【導(dǎo)讀】隨著我國工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)對電力系統(tǒng)的供電可靠性和穩(wěn)定性的。因此變電站的安全運行對電力系統(tǒng)非常重要。變電站出2回線路供電，形成雙回路同時供電方式，滿足該企業(yè)的供電可靠性要求，其負荷側(cè)的電壓等級為6kV。該變電站設(shè)有2臺主變壓器，電壓等級分為35kV和6kV。設(shè)計范圍為變電所電。氣一次及電氣二次部分。一次部分主要包括負荷計算、無功補償、主變選擇、主接。線方案設(shè)計、短路計算、一次電氣設(shè)備的選擇、變電所的平面布局及防雷和接地等。在滿足安全可靠要求的前提下盡量做到靈活經(jīng)濟。并且要考慮設(shè)備運行檢修方便，變電站整體占用土地面積少，節(jié)約線纜，出線合理等。綜合自動化設(shè)備，實現(xiàn)變電站綜合自動化，并附有相關(guān)的電氣圖紙加以說明。

　　

【正文】 流的假想時間， s； —— 短路電流的穩(wěn)態(tài)值， A。 表 C 導(dǎo)線種類和材料 最高允許溫度 /攝氏度 熱穩(wěn)定系數(shù) C 母線 銅 300 171 鋁 200 87 當(dāng)短路電流通過母線時，母線會承受很大的力，母線中產(chǎn)生的最大應(yīng)力計算值不應(yīng)大于母線材料允許的抗彎應(yīng)力。母線的動穩(wěn)定 校驗可以根據(jù)母線允許應(yīng)力計算出最大允許跨距，與實際跨距值比較，即要求 l≤ = (420) 式中， F— 單位長度母線上所受電動力， N/m。 W— 抗彎距。 (1).6kV 母線選擇與校驗 6kV 母線長期工作電流 21 NN USI 3/max ? = ）（ 63/80002 ?? = 選用 TMY— 100? 8 型立放矩形銅母線，長期允許電流為 1685A，滿足要求。 主母線動穩(wěn)定校驗： 6kV母線固定間距取 l=1400mm，相間距取 a=，母線短路沖擊電流 shi =，計算母線受到的電動力，即 72 ??? aliF sh 723 )10*(7 ????? =(N/m) 計算母線抗彎矩 ， W===*() (421) 銅的允許抗彎應(yīng)力 =,因此最大容許跨距為 == =(m)1m (422) 滿足動穩(wěn)定要求。 主母線熱穩(wěn)定校驗： 根據(jù)表 48 可得，銅母線的熱穩(wěn)定系數(shù) C=171， 假想時間 =1+=, 則熱穩(wěn)定最小截面 ===100*8, (423) 滿足熱穩(wěn)定性要求。 因此 選擇 TMY— 100 8? ，故滿足要求。 綜上母線選擇結(jié)果列表如下： 表 410. 母線選擇表 35kV母線 TMY— 40*4 6kV母線 TMY— 100*8 電流互感器 (CT)的選擇 CT的選擇應(yīng)滿足電氣設(shè)備的繼電保護、自動裝置、測量儀表及電能計量的要求。 CT的額定電壓和一次額定電流應(yīng)滿足式（ 41）和式 (42)的要求。 其中 CT的一次額定電流有： 1 50、 7 100、 150、 200、300、 400、 600、 800、 1000、 1200、 1500、 20 3000、 4000、 5000、 6000、 8000、 10000、15000、 20200、 25000A。其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路正常工作電流大 1/3 以上，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。二次額定電流有5A 和 1A 兩種，強電系統(tǒng)一般選 5A，弱電系統(tǒng)一般選用 1A。 PT 動穩(wěn)定可按來下式校驗 shii ?max (424) 式中 maxi —— 為 CT允許通過的最大動穩(wěn)定電流，單位 kA； shi —— 系統(tǒng)短路沖擊電流，單位 kA。 22 其中， maxi =， CT的動穩(wěn)定性校驗條件為 ≥ (425) —— PT 廠家給出的動穩(wěn)定性倍數(shù)，即 PT 允許短時極限通過電流峰值與 CT 一次側(cè)額定電流峰值之比； CT動穩(wěn)定可按來下式校驗 ≥ (426) —— CT 廠家給出的熱穩(wěn)定倍數(shù)，指在規(guī)定時間（通常取 1s）內(nèi)所允許通過電流互感器的熱穩(wěn)定電流與其一次側(cè)額定電流之比； 根據(jù) CT互感器用途，確定其級次組別及接線方式： 35kV 斷路器進線側(cè)裝 設(shè)計量用一組 CT，接成兩相星形。 35kV 主變側(cè)裝設(shè)差動、后備、測量三組 CT，接成三相星形。 6kV 主變側(cè)裝設(shè)測量、后備、差動三組 CT，接成三相星形。 6kV 母線分段處裝設(shè)測量、電流保護兩組 CT，接成三相星形。 6kV 電容器處裝設(shè)測量、電流保護兩組 CT，接成三相星形。 6kV 負荷出線處設(shè)置測量、電流保護兩組 CT，接成兩相星形。 (1)35kV 進線側(cè)、主變側(cè) CT的選擇 本變電站設(shè)計 35kV 級 CT選用 LZZBJ7— 35Q 澆注型 CT，作為測量、計量、保護之用。該型號部分參數(shù)列表如下： 表 — 35Q 型 CT 參數(shù)表 型號 電流比 4s熱穩(wěn)定電流 /kA 動穩(wěn)定電流 /kA 準(zhǔn)確級組合 LZZBJ7— 35Q 300/5 78 熱穩(wěn)定校驗 : Qk= ima2t?I =? =[（ kA） 2S] 電氣設(shè)備 tIt2 = 2 ??）（ [（ kA） 2S] tIt2 Qk，滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 : maxi =78kA＞ shi =(kA) 符合要求，滿足動穩(wěn)定要求。 因此可以選擇一組 LZZBJ7— 35Q 型的 CT裝設(shè)在 35kV 進線側(cè)， 級，接為兩相星形，用作計量； 選擇 LZZBJ7— 35Q 型的 CT裝設(shè) 在主變 35kV 側(cè)， 5P、 5P、 級各選一組，接為三相星形， 分別起差動保護、后備保護，測量之用。 (2)主變 6kV 側(cè) CT、分段處 CT的選擇 根據(jù)額定電壓 6kV， 最大持續(xù)工作電流為 ，我選擇型號為 LZZBJ9— 10A 的CT，作為測量、保護之用。該型號部分參數(shù)列表如下： 表 — 10A 型 CT 參數(shù)表 型號 電流比 1s熱穩(wěn)定電流 /kA 動穩(wěn)定電流 /kA 準(zhǔn)確級組合 LZZBJ9— 10A 1000/5 63 熱穩(wěn)定校驗 : Qk= ima2t?I =? =[（ kA） 2S] 23 電氣設(shè)備 tIt2 = 39691632 ?? [（ kA） 2S] 大于 tIt2 Qk，滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 : maxi =＞ shi =(kA) 符合要求，滿足動穩(wěn)定要求。 因此 在主變 6kV 側(cè)裝設(shè)三組 LZZBJ9— 10A 型 CT， 、 5P、 5P 級各選一組，接為三相星形， 分別起測量、后備保護和差動保護之用； 在分段處裝設(shè)兩組 LZZBJ9— 10A型 CT，接為三相星形， ， 5P 級各選一組，分別起測量和保護之用。 (3)6kV 負荷出線、電容器柜的 CT選擇 6kV 側(cè)各負荷與電容器柜負荷相差不多，由上易 知我們可以根據(jù)電容器柜選擇 CT.電容器柜最大長期持續(xù)工作電流為 230A,額定電壓為 6kV，由此我選擇 LZZBJ9— 10A型 CT，作為測量、保護之用。該型號部分參數(shù)列表如下： 表 — 10A 型 CT 參數(shù)表 型號 電流比 1s 熱穩(wěn)定電流/kA 動穩(wěn)定電流/Ka 準(zhǔn)確級組合 LZZBJ9— 10A 300/5 熱穩(wěn)定校驗 : Qk= ima2t?I =? =[（ kA） 2S] 電氣設(shè)備 tIt2 = 2 ?? [（ kA） 2S] 大于 tIt2 Qk，滿足熱穩(wěn)定要求。 動穩(wěn)定校驗 : maxi =＞ shi =(kA) 符合要求，滿足動穩(wěn)定要求。 因此 在每個負荷出線側(cè)裝設(shè)兩組 LZZBJ9— 10A 型 CT， 、 5P 級各選一組，接為兩相星形， 和 5P 級各選一組， 分別起測量和保護之用 ； 6kV 電容器處裝設(shè)測量、電流保護兩組 CT，接成三相星形， 和 5P 級各選一組， 分別起測量和保護之用 。 電壓互感器 (PT)的選擇 PT 的額定電壓和一次額定電流應(yīng)滿足式（ 48）和式 (49)的要求。一次繞組額定電壓不低于電網(wǎng)的額定電壓，二次繞組額定電壓一般為 100V。根據(jù)安裝條件 和工作環(huán)境要求確定合適的類型和結(jié)構(gòu)，如戶內(nèi)、戶外，單相、三相等。而且供測量儀表和功率方向繼電器用的 PT，應(yīng)選 級或 級；供一般監(jiān)視儀表和電壓繼電器用的 PT，應(yīng)選用 1— 3 級。 24 另外 PT 的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)能滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。 6220kV 電壓等級的每組主母線的三相均應(yīng)裝設(shè) PT。當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè) PT。 (1)35kV 側(cè) PT 的選擇 選擇四組 JDZX11— 35R 型 PT，其中兩組用于計量，兩組用于測量和保護，該系列PT 為全封閉環(huán)氧樹脂澆注 絕緣結(jié)構(gòu)，適于在額定頻率為 50HZ、額定電壓 35kV 的戶內(nèi)電力系統(tǒng)中，其技術(shù)參數(shù)如下： 額定變比： /(計量 ), //(測量、保護 )， 準(zhǔn)確級： ， ， 額定輸出 (VA)/準(zhǔn)確級： 15/30,15/30/100。 (2)6kV 側(cè) PT 的選擇 選擇兩組型號為 JDZX610 型 PT，用于測量和保護，該 PT為全封閉環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，其技術(shù)參數(shù)如下： 額定變比： ， 準(zhǔn)確級： ， 額定輸出 (VA)/： 50/80/200。 熔斷器的選擇 a. 額定電壓的選擇 對一般的熔斷器 ， 其額定電 壓必須大于等于電網(wǎng)的額定電壓 。 b. 熔斷器熔體額定電流的選擇 熔斷器額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流 ， 即 （ 4— 27） 式中 熔斷器額定電流， A； 熔體額定電流， A。 熔斷器在不同場合 ， 其額定電流選擇也不盡相同 ，現(xiàn)根據(jù)主接線熔斷器的使用情況選擇對熔斷器進行選擇： ① 保護 PT 時，保護 PT 的熔體額定電流一般選 。本設(shè)計選用 RN2 系列熔斷器。 ② 保護變壓器時，凡容量在 及以下者，都可以采用熔斷器作為變壓器的短路及過載保護，其熔體額定電流可取變壓器一次側(cè)額定電流的 倍，即 (428) 綜上，可以對 35kV 側(cè) PT、 6kV 側(cè) PT、以及 6kV 側(cè)所用變用到的熔斷器進行選擇。 （ 1） 35kV 側(cè) PT 保護選擇兩組 RN2— 35 型熔斷器，詳細參數(shù)如下表所示： 表型 熔斷器 參數(shù) 產(chǎn)品型號 額定電壓 (KV) 額定電流 (A) 三相斷流容量 (MVA) 最大 開斷電流 (kA) RN2— 35 35 800 100 (2) 6kV 側(cè) PT 保護選擇兩組 RN2— 35 型熔斷器，詳細參數(shù)如下表所示： 表型 熔斷器 參數(shù) 產(chǎn)品型號 額定電壓 (KV) 額定電流 (A) 三相斷流容量(MVA) 最大開斷電流(kA) RN4— 6/ 6 1000 85 （ 3） 6KV 側(cè)所用變選擇一組 RNK6KV 熔斷器，詳細參數(shù)如下表所示： 表型 熔斷器 參數(shù) 25 產(chǎn)品型號 額 定 電 壓(KV) 額定電流 (A) 三 相 斷 流 容 量(MVA) RNK6KV 6 5 100 開關(guān)柜的 選擇 高壓開關(guān)柜（簡稱開關(guān)柜）額定電壓有 35kV 等多種，額定電流可達到3150A，開斷電流可達到 50kA。在本變電站設(shè)計中， 35kV 和 6kV 側(cè)我分別選擇了 型和 KYN28A12 型鎧裝移動式開關(guān)柜。 該兩種產(chǎn)品均適用于三相交流50HZ，額定電壓分別為 35kV 和 6kV。其使用環(huán)境大致如下： +40 攝氏度，不低于 — 10 攝氏度； 1000m； ，日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%； 8 度； 受腐蝕性，可燃性氣體及水蒸汽明顯污染。 兩種開關(guān)柜詳細參數(shù)如附表 1 所示： 配電裝置的布置 配電裝置指由開關(guān)電氣設(shè)備、保護和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備等組件而成的總體裝置。在正常情況下，用來接收和分配電能；在故障情況下，可以迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。 配電裝置的基本要求 (1).安全可靠； (2).便于檢修、巡視和操作； (3).保證工作人員的安全； (4).力求經(jīng)濟性； (5).具有擴建的可能。 配電裝置的布置 屋內(nèi)配電裝置具有占地面積小、不受氣候影響、維護工作 量小等優(yōu)點，在 35kV 及以下的配電裝置中多采用屋內(nèi)配電裝置。因此本變電站設(shè)備主要采用屋內(nèi)配電裝置。 變電所總平面必須節(jié)約用地、減少建筑面積，合理布置。因為三層與兩層布置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工周期長，造價較高，檢修和運行維護不夠方便，所以仍然采用單層布置方式。 在 本變電所的 35kV 側(cè)與 6kV 側(cè) 平面布置如下： 電氣設(shè)備全面布置在戶內(nèi)，電氣主接線二次設(shè)備部分布置在高壓配電室，兩臺變壓器放置在戶外且之間留有間隔。 變電站的總體布置 變電站的平面布置應(yīng)遵循以下原則： （ 1）布置合理，便于操作、試驗、巡視并考慮發(fā)展擴建 。 26 （ 2）盡量利用自然采光通風(fēng)； （ 3）配電室、變電室的門應(yīng)向外開； （ 4）經(jīng)常開啟的門窗不直接通向相鄰的酸、堿、蒸汽、粉塵。 根據(jù)以上原則，確定變電所的總體布置如圖 所示。主變壓器在戶外，兩側(cè)分別為35k