【導(dǎo)讀】電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成的。因此，作為電氣工程及其自動化。專業(yè)的學(xué)生，進行變電所設(shè)計是很有必要的。絡(luò)的樞紐點上，高壓側(cè)以接受系統(tǒng)電能為主，降壓后供電給本地區(qū)的35kV用戶，對本地區(qū)的正常供電起到了重要作用。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電,但仍將。使該地區(qū)生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。因此，電力系統(tǒng)運行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。能地節(jié)省投資、就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性。本次設(shè)計為110kV變電站初步設(shè)計，共分為任務(wù)書、計算書、說明書三部分，同時還附有4張圖紙加以說明。設(shè)計問題的能力，為未來的實際工作奠定必要的基礎(chǔ)。稱為繼電保護裝置。20萬MW及以上大型機組以采用計。電力系統(tǒng)已實現(xiàn)調(diào)度自動化。電力系統(tǒng)，高電壓和高自動化的新階段。因而，該地區(qū)工農(nóng)業(yè)負(fù)荷集中，需電量大。若全所停電，將引起該地區(qū)用戶供電中斷，造成重大經(jīng)濟損失，甚

　　

【正文】 間靠近主變的位置，并且每臺主變均布置一獨立的 10kV 屋內(nèi)配電裝置。此外，ZY 110KV 變電所設(shè)計 110KV 變電站的初步設(shè)計 25 電容器和所用變亦布置于各自的配電裝置附近。 主控樓（室） 主控樓（室）的位置應(yīng)滿足： （ 1） 值班人員便于監(jiān)視屋外配電裝置，有利于其與各電壓級配電裝置的聯(lián)系，以便迅速進行各種操作； （ 2） 值班人員優(yōu)良好的環(huán)境（噪聲干擾和靜電感應(yīng)較小，有較好的朝向），有利于安靜和專心地工作； （ 3） 盡可能縮短主控樓與配電裝置、主變的控制電纜長度。 因高壓配電裝置為雙列布置，故主控樓（室）宜布置于兩列配電裝置之間，且適當(dāng)靠近所前區(qū)。主控室與通訊室、值班休息室、檢修和材料間等輔助室聯(lián)合成一座建筑，即主控樓。本所主控樓采用帶夾層的雙層樓，頂層用于主控室，供值班人員工作；底層用 于輔助室，像檢修間、休息室、材料間等；中間設(shè)有夾層，用于鋪設(shè)控制電纜。 所內(nèi)道路布置 道路的分類 所內(nèi)道路主要分三級： Ⅰ 級：主要道路， 叫主道。由大門至主控樓主變的道路，需行駛大型平板 車。 Ⅱ級：次要道路，包括環(huán)形道和其他道。除主道外，需要行駛汽車的道路。 Ⅲ級：巡視小道。 主要為值班人員巡視電氣設(shè)備而設(shè)計的小道， 可利用電纜溝蓋作為部分巡視小道 。 布置原則 （ 1） 道路應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)和所前區(qū)的劃分進行布置，充分適應(yīng)各建筑物交通運輸、消防、巡視和設(shè)備檢修的使用要求，并且 也作為各建筑物間的分界標(biāo)志。 （ 2） 道路布置要力求規(guī)則，與主要建筑物平行，且宜環(huán)形貫通。當(dāng)環(huán)形有困難時，應(yīng)具備回車條件，如在道路盡端設(shè)回車場（ 12 12m），或設(shè)“Τ”型或“十”字形路口，以取代回車場。 （ 3） 道路設(shè)計標(biāo)高及縱坡因應(yīng)與場地的豎向布置相適應(yīng)，一般應(yīng)與場地排水坡向保持一致，便于運輸和排水。 （ 4） 主道與高壓線， 要處于不同方向，或相互錯開，盡可能避免穿越高壓線。 （ 5） 穿越道路的電纜溝應(yīng)有足夠的強度，以保證行車安全 。 路面設(shè)計 （ 1）對于本所內(nèi)，主道寬度可設(shè)為 4m，次道 寬度可設(shè)為 3m，巡視小道寬度可鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 26 設(shè)為 — 。 （ 2）行駛汽車道路的轉(zhuǎn)彎半徑，一般不小于 7m（內(nèi)緣），可設(shè)為 8m，通行平板車的路段轉(zhuǎn)彎半徑要根據(jù)不同平板車的類型確定。 （ 3）道路一般采用混凝土路面。 主變壓器布置 主變壓器一般布置在各電壓級配電裝置和無功補償裝置較為中間的位置，且布置于主道邊 1— 2m以內(nèi)，便于運輸和安裝，此外還便于和各電壓側(cè)引線的就近連接。主變壓器坐于貯油池（坑）上，其基礎(chǔ)一般做成雙梁形并鋪以鐵軌，軌距等于主變的滾輪中心距。為了防止主變發(fā)生事故時，燃油流失使事故擴 大，貯油池尺寸應(yīng)比設(shè)備外廓大 1m,貯油池內(nèi)一般鋪設(shè)厚度不小于 ，且卵石直徑為 50— 80mm。為防止下雨時泥水流入貯油池內(nèi)，油池四壁宜高出地面 50—100mm，并以水泥抹面，排油管的內(nèi)徑不應(yīng)小于 100mm。 主變與建筑物的距離不應(yīng)小于 ，且距主變 5m內(nèi)的建筑物，在主變總高度以下及外廓兩側(cè)各 3m 的范圍內(nèi)，不應(yīng)有門窗和通風(fēng)孔。當(dāng)主變油量超過 2500kg以上時，兩臺主變之間的放火凈距不應(yīng)小于 5— 10m， 布置有困難時，應(yīng)設(shè)防火墻，放火墻高度不宜低于主變油枕的頂端高程，其長度應(yīng)大于主變貯油池兩 側(cè)各 1m。 配電裝置的分類與設(shè)計要求 配電裝置是變電所的重要組成部分，是電氣主接線的具體實現(xiàn)。它是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器 、 保護和測量電器 、 母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。 配電裝置的分類 配電裝置按電器裝設(shè)地點不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式配電裝置。 配電裝置的設(shè)計要求 根據(jù)國家水利電力部頒發(fā)的《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 SDJ5— 85 有關(guān)規(guī)定來敘述配電裝置的設(shè)計原則。 第 條 高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技 術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件，自然環(huán)境等特點和運行、檢修等要求，合理地制定布置方案和選用ZY 110KV 變電所設(shè)計 110KV 變電站的初步設(shè)計 27 設(shè)備，并積極慎重地采用新布置、新設(shè)備和新材料，使設(shè)計做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便。 第 條 配電裝置的布置??應(yīng)滿足在當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件下正常運行、檢修、短路和過電壓時的安全要求，并應(yīng)考慮遠景發(fā)展。 第 條 配電裝置各回路的相序排列宜一致。對屋內(nèi)硬導(dǎo)體及屋外母線橋應(yīng)涂刷相色油漆，不涂相色油漆的應(yīng)有相色標(biāo)志。 第 條 110kV 及以上屋外配電裝置的構(gòu)架荷載條件及電氣距離，有條件時宜考慮帶 電檢修的要求。 第 條 為保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝設(shè)接地刀閘或接地器；電壓為 63kV 及以上的配電裝置，對斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘。屋內(nèi)配電裝置間隔內(nèi)的硬導(dǎo)體及接地線上，應(yīng)留有接觸面和連接端子，以便于安裝攜帶式接地線。 第 條 屋內(nèi)配電裝置均應(yīng)裝設(shè)閉鎖裝置及聯(lián)鎖裝置，以防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)，帶接地刀閘，有電掛接地線，誤拉合斷路器，誤入屋內(nèi)有電間隔等電氣誤操作事故。 除以上有關(guān)規(guī)程規(guī)定外，配電裝置還應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1）配電裝置少占地， 不占良田和避免大量開挖土石方，這是一條必須認(rèn)真貫徹的重要政策。以下是各型配電裝置占地面積的比較： 以屋外普通中型為 100%； 屋外分相中型： 70%— 80%； 屋外半高型： 50%— 60%； 屋外高型： 40%— 50%； 屋內(nèi)型： 25%— 30%。 （ 2）保證運行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊清晰，保證具有足夠的安全距離。 （ 4）便于檢修巡視和操作。 （ 5）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約三材和降低造價。 （ 6）安裝和擴建方便。 屋內(nèi)配電裝置的設(shè)計 屋內(nèi)配電裝置的特點 本所 10kV 配電裝置采用單層式成套高壓開關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置，其特點如下： （ 1）由于采用了成套開關(guān)柜，電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 28 對地的允許安全凈距可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 （ 2） 所有電器元件已在工廠組裝成一體（開關(guān)柜），大大減少了現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也有利于擴建和搬遷，且維修巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候的影響。 （ 3） 外界污穢空氣對電器影響較小，運行可靠性高，可減少維護工作量，并且維護方便。 （ 4）采用單層配電裝置，房屋建筑投資較?。ㄅc二層式比較），整體造價較高（與同一電壓級屋外式比較）。 10kV 配電裝置配置 圖 配置圖的定義與作用 設(shè)計配電裝置時，在確定所采用的配電裝置型式以后，要用配置圖來分析配電裝置的布置方案和統(tǒng)計所用的主要設(shè)備。所謂“配置圖”，是把進出線（進線指變壓器，出線指線路）斷路器互感器避雷器等合理分配于各層間隔中，并示出導(dǎo)體和電器在各間隔和小室中的輪廓，但不要求按比例尺寸繪制。 進行配置時應(yīng)注意的事項 及所用開關(guān)柜 （ 1）同一回路的電器 和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修安全和限制故障范圍。 （ 2）盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流。 （ 3）較重的設(shè)備（如電抗器）布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝（此項適合于二層式）。 （ 4）充分利用間隔的位置。 （ 5）布置對稱，便于操作。 （ 6）容易擴建。 表 10KV 開關(guān)柜設(shè)備表 序 號 名 稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 01 出線柜 JYN21001 面 10 41 主變進線柜 JYN21041 面 2 20 電壓互感器柜 JYN21020 面 2 40 母線分段 與主變進線 柜 JYN21040 面 3 03 并聯(lián)電容器柜 JYN21003 面 2 26 所用變柜 JYN21026 面 2 44 母線分段柜 JYN21044 面 1 ZY 110KV 變電所設(shè)計 110KV 變電站的初步設(shè)計 29 安全凈距 最小安全凈距定義 配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外形尺寸檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi) 、 外部過電壓時，都不使空氣間隙擊穿。 A 值 對于敞露在空氣中的配電裝置， 在各種間隔距離中，最基本的是 A 值，它包括 A1 值和 A2 值。 A1 值：表示帶電部分至接地部分之間的最小安全凈距。 A2值：表示不同的帶電部分之間的最小安全凈距。 A 值與電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護水平、環(huán)境條件以及絕緣配合等因素有關(guān)。 B、 C、 D、 E 值 （ 1） B 值：分 B1 值和 B2 值。 B1 值：表示帶電部分至柵欄的最小安全凈距， B1=A1+ ( 為人手臂長度 )； B2 值 ：表示帶電部分至網(wǎng)狀遮欄的最小安全凈距 ， B2=A1++ (為人手指長度 ， )。 （ 2） C 值：表示無遮欄裸導(dǎo)體至地面的最小安全凈距， C=A1++(為人舉手高度， )。 （ 3） D 值：表示不同時停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間的水平最小安全凈距。 屋內(nèi)： D= A1 + （ 為檢修人員和工具的活動范圍）； 屋外： D= A1++ （ ）。 （ 4） E 值：表示通向屋外的出線套管至屋外通道的路面最小安全凈距。 通道及圍欄 通道 布置應(yīng)便于設(shè)備操作、檢修和搬 運，故需設(shè)置必要的通道。一般通道可分為三類：維護通道、操作通道和防爆通道。 （ 1）維護通道：用于維護和搬運各種電器的通道。 （ 2）操作通道：設(shè)有斷路器隔離開關(guān)等的操作機構(gòu)就地控制屏等的通道。 （ 3）防爆通道：僅和防爆小室相通的通道。 鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 30 配電裝置室內(nèi)各種通道的最小寬度（凈距），不應(yīng)小于表 所列的數(shù)值 : 表 屋內(nèi)配電裝置通道的最小凈距 （ mm） 布置方式 維護通道 操作通道 防爆通道 固定式 移動式 一面有開關(guān)設(shè)備 800 1500 單車長 +1200 1200 兩面有開關(guān)設(shè)備 1000 20xx 雙車長 +900 1200 屋外配電裝置的通道見第一節(jié)所述，通常稱為巡視小道，寬度可取 — 1m。 圍欄 圍欄按其形狀，可分為柵狀圍欄（柵欄）和網(wǎng)狀 圍欄（遮欄）兩種。 （ 1）發(fā)電廠及大型變電所的屋外配電裝置，其周圍宜圍以高度不低于 的圍欄，以防止外人任意進入。變電所的所區(qū)圍墻，宜采用高度為 — 墻。 （ 2）配電裝置中電氣設(shè)備的柵欄高度，不應(yīng)低于 ，柵欄最低欄桿至地面的凈距不應(yīng)大于 200mm，配電裝置中電氣設(shè)備的遮欄高度， 不應(yīng)低于 ，遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于 40 40mm。 （ 3）圍欄門應(yīng)裝鎖。 防火及蓄油設(shè)施 除變壓器用油外，其它設(shè)備基本不用油或用油很少，故不需要另設(shè)置防火及蓄油設(shè)施。有關(guān)變壓器的蓄油設(shè)施見 中 有關(guān)內(nèi)容。 電纜溝及端子箱 電纜路徑選擇要求 電纜路徑要短；避免與其它管線交叉；避開規(guī)劃中需施工的地方；不接近易燃爆物及其它熱源；便于施工及維修；不使電纜受到各種損壞；動力電纜與控制電纜路徑應(yīng)分開敷設(shè)。 電纜敷設(shè)方式選擇 常用電纜敷設(shè)方式有電纜 隧道電纜溝排管壕溝吊架及橋架等。 變電所中一般采用電纜溝。電纜溝為有蓋板的溝道，溝寬與深一般不足 1m，敷設(shè)和維修電纜必須揭開水泥蓋板，很不方便，溝內(nèi)容易積污和積水，但土建施工簡單，投資省，占地少，走向靈活，且能容納較多電纜。 電纜溝一般有動力電纜溝和控制電纜溝兩種。電纜溝按與配電裝置的走向，ZY 110KV 變電所設(shè)計 110KV 變電站的初步設(shè)計 31 可分為橫溝和縱溝，其中橫溝與配電裝置同向布置，縱溝與配電裝置垂直布置。 屋內(nèi)電纜溝，蓋板與地板平，當(dāng)容易積灰積水時，用水泥沙漿封死。 屋外電纜溝，蓋板高出地面 10cm左右，并兼作巡視小道。 端子箱 電纜與一些重要電器設(shè)備連接處，需在電器附近設(shè)置端子箱，方便于電纜與電器的連接。須設(shè)置端子箱的電器有變壓器斷路器和互感器三種。因電流互感器與斷路器布置的較近，習(xí)慣上將它們的端子箱合并成一個，且布置于斷路器附近，故通常說斷路器端子箱。 屋外配電裝置的選型 屋外配電裝置主要有中型半高型和高型三類。根據(jù)設(shè)計要求和有關(guān)條件，本所 110kV 和 35kV 配電裝置分別采用 雙列普通 中型和 單列布置 屋外配電裝置。 構(gòu)架 鋼構(gòu)架 屋外配電裝置的構(gòu)架，可以按任何負(fù)荷 和尺寸制造，便于固定設(shè)備，抗震能力強，運輸方便，但金屬消耗多，需要經(jīng)常維護。僅在必要的時候才使用。 鋼筋混凝土構(gòu)架 此構(gòu)架可節(jié)約大量材料，也可