【正文】 I ich= 35kV 側(cè)： ?maxI ich= 10kV 側(cè)： ?maxI ich= 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選定斷路器如下： 1） 110kV 側(cè) 選定為 ： 額定電壓： 110kV 額定電流： 1600A 額定開(kāi)斷電流： 極限通過(guò)電流（峰值）： 80kA 熱穩(wěn)定電流（ 5s 有效值） 2） 35kV 側(cè) 選定為 ： 額定電壓： 35kV 額定電流： 1600A 額定斷路開(kāi)斷電流： 25kA 極限通過(guò)電流（峰值） ： 63kA 4s 熱穩(wěn)定電流： 25kA 3） 10kV 側(cè) 選定 為 ： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 額定電壓： 10kV 額定電流： 2020A 額定開(kāi)斷電流： 29kA 極限通過(guò)電流（峰值） ： 75kA 熱穩(wěn)定電流（ 5s 有效值）： 30kA 校驗(yàn)： 1）滿足動(dòng)穩(wěn)定，即 ich? imax 2）滿足熱穩(wěn)定，即 ? It239。39。39。 5）熱穩(wěn)定： 22dz tI t I t? ? （ 53） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 式中 2I? —— 穩(wěn)態(tài)三相短路電流； dzt —— 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間（又稱假想時(shí)間）； tI —— 斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流。固有分閘時(shí)間查閱《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》表 525～ 529[6]。 3）開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷 容量） 、 d t kdII? （或 d t kdSS? ） （ 51） 式中 dtI —— 斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間 t 秒的短路電流周期分量； dtS —— 斷路器 t 秒的開(kāi)斷容量； kdI —— 斷路器的開(kāi)斷容量； kdS —— 斷路器額定開(kāi)斷容量。 2）電流： maxgI （最大持續(xù)工作電流） nI? 。 斷路器型式選擇，除 滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境外 ，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確認(rèn)。 其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。在電力系統(tǒng)運(yùn) 行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。 （ 2）當(dāng) d2 短路時(shí)： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 Xjs2*=+ 0 .1 0 80 .1 0 8 0 .0 6 8 7 1 .5 1 3??（ + ）= I d2*=1/ Xjs2*=1/= Ib2=Sb/ 3 Ub2=100/( 3 37)=() I d2= I d2*Ib2 == kA (kA) I∞= I d2=(kA) ich= 2 KchI d2= ? =(kA) S2∞= 3 Ub2I∞= (MVA) （ 3）當(dāng) d3 點(diǎn)短路時(shí)： Xjs3*=+ 0 .1 0 8 + 0 .0 6 8 70 .1 0 8 0 .0 6 8 7 1 .5 1 3?? （ ）= I d3*=1/ Xjs3*=1/= Ib3=Sb/ 3 Ub3=100/( 3 )= (kA) I d3= I d3*Ib ==(kA) I∞ = I d3=(kA) ich=I d3==(kA) S3∞= 3 Ub3I∞= 3 =(MVA) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 5 重要的電氣設(shè)備選擇 斷路器的選擇 斷路器選擇原則與技術(shù)條件 [5] 在各種電壓等級(jí)的變電站的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。 1）系統(tǒng)阻抗圖（圖 41） 圖 41 系統(tǒng)阻抗圖 首先應(yīng)用星 三角變換 ， 將每臺(tái)變壓器的阻抗化簡(jiǎn)， 其轉(zhuǎn)化圖如圖 42 圖 42 系統(tǒng)阻抗轉(zhuǎn)化圖 短路點(diǎn)的選擇與各短 路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算 選 d1,d2,d3 為短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 綜上所述： 主變壓器選用三相三線圈有載調(diào)壓、節(jié)能型降壓變壓器。 且當(dāng)變壓器最小負(fù)荷側(cè)通過(guò)的容量大于主變?nèi)萘康?15%時(shí)，宜選用三繞組 降壓 變壓器。 已知 35kV側(cè)最大負(fù)荷 為 38MW， 最小負(fù)荷 為 20MW， ?? ； 10kV側(cè)最大負(fù)荷為 18MW， 最小負(fù)荷為 12MW， ?? ； SN≥ (S max為變電站最大負(fù)荷 ) = (38／ +18／ )= 結(jié)論：選擇兩臺(tái) 50MVA 的變壓器并列運(yùn)行。 35kV以下電壓，變壓器繞組都采用 △ 連接。對(duì)新建的變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。具有三個(gè)電壓等級(jí)的變電站， 一般采用三繞組變壓器。 （ 3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電站，應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)景負(fù)荷的發(fā)展，研究其變壓器基礎(chǔ)是否需要大于變壓器容量的要求設(shè)計(jì)，以便符合發(fā)展時(shí)，有調(diào)換更大容量的變壓器的可能性。 主變壓器 臺(tái) 數(shù)的確定 （ 1）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè) 2 臺(tái)為宜。 （ 4） 變壓器最大負(fù)荷按下式確定： 0MP K P? ? 式中 0K —— 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)； P? —— 按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性質(zhì)變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%80%。 主變壓器容量的確定 [3] （ 1）主變?nèi)萘?一般按變電站建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電站，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。特別是我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。高壓 110kV 側(cè)有兩回出線（架空線），不必考慮擴(kuò)建和穿越功率，所以高壓側(cè)可采用內(nèi)橋接線；再根據(jù)以上各方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較， 兼顧可靠 性，靈活性 ,我選擇方案 D 與方案 E，待選擇完電氣設(shè)備 及潮流計(jì)算 后再進(jìn)行更詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定最終方案 。 旁路母線有三種接線方式，即設(shè)有專用旁路斷路器、 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器、分段斷路器兼作旁路斷路器。 （ 4）在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路斷路器。 （ 2）當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 15 回及以上時(shí)，兩組母線均用斷路器分段。 （ 3）適用范圍： a） 3563kV配電裝置當(dāng)出現(xiàn)回路數(shù)超過(guò) 8 回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； b） 110220kV配電裝置出線回路數(shù) 為 5 回及以上時(shí)，或當(dāng) 110220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位、出線回路數(shù)為 4 回以上時(shí)。 （ 1）優(yōu)點(diǎn)： a）供電可靠，通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可 輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，可只停該回路； b）調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的需要； c）擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電，當(dāng)有雙回架空線路時(shí) ，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生出線的交叉跨越； d）運(yùn)行中便于安排設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。 （ 3）適用范圍： a） 3563kV配電裝置出線回路數(shù)為 48 回時(shí)； b） 110220kV配電裝置出線回路數(shù)為 34 回時(shí)。 5．單母線分段接線 （ 1）優(yōu)點(diǎn)： a）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可從不同端引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電； b）當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能自動(dòng)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。 （ 2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，母線或隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電 。 （ 3）適用范圍：適用于能一次建成的、最終進(jìn)出線為 35 回的 110kV及以上電壓的配電裝置，不宜用于有再擴(kuò)建可能的發(fā)電廠、變電所中。 (2) 缺點(diǎn)： a） 任何一臺(tái)斷路器檢修都成開(kāi)環(huán)運(yùn)行，因而降低了接線的可靠性。 e） 占地面積小。 d） 每回路由兩臺(tái)斷路器供電，任一臺(tái)斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設(shè)施。 b） 沒(méi)有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除一段與其相連接的元件，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。 3． 35 角形接線 為減少因斷路器檢修而 開(kāi)環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行可靠性，以采用 35 角形為宜，并且變壓器與出線回路宜對(duì)角對(duì)稱布置。 c）適用范圍：適用于容量較小的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障較少的情況。 （ 2） 外橋形接線： a）優(yōu)點(diǎn)：同內(nèi)橋形接線。 b）缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需操作兩臺(tái)斷路器并影響一回線路暫時(shí)停運(yùn)；連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn) 行；出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)，線路要在此期間停運(yùn)。連接橋斷路器裝于靠近主變壓器側(cè)，稱內(nèi)橋接線；連接橋斷路器裝于靠近出線側(cè)，稱外橋形接線。 （ 3）適用范圍：只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)；當(dāng)發(fā)電廠內(nèi)不設(shè)高壓配電裝置、直接將電能送至系統(tǒng)樞紐變電所時(shí)。 圖 35 方案 E 主接線圖 主接線各方案的討論比較 1． 變壓器 —— 線路單元接線 （ 1）優(yōu)點(diǎn)：接線最簡(jiǎn)單，設(shè)備最少，不需高壓配電裝置。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 33 方案 C 主接線圖 方案 D（圖 35） 高壓側(cè)： 內(nèi)橋 接線 ；中壓側(cè) ， 低壓側(cè)： 單母線分段帶旁路母線接線。 圖 31 方案 A主接線圖 方案 B（圖 32） 高壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄谓泳€； 中壓側(cè)， 低壓側(cè)： 雙 母線 接線。 35kV中壓側(cè)有 6 回出線， 10kV 低壓側(cè)有 12 回出線，均可以采用單母線 接線， 單母分段 接線， 單母分段帶旁路 接線 和雙母線接線。 （ 3）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇 變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓 增加電能損失。 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 3）擴(kuò)建要求。 （ 2）檢修要求。 主接線靈活性的要求 主接線的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求： （ 1）調(diào)度要求。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。當(dāng)出線為 2 回時(shí)，一般采用橋形接線。對(duì)于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路系向用戶單獨(dú)供電，以及不允許停電的單母線、分 段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母線。如線路斷路器不允許停電檢修時(shí)，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線。 旁路母線的設(shè)置原則： （ 1）采用分段單母線或雙母線的 110kV 配電裝置 ，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時(shí)，一般需設(shè)置旁路母線。 對(duì)于 6～ 220kV 電壓配電裝置的接線，一般分兩類：一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無(wú)母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。 （ 5） 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性。 （ 4）經(jīng)濟(jì)上合理。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。 （ 3）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修 時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。 斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)以下各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負(fù)荷大小和重要性等條件確定，并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等多項(xiàng)基本要求 。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)和控制方式的擬訂有較 大影響。 由于在設(shè)計(jì)中查閱了大量的相關(guān)資料，所以開(kāi)始逐步掌握了查閱，運(yùn)用資料的能力，又可以總結(jié) 四 年來(lái)所學(xué)的電力工業(yè)的部分相關(guān)知識(shí)，為 我 日后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。另外，繪制了 七 張圖紙，包括：電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，防雷接地圖， 110kV 接線斷面圖， 110kV內(nèi)橋 斷面圖，35kV 接線斷面圖 ， 10kV室內(nèi)配電圖 。因此，變電站自動(dòng)化既是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化 供用電的實(shí)時(shí)，可靠，安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理的需要，更是電力系統(tǒng)自動(dòng)化EMS 和 DMS 的基礎(chǔ) 。 近年來(lái)我國(guó)計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展及自動(dòng)化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動(dòng)化以具備了條件。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。 變電站設(shè)計(jì)發(fā)展概況 變