【導(dǎo)讀】摘要：本文闡述了設(shè)計(jì)建設(shè)一座220KV降壓變電所的方案。首先，通過分析原始資料確定主變。然后在對(duì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面進(jìn)行比較后制定出的主接線方案。再次，選取短路點(diǎn)，并對(duì)各短路。最后，按各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。級(jí)，110KV側(cè)以接受功率為主，10KV側(cè)主要用于所用電及無功補(bǔ)償。220KV側(cè)共有8回，本期4回最終4回，110KV側(cè)也有11回，本期5回最終6回，10KV側(cè)本期12回最終16回。方案采用雙母線帶旁母接線方式，正常運(yùn)行時(shí)旁母不帶電。護(hù)及放電間隙保護(hù)。1）本所安裝2臺(tái)120MVA主變壓器，先期安裝1臺(tái)。留兩回出線為本所無功補(bǔ)償用。如果主變壓器容量造的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大了占地。的過小，可能使變壓器長(zhǎng)期過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)的瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。根據(jù)原始資料可以得知要選擇兩臺(tái)主變壓器，再考慮到兩臺(tái)主變同

　　

【正文】 （ 21） 考慮到兩臺(tái)主變及一定功率交換，短路計(jì)算求得： KAI 39。39。 ? 。 1)最大 負(fù)荷 持續(xù)工作電流 AVSeIegm z x6612203 ?? ?????? 2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 :取 J=29 即 ： 2m a x mmJIS gj ??? 按以上計(jì)算選擇和任務(wù)書要求可選擇 2? LGJ400/95型鋼芯鋁絞線 ， 其系數(shù) 1?fK ，最高允許溫度為 70℃ ，長(zhǎng)期允許載流量為 920A，即 g I 25℃ =920A，基準(zhǔn)環(huán)境溫度為 +25℃ ，考慮到環(huán)境溫度的修正系數(shù)： ???????oyyK ?? ??? yI 25℃ =920? = maxgI? 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 導(dǎo)體校驗(yàn)一般采用主保護(hù)時(shí)間 ， 即 Stb ? 。 Sttt bkdd ????? 139。39。 ???II? 因 1?dt S，故要考慮非周期分量，查周期分量等值曲線表： Stz ? 。 St fz 239。39。 ?? ? ? ? ? ? SKAttIQ fzzd ??????? ? 222 )( Sttt fzzdz ????? 4）運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度： ? ? ? ? 5 9 16 6 22m a x39。 ?????????????????????ygoyo II???? ℃ 5）查表得 C=101，滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面 。 23m i n mmKtCIS fzdz ?????? ? 小于所選導(dǎo)體截面 S=400 2mm 。6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 5N 取 ， L取單位長(zhǎng)度 1， S取 3m， 即 ： ? ? NNiSLFch 22522 ???????? ?? 7） 按電暈校驗(yàn)： og VV ? 53 ?? ???? ?? 30 21 ???????? ???????????????? ?? rDrrmmV geO ?? =2813KV 表 11 200KV側(cè)母線選擇校驗(yàn)結(jié)果表 設(shè)備 項(xiàng)目 LGJ400/95 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) go VV? 2813KV 10KV yI 25℃ maxgI? 661A minSS? 400 2mm 2mm 由以上數(shù)據(jù)表明選擇兩條 LGJ400/95鋼芯鋁絞線能滿足要求 。 由短路電流計(jì)算求得： KAI 39。39。 ? 1）最大負(fù)荷持 續(xù)工作電流 AVSeI egm z x 13231103 ?? ?????? 2）按經(jīng)濟(jì)密度選擇：取 J=即 2m a x mmJIS gj ??? 按以上計(jì)算選擇和任務(wù)書要求可選擇 2? LGJ800/110型鋼芯鋁絞線 ， 1?fK .2，最高允許溫度為 70℃ ，長(zhǎng)期允許載流量為 1402A，即 g I 25℃ =1402A，基準(zhǔn)環(huán)境溫度為 +25℃ ，考慮到 環(huán)境溫度的修正系數(shù)： ???????oyyK ?? ??? yI 25℃ =2? 1402? = maxgI? 31 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Sttt bkdd ????? 139。39。 ???II? 因 1?dt S，故要考慮非周期分量，查周期分量等值曲線表： Stz ? 。 St fz 239。39。 ?? ? Sttt fzzdz ????? ? ? ? ? SKAttIQ fzzd ??????? ? 222 4）運(yùn)行導(dǎo)體最高溫度： ? ? ? ? 22m a x39。 ?????????????????????ygoyo II???? ℃ 查表得 C=99，滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面 。 23m i n mmKtCIS fzdz ?????? ? 小于所選導(dǎo)體截面 S=800 2mm 能滿足要求。 5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 5N 取 ， L取單位長(zhǎng)度 1， S取 ， 即： ? ? ???????? ?? 22522 NiSLF ch 6） 按電暈校驗(yàn)： og VV ? 53 ?? ???? ?? 21 ???????? ???????????????? ?? rDrrmmV geO ?? = 表 12 110KV側(cè)母線選擇校驗(yàn)結(jié)果表 設(shè)備 項(xiàng)目 LGJ800/110 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 32 go VV? 3066KV 10KV yI 25℃ maxgI? 1323A minSS? 800 2mm 2mm 由以上計(jì)算表明，選擇兩 條 LGJ800/110能滿足要求 。 1)按發(fā)熱條件選擇截面。 10KV母線的最大持續(xù)持續(xù)電流為 38A， 查表可知 ℃ 時(shí)雙 條、 平放 1080 ??LMY 型 矩形鋁母線的允許載流量為 ： AI al 9 8 72 3 7 ???? 故 10KV母線選用 LMY80? 10型矩形鋁母線。 2）熱穩(wěn)定 校驗(yàn) 取主保護(hù)時(shí)間為 ，斷路器的開斷時(shí)間為 。 即 ： Sttt bkbd ????? 因 Std1? ，故要考慮非周期分量，查周期分量等值曲線表： Stz ? 。 而 St fz 239。39。 ?? ? Sttt zfzdz ???? 滿足熱穩(wěn)定最小允許截面為： 23m i n mmKtCIS fzdz ?????? ? 實(shí)際選用母線截面 22m in 0 78 0 0108 mmmmS ???? 所以熱穩(wěn)定滿足要求。 4） 動(dòng)穩(wěn)定 校驗(yàn) ： 取支持絕緣子間的跨距 L=1m，母線相間距離 S=，因 , 10250 ??????? hb bs故母線截面的形狀系數(shù) 1?K 。 三相短路沖擊電流在中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力為 ： ? ? NslKiF ch 72372 ????????? ?? 母線的彎曲力矩為 ： 33 mNFlM . ??? 母線的截面系數(shù)為 ： 3522 mbhW ?????? 母線受到的最大計(jì)算應(yīng)力為 ： MP aMP aWM alC 5 ?????? ? ?? 7 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 [7] 由任務(wù)書給定 110KV側(cè)功率因數(shù)為 ，現(xiàn)要求提高到 。 負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)臒o功容量： va 1601c os 11c os 1 222212 MpQ fmc f m ????????? ???????????? ???? ?? va %% MSIQec b m ????? 所 以 變電所所需補(bǔ)償最大無功容量為： v a M c bmc f m ???? 由于本次設(shè)計(jì)的變電站為 220KV降壓變電站，以補(bǔ)償角度來選擇，同步調(diào)相機(jī)、 串聯(lián)電容補(bǔ)償、靜電補(bǔ)償器補(bǔ)償、并聯(lián)電容器補(bǔ)償均滿足要求，但是一在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補(bǔ)償裝置，而由原始資料可知補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷的無功容量及平衡主變損耗，所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 8 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) [6] 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié) ，一 旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活 。 因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是 雷 直擊 變電所，二是雷擊 線路 ，沿 線路向變電所入侵的雷電波。 對(duì)直擊雷的保護(hù)一般采用避雷針 或 避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)置閥型避雷器，以限制侵入變電 所 的雷電波的幅值 。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全的將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針 必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在 配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)。 避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電 氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了電壓，保護(hù)了其他34 電 氣 設(shè)備。 一． 避雷針的配置原則： 1）電壓 110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000 m/? 的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。 2）獨(dú)立避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立接地裝置，其工頻接地電阻不超過 10? 。 3） 35KV 及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝設(shè)避雷針，因其絕緣水平很低雷擊時(shí)宜引起反擊。 4）在 變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、 避雷線，因?yàn)殚T型架距變壓器較 近，裝設(shè)避雷針后，架構(gòu)的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點(diǎn) 在址中距離很難達(dá)到不小于 15m的要求。 二 .避雷器的配置原則： 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是否裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3） 220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4） 220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增 設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 6） 110KV220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書計(jì)算得出各電壓等級(jí)避雷器的參數(shù)如下表 13： 表 13 避雷器型號(hào)的相關(guān)數(shù)據(jù)表 型號(hào) 額定電壓有效值ＫＶ 滅弧電壓ＫＶ 工頻放電電壓有效值ＫＶ 沖擊放電電壓峰值(?及? )不大于 KV 8/20 S? 雷電沖擊波殘壓峰值不大于KV 不小于 不大于 5KA 10KA FZ220J 220 200 448 536 620 652 715 FZ110J 110 100 224 268 326 326 358 FZ10 10 26 31 45 45 50 由于本次所設(shè)計(jì)的變壓器為分級(jí)絕緣 ， 即 220KV中性點(diǎn)絕緣等級(jí)為 110KV， 110KV中性點(diǎn)絕緣等級(jí)為 35KV， 220KV中性點(diǎn)應(yīng)與中 性點(diǎn)絕緣等級(jí)相同的避雷器 ， 故 220KV中性點(diǎn)裝設(shè) FZ110J， 110 中性點(diǎn)裝設(shè) FZ10 避雷器。 9 小結(jié) 本次設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和本人的刻苦努力之下，基本完成 了 本次設(shè)計(jì)35 任務(wù)。 通過本次設(shè)計(jì)，本人對(duì)四年所學(xué)的知識(shí)更有了一個(gè)系統(tǒng)化 掌握 ， 為以后的工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，更懂得了怎樣查閱有關(guān)參考資料，掌握了電力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的原則和問題解決能力， 同時(shí)還了解了 整個(gè)電力系統(tǒng)高壓配電裝置的配置原則，并且知道了如何撰寫工程設(shè)計(jì)說明書。 雖然本次設(shè)計(jì)鞏固和提高了自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，但由于水平有限，理論知識(shí)又學(xué)得不夠 扎實(shí)，在本次設(shè)計(jì)中存在著某些錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，望老師給予指正。 參考文獻(xiàn) [1] 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院 . 電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分 ） [M]. 北京 : 中國電力出版社 , 1996. 6567, 214227, 247253 [2] 電力業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院 . 電力工程電氣設(shè)備手冊(cè) 1 上、下 [M]. 北京 : 中國電力出版社 , 1998. 634671, 754806, 933 , 19841996 [3] 孫麗華 . 電力工程基礎(chǔ) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021. 116164 [4] 熊信銀 . 發(fā)電廠電 氣 部分 （第三版） [M]. 北京 : 中國電力出版社 ， 2021. 102129 [5] 劉滌塵 . 電氣工程基礎(chǔ) [M]. 武漢 : 武漢理工大學(xué)出版社 , . 33, 5355 [6] 周澤存 . 高電壓技術(shù) （第二版） [M]. 北京 : 中國電力出版社 , 2021. 297300 [7] 何仰贊 ,溫增銀 . 電力系統(tǒng) 分析 下 冊(cè) （第三版） [M]. 武漢 : 華中科技大學(xué)出版社 , . 7778 致 謝 近三個(gè)月 的畢業(yè) 設(shè)計(jì)使我受益非淺，首先感謝院 領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們的支持和關(guān)懷，同時(shí)也感謝為我們?cè)诋厴I(yè)前提供了這樣好的一個(gè)鍛煉機(jī)會(huì)，以至于當(dāng)我們踏入工作崗位時(shí)不會(huì)過于 盲 目 無助。 再次，感謝 這 次 負(fù)責(zé)指導(dǎo)我的 老師， 她 犧牲了自己的業(yè)余休息時(shí) 間來對(duì)我 進(jìn)行指導(dǎo)和幫助，不僅在學(xué)術(shù)上給予了 我專業(yè)的幫助而且在精神上也給予了很大的鼓舞， 對(duì) 順利完成本次設(shè)計(jì) 起了決定性的 作用。 最后感謝在 設(shè)計(jì)過程中幫助過我的同學(xué)和朋友，在我為查資料而犯難時(shí)是他們伸出了援助之手。 感謝 XXXX大學(xué) 四年來對(duì)我的栽培，我踏入社會(huì)以后會(huì)嚴(yán)于律己，努力為社會(huì)貢獻(xiàn)自己的力量，造福社會(huì)。