【正文】 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27方案三圖 73 方案三此方案 110kV 側(cè)選用內(nèi)橋接線，35kV 側(cè)和 10kV 側(cè)選用單母線分段接線。35kV 側(cè)選用的雙母線接線，它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內(nèi)橋式接線。故此方案可靠性較高，也較經(jīng)濟(jì)，可以考慮此方案。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙配合，故選用閥型避雷器。避雷器的作用：專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）246 防雷設(shè)計(jì)規(guī)劃 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時發(fā)生反擊。本次所設(shè)計(jì)的變電站，其 110kV 電壓等級為內(nèi)橋接線，采用普通中型配電裝置；35kV 電壓等級為單母線分段接線，采用半高型配電裝置；10kV 電壓等級也為單母線分段接線，采用的是屋內(nèi)成套配電裝置。3）高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(shè)備。2）半高型配電裝置，它是將母線及母線隔離開關(guān)抬高，將斷路器、電壓互感器等電氣設(shè)華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點(diǎn)有： 30%；，減少高層檢修工作量；。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、中高型和高型等。其余的 B、C、D 值是在 A 值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而確定的。 高壓配電裝置的選擇配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；2）保證運(yùn)行可靠，按照系統(tǒng)自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離；3）便于檢修、巡視和操作；4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價；5）安裝和擴(kuò)建方便。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較??；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資大。配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。1）工作電壓： ngU?2）斷流容量： dS?其中， ：ts 短路容量（MVA） ， ：設(shè)備額定斷流容量（MVA）S? n華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）205 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 概述配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。2）具有倒替的穿墻套管額定電流 應(yīng)大于或等于回路中最大持續(xù)工作電流 。2）額定電壓選擇無論支持絕緣子或套管均要負(fù)荷產(chǎn)品額定電壓大于或等于所在電網(wǎng)電壓要求。≥S min=SdztCI?3～15 三相五柱式 100 100/3（相）華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19 — 熱穩(wěn)定系數(shù) C — 穩(wěn)態(tài)短路電流（ kA）I? — 短路等值時間 (s)dzt 支持絕緣子及穿墻套管的選擇 支持絕緣子的選擇1）型式選擇根據(jù)裝置地點(diǎn)、環(huán)境，選擇屋內(nèi)、屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇，導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流 于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流 。3）當(dāng)負(fù)荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積，對 110kV 及以下配電裝置，電暈對選擇導(dǎo)體一般不起決定作用，故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截面。在 400～8000A 時，一般選用槽形導(dǎo)體。 裸導(dǎo)體的選擇條件選擇和校驗(yàn)1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)，變壓器出線端部，以及對鋁有較嚴(yán)重腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體。 母線的選擇母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路中，所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級及要求不同，所使用導(dǎo)體的類型也不相同。表 41 電壓互感器的選擇方式接 線 型 式電網(wǎng)電壓,kV型 式 二次繞組電壓,V接成開口三角形輔助繞組電壓 IV一臺 PT 不完全符形接線方式3～35 單相式 100 無此繞組110J～500J 單相式 100/ 3 100Yo/ Yo/□3～60 單相式 100/ 3 100/3華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）184）電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在 6～35kV 屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。2）按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（～） 范圍內(nèi)變動。6）熱穩(wěn)定檢驗(yàn):電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 允許通過一次額定電流 的倍數(shù) 來表示，即：dzt 1NItK221()NtIK??7）動穩(wěn)定校驗(yàn)：電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（ ）的倍數(shù) （動穩(wěn)定電流倍1NIdw數(shù)）表示其內(nèi)部動穩(wěn)定能力，故動穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： 12chNdwiI? 電壓互感器的選擇1）電壓互感器的準(zhǔn)確級和容量電壓互感器的準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差最大值。4)按一次回路額定電壓和電流選擇:華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3左右以保證測量儀表的最佳工作，電流互感器的一次額定電壓 和電流 選擇必須滿足：NU1NI和 ，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近NgU?1maxNgI?額定電流。電流互感器的 10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗 Z2f 關(guān)系曲線。2)電流互感器 10%誤差曲線：是對保護(hù)級（BlQ）電流互感器的要求與測量級電流互感器有所不同。對三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；4）6－110kV 電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。電壓互感器的特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)；2）二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 按額定電流選擇1）熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應(yīng)大于熔化的額定電流。 按額定電壓選擇對一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)額定電壓。 高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。63kV 及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時，必須遵循倒閘操作順序。真空斷路器只適應(yīng)于 10kV電壓等級，10kV 采用真空斷路器。滿足熱穩(wěn)定條件為： 2dztI??驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時間： ??????滿足動穩(wěn)定條件為： ?? 斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時，斷路器通常與繼電保護(hù)配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 KMT C?為實(shí)際環(huán)境溫度； 對應(yīng)于所選截面 、環(huán)境溫度為+25 時，長期允許載流量（A）2TyISC?2）按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 為最高工作溫度。.maxgUn導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度 Q 0下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流yI .maxgI即 ≥y.由于變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 = .maxgI （ 為電器額定電流） 。 一般原則1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。標(biāo)幺值： *1IX???有名值： *3BavSU?5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值短路容量： nSI?短路電流沖擊值： ?華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）134 電氣設(shè)備的選擇 概述導(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。 短路計(jì)算基本假設(shè)1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；2）所有電源的電動勢相位角相同；3）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）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12時短路電流為最大的地點(diǎn)。確定短路電流計(jì)算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。4）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113 短路電流計(jì)算 概述在電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠茐膶τ脩舻恼９╇姾碗姎庠O(shè)備的正常運(yùn)行。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。 容量比的選擇為保證供電質(zhì)量及其使變壓器充分利用，選用 100/100/100。由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。 主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，110kV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：1)樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的 1～ 倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動范圍不超過 10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%。它的供電可靠性也高。普通三繞組變壓器：價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。8%，故不選擇自耦變壓器。電網(wǎng)電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。在生產(chǎn)及制造中三繞組