【正文】 的安全運(yùn)行對(duì)電力系 統(tǒng)至關(guān)重要。主要內(nèi)容包括：變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)和選擇、短路電流的計(jì)算、主變壓器和電器設(shè)備的選擇。 本文簡(jiǎn)單介紹了采用綜合自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站無人值班。 80 年代以來，自動(dòng)化技術(shù)的完善，特別是人們對(duì)變電站無人值班認(rèn)識(shí)的提高，鄭州、深圳、大連、廣東出現(xiàn)無人值班， 1996 年底全國(guó)有 60 余座， 97 年底有 1000 余座。 設(shè)計(jì)原則 結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)規(guī) 劃、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)劃和通信規(guī)劃，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變電站地理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，因地制宜地制定設(shè)計(jì)方案； 除按照電網(wǎng)規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網(wǎng)中地位和作用考慮其控制方式外，其與電網(wǎng)配合、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等均應(yīng)能滿足運(yùn)行方式的要求； 自動(dòng)化技術(shù)裝備上要堅(jiān)持安全、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、正確地處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合； 節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網(wǎng)造價(jià)，又滿足了電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； 110kV 變電所設(shè)計(jì) 2 對(duì)一、二次設(shè)備及土建進(jìn)行必要簡(jiǎn)化，取消不必要措施； 應(yīng)滿足備用電源自投、無功功率和電壓調(diào)節(jié) 。一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，如造成重大設(shè)備損壞，打亂重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)次序并需要長(zhǎng)時(shí)間的恢復(fù)，重要鐵路樞紐無法工作，經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的場(chǎng)所的負(fù)荷。 同時(shí)率 各用戶負(fù)荷最大值不可能在同一時(shí)刻出現(xiàn)，一般同時(shí)率大小與電 力用戶多少、各用戶的用電特點(diǎn)有關(guān)。全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓。全所停電后將引起區(qū)電網(wǎng)瓦解。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。全所停電后僅使用戶中斷供電。 電力工程電氣設(shè)計(jì)手 冊(cè)（電氣一次部分） 設(shè)計(jì)范圍 所區(qū)總平面、交通及長(zhǎng)度約 20 米的進(jìn)所道路的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)通信及遠(yuǎn)動(dòng)。 所區(qū)內(nèi)給排水設(shè)施及污水排放設(shè)施。 所區(qū)內(nèi)的規(guī)劃。 編制工程概算書。電纜溝道至圍墻外 1 米。 主要設(shè)計(jì)原則 電氣主 接線 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的重要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。110kV 變電所設(shè)計(jì) 4 因此，必須處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案，決定于電壓等級(jí)和出線回路數(shù)。 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。 方案 II：采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母 線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 經(jīng)過以上論證，決定采用單母線分段接線。 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。 方案 II：采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 經(jīng)過以上論證，決定采用單母線分段接線。 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。 方案 II：采用單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)： 1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停 電。 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 經(jīng)過以上論證，決定采用單母線分段接線。對(duì)于城郊變電所 ,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。對(duì)于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi)， 應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%80%。 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定：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，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 主要電氣設(shè)備選擇 110kV 配電裝置選用戶外 110kV 六氟化硫全封閉組合電器 (GIS)。 35kV 選用 kYN35 型手車式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。 10kV 選用 CP800 型中置式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，內(nèi)配真空斷路器。 110kV 變電所設(shè)計(jì) 7 10kV 母線避雷器選用 HY5WZ17/45 型氧化鋅避雷器。 無功補(bǔ)償及消弧線圈 10kV 出線回路數(shù)每段母線 12回，本期裝設(shè) 2 組干式接地變及消弧線圈。本期裝設(shè) 2179。 電工構(gòu)筑物布置 根據(jù)進(jìn)出線規(guī)劃及所址地形情況，電工構(gòu)筑物布置如下： 110kV 屋外配電裝置布置在所區(qū)南側(cè)，二次室及 35kV～ 10kV 開關(guān)室布置在所區(qū)北側(cè)，為一座二層樓結(jié)構(gòu)，一層10kV， 二層 35kV；主變壓器布置在二者之間，所區(qū)大門設(shè)在西側(cè)，進(jìn)所道路自所址西側(cè)的公路接引。按遠(yuǎn)期出線總共 6 個(gè)間隔設(shè)計(jì)。 10kV 配電裝置采用屋內(nèi)單層雙列布置。共 36 個(gè)出線間隔 (公用 4 個(gè) )。 保護(hù)裝置 繼電保護(hù)均采用微機(jī)保護(hù) ，這些保護(hù)的信息都以通信方式接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 直流 110kV 變電所設(shè)計(jì) 8 采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用 2179。 基礎(chǔ)資料 110kV 清河變電站地址選在市開發(fā)區(qū)清河工業(yè)園區(qū)的北部，西鄰一條南北公路。導(dǎo)線選擇 LGJ300/40。占地東西長(zhǎng) 69m，南北長(zhǎng) 66m，面積 4554m2，合 畝。交通方便，靠近鄉(xiāng)鎮(zhèn)，職工生活方便。 環(huán)境溫度 :15176。 C。 海拔高度 :≤ 1000m。 風(fēng)速 :≤ 35m/s。 C。并應(yīng)考慮防洪要求， 以及鄰近設(shè)施的相互影響 (如對(duì)通訊、居民生活等 )。 變壓器事故排油污水，經(jīng)事故油池將油截流，污水排入生活污水系統(tǒng)，對(duì)周圍環(huán)境沒有污染。對(duì)主變及斷路器要求制造廠保證距離設(shè)備外殼 2 米處的噪聲水平不大于 65bB，以達(dá)到《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。 3 短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇 短路電流及負(fù)荷電流計(jì)算 用于設(shè)備選擇的短路電流是按照變電所最終規(guī)模：三臺(tái) 50MVA 主變壓器及 110kV 遠(yuǎn)景系統(tǒng)阻抗，考慮三臺(tái)主變并列運(yùn)行的方式進(jìn)行計(jì)算的。 表 1 變壓器短路阻抗標(biāo)幺值 電壓等級(jí)（ kV） 110 35 10 符號(hào) XIJ* XⅡ J* XⅢ J* 短路阻抗標(biāo)幺值 0 表 2 主變壓器額定電流值 電壓等級(jí)（ kV） 110 35 10 額定電流（ A） 496 表 3 清河變電站短路計(jì)算表 110kV 母線 2020 年規(guī)劃短路阻抗值： ， 短路電壓： UdⅠ Ⅱ =% 零序短路阻抗值： ， UdⅠ Ⅲ =17% 額定電壓： 110177。 %/177。 %/ UdⅡ Ⅲ =6% 額定容量： 容量比： 100%.100%.100% 接線組別： YN， 表 4 清河變電站短路電流計(jì)算結(jié)果表（遠(yuǎn)期 10kV、 35kV 并列運(yùn)行） 短路 短路 短路點(diǎn) 短路點(diǎn) 基準(zhǔn) 短路電 短路電 短路電流110kV 變電所設(shè)計(jì) 10 類型 點(diǎn) 編號(hào) 位置 平均電壓（ kV） 電流（ KA） 流周期分量起始有效值 流沖擊值（ KA） 最大有效值（ KA） 三相 短路 d1 110kV 母線 115 d2 35kV 母線 37 d3 10kV 母線 單相 短路 d1 110kV 母線 115 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 結(jié)合以往 110kV 變電所設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況，本次選用 110kV 及 10kV 開關(guān)開斷電流采用 ， 35kV 選用 25 kA。 斷路器型式的選擇 除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。②倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn)原則是：① Uzd≥ Ug；② Ie≥ Ig；③ ≥ I∞ ④ ich≤ idf 電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于 35kV 及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。 8179。 2179。 220 短路開合電流 80 KA 2112 插車 : 型 號(hào) KYN28A12 額定電壓 10kV 額定電流 3150 手車名稱 隔離 10kV 電互感器手車 : 型 號(hào) KYN28A12 額定電壓 10kV 10YH 電互感器： 型 號(hào) JDZXF110 額定頻率 50HZ 額定電壓 kV 準(zhǔn)確級(jí) 額定容量 最大容量 10/√ 3V 50/75/100 500 100/√ √ √3V 6P 級(jí) 110kV 變電所設(shè)計(jì) 19 10 10 211 開關(guān)配用電流感器： 型 號(hào) LZZBJ1210 額定電壓 10 kV 額定電流 準(zhǔn)確級(jí) 額定容量 3000/5 0． 2 1K11K2 10VA 0． 5 2K12K2 15VA 10P 3K13K2 2VA 1s熱穩(wěn)定電流 100KA 動(dòng)定電流 80KA 10kV 開關(guān)配用電流感器： 型 號(hào) LZZBJ1210 額定電壓 10 kV 額定電流 準(zhǔn)確級(jí) 額定容量 400/5 0． 2 1K11K2 10VA 0． 5 2K12K2 15VA 10P 3K13K2 2VA 1s熱穩(wěn)定電流 100KA 動(dòng) 定電流 80KA 2 號(hào)電容器開關(guān)配用電流感器： 型 號(hào) LZZBJ1210 額定電壓 10 kV 額定電流 準(zhǔn)確級(jí) 額定容量 110kV 變電所設(shè)計(jì) 20 300/5 0． 2 1K11K2 10VA 0． 5 2K12K2 15VA 10P 3K13K2 2VA 1s熱穩(wěn)定電流 100KA 動(dòng)定電流 80KA 2 號(hào)站用開關(guān)配用電流感器： 型 號(hào) LZZBJ1210 額定電壓 10 kV 額定電流 準(zhǔn)確級(jí) 額定容量 200/5 0． 2 1K11K2 10VA 0． 5 2K12K2 15VA 10P 3K13K2 2VA 1s熱穩(wěn)定電流 100KA 動(dòng)定電流 80KA 2 號(hào)檔電容器成套裝置： 型 號(hào) TBB111800+1800KA 頻率 50HZ 容 量 1800+1800kVar 安裝 戶外 相 數(shù) 3 重量 3150Kg 接線方式 星型 2 號(hào)接地變壓器： 110kV 變電所設(shè)計(jì) 21 型號(hào) DKs9700/ 額定電壓 10500177。見下圖。同時(shí)，在訂對(duì)側(cè)保護(hù)時(shí)，電流互感器都改為 300～ 600/1A，均安裝在北郊 330 變。由于 110kV 線路順城建規(guī)劃路由南邊來，所以，110kV 屋外配電裝置布置在所區(qū)南側(cè)，二次室及 35kV～ 10kV 開關(guān)室接布置在所區(qū)北側(cè)，三臺(tái)主變壓器布置在二者之間， 4 回 35kV 線路向北出線， 1OkV 全部電纜出線。 10kV 密集型電容器、接地變、消弧線圈在西南角。 35kV～ 10kV 配電裝置、二次室及輔助廠房 采用雙層屋內(nèi)配電裝置， 10kV 在一樓，采用 CP800 型中置式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，單母線分段，雙列布置， 10kV 出線均為電纜出線。二次室及輔助廠房布置于 35kV 開關(guān)室西側(cè)。安裝在 10kV高壓室內(nèi)。在確定配電裝置型式時(shí)，必須滿足以下 四點(diǎn)要求：：①節(jié)約用地；②運(yùn)行安全，操作巡視方便；③便于檢修和安裝；④節(jié)約材料，降低造價(jià)。 屋 外配電裝置規(guī)定的最小安全凈距： UN（ kV） 1～ 10 35 110J 110 200J 330J 凈距值（ cm） 名稱 導(dǎo)電體 —— 地（ A1） 20 40 90 100 180 260 異相帶電部分間（ A2） 20 40 100 110 200 280 帶電體 —— 柵欄 95 115 165 175 255 335 裸導(dǎo)體 —— 地面（ C） 270 290 340 350 430 510 110kV 變電所設(shè)計(jì) 24 不同時(shí)停電檢修的裸導(dǎo)體之