【正文】 卻。本設(shè)計(jì)主變?yōu)橹行妥儔浩?，發(fā)熱量大，散熱問(wèn)題不可輕佻，強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻效果較好，再根據(jù)變電站建在郊區(qū)，通風(fēng)條件好，選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。主接線(xiàn)的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，而且對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則： （1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； （2）考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模； （3）考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線(xiàn)回?cái)?shù)多少對(duì)主接線(xiàn)的影響； （4）考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線(xiàn)的影響； （5）考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線(xiàn)的影響。 主接線(xiàn)可靠性的具體要求： ①斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電； ②斷路器或母線(xiàn)故障以及母線(xiàn)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電； ③盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。 ①為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求； ②為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線(xiàn)及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶(hù)的供電； ③為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過(guò)渡到其最終接線(xiàn)，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 ①投資?。褐鹘泳€(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器避雷器等一次設(shè)備的投資，能使控制保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜；②占地面積小，主接線(xiàn)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子及安裝費(fèi)用； ③電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線(xiàn)均超過(guò)四回，采用有母線(xiàn)連接。單母線(xiàn)可用隔離開(kāi)關(guān)分段，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)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。（優(yōu)點(diǎn)）當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。 單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 單母分段帶旁母接線(xiàn) 這種接線(xiàn)方式：適用于進(jìn)出線(xiàn)不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為 35～110kV 的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。（1）優(yōu)點(diǎn)：①供電可靠。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線(xiàn)上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；③擴(kuò)建方便。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線(xiàn)上。6～10kV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線(xiàn)需要帶電抗器時(shí)；110～220kV 配電裝置，出線(xiàn)回路數(shù)為5 回以上時(shí)。較容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但易受到母線(xiàn)故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線(xiàn)路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線(xiàn)不分段。（1）110kV側(cè)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式，出線(xiàn)回路較多，輸送和穿越功率較大，母線(xiàn)事故后能盡快恢復(fù)供電，母線(xiàn)和母線(xiàn)設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線(xiàn)故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)時(shí)需要停電；110kV采用雙母接線(xiàn)方式，檢修或故障時(shí)，要檢修的母線(xiàn)斷開(kāi)，另外一條母線(xiàn)承擔(dān)所有負(fù)荷，及不致影響供電可靠性。故110kV采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)符合要求。比較：方案三所用的斷路器、隔離刀閘比方案一少，其經(jīng)濟(jì)性略高于方案一，但方案三中10kV側(cè)的供電可靠性差，方案一10kV側(cè)的可靠性明顯高于方案三，故不采用方案三。 4 短路電流計(jì)算 概述電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行[11]。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。 短路計(jì)算的目的及假設(shè) 短路計(jì)算目的短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 （1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。 短路計(jì)算基本假設(shè) （1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行； （2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； （5）元件的電阻略去，輸電線(xiàn)路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響； （6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路[15]。 短路電流計(jì)算的步驟 （1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下[17]； （2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； （3）選擇短路點(diǎn)； （4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。 短路計(jì)算的說(shuō)明 系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定 最大、最小運(yùn)行方式的選擇，目的在于計(jì)算通過(guò)保護(hù)裝置的最大、最小短路電流。 短路點(diǎn)的選擇，本次短路點(diǎn)選擇三個(gè)： 系統(tǒng)短路點(diǎn)的選取 短路電流的計(jì)算原則 短路電流的計(jì)算是繼電保護(hù)整定的依據(jù)，所以我們必須加以重視。①三相短路電流的計(jì)算： （）其有名值為： （） —系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值；—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值； —?dú)w算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。 ②兩相短路電流的計(jì)算： （）—?dú)w算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗 =—兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流 其各序分量電流值為 （）、—分別為；兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量 d1 d2③兩相接地短路電流計(jì)算： （）—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流： —兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量： （） （） （）、—分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備[19]。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。 技術(shù)條件 （1）按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 ①電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 ， 即： （）一般電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為 。 （2）按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 ①短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （）滿(mǎn)足熱穩(wěn)定條件為： （）—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； —短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)； —t秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱電流。②短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定條件為： （） （）— 短路沖擊直流峰值（kA） — 短路沖擊電流有效值（kA） 、—電器允許的極限通過(guò)電流峰值及有效值（kA） 互感器的概述互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件， 以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線(xiàn)圈和電流線(xiàn)圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有： （1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝； （2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配置； （4）6~220kV電壓等級(jí)的每組主母線(xiàn)的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；（5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線(xiàn)路有關(guān)電壓時(shí)，出線(xiàn)側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)選擇比回路中正常工作電流大1/3 左右，以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)。—電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓； 、—電流互感器的一次額定電壓和電流； —電流互感器一次回路最大工作電流。上述電壓等級(jí)時(shí)指電壓互感器一次繞組結(jié)語(yǔ)電網(wǎng)的線(xiàn)電壓。所選擇的電壓互感器應(yīng)負(fù)荷如下條件，即： （）或 （）式中：—電壓互感器相應(yīng)的額定一次電壓。從《電氣工程設(shè)備手冊(cè)》（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JDC系列的電壓互感器，戶(hù)外安裝互感器，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。直流屏兩面，電池屏兩面。該系統(tǒng)通過(guò)RS232或RS485接口接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。接收并實(shí)施集控站系統(tǒng)對(duì)時(shí)命令。向集控站、調(diào)度主站傳送信息包括：A、常規(guī)電氣量、非電量(包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、電度量)。C、事件順序記錄信息。具體如下：（1）110kV線(xiàn)路遙控：①110kV線(xiàn)路斷路器分、合、隔離開(kāi)關(guān)的分合；②保護(hù)信號(hào)復(fù)歸；③操作箱信號(hào)復(fù)歸。遙信：①110kV線(xiàn)路斷路器位置信號(hào)SOE；②隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)SOE，接地刀閘的位置信號(hào)SOE；③110kV線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作和重合閘動(dòng)作信號(hào)SOE；④控制回路斷線(xiàn)等狀態(tài)SOE；⑤SF6氣壓報(bào)警。（3）主變遙控：①主變兩側(cè)開(kāi)關(guān)的分、合；②主變中性點(diǎn)接地刀閘分、合；③有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的升降、急停；④保護(hù)信號(hào)復(fù)歸，操作箱信號(hào)復(fù)歸；⑤主變有載調(diào)壓自動(dòng)方式的投入、退出。遙信：①主變兩側(cè)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)SOE；②隔離開(kāi)關(guān)接地刀閘位置信號(hào)、中性點(diǎn)接地閘位置信號(hào)SOE；③主變抽頭位置信號(hào)；④主變調(diào)壓裝置運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)SOE；⑤主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)SOE，后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào)SOE；⑥非電量保護(hù)動(dòng)作信號(hào)SOE。7 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 概述 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如果設(shè)計(jì)與配置不合理，保護(hù)將可能誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而擴(kuò)大事故停電范圍，有時(shí)還可能造成人身和設(shè)備安全事故。 選擇保護(hù)方式時(shí)，希望能全面滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。選擇保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)力求采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。 設(shè)計(jì)各種電氣設(shè)備的保護(hù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮： （1）電力設(shè)備和電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性； （2）故障出現(xiàn)的機(jī)率及可能造成的后果； （3）力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況； （4）經(jīng)濟(jì)上的合理性。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化（包括建設(shè)發(fā)展和運(yùn)行方式變化），當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時(shí)，就需要對(duì)全部或部分繼電保護(hù)重新進(jìn)行整定，以滿(mǎn)足新的運(yùn)行需要[22]。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。繼電保護(hù)整定計(jì)算即有自身的整定問(wèn)題，又有繼電保護(hù)的配置與選型問(wèn)題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問(wèn)題。整定計(jì)算的具體任務(wù)有以下幾點(diǎn)： （1）繪制電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖； （2）繪制電力系統(tǒng)阻抗圖； （3）電力系統(tǒng)各點(diǎn)短路計(jì)算結(jié)果列表； （4）編寫(xiě)整定方案報(bào)告書(shū)，著重說(shuō)明整定原則問(wèn)題、整定結(jié)果評(píng)價(jià)、存在的問(wèn)題及采取的對(duì)策等。 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。 （1）可靠性：可靠性是指被保護(hù)設(shè)備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作；系統(tǒng)正常運(yùn)行或在區(qū)外故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)不動(dòng)作，即保護(hù)裝置應(yīng)既不拒動(dòng)也不誤動(dòng)。當(dāng)故障設(shè)備的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，則由相鄰的設(shè)備保護(hù)裝置切除故障，盡量縮小停電范圍。保護(hù)裝置的靈敏性一般用靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍來(lái)衡量。 （4）速動(dòng)性： 速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)