【導讀】根據(jù)設計任務書的要求，本次設計為110/10kV廣陽變電站電氣主接線的初步設計，并繪制電氣主接線圖。該變電站設有兩臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kV、10kV兩個。110KV電壓等級采用雙母線接線，10KV電壓等級采用單母線分段接線。斷路器、隔離開關、互感器、導線截面和型號的選擇和校驗；主要設備繼電保護設計，包括線路等元件的保護方式選擇和整定計算。術政策，所選設備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術先進、運行可靠、經(jīng)濟合理。主變壓器容量的選擇·················6

　　

【正文】 2s] I∞ 2tdz≤ (ImKt)2 經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。 (5)10KV 出線側電流互感器 ① 動穩(wěn)定： ich≤√ 2ImKdω ich=(KA)=19176(A) √ 2ImKdω =√ 2（ 300~400） 135=57276~76368(A) ich≤√ 2ImKdω 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 26 ② 熱穩(wěn)定： I∞ 2tdz≤ (ImKt)2 由校驗斷路器可知： I∞ 2tdz= =[（ KA） 2s] (ImKt)2 = [(~) 75]2 =~900[（ KA） 2s] I∞ 2tdz≤ (ImKt)2 經(jīng)以上 校驗此電流互感器滿足各項要求。 電壓互感器的選擇及校驗 電壓互感器選擇的具體技術條件如下： (1)一次電壓 1U ： U1 （ 310） 式中： Un—— 電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動范圍為 nU%10? (2)二次電壓 U2n：電壓互感器二次電壓，應根據(jù)使用情況，按《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 118 頁、表 538進行選擇。 (3)準確等級：電壓互感器 應在那一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定。 (4)二次負荷 S2： S2≤ Sn （ 311） 式中： S2—— 二次負荷； Sn —— 對應于在測量儀表所要求的最高準確等級下，電壓互感器的額定容量。 電壓互感器的選擇 由電壓互感器選擇的技術條件及各側使用情況： (1)110KV 側： Un=110(KV) U2n=100/√ 3(V) (2)35KV 側： Un=35(KV) U2n=100(V) (3)10KV 側： Un=10(KV) U2n=100(V) 三側電壓互感器準確等級： 1 級 參考《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》 185 頁表 ，三側電壓互感器選擇如下表所示： 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 27 表 36 電壓互感器型號及參數(shù) 型式 額定變比 在下列準確等級 下額定容量 (VA) 最大容量(VA) 1級 3級 單相 (屋外式 ) JCC110 10031003110000 500 1000 2020 JDJ35 35000/100 150 250 600 1200 JDZ10 10000/100 80 150 300 500 其中： JCC110型號電壓互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 185頁； JDJ35型號電壓互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 185頁； JDZ10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 184頁。 熔斷器的選擇 高壓熔斷器應按所列技術條件選擇，并按使用環(huán)境條件校驗。熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設備免受過載電流的損害，屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常 用于保護電力電容器配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護電壓互感器。 熔斷器選擇的具體技術條件如下： (1)電壓： ng UU ? （ 312） 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免因過電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應為 ng UU ? (2)電流： nfnfg III 12m ax ??? （ 313） 式中： nfI2 —— 熔體的額定電流。 nfI1 —— 熔斷器的額定電流 (3)根據(jù)保護動作選擇性的要求校驗熔體額定電流，應保證前后兩級熔斷器之間，或熔斷器與電源側繼電保護之間，以及熔斷器與負荷側繼電保護之間動作的選擇性。 (4)斷流容量： kdch III ???)(或 （ 314） 式中： chI —— 三相短路沖擊電流的有效值。 kdI —— 熔斷器的開斷電流。 熔斷器的選擇 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 28 依據(jù)以上熔斷器選擇的技術條件，參考《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》 166頁表 535， 35KV 和 10KV 熔斷器如下表所示： 表 37 熔斷器的型號及參數(shù) 系列型號 額定電壓 (KV) 額定電流 (A) 斷流容量 (MVA) 備注 RN2 10 1000 保護戶內(nèi)電壓互感器 RW935 35 2020 保護戶外電壓互感器 其中： RN2型號熔斷器見《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 166頁； RW935型號熔 斷器見《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》第 165頁； 母線及電纜的選擇及校驗 變電所屋內(nèi)屋外配電裝置的主母線、變壓器電氣設備與配電裝置母線之間的連接導線統(tǒng)稱為母線。選擇配電裝置中的母線主要考慮：母線的材料、母線截面形狀、母線截面積的大小、校驗母線的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 材料的選擇 配電裝置母線的材料有銅、鋁、鋁合金。銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性強，用途廣，是很好的母線材料。但是銅的儲量不多，價值較貴，因此銅母線只用于空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置。鋁的電阻率為銅的 ，密度 為銅的 30%，而且儲量多價值也低，因此在屋內(nèi)屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線或鋁合金母線。在機械強度要求較高的情況下使用銅母線 。 母線截面積的選擇 按長期發(fā)熱允許電流選擇 各種電壓等級的配電裝置中，主母線和下引線以及臨時裝設的母線，一般均按長期發(fā)熱允許電流選擇截面積。因此，必須滿足在正常運行中，通過母線的最大長期工作電流不應大于母線的長期發(fā)熱允許電流，即： KIal≥ Igmax (315) 式中： Ial—— 相應于環(huán)境溫度為 25oC及母線放置方式時母線的長期允許電流。 Igmax—— 通過母線的最大長期工作電流。 K—— 溫度修正系數(shù) )/()( 0???? ??? alalK 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 29 θ 0為母線的額定溫度，通常θ 0=250C，θ為母線安裝地點的實際環(huán)境溫度，θ al為母線的長期允許溫度，通常θ al=700C。 (1)110KV 母線選擇 由表 110KV 母線中 Igmax= 9 4 )2570/()3070( ????K KIal= 252==Igmax 所以選 25 3的矩形鋁母線截面積為 75mm2平放 Ial=252A (2)35KV 母線選擇 由表 35KV 母線中 Igmax= KIal= 632==Igmax 所以選 50 3矩形鋁母線截面積為 250mm2平放 Ial=632A (3)10KV 母線選擇 由表 10KV 母線中 Igmax= KIal= 1360==Igmax 所以選 80 10 矩形鋁母線截面積為 800mm2平放 Ial=1360A 母線的校驗 (1)熱穩(wěn)定校驗 母線正常運行最高溫度為： )()252/()2570(25)/)((22m a xCII alalW????????? ???? （ 316） 參考《發(fā)電廠電氣部分》 243 頁、表 得： 99?C ，則母線最小截面 minS 為： )(75)(226m inmmmmCKQS SK?????? （ 317） 滿足熱穩(wěn)定。 (2)動穩(wěn)定校驗 由短路電流計算結果表查得，短路沖擊電流為： KAich ? 相間距離 ? 取 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 30 )( 1 11)101 0 ( 3727mNilf chph?????????????? ?? （ 318） )( 3533 mbhW ph ?????? （ 319） )( 110 6523 PaW lfphphph ???? ??? ?? （ 320） 由 ??hb 、 101022 ?? ?????hb bb ，參考《發(fā)電廠電氣》圖 得： ?K 同相條間應力為： )(271227mNKbif chb??????????? （ 321） )(10)()(26m a xmfhbL bphalb????????? ?? （ 322） ax ??bL L ,即每跨內(nèi)滿足動穩(wěn)定所必須的最少襯墊數(shù)為 2 個。實際襯墊距為： m a bb LmLL ???? 滿足動穩(wěn)定的要求。 、 10KV出線電纜的選擇 按允許載流量選擇導線和電纜的截面積： 導線和電纜在正常運行時，必須保證它不致因溫度過高而燒毀，因此， 必須滿足導線和電纜的最大允許持續(xù)電流 Ial不小于其最大工作電流 Igmax，即 IKI ? )/()( 0???? ??? alalK 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 31 式中， Ial是相應于環(huán)境溫度為 0? 時導線和電纜的長期允許電流，可查表得出，單位是 A， 是通過導線和電纜 的最大長期工作電流，單位是 A， K是溫度修正系數(shù)， 0? 是導線和電纜的額定溫度 。通常 0? =25 攝氏度； ? 是導線和電纜安裝地點的實際環(huán)境溫度；al? 是導線和電纜的長期允許溫度，單位是攝氏度。 化工廠： AIg . ? 選纜心截面 120mm2 Ial=246A 由已知得： )2590/()3090( ????K m a 2 3 62 4 69 6 gal IKI ????? 其余選擇方法同化工廠。 、 10KV 出線電纜的選擇及校驗 (1)按額定電壓： ng UU ?max (2)按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積 S，查表 得： AIg ?? 參考《發(fā)電廠電氣部分》附表 2附表 ，選擇 2120mmS? 電纜， CN ?25?? 時，AIN 245? 、 Cal ?90?? 。 溫度修正系數(shù) 159025 ???????alaltK ? ?? （ 323） 其中 ? 為土壤溫度 參考《發(fā)電廠電氣部分》附表 及附表 210 得土壤熱阻修 正系數(shù) ?K ,直埋兩根并列敷設系數(shù) ?K 。允許載流量 )( 8 5 92 4 AIKKKI Ntal ??????? （ 324） 滿足長期發(fā)熱要求。 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 32 4 無功補償設計 無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)用戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功率的 50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無功功率可達用戶消耗的總無功功率的 75%和 25%。因此， 需要由系統(tǒng)中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的 1~2 倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關系較有功功率與電壓的關系更為密切，從根本上來說，要維持整個系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無功電源。無功電源不足會使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設備達不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補償。 無功補償?shù)脑瓌t與基本要求 無功補償?shù)脑瓌t (1)根據(jù)技術規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?10%～ 20%進行無功補償； (2)分級補償原則，按主變無功損耗減去電纜充電功率確定無功補償?shù)娜萘?；?10KV和 110KV 側電壓不能低于標稱電壓； (3)在輕負荷（ 2%～ 30%主變?nèi)萘坑嫊r）時由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補償功率近似抵消； 無功補償?shù)幕疽? (1)電力系統(tǒng)的無功電源與無功負荷，在各種正常及事故運行時，都應實行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無功電源應具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。 (2)在正常運行方式時，突然失去一回線路，或一臺最大容量的無功補償設備，或一臺最大容量的發(fā)電機（包括失磁）之后，系統(tǒng)無功電源事故備用的容量方式及配電方式，應能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電 壓崩潰；在正常檢修運行方式時，若發(fā)生上述事故，應允許采取切除部分負荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。 (3)對于 110KV 及以上系統(tǒng)的無功補償，應考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 33 補償裝置選擇及容量確定 補償裝置的確定 (1)同步調(diào)相機：同步調(diào)相機在額定電壓177。 5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運行時，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。 裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設 地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機的造價高，損耗大，維修麻煩，施工期長。 (2)串聯(lián)電容補償裝置：在長距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電