【導(dǎo)讀】性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設(shè)。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。合實際，更具現(xiàn)實意義。電，一次設(shè)計并建成。的變電所供電，在最大運行方式下，待設(shè)計的變電所高壓母線上的短路功率為1080MVA。平均°c，電纜出線凈距100mm。雷暴日數(shù)/年：無空氣污染，變電所地處在P≤500m·Ω。3陳化鋼主編企業(yè)供配電[M].北京:中國水利水電出版社,

　　

【正文】 Q30 =∑ Qi178。 Kq =354504(kvar) (KP=,Kq=) S30 =S=（ KVA） 37 COSφ =3030SP = ?CO SUPUSINN 33303030 ?? =（ A） 其中： P30 —— 三相線路最大負(fù)荷功率， kw； UN —— 線路額定電壓， v； Cosφ —— 負(fù)荷的功率因數(shù)。 已知 Hmax =4000h 根據(jù)我國規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度 jec 查得鋁合金架空線 jec =(mm2 ) 則得出經(jīng)濟(jì)截面 : Aec =ecjI30 =(mm2) 查表得標(biāo)準(zhǔn)截面為 120mm2 。 由于是在本電站是設(shè)計在有一定海拔，雷電日較多的黃土上，根據(jù)輸配電設(shè)備手冊應(yīng)該選用 LGJ 型鋼芯鋁絞線。 LGJ120 型鋼芯鋁絞線在 30℃時的允許載流量 Ial =357(A)I30 =,因此滿足發(fā)熱條件。再查架空線裸導(dǎo)線的最小截面積參數(shù)表可以得知 35kv 鋁及鋁合金的最小截面積 Amax =35mm2 ，鋼芯鋁線的最小截面積 Amax =25mm2 。因此，所選的 LGJ120 型鋼芯鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 查表得到參數(shù)： r1= /km X1= /km 2221211 ???? xrz = /km Z=z1?l=ⅹ 7ⅹ 2= * ?? BZZZ= 10kv 母線選擇 10kV 母線長期工作電流 NN USI 3/)2(max ?? = ）（ 103/63002 ?? = 選用 LMY— 120? 10 型立放矩形鋁母線，長期允許電流為 1680A,母線平放時乘以,則允許電流為 1596A，滿足要求。 動穩(wěn)定校驗 10kV母線固定間距取 l=2021mm，相間距取 a=300mm，母線短路沖擊電流 shi =， 38 計算母線受到的電動力，即 22 ???aliF sh 22 ?????=? （ 1kgf=） 計算母線受的彎曲力矩， 10FlM? cmk gf ???? 母線水平放置，截面為 100? 6mm2，則 b=6mm， h=100mm，計算截面系數(shù)，即 ??W 6 2 ???? 計算母線最大應(yīng)力，即 WM?? 4 P??? 4 P?? 小于規(guī)定的鋁母線極限應(yīng)力 6860 410? ，滿足動穩(wěn)定要求。 熱穩(wěn)定要求最小截面 3min 10?? ? atCIS 23 mm??? 。 熱穩(wěn)定要求最小截面 2min mmS ? ，選 擇的 LMY— 120 10? 型矩形母線截面大于熱穩(wěn)定最小截面要求 ，故滿足要求 . 結(jié)論： 35kv 側(cè)架空線選擇 LGJ120 型鋼芯鋁絞線 10kv 母線選擇 LGJ185 型鋼芯鋁絞線 10kv 側(cè)電纜選擇 YLV185型電纜 中性線（ N線）截面的選擇：按 A0≥ ,選擇 70mm2, 95mm2 (Aφ =Aec) 保護(hù)線（ PE線）截面的選擇： Ape≥ Aφ ,故選擇 120mm2,185mm2, 配電裝置的選擇 配電裝置是變電所的重要組成部分， 配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建成的總體裝置。其作用是正常運行情況下，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。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。 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cmk gf / 17 ?? 39 經(jīng)濟(jì)性； 5 具有擴(kuò)建的可能。 配電裝置按電氣設(shè)備的裝設(shè)地點不同，可以分為屋內(nèi)和屋外配電裝置；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。 35kV 屋外配電裝置 本設(shè)計的 35kV 配電裝置采 用戶外半高型布置，變壓器戶外布置。 屋外配電裝置將所有電氣設(shè)備和母線都裝設(shè)在露天的基礎(chǔ)、支架或構(gòu)架上。屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)形式，除與電氣主接線、電壓等級和電氣設(shè)備類型有密切關(guān)系外，還與地形地勢有關(guān)。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。 半高型配電裝置是將母線置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較少 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(hù)仍較方便。 10kV 高壓開關(guān)柜 本設(shè)計 10kV 側(cè)采用高壓開關(guān)柜的配電裝置。 按照電氣主接線的標(biāo)準(zhǔn)配置或用戶的具體要求，將同一功能回路的開關(guān)電器、測量儀表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內(nèi)，形成標(biāo)準(zhǔn)模塊，由制造廠按主接線成套供應(yīng)，各模塊現(xiàn)場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。 成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關(guān)柜）、高壓開關(guān)柜和 SF6全封閉組合電器三類。 選用 XGN2— 10 型固定式開關(guān)柜，該型開關(guān)柜用于 3kV、 6kV、 10kV 三相交流 50Hz系統(tǒng)中作為接受和分配電能之 用，特別適用于頻繁操作的場合。開關(guān)柜符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB 3906— 1991《 3— 35kV 交流金屬封閉式開關(guān)設(shè)備》及國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) IEC 298 的要求，并且有“五防”閉鎖功能 — 防止誤分、誤合斷路器，防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)，防止帶電掛地線，防止帶地線合閘、防止誤入帶電間隔。 表 XGN2— 10型固定式開關(guān)柜的技術(shù)參數(shù) XGN2— 10 系統(tǒng) 額定電壓 10kV 電壓 10kV 40 最高工作電壓 額定電流 2021— 3150A 長期工作電流 額定開斷電流 40kA 短路電流周期分量 額定動穩(wěn)定電流 100kA 短路沖擊電流最大值 額定熱穩(wěn)定電流 40kA 熱穩(wěn)定 [（ kA）2S] 熱穩(wěn)定時間 4S 操作方式 電磁式、彈簧儲能式 — — 7 無功補(bǔ)償 (1) 無功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的 50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿 足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。 電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成： 1 發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的 40%~50%）。 2 無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率。 3 110kV 及以上電壓線路的充電功率。 電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時，用戶的電動機(jī)將不能啟動甚 至造成燒毀。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。 (2)無功補(bǔ)償?shù)挠嬎? 補(bǔ)償前 cos 1? =，求補(bǔ)償后達(dá)到 。因此可以如下計算： 41 設(shè)需要補(bǔ)償 XMva 的無功 則 cos 2? =??39。39。SP （ 32） =22 3 7 3 27 6 0 67 6 0 6 ）（ X?? = 解得 X= (3)無功補(bǔ)償裝置 無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運行的同步電動機(jī)在過勵磁時運行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無 功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的功能。其運行維護(hù)簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但設(shè)備造價太高，本設(shè)計中不宜采用。 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運行時功率損耗亦較小。 綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健? (4)并聯(lián)電容器裝置的分組 1 分組原則 ① 對于單獨 補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時投切。 ② 配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實行自動投切。負(fù)荷變化不大時，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。 ③ 終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過 %。 2 分組方式 42 并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等 差級數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。 從《電力工程電氣設(shè)計手冊》（一次部分） 502 頁表 9— 17 可比較得出，應(yīng)采用 Y形接線，因為這種接線適用于 6kV 及以上的并聯(lián)電容器組，并且容 易布置，布置清晰。 并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點不接地方式。 選用 BFM11— 500— 3型號的高壓并聯(lián)電容器 2臺額定電壓 11kV。額定容量 500kVar。 8 防雷保護(hù)的規(guī)劃 在電力系統(tǒng)中除了內(nèi)部過電壓影響系統(tǒng)的供電可靠性 ,還有大氣過電壓 ,就是所說的雷擊過電壓。雷擊過電壓會使電氣設(shè)備發(fā)生損壞，造成停電事故。為保證電力系統(tǒng)的正常安全可靠運行，必須做好電力系統(tǒng)的大氣過電壓保護(hù)。 （ 1）型式選擇 根據(jù)設(shè) 計規(guī)定選用 FCZ系列磁吹閥式避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： Un=Uns=35kv 因此選 FZ35 避雷器，其參數(shù)如下表 61： 避雷器參數(shù) 型號 額定電壓（ kv） 滅弧電壓有效值（ kv） 工頻放電電壓有效值（ KV） 沖擊放電電峰值（ ? ）s?20/8 沖擊殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 43 不大于（ KV） FCZ220 41 343 82 98 168 134 表 61 （ 3）滅弧 電壓校驗： 最高工作允許電壓： ???? Nm UU KV 直接接地： . ???? mdmh UCU KV，滿足要求。 （ 4）工頻放電電壓校驗： 下限值： 3 ???? xgg fx UkUKV 上限值： ???? g fxg fs UU KV＜ 98KV 上、下限值均滿足要求。 （ 5）殘壓校驗： ????? mhbhbc UkU KV＜ 134KV 滿足要求。 （ 6）沖擊放電電壓校驗： =107KV＜ 168KV，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 （ 1）型式選擇 根據(jù)設(shè)計規(guī)定選用 FCZ系列磁吹閥式避雷器。 （ 2）額定電壓的選擇： Un=Uns=10kv 因此選 FS810避雷器，其參數(shù)如下表 62： 避雷器參數(shù) 型號 額定電 滅弧電壓 工頻放電電壓有效 沖擊放電電 s?20/8 沖 44 壓（ kv） 有效值（ kv） 值（ KV） 峰值（ ? ）不大于（ KV） 擊 殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 FS810 106 26 31 50 表 62 （ 3）滅弧電壓校驗： 最高工作允許電壓： . ???? Nm UU KV 直接接地： ???? mdmh UCU KV，滿足要求。