【正文】 歷經(jīng)一個(gè)多星期的時(shí)間，終于完成了這次發(fā)電廠電氣部分的課程設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)這次的親身計(jì)算、檢驗(yàn)，我對(duì)變電站的認(rèn)識(shí)更加深入了，也真正了解到其中的復(fù)雜。雖然10kA雷電流下的殘壓值兩種避雷器相同，但閥型避雷器只在串聯(lián)間隙放電后才可將電流泄放，而金屬氧化物避雷器在整個(gè)過(guò)電壓過(guò)程中都有電流流過(guò)，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過(guò)電壓。一是無(wú)間隙。 （3）應(yīng)首先采用高新技術(shù)產(chǎn)品，并有一定可靠運(yùn)行記錄的新產(chǎn)品。 防雷電波設(shè)計(jì)和設(shè)備的選擇 裝設(shè)點(diǎn)的選擇 根據(jù)《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求，變電站的每組母線上，都應(yīng)安裝避雷器，作為防止高壓雷電波沿架空線路、設(shè)備侵入變電站的最主要措施。 (1) 單支避雷針在地面上的保護(hù)半徑應(yīng)按下式計(jì)算： r= 式中 r保護(hù)半徑，m 單支避雷針在被保護(hù)物高度hx水平上的保護(hù)半徑應(yīng)接下式計(jì)算： ①當(dāng)hx≥h/2時(shí)，rx=(hhx) p=hap 式中 rx避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑，m ha避雷針的有效高度，m ②當(dāng)hx＜h/2時(shí)，rx=() p 兩支等高避雷針保護(hù)范圍確定方法： 兩針外側(cè)的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計(jì)算方法確定，兩針間的保護(hù)范圍應(yīng)按下式計(jì)算： ho=hD/7p 式中 ho兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)的高度，m； D兩支避雷針間的距離，m 兩針間hx水平面上保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度按下式計(jì)算： bx=(hohx) 式中 bx保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度，m 當(dāng)D=7haP時(shí)，bx=0。變電站裝設(shè)避雷針時(shí)，應(yīng)該使所有設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，避雷針由接閃器和引下線、接地裝置等組成。因此要求變電站的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。③動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 振動(dòng)系數(shù)的確定： 查資料知硬鋁線最大應(yīng)力為69106 ，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求（七）電纜選擇及校驗(yàn)10KV出線電纜的選擇及校驗(yàn)按額定電壓：按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積S，查表26得：選擇電纜，時(shí)，、。②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：S≥Smin=(mm2)tdz為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間取tdz =，從短路周期分量等值曲線查得周期分量等值時(shí)間s，取集膚效應(yīng)系數(shù)=其中熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，滿足熱穩(wěn)定要求的最小截面為:Smin===(mm2)可見(jiàn)，前面所選母線截面S=12010=1200mm2Smin= mm2能滿足短路熱穩(wěn)定要求。②按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面： 查表26得，= KA=335A。（5）母線的熱穩(wěn)定校驗(yàn) 滿足熱穩(wěn)定要求的母線最小面積按式：只要實(shí)際選用的母線截面積S≥，母線便能滿足熱穩(wěn)定要求。所選擇的高壓熔斷器型號(hào)如下：35KV選熔斷器RW935型 校驗(yàn)：②35KV母線短路容量S″＝＜SD＝2000MVA10KV選熔斷器RN210型 校驗(yàn)：①10KV母線短路容量S″＝＜SD＝1000MVA（六）母線選擇及校驗(yàn)?zāi)妇€選擇的原則(1) 選擇母線的材料：常用的母線材料有銅,鋁和鋁合金三種，用銅作母線雖有諸多優(yōu)點(diǎn)，但銅的價(jià)格高，且我國(guó)銅的儲(chǔ)量有限，因此，一般用鋁或鋁合金作為母線材料。其結(jié)構(gòu)一般包括熔絲管、接觸導(dǎo)電部分、支持絕緣子和底座等部分，熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細(xì)粒。tdz(ImKt)2 （四）電壓互感器的選擇及校驗(yàn)電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：型式：6～20KV屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹(shù)脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35KV～110KV配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220KV級(jí)以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級(jí)滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。tdz== (ImKt)2=(60)2=900所以I∞178。tdz== (ImKt)2=(38)2=所以I∞178。tdz== (I1nKt)2=［(2)75］2=8100所以I∞178。t=1425=980 所以I∞178。t6）10KV出線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) ①電壓：因?yàn)閁g=10KV Un=10KV 所以Ug= Un ②電流：查表26得：= KA＝93A選出隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GN110/400型,其參數(shù)見(jiàn)表11所示 因?yàn)镮n=400A =93A In ③動(dòng)穩(wěn)定：ich≤imax 因?yàn)閕ch = imax=50KA 所以ichimax ④熱穩(wěn)定：I∞178。t 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I∞178。t=1625=1280 所以I∞178。t 4)35KV出線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn)①電壓：因?yàn)閁g=35KV Un=35KV 所以Ug= Un②電流：查表26得：= KA＝196A 選出隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GW4－35/600型，其參數(shù)見(jiàn)表9所示： 因?yàn)镮n=600A =196A In ③動(dòng)穩(wěn)定：ich≤imax 因?yàn)閕ch = imax=50KA 所以ichimax ④熱穩(wěn)定：I∞178。t 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出I∞178。t 2）110KV進(jìn)線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) ①電壓：因?yàn)閁g=110KV Un=110KV 所以Ug= Un ②電流：查表26得：= KA＝342A 選出隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為GW4－110/600型。t 前面校驗(yàn)斷路器時(shí)已算出因?yàn)镮∞178。tdzIt178。tdz≤It178。t=4=3969所以I∞178。 3）35KV母線側(cè)斷路器的選擇及檢驗(yàn)①電壓：因?yàn)閁g=35KV Un=35KV 所以Ug= Un②電流：查表26得：= KA＝966A選出斷路器型號(hào)為SW4－35Ⅰ型，其參數(shù)見(jiàn)表4所示：因?yàn)镮n=1250A =866A In③開(kāi)斷電流：Idt≤Ikd因?yàn)镮dt= Ikd= 所以IdtIkd④動(dòng)穩(wěn)定：ich≤imax因?yàn)閕ch = imax=80KA 所以ichimax⑤熱穩(wěn)定：I∞178。tdzIt178。tdz≤It178。各回路持續(xù)工作電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表26 各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱計(jì)算公式及結(jié)果110KV母線== KA110KV進(jìn)線== KA35KV母線== KA35KV出線== KA10KV母線== KA10KV出線== KA== KA（一）高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) 1）110KV母線側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)。取基準(zhǔn)容量為,基準(zhǔn)電壓為，又依公式：。2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓（一般取各級(jí)的平均電壓）。這種方法通常用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計(jì)算。標(biāo)幺值法，就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的。（4）選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置，在校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度時(shí)，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或根據(jù)需要計(jì)算單相接地電流等。（1）電主接線比選短路電流計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。（4）不對(duì)稱短路的磁效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不對(duì)稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)。如果電動(dòng)力過(guò)大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。（2）自然原因氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過(guò)電壓，絕緣被擊穿等。短路是系統(tǒng)常見(jiàn)的嚴(yán)重故障。對(duì)于站用變，有故取選取容量為400KVA的站用變壓器七、短路電流計(jì)算計(jì)算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評(píng)價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)；分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。第85條：變電站3～10KV配電裝置，應(yīng)在每相母線和每路架空線上裝設(shè)閥型避雷器。具體保護(hù)措施如下：：裝設(shè)避雷針或裝設(shè)獨(dú)立避雷針：裝設(shè)獨(dú)立避雷針：裝設(shè)獨(dú)立避雷針 過(guò)電壓保護(hù)參考《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)規(guī)程》SDJ7—79中的規(guī)定：第78條：變電站的每相母線上都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器,應(yīng)以最短的接地線與配電裝置的主接地網(wǎng)連接，同時(shí)應(yīng)在其附近架設(shè)集中接地裝置。裝在構(gòu)架上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。總之，變電所的防雷保護(hù)與輸電線路相比，要求更嚴(yán)格、措施更嚴(yán)密可靠。從電力工程的角度來(lái)看，最值得我們注意的兩個(gè)方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過(guò)電壓，有時(shí)也稱為大氣過(guò)電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一；雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀，燃燒，使導(dǎo)體熔斷或通過(guò)電動(dòng)力引起機(jī)械損壞。母線截面的選擇有兩種方法：（1）按最大長(zhǎng)期工作電流選擇；（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而且需要滿足熔斷器額定電壓UN≥安裝處電網(wǎng)額定電壓USN；熔斷器熔管的額定電流IFTN≥熔體額定電流IFSN，而且熔體額定電流IFSN=KImax（K為可靠系數(shù)，～，此處選擇K=）。按安裝條件及用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋內(nèi)式，對(duì)于一些專用設(shè)備的高壓熔斷器應(yīng)選專用系列；我們常說(shuō)的保險(xiǎn)絲就是熔斷器類。 35－110KV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器。 A．一次側(cè)額定電壓： Un≥UgUg為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓，Un為電流互感器額定電壓。電力變壓器中性點(diǎn)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。表10 GW4－110型隔離開(kāi)關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)GW4－110110kV252kV335A600A128050KA(2)35KV變壓器側(cè)：選擇GW535/1250型隔離開(kāi)關(guān)表11 GW535/1250隔離開(kāi)關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)GW535/125035KV35KV996A1250A3969100KA(3)35KV出線側(cè)：選擇GW4－35/600型隔離開(kāi)關(guān)表12 GW435/600型隔離開(kāi)關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)GW435/60035KV35KV196A600A128050KA(4)10KV變壓器側(cè)及母線側(cè)：選擇GN110/400型隔離開(kāi)關(guān)表13 GN110/400隔離開(kāi)關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)GW535/125010KV10KV305A400A98050KA、電壓互感器的選擇及校驗(yàn) 電流互感器的選擇及校驗(yàn)電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。 隔離開(kāi)關(guān)的主要用途：(1)隔離電壓在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。3)計(jì)算短路點(diǎn)選擇通過(guò)電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。2)采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。滿足熱穩(wěn)定的條件為式中——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；、——電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。則系統(tǒng)主接線圖如下：五、高壓電氣設(shè)備的選擇電器選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。4%4 站用電接線一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。變電所中裝有強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻變壓器或調(diào)相機(jī)時(shí)，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變。并應(yīng)分別接在兩條不同母線的電源或獨(dú)立電源上。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則要承擔(dān)70%的負(fù)荷。根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。如變電所有其他電源能保證變壓器停運(yùn)后用戶的一級(jí)負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺(tái)（組）主變壓器。三、主變壓器的選擇在變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。雖然方案2的投資比較大，但可靠性、靈活性要比方案1更好。 220kV電氣主接線方案確定根據(jù)要求初步草擬以下兩種方案：方案一：雙母線接線 方案二：橋型接線對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較如下：表1 雙母線接線與橋型接線的比較方案項(xiàng)目方案I 雙母線接線方案II 橋型接線可靠性運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理。(2) 占地面積小。在影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入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少。b） 運(yùn)行檢修的靈活性電氣主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修時(shí)的靈活性。其主接線總體方案的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。本變電站的設(shè)計(jì)包括了：總體方案的確定、負(fù)荷分析、短路電流的計(jì)算、高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)接線方案選擇、繼電保護(hù)的選擇與整定、防雷與接地保護(hù)等內(nèi)容。 經(jīng)濟(jì)變電站的投資要少，輸送費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能、減少有色金屬的消耗 量和盡可能地節(jié)約用地面積。要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求就必須加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，而變電站建設(shè)就是