【正文】 變電站的設(shè)計手冊可知所選電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先考慮室外型。 10kv 側(cè)線路共 15回， 13 用 2 備，負荷較大，無功補償應(yīng)選在 10kv 側(cè)，一二級負荷所占比例較大，對供電可靠性要求較高。 由原始資料電力系統(tǒng)接線簡圖可知有來自同一個電力系統(tǒng)的雙電源供 電。因此，變電站的總體分析也應(yīng)該從這幾個方面著手。全所停電后，只是用戶受 2 到損失。 （ 4）終端變電所。高壓側(cè)一般為 110～ 220KV，向地區(qū)用戶供電為主的 變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 （ 2）中間變電所。位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為 330～ 500KV 的變電所，稱為樞紐變電所。 （ 2）降壓變電站是對電力系統(tǒng)的高電壓進行降壓處理，以便電氣設(shè)備的 使用。 1 110kV 變電站電氣部分設(shè)計 第一篇：畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 變電站總體分析 第一節(jié) 變電站的基本知識 一 .變電站的定義 變電站 是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用， 是進 行電壓變換以及電能接受和分配的場所。 二 .變電站的分類 根據(jù)變電站的性質(zhì)可分為升壓和降壓變電站 （ 1）升壓變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電能進行升壓處理，便于大功率和 遠距離輸送。 變電所根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位， 可分為樞紐變電站、區(qū)域 變電站和用戶變電站 （ 1）樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集 2～ 3個電源，電壓為 220～ 330KV，同時又降壓供當?shù)赜秒?，這樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。 （ 3）地區(qū)變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中供電停電。在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側(cè)電壓為 110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。 第二節(jié) 所設(shè)計變電站的總體分析 變電站電氣一次部分的設(shè)計主要包含：負荷的分析計算、變壓器的選型、主接線的設(shè)計、無功補償、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選型和校驗、母線的選擇和校驗等有關(guān)知識。 由待設(shè)計變電站的建設(shè)性質(zhì)和規(guī)?？芍?，所設(shè)計 變電站主要是為了滿足 某鐵礦生產(chǎn)生活的發(fā)展需要 ,是一個 110/10kv 降壓變電站 ,也是一個地區(qū)性變電站，并且只有兩個電壓等級，因此，主變壓器可選用雙繞組型的。 由原始資料負荷資料可知 110kv 側(cè)線路共三回，兩用一備，有穿越功率， 穿越功率經(jīng)過 110kv 母線配電裝置傳出。因此 110kv,10kv 側(cè)母線可考慮對供電可靠性較高的單 母線分段和雙母線接線兩種接線形式。 3 第二章 負荷分析計算及變壓器選擇 第一節(jié) 負荷計算目的、方法 一． 負荷計算的目的 負荷計算主要是確定“計算負荷”。所以根據(jù)“計算負荷”選擇導(dǎo)體及電器時，在實際運行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會超過容許值。 計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和 導(dǎo) 線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。 二．負荷計算的方法 若已知一 個供電范圍的電氣設(shè)備數(shù)量和容量時， 負荷計算的方法有 ： 需要系數(shù)法、利用系數(shù)法 和 二項式 法；當在電氣設(shè)備數(shù)量和容量都不清楚的情況下，可采用各種用電指標進行負荷計算，其方法有：負荷密度法、單位指標法、住宅用電指標法等。 ，因此，當用電設(shè)備組中設(shè)備容量相差懸殊時，使用二項式法可以得到較為準確的結(jié)果。 因本設(shè)計的電氣設(shè)備數(shù)量和容量都是確定的，且容量相差不大，所以其負荷計算方法選擇計算較簡單的需要系數(shù)法。在運行或檢修時，可以一臺工作，一臺備用或檢修，并不影響供電，也可以兩臺并列運行。 二．主變壓器容量的確定 主變壓器容量應(yīng)根據(jù)負荷情況進行選擇。為保證可靠供電，避免一臺主變故障或檢修時影響對用戶的供電，主變?nèi)萘烤蜑榭傌摵傻?60%－ 70%。遠期 S總=,? S總= 一二類負荷總和 S???? 15MVA。 三 . 主變壓器型式的選擇 本變電 站 有 110kV、 10kV 兩 個電壓等級，根據(jù)設(shè)計規(guī)程規(guī)定，主變壓器一般采用 雙 繞組變壓器，故選擇三相 雙 繞組有載調(diào)壓降壓變壓器，其型號及參數(shù)如 下表 21 表 21 110kv級三相雙繞組主變技術(shù)參數(shù)表 型號 額定容量 (KW) 連接組標號 額定電壓 (KV) 損耗 (KW) 短路電壓 (%) 空載電流（ %） 高壓 低壓 短路 空載 SFL110000/110 10000 Yyn0 121 72 14 5 第三節(jié) 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定 一．站用變臺數(shù)的確定 對大中型變電站為滿足整流操作電源、強迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要，裝設(shè)兩臺所用變壓器，兩臺所用變分別接于 10kV 母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為暗備用，平時半載運 行，當一臺故障時，另一臺能夠承但變電站的全部負荷 二 . 站用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器 容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。 經(jīng)查設(shè)備手冊，選每臺 站用 變壓器容量為 80KVA 。站用變壓器 型號及參數(shù)如 表 22 表 22 10kv級三相雙繞組站用變技術(shù)參數(shù)表 型號 額定容量 (KW) 連接組標號 額定電壓 (KV) 損耗 (W) 阻抗電壓 (%) 空載電流 高壓 低壓 空載 負載 S980/10 80 Yyn0 240 1250 4 6 第三章 電氣主接線設(shè)計 第一節(jié) 電氣主接線的基本知識 電氣主接線是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。而用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號和文字符號并按照工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖， 稱為主接線電路圖。有母線接線分為單母線接線和雙母線接線；無母線接線分為單元式接線、橋式接線和多角形接線。因此，主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較后方可確定。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。 7 、方便 主接線 應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。 第三節(jié) 主接線設(shè)計 電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)變電 站在電力系統(tǒng)中得地位，負荷性質(zhì)，出線回路數(shù)，設(shè)備特點，周圍環(huán)境及變電站得規(guī)劃容量等條件和具體情況，并滿足供電可靠性，運行靈活，操作方便，節(jié)約投資和便于擴建等要求。 2．在 10kV 配電裝置中，當線路在 6回及以上時，根據(jù)規(guī)程一般采用單母線分段接線方式。 二． 10kV 電氣主接線設(shè)計 6～ 10kV 配電裝置出線回路數(shù)目為 6回及以上時，可采用單母線接線，單母 9 線分段接線。本所 10KV 出線共 15回線路無穿越功率，綜合考慮宜采用單母線分段接線。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案，因兩種方案經(jīng)濟性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的單母線分段接線。 由于無功功率對供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因數(shù)，降低無功功率的輸送量，提高系統(tǒng)及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟、合理地供電的需要。這種方法只能通過選擇功率因數(shù)高的電氣設(shè)備來做到，但不能達到完全補償。二是采用并聯(lián)電容器補償。它具有有功損耗小、運行維護方便、補償容量增減方便、 10 個別電容器損壞不影響整體使用等特點，所以本設(shè)計采用并聯(lián)電容器補償。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會 影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。 三相交流系統(tǒng)的短路種類主要有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路。上述短路中，三相短路屬于對稱短路，其他短路屬于不對稱短路。 第二節(jié) 短路電流計算目的 計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運行方式下）繼電保護安裝 11 處發(fā)生短路時的三相短路電流周期分量有效值來計 算保護裝置的整定值。 Ish 三相短路穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電氣設(shè)備和母線的熱穩(wěn)定。 KBISS ? （ 5— 4） 第三節(jié) 短路電流計算點的確定 通常三相短路的短路電流最大，危害也最嚴重，所以短 路電流計算的重點是三相短路電流計算。 短路電流計算點如圖 所示 1 1 0 k v 1 0 k v 0 .4 k vK 1 K 2K 3 圖 系統(tǒng)短路等效電路圖 12 第四節(jié) 短路計算的方法和步驟 在本設(shè)計中將系統(tǒng)看成無窮大容量，采用 標幺值法 進行短路電流計算。將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號。短路計算點的選擇要使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 將等效電路化簡，求出其等效總阻抗 ， 計算短路電流和短路容量。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。技術(shù)要先進，經(jīng)濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個原則： 1.按正常工作狀態(tài)選擇； 。一般 220KV 及以下的電氣設(shè)備的最高允許工作電壓為 。計算回路的 Imax 應(yīng)該考慮回路中各種運行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低 5％時出力保持不變，所以 Imax＝ In。 13 二．按短路狀態(tài)校驗： （ 1） .熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過所選的電氣設(shè)備時，其熱效應(yīng)不應(yīng)該超過允許值： Qy≥ Qd （ 2） .動穩(wěn)定校驗：所選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時，不 應(yīng)因短路電流的電動力效應(yīng)而造成變形或損壞： ish≦ idw 第二節(jié) 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。 一．選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求： ，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 短的分段時間。 二．斷路器種類選擇 考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護且由于 SF6 斷路器已成為高壓和超高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源 大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。所以 10KV 側(cè)采用真空斷路器。因其無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流及短路電流。其主要功用為： ：在檢修電氣設(shè) 備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)與電源電壓隔離， 以確保檢修的安全。 隔離開關(guān)與短路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。 第四節(jié) 互感器的選擇 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。 為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。 一．電流互感器的 選擇 Ie=Igmax／ 110%確定 CT 一次額定電壓 CT用途，確定其級次組別及接線方式 線路側(cè)設(shè)置差動、過電流、測量三組 CT，接成三相星形 10kV 主變出口設(shè)置差動、計量、測量及電流保護三組 CT，接成三相星形 15 10kV 負荷出線處設(shè)置計量、測量及電流保護二組 CT，接成二相星形 選定型號，根據(jù)短路情況校驗熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定 二．電壓互感器的選擇 正常工作條件：一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷；承受過電壓能力：絕緣水平，泄露比距。 1） .6～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 2） .35～ 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 第五節(jié) 母線的選擇 一 .母線的選擇原則 （ 1） 選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式。 （ 2）選擇母線截面的大小。 ①按經(jīng)濟電流密度選擇： eccjIS? (㎜2) （ 6— 1） 式中 I