【導(dǎo)讀】220KV變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計。本說明書以220KV地區(qū)變電站設(shè)計為例，論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設(shè)。通過對變電站的主接線設(shè)計，站用電接線設(shè)計，短路電流計。算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗，主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定，運行方式分析，防雷。及過電壓保護(hù)裝置的設(shè)計，電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計和無功補償方案設(shè)計，較為。限于畢業(yè)設(shè)計的具體要求和設(shè)計時間的限制，本畢業(yè)設(shè)計只對變電站電氣一次部分。做了較為詳細(xì)的理論設(shè)計，而對其電氣二次部分并沒有涉及，這有待于在今后的學(xué)習(xí)和。工作中進(jìn)行研究。

　　

【正文】 。 1） 種類和型式的選擇 電流互感器根據(jù)使用環(huán)境可分為室內(nèi)式﹑室外式 ,根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注式結(jié)構(gòu)，根據(jù)一 次線圈的型式又可分為線圈式和母線式﹑單匝貫穿式﹑復(fù)匝貫穿式 。 選擇電流互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇其型式。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 29 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓﹑一次回路電流﹑二次回路電流﹑二次回路負(fù)荷﹑準(zhǔn)確度等級﹑暫態(tài)特性﹑二次線圈數(shù)量﹑機(jī)械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)﹑熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過電壓能力 絕緣水平﹑泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度 2） 一次回路額定電壓的選擇 一次回路額定電壓 NU 和 NI1 應(yīng)滿足： NU ≥ NSU 3） 一次額定電流的選擇 當(dāng)電流互感器用于測量時 ,其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比實際正常工作電流大 1/3左右 ,以保證測量儀表的最佳工作，并在負(fù)荷時有適當(dāng)?shù)闹甘?。 電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇 。 一般情況下可按變壓器額定電流的 1/3 進(jìn)行選擇 。 NI1 ≥ maxI 4） 動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校驗是對產(chǎn)品本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行校驗 ,對于母線從窗口穿過且無固定板的電流互感器可不校驗動穩(wěn)定 。 由同一相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部電動力校驗。 esi ≥ shi 或 esNKI12 ≥ shi 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 30 電壓互感器的選擇 電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉(zhuǎn)換為 100V 的電壓 ,以滿足繼電保護(hù)﹑自 動裝置和測量儀表的要求 。 在并聯(lián)電容器裝置中，電壓互感器除作測量外，還作為放電元件 。 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓﹑二次回路電壓﹑二次回路負(fù)荷﹑準(zhǔn)確度等級﹑機(jī)械荷載 承受過電壓能力 絕緣水平﹑泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度 1） 種類和型式選擇 應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進(jìn)行選擇電壓互感器的種類和型式。 2） 額定電壓和電流的選擇 NU ≥ NSU ， NI1 ≥ maxI 3） 準(zhǔn)確級 規(guī)程規(guī)定，用于變壓器，所用饋線，出線等回路中的電度表，供所有計算電費的電度表，其準(zhǔn)確等級要求為 級，供運行監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，期準(zhǔn)確等級要求一般為 1 級，在電壓二次回路上，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應(yīng)按要求等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確等級。 熔斷器的選擇 高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)其所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，它的熔體熔化而分?jǐn)嚯娏鳗p 開斷電路，熔斷器主要用來進(jìn)行短路保護(hù) ,用來保護(hù)線路﹑變壓器及電壓互感器等設(shè)備 。 有的熔斷器具有過負(fù)荷保護(hù)功能 。 熔斷器由熔體﹑支持金屬體的觸頭和保護(hù)外殼三部分組成 。 熔斷器是最簡單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害 。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 31 在本站中，熔斷器只用于保護(hù)電壓互感器 ，其只需按額定電壓及斷流容量（ S＝3 NU nbrI ）兩項來選擇。當(dāng)短路容量較大時，可考慮在熔斷器前串聯(lián)限 流電阻。 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 電壓﹑電流 保護(hù)特性 斷流容量﹑最大開斷電流﹑熔斷特性﹑最小熔斷電流 環(huán)境條件 環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度 短路時各級保護(hù)設(shè)備之間應(yīng)選擇動作，其配合要求如下： 1） 熔斷器與熔斷器配合 一般按上、下級熔件正負(fù)誤差疊加，并計及 10%配合裕度計算配合級差。 2） 斷路器與斷路器配合 斷路器過流脫扣器配合級差可取 ~，即負(fù)荷斷路器為瞬動。廠用變壓器和低壓側(cè)無分支時，低壓電源短路器可不裝保護(hù)，則利用高壓側(cè)保護(hù)跳低壓側(cè)斷路器，或僅裝延時動作欠電壓保護(hù)。 3） 斷路器與熔斷器配合 斷路器與熔斷器配合時，應(yīng)將其保護(hù)曲線與熔斷器曲線進(jìn)行比較，以保證可能出現(xiàn)的各種短路電流下能選擇行動作。 所設(shè)備如下表 計算參數(shù) NU KV maxI A ptI A shi A kt S kQ KA2 S 220 845 1400 3570 ＋ ＝ 214 ＝ 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 32 設(shè) 備 110 1230 1110 2830 ＋ ＝ 211 ＝ 35 1440 2370 6044 ＋ ＝ ＝ 斷 路 器 參數(shù) 設(shè)備 NU KV NI A nbrI KA ncli KA 全開斷 時間 s tIt2 熱穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定校 驗 2206 ?SW 220 1200 21 53 221 4 ＝ 1764＞ kQ 53＞ shi ??1106SW 110 1500 80 4 ＝3969＞ kQ 80＞ shi ???352SW 35 1500 — 4 ＝＞ kQ — 隔 離 開 關(guān) 參 數(shù) 設(shè) 備 NU KV NI A 極限 電流 KA 8010002204 —— DGW 220 1000 80 1104 —GW 110 1250 55 GGW 355 — 35 1600 100 電 壓 互 感 器 參 數(shù) 設(shè)備 一次電壓 二次電壓 最大容量MVA JDR— 220 3220 3100 YDR— 110 3110 3100 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 33 JDJJ— 35 335 3100 電 流 互 感 器 參數(shù) 設(shè)備 一次電流 A 二次電流 A 10%倍數(shù) 熱穩(wěn)定電流 動 穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定校驗 LCWD3 —220 1200 5 15 35NI1 35179。 179。 1200＝ 105＞ shi （ 35 179。1200） 2＞ kQ LCWB6 —110 2179。 1000 5 — — 45 115＞shi 45 2 ＞kQ LCWD1 —35 1500 5 15 NI1 30179。 179。 1500＞ shi （ 30 179。1500） 2＞ kQ 硬導(dǎo)體截面常用的有矩形、槽形和管形。單條矩形導(dǎo)體截面最大不超過 1250 2mm ，以減小集膚效應(yīng)，使用大于電流時，可將 2— 4 條矩形導(dǎo)體并列使用，矩形導(dǎo) 體一般只用于 35KV及以下電流在 4000A 及以下的配電裝置中；槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于 4000~8000A 的配電中。 矩形導(dǎo)體的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)體布置方式有關(guān)。三相系統(tǒng)平行布置時，若矩形導(dǎo)體的長邊垂直布置（豎放）方式，散熱較好，載流量大，但機(jī)械強(qiáng)度較低；若矩形導(dǎo)體的長邊呈水平布置（平放），則與前者相反。因此，導(dǎo)體的布置方式應(yīng)根據(jù)載流量大小；短路電流水平和配電裝置的具體情況而定。 一般要求 : 1） 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)下列技術(shù)條件進(jìn)行選擇和校驗 : (1)工作電流 (2)動穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度 (3)熱穩(wěn)定 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 34 2） 裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗 : (1)環(huán)境溫度 (2)日照 (3)風(fēng)速 (4)海拔高度 導(dǎo)體的選擇 導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 對年負(fù)荷利用小時數(shù)大（＞ 5000h），傳輸容量大，長度在 20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對傳輸容量不大，可按長期允許電流來選擇。 截面的選擇 1） 220KV 級 選擇導(dǎo)體 ? maxI ＝ 845A 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 查手冊： 選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流 1082A，截面為 63179。 8（ h179。 b） mm, 集膚效應(yīng)系數(shù) fK ＝ 環(huán)境溫度最高為 42176。 C，查表修正： ?45alI ＝ 179。 1082＝ ﹤ 845A ? 不滿足條件 改選單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為 1227A，截面為 63179。 10（ h179。 b） mm, 集膚效應(yīng)系數(shù) fK ＝ 修正： ?45alI ＝ 179。 1227＝ ＞ 845A 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 35 ? 滿足條件 熱穩(wěn)定校驗 正常運行時導(dǎo)體溫度 ? ＝ 0? ＋（ al? － 0? ） 22maxalII 式中： 0? — 導(dǎo)體要安裝實際溫度 al? — 長期發(fā)熱允許最高溫度 ? ＝ 42＋（ 70－ 42）179。 22908845＝ 66176。 C 查下表，選熱穩(wěn)定系數(shù) C 不同溫度下裸導(dǎo)體的 C 值 工作溫度 60 65 70 硬鋁及鋁錳合金 91 89 87 查得： C＝ 89 前已算得： kQ ＝ 372 2KA 178。 S 則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為： minS ＝ CKQ fK＝ 89 6 ??＝ ﹤ 800 2mm ? 滿足熱穩(wěn)定要求 2） 110KV 級 選擇導(dǎo)體 ? maxI ＝ 1230A 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 36 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 查手 冊 選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為 1807A，截面為 100179。 10（ h179。 b） mm, 集膚效應(yīng)系數(shù) fK ＝ 環(huán)境溫度最高為 42176。 C，查表修正： ?45alI ＝ 179。 1082＝ 1337A＞ 1230A 熱穩(wěn)定校驗 正常運行時導(dǎo)體溫度： ? ＝ 0? ＋（ al? － 0? ） 22maxalII ＝ 42＋（ 70－ 42）179。 2＝ 66176。 C 查表得： C＝ 89 則滿足短路時最小截面積： minS ＝ CKQ fK＝ 89 6 ??＝ 179﹤ 1000 2mm 滿足熱穩(wěn)定要求。 3） 35KV級 選擇導(dǎo)體 ? maxI ＝ 1440A 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 查手冊 選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為 2087A，截面為 125179。 8（ h179。 b） mm, 集膚效應(yīng)系數(shù) fK ＝ 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 37 修正： ?45alI ＝ 179。 2087＝ ＞ 1440A 熱穩(wěn)定校驗 正常運行時溫度 ? ＝ 0? ＋（ al? － 0? ） 22maxalII ＝ 42＋（ 70－ 42）179。 2215441440＝ 66176。 C 查表得： C＝ 89 則滿足短路時最小截面積 minS ＝ CKQ fK＝ 89 6 ??＝ 381﹤ 1000 2mm 滿足熱穩(wěn)定要求。 母線故障 工作方式 220KV 當(dāng)母線故障 時 ,先合上母聯(lián)斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合母聯(lián)斷路器 ,想備用母線充電 ,這時 ,兩組母線等電位 ,為保證不中斷供電 ,按“先通后斷”原則進(jìn)行操作，既先接通備用母線上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上的隔離開關(guān) ,完成母線轉(zhuǎn)換后，再斷開母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān) ,即可使原工作母線退出運行檢修 . 110KV 其接線方式跟 220KV一致 ,所以，其工作方式與 220KV一致 。 35KV 當(dāng)一母線發(fā)生故障 ,分段斷路器自動將故障隔離 ,保證正常段母線不間斷供電 ,不致使重要用戶停電 。兩段母線同時故障的幾率甚小 ,可以不予考慮 。 變壓器故 障 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 38 主變及站變 當(dāng)某一臺變壓器故障或檢修時 ,變壓器兩側(cè)的斷路器將其從線路中切除 。 其負(fù)荷由另一變壓器承擔(dān) 。 本章小結(jié) 電氣設(shè)備的選擇條件包括兩大部分：一是電氣設(shè)備所需要滿足的基本條件，即按正常工作條件（最高電壓和最大持續(xù)工作電流）選擇，并按短路狀態(tài)校驗動、熱穩(wěn)定； 二是根據(jù)不同電氣設(shè)備的特點而提出的選擇和校驗項目。在本章中，首先闡述了電氣設(shè)備的選擇原則。其次，根據(jù)選擇選擇符合條件的電氣設(shè)備。最后，通過對母線故障和變壓器故障分析，闡述了變電站的運行方 式。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計 39 第 6 章 配電裝置 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，