【文章內(nèi)容簡介】 紐站。供電對象為包括政府、學校、醫(yī)院、企業(yè)和軍事部門等重要用戶。要求供電可靠高質量。故不能采用單母接線、橋形接線等可靠性較低的接線方式。考慮到我國經(jīng)濟正在飛速發(fā)展時期，用電負荷與日俱增，變電站在設計時必須考慮到擴建的可能性，故不采用多角形接線方式。220KV側，由于進線僅兩回。擬采用雙母接線或四角形接線。110KV側，為保證對重要企業(yè)、軍事部門的供電可靠性。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，由于供電對象為包括企業(yè)、學校、醫(yī)院的重要一類負荷，對供電質量有很高的要求，而且要保證其可擴建性，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電壓等級該電壓等級配電網(wǎng)絡連接著變電站的電源端，供電的可靠性十分重要。鑒于該側共有兩回進線并連接兩臺主變壓器高壓側，可以考慮采用供電可靠性較高的雙母線接線或一臺半接線。110kV電壓等級該電壓等級配電網(wǎng)絡承擔著為本站主要負荷供電的任務（110kV負荷最大為本占全容量），共有四回出線，室外布置，應在保證供電可靠性的同時，采用簡潔的接線方式，以減少土地占用量，節(jié)約建設投資?？梢钥紤]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電壓等級該電壓等級配電網(wǎng)絡通常采用室內(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。本設計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 長風小區(qū)220kV變電站電氣主接線備選方案項 目方案A方案B220kV電壓等級雙母線接線一臺半斷路器接線110kV電壓等級雙母線接線單母線分段接線10kV電壓等級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)濟性對方案A方案B做定性比較。220kV電壓等級方案一優(yōu)點：有兩組母線，可以互為備用，供電可靠性較高；各電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，靈活適應電力系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；擴建方便，向左右任何方向擴建均不會影響兩組母線的電源和負荷自由分配，在施工中不會造成原有回路停電。缺點：所使用設備數(shù)量較多，占地面積較大，建設成本較高。方案二優(yōu)點：它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設備較多。缺點：但是它使用的設備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。110kV電壓等級方案一優(yōu)點及缺點與220kV電壓等級方案A相同，故不再贅述。方案二優(yōu)點：接線簡單，操作方便，占用土地面積小，建設成本低。缺點：可靠性較方案A差，一組母線發(fā)生故障將導致與該組母線連接的所有負荷回路斷電，將對單回路供電負荷造成很大影響。10kV電壓等級方案一優(yōu)點：具有雙母線接線的各種優(yōu)點，并且任何時候都有備用母線，可靠性和靈活性較高。缺點：使用斷路器數(shù)量較多，配電裝置投資較大。方案二優(yōu)缺點同上第三節(jié) 電氣主接線方案確定在對方按A與方案B從可靠性、靈活性和經(jīng)濟性各方面進行比較后，確定變電站電氣主接線方案。一、220kV電壓等級擬采用雙母線接線，正常運行時兩組母線同時工作，各連接一回路進線和主變壓器；當單回線路容量足夠大時，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，便于選擇價格較低廉的電氣設備，母聯(lián)斷路器應斷開。二、110kV電壓等級擬采用雙母線接線，正常運行時兩組母線同時工作；一組母線發(fā)生故障時，可將該母線所帶重要負荷移至另一母線上。為了限制短路電流，便于選擇價格較低廉的電氣設備，母聯(lián)斷路器應斷開三、10kV電壓等級擬采用雙母線分段接線。正常運行時分段斷路器斷開，用于限制變電站內(nèi)部故障及饋線故障時的短路電流，以便選用輕型斷路器。當在220kV及110kV電壓等級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，可以不設置旁路母線。這樣做雖然會增加斷路器的投資，但在保障供電可靠性的前提下，減少了母線設施及其占用土地面積，降低了建設和運行維護成本。10kV配電裝置采用手車式成套開關柜時，可不設旁路設施。 所以主接線設計圖可設計為圖18 圖18第二章 短路電流的計算 第一節(jié) 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖及標幺值計算將系統(tǒng)簡化后為圖21系統(tǒng)簡化圖220KV側系統(tǒng)容量為3000MW，功率因數(shù)取為cosφ=，則容量為=3000247。=。選取基準容量為=3000MVA，為各級電壓平均值（230，115，)根據(jù)題意，所給出的1號線和2號線的參數(shù)均是2號線路全長的電阻、電抗值，而不是每公里的電阻電抗值，無需再乘以線路長度。故：1 號線X= R=2號線X= R=歸算到=3000MVA下的標么值為X1= Z1==X2= Z2==計算變壓器各繞組電抗標么值阻抗電壓百分數(shù)高——中高——低中——低14239各繞組等值電抗計算：=14% ， =23% ， =9%高、中、低壓側各繞組短路電壓為=（＋－）=（14＋23－9）%=14%=（＋－）=（14＋9－23）%=0=（＋－）=（23＋9－14）%=9%變壓器各繞組等值電抗標么值為：===第二節(jié) 各點短路電流的計算一、D1點短路時（220KV側短路） 圖22. 220kV系統(tǒng)圖10KV側無法向短路點提供短路電流，可略去不計。當斷路器外側短路時，由110KV側提供的短路電流顯然遠小于斷路器內(nèi)側短路時由220KV側提供的短路電流。220KV分裂運行故等值電路可畫為下圖：圖23 化簡圖 計算電抗X1js==查運算曲線可知, =t=2s時 =t=4s時 =則點短路電流標么值為I==I= I==短路沖擊電流I=（～）I==二、D2點短路時（110KV側短路）圖24 110kV系統(tǒng)圖10KV側無法向短路點提供短路電流，可略去不計110KV分裂運行故等值電路可畫為下圖：等值電路可畫為下圖： 圖25 化簡圖 =++=+=X2js=則點短路電流標么值為t=2s時 =t=4s時 =短路電流有名值：I= I==短路沖擊電流I=（～）I==三、D3點短路時（10KV側短路）圖26 10kV系統(tǒng)圖10KV分裂運行故等值電路可畫為下圖 圖27 化簡圖 則點短路電流標么值為t=2s時 =t=4s時 =短路電流有名值：短路沖擊電流I=（～）I==第三章 電氣設備的選擇第一節(jié) 概述導體和電器的選擇是變電所設計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。電氣設備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關技術經(jīng)濟政策，并應做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應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。一、一般原則(一)應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；(二)應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；(三)應力求技術先進和經(jīng)濟合理；(四)選擇導體時應盡量減少品種；(五)擴建工程應盡量使新老電器的型號一致；(六)選用的新品，均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術條件(一)按正常工作條件選擇導體和電氣：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)的最高運行電壓Vgmax即 Vymax≥Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓。導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導體和電器的長期允許電流Iy應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，出力保持不變，故其相應回路的Igmax = （Ie為電器額定電流）。當周圍環(huán)境溫度Q和導體額定環(huán)境溫度Q 0不等時，其長期允許電流Iy Q可按下式修正Iy Q = Iy = Kiy基中K —修正系數(shù)Q y—導體或電氣設備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度Q。= 40℃，裸導體的額定環(huán)境溫度為+25℃。(二)按短路情況校驗電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、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Qr —短路時導體和電器允許的熱效應Ir —t秒內(nèi)允許通過的短時熱電流驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間：tdz = tb+toLtb —斷電保護動作時間110KV以下導體和電纜一般采用主保護時間110KV以上導體電器和充油電纜采用后備保護動作時間toL —相應斷路器的全開斷時間滿足動穩(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電流峰值及有效值（KA）第二節(jié) 斷路器隔離開關的選擇一、概述變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流，在某所電氣主接線中，還擔任改變主接線的運行方式的任務，故障時，斷路器通常繼電保護的配合使用，斷開短路電流，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。高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型式，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。真空斷路器只適應于10KV電壓等級，10KV采用真空斷路器。(一) 按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流Iekd應不小于其觸頭開始分離瞬間（td）的短路電流的有效值Ie(td)即：Iekd≥Iz（KA）Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（KA）Iz — 短路電流的有效值（KA）(二) 短路關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，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器額定關合電流ieg 不應小于短路電流最大沖擊值。即：ieg≥icj 或 idw≥icjieg — 斷路器額定關合電流idw — 額定動穩(wěn)定電流icj — 短路沖擊電流(三) 關于開合時間的選擇對于110KV及以上的電網(wǎng)，當電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，用于電氣制動回路的斷路器， ~ 。其選擇具體過程見計算說明書隔離開關，配制在主接線上時，保證了線路及設備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關時，必須遵循倒閘操作順序。隔離開關的配置：①斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側隔離；②中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；③接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設1—2組接地刀閘或接地器。63KV及以上斷路器兩側的隔離開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘。應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘的隔離開關；④按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關；⑥當饋電線的用戶側設有電源時，斷路器通往用戶的那一側，可以不裝設隔離開關，但如費用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設。二、各電壓等級的選擇(一) 220KV側合理運行方式下，最大持續(xù)工作電流I==最大沖擊電流I=短路電流計算時間取為4s周期分量熱效應：Q=(I+10I+I)t =(++) =(KAS)因為t＞1s，故不計非周期分量熱效應根據(jù)U、I及安裝在屋外的要求，查電力工程設計手冊可初步選出表31 斷路器、隔離開關選擇結果表斷路器選擇比較結果 隔離開關選擇比較結果計算數(shù)據(jù)LW1220/2000計算數(shù)據(jù)GW4220/1250220KV220KV220KV220KV