kV電壓等級(jí)單母分段接線單母線分段接線主變壓器三繞組變壓器自耦變壓器五、電氣主接線方案比較從主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)方案A方案B做定性比較。220kV電壓等級(jí)方案一優(yōu)點(diǎn)：有兩組母線，可以互為備用，供電可靠性較高；各電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，靈活適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；擴(kuò)建方便，向左右任何方向擴(kuò)建均不會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由分配，在施工中不會(huì)造成原有回路停電。缺點(diǎn)：所使用設(shè)備數(shù)量較多，占地面積較大，建設(shè)成本較高。方案二優(yōu)點(diǎn)：它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多。缺點(diǎn)：但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。110kV電壓等級(jí)方案一優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)與220kV電壓等級(jí)方案A相同，故不再贅述。方案二優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便，占用土地面積小，建設(shè)成本低。缺點(diǎn)：可靠性較方案A差，一組母線發(fā)生故障將導(dǎo)致與該組母線連接的所有負(fù)荷回路斷電，將對(duì)單回路供電負(fù)荷造成很大影響。10kV電壓等級(jí)方案一優(yōu)點(diǎn)：具有雙母線接線的各種優(yōu)點(diǎn)，并且任何時(shí)候都有備用母線，可靠性和靈活性較高。缺點(diǎn)：使用斷路器數(shù)量較多，配電裝置投資較大。方案二優(yōu)缺點(diǎn)同上第三節(jié) 電氣主接線方案確定在對(duì)方按A與方案B從可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性各方面進(jìn)行比較后，確定變電站電氣主接線方案。一、220kV電壓等級(jí)擬采用雙母線接線，正常運(yùn)行時(shí)兩組母線同時(shí)工作，各連接一回路進(jìn)線和主變壓器；當(dāng)單回線路容量足夠大時(shí)，也可以采取單回路供電方式，另一回路和母線備用。為了限制短路電流，便于選擇價(jià)格較低廉的電氣設(shè)備，母聯(lián)斷路器應(yīng)斷開(kāi)。二、110kV電壓等級(jí)擬采用雙母線接線，正常運(yùn)行時(shí)兩組母線同時(shí)工作；一組母線發(fā)生故障時(shí)，可將該母線所帶重要負(fù)荷移至另一母線上。為了限制短路電流，便于選擇價(jià)格較低廉的電氣設(shè)備，母聯(lián)斷路器應(yīng)斷開(kāi)三、10kV電壓等級(jí)擬采用雙母線分段接線。正常運(yùn)行時(shí)分段斷路器斷開(kāi)，用于限制變電站內(nèi)部故障及饋線故障時(shí)的短路電流，以便選用輕型斷路器。當(dāng)在220kV及110kV電壓等級(jí)配電裝置中使用高可靠性的六氟化硫（SF6）斷路器及全封閉組合電器（GIS）時(shí)，可以不設(shè)置旁路母線。這樣做雖然會(huì)增加斷路器的投資，但在保障供電可靠性的前提下，減少了母線設(shè)施及其占用土地面積，降低了建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本。10kV配電裝置采用手車(chē)式成套開(kāi)關(guān)柜時(shí)，可不設(shè)旁路設(shè)施。 所以主接線設(shè)計(jì)圖可設(shè)計(jì)為圖18 圖18第二章 短路電流的計(jì)算 第一節(jié) 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖及標(biāo)幺值計(jì)算將系統(tǒng)簡(jiǎn)化后為圖21系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖220KV側(cè)系統(tǒng)容量為3000MW，功率因數(shù)取為cosφ=，則容量為=3000247。=。選取基準(zhǔn)容量為=3000MVA，為各級(jí)電壓平均值（230，115，)根據(jù)題意，所給出的1號(hào)線和2號(hào)線的參數(shù)均是2號(hào)線路全長(zhǎng)的電阻、電抗值，而不是每公里的電阻電抗值，無(wú)需再乘以線路長(zhǎng)度。故：1 號(hào)線X= R=2號(hào)線X= R=歸算到=3000MVA下的標(biāo)么值為X1= Z1==X2= Z2==計(jì)算變壓器各繞組電抗標(biāo)么值阻抗電壓百分?jǐn)?shù)高——中高——低中——低14239各繞組等值電抗計(jì)算：=14% ， =23% ， =9%高、中、低壓側(cè)各繞組短路電壓為=（＋－）=（14＋23－9）%=14%=（＋－）=（14＋9－23）%=0=（＋－）=（23＋9－14）%=9%變壓器各繞組等值電抗標(biāo)么值為：===第二節(jié) 各點(diǎn)短路電流的計(jì)算一、D1點(diǎn)短路時(shí)（220KV側(cè)短路） 圖22. 220kV系統(tǒng)圖10KV側(cè)無(wú)法向短路點(diǎn)提供短路電流，可略去不計(jì)。當(dāng)斷路器外側(cè)短路時(shí)，由110KV側(cè)提供的短路電流顯然遠(yuǎn)小于斷路器內(nèi)側(cè)短路時(shí)由220KV側(cè)提供的短路電流。220KV分裂運(yùn)行故等值電路可畫(huà)為下圖：圖23 化簡(jiǎn)圖 計(jì)算電抗X1js==查運(yùn)算曲線可知, =t=2s時(shí) =t=4s時(shí) =則點(diǎn)短路電流標(biāo)么值為I==I= I==短路沖擊電流I=（～）I==二、D2點(diǎn)短路時(shí)（110KV側(cè)短路）圖24 110kV系統(tǒng)圖10KV側(cè)無(wú)法向短路點(diǎn)提供短路電流，可略去不計(jì)110KV分裂運(yùn)行故等值電路可畫(huà)為下圖：等值電路可畫(huà)為下圖： 圖25 化簡(jiǎn)圖 =++=+=X2js=則點(diǎn)短路電流標(biāo)么值為t=2s時(shí) =t=4s時(shí) =短路電流有名值：I= I==短路沖擊電流I=（～）I==三、D3點(diǎn)短路時(shí)（10KV側(cè)短路）圖26 10kV系統(tǒng)圖10KV分裂運(yùn)行故等值電路可畫(huà)為下圖 圖27 化簡(jiǎn)圖 則點(diǎn)短路電流標(biāo)么值為t=2s時(shí) =t=4s時(shí) =短路電流有名值：短路沖擊電流I=（～）I==第三章 電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。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(lái)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(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。一、一般原則(一)應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；(二)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；(三)應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；(四)選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；(五)擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；(六)選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術(shù)條件(一)按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣：所選電器和電纜允許最高工作電壓Vymax不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Vgmax即 Vymax≥Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓。導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即 Iy≥Igmax由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax = （Ie為電器額定電流）。當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q 0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流Iy Q可按下式修正Iy Q = Iy = Kiy基中K —修正系數(shù)Q y—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。= 40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。(二)按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)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。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 Qd≤Qr滿足熱穩(wěn)定條件為 Ir2tdz≤Ir2tQd —短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qr —短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)Ir —t秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間：tdz = tb+toLtb —斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間110KV以下導(dǎo)體和電纜一般采用主保護(hù)時(shí)間110KV以上導(dǎo)體電器和充油電纜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間toL —相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： ich≤idf Ich≤IdfIch — 短路沖擊直流峰值 （KA）Ich — 短路沖擊電流有效值 （KA）idf、Idf —電器允許的極限通過(guò)電流峰值及有效值（KA）第二節(jié) 斷路器隔離開(kāi)關(guān)的選擇一、概述變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開(kāi)短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類(lèi)及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220KV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10KV電壓等級(jí)，10KV采用真空斷路器。(一) 按開(kāi)斷電流選擇高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流Iekd應(yīng)不小于其觸頭開(kāi)始分離瞬間（td）的短路電流的有效值Ie(td)即：Iekd≥Iz（KA）Iekd — 高壓斷路器額定開(kāi)斷電流（KA）Iz — 短路電流的有效值（KA）(二) 短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過(guò)程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過(guò)（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流ieg 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。即：ieg≥icj 或 idw≥icjieg — 斷路器額定關(guān)合電流idw — 額定動(dòng)穩(wěn)定電流icj — 短路沖擊電流(三) 關(guān)于開(kāi)合時(shí)間的選擇對(duì)于110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器， ~ 。其選擇具體過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)隔離開(kāi)關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置及開(kāi)斷能力低，所以操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序。隔離開(kāi)關(guān)的配置：①斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)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(guò)隔離開(kāi)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(kāi)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。63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)和線路的隔離開(kāi)關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)；④按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；⑥當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。二、各電壓等級(jí)的選擇(一) 220KV側(cè)合理運(yùn)行方式下，最大持續(xù)工作電流I==最大沖擊電流I=短路電流計(jì)算時(shí)間取為4s周期分量熱效應(yīng)：Q=(I+10I+I)t =(++) =(KAS)因?yàn)閠＞1s，故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng)根據(jù)U、I及安裝在屋外的要求，查電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)可初步選出表31 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果表斷路器選擇比較結(jié)果 隔離開(kāi)關(guān)選擇比較結(jié)果計(jì)算數(shù)據(jù)LW1220/2000計(jì)算數(shù)據(jù)GW4220/1250220KV220KV220KV220KV