【正文】 同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。參考文獻(xiàn)[1][2][3][4]水利電力部東北電力設(shè)計(jì)院主編. [5] [6]孫國(guó)凱 . 中國(guó)水利水電出版社[7]張玉諸. [8]趙玉林. [9]～[10]丁毓山 [11]Roger C. Dugan，et. Al. Electric Power Systems Quality. McGraw–Hill，1996.[12]Wilson , etal. Electric Power Quality Control University，1993[13]. Electric Power Quality .Stars in a Circle Publications，1991[14]Hadi system analysis. McGtaw–Hill，1999.[15],–Hall，2001.致 謝非常感謝任艷杰老師、任艷杰老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫(xiě)作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。本次設(shè)計(jì)的110kV變電站電所基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)本次設(shè)計(jì)我深深地體會(huì)到，一個(gè)變電所的設(shè)計(jì)并不單純是一張圖紙，一份說(shuō)明書(shū)而已，它需要解決很多實(shí)際復(fù)雜的問(wèn)題，只有將理論與實(shí)際相結(jié)合，才會(huì)顯現(xiàn)出強(qiáng)大的力量。綜合運(yùn)用知識(shí)的能力也有了一定的提高，尤其對(duì)專業(yè)知識(shí)有了進(jìn)一步的深化了解。電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)以短路電流計(jì)算所得數(shù)據(jù)為依據(jù)并且考慮到發(fā)展前景防雷保護(hù)分為直擊雷保護(hù)和侵入波保護(hù)，并分別加以計(jì)算。完成的設(shè)計(jì)圖紙如下：（1）主接線圖；（2）平面圖；（3）斷面圖。其標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)接線如下圖所示： 圖82 進(jìn)線保護(hù)接線圖在木桿進(jìn)線保護(hù)段的首端，裝設(shè)三相一組管形避雷器WGB1，其接線電阻應(yīng)盡可能小，任何情況下不得大于。因此雷電波的保護(hù)設(shè)計(jì)除考慮在配電裝置內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器外，還必須對(duì)線路的進(jìn)線保護(hù)措施提出要求。 技術(shù)數(shù)據(jù)表81電壓等級(jí)絕緣子50%沖擊放電電壓（正極性，kV）110kV7 （）6（x7）700侵入波配電裝置的雷電波陡度與進(jìn)線保護(hù)段的長(zhǎng)度有關(guān)。（1）保護(hù)措施：雷電侵入波保護(hù)是利用閥型避雷器以及與閥型避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段。 配電裝置對(duì)侵入雷電波的保護(hù)雷直擊線路的機(jī)會(huì)比雷擊變點(diǎn)所多，所以沿線路侵入變點(diǎn)所的雷電過(guò)電壓行波很常見(jiàn)。本所主要設(shè)備在5445m2范圍內(nèi)可裝設(shè)四個(gè)等高避雷針。屋內(nèi)配電裝置：措施：金屬構(gòu)架接地，鋼筋焊成網(wǎng)接地。屋外組合導(dǎo)線及母線橋：措施：裝設(shè)獨(dú)立的避雷針；在不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針時(shí)，可考慮在附近主廠房或屋內(nèi)配電裝置頂接設(shè)避雷器。 變電所范圍需進(jìn)行保護(hù)的對(duì)象及防雷保護(hù)（1）變點(diǎn)所范圍內(nèi)必須進(jìn)行保護(hù)的對(duì)象及防雷措施：110kV屋外配電裝置：措施：在構(gòu)架上裝設(shè)避雷針或裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。在防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)雷電活動(dòng)情況、地形、地質(zhì)、氣象情況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、符合電力系統(tǒng)和電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。過(guò)電壓分外部過(guò)電壓（大氣過(guò)電壓）和內(nèi)部過(guò)電壓。雷電所引起的大氣過(guò)電壓將會(huì)對(duì)電氣設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電氣設(shè)備的安全。選擇DY53/60型電壓繼電器，最大整定電壓為60V。絕緣監(jiān)視采用過(guò)電壓繼電器，其動(dòng)作電壓為2530V，繼電器動(dòng)作后發(fā)出信號(hào)，尋找故障線路是逐條拉開(kāi)每回出線，故障線路被拉開(kāi)后，接地信號(hào)消失，否則繼續(xù)尋找。但是，這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)短路接地時(shí)，有可能引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)回路和自動(dòng)裝置回路的不正確動(dòng)作，可見(jiàn)裝設(shè)經(jīng)常性的直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置是十分必要的。發(fā)生接地機(jī)會(huì)較多。因此必須定期地（～1個(gè)月）對(duì)其充電一次，為避免其它蓄電池發(fā)生過(guò)充電現(xiàn)象，可使充電電流等于負(fù)荷電流。蓄電池?cái)?shù)目的確定：（～）為了當(dāng)浮充電整流器發(fā)生故障而斷開(kāi)后，仍能保持直流母線上的電壓等于額定值起見(jiàn)，也應(yīng)采用帶端電池調(diào)整器的連線。因?yàn)樾铍姵亟M是一種獨(dú)立的電源，它不受交流電源的影響，而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，甚至在全所交流電源全部停電的情況下，仍能保證控制信號(hào)。值班人員聽(tīng)到鈴聲后，可以根據(jù)點(diǎn)亮的光字牌來(lái)判斷發(fā)生故障的設(shè)備及故障的類型。只是用警鈴JL代替了蜂鳴器FM，以示區(qū)別，除了鈴聲之外，還通過(guò)光字牌發(fā)出燈光信號(hào)。此時(shí)沖擊繼電器的脈沖變流器BL的一次繞組中有電流流過(guò)。而光字牌GP則布置在屏的正面。其原理如下：1YBM和2YBM為瞬時(shí)預(yù)告信號(hào)小母線。中間繼電器2ZJ的觸點(diǎn)是預(yù)告信號(hào)回路引來(lái)的，按鈕1YA是供試驗(yàn)蜂鳴器用的。因?yàn)镚HJ繼電器在BL二次繞組中的脈沖電勢(shì)消失后即返回，ZJ2起動(dòng)蜂鳴器FM，ZJ3起動(dòng)時(shí)間繼電器1SJ，1SJ是為了自動(dòng)解除音響而設(shè)，經(jīng)整定時(shí)限后，1SJ的延時(shí)觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)中間繼電器1ZJ，1ZJ的常閉觸點(diǎn)切斷中間繼電器ZJ的線圈回路，使其返回，于是音響停止，整套裝置復(fù)歸至原來(lái)狀態(tài)。在一次繞組中感應(yīng)出脈沖電勢(shì)使執(zhí)行元件GHJ動(dòng)作。在本所裝設(shè)能重復(fù)動(dòng)作且能復(fù)歸的中央事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)裝置。事故音響信號(hào)采用蜂鳴器FM發(fā)出音響，而預(yù)告信號(hào)則采用電鈴JL發(fā)出音響。燈光信號(hào)是為了便于判斷發(fā)生故障的設(shè)備及故障的性質(zhì)；音響信號(hào)是為了喚起值班人員的注意。當(dāng)斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，起動(dòng)事故信號(hào)，當(dāng)發(fā)生其它故障及不正常運(yùn)行情況時(shí)（例如絕緣不良、設(shè)備過(guò)負(fù)荷、溫度過(guò)高等）起動(dòng)預(yù)告信號(hào)。音響報(bào)警回路：僅當(dāng)KK處于合閘后位置時(shí)，其觸點(diǎn)閉合。因14—15合224。合閘224。1ZJ觸點(diǎn)閉合224。TBJ2跳開(kāi)}224。將紅燈HD與2RF支路短接TQ與TBJ電路線圈中電流突然動(dòng)作224。自動(dòng)跳閘過(guò)程：若DL控制設(shè)備短路224。16—13合224。其觸電斷開(kāi)224。5—8斷224。合閘224?？刂七^(guò)程：合閘過(guò)程：KK在合閘位置：5—8合，HC帶電224。由于正常通過(guò)輔助觸點(diǎn)DL準(zhǔn)備好的只是下一步操作的回路，即當(dāng)斷路器在合閘狀態(tài)時(shí)以準(zhǔn)備好的燈串聯(lián)于跳閘線圈回路中，綠燈應(yīng)串聯(lián)于合閘接觸器線圈回路中。圖71 燈光監(jiān)視的斷路器控制接線圖斷路器的控制原理：跳合閘回路完整性的監(jiān)視是利用在跳合閘線圈回路中串聯(lián)信號(hào)指示燈的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。并且當(dāng)跳、合閘操作完成后，應(yīng)能自動(dòng)切斷跳、合閘脈沖電流；（2）應(yīng)有防止斷路器多次和閘的“跳躍”閉鎖裝置；（3）應(yīng)能指示斷路器的合閘與跳閘位置狀態(tài)；（4）自動(dòng)跳閘或合閘應(yīng)有明顯的信號(hào)；（5）應(yīng)能監(jiān)視熔斷器的工作狀態(tài)及跳、合閘回路的完整性；（6）控制回路應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠，使用電纜芯數(shù)目最少。本部分設(shè)計(jì)主要針對(duì)斷路器的控制和信號(hào)回路、中央信號(hào)裝置及直流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置的設(shè)計(jì)。其余三條出線路的整定計(jì)算方法與此線路相同，因此計(jì)算過(guò)程不再重復(fù)，將整定結(jié)果附在表中，見(jiàn)表61。靈敏度校驗(yàn) 滿足靈敏度要求。速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間只取決于繼電器本身固有動(dòng)作時(shí)間，人為延時(shí)是零，考慮到線路中避雷器的放電時(shí)間，～。 出線路整定計(jì)算電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算被保護(hù)線路長(zhǎng)度： 式中　 ——等效電源最大電抗。導(dǎo)線截面不允許延時(shí)切除短路電流時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。10kV線路在以下情況下必須裝設(shè)電流速斷保護(hù)。10kV線路保護(hù)一般以電流速斷保護(hù)為主，以過(guò)流保護(hù)作為后備保護(hù)。 10kV線路保護(hù) 10kV線路保護(hù)的設(shè)計(jì)原則10kV架空線路和電纜線路應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)。 10kV母線的保護(hù)對(duì)于中小型容量的變電所，其母線故障時(shí)，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)。線路長(zhǎng)度l取最短出線長(zhǎng)度5km工程中一般取有名值故障點(diǎn)短路電流變比變比靈敏度校驗(yàn)滿足條件。電壓互感器的變比為，則電壓繼電器的一次動(dòng)作電壓為：靈敏度校驗(yàn)：按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)二次側(cè)母線或干線末端單相接地短路電流校驗(yàn)。整定計(jì)算：按避開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)變壓器中性點(diǎn)上流過(guò)的最大不平衡電流整定 電壓整定按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡零序電壓來(lái)整定。 零序接地保護(hù)對(duì)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，由外部接地短路引起過(guò)電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，要裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器本身主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算按躲過(guò)變壓器的額定電流進(jìn)行整定過(guò)負(fù)荷保護(hù)的延時(shí)應(yīng)比變壓器過(guò)電流保護(hù)時(shí)延長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限階段，一般取10s。 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理：變壓器g可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷的情況，因此需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。經(jīng)校驗(yàn)靈敏度均符合要求。當(dāng)變壓器容量相同時(shí)，可按下式計(jì)算式中—可靠系數(shù)，； —返回系數(shù)； —自起動(dòng)系數(shù)，～。對(duì)于單側(cè)電源的變壓器，過(guò)電流保護(hù)的電流互感器應(yīng)裝設(shè)在電源側(cè)，這樣才能作變壓器相間短路的后備保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，作用于變壓器。將變壓器兩側(cè)電流互感器流入差回路的電流中較大的一側(cè)作為基本側(cè)。2）整定保護(hù)的動(dòng)作電流（利用BCH2型差動(dòng)繼電器構(gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù)）。在保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，流入差回路的電流為短路點(diǎn)的短路電流的二次值，保護(hù)動(dòng)作。 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)（1） 原理1）原理：縱差動(dòng)保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)的變壓器各端流入和流出電流的相量差。原理如圖61所示：圖61 瓦斯保護(hù)原理接線整定：當(dāng)內(nèi)部氣體為 250－300cm3時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)生信號(hào)；當(dāng)內(nèi)部氣體為 －，動(dòng)作于跳閘。原理：由于短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油和其它絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。瓦斯繼電器安裝在油箱與油枕之間的連通管道中。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 變壓器的瓦斯保護(hù)根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。為反應(yīng)外部相間短路引起的過(guò)電流，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。對(duì)變壓器的不正常工作狀態(tài)應(yīng)采取以下保護(hù)：為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。變壓器油箱外部引線及套管處也可能發(fā)生相間短路和接地故障。變壓器油箱內(nèi)部主要易發(fā)生的故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路等。 電力變壓器的保護(hù)電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電器設(shè)備，它的故障對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重后果，同時(shí)大容量變壓器也是非常貴重的元件。本所主要對(duì)變壓器、線路、電力電容器進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。表518 RW310熔斷器參數(shù)型 號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）額定斷流容量（MVA）上限下限RW31010200150300（2）校驗(yàn)經(jīng)計(jì)算滿足要求，選RW310形熔斷器。 所用變保護(hù)熔斷器的選擇（1）熔斷器的選擇其最大長(zhǎng)期工作電流熔件的額定電流為短路容量經(jīng)計(jì)算查手冊(cè)選擇RW310型高壓跌落式熔斷器。熔件的額定電流應(yīng)按如下計(jì)算：其額定電壓為10kV，所以選擇RN310型戶內(nèi)高壓熔斷器，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表517。 表516 RN210熔斷器參數(shù)型 號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）開(kāi)斷電流（kA）切斷容量（MVA）RN21010502000校驗(yàn)： 因經(jīng)計(jì)算滿足要求，故選RN210形熔斷器。 保護(hù)低壓側(cè)電壓互感器用熔斷器的選擇按額定電壓選擇：Uw熔斷器所在電網(wǎng)的額定電壓。它串聯(lián)在電路使用中?？偟念~定容量為，而需補(bǔ)償?shù)?000kvar，故所選電容器組滿足要求。，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表515。按工作電壓選擇按工作頻率選擇無(wú)功功率的計(jì)算設(shè)備補(bǔ)償前的功率因數(shù)為=，要求經(jīng)電容器補(bǔ)償后達(dá)到=。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表514。所用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表513。 所用變壓器考慮到變電所主要設(shè)備的需要，如蓄電池充電、取暖、照明及有關(guān)的繼電保護(hù)裝置的用電等負(fù)荷，根據(jù)變電所負(fù)荷特點(diǎn)，季節(jié)性極強(qiáng)，備有一臺(tái)備用變壓器。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表512。表511 型 號(hào)額定電壓（kV）機(jī)械破壞負(fù)荷（kN）總 高（mm）上附件安裝尺寸下附件安裝尺寸孔徑孔數(shù)中心距孔徑孔數(shù)中心距1088210M8236Φ122130（2）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)絕緣子底部至母線中心線的高：絕緣子帽所受的力： 絕緣子的允許負(fù)荷：經(jīng)計(jì)算滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 10kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗(yàn)（1） 絕緣子的選擇1）絕緣子的選擇按額定電壓和裝設(shè)地點(diǎn)。 110kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗(yàn)（1）按安裝地點(diǎn)和額定電壓查手冊(cè)選擇XP70型絕緣子，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表510。（2）穿墻套管的選擇：按裝置種類和構(gòu)造形式選擇也分屋內(nèi)和屋外。支柱絕緣子用于支持和固