【正文】 .... 17 斷路器選擇計算 .................................. 18 隔離開關的選擇 .................................. 20 隔離開關選擇計算 ................................ 20 高壓熔斷器的選擇 ................................ 23 互感器的選擇 .................................... 23 電壓互感器的選擇 ................................ 28 電壓互感器選擇計算 ............................. 29 六 配電裝置設計 ......................................31 配電裝置的特點 .................................. 31 2 配電裝置的安全凈距 .............................. 32 本變電所的配電裝置 .............................. 34 七 繼電保護 ..........................................35 變壓器的保護 ..................................... 35 線路保護 ........................................ 37 八 防雷及接地體設計 ..................................38 防雷保護的設計 .................................. 38 接地裝置的設計 .................................. 39 主變中性點放電間隙保護 ........................... 39 致 謝 ................................................40 參考資料 ..............................................41 3 一 原始資料 隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，為滿足該地區(qū)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設一座 110/10kV 的區(qū)域性降壓變電所。該地區(qū)最熱月平均氣溫 30℃ ，年最高氣溫為 40℃ ，年平均氣溫 15℃ ，土壤溫度 20℃ 。 系統(tǒng)電抗為 （當選 Sj=100MVA 時）。 110KV側最大負荷利用小時數(shù)為 6000小時； 10KV側最大負荷利用小時數(shù)為 5000小時。 4 二 電氣主接線的選擇 概述 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。因此，必須正確處理好各方面的關系。 可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，保證供電可靠和電能質量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 靈活性：主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 經(jīng)濟性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。 主接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置 母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。 （ 1）單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。 單母接線適用于： 110～ 200KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回， 35～ 63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回， 6～ 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 （ 3）單母分段帶旁路母線 這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為 35～ 110KV 的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用內橋式接 線。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。當線路故障時需停相應的變壓器。 （ 5）一個半斷路器接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不 致停電，但是它使用的設備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設 “跨條 ”，則該回路在檢修期需要停電。 （ 7）雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。 110KV 側主接線 110KV 出線最終 2 回，主變壓器進線 2 回 ，可供選擇的接線方式較多，但比較好 7 的有 3 個。 方案二：雙母線帶旁路母線，母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。 分析： 方案一：具有接線簡單，操作方便，投資少等優(yōu)點，設置旁路母線后可不停電檢修出線斷路器；但任一母線故障后都會告成 50%的用戶中斷供電，這對 110KV 線路來說是不允許的。這種接線， 設計認為按雙母線帶旁路母線一次建成比采用方案一過渡到方案二要好。結合該變電所，采用此接線雙回路較少，不能充分體現(xiàn)這種接線的優(yōu)點，且這種接線不便于接線和布置。 單母線分段帶旁母接線 8 雙母線帶 旁路母線接線 9 一 臺 半斷路器接線 10KV 側接線 10KV 出線分別向附近的工廠和居民點供電 。 單母線分段接線 帶旁母 根據(jù)分析，提出 兩個方案，再進行技術綜合比較，從中選出最佳方案。 第二方案： 供電可靠性：母線故障時對用戶要停電，有一定的可靠性； 電能質量：對負荷的容量和電壓頻率和穩(wěn)定性有一定的影響； 10 對負荷發(fā)展及過渡能較好的適應； 運行靈活，檢修和維護方便。同時與 第二 方案比較增加的投資不多，所以本設計采用 第一 方案。如果主變壓器容量造的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙值組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設計變電所的自身特點，在滿足 可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟性來選擇主變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時，應根據(jù)原始資料以及設計變電所的實際情況來選擇。 選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。 本設計選用變壓器： 型號： SFSZ950000/110； 接線方式： Y0/Y0/△―12―11 ； 電壓調整范圍： 110177。4%/11KV； 調壓方式： 35KV 側中性點調壓； 結構形式：降壓結構； UkⅠ Ⅱ %＝ ， UkⅠ Ⅲ %＝ 17 UkⅡ Ⅲ %＝ 6 待設計變電所裝設有兩臺 50MVA 的強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器。 12 四 短路電流的計算 短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故障。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備。 電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 技術條件 按正常工作條件選擇導體和電氣 1）電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax 不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓Vgmax 即 Vymax≥Vgmax 一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定電壓在 110KV 及以下時為 ，而實際電網(wǎng)運行的 Vgmax一般不超過 。 3）按當?shù)丨h(huán)境條件校核 當周圍環(huán)境溫度 Q 和導體額定環(huán)境溫度 Q 0不等時，其長期允許電流 Iy Q 可按下式修正 IyQ = Iy θyθθyθ。 = 40℃ ，裸導體的額定環(huán)境溫度為+25℃ 。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。 高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、 SF6 斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故 35～ 220KV 一般采用 SF6 斷路器。 按開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 Iekd 應不小于其觸頭開始分離瞬間（ td）的短路電流的有效值 Ie(td) 即： Iekd≥Iz（ KA） Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（ KA） Iz — 短路電流的有效值（ KA） 短路關合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器額定關合電流 ieg 不應小于短路電流最大沖擊值。 斷路器選擇計算 110KV 側斷路器 1）額定電壓選擇： Vmax≥Vg = 110KV = 2）額定電流選擇： Ie≥Igmax 考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以相應回路的 Igmax= 即： Igmax = 3）按開斷電流選擇： Iekd≥I″ = KA 即 Iekd≥ 4）按短路關合電流選擇： ieg≥ich = 即 ieg≥ 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇 LW6－ 110 型 SF6 斷路器其參數(shù)如下：額定電壓：110KV，最高工作電壓： 130KV，額定電流 3150A，額定開斷電流為 40KA，短路關合電流 55KA，動穩(wěn)定電流峰值 55KA， 4S 熱穩(wěn)定電流 40KA，固有分閘時間 ，合閘時間 ，全開斷時間 。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內 ZMD1112/250040A 型真空斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓 10KV，額定電流 2500A，額定開斷電流 40KA，額定斷流容量 727MVA，極限通過電流峰值 80KA， 2S 熱穩(wěn)定電流 ，因有分閘時間 。 送電：首先合上母線隔離開關（ M6） ， 其次合上線路側隔離開關（ X6）最后合上斷路器，停電則與上述相反。 63KV 及以上斷路器兩側的隔離開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘。 隔離開關選擇計算 選擇隔離開關，跟選擇斷路器相同，其校驗有所不同 21 110K 側隔離開關 1） Vy≥Vgmax Vgmax = 即 Vy = 110 = 2）額定電流： Ie≥Igmax = 1322A 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外 GW7－ 110DW 型，隔離開關，其參數(shù)如下：額定電壓 110KV，最高工作電壓 130KV，額定電流 1600A，動穩(wěn)定電流 80KA，熱穩(wěn)定電流 3S 為 32KA，并帶按地刀閘。 1）額定電壓 Ve = 10KV 2）額定電流： Ie = Igmax = 630 3Ve = 由上述計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶