【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)電氣主接線的具體形式。依據(jù)規(guī)程規(guī)定以及最初設(shè)計(jì)資料的數(shù)據(jù)，確定。主變壓器以及廠用變?nèi)萘考靶吞?hào)，為短路電流的計(jì)算提供初始的電路參數(shù)。電壓互感器、母線、避雷器以及接地刀閘的型號(hào)，根據(jù)型號(hào)查出相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，并逐一分析校驗(yàn)設(shè)備以滿(mǎn)足運(yùn)行的要求。并就主變保護(hù)、配電裝置過(guò)電壓保護(hù)、變電站的微機(jī)控制等內(nèi)容作出說(shuō)明。統(tǒng)、過(guò)壓保護(hù)、接地、通信等相關(guān)方面的知識(shí)。計(jì)劃安裝兩臺(tái)20200kVA的三圈變壓器。當(dāng)?shù)刈罡邷囟取妫顭嵩缕骄罡邷囟取?最低溫度℃，同時(shí)提高電氣化程度，和靜電網(wǎng)覆蓋城鄉(xiāng)、工礦、部隊(duì)和團(tuán)場(chǎng)等廣大區(qū)域。和靜110kV變電站的建設(shè)，正是在這一急需時(shí)刻。的損失不大或不會(huì)造成直接損失。35kV線路主要是向下一級(jí)地區(qū)的變電站供電，其。平均負(fù)荷為18497kW，其中二級(jí)負(fù)荷居多。10kV線路主要是向和靜縣周邊地區(qū)供。降壓供給當(dāng)?shù)赜秒?，起中間環(huán)節(jié)的作用。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。

　　

【正文】 0/3000A； 10kV母線間隔墊 JG— 11。 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： ① 型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。 ② Uzd≥ Ug； ③ Ie≥ Ig； ④ 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 2 ImKem ≥ ich ⑤ 校驗(yàn)熱穩(wěn)定 I∞ ＜（ ） 對(duì)于 6～ 20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于 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。 在有條件時(shí)，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。 計(jì)算選擇如下： （ 1） 110kV母線分段 CT 考慮較大分段上總負(fù)荷加上變壓器容量。 Iw=+183= ∴ CT 選 LB6110，變比為 400/5A。 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)： 2 ImKem= =。 ich= 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ２８ ∴ 2 ImKem＞ ich 熱穩(wěn)校驗(yàn)：（ ImKth） =（ 75） 2 1=900（ kA） I∞ = =（ kA） ∴（ ImKth） ＞ I∞ ∴此選擇符合要求。 （ 2） 110kV主變進(jìn)線 CT CT 選 LB6110，變比為 400/5A 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)和熱穩(wěn)校驗(yàn)都符合 要求。 （ 3） 35kV 主變出線 CT I= 3 = ∴選 LCWD135，變比 300/5A 熱穩(wěn)校驗(yàn)：（ ImKth） =15（ kA） ∴ I∞ ＜（ ImKth） ∴符合要求。 （ 5） 35kV 側(cè)用戶(hù)出線 CT 綜合考慮后，均采用 LCWD135 型，變比 150/5A。 同上，經(jīng)熱穩(wěn)校驗(yàn)符合要求。 （ 6） 10kV 主變出線 CT I= = 選 LZZBJ1210/3000A， Iee=3000A＞ I= Uzd=10kV=UN 熱穩(wěn)校驗(yàn)：（ ImKth） =（ 3000 75） 2 1=50625（ kA） I∞ = =（ kA） ∴ I∞ ＜（ ） ∴此選擇符合要求。 （ 7） 10kV 側(cè)用戶(hù)出線 CT 根據(jù)其負(fù)荷情況選用 LZZB1210/400A， 電壓互感器的選擇 （ 1）參數(shù)選擇的技術(shù)條件：滿(mǎn)足正常工作條件 —— 一次回路電壓，一次回路電流，二 次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，機(jī)械負(fù)荷；承受過(guò)電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比距。 （ 2）環(huán)境條件：滿(mǎn)足互感器對(duì)環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對(duì)濕度，海拔高度，地震烈度等的要求。 （ 3）型式選擇： 6～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器； 35～ 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器或電容式電壓互感器。 110kV 側(cè) PT的選擇 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ２９ 《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》 248 頁(yè)， 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(hù)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(shí)，為監(jiān)視線路有無(wú)電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。 表 65 110kV側(cè) PT參數(shù) 型號(hào) 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 1級(jí) 高壓電容 中壓電容 YDR110 3/110000 3/100 100 150VA 300VA 50 10 準(zhǔn)確度為：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(jí)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 35— 10kV 配電裝置安裝臺(tái)單相電壓互感器用于測(cè)量和保護(hù)裝置。 表 66 35kV側(cè) PT參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（ V） 接線方式 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 YDJJ35 3/35000 3/100 3/100 ?// 0YY 選四臺(tái)單相帶接地保護(hù)油浸式 YDJJ35 型 PT 選用戶(hù)外式。準(zhǔn)確度測(cè)量：準(zhǔn)確度測(cè)量計(jì)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(mǎn)足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時(shí)才校驗(yàn)準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編 級(jí)。PT 與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)， PT 本身不遭受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 避雷針、避雷器的選擇 變電站是電力系統(tǒng)的中心 環(huán)節(jié)，如果發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此變電站必須有十分可靠的防雷措施。變電站遭受雷擊主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：直擊雷和沿線入侵的雷電波。對(duì)于直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針或避雷線。對(duì)于入侵的雷電波的保護(hù)，主要是在變電站內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器來(lái)限制其入侵波的幅值。 對(duì)于 110kV 及以上的變電站，由于此類(lèi)電壓等級(jí)的絕緣水平配置較高，雷擊避雷針時(shí)在配電構(gòu)架上出現(xiàn)的高電位不會(huì)造成反擊事故，可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上。裝設(shè)避雷針的配電構(gòu)架應(yīng)裝設(shè)輔助接地裝置，且此接地裝置與變電站接地網(wǎng)的連接 點(diǎn)離主變接地裝置與接地網(wǎng)的連接點(diǎn)之間的距離要大于或等于 15m，目的是使雷擊避雷針時(shí)在避雷針接地裝置上產(chǎn)生的高電位，在沿接地網(wǎng)向變壓器接地點(diǎn)傳播的過(guò)程中逐漸衰減，以便達(dá)到變壓器接地點(diǎn)時(shí)不會(huì)造成變壓器的反擊事故。 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ３０ 避雷針的保護(hù)范圍 （ 1）單支避雷針 當(dāng)避雷針的高度小于或等于滾球半徑時(shí)，單支避雷針的保護(hù)范圍是以避雷針為軸線的截面如圖 671 所示，其兩側(cè)的邊界是以為半徑的圓弧，它與針尖相交或相切并與地面相切。在高度為的平面上和地面上的保護(hù)半徑分別按下式確定 )2()2( xrxrx hhhhhhr ???? ； )2(0 hhr r ?? 式中： hx為被保護(hù)物的高度 (m)； rx為避雷針在高度為 hx的平面上的保護(hù)半徑 (m)； hr為滾球半徑（見(jiàn)表 67） (m)； r0為避雷針在地面上的保護(hù)半徑 (m)。當(dāng)避雷針 h高度大于 hr時(shí)，其保護(hù)范圍按高度等于 hr的避雷針計(jì)算。 表 67 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的滾球半徑 建筑物的防雷類(lèi)別 滾球半徑 hr(m) 第一類(lèi)防雷建筑物 30 第二類(lèi)防雷建筑物 45 第三類(lèi)防雷建筑物 60 圖 61 （ 2）雙支等高避雷針 當(dāng)兩避雷針的距離 D 大于或等于 )2(2 hhh r ? 時(shí)，各按單支避雷針的方法計(jì)算保護(hù)范圍。當(dāng) D 小于 )2(2 hhh r ? 時(shí)，雙支等高避雷針的保護(hù)范圍如圖 672所示。 由圖 672可知，兩避雷針外側(cè)保護(hù)范圍與單支針相同，兩針間保護(hù)范圍上部邊緣線為一圓弧，其圓心在中心線上距地面高度為 hr的 O＇ 點(diǎn)，半徑Ｒ 按 下式計(jì)算 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ３１ 22 )2()( DhhR r ??? （ 66） 設(shè)圓弧 AB 上任一點(diǎn) F 至中心線的距離為 x，則其高度為 hx的計(jì)算公式為 222x )2()( xDhhhh rr ????? （ 67） 雙支等高避雷針在地面上的保護(hù)范圍每側(cè)的最小保護(hù)寬度 b0按下式計(jì)算 20 )2()2( DhhhEOCOb r ????? （ 68） 雙 支等高避雷針在高度 hx上的平面保護(hù)范圍，由以 rx為半徑，分別以 A、B 為圓心和以（ r0rx）為半徑、分別以 E、 C 為圓心所作的這些圓弧來(lái)確定。當(dāng)（ r0rx） b0時(shí)，保護(hù)范圍每側(cè)的最小保護(hù)寬度的計(jì)算式為 )2()2()2( 2 xrxrx hhhDhhhb ????? （ 69） 當(dāng)（ r0rx） b0 時(shí)，在高度 hx 上的保護(hù)范圍如圖 672 中虛線所示。 圖 62 變電站避雷針計(jì)算 此次設(shè)計(jì)的變電站，預(yù)裝兩支等高避雷針，高度為 30m,兩支間的距離為 80m，新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ３２ 保護(hù)范圍按式 （ 66）、（ 67）、（ 68）和（ 69） ， 計(jì)算得： )2()( 22 ????? DhhR r (m) 距離地面 10m高度的保護(hù)范圍的 hx計(jì)算為 ?????? 222x )2()( xDhhhh rr (m) )2()2( 20 ?????? DhhhEOCOb r (m) 由于（ r0rx） b0，所以在高度 10米上的保護(hù)范圍如圖 62 中虛線部分所示。 變電站避雷器的選擇 表 68 各級(jí)電壓避雷器的選擇 型號(hào) 電壓等級(jí)KV 避雷器額定電壓（有效值， kV） 系統(tǒng)額定電壓kV 持續(xù)運(yùn)行電壓kV 標(biāo)稱(chēng)電流下最大殘壓 /kV 通流容量 陡波 雷電波 8/20us波 200us方波 4/10us波 10 10 51 45 5kA 150A 40kA HWSW2551/34 35 35 51 54 —— 8kA 10kA 20kA YHSWZ1100/260 110 110 100 73 142 248 —— —— —— 無(wú)功補(bǔ)償電容器的選擇 電容器組只能發(fā)出無(wú)功功率，以提高電網(wǎng)電壓，而不能吸收感性無(wú)功功率，以降低電網(wǎng)電壓。變電站會(huì)在重負(fù)荷的條件下發(fā)生電壓偏低，輕負(fù)荷電壓偏高的現(xiàn)象。因此，為了充分利用無(wú)功功率補(bǔ)償容量，電容器組只需要在重負(fù)荷時(shí)投入，輕負(fù)荷時(shí)全部退出。 功率因數(shù)提高與無(wú)功功率和視在功率變化的關(guān)系。假設(shè)功率因數(shù)由 ?cos 提高到 ??cos ，這時(shí)在負(fù) 荷需用的有功功率 P不變的條件下，無(wú)功功率將由 Q減小到 Q＇，視在功率將由 S減小到 S＇。相應(yīng)地負(fù)荷電流 I 也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)大有好處。 ? ??? ????? a r c t a na r c t a nP 39。C Q （ 681） 或 ??? cC qQ （ 682） 式中， ?? ???? tantancq ，稱(chēng)為無(wú)功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無(wú)功補(bǔ)償率，是表示每 kW有功功率由 ?cos 提高到 ??cos 所需要的無(wú)功補(bǔ)償容量 kVar值。 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110 千伏變電站設(shè)計(jì) ３３ 無(wú)功補(bǔ)償電容器組選擇計(jì)算： 待設(shè)計(jì)變電站預(yù)使 ?cos 從 提高到 ??cos =， 10KVⅠ段和Ⅱ段的 PⅠ 和PⅡ 分別為： 2987KW 和 。 所以 9 8 ?????? cC qQ (kvar) ?????? cC qQ (kvar) 因此， 10kVⅠ段和Ⅱ段各裝設(shè)一組無(wú)功補(bǔ)償電容器。并且所選取的容量要大于計(jì)算值。所選設(shè)備具體參數(shù)如下表： 表 69 無(wú)功補(bǔ)償電容器組參數(shù) 設(shè)備名稱(chēng) 10KVⅠ段電容器（ 101R） 10KVⅡ段電容器（ 102R） 型號(hào) BAMH11/3 603W BAMH11/ 3 603W 額定電壓（ kV） 11/3 11/ 3 額定頻率（ HZ） 50 50 額定電流（ A） 相數(shù) 3 3 額定容量（ kvar） 2400 2400 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 因?yàn)橹髯円淮蝹?cè)電流 I1N=Sn/ 3 UN 所以， I1N110= I1N35= I1N10= CT 一次側(cè)電流 I1N為： 110kV 側(cè) I1n= 3 I1N110=（ TCT 接線方式⊥ /△ 11） 35kV 側(cè) I1n= 3 I1N35=（ TCT 接線方式⊥ /△ 11） 10kV 側(cè) I1n= 3 I1N10=（ TCT 接線方式⊥ /┬ 12） CT 變比 nc為： 110kV 側(cè) nc=400/5=80 35kV 側(cè) nc=1200/5=240 10kV 側(cè) nc=3000/5=600 CT 二次側(cè)電流 I2n為（ CT“△”接法時(shí) Kjx= 3 ，“┬” 接法時(shí)為 1） 110kV 側(cè) I2n=KjxI1n/n c= 35kV 側(cè) I2n=KjxI1n/n c= 10kV 側(cè) I2n=KjxI1n/n c= 以 110kV為基本側(cè)，變壓器外部最大短路電流為： 新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 110