【正文】 依賴(lài)高質(zhì)量和高可靠性的電能供應(yīng)，建國(guó)以來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。 變電站綜合自動(dòng)化是將變電站二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合的自動(dòng)化系統(tǒng)。它具有功能綜合化、設(shè)備、操作、監(jiān)視微機(jī)化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運(yùn)輸管理智能化等特征。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （1）在保證可靠性的前提下，合理和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和功能終端。 （2）采用開(kāi)放式系統(tǒng)，保證可用性和可擴(kuò)充性。第二章 變電站的負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功率補(bǔ)償計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算 （1）功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） Kd為需用系數(shù)。 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置，主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種，由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。 按照3的整數(shù)倍取定補(bǔ)償器的個(gè)數(shù)，然后計(jì)算出實(shí)際的補(bǔ)償容量： （5）計(jì)算補(bǔ)償以后實(shí)際功率的功率因數(shù)， 10KV：選來(lái)考慮： 主變壓器的選擇原則如下： 根據(jù)電源進(jìn)線(xiàn)方向，結(jié)合工廠計(jì)算負(fù)荷 以及擴(kuò)建和備用的需要，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，確定變壓器型號(hào)。變壓器臺(tái)數(shù)越多，供電可靠性就越高，但設(shè)備投資必然加大。因此，在滿(mǎn)足可靠性要求的條件下，變壓器臺(tái)數(shù)越少越經(jīng)濟(jì)。對(duì)于有大量一、二級(jí)用電負(fù)荷、或總用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大、或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上電力變壓器、如有大型沖擊負(fù)荷，如高壓電動(dòng)機(jī)、電爐等動(dòng)力，為減少對(duì)照明或其他負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿(mǎn)足在一臺(tái)變壓器故障或維修時(shí)，另一臺(tái)仍保持對(duì)一、二級(jí)用電負(fù)荷供電，但需對(duì)該變壓器負(fù)荷能力及其允許時(shí)間進(jìn)行校核。第三章 變電站主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 所的主接線(xiàn)又稱(chēng)為主電路，指的是變電所中各種開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器、母線(xiàn)、電流互感器等主要電氣設(shè)備，按一定順序用導(dǎo)線(xiàn)連接而成的，用以接受和分配電能的電路，它對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置等均有較大影響，是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。 （2）靈活性 1操作的方便性； 2調(diào)度方便性，主接線(xiàn)能適應(yīng)系統(tǒng)或本廠所的各種運(yùn)行方式； 3擴(kuò)建方便性，具有初期—終期—擴(kuò)建的靈活方便性。 常用的主接線(xiàn)如圖31所示：優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套電裝置。單母線(xiàn)可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線(xiàn)故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線(xiàn)段分開(kāi)后，才能恢復(fù)非故障的供電。如圖32所示： 圖32單母線(xiàn)分段接線(xiàn)圖 優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線(xiàn)分開(kāi)后，對(duì)重要的用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。 適用范圍：610KV配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)為6回及以上，35063KV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為48回，110KV220KV配電裝置出現(xiàn)回路為34回。 缺點(diǎn)：增加一組母線(xiàn)，每回路就需要增加一組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，當(dāng)母線(xiàn)故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作，為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 當(dāng)有兩臺(tái)變壓器和兩條線(xiàn)路時(shí)，按橋斷路器的位置，分析內(nèi)橋和外橋。特點(diǎn)：①正常操作時(shí)，線(xiàn)路投切方便，變壓器不方便。應(yīng)用場(chǎng)所：輸電線(xiàn)路長(zhǎng)而變壓器又不需要經(jīng)常切換的接線(xiàn)。特點(diǎn)：與內(nèi)橋相反。根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列三種方案：方案1：高、低壓側(cè)均采用單母線(xiàn)分段。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線(xiàn)各出線(xiàn)須停電；當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需要兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所得供電。以上三種方案均能滿(mǎn)足主接線(xiàn)要求，采用方案3時(shí)雖經(jīng)濟(jì)最佳，但是其可靠性相比其他兩方案：采用方案2需要的斷路器數(shù)量多，接線(xiàn)復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案1既滿(mǎn)足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案1.第四章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法。變電所等效電路圖如圖41所示：基準(zhǔn)量：取Sd=,Uc1=,Uc2=,基準(zhǔn)電流為Id。10KV高壓側(cè)K1點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值以及三相短路電流各值和短路容量（1） 總電抗標(biāo)幺值 （2）三相短路電流的周期分量有效值 （3）其他三相短路電流 （4）三相短路容量 低壓側(cè)K2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值以及三相短路里電流各值和短路容量 （1）總電抗標(biāo)幺值 （2）三相短路電流的周期分量有效值 （3）其他三相短路電流 （4）三相短路容量 第五章 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 電氣設(shè)備的一般選擇 （1）應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行、檢修、斷路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要； （2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境校驗(yàn) （3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； （4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量較少品種； （5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致； （6）選用新的產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)證實(shí)鑒定合格。 （2）電流：導(dǎo)體（或電氣設(shè)備）的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。 周?chē)h(huán)境溫度不等時(shí)，長(zhǎng)期允許電流可按下式修正 式中：導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度數(shù)值，一般取=. 我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度,裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度。 按短路條件校驗(yàn) （1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：導(dǎo)體或電器通過(guò)短路電流時(shí)，各部分的溫度（或發(fā)熱效率）應(yīng)不超過(guò)允許值。 （2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：等穩(wěn)定，即導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)能力。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：變壓器設(shè)有差動(dòng)保護(hù)，在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)短路時(shí)，其為臨時(shí)動(dòng)作，繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0，短路持續(xù)時(shí)間小于1S，則整定時(shí)間為當(dāng)K1點(diǎn)短路時(shí)，相當(dāng)于2S的熱穩(wěn)定電流為 則當(dāng)K2點(diǎn)短路時(shí)，假想時(shí)間有繼電保護(hù)何繼電器開(kāi)斷時(shí)間構(gòu)成 相當(dāng)于2S的熱穩(wěn)定電流為 則經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，所選高壓少油斷路器滿(mǎn)足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：最壞情況下差動(dòng)不起作用，短路發(fā)生在進(jìn)賢斷路器QF1的隔離開(kāi)關(guān)后，并在斷路器QF2之前時(shí)，事故切除靠上一級(jí)的變電所過(guò)電流保護(hù)，再加上隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間，則總時(shí)間 相當(dāng)于5S的熱穩(wěn)定電流為 經(jīng)校驗(yàn)，所選的隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求。 初選RN110型號(hào)的熔斷器，額定電壓為10KV，額定電流為100A，熔斷電流100A,。高壓電流互感器 電流互感器除按一般條件選擇外，還應(yīng)根據(jù)二次設(shè)備要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)和校驗(yàn)二次側(cè)額定容量，選擇互感器應(yīng)滿(mǎn)足以下條件： (1)額定電壓大于或等于電網(wǎng)額定電壓； (2)額定電流大于或等于一次回路最大長(zhǎng)時(shí)負(fù)荷電流； (3)電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)應(yīng)不小于二次側(cè)所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)； (4)電流互感器的額定容量應(yīng)不小于所接二次設(shè)備的容量。高壓電壓互感器 電壓互感器的選擇原則如下： （1）電壓互感器一次額定電壓不小于電網(wǎng)的額定電壓； （2）電壓互感器二次額定電壓按接線(xiàn)方式選擇； （3）電壓互感器的準(zhǔn)確值不小于所接儀表的準(zhǔn)確值； （4）電壓互感器的額定容量不小于二次側(cè)負(fù)荷的容量。低壓側(cè)斷路器 低壓側(cè)斷路器的選擇應(yīng)分開(kāi)選擇，變壓器主二次側(cè)的與車(chē)間的斷路器根據(jù)其額定電流不一樣選擇不一樣的斷路器，根據(jù)實(shí)際情況選擇的斷路器如下表51所示動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：380KV側(cè)電壓器總開(kāi)關(guān)不做保護(hù)，則整定的總時(shí)間 經(jīng)校驗(yàn)，所選斷路器滿(mǎn)足要求。低壓隔離開(kāi)關(guān)