【正文】 本概念（1）按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷。（2）一級負(fù)荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。對所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶的分析，變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類：（1） 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電所，成為樞紐變電所。（2） 中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集23個電源，電壓為220330kv，同時降壓供當(dāng)?shù)厥褂?，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。（3） 地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為110220kv，向當(dāng)?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝?，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。（4） 終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)多為110kv經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所。 本文設(shè)計總結(jié)本次設(shè)計包括電氣主接線設(shè)計、變壓器選擇說明、短路電流計算說明、電氣設(shè)備選擇說明、配電裝置設(shè)計、電氣總平面布置和防雷保護(hù)設(shè)計；設(shè)計計算書包括變壓器選擇、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)。教會了我們在工程中運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，鍛煉了我們用實(shí)際工程的思維方法去分析和解決問題的能力。且該新建變電站有110kv及10kv兩個電壓等級，110kv有兩回線路，10kv有十回線路，可知該變電所為一地區(qū)變電所。 主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量應(yīng)根據(jù)510年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。對重要變動所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負(fù)荷的供電。當(dāng)裝設(shè)三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化?？紤]近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃，經(jīng)上述分析，擬選用SF740000/110型變壓器。（2）當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。 主變繞組數(shù)量的選擇 對接入負(fù)荷中心具有直接從高壓降為低壓供電的變電所，為簡化電壓等級和避免重復(fù)容量，一般采用雙繞組變壓器。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和△型兩種，我國110kv級以上的電壓變壓器繞組都采用“Y”連接，35kv及以下電壓等級，變壓器都采用“YΔ”連接，故選擇YN，D11連接。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30％。根據(jù)電壓允許波動范圍為5%以內(nèi)，結(jié)合本站實(shí)際選擇兩臺同樣型號的雙繞組無勵磁電力變壓器SF740000/110。采用何種形式的接線，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定都有較大的影響。 電氣主接線設(shè)計的基本原則:電氣主接線設(shè)計應(yīng)以設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。（1） 可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對用戶不間斷供電。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合?？赡芤环N主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能就不是可靠的。　　 2）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)線路的回數(shù)和停運(yùn)時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。4） 大型機(jī)組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。設(shè)計時不僅要考慮最終接線的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線到最終接線的可能和分段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來能順利完成過渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。 110kv側(cè)接線 這里主要介紹有匯流母線接線中的單母線接線、單母分段接線和無匯流母線的橋型接線。但可靠性、靈活性較差，這種接線只適用于6220KV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機(jī)或一臺主變壓器，且出線回路數(shù)又不多的中、小型發(fā)電廠或變電所，它不能滿足一、二類用戶的要求。這種接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠的610KV接線和6220KV變電所中。高壓斷路器數(shù)量少，是比較經(jīng)濟(jì)的接線，四個元件只需要三臺斷路器，線路的投入和切除操作方便，線路故障是僅將故障線路斷路器斷開，其它線路和變壓器不受影響。（1）內(nèi)橋優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個元件只需要三臺斷路器缺點(diǎn)：1）變壓器切除投入較復(fù)雜，需操作兩臺斷路器并影響一回路暫時停電。3）出現(xiàn)斷路器檢修時，出線在此期間停運(yùn)。如圖33：（2）外橋優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個元件只需要三臺斷路器缺點(diǎn)：1）線路切除投入較復(fù)雜，需要操作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運(yùn)； 2) 連接橋斷路器檢修時兩個回路需解列運(yùn)行； 3）變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器停運(yùn)。如圖34： 圖33 內(nèi)橋接線 圖34 外橋接線 根據(jù)實(shí)際情況，110kv有兩回路進(jìn)線，有穿越功率流過，110kv側(cè)選用外橋型接線。不設(shè)旁路的原因：1）610kv回路供電負(fù)荷小，供電距離短，并一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源；2）向工業(yè)供電回路一般比較多，企業(yè)內(nèi)有備用電源，允許一回路停電；3）610kv大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)少。所以110kv采用外橋型接線，10kv采用單母分段接線。第 4 章 變電所用電設(shè)計及功率因數(shù)的補(bǔ)償 變電所用電的設(shè)計（1）確定所用變壓器的參數(shù)，一般的變電所，均裝設(shè)有兩臺變壓器，以滿足整流操作電源，強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器，無人值班的要求；（2）確定所用變壓器容量：根據(jù)所用負(fù)荷統(tǒng)計和計算，選用合適的變壓器容量；（3）確定變壓器電源引接方式。（4）選擇結(jié)果：1）所用電的引接：為了保證供電的可靠性，所用電分別從10kv母線上引接，為了節(jié)省投資，所用變采用隔離開關(guān)加高壓熔斷器與母線連接。= Ψ180。tanΨ)=*( )=每相補(bǔ)償?shù)碾娙葜礐= Qc/3ωμ2=*106/（3*314*10*103）=，每相裝設(shè)一個電容器。 短路電流計算的內(nèi)容在電力系統(tǒng)設(shè)計中，短路電流的計算應(yīng)按照遠(yuǎn)景規(guī)劃水平考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平一般按建成后510年。工程設(shè)計中，短路電流計算均采用實(shí)用計算法。 計算的假設(shè)條件（1）故障前為空載，即負(fù)荷略去不計，只計算短路電流的故障分量；（2）故障前所有電壓均等于平均額定電壓，其標(biāo)幺值等于1；（3）系統(tǒng)各個元件電阻略去不計（1kv及以上的高壓電網(wǎng)）；（4）只計算短路電流的基頻分量。 短路電流的計算步驟（1） 短路電流計算的基準(zhǔn)值Ub= Uav=115kv, Sb=100MVA。（5） 計算沖擊電流有效值。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時，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)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備選擇的一般要求如下：（1） 應(yīng)滿足各種運(yùn)行、檢驗(yàn)、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2） 應(yīng)按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境污染程度等）校驗(yàn)；（3） 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和合理；（4） 與整個工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；（5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；（6） 選擇的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中功能最為完善的一種，其最大特點(diǎn)是能斷開負(fù)荷電流和短路電流。一般635kv采用真空斷路器，35500kv采用SF6斷路器。（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) I2t*t= QK It、t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間 QK短路電流熱穩(wěn)定效應(yīng)（6）動穩(wěn)定校驗(yàn) Ies= Ish Ies、 Ish短路沖擊電流幅值和電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值（7）110kv側(cè)高壓斷路器選擇結(jié)果如表61：表61 列出的斷路器計算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較計算數(shù)據(jù)SW6—110 UN 110KVIMAX 210AIN 1200AI INbr QK [(KA)2*S]It2*t [(KA)2*S]Ish Ies 41KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足要求，故110KV側(cè)選用SW6—110型斷路器。 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所的常用電器，它需要與斷路器配套使用。其選擇的具體方法與斷路器的1）2）3）4）5）6）相同，不再重復(fù)。屋內(nèi)式80000A以下的隔離開關(guān)一般采用手動的操作機(jī)構(gòu)；220KV及以上高位布置的隔離開關(guān)宜采用電動機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。查表得：110KV采用GW5110/630型，10KV采用GN210/3000型。作用是：1）將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳎?A或1A），使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)巧，價格便宜和便于屏內(nèi)安裝；2）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身的安全。一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用LQ線圈式和LM母線式：620KV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中，常用的LD單匝貫穿式或復(fù)雜貫穿式：35KV及以上電流互感器多采用油浸式結(jié)構(gòu)。（2）額定電壓和額定電流的選擇： UN1= UNS IN1= IMAX 式中UN IN1電流互感器的一次額定電壓和額定電流（3）二次額定電流的選擇CT二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A。（4）按準(zhǔn)確度級選擇CT的準(zhǔn)確度應(yīng)符合二次測量、繼電保護(hù)等的要求，用于電能計量的CT，用于繼電保護(hù)的CT誤差應(yīng)在一定的限值內(nèi)，以保證過電流測量準(zhǔn)確度的要求。（6）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：CT的內(nèi)部熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為： （Kr* IN1）2*1= QK 式中QK短路熱效應(yīng)（7）動穩(wěn)定校驗(yàn)： CT的內(nèi)部動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示, Kd等于CT內(nèi)部允許通過的極限電流（峰值）與Kd倍一次額定電流IN1之比， 故：CT的內(nèi)部動穩(wěn)定條件為： （Kd**IN1）= im 式中im通過二次側(cè)繞組的最大沖擊電流（8）綜上，經(jīng)過計算，設(shè)備選型如表64：（計算過程詳見計算書）表64 CT的選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)型號繞次組合110KV側(cè)LCW—11010KV側(cè)LAJ—101/D 電壓互感器的選擇電壓互感器（PT）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器線圈供電，正確反映電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。（1）型式選擇： 根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電壓互感器絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式，一般620KV戶內(nèi)配電裝置多用油浸式或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器；35KV配電裝置選用電磁式電壓互感器；110KV及其以上的配電裝置中盡可能地選用電容式電壓互感器。 PT二次額定電壓應(yīng)滿足測量、繼電保護(hù)和自動裝置的要求。當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/；當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/3v。（4）PT不校驗(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定（5）經(jīng)過計算，選擇結(jié)果如表65：表65 PT的選擇結(jié)果型號額定電壓（KV）副繞組額定容量(VA)最大容量(VA)原繞組副繞組輔助繞組13YDR—110110/1502204401200JDZJ—1010/4060150300 備注：YDR—110 Y電壓互感器 D單相 R電容式 JDZJ—10 J電壓互感器 D單相 Z環(huán)氧澆注絕緣 J接地保護(hù)用 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇支柱絕緣子額定電壓和類型選擇，進(jìn)行短路動穩(wěn)定校驗(yàn)。（1）按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻套管： 支柱絕緣子和穿墻套管的額定電壓應(yīng)大于等于電網(wǎng)額定電壓即 UN= UNS ；（2）按額定電流選擇穿墻套管： 穿墻套管額定電流IN大于等于回路最大持續(xù)工作電流IMAX，即IMAX=KIN K溫度修正系數(shù)（3）支柱絕緣子、套管種類和型式的選擇： 根據(jù)裝置地點(diǎn)、環(huán)境、屋內(nèi)、屋外或防污式滿足要求的產(chǎn)品格式。即 I2t*t= QK（5）支柱絕緣子和套管的動穩(wěn)定校驗(yàn)： 要求：FMAX=Fg 絕緣子抗破壞負(fù)荷； FMAX在短路時作用于絕緣子或穿墻套管的力（不同母線有不同的布置方式和計算公式）（6）經(jīng)計算支柱絕緣子選擇如表66:表66 支柱絕緣子選擇結(jié)果型號額定電壓(kv)絕緣子高度(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷（kg）ZB—1010215750（7）經(jīng)計算10KV選用CMWF2—20母線套管。（1） 型式： 一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴(yán)重的場所，才選用銅材，20KV及以下且正常工作電流不大于4000A，首選矩形導(dǎo)體；在4000A8000A