【正文】 fm — 母線上的最大有功負(fù)荷（ KW） cosp1 — 補(bǔ)償前的功率因數(shù) cosp2 — 補(bǔ)償后的功率因數(shù) （ 2）主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪?無功量計(jì)算 = （ Vd(%)Im2100I22 + I0(%)100 ） Se — 主變壓器需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量（ Kvar） Vd(%) — 需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖儔浩饕粋?cè)的阻抗電壓的分值 Im — 母線裝設(shè)補(bǔ)償后，通過變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的最大負(fù)荷電流值（ A） Ie — 變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定電流值（ A） I% — 變壓器容截電流百分值（ %） Se — 變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定容量（ KVA） 所以本變電站所需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為： Q 總 = Qcfm + Qcbm 把總無功容量分為兩組，這樣才能更靈活地適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷以及電壓變化，更有效地改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，以及負(fù)荷大小所需的無功容。 第六章 主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所是市區(qū) 220KV 降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全所停電， U 影響下一降變電所供電可靠性。 共 48 頁(yè) 第 25 頁(yè) 變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障。內(nèi)部故障系指變壓器油廂里面 U 的各種故障，主要故障類型有： 1）各繞組之間發(fā)生的相間短路； 2）單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路； 3）單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路； 4）鐵芯燒損。 變壓器的外部故障類型有： 1）絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路； 2）引出線之間發(fā)生的相間故障。 變壓器的不正常運(yùn)行情況主要有： 1）由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流； 2）油箱漏油而造成的油面降低； 3）變壓器中性點(diǎn)電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵(lì)磁。 為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運(yùn)行時(shí)造成不應(yīng)有的損失 ，保證 系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護(hù)裝置。 第二節(jié) 變電所主變保護(hù)的配置 一、主變壓器的主保護(hù) 瓦斯保護(hù) 對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。 差動(dòng)保護(hù) 對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。 二、主變壓器的后備保護(hù) 過流保護(hù) 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差 動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。 而本次所設(shè)計(jì)的變電所，電源側(cè)為 220KV，主要負(fù)荷在 110KV 倒即可裝設(shè)兩套過電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè) 110KV 側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè) 220KV 側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個(gè)時(shí)限 ts 和 tⅢ，時(shí)限 定原側(cè)為 tⅢ≥ tⅡ +△ t，用 U 切除三側(cè)全部斷路器。 三、過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。 四、變壓器的零序過流保護(hù) 對(duì)于大接地電流 的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。 共 48 頁(yè) 第 26 頁(yè) 第七章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 第一節(jié) 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝 方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較小；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響。 成套配電裝置的特點(diǎn)：①電氣設(shè)備布置 在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；②所有電器元件已在工廠組裝成一整體，大大減小現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬運(yùn)；③運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價(jià)較高。 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求： 1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策； 2）保證運(yùn)行可靠，按照系統(tǒng)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； 3）便于檢修、巡視和操作； 4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)； 5） 安裝和擴(kuò)建方便。 配電裝置的設(shè)計(jì)原則： 1）節(jié)約用地； 2）運(yùn)行安全和操作巡視方便； 3）考慮檢修和安裝條件； 4）保證導(dǎo)體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運(yùn)行； 5）節(jié)約三材，降低造價(jià)； 6）安裝和擴(kuò)建方便。 第二節(jié) 高壓配電裝置的選擇 配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)天寸，是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對(duì)地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓 共 48 頁(yè) 第 27 頁(yè) 或出現(xiàn)內(nèi)外過 電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。 屋外配電裝置的安全凈距（ mm） 符號(hào) 適 用 范 圍 圖號(hào) 額定電壓（ KV） 310 1520 35 63 110J 110 220J 330J 500J A1 帶電部分至接地部分之間 網(wǎng)狀遮欄向上延伸線距地 處與遮欄上方帶電部分之間 101 102 200 300 400 650 900 1010 1800 2500 3800 A2 不同相的帶電部分之間 斷路器和隔離開關(guān)的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間 101 103 200 300 400 650 1000 1100 2022 2800 4300 B1 設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，其外部至無遮欄帶電部分之間 交叉的不同時(shí)停電檢修的無遮欄帶電部分之間 柵狀遮欄至絕緣體和帶電部分之間 帶電作業(yè)時(shí)的帶電部分至接地部分之間 101 102 103 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 B2 網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間 102 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 C 無遮欄 裸導(dǎo)體至地面之間 無遮欄裸體至建筑物、構(gòu)筑物之間 102 103 2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300 5000 7500 D 平行的不同時(shí)停電檢修的無遮欄帶電部分之間 帶電部分與建筑物、構(gòu)筑物的邊沿部分之間 101 102 2200 2300 2400 2600 2900 3000 3800 4500 5800 屋內(nèi)配電裝置的安全凈距（ mm） 共 48 頁(yè) 第 28 頁(yè) 符號(hào) 適 用 范 圍 圖號(hào) 額 定 電 壓（ KV） 3 6 10 15 20 35 63 110J 110 220J A1 帶電部分至接地部分之間 網(wǎng)狀和極狀遮欄向上延伸線距地 電部分之間 104 75 100 125 150 180 300 550 850 950 1800 A2 不同相的帶電部分之間 斷路器和隔離開關(guān)的斷口兩側(cè)帶電部分之間 104 75 100 125 150 180 300 550 900 1000 2022 B1 柵狀遮欄至帶電部分之間 交叉的不同時(shí)停電檢修的無遮欄帶電部分之間 104 825 850 875 900 930 1050 1300 1600 1700 2550 B2 網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間 105 175 200 225 250 280 400 650 950 1050 1900 C 無遮欄裸導(dǎo)體至地（樓）面 之間 104 2375 2400 2425 2450 2480 2600 2850 3150 3250 4100 D 平行的不同時(shí)停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間 104 1875 1900 1925 1950 1980 2100 2350 2650 2750 3600 E 通向屋外的出線套管至屋外通道的路面 104 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4500 5000 5000 5500 注： 110J、 22J、 330J、 500J 系指中性點(diǎn)直接接地網(wǎng) 以上表中所列出各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中所規(guī)定的 A 值，它表明帶電部分至接地部分或相間的最小安全凈距，保持這一距離時(shí)，無論正常或過電壓的情況下，都不致發(fā)生空氣絕緣的電擊穿。其余的 B、 C、 D 值是在 A 值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動(dòng)范圍及施工誤差等 尺寸而確定的。 本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即 220KV、 110KV、 10KV 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110KV 及以上多為屋外配電裝置， 35KV 及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所 220KV及 110KV 采用屋外配電裝置， 10KV 采用屋內(nèi)配電裝置。 根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。 中型配電裝置：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，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍 高于電器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝槍修方面積累了 共 48 頁(yè) 第 29 頁(yè) 比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點(diǎn)有： ①占地面積約在中型布置減少 30%； ②節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量； ③旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。 高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下 布置，母線下面沒有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼 多，安裝檢修及運(yùn)行縱條件均較差，一般適用下列情況： 1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)； 2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到限制； 3）場(chǎng)地狹窄或需要大量開挖。 本次所設(shè)計(jì)的變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以該變電所 220KV 及 110KV 電壓等級(jí)均采用普通中型，配電裝置，而本變電所采用的是軟導(dǎo)線，采用普通中型布置，具有運(yùn)行維護(hù)、檢修且造價(jià)低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰，運(yùn)行可靠，不易誤操作，各級(jí)電業(yè)部門無論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修，方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性，所以，本次設(shè)計(jì)的變 電所，適用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最合適的。 第三節(jié) 電氣總平面布置 一、電氣總平面布置的要求 充分利用地形，方便運(yùn)輸、運(yùn)行、監(jiān)視和巡視等； 出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設(shè)備之間的連線； 符合外部條件，安全距離要符合要求。 二、電氣總平面布置 本變電所主要由屋外配電裝置，主變壓器、主控制室、調(diào)相機(jī)補(bǔ)償裝置及 10KV 屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個(gè)變電所布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本所有 220KV、110KV 各電壓等級(jí)集中布置，將 220KV 配電裝置布置在北側(cè)， 110KV 配電裝置布置在西側(cè)，這樣各配電裝置