【正文】 29 避雷器的配置 原則 ................................................. 29 避雷器的選擇及結(jié)果 ............................................... 30 結(jié) 論 .............................................................. 31 致 謝 .............................................................. 32 參考文獻(xiàn) ............................................................. 33 附錄一： ............................................................. 34 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 1 第一章 緒 論 電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，如要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計要求來提高電力系統(tǒng)的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定性的作用。隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動化系 統(tǒng)的提高 ,變電所綜合自動化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強(qiáng)大的作用 ,少人或無人值守變電所將成為今后變電運(yùn)行的主流方式，對原有電站及新建電站實現(xiàn)無人值守勢在必行。 變電所是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。 本設(shè)計針對變電所進(jìn)行設(shè)計 ， 設(shè)計內(nèi)容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗、繼電保護(hù)及變電所防雷等。 隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電所中的控制、 保護(hù)、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。這就為實現(xiàn)變電所無人值守提供了前提條件。 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 2 變電所的出線 變電所的電壓等級為 110kV/35kV/10kV，設(shè)兩臺主變，變電所最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)為： 110kV：省電網(wǎng) 35kV： 3 回（電源進(jìn)線） 10kV： 6 回（終端用戶） 負(fù)荷情況 35kV、 10kV負(fù)荷情況見下表。 根據(jù)設(shè)計的要求 ， 在設(shè)計的過程中 ， 根據(jù)變電站的地理環(huán)境 ， 容量和各回路數(shù)確定變電站電氣主接線和站用電接線并選擇各變壓器的型號 、 進(jìn)行參數(shù)計算 、 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖 、 并計算各電壓等級側(cè)的短路電流 、 列出短路電流結(jié)果表 、 計算回路持續(xù)工作電流 、 選擇各種高壓電氣設(shè)備 、 并根據(jù) 相關(guān) 技術(shù)條件和短路電流計算結(jié)果表校驗各高壓設(shè)備 。主接線案的確定與電力系統(tǒng)及變電所運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。因此，主接線的設(shè)計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電所主接線的最佳方案。因為電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進(jìn)行，所以電力系 統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運(yùn)行實踐經(jīng)驗的總結(jié)，設(shè)計時應(yīng)該予以遵循。 （ 3）操作應(yīng)盡可能簡單、方便 電氣主接線應(yīng)簡單清晰、操作方 便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便，或造成不必要的停電。 （ 5）應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時，應(yīng)考慮到有擴(kuò)建的可能性 。 2．在 610kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 4 4．在 110220kV配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時，采用單母線接線；出線回路數(shù)為 3～ 4 回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5 回及以上，或當(dāng)“ 0— 220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在 4 回及以上時，一般采用雙母線接線。 總之，以設(shè)計原始材料及設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn) 技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實用。在電廠或變電所的進(jìn)出線較多時（一般超過 4 回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和變電所。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母 線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。 變電所各接線方案的確定 在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。變電所主接線可靠 性擬從以下幾個方面考慮： 1． 斷路器檢修時，不影響連續(xù)供電； 2． 線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時，造成饋線停運(yùn)的回數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的 I、 II 類負(fù)荷對供電的要求； 3． 變電所有無全所停電的可能性 。 主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。 B 方案的主要優(yōu)、缺點： （ 1）檢修母線時，電源和出線可以繼續(xù)工作，不會中斷對用戶的供電； （ 2）檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需斷 開該回路； 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 6 （ 3）工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電； （ 4）可利用母聯(lián)開關(guān)代替出線開關(guān)； （ 5）便于擴(kuò)建； （ 6）雙母線接線設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，投資、占地面積較大，運(yùn)行中需要隔離開關(guān)切斷電路，容易引起誤操作； （ 7）經(jīng)濟(jì)性差。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本變電所 110KV 進(jìn)出線共 6 回，且在系統(tǒng)中地位比較重要，所以選擇 B 方案雙母線接線為 110KV側(cè) 主接線方案。 B 方案的主要優(yōu)缺點： （ 1）當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； （ 2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電； （ 3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； （ 4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； （ 5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本變電所 35KV出線為 2 回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 35KV側(cè)主接線方案。 B 方案： 單母線分段接線（見圖 24）。 B 方案的主要優(yōu)缺點： 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 8 （ 1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； （ 2）對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電； （ 3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； （ 4）任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； （ 5）當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本變電所 10KV出線為 6 回，所以選擇 B 方 案單母線分段接線為 10KV 側(cè)主接線方案。 即確定了本次設(shè)計主接線的最優(yōu)方案（主接線圖見附圖）： 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 9 第三章 主變壓器的選擇 變電所主變壓器臺數(shù)的確定 主變臺數(shù)確定的要求： 1．對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 考慮到該變電所為一重要中心、樞紐變電所， 在系統(tǒng)中起著匯聚、分配和平衡電能的作用 ，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路帶主變的方式。 變電所主變壓器容量的確定 主變壓器容量確定的要求： 1．主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考到遠(yuǎn)期 10～20年的負(fù)荷發(fā)展。 對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主 變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷對一般性變電所停運(yùn)時，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的 60～ 70%。 變電所主變壓器型式的選擇 具有三種電壓等級的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器采用三饒組。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。 35kV 以下電壓變壓器繞組都采用 ? 型連接。 5% 18 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定 站用變臺數(shù)的確定 對大中型變電所，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。 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(fù)荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。 表 站用變參數(shù)表 型號 電壓組合 連接組標(biāo)號 空載 損耗 (KW) 負(fù)載損耗(KW) 空載電流(%) 阻抗電壓(%) 高壓 高壓分接范圍 低壓 S9100/10 177。 根據(jù)設(shè)計 要求，自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點不接地的星型接線。 110kV降壓 變電站電氣部分 一次 設(shè)計 11 第四章 短路電流計算 短路電流計算的目的及假設(shè) 短路電流計算的目的 1． 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。 3． 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 5． 按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。確定短路電流計算時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按在切換過程中可能并列運(yùn) 行的接線方式。 3． 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 短路電流計算的基本假設(shè) 1． 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； 2． 所有電源的電動勢相位角相同； 3． 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； 4． 不考慮短路點的電弧 阻抗和變壓器的勵磁電流； 5． 元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負(fù)荷的影響； 6． 系統(tǒng)短路時是金屬性短路。在此計算中，選取基準(zhǔn)容量 SB=1000MVA，基準(zhǔn)電壓 UB 為各電壓級的平均額定電壓（ 115kV、 37kV、 ）。 （ 4）線路電抗標(biāo)幺值： *02BL BSX X LU? （ ） 式中 0X —— 線路單位長度的電抗值，其中，單根導(dǎo)線為 ，二分裂導(dǎo)線為； L —— 線路的長度， km。則可求出高、中、低壓繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)，分別為 1 ( 1 2 ( 1 3 ( 2 31% ( % % % )2K K K KU U U U? ? ?— ） — ） — ） （ ） 2 ( 1 2 ( 2 3 ( 1 31% ( % % % )2K K K KU U U U? ? ?— ） — ） — ） （ ） 3 ( 1 3 ( 2 3 ( 1 21% ( % % % )2K K K KU U U U? ? ?— ） — ） — ） （ ） 再按與雙繞組變壓器相似的計算公式求變壓器高、中、低壓繞組的電抗標(biāo)幺 值，分別為 11%100KBTTUSX S? ?? （ ） 22% 100KBTTUSX S? ?? （ ） 33