【正文】 .. 21 直流系統(tǒng) ...................................... 22 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 所用電選擇 .................................... 22 第 4章 短路電流計(jì)算 ......................................... 23 短路形成原因 ......................................... 23 短路的危害及預(yù)防辦法 ................................ 24 短路電流計(jì)算的目的 ................................... 24 短路電流計(jì)算方法 .................................... 25 短路電流計(jì)算 ......................................... 25 110kV 側(cè)母線短路計(jì)算 .......................... 28 35kV 側(cè)母線短路計(jì)算 ........................... 30 10kV 側(cè)母線短路計(jì)算 ........................... 33 第 5章 電氣設(shè)備的選擇 ...................................... 36 導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn) .................................... 36 110kV 母線選擇及校驗(yàn) .......................... 38 35kV 母線選擇及校驗(yàn) ........................... 39 10kV 母線選擇及校驗(yàn) ........................... 40 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) ........................ 41 110kV 側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) .......... 42 35kV 側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) ........... 45 10kV 側(cè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) ........... 47 10kV 側(cè)母聯(lián)斷路器的選擇和校驗(yàn) ................. 50 互感器的選擇 ........................................ 51 電流互感器的選擇 .............................. 51 電流互感器的校驗(yàn) ............................... 53 電壓互感器的選擇 ............................... 55 第 6章 防雷保護(hù) ............................................. 57 直擊雷保護(hù) ........................................... 57 侵入波保護(hù) ......................................... 58 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 8 變電所接地裝置 ....................................... 58 第 7章配電裝置 .............................................. 59 配電裝置概述 ......................................... 59 配電裝置的類型及其特點(diǎn) ......................... 60 配電裝置型式的選擇 ............................. 60 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 ...................... 61 屋內(nèi)配電裝置 ........................................ 62 屋外配電裝置 ........................................ 63 參考文獻(xiàn) .................................................... 66 附錄 ........................................................ 68 附錄 1 電氣主接線圖 ..................................... 68 附錄 2 配電裝置平面圖 ................................... 69 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 1 第 1 章 緒論 變電站概述 變電站在電力系統(tǒng)中的地位 電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電氣的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。 根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用，可將變電站分為下列幾類： （ 1) 樞紐變電站 樞紐變電站是位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓部分起匯集多個(gè)電源作用的電壓為 330~500kV 的變電站，樞紐變電站是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，樞紐變電站一旦停電，將引起大面積停電事故，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活，重者將引起系 統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。系統(tǒng)中為了使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯聚 2~3 個(gè)電源，電壓等級(jí)為220~330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)刎?fù)荷用電，中間變電所停電以后，將引起本區(qū)域的部分負(fù)荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 （ 4）終端變電站 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 2 終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，其 高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，全所停電后，只是用戶受到損失，一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大影響。對(duì)于系統(tǒng)中的一級(jí)負(fù)荷，一旦出現(xiàn)供電中斷，不僅影響生產(chǎn)，而且可能使設(shè)備損壞，進(jìn)而影響社會(huì)穩(wěn)定甚至?xí)驍嚯姸鹑藛T傷亡事故，更有甚者將造成整個(gè)系統(tǒng)的的癱瘓，停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)本身的損失。良好的電能質(zhì) 量即供電的技術(shù)合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術(shù)指標(biāo)要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。 5%， 10kV 及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的177。 頻率質(zhì)量的偏差會(huì)影響到某些電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和軍用雷達(dá)的正常工作。 ， 3000MHZ 以下系統(tǒng)不超過(guò)177。 (3)保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：衡 量電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)重要指標(biāo)是煤耗率和網(wǎng)損率。因此，降低每向用戶供應(yīng)一度電能損耗的能源和降低變換、輸送、分配時(shí)的損耗對(duì)于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性又十分重要的意義。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 3 電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)是國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運(yùn)行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后確定的。 三相視在功率 S=3UI，當(dāng)輸出功率為定值時(shí)，電壓升高，電流降低，線路、電氣的載流部分所需的截面積就變小，有色金屬的投資也 降低，同時(shí)由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較??；另一方面，電壓越高，對(duì)設(shè)備和導(dǎo)線絕緣水平的要求就越高，變壓器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備絕緣方面的投資也越大。 我國(guó)變電站及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新變化 新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電力建設(shè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。國(guó)外變電站主要是采用柔性技術(shù)由交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變，而數(shù)字化智能變電站也是國(guó)內(nèi)外變電站未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。但作為國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的 500 kV 和 330 kV 變電站，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 4 即使采用了變電站綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)的，也基本上都是實(shí)行有人值守的管理方式。 全面實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 : 1)大幅度提高了運(yùn)行可靠性； 2)加快了對(duì)事故處理的速度； 3)提高了電力行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率； 4)降低了電力基礎(chǔ)建設(shè)成本； 5)降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。 在變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電器的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段，這些新技術(shù)的日趨成熟帶來(lái)全數(shù)字化的變電站新概念。 依據(jù)我國(guó)電力工業(yè)實(shí)際情況國(guó)情，電力系統(tǒng)的變電所運(yùn)行技術(shù)有了新的飛躍，我國(guó)變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些新的趨勢(shì)。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，其制造技術(shù)近年來(lái)有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間縮短。 經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展要求新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，所以設(shè)計(jì)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，這使得占地面積有效減少。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。變電站設(shè)計(jì)的分類可依據(jù)變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模 3 個(gè)層次進(jìn)行劃分。戶外變電站是指最高電壓等級(jí)的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶外或者戶內(nèi)的變電站。 (2)按配電裝置型式分類： 110kV 配電裝置可再分為常規(guī)敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣設(shè)備兩類。 第 2 章電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設(shè)備相互之間的連接關(guān)系，以及本變電站 (或發(fā)電廠 )與電力系統(tǒng)的電氣連 接關(guān)系，電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。電氣主接線直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。 (2)具有一定的靈活性 主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度指令靈活的改變運(yùn)行方式，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的將有關(guān)設(shè)備或線路退出系統(tǒng)運(yùn)行。 (3)操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便 主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、明了、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 運(yùn)行人員掌握。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的基 本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程具體情況，在保證供電安全可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)方便，盡可能地節(jié)省投資，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。 對(duì)于變電站的電氣主接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用較少斷路器的或不用斷路器的接線，如線路 — 變壓器組接線，若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可使用線路分支接線。 我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》對(duì)主接線設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定：在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在 35kV 變電所中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線為 2回以上時(shí)，一般采用單母線分段或單母線接線。在 6~10kV 變電所，一般采用單母線接線或單母線分段接線。 （ 1）分析原始資料 包括變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 電力系統(tǒng)中中性點(diǎn)接地方式 是一個(gè)綜合問(wèn)題，它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)附近通信線路的干擾等。對(duì) 110kV 及以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)以防止輸電線路電壓升高而以其它方式保證供電的可靠性。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計(jì)主接線的基本依據(jù)之一，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。 這往往是設(shè)計(jì)能否成立的重要前提，為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等情況匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的可行性。對(duì)此，應(yīng)予以足夠重視 ,對(duì)重型設(shè)備如大容量三相變壓器的運(yùn)輸條件亦應(yīng)充分考慮。然后從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2~3 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有可能滿足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定最終方案。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 10 （ 4）繪制電氣主接線 對(duì)最終選擇的電氣主接線形式，按照要求，繪出電氣主接線圖。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： (1)主要設(shè)備器材費(fèi)，包括設(shè)備原價(jià)、主要材料 (鋼材、木材、水泥等 )費(fèi)、設(shè)備運(yùn)雜費(fèi) (含成套服務(wù)費(fèi) )、備品備件購(gòu)置費(fèi)、生產(chǎn)器具購(gòu)置費(fèi)等。 (2)安裝工程費(fèi)，包括直接費(fèi)、間接費(fèi)及稅金等。 (3)其他費(fèi)用。而與有母線的接線相比，無(wú)匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建 和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。 電氣主接線選擇