【導(dǎo)讀】換、分配、消費的幾個環(huán)節(jié)是在同一個時間內(nèi)同步瞬間完成。電力生產(chǎn)過程要求供需嚴(yán)。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，全國乃至全世界凸現(xiàn)缺電局面，如何進一步優(yōu)化調(diào)度，加。強電力資源的優(yōu)化配置，最大限度滿足電力需求成為人們探討的問題之一。網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟效益得到大幅提升。這項技術(shù)將引起電力行業(yè)有關(guān)部門的重視，成為變電站設(shè)計核心技術(shù)之一。

　　

【正文】 屋外配電裝置的安全凈距 設(shè)計配電裝置確定帶電導(dǎo)體之間和導(dǎo)體對接地構(gòu)造的距離時還要考慮減少相間短路的可能性及減小電動力。如軟導(dǎo)線在短路電動力，風(fēng)擺，溫度 等 因素作用下使相間及對地距離了的減小，隔離開關(guān)。開斷允許電流不致發(fā)生相間和接地故障，以及減小大電流導(dǎo)體附近的鐵磁物質(zhì)的發(fā)熱。 110KV 及以上還要考慮減小電暈損失，帶電檢修等因素。 表 110kv,220kv 屋外配電裝置的安全凈距 (mm) 符號 適應(yīng)范圍 額定 凈距 （ mm） 110KV 33 A1 1:帶電部分至接地部分之間 2:網(wǎng) ,板狀遮欄向 上延伸線距地 處 ,與遮欄上 方帶電部分之間 1000 A2 1:不同相的帶電部分之間 2:斷路器和隔離開關(guān)大案斷口兩側(cè)帶電部分之間 1100 B1 1:柵狀遮欄至帶電部分之間 2:交叉的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間 3：設(shè)備運輸時，其外廓至無遮攔帶電部分之間 4：帶電作業(yè)時的帶電部分至接地部分 之間 1750 B2 網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間 1100 C 1：無遮欄裸體至地面之間 2：無遮欄裸體至建筑物，建筑物 頂部之間 3500 D 1：平行的不同時停電檢修的無遮欄裸體之間 2： 帶電部分與與建筑物，建筑物的邊沿部分之間 3000 屋外高壓配電裝置的若干問題 母線及構(gòu)造 屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。軟母線為鋼芯鋁絞線，軟母線和分裂導(dǎo)線，三相水平布置。用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)造架上。軟母線可選用較大的檔距，但檔距越大，導(dǎo)線弧垂也越大。因而導(dǎo)線相間及對地距離就要增加。母線及跨越線構(gòu)架的寬度和高度均需要加大。 電氣設(shè)備的布置 按照斷路器在配電裝置中所占據(jù)的位置，可分為：單列、雙列和三列布置。斷路器的各種排列方式，必須根據(jù)主線和地地形條件，總體布置和出線方向等多種因素合理選擇。 隔離開關(guān)電流、電壓互感器等均采用高式布置，其支架高度的要求與斷路器相同。避雷器也有高式和低式兩種布置。 110KV 及以上的閥型避雷器器身細長。如安裝在 高的支架上，其頂部離地 34 面高 ，穩(wěn)定度很差。一般可裝設(shè)在 的落地基礎(chǔ)上。磁吹避雷器及 35KV 閥型避雷器形體矮小，穩(wěn)定度較好，一般可采用高式布置 本變電所的配電裝置 10KV 屋內(nèi)配電裝置。采用兩層配式布置，一層布置電流互感器、斷路器；二層布置隔離開關(guān)、母線。 110KV 屋外配電裝置。采用普通 中型 配電裝置。 電壓等級 弧垂 線間距離 構(gòu)架 高度 構(gòu)架寬度 110KV 母 線 出 線 X 型母線架 出線 門型母線架 母線構(gòu)架 雙層構(gòu)架 出線構(gòu)架 X 型母線架 出線 門型母線架 10 13 35 七 繼電保護 變壓器的 保護 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計的變電所是市區(qū) 110KV 降壓變電所，如果不保證變 壓器的正常運行，將會導(dǎo)致全所停電， U 影響下一降變電所供電可靠性。 變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部兩種故障。內(nèi)部故障系指變壓器油廂里面 U 的各種故障，主要故障類型有： 1）各繞組之間發(fā)生的相間短路； 2）單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路； 3）單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路； 4）鐵芯燒損。 變壓器的外部故障類型有： 1）絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路； 2）引出線之間發(fā)生的相間故障。 變壓器的不正常運行情況主要有： 1）由于外部短路或過負荷而引起的過電流； 2）油箱漏油而造成的 油面降低； 3）變壓器中性點電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵磁。 為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運行時造成不應(yīng)有的損失，保證系統(tǒng)安全連續(xù)運行，故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護裝置。 變電所主變保護的配置 瓦斯保護 瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓 器內(nèi)部故障的唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作，對此必須采取相應(yīng)的措施。 差動保護 36 差動保護是變壓器的主保護，是按循環(huán)電流原理裝設(shè)的。 主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。 從理論上講，正常運行及外部故障時，差動回路電流為零。實際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運行和外部短路時，差動回路中仍有不平衡點流 Iumb 流過，此時流過繼電器的電流 IK 為 Ik=I1I2=Iumb 要求不平衡點流應(yīng)盡量的小，以確保繼電器不會誤動。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路故障時，在差動回路中由于 I2 改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這是流過繼電器的電流為 I1 與 I2 之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使繼電器可靠動作。 變壓器差動保護的范圍是構(gòu)成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設(shè)備、以及連接這些設(shè)備的導(dǎo)線。由于差動保護對保護區(qū)外故障不會動作，因此差動保護不需要與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時，可以瞬時動作。 過流保護 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變 壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設(shè)過電流保護。 而本次所設(shè)計的變電所，電源側(cè)為 110KV，主要負荷在 35KV 倒即可裝設(shè)兩套過電流保護，一套裝在中壓側(cè) 35KV 側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè) 110KV 側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個時限 ts 和 tⅢ ，時限 定原側(cè)為 tⅢ ≥tⅡ +△ t，用 U 切除三側(cè)全部斷路器。 變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負荷保護，過負荷保護一般經(jīng)追時動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負荷保護均經(jīng)同一個時間繼電器。 對于大接地電流 的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。 37 線路保護 一般配置距離保護作為反映相間故障的保護，配置零序電流方向保護或接地距離保護作為接地故障的保護，采用遠后備方式。 裝設(shè)距離及零序保護。包括三段式相間距離保護及兩段式接地距離保護，零序保護為四段式零序電流方向保護。 綜合重合閘裝置，裝設(shè)斷路器失靈保護，兩臺 斷路器合用一套保護。 110KV 母線保護 采用電流相位比較式保護。 110KV 回路故障錄波器。 110KV 母聯(lián)兼旁路斷路器保護。 （一）、兩段式相間電流和零序電流保護。 （二）、 PLH11A/2K 型距離保護裝置。 （三）、綜合重合閘裝置。 10KV 線路保護。 （一） 采用三段式相間電流、 Ⅰ 段零序電流及重合閘保護裝置。 （二）采用方向零序電流橫差保護、距離保護包括： 三段式相間距離保護及兩段式接地距離保護、零序保護為四段式零序電流方向保護。 38 八 防雷及接地體設(shè)計 電氣設(shè)備在運行中承受的過電壓，有來自外部的 雷電過電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時電磁能量產(chǎn)生振滿和積聚而引起的內(nèi)部過電壓兩種類型。 防雷保護的設(shè)計 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運行。 變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)，此外 還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。 對侵入波防護的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進線保護。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護設(shè)備，避雷針必須高于被保護物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨立裝設(shè)，避雷線主要用于保護線路，一般不用于保護變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實質(zhì)是一個放電器，與被保護的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值 時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設(shè)備。 避雷針的配置原則： 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，但在土壤電阻率大于 1000n 米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。 獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過 10n。 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。 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址中距離 很難達到不小于 15M 的要求。 39 避雷器的配置原則 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng) 在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3） 220KV 以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4） 220KV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 6） 110KV—220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 接地裝置的設(shè)計 接地就是指將地面上的金屬物體 或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。 本變電所采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的環(huán)形接地裝置。接地裝置應(yīng)盡可能埋在地下，埋設(shè)深度一般為 —1 米，圍繞屋內(nèi)外配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建筑物，敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互聯(lián)接線不應(yīng)少于兩根干線。接地網(wǎng)的外像應(yīng)閉合，外像各角做成圓弧形，圓弧半徑不宜小于均壓帶間距離的一半，在接地線引進建筑物的入口處，應(yīng)設(shè)標(biāo)志。 主變中性點放電間隙保護 為了保護變壓器中性點，尤 其是不接地高壓器中性點的絕緣，通常在變壓器中性點上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接接地運行時零序電流保護起作用，動作 接地變壓器，避雷器作后備；變壓器不接地時，放電間隙和零序過電壓起保護作用，大氣過電壓時，線路避雷器動作，工程過電壓時，間隙保護動作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。 40 致 謝 在老師的指導(dǎo)下 ,經(jīng)過不懈的努力次設(shè)計完成了，在此，我對老師給予我的幫助表示衷心的感謝 ,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。 通過此次的畢業(yè)設(shè)計，使我了解 了設(shè)計的要求 及設(shè)計內(nèi)容，更加深刻 得 了解課本中的內(nèi)容，使知識與理論相結(jié)合，使基礎(chǔ)知識與實際操作緊密聯(lián)系。尤其對主接線，電氣設(shè)備以及選擇方法進一步掌握。 在此，我要感謝在此次設(shè)計過程中給予我?guī)椭睦蠋?以及同學(xué)， 感謝老師對我悉心的教導(dǎo) ， 感謝每位同學(xué)的幫助和鼓勵 ， 感謝你們！ 同時，我也要感謝那些教育過我，幫助過我的老師。在此，我向您們說一聲：謝謝您！老師！ 你們辛苦了！ 。 41 參考資料 教材《發(fā)電廠電氣部分》； 教材《電力系統(tǒng)分析》； 教材《繼電保護》； 電力工程電氣設(shè)備手冊（第一、二冊）； 10220KV 變電所設(shè)計手冊；