【導讀】隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、的經(jīng)濟效益、設備人身安全密切相關。作為電能傳輸與控制的。生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前。戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再。進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡及導線，進行短路電流計算。電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設計包括了：總體。方案選擇繼電保護的選擇與整定防雷與接地保護等內(nèi)容。中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關鍵的環(huán)。節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。

　　

【正文】 以選用 YDR110 型電容式電壓互感器。 35kV 母線 PT選擇 ： 3511KV 配電裝置安裝臺單相電壓互感器用于測量和保護裝置。 選四臺單相帶接地保護油浸式 TDJJ35型 PT選用戶內(nèi)式 型號 額定電壓 (v) 接線方式 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 TDJJ35 35000/ 3 100/ 3 100/3 Y/Yo/? 準確度測量 準確度測量計算與保護用的電壓互感器，其二次側(cè)負荷較小，一般滿足準確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時才校驗準確度，此處因有電度表故選編 級。 PT與電網(wǎng)并聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生短路時， PT 本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 各主要電氣設備選擇結(jié)果一覽表 電壓等級 110kV 35kV 10kV 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 25 電氣設備 高壓斷路器 LW14110 ZN2335 ZN10 隔離開關 GW4110G GW435 GN810 電流互感器 LCWB6110 LCZ35 LMC10 電壓互感器 YDR110 TDJJ35 TSJW10 絕緣子 ZSW110 ZSW35/400 ZSW10/500 母線 LGJQ150 LGJ— 185 LGJ150 主變壓器 SFSZ950000/110 站用變壓器 S9200/10 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 26 第五章 防雷保護設計 變電站的防雷保護具有以下特點 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。 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。 我國規(guī)定： 1． 110KV 以上的配電裝置，一般將避雷針裝在構架上，但在土壤電阻率大于1000 /??的地區(qū)，仍裝設獨立避雷針，以免發(fā)生反擊。 2． 35KV 及一下的配電裝置應采用獨立避雷針來保護。 3． 60KV 的配電裝置，在土壤電阻率大于 500 /??的 地區(qū)宜采用獨立避雷針，在土壤電阻率小于 500 /??的土壤容許采用構架避雷針。 侵入波過電壓防護 雷電波入侵 (高電位侵入 ):架空線路遭受雷擊或感應累的影響 ,在線路上形成沿線路傳播的高電壓行波 .此種電壓波入侵到建筑物內(nèi)或進入電氣設備造成過電壓。據(jù)統(tǒng)計城市中雷擊事故的 50%70%是由于這種雷電波侵入造成的。因此，在工廠中應予以重視，對其危害給予足夠的防護。為防止線路侵入雷電波的過電壓，在 110KV 進線， 10KV母線橋及 10KV 每段母線上分別安裝氧化鋅避雷器。為保護主 變壓器中性點絕緣，在主變 110KV 側(cè)中性點裝設氧化鋅避雷器。 10KV 并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定裝設氧化鋅避雷器保護。 避雷針保護范圍的計算方法 設避雷針的高度為 h(m),被保護的物體的高度為 xh (m),則避雷針的有效高度為武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 27 xa hhh ?? ，在 xh 高度上避雷針保護范圍的半徑 xr 由下式計算： 當 2x hh? 時， PhPhhr axx ??? )( 當 2x hh? 時， ( 2 )xxr h h P?? 式子中 P是考慮避雷針高度影響的修正系數(shù)，稱為高度影響系數(shù)。 當 mh 30? , 1?p ,30 120m h m?? 時，30 h h??； 120h? 按 120m 計算。 從避雷針定點向下作 45 度斜線，此斜線旋轉(zhuǎn)形成的錐體，構成 2/hhx ? 時的保護范圍，從地平面距避雷針 。兩針之間的保護范圍由通過 1， 2，o,三個點的圓弧畫出 o點的高度按下式計算： 7o DhhP?? 式中的 D為兩針之間的距離， p為校正系數(shù)，在 o 截面上高度水平的最小保護寬度為 xb2 ，當 xxbr? 時，取 xx rb? 。 xb 為兩避雷針間的最小保護寬度。為了達到聯(lián)合保護效果，兩針間的距離之比 hD/ 不宜大于 5。 避雷針保護范圍計算見附錄Ⅲ。 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 28 第六章 110 kV 變電站設計注意事項 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，作為電力工業(yè)的基層部門，其直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，并為電 力工業(yè)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和經(jīng)濟性提供保證。 1 所址選擇 首先要考慮變電所所址的標高，查詢有無被洪水浸淹歷史；進出線走廊應便于架空線路的引入和引出，盡量少占地并考慮發(fā)展余地；其次要列出變電所所在地的氣象條件：年均最高氣溫、最低氣溫、最大風速、覆冰厚度、地震強度、年平均雷暴日等，把這些作為設計的技術條件。 2 負荷分級 （ 1）一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設計損壞，且難以挽回，造成極大的政治、經(jīng)濟損失則屬于一級負荷。一級負荷要求有 2 個獨立電源供電。 （ 2） 二級負荷：中斷供電將造成設 計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應由兩回線供電，但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 （ 3）三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 3 負荷計算 無功計算負荷： Qca=Pcatgφ 有功計算負荷： Pca=Kd*P 視在計算負荷： Sca= Pca/cosφ 總的計算負荷為： Pca（∑） =K∑∑ Pca Qca（∑） =K∑∑ Qca Sca（∑） = P2ca（∑） +Q2ca（∑） 4 主變臺數(shù)的確定 站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應滿足經(jīng)常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。考慮到 2 臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意 1 臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。 5 主變?nèi)萘康倪x擇原則 （ 1） 主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 （ 2） 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié) 構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當 1 臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設計及過負荷能武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 29 力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電所停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的 60%～ 70%正常運行。 由以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為： ST≥ =（∑） 6 主變繞組接線方式 具有 3 種電壓等級的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設無功補償設備時，主變壓器采用三繞組；因有 載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動，所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定，電力系統(tǒng)一般要求 10 kV 及以下變電所采用一級有載調(diào)壓變壓器，故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國 110 kV 及以上電壓變壓器繞組都采用 Y0 連接； 35 kV 采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35 kV 以下電壓變壓器繞組都采用△連接。 7 電氣主接線設計 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體，各類發(fā)電廠、變電所分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電所和電力系統(tǒng)本身，同時 也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電所主接線必須滿足以下基本要求。 （ 1）運行可靠。斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 （ 2）具有一定的靈活性。主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快退出設備；切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且在檢修時可以保證檢修人員的安全。 （ 3）操作應盡可能簡單、方便。主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人 員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，往往還會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或不必要的停電。 （ 4）經(jīng)濟上合理。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少。 （ 5）應具有擴建的可能性。由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還應考慮到具有擴建的可能性。 變電所電氣主接線的選擇，主要取決于變電所在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構等。 8 主接線的形式 變電所的主接線可以分為有匯流母線的主接線和無匯流母線的主接線 2 大類。變電所的主接線形式有多種，其中常見的有：（ 1）線路 變壓器組接線。適用于只有一回進線和一回出線，變電所裝設單臺變壓器的場合。（ 2）單母線接線。所有電源和引出武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 30 線回路都連接于同一匯流母線上（圖 1）。（ 3）單母線分段接線。母線分段后，對重要的用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時供電。在正常情況下，一般采用分列運行方式，即正常時分段斷路器 QF3是斷開的，在 QF3上裝有備用電源自動投入裝置，當任一電源失電后， QF3 自動接通，保證全部線路 繼續(xù)供電（圖 2）。（ 4）橋式接線。當只有 2 臺變壓器和 2 條線路時，可采用橋式接線。按橋斷路器的位置可分為： 1）內(nèi)橋式接線。橋斷路器在進線斷路器的內(nèi)側(cè)（即變壓器側(cè)）。適用于進線線路較長，負荷比較平穩(wěn)，變壓器不需經(jīng)常投切的場合（圖 3）。 2）外橋式接線。橋斷路器在進線斷路器的外側(cè)（即進線側(cè)）。適用于進線線路較短，負荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換或電網(wǎng)有穿越功率經(jīng)過的場合（圖 4）。 9 配電裝置 配電裝置按電氣設備裝置地點不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為由電氣設備在現(xiàn)場組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。配電裝置應滿足以下基本要求： （ 1）配電裝置的設計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術經(jīng)濟政策； （ 2）保證運行可靠，按照系統(tǒng)自然條件，合理選擇設備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離； 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 31 （ 3）便于檢修、巡視和操作； （ 4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力 求節(jié)約材料和降低造價； （ 5）安裝和擴建方便。 配電裝置的設計原則： （ 1）節(jié)約用地； （ 2）運行安全和操作巡視方便； （ 3）考慮檢修和安裝條件； （ 4）保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運行； （ 5）節(jié)約三材，降低造價； （ 6）安裝和擴建方便。 武漢大學珞珈學院本科畢業(yè)論文 32 附錄 Ⅰ ： 短路電流計算書 35KV K2 10KV K2 K3 110KV K1 等效電路圖 查表知 LGJQ150 X*=? /KM 選基準 : SB=100MVA UB=Uav 9 K4 35KV 4 5 1 2