【正文】 滿足熱穩(wěn)定 35kV母線的選擇及校驗1 按經(jīng)濟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)濟電流密度則母線經(jīng)濟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 105故可滿足長期發(fā)熱要求2 熱穩(wěn)定校驗為主保護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① 相間作用應(yīng)力查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》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 計算條間作用應(yīng)力由查《發(fā)電廠電氣部分設(shè)計參考資料》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實際環(huán)境溫度為查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》144頁表517綜合修正系數(shù)為K 105熱穩(wěn)定校驗 為主保護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1 按經(jīng)濟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)濟電流密度則母線經(jīng)濟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 105故可滿足長期發(fā)熱要求2 熱穩(wěn)定校驗為主保護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① 相間作用應(yīng)力查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》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 計算條間作用應(yīng)力由查《發(fā)電廠電氣部分設(shè)計參考資料》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)計參考資料》153頁表522電纜截面為時在載流量因為所以3 熱穩(wěn)定校驗為主保護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68 避雷器的選擇及校驗 110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗由查書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 FZ110 4FZ30J 110 100 228 268 1 滅弧電壓校驗最高工作允許電壓直接接地滿足要求2 工頻放電電壓校驗校驗下限值下限值上下限值均滿足要求3 殘壓校驗滿足要求4 沖擊放電電壓校驗滿足要求所以所選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 FZ35 2FZ15 35 41 84 104 1 滅弧電壓校驗最高工作允許電壓直接接地滿足要求2 工頻放電電壓校驗校驗下限值下限值上下限值均滿足要求3 殘壓校驗滿足要求4 沖擊放電電壓校驗滿足要求所以所選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 單獨元件 10 127 26 31 1滅弧電壓校驗最高工作允許電壓直接接地滿足要求2工頻放電電壓校驗校驗下限值下限值上下限值均滿足要求3殘壓校驗滿足要求4沖擊放電電壓校驗滿足要求所以所選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)正常運行按電氣設(shè)備裝置的地點不同可分為屋內(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71 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求1 保證運行可靠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)濟性5 便于擴建6 符合國家各項政策72 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行和檢修的需要每個帶電設(shè)備之間應(yīng)相隔一點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和搬運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110kV35kV10kV根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》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110kV35kV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1 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是布置比較清晰不易誤操作運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2 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)點除母線隔離開關(guān)外其余部分與中型布置基本相同運行維護較為方便3 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)上下重疊布置可以節(jié)省占地面積50左右主要缺點是耗費大量鋼材造價較高操作和維護條件較差綜上所述本設(shè)計選擇如表所示表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 防雷保護設(shè)計變電站是電力系統(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重影響國民經(jīng)濟和人民生活因此變電站的防雷保護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線上設(shè)置進線保護段[16]81避雷針的作用防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針?biāo)怯山饘僦瞥杀缺槐Ｗo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)入地中從而保護了附近比它矮的設(shè)備建筑免受雷擊82避雷針的配置的配置原則1 獨立式避雷針宜裝設(shè)獨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)的地下連接點沿接地線的長度不得小于15m2 獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距≥02＋01h且獨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≥03且式中為沖擊接地電阻位置的確定首先應(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)避雷針避雷線因為門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在地中距離很難達到不小于15m的要求83防雷保護方案1 避雷針的設(shè)計一般有以下幾種類型a單支避雷針的保護b兩針避雷針的保護c多支避雷針的保護在對較大面積的變電所進行保護時采用等高避雷針聯(lián)合保護要比單針保護范圍大因此為了對本站覆蓋采用四支避雷針被保護變電所總長662m寬635m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高度平面上的保護半徑m被保護高度m避雷針高度m避雷針有效高度m本站被保護的最高高度為10m避雷針高度30m因為所以計算得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物體的有效長度來決定兩避雷針間水平面上的保護范圍最小寬度為可由保護范圍曲線查出D避雷針兩者之間距離1與2 2與3 3與4 4與1 84 保護全面積的校驗條件為其中為通過三支避雷針?biāo)纬傻娜切雾旤c圓的直徑所以滿足條件綜上所述該布置方案可以保護本站9接地網(wǎng)設(shè)計91設(shè)計說明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行的安全92接地體的設(shè)計工程實用的接地體主要由扁鋼圓鋼角鋼或鋼管組成埋入地表下051m水平接地體多用扁鋼寬度一般為2040mm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～或鋼管長度一般為25m93典型接地體的接地電阻計算1垂直接地體式中l(wèi)是接地體長度md是接地體直徑m當(dāng)采用扁鋼時d d2b為扁鋼的寬度當(dāng)采用角鋼時d 084bb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一般為065082水平接地體式中L是接地體的總長度mh是接地體埋設(shè)深度mA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 4 5 6 7 8 接地體形式 屏蔽系數(shù) 0 038 048 087 1691 214 527 881 94 接地網(wǎng)設(shè)計計算本次設(shè)計采用先在地下深為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 08m采用寬度為40mm厚度為4mm的扁鋼垂直接地體采用的角鋼長度為25m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 214得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[1] 西北電力設(shè)計院發(fā)電廠變電所電氣接線和布置上冊水利電力出版社19849[2] 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程SDJ576試行修訂說明 水[3] 熊信銀發(fā)電廠電氣部分第三版中國電力出版社20048[4] 水利電力部西北電力設(shè)計院電氣一次部分中國電力出版社198912[5] 胡其秀電力工程施工組織設(shè)計手冊送變電卷中國水利水電出版社20041[6] 電力工業(yè)部電力規(guī)劃出版社19986[7] 東南大學(xué) 曹繩敏電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計5[8] 河南省電出版社19958[9] 傅知蘭電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與10[10] 徐國政 張節(jié)榮 錢家驪 出版社200010[11] 日中西邦雄 著 張義民 出版社10823[12] 劉繼春《發(fā)電廠電氣設(shè)計與CAD應(yīng)用》四川大學(xué)2003年[13] 蘇耶夫 著 陸12[14] 西北電力設(shè)計院《電力工程設(shè)計手冊》1水利電力出版社1989[15] 范錫普《發(fā)電廠電氣部分》第二版水利電力出版社1995[16] Naidu Mset alHingvoltage Engineering [M]New Delhi tada McgrawHillPubl1982[17] 劉振亞國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計110kV變電站分冊[M]北京中國電力出版社20