【導(dǎo)讀】和10KV兩種電壓等級供該變電站所處地區(qū)負荷用電。條線路最大輸送容量100MVA。文任務(wù)和內(nèi)容，備好設(shè)計相關(guān)資料。備注:說明書用A4紙打印出來，封面用學(xué)院統(tǒng)一的畢業(yè)設(shè)計封面。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。安全、經(jīng)濟的變電所是極為重要的。

　　

【正文】 能在 運行中滿足對人身和設(shè)備的安全要求，使配電裝置一旦發(fā)生事故，將事故限制到最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常操作和處理事故的過程中不致發(fā)生意外情況，保證運行檢修人員人身安全，以及在檢修維護過程中不致?lián)p害設(shè)備。 便于檢修和安裝 對于各種型式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝條件。此外，配電裝置的設(shè)計還必須考慮分期建設(shè)和擴建過渡的便利。 節(jié)約三材，降低造價。 設(shè)計要求 滿足安全凈距的要求 屋外配電裝置的安全凈距可參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》表 101。 配電裝置中相鄰帶電部分的額定電壓不 同時，應(yīng)按較高的額定電壓確定安全凈距。屋外帶電裝置帶電部分的上面下面，不應(yīng)有照明、通信和信號線架空跨越或穿過；屋內(nèi)配電裝置帶電部分的上面不應(yīng)有明敷的照明或動力線路跨越。 滿足運行和檢修的要求 （ 1）運行要求。 在設(shè)計中應(yīng)考慮的問題有： ①、進出線方向。 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 30 頁 ②、避免或減少各級電壓架空的交叉。 ③、配電裝置的布置應(yīng)該做到整齊清晰。 ④、各級電壓配電裝置各回路的相序排列應(yīng)盡量一致。 ⑤、配電裝置內(nèi)設(shè)有供操作、巡視用的通道。 （ 2）檢修要求： 在設(shè)計中應(yīng)考慮的問題有： ①、有足夠的維修間距，確保人身安全 。 ②、有足夠的檢修空間。 ③ 、有足夠的安全距離 高壓配電裝置 110kV 配電裝置 110kV 為本變電所的高壓側(cè)，主接線采用雙母線分段帶旁路母線接線方式，宜用屋外型布置。因本變電站為終端變電站，不受土地面積的限制，所以采用普通中型布置方式。中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，母線所在水平稍高于電器所在水平面，構(gòu)架高 10m。 5kV 配電裝置 35kV 為本變電所的中壓側(cè)，主接線采用 雙母線分段帶旁路母線接線方式，屋外普通中型布置，單列布置，構(gòu)架高 ，母線構(gòu)架 ，每個間隔 ，間隔與間隔之間為 2米。 10kV 配電裝置 10kV 為本變電所的低壓側(cè)，主接線采用單母線分段接線方式，進出線共 10 回，其中 6 回為架空線路， 4 回為電纜出線，并預(yù)留 2 個電纜出口。規(guī)程上要求： 6～ 10kV 配電裝置一般均為屋內(nèi)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，當(dāng)出線帶電抗器時，一般采用三層或二層布置。 由短路計算和設(shè)備的選擇中可知，本設(shè)計中 10kV 出線不帶電抗器，所以采用成 套配電裝置開關(guān)柜單層布置。不裝設(shè)隔離開關(guān)。配電裝置的型號為 KYN810（ F）型金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜。 KYN810（ F）型金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜，由柜體和手車兩大部分組成。柜體的外殼及各功能單元的隔板均采用鋼板彎制螺紋緊固件聯(lián)接而成。手車的面板為開關(guān)柜的面板，當(dāng)手車在運行位置時其外殼防護等級為 IP30，當(dāng)手車在試驗位內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 31 頁 置時防護等級為 IP20。開關(guān)柜用金屬薄板分隔為手車室、母線室、饋電室。 各室均有壓力釋放通道，環(huán)氧樹脂澆注的觸頭 座是手車室與母線室、饋電室的聯(lián)絡(luò)媒介，保證手車在運行狀態(tài)時三室隔離防護等級為 IP20。手車室與母線、饋電室兩室間設(shè)置有金屬隔離活門，手車推入時活門自動開啟，手車退出時關(guān)閉并閉鎖。繼電器箱為獨立箱體，室內(nèi)右操作走廊 ，維護走廊 ，總長 寬 。 其它 圍墻設(shè)置實體圍墻。高度 2m，所內(nèi)道寬 4m采用水泥混凝土路面，道路轉(zhuǎn)變半徑為4m，變壓器儲油坑距變壓器 1m，補償電容器室電容器雙層布置，面積 8*，主控室面積 9*10m2，主控室布置在 10KV 配電裝置旁邊，是有利于觀察 110KV 及 35KV 屋內(nèi)配電裝置。 小結(jié) 配電裝置是變電 站的重要組成部分，是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護及測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的，用來接受和分配電能的裝置。 配電裝置可分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置和成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置主要用于 35KV及以下，有特殊要求時， 110～ 220KV也可采用；屋外配電裝置主要用于 110KV及以上；成套配電裝置目前主要用于屋內(nèi)， SF6 全封閉組合電器主要用于 110～ 500KV配電裝置。 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 32 頁 第七章 無功補償設(shè)計 無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)用 戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功率的 50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無功功率可達用戶消耗的總無功功率的 75%和 25%。因此，需要由系統(tǒng)中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的 1~2 倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來說，要維持整個系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無功電源。無功電源不足會使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補償。 無功補償?shù)脑瓌t與基本 要求 無功補償?shù)脑瓌t (1)根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?10%～ 20%進行無功補償； (2)分級補償原則，按主變無功損耗減去電纜充電功率確定無功補償?shù)娜萘浚磺?10KV和 110KV 側(cè)電壓不能低于標(biāo)稱電壓； (3)在輕負荷（ 2%～ 30%主變?nèi)萘坑嫊r）時由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補償功率近似抵消； 無功補償?shù)幕疽? (1)電力系統(tǒng)的無功電源與無功負荷，在各種正常及事故運行時，都應(yīng)實行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。 (2)在正常運行方式 時，突然失去一回線路，或一臺最大容量的無功補償設(shè)備，或一臺最大容量的發(fā)電機（包括失磁）之后，系統(tǒng)無功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運行方式時，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。 (3)對于 110KV 及以上系統(tǒng)的無功補償，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 33 頁 補償裝置選擇及容量確定 補償裝置的確定 (1)同步調(diào)相機：同步調(diào)相機在額定電壓177。 5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運行時，它向 系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。 裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機的造價高，損耗大，維修麻煩，施工期長。 (2)串聯(lián)電容補償裝置：在長距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定度。但對負荷功率因數(shù)高（ y? ＞ ）或?qū)Ь€截面小的線路，由于 PR/V 分量的比重大，串聯(lián)補償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。 (3)靜電補償器補償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補償器，與同步調(diào)機相相比較，運行維護簡單，功率 損耗小，但相對串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補償裝置，其造價高維護較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級 500KV 變電所中。 (4)并聯(lián)電容器補償裝置：并聯(lián)電容器是無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自 然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。 由于本次設(shè)計的變電站為 110KV 降壓變電站，以補償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補償裝置。而原始資料可知，補償裝置主要補償負荷的無功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補償裝置。 補償裝置容量的選擇 (1)負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量計算 參考《電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算》第 202 頁，利用電容器改善功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功量為： c fofmfmfmfmQPPtgtgPQ????????? ??????1c o s11c o s1|)||(|221221???? （ 41） 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 34 頁 式中： fmQ —— 負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量（ Kvar） fmP —— 母線上的最大有功負荷（ KW） 1? —— 補償前的最大功率因數(shù)角（ ? ） 2? —— 補償后的最小功率因數(shù)角（ ? ） 0cfQ —— 由 時，每千瓦有功負荷補償?shù)?21 c o sc o s ?? 所需補償?shù)娜菪詿o功值（ Kvar/KW） 則本站所需補償?shù)臒o功值為：（其中功率因數(shù)是由 補償?shù)?） v ar )( 120|)||(|2221MtgtgPQ fmfm??????????????? ?? (42) (2)電容器型號的選擇 參考《電力工程電氣設(shè)備手冊 電氣一次部分》 997 頁，選擇電容器如下表： 表 41 電容器參數(shù) 型號 額定電壓（ KV） 額定容量（ Kvar/KW） WBFF 32 4 0 03/11 ?? 3/11 2400 內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計用紙 第 35 頁 參考文獻 [1] 劉維仲 . 《中小型變電站 電氣設(shè)備的原理與運行》，科學(xué)出版社， 1991. 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