【正文】 對本變電所，據(jù)分析和多年的設(shè)計運行經(jīng)驗可在每組母線上裝設(shè)一組避雷器；三繞組變壓器各側(cè)出口裝設(shè)一組避雷器；三繞組變壓器220KV和110KV中性點各裝一臺避雷器。氧化鋅避雷器的保護比定義為額定沖擊放電電流下的殘壓與持續(xù)運行電壓（峰值）的比值，也等于壓比與荷電率之比，因此，降低壓比與提高荷電率均可降低氧化鋅避雷器的保護水平。合理的荷電率值，必須考慮穩(wěn)定性、泄露電流的大小、溫度對伏安特性的影響等因素，通過包括老化實驗在內(nèi)的穩(wěn)定性實驗來確定。是指氧化鋅避雷器通過波形為8/20μs的額定沖擊放電電流時的殘壓與起始動作電壓（或參考電壓）之比。是允許長期連續(xù)施加在避雷器兩端的工頻電壓有效值。因而發(fā)展?jié)摿艽螅悄壳笆澜绺鲊芾灼靼l(fā)展的主動方向；已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的帶間隙的炭化硅避雷器，也是未來特高壓系統(tǒng)絕緣賴以實現(xiàn)的必不可少的基礎(chǔ)。因此，對避淚器有兩個要求：一是具有良好的伏秒特性，以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合；二是應(yīng)有較強的絕緣強度自恢復(fù)能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使電力系統(tǒng)發(fā)展得以繼續(xù)運行。則P=15=17NMj=KwjPLjs=147=(N/m)③最大風(fēng)速產(chǎn)生的水平彎距Mf母線離地近10米，風(fēng)壓高度變化系數(shù)K1取1，最大風(fēng)速Vmax為25m/s，則作用于母線上的風(fēng)荷載ff==1252=(N/m)Mf=KwffLjs2==(N/m)④正常應(yīng)力校驗3)短路應(yīng)力計算①短路電動力產(chǎn)生的水平彎距Mdfd=107=107=(N/m)Md===(N/m)②內(nèi)過電壓風(fēng)速產(chǎn)生的水平彎距Mfff==1152=(N/m)Mf=KwffLjs2==(N/m)③自重和集中荷載產(chǎn)生的垂直彎距與正常狀態(tài)相同，則Mm=(N/m)，Mj=(N/m)④短路應(yīng)力校驗4)地震力的強度校驗地震力產(chǎn)生的水平彎距：Mm=fmLjs2= =(N/m)地震彎曲應(yīng)力：5)撓度校驗①均布荷載所產(chǎn)生的撓度 鋁管母線只計算正常情況下母線自重所產(chǎn)生的撓度： ym=Kn==104(m)=②集中荷載所產(chǎn)生的撓度yj=104(m)≈③合成撓度ymax=ym+yj=104m＜D=650104m經(jīng)校驗均滿足要求。2)彎曲應(yīng)力計算表415 1~5跨等跨連續(xù)梁最大距及撓度計算系數(shù)跨數(shù)12345最大彎距KwKwj最大撓度KnKnj采用計算系數(shù)法進行機械計算。③結(jié)構(gòu)尺寸：跨距L=13米，計算跨距Ljs==，相間距離3米，GW6—220隔離開關(guān)靜觸頭加金具重15公斤，裝于母線跨距中央。(1)求 Ia138℃=？根據(jù)附表（表413） 裸導(dǎo)體載流量在不同海拔高度及環(huán)境溫度下的綜合正系數(shù)K表413 附表導(dǎo)體最高允許溫度（℃）適應(yīng)范圍海拔高度（m）實際環(huán)境溫度℃+35+40+80計及日照時五外管型導(dǎo)體1000m及以下用插入法求出38℃時K=Imax=2976AIa138℃=KImax=2976=2464A＞600A(2)正常運行時，導(dǎo)體溫度θ為：（θ0=38℃，θal=80℃）θ=θ0+（θalθ0）=38+（8038）=℃(3)查附表（表414）求熱穩(wěn)定系數(shù)表414 不同工作溫度下裸導(dǎo)體的C值工作溫度（℃）40455055硬鋁及鋁錳合金99979593℃時C=98. 904Smin=(4)動穩(wěn)定校驗110KV及以上單根圓管形母線應(yīng)力計算，110KV幾以上圓管母線由于截面大，跨距長，母線自重及母線上各種集中負荷（如引下線或單柱式隔離開關(guān)的靜觸頭）所產(chǎn)生的應(yīng)力已不能忽略不計，并應(yīng)驗算母線的撓度。電壓互感器接線為YN，yn，d0(3)電壓互感器容量校驗根據(jù)負荷表可求出不完全星形負荷為 A相負荷為B相負荷為B相負荷較大，以B相負荷進行校驗：SB=(VA)＜150(VA)，故所選JDCF—220WB型互感器滿足要求。(5)結(jié)論：所選LCW—220型互感器滿足要求。 電流互感器的選擇 220KV出線電流互感器的選擇(1)電流互感器的負荷統(tǒng)計 電流互感器與測量儀表相距100m。(2)最大持續(xù)工作電流Imax計算，與同一回路斷路器計算相同取I220max=600A，I110max=1000A，I35nax=1500A附：隔離開關(guān)選型參考表（表46）表46 隔離開關(guān)選型參考表使用場合特點參考型號屋外220KV及以下各型配電裝置雙柱式，220KV及以下GW4高型，硬母線布置V型，35~110KVGW5硬母線布置單柱式220~500KVGW6220KV及以上中型配電裝置三柱式220~500KVGW7按正常工作條件選擇隔離開關(guān)220KV：GW7—220D/1000、GW6—220GD/1000；110KV：GW4—110GD/1000；35KV：GW4—35D。4)Imax計算結(jié)果匯總表（表43）表43 Imax計算結(jié)果匯總表主變及母聯(lián)回路出線回路匯流母線AMVAAMVAA220KV248600600110KV4511000100035KV14172541215005)按正常工作條件選擇斷路器220KV：SW6—220；110KV：SW6—110；35KV：SW2—35(3)按短路條件校驗有關(guān)斷路器選擇所需短路電流及熱效應(yīng)值，已在短路計算結(jié)果表中列出。 高壓斷路器及選擇 斷路器種類和形式的選擇：(1)根據(jù)前述分析說明，考慮到配電裝置的選型，本次設(shè)計220KV、110KV、35KV配電裝置斷路器均選用戶外少油斷路器。 其中：（1）Pn、Un、In等均指設(shè)備本身的額定值。其中合理地確定電器正常工作電壓、電流（包括按各種氣象條件修正）、短路計算條件和短路計算時間是關(guān)鍵因素；第二部分是根據(jù)不同電器的特點而提出選擇和校驗項目，例如：短路器需要完成開斷和關(guān)和短路電流的任務(wù)，因此應(yīng)校驗短路器的額定開斷電流和額定關(guān)和電流能否滿足要求。在短路點甚近的情況下，發(fā)電機本身特性不同短路電流變化規(guī)律具有決定性的影響，因此不能將不同類型發(fā)電機的特性引起的短路電流變化規(guī)律的差異受到極大的削弱，在這種情況下，可以將不同類型的發(fā)電機合并起來。6)由運算曲線可知，當(dāng)Xjs≥3時，各時刻的短路電流均相等，相當(dāng)于無限大電源的短路電流可以用1/XJS求得。（考慮基準(zhǔn)值改變時標(biāo)幺值的換算，按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值歸算）。電源： XB*=XG* （31） 變壓器 XB*=XT* （32） 短路計算的實用計算法 應(yīng)用運算曲線法求任意時刻短路點的短路電流（交流分量有效值）(1)運算曲線法是計算短路電流周期分量的有效值的實用計算法。 基準(zhǔn)值選取短路電流涉及的物理量基準(zhǔn)值有：基準(zhǔn)電壓UB（KV），基準(zhǔn)電流IB（KA），基準(zhǔn)視在功率SB（KVA）和基準(zhǔn)阻抗（Ω），它們之間滿足三相電路中兩個基本關(guān)系：UB=ZBIB SB=UBIB式中：UB為線電壓，SB為三相視在功率，IB為相電流，ZB為相阻抗。(4)短路計算時間和所需的相應(yīng)短路電流：1)斷路器的開斷計算時間和相應(yīng)的短路電流：tbr（斷路器的開斷計算時間）= tbr（主保護時間）+ tin（斷路器固有分閘時間）當(dāng)斷路器的額定開斷電流較系統(tǒng)短路電流大很多時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)電流代替ttbr（Ipt一實際開斷瞬間短路電流周期分量）2)校驗電器熱穩(wěn)定用的短路計算時間tk和相應(yīng)的全分斷時間：tk=tpr（繼保的后備保護時間）+tab（斷路器的全分斷時間）tab=tin+ta（斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，~~）因此，需提供的短路電流周期分量有I”、Itk/Itk3)校驗電器和導(dǎo)體動電動力穩(wěn)定以及校驗斷路器關(guān)合的斷路沖擊幅值ish，ish=”。 本次設(shè)計短路計算條件：(1)系統(tǒng)容量及其阻抗（歸算到本變電所相應(yīng)母線）及計算接線圖。(4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。其計算的目的主要有以下幾方面：(1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。2)對于同步性能較差的斷路器或故障時形成弧光的不接地系統(tǒng)，不接地變壓器中性點地可選用間隙進行保護。(4)三繞組變壓器低壓側(cè)（△）的一相上宜裝設(shè)一臺避雷器（承擔(dān)靜電感應(yīng)分量），靜電感應(yīng)分量是由電容分量產(chǎn)生。(2)在未裝設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)TA，變壓器的中性點，變壓器的出口。（TV）(1)TV的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護同期和自動裝置的要求，并保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，在同期點的兩側(cè)都能取到電壓。 (2)110KV及以上的配電裝置的斷路器的兩側(cè)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。 (3)接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。(2)雙母線，母線間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接。（表24）單位：萬元表24普通三繞組變壓器和自耦三繞組變壓器的方案的綜合投資和年運行費計算結(jié)果表方案綜合造價維修費電能損耗費年運行費普通三繞組變壓器140014017741914三繞組自耦變壓器 100010013881488注：， 本所方案的評定： 主接線方案比較表：表25 主接線方案比較表方案項目兩臺三繞組變壓器方案兩臺自耦變壓器方案可靠性靈活性好差經(jīng)濟性差（綜合投資費年運行費均大）好（綜合投資費年運行費均?。? 本所最佳主接線的選定：通過上面的定性分析幾方案經(jīng)濟比較計算，在技術(shù)上（可靠性、靈活性）普通三繞組變壓器合理；在經(jīng)濟上則三繞組自耦變壓器合理。這種方法計算較簡單，不考慮投資時間對經(jīng)濟效果的影響，對于兩方案均采用一次性投資，并且裝機程序相同，主體設(shè)備投入情況相近，僅在兩個主接線方案中，選擇其一較為適宜。是以設(shè)備，材料和人工等的經(jīng)濟價值固定不變作為前提，認為經(jīng)濟價值與時間無關(guān)。(2)單臺變壓器高、中、低繞組短路無功損耗計算： 式中：UK（12）%、UK（13）%、UK（23）%—每臺變壓器百分值（%）表示的高壓—中壓，高壓—低壓，中壓—低壓繞組的短路電壓。M—時段總段數(shù)(即階梯數(shù))。主接線中電氣設(shè)備的運行費U主要包括變壓器的電能損耗及設(shè)備的檢修、維護和折舊等費用，按投資百分率計算，即U=aΔA+U1+U2(萬元)式中：U1—檢修維護費，一般?。▇）O，O為綜合投資費；U2—折舊費。對于220KV取70，110KV取90。繞組采用同心式繞組的排列為：鐵芯—低壓—中壓—高壓，高壓繞組總排在最外面，高壓—低壓之間的阻抗最大。1)自耦變壓器的優(yōu)點：消耗材料省，造價低；有功和無功損耗低，效率高；由于高、中壓繞組的自耦關(guān)系，阻抗小，對改善系統(tǒng)穩(wěn)定有一定的作用；可以擴大變壓器的制造容量，便利運輸和安裝。2%/121/C、YN,yn0,d11其中：YN—高壓，星形接線，有中性點引出；yn0—中壓，星形接線，有中性點引出，與高壓側(cè)相位差為0od11—低壓，三角形接法，與高壓側(cè)相位差為30o(2)三繞組變壓器特點：它是一個多繞組變壓器，具有一個鐵芯，但有三個繞組，通過鐵芯相互電磁聯(lián)系，形成三個不同電壓等級，在本變電所用來連接220KV、110KV、35KV三個不同的電力系統(tǒng)或用戶，顯得非常緊湊和經(jīng)濟。因比雙母線多了旁路母線和旁路斷路器，則檢修斷路器和母線隔離開關(guān)時可避免停電。3)增設(shè)旁路母線 如圖23(a)、(b)、(c)圖23（a）雙母線有旁路母線接線（有專用旁路斷路器）（b）雙母線有旁路母線接線（母聯(lián)兼旁路斷路器）（c）單母分段有旁路母線接線（分段兼旁路斷路器）為了保證采用單母線分段接線或雙母線的配電裝置在進出線斷路器檢修時不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線。（如圖22）由于母線保護要求，一般某一回路固定與某一組母線連接，以固定連接方式運行。根據(jù)第一章對原始資料的分析，220KV、110KV、35KV電壓母線可供選擇的方案有：單母分段接線、雙母線接線、帶旁路母線接線。如變壓器——線路組合的單元接線、橋型接線和角型接線等。 220KV、110KV和35KV電壓母線可供選擇的主接線方案特點及其最佳接線方案的確定本變電所為220KV變電所，它有三種電壓等級，即220KV、110KV、35KV，屬于6~220KV高壓配電裝置接線范圍。（2）占地面積小。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最小。（2）主接線可靠性的具體要求：1)斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；2)短路器或母線發(fā)生故障以及母線計劃檢修時，應(yīng)盡量減少進出線停運的回路數(shù)和停運時間，并保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電；3)盡量避免變電所全部停電的可能性。因此，必須正確處理好各方面的影響，全面分析其相關(guān)關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟綜合比較，合理確定主接線方案。另外，在設(shè)計原則中提出：在保證安全、經(jīng)濟、靈活、方便的條件下力求接線簡單，布置緊湊