【正文】 當(dāng)然在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多難題，通過(guò)及時(shí)虛心的向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，跟同學(xué)交流，把問(wèn)題解決掉，所以能夠完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)，離不開(kāi)老師和同學(xué)們的支持和幫助，借此機(jī)會(huì)，向他們表示感謝！ 參 考 文 獻(xiàn) 41 參考文獻(xiàn) [1]范錫普 .發(fā)電廠電氣部分 .2 版 .北京：水利 電力出版社 ,1995. [2]丁毓山 .變電所設(shè)計(jì) (10~220kV).沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1993. [3]劉介才 .工廠供電 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021. [4]張保會(huì)，尹項(xiàng)根 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù) .2 版。 同時(shí)，也 學(xué)到了很多畢業(yè)設(shè)計(jì)以外的東西。在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 通過(guò)查閱資料以及參考與 其相關(guān)的論文， 對(duì)變電站的電氣設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，同時(shí)也使自己的專(zhuān)業(yè)課 知識(shí)得到了鞏固。 氧化鋅避雷器的型號(hào)選擇 110kV 母線上選擇： Y10W102/266； 10kV 母線上選擇： Y5W17/45。 我國(guó)規(guī)程規(guī)定： ⑴ 35kV 及以下配電裝置的絕緣較弱，所以其構(gòu)架 或屋頂上不宜裝設(shè)避雷針，第八章 變電站防雷接地的設(shè)計(jì) 39 而應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針。 iiiRR=n η? 式中， iη 為接地裝置的沖擊利用系數(shù)，它考慮各接地極間的相互屏蔽而使溢流條件惡化的影響，所以 iη 1 。 該設(shè)計(jì)的防雷接地裝置與變電所的總接地網(wǎng)連成一體進(jìn)行設(shè)置。 注意：過(guò)電壓作用時(shí)，避雷器先于被保護(hù)設(shè)備放電，這需要有兩者的全伏秒特性的配合來(lái)保證；避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力。 在架空輸電線路上多用保護(hù)角 α 來(lái)表示避雷線的保護(hù)程度。xh——被保護(hù)物高度；hα——避雷針的有效高度 ,hα＝ hxh；xr——對(duì)應(yīng) hα的避雷針有效保護(hù)半徑。雷電 引起的大氣過(guò)電壓將會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所和 高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全 。 瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器，安裝在油箱和油枕之間的連接管道上，氣體繼電器有兩個(gè)輸出觸點(diǎn)： 一個(gè)反應(yīng)變壓器內(nèi)部的不正常情況或輕微故障，通常稱(chēng)為輕瓦斯，反應(yīng)氣體的體積，延時(shí)發(fā) 出 信號(hào) ；另一個(gè)反應(yīng)變壓器的嚴(yán)重故障，稱(chēng)為重瓦斯，反應(yīng)油的流速，瞬時(shí)跳閘。 對(duì)于變壓器內(nèi)部的某些輕微故障，靈敏 性可能不能滿足要求，因此變壓器一般還應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)： 瓦斯保護(hù)，電流速斷保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)，過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，以及非電量保護(hù)等。 靈敏系數(shù) senK 一般不應(yīng)低于 2。差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于正常運(yùn)行情況下變壓器的最大負(fù)荷電流，即： set rel =K?? 式中： relK ——可靠系數(shù)，取 ； ? ——變壓器的最大負(fù)荷電流。因此應(yīng)根據(jù)變壓器容量等級(jí)和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的繼電保護(hù)裝置。 繼電保護(hù)的基本要求：嚴(yán)格的選擇性，需要的快速性，足夠的靈敏性，必保 的可靠性。 根據(jù)上面的分析以及該變電站的已知條件，該變電站 10kV 側(cè)的配電裝置選擇手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜，型號(hào)選擇 KYN12. 第七章 繼電保護(hù)的配置 33 第七 章 繼電保護(hù)的配置 電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線以及用電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，迅速而有選擇性地切除故障設(shè)備，既能保護(hù)電氣設(shè)備免遭損壞，又能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證電力系統(tǒng)及其設(shè)備安全運(yùn)行最有效的方法之一。 柜體骨架由角鋼焊接而成，柜內(nèi)由鋼板分割成斷路器室、母線室、電纜室、繼電器室，并可通過(guò)門(mén)面的觀察窗和照明燈觀察柜內(nèi)各種主要元件的運(yùn)行情況。如 JYN10 第六章 配電裝置的選擇 32 金屬封閉開(kāi)關(guān)柜是指開(kāi)關(guān)柜內(nèi)除進(jìn)、出線外，其余完全被接地金屬外殼封閉的成套開(kāi)關(guān)設(shè)備。它用于接受和分配高壓、三相交流 50HZ 單母線及母線分段系統(tǒng)的電能并對(duì)電路實(shí)行控制、保護(hù)和檢測(cè)。這種開(kāi)關(guān)柜檢修方便安全， 供電恢復(fù)快，供電可靠性高，主要用于大、中型變配電所和負(fù)荷較重要、供電可靠性要求高的場(chǎng)所。 我國(guó)目前生產(chǎn) 3~35kV 高壓開(kāi)關(guān)柜，分為固定式和手車(chē)式兩類(lèi)。所以 110kV 采用 裝配式 半髙型配電裝置。 半髙型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少 30%。 110kV配電裝置 110kV 是變電站的高壓側(cè)，主接線采用的是橋形接線， 該設(shè)計(jì)中的 110kV配電裝置采用屋外配電裝置，是將所有電氣設(shè)備和母線都裝設(shè)在露天的基礎(chǔ)、支架或構(gòu)架上。 ，按選定的主接線方式來(lái)表示進(jìn)線、出線、斷路器、互感器、避雷器等合理分配于各層、各間隔中的情況，并表示導(dǎo)線和電器在各間隔的輪廓外形， 但不要求按比例尺寸繪出。 ⑴ 室內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)： ① 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積??； ② 維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減輕維護(hù)工作量，不受氣候影響； ③ 外界污穢空氣對(duì)電器影響小，可以減少維護(hù)工作量。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。 具有導(dǎo)體的套管應(yīng)對(duì)導(dǎo)體校驗(yàn)熱穩(wěn)定，其套管的熱穩(wěn)定能力 2t? ，應(yīng)大于或等于短路電流通過(guò)套管所產(chǎn)生的熱效應(yīng) kQ ，即 2tktQ?? 注意：母線型穿墻套管無(wú)需熱穩(wěn)定校驗(yàn)。對(duì)于 330kV 屋外支柱絕緣子和套管宜選用高一電壓等級(jí)的產(chǎn)品。 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇 根據(jù)安裝地點(diǎn)、環(huán)境選擇屋內(nèi)、屋外或防污性及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。 熔斷器的額定電流的選擇，包括熔斷器管的額定電流和熔體的額定電流的選擇。變電站 110kV 電壓互感器和 10kV 電壓互感器以及站用變壓器都用高壓熔斷器保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害及用來(lái)保護(hù)電壓互感器。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 22t = 4 5 = [ ( k ) s ] = 2 2 7 .1 1 5 [ ( k ) s ]tQ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?21N（ IK ） 所以滿足要求。 表 52 LW6110 型 SF6 斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) LW6110 型 6SF 斷路器 U? 110kV U? 110kV max? ?? 3150A ??3F? br?? 40kA shi cr?? 100kA Q? 2227 .11 5[(k ) s]?? tIt2 2[(k ) s]???? ? ? shi esi 100kA 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 主變壓器 110kV 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)的選擇 第五章 電氣設(shè)備的選擇 24 選擇型號(hào)為 :GW4110D/100080,戶外型隔離開(kāi)關(guān)， 其技術(shù)參數(shù)如下： 表 54 GW4110D/100080 技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 極限通過(guò)電流（ kA） 熱穩(wěn)定電流（ kA） 峰值 5s GW4110D/100080 110 1000 80 選擇的隔離開(kāi)關(guān)額定電壓為 110kV，滿足要求； 隔離開(kāi)關(guān)的額定電流為1000A，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。 表 51 LW6110 型戶外高壓 SF6 斷路器技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓（ kV） 最高工作電壓（ kV） 額 定電流（ A） 額定開(kāi)斷電流（ kA） 極限通過(guò)電流（ kA） 熱穩(wěn)定電流（ kA） 固有分閘時(shí)間（ s） 峰值 3s LW6110/3150 110 145 3150 40 100 40 斷路器的固有分閘時(shí)間 int 和燃弧時(shí)間 at 均為 ，取繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間 pr2t 為 2s，所以短路熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間為： k pr 2 i n at = t + t + t = 2 + 3 + 3 = 6 s 第五章 電氣設(shè)備的選擇 23 由于 kt 1s? ，不計(jì)及非周期熱效應(yīng)。而隔離開(kāi)關(guān)的主要功能是保證電氣設(shè)備及裝置在檢修工作時(shí)的安全，不能用于切斷、投入負(fù)荷電流或開(kāi) 斷短路電流，僅可允許用于不產(chǎn)生強(qiáng)大電弧的某些切換操作。 同時(shí)， 應(yīng)按電氣設(shè)備在特定的工程安裝使用 條件，對(duì)電氣設(shè)備的機(jī)械負(fù)荷能力進(jìn)行校驗(yàn)，即電氣設(shè)備的端子允許負(fù)載應(yīng)大于設(shè)備引線在短路時(shí)的最大電動(dòng)力。 第五章 電氣設(shè)備的選擇 21 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值。 額定開(kāi)斷電流 包括短 路電流周期分量和非周期分量 ， 而斷路器的額定開(kāi)斷電流是以周期分量有效值表示，并計(jì)入了 20%的非周期分量。因此，在選擇 電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 SU? 的條件選擇，即 NU ? SU? 電氣設(shè)備的額定電流 ?? 是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。 三相短路電流沖擊電流最大值 ： 3sh F2i =2 .55 = 5 =2 7k A? ? ? ?? ???（ ） 沖擊電流有效值： 3sh F2=1 .51 = 1 =1 3k A? ? ? ? ?? ???（ ） 三相短路容量為 ： ( 3 )F2 F2S 3 U 3 10 .5 18 9. 5 MV A?? ? ? ? ? ?? ?? ? ? 第四章 短路電流的計(jì)算 18 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 表 41 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 短路點(diǎn)額定電壓 平均工作電壓 短路電流周期分量有效值 短路點(diǎn)沖擊電流 短路容量 有效值 最大值 UN /kV Uav /kV 3F?（ ） /kA I? /kA shI /kA shi /kA FS /MVA F1 110 115 2021 F2 10 第五章 電氣設(shè)備的選擇 19 第五 章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的條件 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備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(duì)它 們的基本要求卻是一致的。選擇電抗器限制 10kV 側(cè)的短路電流，因?yàn)?10kV 側(cè)每回出線的負(fù)荷相同，所以可加設(shè)分裂電抗器。 ⑶ 帶電抗器的出線回路由于干式電抗器工作可靠性較高，并且斷路器與電抗器間的連線很短，故障幾率小，一般可選擇電抗器后為計(jì)算短路點(diǎn)，這樣出線可選擇輕型斷路器，以節(jié)約投資。在校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定出電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點(diǎn)，使通過(guò)的短路電流校驗(yàn)值為最大。、在選擇電氣主接第四章 短路電流的計(jì)算 13 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。為了保證電力系統(tǒng)安 全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和 動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。 在四種短路類(lèi)型中，單相接地短路故障發(fā)生的概率最高，可達(dá) 65%，兩相短路約占 10%，三相短路約占 5%。 ⑷ 其它原因 。 ⑵ 自然災(zāi)害。 綜上所述，通過(guò) 比較這幾種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)、 適用范圍， 確定出 10kV 側(cè)的接線方式為 單母線分段接線 ， 采用成套式開(kāi)關(guān)柜， 如圖 33 所示 。 ⑷ 帶旁路母線的單母線接線和雙母線接線 第三章 電氣主接線的選擇 11 斷路器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷 數(shù)次短路電流后都需要檢修，為了能使采用單母線分段或雙母線的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不致中斷該回路供電，可增設(shè)旁路母線，也就是說(shuō)不停電檢修斷路器。 ④ 220kV 出線數(shù)為 4 回及以上時(shí)。其特點(diǎn)如下： ① 供電可靠 ； ② 調(diào)度靈活 ； ③ 擴(kuò)建方便 。 ④ 110～ 220kV 配電裝置的出線 3～ 4 回。段數(shù)分的越多，故障時(shí)停電范圍越小，但使用的分段斷路器的數(shù)量也就越多，并且配電裝置和運(yùn)行也就越復(fù)雜，通常以 2~3 段為宜。 1 1 0 k V1 1 0 k V 圖 32 外橋接線 比較這兩種接線方式的特點(diǎn)、適用范圍，確定出 110kV 側(cè)的接線方式 為 內(nèi)橋接線。 ⑴ 內(nèi) 橋接線 在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電并且操作復(fù)雜。 第三章 電氣主接線的選擇 8 主接線方案的擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等的不同考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案。 電氣主接線基本接線形式的選擇 電氣主接線的概述 主接線的基本接線形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體。 ⑵ 占地面積少。并且在發(fā)生故障時(shí)，要能盡快的切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。 ⑴ 操作的方便性。 ⑵ 線路、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)出線回路數(shù)和停電時(shí)間，并能保證大部分用戶的供電。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 該變壓器的參數(shù)為： 表 21 SFZ1040000/110 型號(hào) 額定容量（ kV A