【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(shū)147頁(yè)，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(zhǎng)期允許載流量，142頁(yè)，表514，應(yīng)選型，雙條鋁母線，它在, 平放布置時(shí),因?qū)嶋H環(huán)境溫度，查書(shū)得，綜合修正系數(shù)K=，故可滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間，取查書(shū)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(dòng)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(yè)，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(yè)，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(lái)確定襯墊跨距故，所以能保證滿足動(dòng)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(yè)，表513，選LGJ25，其標(biāo)稱(chēng)面積為,長(zhǎng)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(yè)，表517，綜合修正系數(shù)為K=，熱穩(wěn)定校驗(yàn): 為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間，取查書(shū)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(zhǎng)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(shū)147頁(yè)，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(zhǎng)期允許載流量，142頁(yè)，表514，應(yīng)選型，雙條鋁母線，它在, 平放布置時(shí),因?qū)嶋H環(huán)境溫度，查書(shū)得，綜合修正系數(shù)K=，故可滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間，取查書(shū)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(dòng)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(yè)，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(yè)，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(lái)確定襯墊跨距故，所以能保證滿足動(dòng)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(yè)，表522，電纜截面為時(shí)，在載流量,因?yàn)?所以，3)熱穩(wěn)定校驗(yàn):為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間，取查書(shū)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(shū)201頁(yè)，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(hào)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(shū)201頁(yè)，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(hào)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(shū)201頁(yè)，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(hào)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(kāi)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(lái)接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(guó)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(gè)帶電設(shè)備之間應(yīng)相隔一點(diǎn)的距離。配電裝置的整個(gè)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(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(wú)論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過(guò)電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿[14]。本變電站三個(gè)電壓等級(jí)：110kV、35kV、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(duì)地保持必要的高度，以便運(yùn)行人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。 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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)與另一組母線及隔離開(kāi)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(jià)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(guó)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(lái)自兩個(gè)方面：雷直擊于變電站；沿線路向變電站入侵的雷電波。對(duì)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(shí)，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(zhǎng)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(shí)易引起反擊。3)在變壓器的門(mén)型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T(mén)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(lèi)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(duì)較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí)，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(duì)本站覆蓋，采用四支避雷針。查手冊(cè)，門(mén)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(zhǎng)度來(lái)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(guò)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(gè)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。總的接地電阻為水平接地體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(zhǎng)度（m）。d是接地體直徑（m）。當(dāng)采用扁鋼時(shí)d=d/2,b為扁鋼的寬度。當(dāng)采用角鋼時(shí)d=,b是角鋼每邊寬度。當(dāng)有n根垂直接地體時(shí)，總接地電阻可按并聯(lián)電阻計(jì)算：式中：稱(chēng)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(zhǎng)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(hào)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(wú)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(zhǎng)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(gè)電阻的并聯(lián)：滿足要求。參考文獻(xiàn)[1] （上冊(cè)）.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(shuō)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(guó)政 張節(jié)榮 錢(qián)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(cè)》（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