【正文】 為了保證生命及財(cái)產(chǎn)的安全所以我們要足夠的重視變電所的防雷設(shè)計(jì)。這時(shí)保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行將面臨許多新的問題，所以我們應(yīng)在電力系統(tǒng)的保護(hù)上，從設(shè)計(jì)、設(shè)備、技術(shù)等多方面深入研究和探討。 電氣主接線是變電站電氣部分的主體，是保證出力、連續(xù)供電和電能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它適應(yīng)供電可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)建發(fā)展的可能性等基本要求。變電站自動化則是一項(xiàng)新技術(shù)，是在微機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 在國內(nèi)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各級調(diào)度中心也獲得前所未有的發(fā)展，傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的要求。 道路 因設(shè)備運(yùn)輸和消防的需要，主控樓、主變 220KV、 110KV 側(cè)配電裝置處鋪設(shè)環(huán)形行車道路，路寬 4 米，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設(shè)，各配電裝置主母線與旁母之間道路寬 3 米，為方便運(yùn)行人員操作巡視檢修電器設(shè)備，屋外配電裝置內(nèi)設(shè) ～ 1 米環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為部分巡視小道 ，行車道路弧形處轉(zhuǎn)彎半徑不小于 7 米。 電氣總平面布置 本變電所主要由屋外配電裝置，主變壓器、主控制室、及 10KV 屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個(gè)變電所布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本所有 220KV、 110KV 各電壓等級集中布 置，將 220KV配電裝置布置在北側(cè)， 110KV 配電裝置布置在南側(cè)，這樣各配電裝置位置與出線方向相對應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變位于電壓等級配電中間，以便于高中低壓側(cè)引線的連接主控制樓布置在 10KV 屋內(nèi)配電裝置并排在南側(cè)，有利于監(jiān)視 220KV 及主變。 設(shè)計(jì)的變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以該變電所 220KV 及 110KV 電壓等級均采用普通中型配電裝置，具有運(yùn)行維護(hù)、檢修且造價(jià)低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰，運(yùn)行可靠，不易誤操作，各級電業(yè)部門 無論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修，方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 缺點(diǎn)：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺，檢修不夠方便。這河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 38 種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 配電裝置特點(diǎn) 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)： 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較?。? 維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響； 外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護(hù)工作量； 房屋建筑 投資較大。在 220kV 及以下的變電工程中采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬^小，缺點(diǎn)不太突出。除了在避雷針（線）和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點(diǎn)設(shè)置 ～ 3m 的垂直接地極，進(jìn)所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合式地網(wǎng)。應(yīng)采取均壓措施，并驗(yàn)算接觸電位差和跨 步電位差是否滿足要求 ,施工后還應(yīng)進(jìn)行測量和繪制電位分布曲線。 接地設(shè)計(jì)的原則 按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時(shí)，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流所造成的接地電位升高及地面的電位分布不致于危及人員和設(shè)備的安全，將變電站范圍的接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內(nèi)的原則，進(jìn)行本變電站接地裝置的 設(shè)計(jì)。 在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T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(diǎn)在址中距離很難達(dá)到不小于 15m 的要求。 二、避雷針位置的確定： 首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。 避雷針的配置 一、避雷針的配置原則： 獨(dú)立式避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。 （ 2）額定電壓的選擇： 110N NSU U K V?? 因此選 FCZ110 避雷器，其參數(shù)如下表 63： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 34 表 63 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） 沖擊放電電壓值（ ? ）不 大于（ KV） s?20/8沖擊殘壓不大于（ KV） 不小于 不大于 FCZ110 220 126 255 290 345 365 由上表可知 ，所選 FCZ110 型避雷器滿足要求。本工程采用 220KV、 110KV 配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針， 10KV 配電裝置設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行直接保護(hù)為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓的 3 倍。 避雷器的選擇 閥式避雷器應(yīng)按下列條件選 擇 型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，按下表選擇。在母線上裝設(shè)避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。 變壓器 220KV 側(cè)引接線的選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面積： m 2 1 8 0 0 0 0I 9 4 4 .8 83 2 2 0ax A???? 查經(jīng)濟(jì)電流密度曲線，當(dāng) Tma x=3600h 時(shí)，經(jīng)濟(jì)電流密度 AJ mm? ，則 ： 2mI 9 4 4 . 8 8 7 2 6 . 8 31 . 3axJS m mJ? ? ? 查閱資料選取 LJ800 鋁絞線。 溫度修正系數(shù) 07 0 7 0 4 00 . 8 27 0 2 5 7 0 2 5yk? ?? ? ???? ? ?????? ? ?— — — — — — — — — — — — 40 mI 140 2 114 .88al axI k A?? ? ? ? ? ＞ 944 滿足要求。 導(dǎo)體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長度在 20M 以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 查《發(fā)電廠電氣部分》，選定 PT 的型號為： JCC110 額定變比為： 110 10KV 母線設(shè)備 電壓互感器的選擇 型式：采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) PT，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。 220KV 側(cè)母線電壓互感器的選擇 型式：采用串聯(lián)絕緣瓷箱式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保護(hù)用。 表 519 二次額定電壓 繞組 主二次繞組 附加二次繞組 高壓側(cè)接入方式 接于線電壓上 接于相電壓上 用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中心 用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地 二次額定電壓 100 100/ 3 100 100/ 3 準(zhǔn)確等級：電壓互感器在哪一準(zhǔn)確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下： 用于發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計(jì)算的電度表，其準(zhǔn)確等級要求為 級。 電壓互感器的選擇 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)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 27 的電壓互感器； 220KV 級以上的配電裝 置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求，一般采用電容式電壓互感器。 110KV 側(cè)的電流互感器的選擇 主變中 110KV 的 CT 的選擇： 一次回路電壓： 110ngu u KV?? 二次回路電流：m m a x 4 1 8 0 0 0 0I 1 1 5 9 . 6 73 3 1 1 0gIA?? ? ? ?? 根據(jù)以上兩項(xiàng)，選 110 / ( 2 600 / 5 )L C W D L ??戶外獨(dú)立式電流互感器 。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。即選用 SN410G/5000 型少油斷路器和GN1010T/5000— 200 型隔離開關(guān)。 為計(jì)算短路電流，先計(jì)算電抗標(biāo)么值為 * 5 5 0 0 1 0 0 0 0% 0 . 1 2 0 . 1 5 74 0 0 0 1 0 5 0 0dnLL ndIUXX IU ?? ? ? ?? * * * 4 X X? ? ? ? ?∑ ∑′ 其中 tk=2++=， 查短路電流計(jì)算曲線并換算成短路電流有名值： I″= = = 則電壓損失和殘壓分別為 m a xLNI 1347U % = U % = X % s in 0 . 0 1 2 0 . 6 2 . 4 2 % 5 %I 4 0 0 0?? ? ? ? ? ? ＜ r e L NI 7 6 . 1 5 4U % = X % 0 . 1 2 2 2 8 % 6 0 % 7 0 %I 4 . 0? ? ? ?″ ＞ ～ 表 511 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) XKK— 10— 4000— 12 UNs 10KV UN 10KV Imax 1347A IN 4000A QK [（ KA） 2s] QK 25600 [（ KA） 2s] i sh 194KA i es 204KA 由此可知，選擇滿足要求。 110KV母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變中 110KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。 （ 4）、 出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇如下： m 2 1 8 0 0 0 0I 9 4 4 .8 83 2 2 0ax A???? 由上表可知 GW6— 220D/1000— 80 同樣滿足出線隔離開關(guān)的選擇。 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： 額定電壓校驗(yàn) ： UN≥UNs 額定電流校驗(yàn)： I N＞ Ima x 開斷電流： INbr＞ I″ 動穩(wěn)定： ies＞ ish 熱穩(wěn)定： It2t Qk 同樣，隔離開關(guān)的選擇條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求。 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)； 應(yīng) 力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理； 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種； 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致； 選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。 幺值 3,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。 ，應(yīng)該考慮對短 路電流值的影響。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓。 短路 電流的計(jì)算 為 了簡化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出一下規(guī)定： ，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。因此，對三相短路的研究具有重要的意義。 在三相系統(tǒng)中 短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。 。 接線圖 如下所示。 : S=215000%=430KVA ： SB= S=301KVA 所用變壓器 參數(shù) : 型號 ： S9— 315/10 U1e=177。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 11 第 3 章 所用電設(shè)計(jì) 變電站站用母線采用單母分段接線方式。 主變壓器選擇結(jié)果 查《電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為180MVA。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組多采河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 10 用丫連接； 35KV 亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。對于單機(jī)容量為 300MW、并直接升到 500KV 的，宜選用三相變壓器。 （ 3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。 主變壓器容量的選 擇 （ 1）主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。本章是對變電站主變壓器的選擇。 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)備相對少，投資小。 可靠性 接線簡單，設(shè)備本身故障率少； 故障時(shí)， 停電時(shí)間較長。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。 10kV 出線 12 回（其中備用 2 回）， 10kV 側(cè)總負(fù)荷為 3500