【正文】 假設(shè)條件和原則： （ 1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 （ 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。 （ 5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 （ 7）元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 短路計算的一般規(guī)定 （ 1）驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng) 5— l0 年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 （ 2）選 擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償放電電流的影響。 （ 4）電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流計算。 最大最小運行方式分析 在選擇保護(hù)方式分析時，對大多數(shù)保護(hù)都必須認(rèn)真分析與考慮哪種運行方式來作為計算的依據(jù)，一般而言所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在系統(tǒng)的各種故障參數(shù)增加而動作的保護(hù)，如電流保護(hù)，通常應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護(hù)的定值，以保證選擇性，因為只要在最大運行方式下能保證選擇性。如低壓保護(hù)，剛剛好相 反，此時應(yīng)根據(jù)最小運行方式來整定，而根據(jù)最大運行方式來校驗靈敏性。對繼電保護(hù)而言，則是指在系統(tǒng)最大運行方式下短路時，通過該保護(hù)的短路電流為最大時的系統(tǒng)連接方式。但由于縱聯(lián)差動保護(hù)，由于其保護(hù)范圍 外故障時，保護(hù)不應(yīng)動作。所以變壓器高壓側(cè)的短路點電流為變電站高壓側(cè)投入的，斷路器閉合時，流過變壓器高壓側(cè)的短路電流。 最小運行方式 根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷為最小，投入與之相適應(yīng)的系統(tǒng)連接且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為系統(tǒng)的最小運行方式。 基本假定 （ 1）系統(tǒng)運行方式為最大運行方式。即系統(tǒng)中各元件呈線性，參數(shù)恒定，可以運用疊加原理。 （ 4）忽略對計算結(jié)果影響較小的參數(shù)，如元件的電阻、線路的電容以及網(wǎng)內(nèi)的電容器、感性調(diào)和及高壓電機(jī)向主電網(wǎng)的電能反饋等。 （ 6）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)。 表 41 常用基準(zhǔn)值表（ Sj＝ 100MVA） 基準(zhǔn)電壓 Uj（ kV） 37 115 230 基準(zhǔn)電流 Ij（ kA） 基準(zhǔn)電抗 Xj（ Ω） 132 530 各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計算 電路元件的標(biāo)幺值為有名值與基準(zhǔn)值之比，計算公式如下： jUUU ?* （ 44） jSSS ?* （ 45） jjj SUIIII 3* ?? （ 46） 2* jjj USXXXX ?? （ 47） 采用標(biāo)幺值后，相電壓和線電壓的標(biāo)幺值是相同的，單相功率和三相功率的標(biāo)幺 值也是相同的，某些物理量還可以用標(biāo)幺值相等的另一些物理量來代替，如 I*=S*。 表 42 中各元件的標(biāo)幺值可由表 41 中查得。39。39。 變壓器 NjkT SSUX ?? 100%* Uk%為變壓器短路電壓百分值， SN 為最大容量線圈額定容量。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 線路 20* jjl USlXX ? l 為線路長度。 其中線路電抗值的計算中， 0X 的取值為： 6～ 220kV架空線，取 Ω/km 35kV三芯電纜，取 Ω/km 6～ 10kV三芯電纜，取 Ω/km 表 42 中 SN、 Sb 單位為 MVA， UN、 Ub 單位為 kV， IN、 Ib 單位為 kA。在電氣設(shè)計和運行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。 短路計算的目的 計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定 計算。 （ 2）同步調(diào)相機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置 (包括強(qiáng)行勵磁 )。 （ 4）所有電源的電動勢相位角相同。 因考慮短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻對異步電動機(jī)的作用，僅有確定短路電流的沖擊值和最大全電流的有效值時才給予考慮。 三相短路：一般按三相短路計算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 16 以及自耦變壓器等回路中的單相 (或兩相 )接地短路較三相短路的情況嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗。本章對各個短路點進(jìn)行選擇，并進(jìn)行計算得出各項數(shù)據(jù)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 5 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇要求 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異 ,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全 不相同。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： （ 1）應(yīng)滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 （ 5）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 電氣設(shè)備選擇技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)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。 （ 2）用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗熱穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是： ich? idw Ich? Idw 上式中 ich、 Ich—— 短路沖擊電流幅值及其有效值； idw、 Idw—— 允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值； 平 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 選擇斷路器時應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1）在合閘運行時應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 20 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運行維護(hù)和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標(biāo)，且由于SF6 斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點。 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電 路。 （ 2）隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 （ 4）隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。 （ 6）帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 各側(cè)母線最大持續(xù)工作電流： 110kV側(cè)： Igmax=( 3 ? 110kV)=245A 35kV側(cè)： Igmax=( 3 ? 35kV)= 10kV側(cè)： Igmax=( 3 ? 10kV)= 110kV 側(cè)母線的選擇 按最大長時負(fù)荷電流選擇母線截面積： mloalQ IIK .? oaloalQ K ??? / 結(jié)合所給資料可算得： KQ= kAII Nmlo . ?? 選擇母線為 LGJ150/20，允許長時工作電流 Ial=445A 校驗合格。母線型號選擇 LGJ185/30，允許 長時工作電流 Ial=533A，校驗合格。母線型號選擇 80 10，允許長時工作電流 2538A，熱穩(wěn)定校驗合格。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。 穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時使用， 6～35kV為瓷絕緣， 60～ 220kV為油浸紙絕緣電容式。 35kV 以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資，減少占地。 出線側(cè) CT 采用戶外式，用于表計測量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。 根據(jù)： UU ge max? II gj max? 選擇型號為 LCWB6110W 型。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 24 (2)承受過電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比距。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五柱電壓互感器。 110kV 側(cè) PT 的選擇 《電力工程電氣設(shè)計手冊》 248 頁， 35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在 110kV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合。 35kV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出 線側(cè) PT 是當(dāng)首端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘。所以選用 YDR110 型電容式電壓互感器。 選四臺單相帶接地保護(hù)油浸式 TDJJ35 型 PT 選用戶內(nèi)式 表 55 35kV側(cè)電壓互感器參數(shù)表 型號 額定電壓 (V) 接線方式 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 TDJJ35 35000/ 3 100/ 3 100/3 Y/Y/? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 準(zhǔn)確度測量： 準(zhǔn) 確度測量計算與保護(hù)用的電壓互感器，其二次側(cè)負(fù)荷較小，一般滿足準(zhǔn)確度要求，只有二次側(cè)用作控制電源時才校驗準(zhǔn)確度，此處因有電度表故選編 級。 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 表 56 電氣設(shè)備選擇一覽表 本章小結(jié)： 本章主要根據(jù)電氣設(shè)備選型要求對變電站所要用的主要設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子、穿墻套管、電流互感器和電壓互感器等等）進(jìn)行了參數(shù)選擇以及型號選擇，最終確定了主要電氣設(shè)備的型號。由于是初步設(shè)計，所以只考慮 A 類雷擊目的物的防雷保護(hù)，包括屋內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線及母線橋等。對于 35～60kV 的配電裝置，為防雷擊時引起反擊閃絡(luò)的可能，一般采用獨立避雷針進(jìn)行保護(hù)。 安裝避雷針的架構(gòu)支柱應(yīng)與配電裝置接 地網(wǎng)相連接。由避雷針與配電裝置接地網(wǎng)上的連接處起，至變壓器與接地網(wǎng)上的連接處止，沿接地線的距離，不得小于 15m。 在選擇獨立避雷針的裝設(shè)地點時，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。 （ 1）地中：避雷針本身的接地裝置與最近的配電裝置接地網(wǎng)的地中距離 Sdi≥ （ m），式中 R 是獨立避雷針的接地電阻。 （ 2）空氣中：由獨立避雷針到配電裝置導(dǎo)電部分之間以及到配電裝置電力設(shè)備與架構(gòu)接地部分之間的空氣距離 Sk≥ +（ m），式中 h 是被保護(hù)物考慮點的高度。 電壓為 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型架構(gòu)上，須滿足下列條件： （ 1） 35～ 60kV 出線門型架構(gòu)周圍半徑 20m 范圍內(nèi)的接地電阻應(yīng)不大于 5Ω，當(dāng)土壤電阻率ρ≥ 5 ，這個范圍的半徑可增大至 30m； （ 2）線路終端桿塔的接地電阻應(yīng)不大于 10Ω； （ 3）在變壓器的 6～ 60kV出口處裝設(shè)閥型避雷器。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 27 上述的接地可與總接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于 10Ω。在 110kV架構(gòu)上設(shè)置了 2 只高度為 25m 的避雷針。 接地裝置 本變電站的接地裝置有以下三種： （ 1）工作接地，作用是保證電力系統(tǒng)正常工作而接地。 （ 2）過電壓保護(hù)接地，是過電壓保護(hù)裝置或設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)，如避雷器、避雷針、避雷線接地。 本次設(shè)計，接地網(wǎng)采用垂直接地和水平接地干線聯(lián)合構(gòu)成；在避雷針、避雷器及主變壓器附近增加垂直 接地極，加強(qiáng)散流作用，接地網(wǎng)接地電阻應(yīng)小于 歐姆。另外，在接地網(wǎng)靠近 1 主變位置留一接地檢查井。在焊接點必須刷防銹漆 2 遍，并涂熱瀝青處理。否則將采取降阻措施。為了避免雷電對變電 設(shè)備造成破壞，通常對變電站進(jìn)行防雷保護(hù)，本章對變電站防雷進(jìn)行了保護(hù)設(shè)計，采用了防雷設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可以抵抗一定程度的雷電作用。消防措施如下 : （ 1）主變壓器、微機(jī)房等重要場所，設(shè)置火災(zāi)自動檢測報警裝置。 （ 2） 35kV、 10kV屋內(nèi)配電裝置、建筑物室內(nèi)等設(shè)置必要的手車式或手提式干粉滅火器，室外設(shè)有消防水栓。措施如下 :35kV、 10kV 高壓室、二次控制室、通往夾層的電纜孔洞和預(yù)留盤位的孔洞用防燃材料堵嚴(yán)，通向電纜溝的孔洞也用防火材料堵嚴(yán)，并有足夠的防火段長度。 （ 4）對電纜防火采取以下措施： 在同一溝道內(nèi)，動力電纜與控制電纜分層布置。 二次室電纜入口處采用防火材料封堵。 通風(fēng) 該 站初設(shè)為無人值班變電站 ,該站采用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。利用 110kV線路架空避雷線及電纜溝道敷設(shè)復(fù)合光纖通訊電纜，采用光纖通訊方式，一主一備環(huán)網(wǎng)通訊，確保通道暢通。 監(jiān)控 本變電所按無人值班設(shè)計，要求該所具有較高的安全監(jiān)控系統(tǒng)。 攝像 機(jī)安裝位置：大門、高壓開關(guān)室、控制室、 110kV設(shè)備區(qū)、變壓器沒備區(qū)