【正文】 （ 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設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）元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 12 短路計算的一般規(guī)定 （ 1）驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的 短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng) 5— l0 年的遠景發(fā)展規(guī)劃。 （ 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償放電電流的影響。 （ 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 在選擇保護方式分析時，對大多數保護都必須認真分析與考慮哪種運行方式來作為計算的依據，一般而言所選用的保護方式，應在系統(tǒng)的各種故障參數增加而動作的保護，如電流保護，通常應根據系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的定值，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，剛剛好相反，此時應根據最小運行方式來整定，而根據最大運行方式來校驗靈敏性。對繼電保護而言，則是指在系統(tǒng)最大運行方式下短路時，通過該保護的短路電流為最大時的系統(tǒng)連接方式。但由于縱聯差動保護，由于其保護范圍外故障時，保護不應動作。所以變壓器高壓側的短路點電流為變電站高壓側投入的，斷路器閉合時，流過變壓器高壓側的短路電流。 最小運行方式 根據系統(tǒng)負荷為最小，投入與之相適應的系統(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，參數恒定，可以運用疊加原理。 （ 4）忽略對計算結果影響較小的參數，如元件的電阻、線路的電容以及網內的電容器、感性調和及高壓電機向主電網的電能反饋 等。 （ 6）系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機。 表 41 常用基準值表（ Sj＝ 100MVA） 基準電壓 Uj（ kV） 37 115 230 基準電流 Ij（ kA） 基準電抗 Xj（ Ω） 132 530 各元件參數標幺值的計算 電路元件的標幺值為有名值與基準值之比，計算公式如下： jUUU ?* （ 44） jSSS ?* （ 45） jjj SUIIII 3* ?? （ 46） 2* jjj USXXXX ?? （ 47） 采用標幺值后，相電壓和線電壓的標幺值是相同的，單相功率和三相功率的標幺值也是相同的，某些物理量還可以用標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。 河南理工大學畢業(yè)設計（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備，避免在短路電流作用下損壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。 （ 2）同步調相機都具有自動調整勵磁裝置 (包括強行勵磁 )。 （ 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)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)河南理工大學畢業(yè)設計（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重時，則應按嚴重情況進行校驗。本章對各個短路點進行選擇，并進行計算得出各項數據。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 18 5 電氣設備的選擇 電氣設備選擇要求 由于電氣設備和載流導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。 電氣設備選擇的一般原則為： （ 1）應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發(fā)展。 （ 3）應力求技術先進和經濟合理。 （ 5）與整個工程的建 設標準協(xié)調一致。 電氣設備選擇技術條件 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。 （ 2）用熔斷器保護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； 在工作電壓的作用下，電器的內外絕緣應保證必要的可靠性。 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根據實際需要確定。 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的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。 選擇斷路器時應滿足以下基本要求： （ 1）在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 （ 3）應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 20 考慮到可靠性和經濟性，方便運行維護和實現變電站設備的無由化目標，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，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適 于開斷容性負荷電流等特點。 隔離開關的選擇 隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 （ 2）隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，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，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。 各側母線最大持續(xù)工作電流： 110kV側： Igmax=( 3 ? 110kV)=245A 35kV側： Igmax=( 3 ? 35kV)= 10kV側： Igmax=( 3 ? 10kV)= 110kV 側母線的選擇 按最大長時負荷電流選擇母線截面積： mloalQ IIK .? oaloalQ K ??? / 結合所給資料可算得： 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度和機械強度，耐熱、耐潮濕。 穿墻套管用于母線在屋內穿過墻壁和天花板以及從屋內向屋外穿墻時使用， 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構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 CT 采用戶外式，用于表計 測量和保護裝置的需要準確度。 根據： UU ge max? II gj max? 選擇型號為 LCWB6110W 型。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 24 (2)承受過電壓能力 —— 絕緣水平，泄露比距。當需要零序電壓是，一般采用三相五柱電壓互感器。 110kV 側 PT 的選擇 《電力工程電氣設計手冊》 248 頁， 35110kV配電裝置一般采用油浸絕緣 結構電磁式電式互感器，接在 110kV及以上線路側的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊，應盡量與耦合電容器結合。 35kV及以上的戶外裝置，電壓互感器都是單相的出線側 PT 是當首端有電源時，為監(jiān)視線路有無電壓進行同期和設置重合閘。所以選用 YDR110 型電容式電壓互感器。 選四臺單相帶接地保護油浸式 TDJJ35 型 PT 選用戶內式 表 55 35kV側電壓互感器參數表 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/? 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 25 準確度測量： 準確度測量計算與保護用的電壓互感器，其二次側負荷較小，一般滿足準確度要求，只有二次側用作控制電源時才校驗準確度，此處因有電度表故選編 級。 各主要電氣設備選擇結果一覽表 表 56 電氣設備選擇一覽表 本章小結： 本章主要根據電氣設備選型 要求對變電站所要用的主要設備（斷路器、隔離開關、母線、絕緣子、穿墻套管、電流互感器和電壓互感器等等）進行了參數選擇以及型號選擇，最終確定了主要電氣設備的型號。由于是初步設計，所以只考慮 A 類雷擊目的物的防雷保護，包括屋內外配電裝置、主控制樓、組合導線及母線橋等。對于 35～60kV 的配電裝置，為防雷擊時引起反擊閃絡的可能， 一般采用獨立避雷針進行保護。 安裝避雷針的架構支柱應與配電裝置接地網相連接。由避雷針與配電裝置接地網上的連接處起，至變壓器與接地網上的連接處止，沿接地線的距離，不得小于 15m。 在選擇獨立避雷針的裝設地點時，應盡量利用照明燈塔，在其上裝設避雷針。 （ 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電部分之間以及到配電裝置電力設備與架構接地部分之間的空氣距離 Sk≥ +（ m），式中 h 是被保護物考慮點的高度。 電壓為 110kV 及以上的屋外配電裝置，可將保護線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型架構上，須滿足下列條件： （ 1） 35～ 60kV 出線 門型架構周圍半徑 20m 范圍內的接地電阻應不大于 5Ω，當土壤電阻率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不大于 10Ω； （ 3）在變壓器的 6～ 60kV出口處裝設閥型避雷器。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 27 上述的接地可與總接地網 連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應不大于 10Ω。在 110kV架構上設置了 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）過電壓保護接地，是過電壓保護裝置或設備的金屬結構，如避雷器、避雷針、避雷 線接地。 本次設計，接地網采用垂直接地和水平接地干線聯合構成；在避雷針、避雷器及主變壓器附近增加垂直接地極，加強散流作用，接地網接地電阻應小于 歐姆。另外，在接地網靠近 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備造成破壞，通常對變電站進行防雷保護，本章對變電站防雷進行了保護設計，采用了防雷設備進行保護，可以抵抗一定程度的雷電作用。消防措施如下 : （ 1）主變壓器、微機房等重要場所，設置火災自動檢測報警裝置。 （ 2） 35kV、 10kV屋內配電裝置、建筑物室內等設置必要的手車式或手提式干粉滅火器，室外設有消防水栓。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留盤位的孔洞用防燃材料堵嚴，通向電纜溝的孔洞也用防火材料堵嚴，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，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 該站初設為無人值班變電站 ,該站采用自然通風與機械通風相結合的方式。利用 110kV線路架空避雷線及電纜溝道敷設復合光纖通訊電纜，采用光纖通訊方式，一主一備環(huán)網通訊，確保通道暢通。 監(jiān)控 本變電所按無人值班設計，要求該所具有較高的安全監(jiān)控系統(tǒng)。 攝像機安裝位置：大門、高壓開關室、控制室、 110kV設備區(qū)、變壓器沒備區(qū)。 、防盜、防火報警系統(tǒng) 在變電所主要區(qū)域都安裝有防盜、防火探頭