【導(dǎo)讀】是供電的安全性、可靠性和持續(xù)性。電網(wǎng)的安全性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站。的合理設(shè)計和配置。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、本論文設(shè)計了一個降壓變電站，此變電站有三個電壓等級：高壓側(cè)電壓為110kV。中壓側(cè)電壓為35kV，有八回出線。站內(nèi)的主要設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計選擇選擇兩臺SFSZ11-63000/110主變壓器，

　　

【正文】 負(fù)荷電流選擇母線截面積： mloalQ IIK .? oaloalQ K ??? / 結(jié)合所給資料可算得： KQ= kAII Nmlo . ?? 選擇母線為 LGJ150/20， 允許長時工作電流 Ial=445A 校驗合格。 35kV 側(cè)母線的選擇 同 110kV 的選擇原理， ==。母線型號選擇 LGJ185/30，允許長時工作電流 Ial=533A，校驗合格。 10kV 側(cè)母線的選擇 同 110kV 的選擇原理， ==。母線型號選擇 80 10，允許長時工作電流 2538A，熱穩(wěn)定校驗合格。 動穩(wěn)定校驗：采用三排水平排列，則 W=bh2/6=? 106 相鄰 支柱間跨距取 L= 相間母線中心距離取 a= MP aMP aaWLi sh 22m a x ????? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 22 絕緣子和穿墻套管的選擇 在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來實現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。 選擇戶外式絕緣子可以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。 穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時使用， 6～35kV為瓷絕緣， 60～ 220kV為油浸紙絕緣電容式。 110kV,35kV和 10kV側(cè)絕緣子型號如下表 62 所示： 表 52 絕緣子型號表 電壓等級 型號 110kV ZSW110 35kV ZSW35/400 10kV LMC10 電流互感器的配置和選擇 參數(shù)選擇 （ 1）正常工作條件 — 一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級， （ 2）短路穩(wěn)定性 — 動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù) （ 3）承受過電壓能力 — 絕緣水平，泄露比 所處自然條件： 年最高氣溫： 45℃ 年最底氣溫： 5℃ 年平均氣溫 ： 18℃ 最熱 月平均最高溫度： 30℃ 土壤溫度： 25℃ 土壤電阻率： 7000Ω .cm 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 23 型式選擇 35kV 以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 35kV 以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。 110kV側(cè) CT 的選擇： 根據(jù)《設(shè)計手冊》 35kV 及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用 L(C)系列。 出線側(cè) CT 采用戶外式，用于表計 測量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。 當(dāng)電流互感器用于測量、時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3 左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。 根據(jù)： UU ge max? II gj max? 選擇型號為 LCWB6110W 型。 35kV側(cè) CT 可根據(jù)安裝地點(diǎn)和最大長期工作電流選 LCZ35 系列 CT 電流互感器型號如表 63 所示： 表 53 電流互感器型號表 電壓等級 型號 110kV LCWB6110 35kV LCZ35 10kV ZSW10/500 電壓互感器的配置和選擇 參數(shù)選擇 (1)正常工作條件 —— 一次回路電壓，一次回路電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，機(jī)械負(fù)荷。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 24 (2)承受過電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比距。 型式選擇 ～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五柱電壓互感器。 ～ 110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 110kV 側(cè) PT 的選擇 《電力工程電氣設(shè)計手冊》 248 頁， 35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣 結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在 110kV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 35kV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側(cè) PT 是當(dāng)首端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。 表 54 110kV側(cè)電壓互感器參數(shù)表 型號 額定電壓（ V） 二次繞組額定輸出（ VA） 電容量 載 波耦 合電 容 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 級 1 級 高壓 電容 中壓 電容 YDR110 110000/3 100/3 100 150VA 300VA 50 10 電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點(diǎn)二次負(fù)荷及準(zhǔn)確等級要求進(jìn)行選擇。所以選用 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(hù)裝置。 選四臺單相帶接地保護(hù)油浸式 TDJJ35 型 PT 選用戶內(nèi)式 表 55 35kV側(cè)電壓互感器參數(shù)表 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/Y/? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 準(zhǔn)確度測量： 準(zhǔn)確度測量計算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時才校驗準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編 級。 PT 與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)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(shè)備選擇結(jié)果一覽表 表 56 電氣設(shè)備選擇一覽表 本章小結(jié)： 本章主要根據(jù)電氣設(shè)備選型 要求對變電站所要用的主要設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、穿墻套管、電流互感器和電壓互感器等等）進(jìn)行了參數(shù)選擇以及型號選擇，最終確定了主要電氣設(shè)備的型號。 電壓等級 電氣設(shè)備 110kV 35kV 10kV 高壓 斷路器 LW36126 ZN1235 ZN1210 隔離開關(guān) GW4110G GW435 GN1910 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 LGJ150 LJX630/61 LMY80 10 主變壓器 SFSZ1163000/110 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 26 6 過壓保護(hù)及接地 過電壓保護(hù) 變電所范圍內(nèi)雷擊目的物可以分為 A 類、 B— I 類、 B— Ⅱ類、 B— Ⅲ類和 C 類 5 種。由于是初步設(shè)計，所以只考慮 A 類雷擊目的物的防雷保護(hù)，包括屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線及母線橋等。 電壓在 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置架構(gòu)上。對于 35～60kV 的配電裝置，為防雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能， 一般采用獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)。如需要將避雷針裝在架構(gòu)上時，配電裝置接地網(wǎng)的接地電阻，不得大于下列數(shù)值： 35kV配電裝置為 1Ω， 60kV配電裝置為 2Ω。 安裝避雷針的架構(gòu)支柱應(yīng)與配電裝置接地網(wǎng)相連接。在避雷針的支柱附近，應(yīng)設(shè)置輔助的集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于 10Ω。由避雷針與配電裝置接地網(wǎng)上的連接處起，至變壓器與接地網(wǎng)上的連接處止，沿接地線的距離，不得小于 15m。在變壓器門型架構(gòu)上，不得裝置避雷針。 在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。裝設(shè)獨(dú)立避雷針時，避雷針與配電裝置部分 在地中和空氣中應(yīng)有一定的距離。 （ 1）地中：避雷針本身的接地裝置與最近的配電裝置接地網(wǎng)的地中距離 Sdi≥ （ m），式中 R 是獨(dú)立避雷針的接地電阻。在任何情況下， Sdi不得小于 3m。 （ 2）空氣中：由獨(dú)立避雷針到配電裝置導(dǎo)電部分之間以及到配電裝置電力設(shè)備與架構(gòu)接地部分之間的空氣距離 Sk≥ +（ m），式中 h 是被保護(hù)物考慮點(diǎn)的高度。在任何情況下， Sk不得小于 5m。 電壓為 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型架構(gòu)上，須滿足下列條件： （ 1） 35～ 60kV 出線 門型架構(gòu)周圍半徑 20m 范圍內(nèi)的接地電阻應(yīng)不大于 5Ω，當(dāng)土壤電阻率ρ≥ 5 ，這個范圍的半徑可增大至 30m； （ 2）線路終端桿塔的接地電阻應(yīng)不大于 10Ω； （ 3）在變壓器的 6～ 60kV出口處裝設(shè)閥型避雷器。 主控制樓及屋內(nèi)配電裝置對直擊雷的防雷措施如下： （ 1）若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時，將金屬部分接地； （ 2）若屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地； （ 3）若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電體的屋頂時，采用避雷帶保護(hù)，該避雷帶的網(wǎng)絡(luò)為 8～ 10m，每隔 10～ 20m設(shè)引下線接地。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 27 上述的接地可與總接地網(wǎng) 連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于 10Ω。 110kV 系統(tǒng)采用氧化鋅避雷器作為限制操作過電壓和雷電侵入波的措施，并以避雷器 10kA 雷電沖擊殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。在 110kV架構(gòu)上設(shè)置了 2 只高度為 25m 的避雷針。在變電站的北圍墻內(nèi)、南、北兩端各設(shè)一只為 25m的獨(dú)立避雷針，作為直雷的保護(hù)裝置。 接地裝置 本變電站的接地裝置有以下三種： （ 1）工作接地，作用是保證電力系統(tǒng)正常工作而接地。如變壓器中性點(diǎn)接地。 （ 2）過電壓保護(hù)接地，是過電壓保護(hù)裝置或設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)，如避雷器、避雷針、避雷 線接地。 （ 3）保護(hù)接地，是一切正常時不帶電的電氣設(shè)備外殼、配電裝置的金屬結(jié)構(gòu)（構(gòu)架）接地。 本次設(shè)計，接地網(wǎng)采用垂直接地和水平接地干線聯(lián)合構(gòu)成；在避雷針、避雷器及主變壓器附近增加垂直接地極，加強(qiáng)散流作用，接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)小于 歐姆。 （ 1）主接地網(wǎng)采用棒形Ф 50 鋼管，長 米鍍鋅接地棒，其間以 60 6 的鍍鋅 (熱鍍 )扁鋼連接成環(huán)形，鋼管上端埋入深度為 米。另外，在接地網(wǎng)靠近 1 主變位置留一接地檢查井。 （ 2）戶外接地扁鋼與主接網(wǎng)可靠焊接，要三面焊牢，其焊接長度為扁鋼寬度的三倍。在焊接點(diǎn)必須刷防銹漆 2 遍，并涂熱瀝青處理。 （ 3）接地網(wǎng)施工完畢后應(yīng)進(jìn)行實測，接地電阻 Rd≤ 歐姆。否則將采取降阻措施。 本章小結(jié)： 往往惡劣的環(huán)境下會對變電站設(shè)備有影響，比如雷電。為了避免雷電對變電設(shè)備造成破壞，通常對變電站進(jìn)行防雷保護(hù)，本章對變電站防雷進(jìn)行了保護(hù)設(shè)計，采用了防雷設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可以抵抗一定程度的雷電作用。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 28 7 消防通風(fēng)通信及監(jiān)控 消防 消防間內(nèi)配置推車式消防車 2 臺，干粉滅火器 10 臺。消防措施如下 : （ 1）主變壓器、微機(jī)房等重要場所，設(shè)置火災(zāi)自動檢測報警裝置。微機(jī)室、二次室內(nèi)配置二氧化碳 或四氯化碳自動滅火器。 （ 2） 35kV、 10kV屋內(nèi)配電裝置、建筑物室內(nèi)等設(shè)置必要的手車式或手提式干粉滅火器，室外設(shè)有消防水栓。 （ 3）對電纜豎井、電纜溝及屏、柜、箱底部采用封、堵、隔、涂等縮小火災(zāi)范圍的措施。措施如下 :35kV、 10kV 高壓室、二次控制室、通往夾層的電纜孔洞和預(yù)留盤位的孔洞用防燃材料堵嚴(yán)，通向電纜溝的孔洞也用防火材料堵嚴(yán)，并有足夠的防火段長度。在電纜夾層中備有足夠的照明和消防器材。 （ 4）對電纜防火采取以下措施： 在同一溝道內(nèi)，動力電纜與控制電纜分層布置。 經(jīng)主變壓器安裝檢修地通往 二次室電纜，在引出場地處的電纜溝中設(shè)防火隔墻。 二次室電纜入口處采用防火材料封堵。 GIS 組合電器一次、二次電纜在進(jìn)出電纜隧道、電纜溝入口處采用防水材料封堵。 通風(fēng) 該站初設(shè)為無人值班變電站 ,該站采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。 10kV 配電室下部裝百頁窗，上部安裝低噪音防爆軸 通訊 由于該站為無人值班變電站，采用微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控，信息傳輸量大。利用 110kV線路架空避雷線及電纜溝道敷設(shè)復(fù)合光纖通訊電纜，采用光纖通訊方式，一主一備環(huán)網(wǎng)通訊，確保通道暢通。 為確保該站與調(diào)度的通信聯(lián) 絡(luò)，在該站內(nèi)安裝一部市話。 監(jiān)控 本變電所按無人值班設(shè)計，要求該所具有較高的安全監(jiān)控系統(tǒng)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 29 、閉路監(jiān)控系統(tǒng) 要求本變電站安裝 5 臺攝像機(jī)，攝像機(jī)要求是彩色攝像機(jī)。 攝像機(jī)安裝位置：大門、高壓開關(guān)室、控制室、 110kV設(shè)備區(qū)、變壓器沒備區(qū)。 該系統(tǒng)能全自動或通過報警觸發(fā)器，啟動并以數(shù)字化方式錄入所有攝像機(jī)所捕獲的圖像內(nèi)容。 、防盜、防火報警系統(tǒng) 在變電所主要區(qū)域都安裝有防盜、防火探頭。為了提高