【導(dǎo)讀】電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成的。因此，作為電氣工程及其自動(dòng)化。專業(yè)的學(xué)生，進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)是很有必要的。絡(luò)的樞紐點(diǎn)上，高壓側(cè)以接受系統(tǒng)電能為主，降壓后供電給本地區(qū)的35kV用戶，對(duì)本地區(qū)的正常供電起到了重要作用。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電,但仍將。使該地區(qū)生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。能地節(jié)省投資、就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性。本次設(shè)計(jì)為110kV變電站初步設(shè)計(jì)，共分為任務(wù)書、計(jì)算書、說明書三部分，同時(shí)還附有4張圖紙加以說明。設(shè)計(jì)問題的能力，為未來的實(shí)際工作奠定必要的基礎(chǔ)。稱為繼電保護(hù)裝置。20萬MW及以上大型機(jī)組以采用計(jì)。電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。電力系統(tǒng)，高電壓和高自動(dòng)化的新階段。因而，該地區(qū)工農(nóng)業(yè)負(fù)荷集中，需電量大。若全所停電，將引起該地區(qū)用戶供電中斷，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，甚

　　

【正文】 計(jì) 110KV 變電站的初步設(shè)計(jì) 25 電容器和所用變亦布置于各自的配電裝置附近。 主控樓（室） 主控樓（室）的位置應(yīng)滿足： （ 1） 值班人員便于監(jiān)視屋外配電裝置，有利于其與各電壓級(jí)配電裝置的聯(lián)系，以便迅速進(jìn)行各種操作； （ 2） 值班人員優(yōu)良好的環(huán)境（噪聲干擾和靜電感應(yīng)較小，有較好的朝向），有利于安靜和專心地工作； （ 3） 盡可能縮短主控樓與配電裝置、主變的控制電纜長(zhǎng)度。 因高壓配電裝置為雙列布置，故主控樓（室）宜布置于兩列配電裝置之間，且適當(dāng)靠近所前區(qū)。主控室與通訊室、值班休息室、檢修和材料間等輔助室聯(lián)合成一座建筑，即主控樓。本所主控樓采用帶夾層的雙層樓，頂層用于主控室，供值班人員工作；底層用 于輔助室，像檢修間、休息室、材料間等；中間設(shè)有夾層，用于鋪設(shè)控制電纜。 所內(nèi)道路布置 道路的分類 所內(nèi)道路主要分三級(jí)： Ⅰ 級(jí)：主要道路， 叫主道。由大門至主控樓主變的道路，需行駛大型平板 車。 Ⅱ級(jí)：次要道路，包括環(huán)形道和其他道。除主道外，需要行駛汽車的道路。 Ⅲ級(jí)：巡視小道。 主要為值班人員巡視電氣設(shè)備而設(shè)計(jì)的小道， 可利用電纜溝蓋作為部分巡視小道 。 布置原則 （ 1） 道路應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)和所前區(qū)的劃分進(jìn)行布置，充分適應(yīng)各建筑物交通運(yùn)輸、消防、巡視和設(shè)備檢修的使用要求，并且 也作為各建筑物間的分界標(biāo)志。 （ 2） 道路布置要力求規(guī)則，與主要建筑物平行，且宜環(huán)形貫通。當(dāng)環(huán)形有困難時(shí)，應(yīng)具備回車條件，如在道路盡端設(shè)回車場(chǎng)（ 12 12m），或設(shè)“Τ”型或“十”字形路口，以取代回車場(chǎng)。 （ 3） 道路設(shè)計(jì)標(biāo)高及縱坡因應(yīng)與場(chǎng)地的豎向布置相適應(yīng)，一般應(yīng)與場(chǎng)地排水坡向保持一致，便于運(yùn)輸和排水。 （ 4） 主道與高壓線， 要處于不同方向，或相互錯(cuò)開，盡可能避免穿越高壓線。 （ 5） 穿越道路的電纜溝應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保證行車安全 。 路面設(shè)計(jì) （ 1）對(duì)于本所內(nèi)，主道寬度可設(shè)為 4m，次道 寬度可設(shè)為 3m，巡視小道寬度可鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 26 設(shè)為 — 。 （ 2）行駛汽車道路的轉(zhuǎn)彎半徑，一般不小于 7m（內(nèi)緣），可設(shè)為 8m，通行平板車的路段轉(zhuǎn)彎半徑要根據(jù)不同平板車的類型確定。 （ 3）道路一般采用混凝土路面。 主變壓器布置 主變壓器一般布置在各電壓級(jí)配電裝置和無功補(bǔ)償裝置較為中間的位置，且布置于主道邊 1— 2m 以內(nèi)，便于運(yùn)輸和安裝，此外還便于和各電壓側(cè)引線的就近連接。主變壓器坐于貯油池（坑）上，其基礎(chǔ)一般做成雙梁形并鋪以鐵軌，軌距等于主變的滾輪中心距。為了防止主變發(fā)生事故時(shí)，燃油流失使事故擴(kuò) 大，貯油池尺寸應(yīng)比設(shè)備外廓大 1m,貯油池內(nèi)一般鋪設(shè)厚度不小于 的卵石層，且卵石直徑為 50— 80mm。為防止下雨時(shí)泥水流入貯油池內(nèi)，油池四壁宜高出地面 50—100mm，并以水泥抹面，排油管的內(nèi)徑不應(yīng)小于 100mm。 主變與建筑物的距離不應(yīng)小于 ，且距主變 5m 內(nèi)的建筑物，在主變總高度以下及外廓兩側(cè)各 3m 的范圍內(nèi)，不應(yīng)有門窗和通風(fēng)孔。當(dāng)主變油量超過 2500kg以上時(shí)，兩臺(tái)主變之間的放火凈距不應(yīng)小于 5— 10m， 布置有困難時(shí)，應(yīng)設(shè)防火墻，放火墻高度不宜低于主變油枕的頂端高程，其長(zhǎng)度應(yīng)大于主變貯油池兩 側(cè)各 1m。 配電裝置的分類與設(shè)計(jì)要求 配電裝置是變電所的重要組成部分，是電氣主接線的具體實(shí)現(xiàn)。它是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器 、 保護(hù)和測(cè)量電器 、 母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。 配電裝置的分類 配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式配電裝置。 配電裝置的設(shè)計(jì)要求 根據(jù)國(guó)家水利電力部頒發(fā)的《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ5— 85 有關(guān)規(guī)定來敘述配電裝置的設(shè)計(jì)原則。 第 條 高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)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)境等特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修等要求，合理地制定布置方案和選用ZY 110KV 變電所設(shè)計(jì) 110KV 變電站的初步設(shè)計(jì) 27 設(shè)備，并積極慎重地采用新布置、新設(shè)備和新材料，使設(shè)計(jì)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。 第 條 配電裝置的布置??應(yīng)滿足在當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件下正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓時(shí)的安全要求，并應(yīng)考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 第 條 配電裝置各回路的相序排列宜一致。對(duì)屋內(nèi)硬導(dǎo)體及屋外母線橋應(yīng)涂刷相色油漆，不涂相色油漆的應(yīng)有相色標(biāo)志。 第 條 110kV 及以上屋外配電裝置的構(gòu)架荷載條件及電氣距離，有條件時(shí)宜考慮帶 電檢修的要求。 第 條 為保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝設(shè)接地刀閘或接地器；電壓為 63kV 及以上的配電裝置，對(duì)斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘。屋內(nèi)配電裝置間隔內(nèi)的硬導(dǎo)體及接地線上，應(yīng)留有接觸面和連接端子，以便于安裝攜帶式接地線。 第 條 屋內(nèi)配電裝置均應(yīng)裝設(shè)閉鎖裝置及聯(lián)鎖裝置，以防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)，帶接地刀閘，有電掛接地線，誤拉合斷路器，誤入屋內(nèi)有電間隔等電氣誤操作事故。 除以上有關(guān)規(guī)程規(guī)定外，配電裝置還應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1）配電裝置少占地， 不占良田和避免大量開挖土石方，這是一條必須認(rèn)真貫徹的重要政策。以下是各型配電裝置占地面積的比較： 以屋外普通中型為 100%； 屋外分相中型： 70%— 80%； 屋外半高型： 50%— 60%； 屋外高型： 40%— 50%； 屋內(nèi)型： 25%— 30%。 （ 2）保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊清晰，保證具有足夠的安全距離。 （ 4）便于檢修巡視和操作。 （ 5）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約三材和降低造價(jià)。 （ 6）安裝和擴(kuò)建方便。 屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計(jì) 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn) 本所 10kV 配電裝置采用單層式成套高壓開關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置，其特點(diǎn)如下： （ 1）由于采用了成套開關(guān)柜，電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 28 對(duì)地的允許安全凈距可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 （ 2） 所有電器元件已在工廠組裝成一體（開關(guān)柜），大大減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也有利于擴(kuò)建和搬遷，且維修巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候的影響。 （ 3） 外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，運(yùn)行可靠性高，可減少維護(hù)工作量，并且維護(hù)方便。 （ 4）采用單層配電裝置，房屋建筑投資較?。ㄅc二層式比較），整體造價(jià)較高（與同一電壓級(jí)屋外式比較）。 10kV 配電裝置配置 圖 配置圖的定義與作用 設(shè)計(jì)配電裝置時(shí)，在確定所采用的配電裝置型式以后，要用配置圖來分析配電裝置的布置方案和統(tǒng)計(jì)所用的主要設(shè)備。所謂“配置圖”，是把進(jìn)出線（進(jìn)線指變壓器，出線指線路）斷路器互感器避雷器等合理分配于各層間隔中，并示出導(dǎo)體和電器在各間隔和小室中的輪廓，但不要求按比例尺寸繪制。 進(jìn)行配置時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 及所用開關(guān)柜 （ 1）同一回路的電器 和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個(gè)間隔內(nèi)，以保證檢修安全和限制故障范圍。 （ 2）盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流。 （ 3）較重的設(shè)備（如電抗器）布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝（此項(xiàng)適合于二層式）。 （ 4）充分利用間隔的位置。 （ 5）布置對(duì)稱，便于操作。 （ 6）容易擴(kuò)建。 表 10KV開關(guān)柜設(shè)備表 序 號(hào) 名 稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 01 出線柜 JYN21001 面 10 41 主變進(jìn)線柜 JYN21041 面 2 20 電壓互感器柜 JYN21020 面 2 40 母線分段 與主變進(jìn)線 柜 JYN21040 面 3 03 并聯(lián)電容器柜 JYN21003 面 2 26 所用變柜 JYN21026 面 2 44 母線分段柜 JYN21044 面 1 ZY 110KV 變電所設(shè)計(jì) 110KV 變電站的初步設(shè)計(jì) 29 安全凈距 最小安全凈距定義 配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外形尺寸檢修和運(yùn)輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi) 、 外部過電壓時(shí)，都不使空氣間隙擊穿。 A 值 對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置， 在各種間隔距離中，最基本的是 A 值，它包括 A1值和 A2值。 A1值：表示帶電部分至接地部分之間的最小安全凈距。 A2值：表示不同的帶電部分之間的最小安全凈距。 A 值與電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護(hù)水平、環(huán)境條件以及絕緣配合等因素有關(guān)。 B、 C、 D、 E 值 （ 1） B 值：分 B1值和 B2值。 B1值：表示帶電部分至柵欄的最小安全凈距， B1=A1+ ( 為人手臂長(zhǎng)度 )； B2值 ：表示帶電部分至網(wǎng)狀遮欄的最小安全凈距 ， B2=A1++ (為人手指長(zhǎng)度 ， 為施工誤差 )。 （ 2） C 值：表示無遮欄裸導(dǎo)體至地面的最小安全凈距， C=A1++(為人舉手高度， 為施工誤差 )。 （ 3） D 值：表示不同時(shí)停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間的水平最小安全凈距。 屋內(nèi)： D= A1 + （ 為檢修人員和工具的活動(dòng)范圍）； 屋外： D= A1++ （ 為施工誤差）。 （ 4） E 值：表示通向屋外的出線套管至屋外通道的路面最小安全凈距。 通道及圍欄 通道 布置應(yīng)便于設(shè)備操作、檢修和搬 運(yùn)，故需設(shè)置必要的通道。一般通道可分為三類：維護(hù)通道、操作通道和防爆通道。 （ 1）維護(hù)通道：用于維護(hù)和搬運(yùn)各種電器的通道。 （ 2）操作通道：設(shè)有斷路器隔離開關(guān)等的操作機(jī)構(gòu)就地控制屏等的通道。 （ 3）防爆通道：僅和防爆小室相通的通道。 鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 30 配電裝置室內(nèi)各種通道的最小寬度（凈距），不應(yīng)小于表 所列的數(shù)值 : 表 屋內(nèi)配電裝置通道的最小凈距 （ mm） 布置方式 維護(hù)通道 操作通道 防爆通道 固定式 移動(dòng)式 一面有開關(guān)設(shè)備 800 1500 單車長(zhǎng) +1200 1200 兩面有開關(guān)設(shè)備 1000 2020 雙車長(zhǎng) +900 1200 屋外配電裝置的通道見第一節(jié)所述，通常稱為巡視小道，寬度可取 — 1m。 圍欄 圍欄按其形狀，可分為柵狀圍欄（柵欄）和網(wǎng)狀 圍欄（遮欄）兩種。 （ 1）發(fā)電廠及大型變電所的屋外配電裝置，其周圍宜圍以高度不低于 的圍欄，以防止外人任意進(jìn)入。變電所的所區(qū)圍墻，宜采用高度為 — 的實(shí)體墻。 （ 2）配電裝置中電氣設(shè)備的柵欄高度，不應(yīng)低于 ，柵欄最低欄桿至地面的凈距不應(yīng)大于 200mm，配電裝置中電氣設(shè)備的遮欄高度， 不應(yīng)低于 ，遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于 40 40mm。 （ 3）圍欄門應(yīng)裝鎖。 防火及蓄油設(shè)施 除變壓器用油外，其它設(shè)備基本不用油或用油很少，故不需要另設(shè)置防火及蓄油設(shè)施。有關(guān)變壓器的蓄油設(shè)施見 中 有關(guān)內(nèi)容。 電纜溝及端子箱 電纜路徑選擇要求 電纜路徑要短；避免與其它管線交叉；避開規(guī)劃中需施工的地方；不接近易燃爆物及其它熱源；便于施工及維修；不使電纜受到各種損壞；動(dòng)力電纜與控制電纜路徑應(yīng)分開敷設(shè)。 電纜敷設(shè)方式選擇 常用電纜敷設(shè)方式有電纜 隧道電纜溝排管壕溝吊架及橋架等。 變電所中一般采用電纜溝。電纜溝為有蓋板的溝道，溝寬與深一般不足 1m，敷設(shè)和維修電纜必須揭開水泥蓋板，很不方便，溝內(nèi)容易積污和積水，但土建施工簡(jiǎn)單，投資省，占地少，走向靈活，且能容納較多電纜。 電纜溝一般有動(dòng)力電纜溝和控制電纜溝兩種。電纜溝按與配電裝置的走向，ZY 110KV 變電所設(shè)計(jì) 110KV 變電站的初步設(shè)計(jì) 31 可分為橫溝和縱溝，其中橫溝與配電裝置同向布置，縱溝與配電裝置垂直布置。 屋內(nèi)電纜溝，蓋板與地板平，當(dāng)容易積灰積水時(shí)，用水泥沙漿封死。 屋外電纜溝，蓋板高出地面 10cm 左右，并兼作巡視小道。 端子箱 電纜與一些重要電器設(shè)備連接處，需在電器附近設(shè)置端子箱，方便于電纜與電器的連接。須設(shè)置端子箱的電器有變壓器斷路器和互感器三種。因電流互感器與斷路器布置的較近，習(xí)慣上將它們的端子箱合并成一個(gè)，且布置于斷路器附近，故通常說斷路器端子箱。 屋外配電裝置的選型 屋外配電裝置主要有中型半高型和高型三類。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)條件，本所 110kV 和 35kV 配電裝置分別采用 雙列普通 中型和 單列布置 屋外配電裝置。 構(gòu)架 鋼構(gòu)架 屋外配電裝置的構(gòu)架，可以按任何負(fù)荷 和尺寸制造，便于固定設(shè)備，抗震能力強(qiáng)，運(yùn)輸方便，但金屬消耗多，需要經(jīng)常維護(hù)。僅在必要的時(shí)候才使用。 鋼筋混凝土構(gòu)架 此構(gòu)架可節(jié)約大量材料，也可滿足各種強(qiáng)度和尺寸的要求，經(jīng)久耐用，維護(hù)簡(jiǎn)單。鋼筋混凝土環(huán)形桿可以