【導(dǎo)讀】解決問題的能力。在完成此設(shè)計(jì)過程中，我們可以學(xué)習(xí)電力工程設(shè)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是220/60KV一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，按照遠(yuǎn)。期負(fù)荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，從而保證變電所能夠長期可靠供電。自動裝置的規(guī)劃和防雷保護(hù)的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的。種種問題均通過反復(fù)比較、驗(yàn)算，并請教老師得以解決。面布置圖、配電裝置斷面圖、防雷保護(hù)圖）組成。對今后擴(kuò)建有一定的參考價(jià)值。近年來，電力在世界各國能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益增長，它已成為現(xiàn)代社會實(shí)用最廣、需要最快的能源。與建設(shè)是一個(gè)極其重要的組成部分。性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計(jì)方案。觀點(diǎn)，培養(yǎng)對工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行較全面的綜合分析能力。由于時(shí)間緊張和能力有限，此論文中難免會出現(xiàn)遺漏和錯誤，希望老師給予指點(diǎn)和更正。

　　

【正文】 中能起保 護(hù)作用，如果變壓器的縱差動保護(hù)對單相接地適中的靈敏性不符合要求，可增設(shè)零序差動保護(hù)。 ，降壓變電所的變壓器兩側(cè)應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，并作為相鄰元件的后備保護(hù)。 ：雙卷變壓器，過負(fù)荷保護(hù)裝于高壓 （ 2） 本變電所變壓器主變保護(hù)配置 主保護(hù)：瓦斯保護(hù)、縱聯(lián)差動保護(hù) 后備保護(hù)：零序電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過電流保護(hù) 第六章 繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì) — 22— 母線保護(hù) （ 1）配置原則 35500KV 發(fā)電廠或變電所母線上，在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)裝置。 及以上雙母線。 及以上單母線，重要發(fā)電廠或 110KV 及以上重要變電所的 3560K 母線需要按照裝設(shè)全線速動保護(hù)的要求，必須快速切除母線上的故障時(shí)應(yīng)裝設(shè)。 （ 2）雙母線接線母線保護(hù) 目前已被使用的母線保護(hù)有以下幾種： 。 。 電流相位比較式母線保護(hù)： 目前在 110220KV 電網(wǎng)中應(yīng)用較多的是母聯(lián)電流相位比較式差動保護(hù)，這種保護(hù)適用于并列運(yùn)行的雙母線母聯(lián)斷路器合閘運(yùn)行，不限制元件連接 方式，具有較高的可靠性和選擇性。 故本變電所母線保護(hù)均選用母聯(lián)電流比相式差動保護(hù)。 線路保護(hù) 配置原則 （ 1） 220KV 側(cè)線路保護(hù) ①規(guī)程規(guī)定， 110220KV 直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)裝置，雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護(hù)。 ②在下列情況下， 11022KV 電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)線路快速動作的高頻保護(hù)作為主保護(hù)，距離保護(hù)作為后備保護(hù)。 a． 當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，如不能全線快速地切除故障，則系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行將遭到嚴(yán)重破壞。 b． 在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動切除故障 時(shí)。 線路的接地保護(hù) a．宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護(hù)， b．對某出線路，如方向性的接地距離保護(hù)可以明顯改善整第六章 繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì) — 23— 個(gè)電力網(wǎng)接地保護(hù)的性能時(shí)，可裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔之以階段式零序電流。 c. 常運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處短路，電流速斷保護(hù)有 以上靈敏度時(shí)，則可裝設(shè)此保護(hù)。 ：采用相差高頻保護(hù) 相差高頻保護(hù)適用于 200KM 以內(nèi)的 110220KV 輸電線路。 綜上述， 本變電所 220KV 線路采用保護(hù) 主保護(hù)：高頻保護(hù) 后備保護(hù)：距離保護(hù) 接地保護(hù)：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù)。 （ 2） 60KV 側(cè)線路保護(hù) 并列運(yùn)行的平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)差動方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)為主保護(hù)，距離保護(hù)為后備保護(hù)。 橫聯(lián)差動保護(hù)有相繼動作區(qū)和死區(qū)，而電流平衡保護(hù)只有相繼動作區(qū)無死區(qū)，并且相繼動作區(qū)比橫聯(lián)差動保護(hù)小，并且有動作迅速，靈敏度足夠大，并且接線簡單等優(yōu)點(diǎn)。 綜上述，本變電所 60KV 側(cè)線路采用： 主保護(hù)：電流平衡保護(hù) 后備保護(hù)：距離保護(hù) 表 6— 1 本變電所繼電保護(hù)規(guī)劃配置 主保護(hù) 后備保護(hù) 變壓器 瓦斯保護(hù)、縱聯(lián)差動保護(hù) 過電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù) 母線保護(hù) 采用母聯(lián)電流比相式差動保護(hù) 線路保護(hù) 220KV 側(cè) 高頻相差保護(hù) 距離保護(hù) 接地保護(hù) 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù) 60KV 側(cè) 電流平衡保護(hù) 距離保護(hù) 第六章 繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì) — 24— 自動裝置的配置 配置原則 （ 1） 3KV 及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設(shè)備允許且無備用電源自動投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。 （ 2）低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動重合閘。 自動重合閘的作用 （ 1）提高供電可靠性，對單側(cè)電源尤為顯著。 （ 2）高壓輸電線路上采用自動重合閘， 可提高并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 （ 3）可暫緩或不架雙回線路，節(jié)約投資。 （ 4）可糾正斷路器或繼電保護(hù)引起的誤動。 自動重合閘裝置應(yīng)符合基本要求 （ 1）自動重合閘一般由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原理啟動，或用保護(hù)裝置啟動。 （ 2）用控制開關(guān)或通過遙控器將斷路器斷開時(shí)，自動重合閘均不應(yīng)動作。 （ 3）自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。 （ 4）自動重合閘裝置動作后應(yīng)自動復(fù)歸。 （ 5）自動重合閘裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)重合閘后加速繼電保護(hù)動作。 （ 6）當(dāng)斷路器不處于正常狀態(tài)，不允許實(shí)現(xiàn)自動重合閘，應(yīng)將自 動重合閘閉鎖。 綜上述，本變電所 220KV 線路采用綜合重合閘， 60KV 線路采用三相一次重合閘，主變壓器采用三相一次重合閘。 備用電源和備用設(shè)備自動投入 備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動地將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。 備自投裝置應(yīng)滿足以下要求： （ 1）只有當(dāng)工作電源斷開以后，備用電源才能投入。 （ 2）工作母線上無論何種原因失去電壓時(shí)，備自投均應(yīng)投入。 第六章 繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì) — 25— （ 3）備用電源自動投入裝置只允許將備用電源投入一次。 （ 4）當(dāng)備用電源自投于故 障母線時(shí)，應(yīng)使其保護(hù)裝置加速動作，以防擴(kuò)大事故。 本變電所的設(shè)計(jì)，為了確保不間斷供電，變電所的電源均應(yīng)裝設(shè)備自投裝置。 第七章 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) — 26— 第七章 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 變電所的保護(hù)對象 A 類：電工裝置 B 類：需要采取防雷措施的建筑物和構(gòu)筑物 電工裝置的防雷保護(hù) （ 1）電壓為 110KV 以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對于 3560KV 的配電裝置，為防止雷擊時(shí)引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨(dú)立避雷針保護(hù)。 （ 2）電壓為 110KV 及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出 線門型構(gòu)架上。 （ 3）在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。 防雷設(shè)計(jì)要求和所需資料 雷電過電壓保護(hù)情況 （ 1）防止雷電直擊于電氣設(shè)備上，一般采用避雷針，避雷線進(jìn)行保護(hù)。 （ 2）對于 60KV 及以下的電氣設(shè)備，應(yīng)盡量減小感應(yīng)過電壓， 一般電氣設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離可能遭到直擊雷的設(shè)備或物體，增大電氣設(shè)備對電容或采用閥型避雷器保護(hù)。 （ 3）防止從線路侵入的雷電波過電壓對電器設(shè)備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應(yīng)的進(jìn)線保護(hù)段進(jìn)行保護(hù)。 防雷保 護(hù)設(shè)計(jì)所需資料 （ 1）要求變電所附近氣象資料 （ 2）要求變電所主接線圖及電器設(shè)備布置圖 （ 3）其它需要保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施 第七章 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) — 27— 避雷針的選擇 根據(jù)總平面布置圖中的保護(hù)面積以及被保護(hù)物的最大高度，先初選避雷針的針高。然后根據(jù)保護(hù)的范圍進(jìn)行校驗(yàn)，看是否滿足要求。如不滿足則重新選擇針高。 利用公式： 7/0 Dhh ?? )( 0 xx hhb ?? rx=,進(jìn)行計(jì)算。 第八章 主變壓器選擇的計(jì)算部分 — 28— 第八章 主變壓器選擇的計(jì)算部分 主變壓器選擇計(jì)算方法 已知條件：負(fù)荷同時(shí)系數(shù) ，線損率為 5%，重要負(fù)荷占 65%。 表 8— 1 負(fù)荷用戶表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（ KW） 功率因數(shù) 出線 出線回路數(shù) 近期 遠(yuǎn)期 1 機(jī)械廠 5000 10000 架空 1 2 東科科技園 5000 10000 架空 1 3 數(shù)字機(jī)床廠 6000 12020 架空 2 4 高壓電氣廠 8000 12020 架空 2 5 111 變電所 8000 12020 架空 2 6 121 變電所 6000 10000 架空 2 7 131 變電所 12020 12020 架空 2 8 市工業(yè)園 8000 15000 架空 2 Ⅰ、 主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)變電所的綜合最大負(fù)荷決定。如果是選用兩臺主變壓器，其容量應(yīng)滿足綜合最大負(fù)荷的要求，且當(dāng)一臺主變故障檢修時(shí)，能滿足變電所重要用戶的供電要求。當(dāng)重要用戶的比重不大時(shí)，若一臺變壓器停運(yùn)，則另一臺變壓器能滿足變電所綜合最大負(fù)荷的 65%。 Ⅱ、根據(jù)負(fù)荷的要求，負(fù) 荷同時(shí)率為 ，線損率 5%需要供電的容量為 P=P1+… +P7=109500 S=(1+5%)(?COSP)=(1+5%)()= 初選變壓器容量： Se== 臺數(shù)為兩臺 所選變壓器參數(shù)如表 8— 2。 第八章 主變壓器選擇的計(jì)算部分 — 29— 表 8— 2 變壓器主要參數(shù)表 額定容量（ KVA） 90000 額定電壓（ KV） 高壓 220177。 8*% 低壓 69 連接組標(biāo)號 YN， d11 空載電流（ %） 空載損耗（ KW） 102 負(fù)載損耗（ KW） 阻抗電壓（ %） 冷卻方式 ODAF 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 30— 第九章 短路電流計(jì)算過程 系統(tǒng)的等值電抗 圖 9— 1 系統(tǒng)等值電抗圖 進(jìn)行短路計(jì)算 輸電線路和配電線路單 位長度正序電抗為 取基準(zhǔn)容量 SB=100MVA,基準(zhǔn)電壓為各段平均電壓。 UB=Uav，各元件標(biāo)幺值計(jì)算如下： XG1=XNBSS? = 250100? = XG2= XG3=XNBSS? = ? = XB1=XB2=NBK SSU ?100% = 24010010013? = XZB1=XZB2=NBK SSU ?100% = ? = X1=2NBUS?=2230100100??= X2=2NBUS?=223010070??= 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 31— X3=2NBUS?=223010080??= 為了 方便設(shè)備選擇，選取 220KV 側(cè)和 60KV 側(cè)為兩個(gè)短路點(diǎn)。 通過串并聯(lián)可將等值網(wǎng)絡(luò)化簡為： X12= 21 ?? ???? ? XXX XX= X13= 31 ?? ???? ? XXX XX= X23= 32 ?? ???? ? XXX XX= X4=X5= XG2 +XB1=+= 圖 9— 2 簡化的等值電抗圖 d1 點(diǎn)短路電流的計(jì)算 546 ??????? XX XXX ????? XXX G ????? XXX 圖 9— 3 d1 點(diǎn)短路計(jì)算 電抗圖 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 32— 2372379 ????????? XX XXXXX= 23823810 ???????? X XXXXX= 圖 9— 4 變換后的等效電抗圖 計(jì)算電抗 ?????? BNjs SSXX ??????? BNjs SSXX 查汽輪機(jī)計(jì)算曲線計(jì)算數(shù)字表得對應(yīng)的短路電流標(biāo)幺值。 表 9— 1 汽輪機(jī)計(jì)算曲線計(jì)算數(shù)字表 Xjs 0S 4S 取 UJ=230KV，于是電流基值為： 系統(tǒng) 1 230325000 ???JIA 系統(tǒng) 2 AIJ ???? 短路電流有名值： 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 33— KAI 1 ????? 2 7 7 1 8 13 0 5 2 74 6 ??????I 等值電抗 1091 ????????? XX XXX 沖擊電流有效值： 11 ????? II ch KA 沖擊電流： KAII ch 6 9 3 1)3( 1 ????? 短路容量： M V AS 1 ???? 2d 點(diǎn)短路電流的計(jì)算： 213 ??????? ZBZB ZBZBZB XX XXX 圖 9— 5 2d 點(diǎn)短路計(jì)算電抗圖 再進(jìn)行星角變換： 10393912?????????XXXXXX ZBZB 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 34— 931031013?????????XXXXXX ZBZB 圖 9— 6 變換后的等效電抗圖 計(jì)算電抗： ??jsX12 ????BNSSX ??????? BNjs SSXX 查汽輪機(jī)計(jì)算曲線計(jì)算數(shù)字表得相應(yīng)的短路電流標(biāo)幺值。 表 9— 2 汽輪機(jī)計(jì)算曲線計(jì)算數(shù)字表 Xjs 0S 4S 取 UJ=63KV，于是電流基值為： 系統(tǒng) 1 63325000 ???JIA 系統(tǒng) 2 AIJ ???? 短路電流有名值： KAI 3 1 2 9 2 ????? KAI 3 1 2 9 ?????? 等值電抗 13121 ????????? XX XXX 沖擊電流有效值： KAII ch 0 1 6 22 ????? 沖擊電流： 第九章 短路電流計(jì)算過程 — 35— KAII ch 8 3 6 2)3( 2 ????? 短 路容量： M V AS 1 6 3 45 6 2 ???? 表 9— 3 短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表 單位 d1(3) d2(3) 基準(zhǔn)容量 MVA 100 100 基準(zhǔn)電壓 KV 230 63 等值電抗 短路電流標(biāo)幺值 KA 短路電流有名值 KA 短路電流有效值 KA 沖擊電流 KA 短路容量 MVA 第十章 電氣設(shè)備的選擇計(jì)算及校驗(yàn) — 36— 第十章 電氣設(shè)備的選擇計(jì)算及校驗(yàn) 高壓斷路器的選擇計(jì)算 220KV 側(cè)斷路器的選擇 （ 1）按電壓選擇：安裝地點(diǎn)斷路器的工作電壓 Ug=220KV ∴斷路器最高工作電壓 U2d 應(yīng)大于 220KV。 （ 2）按電流選擇：根據(jù)最大長期工作電流選擇 Igmax= AUS NN ????? （ 3）形式選擇： 依據(jù)工作電壓 和工作電流以及戶外工作條件，本變電所選擇 LW(OFPT)220 型斷路器，有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見下表 10— 1。 表 10— 1 220KV 側(cè)斷路器主要參數(shù)表 型號 額定電壓（ KV） 最高工作電壓（ KV） 額定電流（ KA） 額定開斷電流（ KA） 額定關(guān)合電流（ KA） 額定峰值耐受電流（ KA） 3S 額定短時(shí)耐受電流（ KA） 分閘時(shí)間 (ms) LW(OFPF)220 220 252 1250 80 80 ≤ 30 （ 4）動穩(wěn)定校驗(yàn) 所選斷路器的極限動穩(wěn)定電流 idw=80KA 大于沖擊電流， ich（ 3） =,即 idw＞ ich(3) ∴滿足要求 （ 5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 需滿足 Ir2tr≥ I∞ 2tdz 其中 Ir=, tr=3s, I∞ = ??? ?II? 第十章 電氣設(shè)備的選擇計(jì)算及校驗(yàn) — 37— 短路電流持續(xù)時(shí)間 t= tb+ tfd=3+=＞ 1 ∴非周期忽略不計(jì)。 tb繼電保護(hù)時(shí)間 tfd斷路器分閘時(shí)間 查 tz=f(t, ? )曲線得 tz= 故短路電流發(fā)熱 等值時(shí)間為 tdz= tfz+ tz= 其中 tfz短路電流非周期分量發(fā)熱等值時(shí)間 tZ短路電流周期分量發(fā)熱等值時(shí)間 tdz短路電流全電流發(fā)熱等值時(shí)間 Ir2tr= 2 ?? I∞ 2tdz= 2 ?? ∴ Ir2tr＞ I∞ 2tdz 滿足要求。 （ 6）按額定開斷電流 Ibr= I = Ibr＞ I 滿足要求。 （ 7） 額定短路關(guān)合電流校驗(yàn) Ip=80KA Ich= Ip＞ Ich 滿足要求。 表 10— 2 220KV 側(cè)斷路器數(shù)據(jù)比較表 計(jì)算數(shù)據(jù) LW(OFPT)220 的參數(shù) Vg (KV) 220 Vg (KV) 220 Igmax (A