【正文】 在此，非常感謝我的指導(dǎo)老師劉磊老師給予的幫助支持，主動(dòng)積極幫助我解決在設(shè)計(jì)中遇到的各種難題，讓我在這次設(shè)計(jì)中收益良多，這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)也有助于我今后對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)的提高。最后為了把所選設(shè)備有一個(gè)合理的布局，進(jìn)行了配電裝置的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行 110KV 降壓變電所電氣設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是主接線設(shè)計(jì)、短路點(diǎn)計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、無(wú)功補(bǔ)償、主變保護(hù)設(shè)計(jì)、配電裝置的設(shè)計(jì)等。nfI2——熔斷器的額定電流f13) 根據(jù)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求校驗(yàn)熔體額定電流，應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間，或熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)之間，以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。?bL墊距為： ?滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。)25,7(40CAIyy ????因?qū)嶋H環(huán)境溫度 ，綜合修正系數(shù) ，故???K （式 613）AIAKIgy ??可滿足長(zhǎng)期發(fā)熱要求。 電壓互感器的選擇及校驗(yàn) 電壓互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：1) 一次電壓 ：1U （式 610）?式中： ——電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動(dòng)范圍為n nU%10?2) 二次電壓 ：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按《發(fā)電廠電氣部n2分課程設(shè)計(jì)參考資料》第 118 頁(yè)、表 58 進(jìn)行選擇。2) 變壓器 35KV 側(cè)電流互感器① 動(dòng)穩(wěn)定： ?dmchKIi2?)(?)(~.7010~2 AIdm???chKi?② 熱穩(wěn)定： 22)(tmdzIt??由校驗(yàn)斷路器可知： ])[( ???])[(425)61()( 22 sKAKItm???tdz??經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。?dK5) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （式 69）22)(tmdzKIt??式中： ——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；?I ——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間；dzt ——電流互感器原邊額定電流。儀表的準(zhǔn)確級(jí)為 時(shí)，與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí) 與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí) 。nI3) 準(zhǔn)確級(jí)準(zhǔn)等級(jí)是根據(jù)所供儀表和繼電器的用途考慮。 電流互感器的選擇及校驗(yàn) 電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：1) 一次回路電壓： （式 66）ngU?式中： ——電流互感器安裝處一次回路工作電壓；gU ——電流互感器額定電壓。 隔離開關(guān)的選擇根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)：電壓： ngUU?)(電 網(wǎng) 工 作 電 壓電流： ，各回路的 見表 42。 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。2) 校驗(yàn)變壓器 35KV 側(cè)斷路器① 開斷電流： kdtI?)(?5kdtI?② 動(dòng)穩(wěn)定： maxich?)(?0maxich?③ 熱穩(wěn)定： tIdz2????I?)(02st??查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》第 112 頁(yè) 得： )(?)(. stzd ????][932702322 KAIz ????])[(1875322sKAtI ???則： tIdz2??經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。max5) 熱穩(wěn)定： （式 65）tItdz2??式中： ——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；?I——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間；dzt——斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流。 各回路持續(xù)工作電流的計(jì)算依據(jù)表 61，各回路持續(xù)工作電流計(jì)算結(jié)果見下表：表 62 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 I = = ??nUS110KV 進(jìn)線 I = = )(2cos/3??nP35KV 母線 I = = ??nUS35KV 出線 I = = )2(cos/?nP10KV 母線 I = = ??nUS10KV 出線 I = = )2(cos/23?nP 母線 I = = ??nUS 高壓電氣設(shè)備選擇 斷路器的選擇與校驗(yàn)斷路器型式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。驗(yàn)算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計(jì)算。應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：圖 51 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算1. 短路點(diǎn)d1的短路計(jì)算(110KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖52所示：XL1 XL235KV110KVd1d2d3d4 LX 圖 52 d1 *1??**1???LX65224.*11*??L8022?*11??*22?d1 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值 KAId *1???d1 點(diǎn)短路電流的有名值 *1基準(zhǔn)值 KAUSIdjd ???穩(wěn)態(tài)短路電流 ?短路沖擊電流 sh ???短路全電流最大有效值 KAIIsh 482..1?2. 短路點(diǎn)d2的短路計(jì)算(35KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖 53 d2 點(diǎn)短路等值圖064.)()(21?????lclcXX=d2 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值 *??d2 點(diǎn)短路電流的有名值 *2基準(zhǔn)值 KAUSIdjd ???穩(wěn)態(tài)短路電流 ?短路沖擊電流 ish ???短路全電流最大有效值 KAIIsh ?3. 短路點(diǎn)d3的短路計(jì)算(10KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖 54 d3 點(diǎn)短路等值圖064.)()(21?????lclcXX=d3 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值 *??d3 點(diǎn)短路電流的有名值 USIdjd68.*3基準(zhǔn)值 KAUSIdjd ???穩(wěn)態(tài)短路電流 ?短路沖擊電流 ish . ???短路全電流最大有效值 KAIIsh ?. 3?X4. 短路點(diǎn)d4的短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)只需在圖34上加站用變壓器的電抗標(biāo)幺值即可，如下圖所示：圖 55 d4 點(diǎn)短路等值圖=)(313XX???d4 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值 *??d4 點(diǎn)短路電流的有名值 USIdjd579.*4基準(zhǔn)值 KAUSIdjd 318..031???穩(wěn)態(tài)短路電流 I5792?短路沖擊電流 ish . ???短路全電流最大有效值 KAIIsh ?40x3?Xd4第 6 章 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。3?jsX 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 。 首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。3．選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。12．用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。8．不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。4．電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。4．在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。第 5 章 電路電流計(jì)算 節(jié) 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：1．在選擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。并要加裝限流電抗器。本所 10kV 側(cè)出線數(shù)為 10 回，又 c、d 廠采用雙回路供電，所以采用單母分段接線方式。投資也較單母分段帶旁母少。 35kV 主接線的選擇由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng) 35—63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：110KV 側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。4．系統(tǒng)備用容量大小裝有 2 臺(tái)組級(jí)以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)（組）事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所 60%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩種。（4）如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kV 及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。（3）經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。1．調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（1）可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，會(huì)引起無(wú)功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò) ％。對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。 無(wú)功補(bǔ)償裝置類型的選擇 無(wú)功補(bǔ)償裝置的類型無(wú)功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。根據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺(tái)容量相等的站用變壓器。5. 冷卻方式的選擇：主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。4. 調(diào)壓方式的選擇：普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為177。單臺(tái)變壓器的容量 =(~)TS?S根據(jù)負(fù)荷計(jì)算算出本變電站總的負(fù)荷為： =?= =? 變壓器型號(hào)的選擇繞組數(shù)量的確定根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》所述：在具有三種電壓的變電所中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15 %以上或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。通過(guò)上述分析，本變電站硬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。首先必須要計(jì)算出各側(cè)的負(fù)荷，包括 35kV 側(cè)負(fù)荷、 10kV 側(cè)負(fù)荷和站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）。本變電站自用電主要負(fù)荷如表 14：表 14 110kV 變電站自用電負(fù)荷序 號(hào) 設(shè)備名稱 額定容量 (KW) ?cos安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù) 備 注1 主充電機(jī) 20 1 1 周期性負(fù)荷2 浮充電機(jī) 1 1 經(jīng)常性負(fù)荷3 主變通風(fēng) 32 32 經(jīng)常性負(fù)荷4 蓄電池通風(fēng) 1 1 經(jīng)常性負(fù)荷5 檢修、試驗(yàn)用電 15 經(jīng)常性負(fù)荷6 載波通訊用電 1 經(jīng)常性負(fù)荷7 屋內(nèi)照明 8 屋外照明 9 生活水泵 2 2 周期性負(fù)荷10 福利區(qū)用電 周期性負(fù)荷本論文主要通過(guò)分析上述負(fù)荷資料，以及通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì)。具體數(shù)據(jù)如下：表 11 系統(tǒng)與線路參數(shù)表系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 線路參數(shù)(MVA)1ScX(MVA)2ScX(KM)1L(KM)2600 38 800 45 30 20表 12 35KV 側(cè)負(fù)荷資料表負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（MW） ?cos回路數(shù)A 廠 6 2B 廠 6 2A 變電站 5 1B 變電站 3 1注：35KV 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為 表 13 10KV 側(cè)負(fù)荷資料表負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（MW） ?cos回路數(shù)A 廠 2 1b 廠 2