【導(dǎo)讀】110kV和10kV電壓供電。年最高氣溫：40℃，年最低氣溫：-5℃，年平均氣溫：18℃。220kV向北，110kV向西，10kV向東南。220kV線路5回，其中1回備用。110kV線路10回，其中2回備用。因此，電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重。配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。影響，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。確保該變電所滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三大要求。當(dāng)個別設(shè)備發(fā)生事故或需要停電檢修時不宜影響對系統(tǒng)供電；斷路器、母線等故障，保證檢修工作的安全進(jìn)行。困難，容易造成誤操作而發(fā)生事故。電氣設(shè)備增多，也增加了事故點(diǎn)，同時復(fù)雜的接線也。一般裝設(shè)兩臺（組）主變壓器；當(dāng)。支變電所如只有一個電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器。全部或大部分二級負(fù)荷的供電。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》中的明。重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時，應(yīng)選擇雙母線接線方式。全所停電后，將引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個地區(qū)供電，所以，該變電所運(yùn)行

　　

【正文】 0 0 .3 0 18 4 1 l gr aU k m r rr? ???? ? ? ? ?????? （ 6— 35） 式 中 k — 三相導(dǎo)體等邊三角形布置取 1，水平布置時取 ； rm— 導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，管型母線及單股導(dǎo)線取 — ，多股膠線取 —； δ— 空氣相對密度； r— 導(dǎo)線半徑，矩形母線為四角的曲率半徑； a— 相間距離。 （ 2）按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： min kQS C? （ 6— 36） 式中 Smin— 導(dǎo)體的最小截流面積（ mm2）； Qk— 短路電流的熱效應(yīng)（ ）； C— 熱穩(wěn)定系數(shù)。 （ 3）按短路動穩(wěn)定校驗(yàn)： σ xu＞ σ （ 6— 37） σ =σ xx+σ x （ 6— 38） 式中 σ xu— 導(dǎo)體材料允許應(yīng)力； σ xx— 短路時導(dǎo)體相間產(chǎn)生的最大機(jī)械應(yīng)力（ N/cm2）； σ x— 短路時同相導(dǎo)體片間相互作用的機(jī)械應(yīng)力（ N/cm2）； σ — 短路時導(dǎo)體產(chǎn)生的總機(jī)械應(yīng)力（ N/cm2）。 母線選擇結(jié)果表 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 220kV 變電所電氣一次部分初步 設(shè)計 20 表 6— 7 母線參數(shù) 安裝地點(diǎn) 項(xiàng)目 220kV 側(cè) 110kV 側(cè) 10kV側(cè) 母 線 LF21Ф 80/72 LF21Ф 70/64 矩 形 2 （ 80 10） 7 高壓配電裝置設(shè)計 高壓配電裝置設(shè)計的總原則 高壓配電裝置 (簡稱配電裝置 )的設(shè)計必須認(rèn)真 貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 ,并應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件 ,自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行 ,檢修等要求 ,合地制訂布置方案和選用設(shè)備 ,并積極慎重地采用新布置 ,新設(shè)備和新材料 ,使 配電 設(shè)計 不斷創(chuàng)新， 做到技術(shù)先進(jìn) ,經(jīng)濟(jì)合理 ,運(yùn)行可靠 ,維護(hù)方便 .在確定配電裝置型式時，必須滿足下列四點(diǎn)要求。 （ 1）節(jié)約用地 （ 2）運(yùn)行安全和操作巡視方便 （ 3）便于檢修和安裝 （ 4）節(jié)約三材，降低造價 配電裝置型式的選擇 220kV 配電裝置型式的選擇 220kV 配電裝置 ， 常用型式有屋外普通中型 、 屋外分相中型布置 、 屋外半高型 、 屋外高型及屋內(nèi) 型等 。各種可能方案的經(jīng)濟(jì) 技術(shù)比較 （以雙母線帶旁路、普通中型、軟導(dǎo)線為基準(zhǔn)）如下表： 表 6— 1 經(jīng)濟(jì)比較 項(xiàng) 目 普通中型(%) 分相中型(%) 半高型 (%) 高 型 (%) 屋內(nèi)型 (%) 占地面積 100 總投資 100 161 鋼材 100 混凝土 100 鋁導(dǎo)線 100 電纜 100 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 220kV 變電所電氣一次部分初步 設(shè)計 21 表 6— 2 技術(shù)比較 項(xiàng)目 普通中型 分相中型 半高型 高 型 施工 一般 工程量最少、工期最短 工程量較少、安裝困難 工程量大、不便于擴(kuò)建 運(yùn)行 一般 布置清晰、運(yùn)行方便 監(jiān)視操作困難 需要架設(shè)、不便于巡視操作 檢修 方便 較方便 困 難 不 便 從以上表中數(shù)據(jù)可以看出：綜合經(jīng)濟(jì)與技術(shù)比較，采用分相中型較為適宜。此外，目前屋外分相中型配電裝置采用的較多 ， 如華北 、 東北 、 中南等地區(qū) ； 本布置既能節(jié)約土地 （ 采用軟母線能節(jié)約 20%， 若采用硬管母線則可達(dá) 30%左右 ）， 造價又稍低 ， 且維護(hù)檢修方便 ， 具有一 般中型布置的優(yōu) 點(diǎn)。 110kV 配電裝置型式的選擇 110kV 配電裝置的常用型式有屋外普通中型 、 屋外高型 、 屋外半高型及屋內(nèi)型等 。 其中以半高型較為先進(jìn) ， 因半高型占地面積為普通中型的 47%， 而總投資亦為普通中型的%。 同時 ， 該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外 ， 其余布置情形與中型布置相似 ， 能適應(yīng)運(yùn)行檢修人員的習(xí)慣與需要 。 因此 ， 在一般地區(qū) （ 除污移地區(qū) ， 市區(qū)及地震烈度為 8 度及以上等地區(qū) ） 宜優(yōu)先選用半高型配電裝置 。 10kV 配電裝置型式的選擇 10kV配電裝置一般為屋內(nèi)型布置。當(dāng)出 線不帶電抗器時，一般采用成套開關(guān)柜單層布置。 8 防雷保護(hù) 概述 變電所是電力系統(tǒng)的樞紐 ,一旦發(fā)生雷害事故 ,將造成大面積停電；而變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大都沒有自恢復(fù)性能，萬一雷害損壞，修復(fù)起來十分困難，勢必延長停電時間，嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活。因此變電站的雷電過電壓防護(hù)必須十分可靠。 變電所的雷擊事故主要來自兩個方面，一是雷直擊于變電所；一是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波侵入變電所。針對上述兩個方面的原因，分別采用避雷針和避雷器兩種不同的防雷設(shè)備，并在實(shí)踐中證明是安全可靠的。 直擊雷保護(hù) 對直擊雷的防護(hù)一般采用避雷針或避雷線。我國運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，凡按規(guī)程《標(biāo)準(zhǔn)》要求正確裝設(shè)避雷針、避雷線和接地裝置的發(fā)電廠、變電所，繞擊和反擊的事故率都非常低，每年每一百個變電所發(fā)生繞擊或反擊約為 次，防雷效果是很可靠的。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 220kV 變電所電氣一次部分初步 設(shè)計 22 應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置的設(shè)施 （ 1） 發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護(hù)，可采用避雷針和避雷線，避雷帶和鋼筋焊接成網(wǎng)等。 （ 2） 110kV 及以上配電裝置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)架上裝設(shè)避雷針或裝設(shè)獨(dú)立避雷針。當(dāng)在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針時，可將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接地，作引下線 的鋼筋不少于 2根。 （ 3） 屋外安裝變壓器應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立的避雷針 （ 4） 屋外組合導(dǎo)線及母線橋裝設(shè)獨(dú)立的避雷針；在不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針時，可以考慮在附近主廠房上裝設(shè)避雷針 （ 5） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主控制室屋內(nèi)配電裝置采取鋼筋焊接成網(wǎng)并接地的防雷措施但在雷電活動強(qiáng)烈的地區(qū)應(yīng)設(shè)立獨(dú)立避雷針 避雷針、避雷線的裝設(shè)原則及其接地裝置的要求 （ 1） 獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻不宜超過 10Ω 。當(dāng)有困難時，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，使兩者的接地電阻都得到降低。但為了防止經(jīng)過接地電網(wǎng)反 擊 35kV 及以下設(shè)備，要求避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至35kV 及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體長度不得小于 15m，獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于 3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面。 （ 2） 電壓 110kV 及以上的配電設(shè)備，一般將避雷針裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000Ω? m 的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。否則應(yīng)通過驗(yàn)算，采取降低接地電阻或加強(qiáng)絕緣等到措施，防止造成反擊事故。 （ 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，雷擊時易引起反擊。 （ 4）裝在架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接 ,并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。 （ 5）在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。 侵入雷電波保護(hù) 對侵入雷電波的過電壓保護(hù)的主要措施是合理確定變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的類型、參數(shù)、數(shù)量和位置；同時在線路進(jìn)線段上采取輔助措施，以限制流過避雷器的雷電流和降低侵入波陡度；使變電所電氣設(shè)備上過電壓幅值限制在電氣設(shè)備的雷電沖擊耐受電壓以下。本變電所采用閥型避雷器及與閥型避雷器相配合的進(jìn)線段等保護(hù)， 220kV 及以 下的配電裝置電氣絕緣與閥型避雷器通過雷電流為 5kA 幅值的殘壓進(jìn)行配合。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 220kV 變電所電氣一次部分初步 設(shè)計 23 防雷保護(hù)計算說明 防雷方案的確定 （ 1）由于屋外配電裝置的電壓等級為 110kV 和 220kV 可以采用架構(gòu)避雷針，并根據(jù)需要輔以獨(dú)立式避雷針對整個屋外配電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。避雷針的高度一般取 20～ 30 米，本變電站的 220kV 配電裝置最高高度為 米， 110kV 配電裝置最高高度為 米，擬采用 30 米高的多支避雷針實(shí)施保護(hù)。 （ 2）主控室、 10kV 配電室等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物采用鋼筋焊接成網(wǎng)接地的防雷方式。 （ 3）對入侵雷電波的防護(hù)選用合適的避雷器。 避雷針的布置 （ 1）多支避雷針的多邊形，劃分成若干個三支避雷針的三角形，劃分時必須是相鄰近的三支避雷針。 （ 2）每三支避雷針，其相鄰兩支保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度 bx≥ 0 則全部面積才能受到保護(hù)。 （ 3）多支避雷針的外側(cè)保護(hù)裝置方法應(yīng)分別按不等高和等高兩針保護(hù)范圍方法確定。 兩支等高避雷針保護(hù)范圍計算 h0=hD/7p （ 8— 1） 式中 當(dāng) hx≥ h0/2 bx=(h0hx)； 當(dāng) hxh0/2 bx=。 在被保護(hù)物高度 hx水平面上，其保護(hù)半徑 rx為 ? ? 2x x x hr h h p h? ? ? ? ? ?1 .5 2 2x x x hr h h p h? ? ? ? 式中 h— 避雷針高度； h0— 兩針間保護(hù)最低點(diǎn)的高度； D— 兩針間的距離； bx— 兩針間 hx高度水平面上保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度； p— 避雷針高度影響系數(shù)，當(dāng) h≤ 30m 時 p=1， 120m≥ h30m h? （ 4）避雷針布置見附圖 避雷器的裝設(shè) （ 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時除外。 （ 2）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 （ 3） 110～ 220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 220kV 變電所電氣一次部分初步 設(shè)計 24 避雷器參數(shù)選擇 （ 1）避雷器滅弧電壓選擇； （ 2）避雷器的雷電沖擊保護(hù)水平； （ 3）普通閥型避雷器的工頻放電電壓 Ugf； （ 4）流通容量。 避雷器選擇結(jié)果（見表 8— 1）： 表 8— 1 避雷器參數(shù) 產(chǎn) 品 型 號 系統(tǒng)標(biāo)稱 電壓（ kV） 避雷器 額定電壓（ kV） 持續(xù)運(yùn)行電壓（ kV） 工頻放電 電壓 沖放電壓 ～20μ s 8/20μ s5kA沖擊電流殘壓 （ kV） 峰值 ≦ ≧ FZ220J 220 200 448 536 620 652 FZ10 10 26 31 45 45 Y5W5100/200 110 100 73 260