【正文】 《電力系統(tǒng)》 鄭州電力出版社 1988[18] 李薇薇 李芳 [17] 于長順 編輯 編輯 1995[15]趙負(fù)圖 地下變電站的接地設(shè)計(jì)及其實(shí)例 電氣評(píng)論編輯 1983 [12]何金良 編輯 1986[11]袁建生 張麗萍 實(shí)用電力接地技術(shù) 編輯高等教育出版社 工程電磁場(chǎng)導(dǎo)論 1996[9]馮慈璋 編輯 水利力出版社 中國電力出版社1995[7]王海猷 編輯 變電站綜合自動(dòng)化 編輯 編著 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 中國水利水電出版社 中國電力出版社 編著 中國電力出版社 編著中國電力出版社 編著天津大學(xué)出版社 編著但在本次設(shè)計(jì)中仍有不足與疏漏。在設(shè)計(jì)的過程中，我查閱了大量的文獻(xiàn)資料，積累了豐富的材料，培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)知識(shí)得到鞏固和升華。在對(duì)電氣設(shè)備選擇設(shè)計(jì)上查閱資料，與擬定的設(shè)備進(jìn)行比較，采用合理的設(shè)備，對(duì)主變壓器進(jìn)行了保護(hù)設(shè)計(jì)與整定計(jì)算，選用合理的方式，分析計(jì)算了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，同時(shí)畫出了所需的原理圖。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本掌握110kV/35kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)的基本步驟和方法，選擇符合設(shè)計(jì)的接線方式，110kV側(cè)用單母線接線方式，35kV側(cè)用單母線分段帶旁路母線接線方式，用擬定的接線方式進(jìn)行比較，然后又通過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，確定了變壓器用兩臺(tái)，容量為31500KVA,型號(hào)為SSZ9—31500/110，對(duì)無功功率補(bǔ)償做了明確的計(jì)算，然后采用標(biāo)幺值法對(duì)短路計(jì)算進(jìn)行了分析與處理。—— 高度保護(hù)半徑；p ——高度影響參數(shù)；四針保護(hù)半徑為由下式計(jì)算：式中， p ——高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤30m 是，p=1；h ——避雷針高度；本站東西向長100m，南北向?qū)?0m，占地面積6732m2，110kV 配電裝置構(gòu)架高13m，35kV 終端桿高14m。8）110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。6）發(fā)電廠變電所35KV及以上進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。（2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)前變電所中采用的防雷保護(hù)措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計(jì)性，故防雷措施也是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的。3)按本標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)采用的雷電侵入波過電壓保護(hù)方案校驗(yàn)時(shí)，校驗(yàn)條件為保護(hù)接線一般應(yīng)該保證2km外線路導(dǎo)線上出現(xiàn)雷電侵入波過電壓時(shí)，不引起發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備絕緣損壞。1)應(yīng)該采用避雷針或避雷線對(duì)高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷保護(hù)并采取措施防止電擊。在變電站中的建筑物裝設(shè)直擊保護(hù)裝置，諸如屋內(nèi)外配電裝置，主控室等。凡遭受直擊雷時(shí)，僅有火災(zāi)及機(jī)械破壞危害，且對(duì)建筑物內(nèi)部的人有危害者。凡是在建筑物長期保存或經(jīng)常發(fā)生瓦斯、蒸汽、塵埃與空氣的混合物，可能引起電火花發(fā)生爆炸，以及引起房屋破壞和人身事故者。變電站的保護(hù)范圍分為三種：1）電工裝置，包括屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線和母線橋等。主變壓器用獨(dú)立的避雷針。并應(yīng)滿足不發(fā)生反擊要求，并且使所有的電氣設(shè)備都在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，為了防止避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣間隙被擊穿，而造成反擊事故。使設(shè)備上的過電壓不超過其沖擊耐壓值。由線路入侵的雷電波電壓；其主要防護(hù)措施是在發(fā)電廠，變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器。大容量變電所，所用電較多，一般裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，兩臺(tái)所用變壓器分別接在變電所最低一級(jí)電壓母線的不同分段上。故一般變電所，所用變壓器的容量為50—135KV，中小型變電所所用20KVA即能滿足要求。=（） 31500/（ 35）=變電站的保護(hù)，變電站的所用負(fù)荷很少，主要負(fù)荷時(shí)變壓器的冷卻設(shè)備以及其它一些用電負(fù)荷。 高壓側(cè)： 對(duì)于二繞組降壓變壓器，各側(cè)均應(yīng)裝設(shè)保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)：過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱負(fù)荷引起的過流保護(hù)。如果變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，其接地保護(hù)一般采用零序電流保護(hù)，保護(hù)接于中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。 Kh==對(duì)于降壓變電站低壓繼電器一次動(dòng)作電壓，應(yīng)按最低工作電壓整定。：電流繼電器一次動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流整定：Kk== 匝選取整匝 匝（5）校驗(yàn)相對(duì)誤差： ，合格。= =躲開電流互感器二次斷線： = 546=709A= ( 1++) 546=所以繼電器的動(dòng)作電流： （3）確定線圈接法和匝數(shù)110KV與35KV側(cè)電流互感器分別接到平衡線圈 與 BCH2繼電器在保護(hù)時(shí)的動(dòng)作安全匝數(shù)值 則有匝其中取差動(dòng)線圈匝數(shù)為6匝，平衡繞組線圈匝數(shù)為2匝。的接線方式為 型，計(jì)算變比為 = = 實(shí)際變比 =400/5=80，差動(dòng)臂電流為 A由于 ，則選擇35KV為基本側(cè)，平衡線圈 放于35KV側(cè)，平衡線圈 放于110KV側(cè)。主變壓器整定計(jì)算1.（1）變壓器 側(cè)與變壓器 側(cè)變壓器 側(cè)額定電壓為110KV,額定電流為 =31500/( )=。過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流整定。保護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。故在本設(shè)計(jì)也采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)。后備保護(hù)的方案有過電流保護(hù)、負(fù)荷電壓起動(dòng)的過流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等。所以在變壓器的接地保護(hù)采用零序電流保護(hù)。 在中性點(diǎn)直接接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。變壓器的接地保護(hù)：后備保護(hù)的方案有過電流保護(hù)、負(fù)荷電壓起動(dòng)的過流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等。瓦斯保護(hù)職能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱差動(dòng)保護(hù)。5）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1S左右。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，—，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。瓦斯保護(hù)的整定：（1）、一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變。目前，國內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。容量為800KVA級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)的組成，原理與線路過負(fù)荷保護(hù)完全相同，其動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式也與線路過負(fù)荷保護(hù)基本相同。電流速斷保護(hù)的靈敏度電流速斷保護(hù)的靈敏度按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流 作為最小短路電流 來檢驗(yàn)。這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域，叫做“死區(qū)” ( dead band ) ，為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺陷，所以凡是裝設(shè)有電流速斷保護(hù)的線路，必須配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷保護(hù)至少長一個(gè)時(shí)間級(jí)差 ，而且前后的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間又要符合“階梯原則”，以保證選擇性。電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流躲過了線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的相當(dāng)長一段線路上發(fā)生的不一定是最大短路電流（例如兩相短路電流）時(shí)，電流速斷保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。電流速斷保護(hù)的組成及速斷電流的整定電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)。電流速斷保護(hù)帶時(shí)限的過電流保護(hù)，有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長，而短路電流則是越靠近電源越大，其危害也更加嚴(yán)重。只是其中應(yīng)該取低壓母線的三相短路電流周期分量有效值換算到高壓側(cè)的穿越電流值，也就是變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過低壓母線三相短路電流周期分量有效值來整定。2）變壓器的電流速斷保護(hù)。其動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定，與線路電流保護(hù)完全相同。1）變壓器過電流保護(hù)的組成，原理，無論是定時(shí)還是反時(shí)限均與線路過電流保護(hù)相同。5. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。3. 過負(fù)荷保護(hù)。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1. 短路保護(hù)。 主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運(yùn)行。現(xiàn)在生產(chǎn)的 GL11226等型電流繼電器，其觸點(diǎn)容量相當(dāng)大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)150A，完全能滿足短路時(shí)“去分流跳閘”的要求。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開，使跳閘線圈YR的短路分流支路被去掉（即所謂“去分流”)，從而使電流互感器的二次電流全部通過YR，致使斷路器QF跳閘，即所謂“去分流跳閘”。這種操作方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但保護(hù)靈敏度低，實(shí)際上較少應(yīng)用。正常運(yùn)行時(shí)，YR通過的電流遠(yuǎn)小于其動(dòng)作電流，因此不動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類由于交流操作電源具有投資少、運(yùn)行維護(hù)方便及二次回路簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中小工廠中應(yīng)用廣泛。三相三繼電器式接線方式是將3只電流繼電器分別與3只電流互感器相連接，它能反映各種短路故障，流入繼電器的電流和電流互感器二次繞組的電流相等，其接線系數(shù)在任何短路情況下均等于1。兩相一繼電器式接線能反應(yīng)各種相間短路故障，靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相兩繼電器式接線。正常工作時(shí)，流人繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。兩相兩繼電器式接線在一次電路發(fā)生任意相間短路時(shí)，KW=1，即其保護(hù)靈敏度都相同。兩相兩繼電器式接線這種接線，如果一次電路發(fā)生三相短路或兩相短路時(shí)，都至少有一個(gè)繼電器要?jiǎng)幼鳎瑥亩挂淮坞娐返臄嗦菲魈l。3）與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置配合，提高供配電系統(tǒng)的供電可靠性。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)該迅速切除故障設(shè)備，恢復(fù)正常運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，以免引起設(shè)備故障，繼電保護(hù)裝置就是能放映出預(yù)告信號(hào)的一種自動(dòng)裝置，繼電保護(hù)任務(wù)是：1）自動(dòng)地，迅速地，有選擇性的將故障設(shè)備從供配電系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常供電。熱穩(wěn)定：= ,合格；電暈電壓： =84 合格?！獪囟刃Ｕ禂?shù)。 式中 允許應(yīng)力本變電站母線選擇及校驗(yàn)(1)110kV 母線選擇110kV 匯流母線按最大可能負(fù)荷63000kW 計(jì)算,則在當(dāng)?shù)爻?5℃時(shí)，最大持續(xù)工作電流為：歸算到溫度為t=40℃，則——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù),～，多股絞線取～；δ ——空氣相對(duì)密度；r ——導(dǎo)線半徑,矩形母線為四角的曲率半徑；a ——相間距離。即 (2)按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：式中 C ——散熱系數(shù)) ，即按長期發(fā)熱允許電流選擇，要求導(dǎo)體所的電路中最大持續(xù)工作電流 母線選擇及校驗(yàn)?zāi)妇€選擇及校驗(yàn)的一般規(guī)定(1)匯流母線按正常工作最大電流 35kV 高壓熔斷器，選用RXW35/ 型戶外跌落式高壓熔斷器，額定電壓： ，合格；斷流容量： 熔斷器是最簡(jiǎn)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。35kV 電壓互感器選取RW9—35 型高壓熔斷器。一次回路額定電壓和電流： ，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 11(KA) (KA) ，合格；內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ，合格； 高壓側(cè)熔斷器的選擇變電站35kV 電壓互感器和l0kV 電壓互感器以及所用變壓器都用高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù)，不需裝設(shè)斷路器，保護(hù)電壓互感器的熔斷器，需按額定電壓和開斷電流進(jìn)行選取。一次回路額定電壓和電流： ，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)： (KA) (KA) ，合格；內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ，合格；(2)35kV 電流互感器：線路側(cè)選用LZZB835 型電流互感器。一次回路電壓： ,合格；二次回路電壓：110KV,合格。一次回路電壓： 合格；二次回路電壓：110/ 合格。《3～110kV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。35kV 配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。對(duì)于電壓互感器的選擇應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量儀表的要求。互感器的作用是：將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓(100V)和小電流(5A 或1A)，使測(cè)量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)小巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。= 35KV，合格；額定電流： 合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 合格； 11(KA) ,合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：： 合格35kV：選擇GW435D/100083型隔離開關(guān)35KV隔離開關(guān)的選擇35kV 隔離開關(guān)選用GW435D/100083 型隔離開關(guān)。= 110KV，合格；額定電流： 合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 合格； (KA) ,合格；110kV 隔離開關(guān)選用GW5110Ⅲ/100080 型隔離開關(guān) 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇計(jì)算數(shù)據(jù)GW5110Ⅲ/100080110(KV)110(kV)173(A)1000(A)(KA) , 2311(KA) 4(KA)