【正文】 足熱穩(wěn)定。 35kV母線的選擇及校驗(yàn)1)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面35kV最大持續(xù)工作電流查表得，又，查小書147頁，表518，得經(jīng)濟(jì)電流密度則母線經(jīng)濟(jì)截面積為，查矩形鋁導(dǎo)體長期允許載流量，142頁，表514，應(yīng)選型，雙條鋁母線，它在, 平放布置時,因?qū)嶋H環(huán)境溫度，查書得，綜合修正系數(shù)K=，故可滿足長期發(fā)熱要求。2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：為主保護(hù)動作時間加斷路器全分閘時間，取查書得，C=87，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面積為：，能滿足熱穩(wěn)定要求。3)動穩(wěn)定校驗(yàn)：① 相間作用應(yīng)力查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》146頁，表519，可知雙條平放矩形母線的截面系數(shù)：慣性半徑；跨距：；材料系數(shù)：自振頻率：，故，于是，② 計(jì)算條間作用應(yīng)力由，查《發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)參考資料》149頁，圖510，矩形母線形狀系數(shù),同相母線條間作用力為：襯墊臨界跨距為：，應(yīng)按來確定襯墊跨距故，所以能保證滿足動穩(wěn)定要求。 35kV出線的選擇及校驗(yàn)這里采用鋼芯鋁絞線導(dǎo)體。查表得，35kV出線最大持續(xù)工作電流,按最大持續(xù)工作電流選擇，查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》，141頁，表513，選LGJ25，其標(biāo)稱面積為,長期允許載流量為138A。實(shí)際環(huán)境溫度為，查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》，144頁，表517，綜合修正系數(shù)為K=，熱穩(wěn)定校驗(yàn): 為主保護(hù)動作時間加斷路器全分閘時間，取查書得，C=87，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面積為：，不能滿足熱穩(wěn)定要求。換成LGJ185，長期允許載流量為531A，滿足熱穩(wěn)定要求。 10kV母線的選擇及校驗(yàn)1)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面10kV最大持續(xù)工作電流查表得，又，查小書147頁，表518，得經(jīng)濟(jì)電流密度則母線經(jīng)濟(jì)截面積為，查矩形鋁導(dǎo)體長期允許載流量，142頁，表514，應(yīng)選型，雙條鋁母線，它在, 平放布置時,因?qū)嶋H環(huán)境溫度，查書得，綜合修正系數(shù)K=，故可滿足長期發(fā)熱要求。2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：為主保護(hù)動作時間加斷路器全分閘時間，取查書得，C=87，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面積為：，能滿足熱穩(wěn)定要求。3)動穩(wěn)定校驗(yàn)：① 相間作用應(yīng)力查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》146頁，表519，可知豎放三條矩形母線的截面系數(shù)：慣性半徑；跨距：；材料系數(shù)：自振頻率：，故，于是，② 計(jì)算條間作用應(yīng)力由，查《發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)參考資料》149頁，圖510，矩形母線形狀系數(shù),同相母線條間作用力為：襯墊臨界跨距為：，應(yīng)按來確定襯墊跨距故，所以能保證滿足動穩(wěn)定要求。 10kV電纜線的選擇及校驗(yàn)型式：應(yīng)根據(jù)敷設(shè)環(huán)境及使用條件選擇電纜型式。1)按額定電壓:2)按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積查表得，,查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》，153頁，表522，電纜截面為時，在載流量,因?yàn)?所以，3)熱穩(wěn)定校驗(yàn):為主保護(hù)動作時間加斷路器全分閘時間，取查書得，C=95，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面積為：，能滿足熱穩(wěn)定要求。 避雷器的選擇及校驗(yàn) 110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)由查書201頁，表625，選擇FZ110型，其參數(shù)如下表所示：表625 FZ110的技術(shù)數(shù)據(jù)型號組合方式額定電壓，kV滅弧電壓，kV工頻放電電壓，kV不小于不大于FZ1104FZ30J1101002282681)滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作允許電壓：直接接地：滿足要求2)工頻放電電壓校驗(yàn)校驗(yàn)：下限值：下限值：上、下限值均滿足要求。3)殘壓校驗(yàn)：滿足要求。4)沖擊放電電壓校驗(yàn)：,滿足要求。所以，所選FZ110型避雷器滿足要求。 35kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)由查書201頁，表626，選擇FZ35型，其參數(shù)如下表所示：表626 FZ35的技術(shù)數(shù)據(jù)型號組合方式額定電壓，kV滅弧電壓，kV工頻放電電壓，kV不小于不大于FZ352FZ153541841041)滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作允許電壓：直接接地：滿足要求2)工頻放電電壓校驗(yàn)校驗(yàn)：下限值：下限值：上、下限值均滿足要求。3)殘壓校驗(yàn)：滿足要求。4)沖擊放電電壓校驗(yàn)：,滿足要求。所以，所選FZ35型避雷器滿足要求。 10kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)由查書201頁，表627，選擇FZ10型，其參數(shù)如下表所示：表627 FZ10的技術(shù)數(shù)據(jù)型號組合方式額定電壓，kV滅弧電壓，kV工頻放電電壓，kV不小于不大于FZ10單獨(dú)元件102631（1）滅弧電壓校驗(yàn)：最高工作允許電壓：直接接地：滿足要求（2）工頻放電電壓校驗(yàn)校驗(yàn)：下限值：下限值：上、下限值均滿足要求。（3）殘壓校驗(yàn)：滿足要求。（4）沖擊放電電壓校驗(yàn)：,滿足要求。所以，所選FZ10型避雷器滿足要求。7電氣總平面布置及配電裝置的選擇配電裝置是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測量電器，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，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式配電裝置和成套式配電裝置，還有六氟化硫組合電氣。 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求1)保證運(yùn)行可靠2)便于操作、巡視和檢修3)保證工作人員的安全4)力求提高經(jīng)濟(jì)性5)便于擴(kuò)建6)符合國家各項(xiàng)政策 配電裝置的選擇 配電裝置的最小安全凈距為了滿足配電裝置運(yùn)行和檢修的需要，每個帶電設(shè)備之間應(yīng)相隔一點(diǎn)的距離。配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，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或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿[14]。本變電站三個電壓等級：110kV、35kV、10kV。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》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110kV、35kV采用屋外配電裝置，10kV采用屋內(nèi)配電裝置[15]。 屋外配電裝置屋外配電裝置將所有電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體都安裝在露天的基礎(chǔ)是架構(gòu)上。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置得高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型、高型。 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，使帶電部分對地保持必要的高度，以便運(yùn)行人員能在地面安全地活動，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，造價低，但占地面積大。 半高型配電裝置半高型配電裝置是將母線至于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少30%，半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，除母線隔離開關(guān)外，其余部分與中型布置基本相同，運(yùn)行維護(hù)較為方便。 高型配電裝置高型配電裝置是將一組母線及隔離開關(guān)與另一組母線及隔離開關(guān)上下重疊布置?？梢怨?jié)省占地面積50%左右，主要缺點(diǎn)是耗費(fèi)大量鋼材，造價較高，操作和維護(hù)條件較差。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇如表所示，表71配電裝置選擇110kV中型配電裝置35kV屋外半高型配電裝置10kV屋內(nèi)單層配電裝置8 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)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)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此變電站的防雷保護(hù)必須是十分可靠的。變電站所遭受雷害可能來自兩個方面：雷直擊于變電站；沿線路向變電站入侵的雷電波。對直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線。由于線路落雷頻繁，所以沿線路入侵的雷電波是變電站遭受雷害的主要原因。主要措施是在變電站內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，在變電站的進(jìn)線上設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段[16]。防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高，具有良好接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。：1)獨(dú)立式避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當(dāng)有困難時，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地線的長度不得小于15m。2)獨(dú)立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距≥＋,且；獨(dú)立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離≥，且，式中為沖擊接地電阻。：首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。1)電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上。2)35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。3)在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在地中距離很難達(dá)到不小于15m的要求。1)避雷針的設(shè)計(jì)一般有以下幾種類型：a、單支避雷針的保護(hù)；b、兩針避雷針的保護(hù)；c、多支避雷針的保護(hù)；在對較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時，采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。因此，為了對本站覆蓋，采用四支避雷針。查手冊，門型架構(gòu)高15m。避雷針的擺放如圖所示。2）的確定：公式為：圖81 避雷針擺放位置在被保護(hù)高度平面上的保護(hù)半徑（m）被保護(hù)高度（m）避雷針高度（m）避雷針有效高度（m）本站被保護(hù)的最高高度為10m，避雷針高度30m.因?yàn)?，所以。?jì)算得：3）的確定：的尺寸由相鄰兩支避雷針的裝設(shè)條件決定：即針尖距離和避雷針保護(hù)物體的有效長度來決定。（兩避雷針間水平面上的保護(hù)范圍最小寬度為）可由保護(hù)范圍曲線查出。D避雷針兩者之間距離1與2 2與3 3與4 4與1 保護(hù)全面積的校驗(yàn)條件為：其中：為通過三支避雷針?biāo)纬傻娜切雾旤c(diǎn)圓的直徑。所以滿足條件。綜上所述，該布置方案可以保護(hù)本站。9接地網(wǎng)設(shè)計(jì)變電站需要有良好的接地裝置，以滿足工作安全和防雷保護(hù)接地要求。一般做法是根據(jù)安全和工作接地的要求，敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后再在避雷針和避雷器下面增加接地體，以滿足防雷接地的要求?？偟慕拥仉娮铻樗浇拥伢w接地電阻和垂直接地體接地電阻的并聯(lián)等效阻值。一般要求總的接地電阻,才能保證運(yùn)行的安全。工程實(shí)用的接地體主要由扁鋼、圓鋼、角鋼或鋼管組成，~1m。水平接地體多用扁鋼，寬度一般為20~40mm，厚度不小于4mm，或者用直徑不小于6mm的圓鋼。垂直接地體一般用角鋼（～）或鋼管。1）垂直接地體：式中：l是接地體長度（m）。d是接地體直徑（m）。當(dāng)采用扁鋼時d=d/2,b為扁鋼的寬度。當(dāng)采用角鋼時d=,b是角鋼每邊寬度。當(dāng)有n根垂直接地體時，總接地電阻可按并聯(lián)電阻計(jì)算：式中：稱為利用系數(shù)，它表示由于電流互相屏蔽而使接地體不能充分利用的程度，—。2）水平接地體：式中：L是接地體的總長度（m）。h是接地體埋設(shè)深度（m）；A是表示因受屏蔽影響是接地體電阻增加的系數(shù)。其數(shù)值如下表91。表91屏蔽影響系數(shù)表序號1 2 3 45678接地體形式屏蔽系數(shù)0 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用先在地下深為h的水平面上敷設(shè)方格形狀的水平接地體，如圖91所示：（俯視圖）圖91接地網(wǎng)俯視圖調(diào)整水平接地體的間距可以改變水平接地體電阻的阻值，然后再在兩水平接地體的相交處敷設(shè)垂直接地體。 如圖92所示（側(cè)視圖）圖92 接地體側(cè)視圖設(shè)水平接地體間距為5m，考慮到10kV室內(nèi)配電室建筑下方無接地網(wǎng)，則敷設(shè)垂直接地體為根。水平接地體埋設(shè)深度取h=，采用寬度為40mm，厚度為4mm的扁鋼；垂直接地體采用的角鋼。已知土質(zhì)為黏土，垂直接地體的電阻阻值： 取得水平接地體總長度為：水平接地體的電阻值： 取A=：總的接地電阻阻值為以上兩個電阻的并聯(lián)：滿足要求。參考文獻(xiàn)[1] （上冊）.水利電力出版社，1984（9）.[2] 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ576（試行）修訂說明 .[3] （第三版）.（8）[4] 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院（電氣一次部分）.（12）.[5] （送變電卷）.（1）.[6] （6）.[7] 東南大學(xué) （5）.[8] （8）.[9] （10）.[10] 徐國政 張節(jié)榮 錢家驪 （10）.[11] （日）中西邦雄 著 張義民 （3）.[12] 劉繼春《發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)與CAD應(yīng)用》四川大學(xué)，2003年[13] （蘇） 著 （12）.[14] 西北電力設(shè)計(jì)院.《電力工程設(shè)計(jì)手冊》（1）..[15] 范錫普.《發(fā)電廠電氣部分》（第二版）..[16] Naidu Engineering [M].New Delhi tada McgrawHill,Publ.,1982[17] [M].北京：.致謝在老師