【導(dǎo)讀】個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及可靠性。要提高變電站的運(yùn)行效率，一個(gè)最基本的辦法。就是要提高變電站管理和運(yùn)行的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化。對(duì)變電站整體結(jié)構(gòu)布局，分別進(jìn)行了對(duì)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。地面積更小、運(yùn)行費(fèi)用更少，大大降低了投入和運(yùn)行成本。在軟件配置上，選用。目前實(shí)際運(yùn)用中反饋很好的RCS-9000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。其特點(diǎn)是集測(cè)量、了可靠的技術(shù)條件。

　　

【正文】 19變電站的 3～ 10 kV 分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，通常可以由變壓器的后備保護(hù)和發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的保護(hù)。以下情況下，應(yīng)該安裝專門的母線保護(hù)：一是當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)，二是必須要快速而有選擇的切除一組或是一段母線上的故障，這樣保證電力網(wǎng)和發(fā)電廠的安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)。 （ 2）、母線完全電流差動(dòng)保護(hù)及整定計(jì)算 母線完全電流差動(dòng)保護(hù)常用作單母線或是只有一組母線經(jīng)常運(yùn)行的雙母線的保護(hù)。母線上連接的元件都裝設(shè)有相同變比、相同特性的電流互感器，所有電流互感器的二次繞組的同 極性端連接在一起，差動(dòng)繼電器 KD 的繞組和電流互感器的二次繞組并聯(lián)。母線差動(dòng)保護(hù)范圍是各電流互感器之間的一次電力設(shè)備。 正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入母線的電流等于流出母線的電流，即0321 ??????? ???? IIII k 。流入差動(dòng)繼電器的電流只是由于電流互感器特性不同而引起的不平衡電流，差動(dòng)繼電器不會(huì)動(dòng)作。 發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，所有帶電源的連接元件都會(huì)向短路點(diǎn)供給短路電流，這時(shí)流入繼電器的電流為 ???? ?????? 321 IIII k ，即故障點(diǎn)的全部短路電流，差動(dòng)繼電器 KD動(dòng)作，時(shí)連接在母線上斷路器全部 跳閘。 差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按一下兩個(gè)條件考慮，并選擇其中較大的一個(gè)進(jìn)行整定： ① 按躲過外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定 母線所有連接元件的電流互感器應(yīng)滿足 10%誤差曲線的要求，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按下式計(jì)算 其中， relK —— 可靠系數(shù)，一般取 —— 保護(hù)范圍外部故障時(shí)，流過母線完全差動(dòng)電流保護(hù)用電流互感器的最大短路電流 ； TAK —— 母線保護(hù)用電流互感器變比。 AKIKI TAkr e lrop 1 4 2 09 2 . 3/ m a x.. ?????? ② 按躲過電流互感器二次回路斷線整定 連接元件較多，接線復(fù)雜，出現(xiàn)電流互感器二次回路斷線的幾率較大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流大于任一元件中最大的負(fù)荷電流 ，即 TAlrelrop KIKI /m a x.. ? ③ 靈敏系數(shù)校驗(yàn) 保護(hù)元件的靈敏系數(shù)要求在最小運(yùn)行 方式下，母線保護(hù)范圍內(nèi)部短路時(shí)，最TAkre lrop KIKI / m a x.. ?? 60/? ??xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 20 小靈敏系數(shù)應(yīng)大于 2。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)用下式校驗(yàn) 滿足要求 式中， —— 母線上連接元件最少時(shí)，母線故障的最小短路電流。 自動(dòng)重合閘的設(shè)置 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路故障大多是瞬時(shí)故障。在線路上發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)，線路被保護(hù)斷開后，由自動(dòng)重合閘裝置再進(jìn)行一次合閘，恢復(fù)供電，從而大大提高供電的可靠性。重合閘在電力系統(tǒng)中有重要的作用： （ 1）、大大提高供電的可靠性，減少停電次數(shù)，特別時(shí)對(duì)單側(cè)電源的單回線路尤為顯著。 （ 2）、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 （ 3）、彌補(bǔ)輸電線路耐雷水平將定的影響。在電力系統(tǒng)中， 10KV 線路一般不裝設(shè)避雷線， 35KV 線路一般只在進(jìn)線端 12km 范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線，線路耐雷水平較低，裝自動(dòng)重合閘后，可提高供電可靠性。 （ 4）、對(duì)斷路器本身由于 機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，能其糾正的作用。 短路電流的計(jì)算 短路的危害 (1)、電網(wǎng)運(yùn)行中部分地域的電壓大為降低，影響電能用戶工作或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。 (2）、故障點(diǎn)所燃起的電弧和短路電流會(huì)損壞故障元件。 (3)、影響電力 系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，會(huì)造成系統(tǒng)震蕩甚至整個(gè)系統(tǒng)崩潰。 （ 4）、短路電流會(huì)影響正常運(yùn)行的元件，由于電動(dòng)力的作用和發(fā)熱，造成這些元件的減小其使用的壽命或者損壞。 短路電流計(jì)算方法 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號(hào) k 表示 。在計(jì)算電路圖上，將短.m i n,m i n. ????TAropks KI IKxx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 21路所考慮的額定參數(shù)通通標(biāo)示出來，并對(duì)各元件依次統(tǒng)一編號(hào)，然后找出短路計(jì)算點(diǎn)，選擇短路計(jì)算點(diǎn)時(shí)要保證需要進(jìn)行短路校檢的電路元件盡可能的有短路電流的經(jīng)過。并且在等效的電路圖上，應(yīng)該將需要運(yùn)算的短路電流所經(jīng)過的一些主要電氣元件標(biāo)示出來，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，在換算成計(jì)算電抗，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，在換算成有名值。 短路電流計(jì)算 首先需要確定短路點(diǎn)：為了方便校檢以及選擇電氣設(shè) 備 選取的短路點(diǎn)為10kv ， 35kv， 110kv 及母線。 例如下面短路計(jì)算電路圖 5： 圖 5短路計(jì)算電路 短路電流計(jì)算方法包括有有名制法、圖表法和標(biāo)幺制法。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 斷流容量： SC=100MVA 短路點(diǎn)短路計(jì)算電壓： Uc1=63KV Uc2= 短路電流 It2t=202 4=1600[（ KA） 2 S] Ic2=Sd/31/2Uc2= 計(jì)算電抗： 電源電抗，主變壓 器電抗。架空線路電抗 K1 點(diǎn)短路電流計(jì)算： 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí) : 三相短路沖擊電流： ish= Ik1(3)= = 第一個(gè)周期短路全電流： Ish= Ik1(3)= = 三相短路容量： Sk1(3)=Sd/Xk1*=100/= 三相短路周期分量有效值： Ik1(2)= Ik(3)= = xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 22系統(tǒng)最小行方式時(shí) : ish= Ik1(3)= = Ish= Ik1(3)= = Sk1(3)=Sd/Xk1*=100/= Ik1(2)= Ik(3)= = K2 點(diǎn)短路電流計(jì)算： 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí) : ish= Ik2(3)= = Ish= Ik2(3)= = Ik2(2)= Ik(3)= = Ik2(3)= Id/Xk2*=)=系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí) : ish= Ik2(3)= = Ish= Ik2(3)= = Ik2(2)= Ik(3)= = Ik2(3)= Id/Xk2*=100/= 防雷保護(hù)與接地方案設(shè)計(jì) 防雷保護(hù) （一）直擊雷保護(hù) 直擊雷過電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過電壓，又稱直擊雷。在雷電的主放電過程中，其傳播速度 極快（約為光速的 50%10%），雷電壓幅值達(dá) 10100MV，雷電流幅值達(dá)數(shù)百千安，伴以強(qiáng)烈的光、熱、機(jī)械效應(yīng)和危險(xiǎn)的電磁效應(yīng)以及強(qiáng)烈的閃絡(luò)放電，具有強(qiáng)烈的破壞性和對(duì)人員的殺傷性。 110KV 配電裝置、主變壓器為戶外布置、采用在構(gòu)架上設(shè)置 2 支避雷針，及其余設(shè)備均為戶內(nèi)布置，采用配電樓屋頂設(shè)避雷帶，和避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護(hù)，確保戶外主變壓器、 110KV 配電裝置在其聯(lián)合保護(hù)范圍內(nèi)。避雷帶采用Ф 16 的熱鍍鋅圓鋼，避雷針與建筑物鋼筋隔離，并采用 3 根引下線與主接地網(wǎng)相連接，連接點(diǎn)與其他設(shè)備接地點(diǎn)的電氣距離應(yīng)滿足 規(guī)范要求。 （二） 侵入波保護(hù) 雷電波入侵 (高電位侵入 ):架空線路遭受雷擊或感應(yīng)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(jìn)入電氣設(shè)備造成過電xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 23壓。據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yīng)予以重視，對(duì)其危害給予足夠的防護(hù)。為防止線路侵入雷電波的過電壓，在 110KV進(jìn)線， 35KV母線及 10KV每段母線上分別安裝氧化鋅避雷器。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變 110KV側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)氧化鋅避雷器。 接地裝置設(shè)計(jì) 本 變電站主接地網(wǎng)以水平接地 體加垂直地極構(gòu)成，水平接地體采用Ф 16 熱鍍鋅圓鋼，垂直接地極用∠ 50 50 2500 和∠ 50 50 3000 兩種長度的熱鍍鋅角鋼，布置盡量利用配電室以外的空地。變電站主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足 R≤。根據(jù)相關(guān)資料有，土壤電阻率為 100 歐，根據(jù)公式： SR ?? 取 210000mS? ，則有， ????? SR ? 滿足 如實(shí)測(cè)接地電阻值不能滿足要求，則需擴(kuò)大接地網(wǎng)面積或采取其他降阻措施。 所有設(shè)備的底座或基礎(chǔ)槽鋼 均采用Φ 16 的熱鍍鋅圓鋼焊接并接入主接電網(wǎng)，與主接地網(wǎng)可靠焊接。帶有二次繞組的設(shè)備底座應(yīng)采用兩根接地引下線，與電網(wǎng)兩個(gè)不同點(diǎn)可靠焊接。施工中應(yīng)保證避雷針（網(wǎng)）引下線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器和 10KV 及以下設(shè)備的接地線與接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地體的長度不小于 15m。 變電站四周與人行道相鄰處，設(shè)備與主網(wǎng)相連接的均壓帶。 主控室內(nèi)采取防靜電接地及保護(hù)接地措施。 配電裝置 配電裝置類型 按配電裝置的設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置與屋外配電裝置兩大類。 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣 設(shè)備放置在屋內(nèi)，安全凈距小，可采用分層布置，占地面積小；外界污穢氣體及灰塵對(duì)電氣設(shè)備的影響較小；操作、維護(hù)與檢修都在室內(nèi)進(jìn)行，工作條件好，不受氣候影響；土建工程量大，投資較大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)是：所有電氣設(shè)備放置在屋外，土建工程量小，相應(yīng)的投資較小，建設(shè)工期短；擴(kuò)建方便；相間及設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；受外界環(huán)境影響，設(shè)備的運(yùn)行條件及人員進(jìn)行操作維護(hù)的工作條件較差，而且占地xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 24面積大。 按照配電裝置的安裝方法，又可以分為裝配式配電裝置和成套式配電裝置。 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 （ 1）、 基本要求 ① 在配電裝置設(shè)計(jì)中，必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循國家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、及技術(shù)規(guī)定，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和維修方便。 ② 根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境條件和運(yùn)行、安裝檢修的要求，合理的制定布置方案和選用設(shè)備，保證足夠的安全距離。應(yīng)采用行之有效的新技術(shù)、新設(shè)備、新布置和新材料 ③ 保證運(yùn)行安全和操作巡視方便。 ④ 必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則，應(yīng)布置緊湊、少占地（尤其是良田） ⑤ 節(jié)省材料、降低造價(jià)。 ⑥ 根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的要求。 （ 2）設(shè)計(jì)基本步驟 ① 選擇配電裝置的型式 根據(jù)電壓等級(jí)、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式，有無電抗器、地質(zhì)、地形及環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式 ② 擬定配置圖 ③ 設(shè)計(jì)配電裝置的平面圖和斷面圖 屋內(nèi)配電裝置 屋內(nèi)配電裝置的類型按其布置型式分為單層式、兩層式和三層式。單層式屋內(nèi)配電裝置將所有電氣設(shè)備都布置在一層房屋內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)簡單、投資低、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作方便，但占地面積大。多層式屋內(nèi)配電裝置是將各回路電氣設(shè)備的輕重，自上而下的分層布置在多層樓房內(nèi)，占地面積小，但建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資高 、運(yùn)行維護(hù)與檢修工作不方便，與三層式相比，兩層式占地面積略有增加，但運(yùn)行維護(hù)與檢修均較方便，造價(jià)也明顯下降。 屋外配電裝置 根據(jù)母線和電氣設(shè)備布置的高度，屋外配電裝置可分為中型、高型、半高型和 GIS 型，中型配電裝置又分為普通中型和分相中型兩類。 （ 1）、中型配電裝置 ① 屋外普通中型配電裝置 xx 學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)