【正文】 置與主變連接需要一段引接線，本變電所為半屋內(nèi)裝置，主變壓器放在屋外，該段引接線可以選用鋼芯鋁絞線。GIS 封閉組合電器所配的套管是一個標準元件，供架空線與 GIS 連接使用。根據(jù)正常時的最大持續(xù)工作電流可得本變電所電流互感器選擇額定電流比為 230/5A，精確等級為 ，額定容量選擇 30VA。電流互感器在線路正常運行或短路故障時測量電流，給測量儀表和繼電器保護提供電流參量。該避雷器額定電壓有效值為 100kV。隔離開關(guān)和接地開關(guān) 3s額定短路耐受電流為 ， ，skAskAQk ??????222 .額定峰值耐受電流和額定短路關(guān)合電流均選擇為 80kA ，該隔離開關(guān)和接地開關(guān)滿足熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定要求。接地開關(guān)選用普通接地開關(guān)，配電動操作機構(gòu)，用作正常情況下的工作接地。三相共箱 GIS 的隔離開關(guān)是 GIS 的標準元件之一，本變電所選用普通隔離開關(guān)，配電同機構(gòu)，在無負荷電流、故障電流情況下進行分合閘操作。斷路器的三極滅弧室呈品字形布置裝在一個底板上面后，共同放在一個金屬外殼內(nèi)，通過裝在該底板下面的拐臂盒內(nèi)的連動機構(gòu)實現(xiàn)三極滅弧室的機械聯(lián)動操作；該 GIS 的斷路器為單斷口結(jié)構(gòu)，配電動彈簧操作機構(gòu)，具有開斷工作電流采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 21 和各種故障電流的能力?？紤]防污，固該裝置布置在屋內(nèi)，3s 額定短時耐受電流選擇為 kA，額定電流選擇為 2022A。選型時請注意額定短時耐受電流、額定電流等主要技術(shù)參數(shù)選擇，額定短時耐受電流 kA 和額定短時耐受電流 40kA，額定電流 2022A 和額定電流 2500A 以上產(chǎn)品有區(qū)別，如價格有所區(qū)別。2)選型時請明確斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)配用機構(gòu)類型。 選型須注意事項1)該選型是按照雙母線、單母線、內(nèi)橋、線路變壓器組主接線常見的方式，鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 設(shè)計相應(yīng)的間隔布置及基礎(chǔ)要求。 110kV 半屋內(nèi) GIS 配電裝置的選擇本變電所高壓側(cè)為 110kV，可以選擇 ZF7A126 型 SF6 全封閉組合電器（GIS） ，該電氣設(shè)備為全三相共箱式結(jié)構(gòu)，靈活的模塊化設(shè)計可以滿足各種主接線的布置，各功能單元間隔具有運輸方便、安裝調(diào)試周期短優(yōu)點，一般間隔寬度為 米。2)為了防止發(fā)生全面電暈，要求 110kV 及以上裸導體的電暈臨界電壓 Ucr應(yīng)大于其最高工作電壓 Umax，即： 。電器 屋外： 年最高溫度； 屋內(nèi)：最熱月平均最高溫度+5 度。（3）按經(jīng)濟電流密度選擇導體采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 19 除配電裝置的匯流母線外，較長導體的截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，即： () maxJISg?接 近（4）按當?shù)丨h(huán)境條件校驗 () max00 galallal IKI????式中 K ——修正系數(shù)； —導體或電器長期發(fā)熱允許最高溫度；al? ——安裝地點周圍環(huán)境溫度； ——額定環(huán)境溫度。最大持續(xù)工作電流的計算如下：110kV 側(cè)主變壓器進線 () AUSINg ???110kV 側(cè)出線 () )2(maxSINg ??穿6kV 主母線 () AUSINg ???6kV 母線分段回路 () 6kV 側(cè)主變引下線 (5.) . AUSINg ???110kV 側(cè)聯(lián)絡(luò)回路 (.6) )(axINg ??穿用戶線路：合成氨鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 )(%)1( AUPINg ??????尿素 )()1( ????輔助車間 )(%)( AUPINg ?????包裝 )()( ????生活區(qū) )(%)(cos3maxax AUPINg ?備用 )()(cos3maxaxINg ????（2）按短路狀態(tài)校驗：當短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值Qd≤Q y，Q d≤I 2t t，t=t pr+tab校驗裸導體的短路熱穩(wěn)定時，tpr 宜采用主保護動作時間，如主保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起保護作用的后備保護動作時間；校驗電器的短路熱穩(wěn)定時，tpr宜采用后備保護動作時間。 設(shè)備的選擇和校驗電氣設(shè)備和載流導體選擇的一般條件（1）按正常工作條件選擇A)額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓 Ue≥U ew.B)額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流 IO，或載流導體的長期允許電流 Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流 I gmax 。 選擇導體和電器的一般原則如下：1)應(yīng)力求技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理；2)應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；3)應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核；4)應(yīng)與整個工程的建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致；5)選擇的導體品種不宜太多；6)選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重。.由于本變電所為給 TQ 化肥廠供電，為避免化學腐蝕，則 110kV 采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置。目前我國生產(chǎn)的 3—35kV 各種成套配電裝置，在發(fā)電機和變電站中已廣泛應(yīng)用。但 110kV 及以上的配電裝置，在嚴重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可采用屋內(nèi)配電裝置。屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴建，但占地面積大，運行維護條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 配電裝置的分類及使用范圍配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運至現(xiàn)場安裝用的成套配電裝置。4）便于擴建和安裝。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 配電裝置的要求1）配電裝置的設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。3）列：各間隔依次排列起來即為列，屋外配電裝置的布置通常按斷路器的列數(shù)分為單列布置、雙列布置和三列布置。2）間隔的類型：根據(jù)其功能，間隔可分為進線（發(fā)電機、變壓器引出線回路）間隔、出線間隔、旁路間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電壓互感器和避雷器間隔等。 屋內(nèi)外配電裝置間隔的概念 1）間隔：配電裝置通常由數(shù)個不同的間隔組成，所謂間隔是指一個具有特定功能的完整的電氣回路，包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、高壓熔斷器、電壓互感器、避雷器等中不同數(shù)量的電器設(shè)備。A2 值：不同相帶電部分之間的空間最小安全凈距。 屋內(nèi)外配電裝置的最小安全凈距 1)最小安全凈距的含義是：在此距離下，無論是處于最高工作電壓之下，還是處于內(nèi)外過電壓之下，空氣間隙均不致被擊穿。它的作用是接受電能和分配電能，發(fā)生故障時通過自動或手動操作，迅速切出故障部分，恢復(fù)正常運行。計算電抗為 () .*1????dKjsSxX對于短路點 K2：等值電抗為 () *2???XK計算電抗為 (.) .*22 ???dKjsSxX本變電所 110kV 側(cè)后備保護時間取為 4s，6kV 側(cè)后備保護時間取為 2s。(4)等值電源的容量等于提供短路電流的所有電源的額定容量之和。在合并過程中，需要注意：1)此電源對短路點的短路電流的變化規(guī)律是否相同或相近；2)距短路點的電氣距離。等值電路的化簡如圖 、圖 所示，其中： () . )(76. ???????XXX （）????450./109281 ?X等值容量為 MVASmax2ax1???? 計算短路電流采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 13 短路電流的計算方法有：同一變換法和個別變換法。上圖為短路等值電路及其化簡過程，其中 K1，K2 為高壓側(cè)與低壓側(cè)三相短路時短路電流最大的點，由于低壓側(cè)分列運行發(fā)生三相短路時短路電流沒有 K2點的嚴重，固不予考慮。采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 11 4 短路電流計算 畫等值電路圖: 圖 圖 鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 短路電流按短路最嚴重情況計算。110kV 側(cè)只有兩條進線，穿越功率并不是很大，且進線線路較長，故障率較高，考慮供電可靠性及經(jīng)濟性，故采用內(nèi)橋接線。供電可靠性高。鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 方案一：為“手車式單母線分段接線” 方案二：為“單母線分段帶旁母接線”6kV同上所述，而且由于采用手車式開關(guān)柜，供電可靠性進一步提高，檢修非常方便，只需要一個備用的手車式斷路器即可。線路正常投切或故障切除時不影響其他回路運行，具有一定的可靠性和靈活性。 圖 手車式單母線分段接線 圖 單母線分段帶旁母 幾種方案的比較及最終接線表 ：根據(jù)以上幾點要求對主接線的初設(shè)方案進行比較，結(jié)果如下：方案一：為“單母線分段接線” 方案二：為“內(nèi)橋接線”110kV比單母線接線多投入一個斷路器和兩個隔離開關(guān)，不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍，對于重要用戶可從不同段引兩個回路，而使重要用戶有兩個電源供電，當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，可提高供電可靠性和靈活性。 圖 內(nèi)橋接線 圖 單母線分段接線采用半屋內(nèi) GIS 配電裝置的 TQ 化肥廠 110kV 降壓變電所設(shè)計 9 6kV 側(cè)主接線設(shè)計6～10kV 系統(tǒng)中，出線在 6 回或以上時一般使用單母線分段接線形式，當用戶要求不能停電時可裝設(shè)旁路母線。擬定可行的主接線方案 2—3 種，內(nèi)容包括主變的形式，臺數(shù)以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰差的方案，保留一種較好的方案。對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。如線路斷路器不允許停電檢修時，可設(shè)置其它旁路設(shè)施。對于屋內(nèi)配電裝置或采用 SF6 全封閉電器的配電裝置，可不設(shè)旁母。6220kV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。 對電氣主接線方案的初步設(shè)計6～220kV 高壓配電裝置的基本接線方式：（1）有匯流母線的接線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 旁母線或旁路隔離開關(guān)等。6)電能損失少。4)能限制短路電流，以便選擇價廉的設(shè)備。2)主接線力求簡單，以節(jié)省一次設(shè)備。 4)大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。2)斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對 I 類負荷和大部分 II 類負荷的供電。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。并聯(lián)電容器對 6kV 系統(tǒng)單相接地電流的影響6kV 系統(tǒng)的中性點是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點也是不接地的，當發(fā)生單相接地故障時，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對 6kV 系統(tǒng)造成影響。100=96，則電容器個數(shù)應(yīng)該為 96 個，每段母線裝設(shè) 48 個，既共裝設(shè) 8 個雙星形。因為雙星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于 6kV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（ △）兩種，星形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的相電壓，而三角形接線的電容器額定電壓應(yīng)該為所接母線電壓的線電壓。c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。因而應(yīng)用范圍有限。既可用比等容量分組方式少的鄭州大學電氣工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 分組數(shù)目，達到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。并聯(lián)電容器分組方式：1）并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。對于 110kV—220kV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實行自動投切。并聯(lián)電容器裝置的分組原則：1）并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動、負荷變化、諧波含量等因素確定。本變電所為 110kV 變電所，則按主變?nèi)萘康?15％ ~30％來確定無功補償裝置的容量。在諧波嚴重的地點，宜采用組合式電容器組。6）變電站中主變低壓側(cè)所采用的并聯(lián)電容器應(yīng)根據(jù)占地、諧波等情況綜合考慮，宜優(yōu)先采用組合式電容器組，單只容量優(yōu)先采用 100 千乏。機組關(guān)停集中地區(qū)及電網(wǎng)末端地區(qū)新建變電站無功補償容量宜按高限配置。3）220 千伏及 110 千伏變電站，應(yīng)根據(jù)設(shè)計計算，配置適當容量的無功補償裝置，并滿足在主變壓器最大負荷時，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于 ；在低谷負荷時功率因數(shù)不應(yīng)高于 ，不低于 。四、無功補償設(shè)計：1）無功補償關(guān)系到電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量、