110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

1、鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 鄭州大學(xué)本科自考助學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 110kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)院 校 鄭州大學(xué) 專(zhuān) 業(yè) 2013年 4月 10 日 摘 要 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本次設(shè)計(jì)為110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線(xiàn)圖。該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，站內(nèi)主接線(xiàn)分為110kV和10kV兩個(gè)電壓等級(jí)。各個(gè)電壓等級(jí)都采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。 本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了該新建變電站的總體分析、負(fù)荷分析和主要電氣設(shè)備選擇、電氣主線(xiàn)的選擇及主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、各電壓等級(jí)配電裝置設(shè)計(jì)共五章內(nèi)容。 目 錄緒論1第1章 變電站總體分析21.1 變電站總體分析2第2章負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器的選擇4

2、2.1負(fù)荷分析計(jì)算42.2主變選擇62.3 無(wú)功補(bǔ)償8第3章電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)113.1主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則和要求113.2主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟133.3 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)14第4章短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇164.1 短路電流的危害164.2電氣設(shè)備選擇164.3高壓斷路器的選擇184.4隔離開(kāi)關(guān)的選擇194.5電壓互感器選擇194.6電流互感器選擇204.7絕緣子和穿墻套管204.8電氣設(shè)備表21第 5 章 配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)235.1 概述235.2 配電裝置的確定245.3 電氣總平面布置25附錄 短路電流的計(jì)算32附錄 電氣設(shè)備的選擇38附錄 避雷針保護(hù)范圍計(jì)算58緒 論本文首先根據(jù)任務(wù)

3、書(shū)上所給系統(tǒng)與線(xiàn)路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)新建變電站的概括以及出線(xiàn)方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV、10kV以及站用電的主接線(xiàn)，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)；最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、絕緣子和穿墻套管、電壓互感器、電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的初步設(shè)計(jì)。按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在該市郊新建一所中型110kV變電站。本設(shè)計(jì)屬中間變電站該變

4、電所建成后，,它的主要任務(wù)是把110KV變成10kV電壓供周邊城鄉(xiāng)使用。該市郊110kV變電站是地區(qū)性城市變電站，它由系統(tǒng)1和系統(tǒng)2供電，同較為緊密，在整個(gè)系統(tǒng)中占有重要地位。變電站主要設(shè)備的組成主要有主變壓器、電氣主接線(xiàn)、控制裝置、避雷裝置以及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。主變壓器是變換電壓的主要設(shè)備。在110kV變電站中它主要用于降壓，此變電站中我們采用了雙繞組變壓器，在功率和電壓等級(jí)上完全滿(mǎn)足了我們的設(shè)計(jì)需要。電氣主接線(xiàn)由于直接影響著電力系統(tǒng)的可靠性，至關(guān)重要，因此對(duì)它的選擇應(yīng)加以足夠的重視?？紤]到系統(tǒng)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等因素，所以在本變電站中我們采用了單母分段的接線(xiàn)形式?？刂蒲b置是變電站的中樞神

5、經(jīng)，控制著整個(gè)電氣元件。值班員可通過(guò)集中監(jiān)視系統(tǒng)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。避雷裝置是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要部分。它的故障能夠?qū)е抡麄€(gè)電力系統(tǒng)的瓦解。給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大損失。在電力系統(tǒng)中為了減少電能在線(xiàn)路中的損耗，我們采用了無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)調(diào)整系統(tǒng)中的無(wú)功功率。第1章 變電站總體分析1.1 變電站總體分析1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)依畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。1.1.2 某市變電站建設(shè)的必要性附注：1.圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式；2.最小運(yùn)行方式下：S1=1300MVA，XS1=0.65；S2=170MVA，XS2=0.75；1.1.3變電站地址變電所設(shè)計(jì)除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

6、和規(guī)范的規(guī)定。本站位于某市近郊區(qū)。向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)用戶(hù)供電，屬新建變電站。變電所的西邊為10KV負(fù)荷密集區(qū)，主要有棉紡廠、食品廠、印染廠、針織廠、柴油機(jī)廠、橡膠廠及部分市區(qū)用電。變電所以東主要有的水泥廠、耐火廠及市郊其它用電。 所址地區(qū)海拔200米，地勢(shì)平坦，非強(qiáng)地震地區(qū)。年最高氣溫+40C，年最低氣溫-20C，年平均溫度+15C，最熱月平均最高溫+32C。最大覆冰厚度 b=10mm。最大風(fēng)速25m/s,，屬于我國(guó)第六標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。全線(xiàn)為黃土層地帶，地耐力2.4kg/cm,天然容重=2g/。內(nèi)摩擦角，土壤電阻率100cm, 地下水位較低，水質(zhì)良好，無(wú)腐蝕性。土壤熱阻系數(shù)=12

7、0Ccm/wm。土溫20C。1.1.4 某市11OKV變電所建設(shè)規(guī)模根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的建設(shè)規(guī)模如下：額定電壓等級(jí)：110KV/10KV 110KV近期出線(xiàn)2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；10KV近期出線(xiàn)12回，遠(yuǎn)景發(fā)展6回。S1=1450MVA X1=0.6 X2=0.7S2=220MVA X1=0.4 X2=0.61.1.5變電站設(shè)計(jì)規(guī)范1本規(guī)范適用于電壓為10110kV，單臺(tái)變壓器容量為2500kVA及以上新建變電所的設(shè)計(jì)。2變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程的510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。3變電所的設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼

8、顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案。4變電所的設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。變電所設(shè)計(jì)除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。第2章 負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器的選擇2.1負(fù)荷分析計(jì)算2.1.1負(fù)荷分類(lèi)及定義1.一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。2.二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線(xiàn)供電。但當(dāng)兩回線(xiàn)路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專(zhuān)用架

9、空線(xiàn)路供電。3.三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線(xiàn)路供電。2.1.2負(fù)荷組成根據(jù)任務(wù)書(shū)可知新建110KV變電站的建設(shè)將外電與市區(qū)變電所更好的連接起來(lái)，從而形成統(tǒng)一的供電網(wǎng)絡(luò)。更好的解決市區(qū)等重要的負(fù)荷的供電問(wèn)題，同時(shí)也促進(jìn)了供電網(wǎng)絡(luò)的形成和供電的可靠性。為了考慮該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展此變電站設(shè)計(jì)的最大容量為MW。各級(jí)負(fù)荷見(jiàn)以下圖表：1110KV負(fù)荷情況表2-1 110KV負(fù)荷 電壓等級(jí)負(fù)荷名稱(chēng)最大負(fù)荷(MW)穿越功率(MW)負(fù)荷組成（%）功率因數(shù)Tmax(h)線(xiàn)長(zhǎng)(km)近期遠(yuǎn)景近期遠(yuǎn)景一級(jí)二級(jí)110kV市系線(xiàn)101810市甲線(xiàn)10181

10、0備用110備用212 210KV負(fù)荷情況表2-2 10KV負(fù)荷電壓等級(jí)負(fù)荷名稱(chēng)最大負(fù)荷(MW)穿越功率(MW)負(fù)荷組成（%）功率因數(shù)Tmax(h)線(xiàn)長(zhǎng)(km)近期遠(yuǎn)景近期遠(yuǎn)景一級(jí)二級(jí)10kV棉紡廠12320400.7555003.5棉紡廠22320400.7555003.5印染廠12430400.7850004.5印染廠22430400.7850004.5毛紡廠2320400.7550002.5針織廠1220400.7545001.5柴油機(jī)廠13425400.840003柴油機(jī)廠23425400.840003橡膠廠1230400.7245003市區(qū)11220400.825002市區(qū)21220

11、400.825002食品廠1215300.840001.5備用12備用22備用32備用42備用52備用62在10kv負(fù)荷中，棉紡廠、印染廠、毛紡廠、針織廠、柴油機(jī)廠、食品廠、橡膠廠、市區(qū)、類(lèi)負(fù)荷比較大；若發(fā)生停電對(duì)企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機(jī)器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對(duì)市區(qū)醫(yī)院則造成不良的社會(huì)影響，嚴(yán)重時(shí)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，所以必須保證其供電可靠性。2.2 主變選擇2.2.1 主變臺(tái)數(shù)的考慮原則變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響到變電站的電氣主接線(xiàn)形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除了依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還要根據(jù)電力系統(tǒng)510年的遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃，輸送功率的大小、饋線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入電力系統(tǒng)中的緊

12、密程度等因素，進(jìn)行綜合分析與合理的選擇。如果變壓器的容量選擇過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能的損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選的過(guò)小，將可能滿(mǎn)足不了變電站的電力負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的?？梢?jiàn)，變電站主變壓器的選擇相當(dāng)重要。在進(jìn)行主變壓器的選擇之前，應(yīng)該了解變壓器的選擇原則，主要包括變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定原則、主變壓器型號(hào)的確定原則：1主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮；2在有一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的變電站中，應(yīng)該裝設(shè)兩臺(tái)主變電壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)主變壓器的臺(tái)數(shù)也可以多于兩臺(tái)。如果變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)

13、中取得足夠能量的備用電源時(shí)，可以裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。3裝設(shè)兩臺(tái)及其以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶(hù)一級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷（一般不應(yīng)小于主變壓器容量的60%）。4具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到主變壓器容量的15%時(shí)，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。依據(jù)變電站所處市區(qū)的情況，變電站的電力負(fù)荷中含有大量的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，基于對(duì)經(jīng)濟(jì)狀況、占地面積及變電站位于負(fù)荷中心等諸多因素的考慮，選擇兩臺(tái)主變電壓器。規(guī)程規(guī)定，裝有一臺(tái)主變電壓器的變電站，當(dāng)一臺(tái)主變電壓器運(yùn)行時(shí)，其余主變電壓器的容量應(yīng)不小于60%的全部負(fù)荷，并且盡可能保證對(duì)I、II類(lèi)電力

14、負(fù)荷不間斷供電，即（n-1）0.6sjs遠(yuǎn) ，這里的n代表 變壓器的臺(tái)數(shù)。 遠(yuǎn)表示按遠(yuǎn)景負(fù)荷計(jì)算的 最大綜合負(fù)荷，遠(yuǎn)計(jì)算公式為： =Kt () (1+a%)其中：表示同時(shí)率a%表示線(xiàn)損率P表示各出線(xiàn)最大負(fù)荷由負(fù)荷資料表的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得到：=36.8MVA該變電站是一所110KV的降壓變電站，選擇降壓結(jié)構(gòu)（低、中、高）的三繞組變壓器。變電站所處的周?chē)h(huán)境比較優(yōu)越，優(yōu)先選用SFS7系列的低損耗的油浸式配電變壓器:SFS10-25000/110系列三繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器；冷卻方式為油浸散熱器自然冷卻。此系列的電力變壓器用于額定頻率為50HZ，額定電壓為110KV的變配電所或輸變電線(xiàn)路中傳輸電能，改

15、變電壓之用，產(chǎn)品可以在戶(hù)內(nèi)戶(hù)外連續(xù)工作。2.2.2 變壓器聯(lián)結(jié)組別和容量的選擇參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)和相應(yīng)規(guī)程指出： 變壓器三相繞組的接線(xiàn)組別、電壓、相位、和系統(tǒng)一致，否則不能并列運(yùn)行。我國(guó)110KV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，所以都需要選擇的連接方式；因此，新建變電站的主變電力變壓器采用“YN d11”的連接組別。變壓器的繞組容量的選擇：變壓器的繞組容量有:100/100、100/50、100/50等幾種。對(duì)于110KV變壓器總?cè)萘坎淮螅淅@組容量對(duì)于造價(jià)影響不大，所以采用100/100的容量比。2.2.3 變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè)，為保證向線(xiàn)路末端供電的電壓質(zhì)

16、量，即保證在10%電壓損耗的情況下，線(xiàn)路末端的電壓應(yīng)保證在額定值，所以，電源側(cè)的主變電壓按10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。所以，對(duì)于110KV的變電站，考慮到要選擇節(jié)能新型的，110KV應(yīng)該選115KV，35KV選10KV選10.5KV。2.2.4 全絕緣、半絕緣、繞組材料等問(wèn)題的解決在110KV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時(shí)的短路電流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問(wèn)題。110KV側(cè)采用分級(jí)絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，并且選用與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。10KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性

17、點(diǎn)都采用全絕緣。2.3 無(wú)功補(bǔ)償2.3.1 補(bǔ)償裝置的意義無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。2.3.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置類(lèi)型的選擇1無(wú)功補(bǔ)償裝置的類(lèi)型無(wú)功補(bǔ)償裝置可分為兩大類(lèi)：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。2常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇這三種無(wú)功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電所的母線(xiàn)上。（1）同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無(wú)功功率而起到無(wú)功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝

18、設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。(2) 靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)

19、償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿(mǎn)足無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。(3) 電力電容器電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線(xiàn)上。它所提供的無(wú)功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。2.3.3 并聯(lián)電容器裝置的分組1分組原則（1）并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。（2）對(duì)于

20、單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。對(duì)于110KV220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。2分組方式（1）并聯(lián)電容器的分組方式等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。（2）各種分組方式比較等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，會(huì)引起無(wú)功補(bǔ)償功

21、率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分組方式采用等容量分組方式。2.3.4 并聯(lián)電容器裝置的接線(xiàn)并聯(lián)電容器裝置的基本接線(xiàn)分為星形（Y）和三角形（）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。從電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（一次部分）表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線(xiàn)。因?yàn)殡p星形接線(xiàn)更簡(jiǎn)單，而且

22、可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。10KV系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會(huì)對(duì)10KV系統(tǒng)造成影響。2.3.5 無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?030來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計(jì)中兩臺(tái)主變?nèi)萘抗矠?0000KVA故并聯(lián)電容器的容量為：5000KVAR15000 KVAR為宜，在此設(shè)計(jì)中取并聯(lián)電容器的容量1

23、2000 KVAR。 第3章 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線(xiàn)路和用戶(hù)組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來(lái)。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)。電氣主接線(xiàn)是由高壓電器通過(guò)連接線(xiàn)，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線(xiàn)接線(xiàn)圖，稱(chēng)為主接線(xiàn)電路圖。3.1主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則和要求 主接線(xiàn)代表了變電站電氣部分

24、主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線(xiàn)的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分。它表明了變壓器、線(xiàn)路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時(shí)刻完成的，所以主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 3.1.1 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)

25、原則 電氣主接線(xiàn)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)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(mǎn)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(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。 1. 接線(xiàn)方式：對(duì)于變電站的電氣接線(xiàn)，當(dāng)能滿(mǎn)足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少或不用斷路器的接線(xiàn)，如線(xiàn)路變壓器組或橋形接線(xiàn)等。若能滿(mǎn)足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線(xiàn)路分支接線(xiàn)。在 110kV220kV 配電裝置中，當(dāng)出線(xiàn)2回時(shí)，一般采用橋形接線(xiàn)；當(dāng)出線(xiàn)不超過(guò)4 回時(shí)，一般采用分段單母線(xiàn)接線(xiàn)。在樞紐變

26、電站中，當(dāng)110220kV出線(xiàn)在4回及以上時(shí)，一般采用雙母接線(xiàn)。 2. 在大容量變電站中，為了限制610kV出線(xiàn)上的短路電流，一般可采用下列措施： （1）變壓器分列運(yùn)行； （2）在變壓器回路中裝置分裂電抗器或電抗器； （3）采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。 （4）出線(xiàn)上裝設(shè)電抗器。 3.1.2 設(shè)計(jì)主接線(xiàn)的基本要求 在設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)使其滿(mǎn)足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 1. 可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線(xiàn)也必須滿(mǎn)足這個(gè)要求。在研究主接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問(wèn)題： （1）可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價(jià)一個(gè)主接線(xiàn)的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期積累的運(yùn)行經(jīng)

27、驗(yàn)。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予遵循。（2）主接線(xiàn)的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線(xiàn)設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響。 （3）可靠性并不是絕對(duì)的，同樣的主接線(xiàn)對(duì)某所是可靠的，而對(duì)另一些所則可能還不夠可靠。因此，評(píng)價(jià)可靠性時(shí)，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。通常定性分析和衡量主接線(xiàn)可靠性時(shí)，均從以下幾方面考慮： 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 線(xiàn)路、斷路器或母線(xiàn)故障時(shí)，以及母線(xiàn)檢修時(shí)，停運(yùn)出線(xiàn)回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶(hù)的供電。 變電站全部停運(yùn)的可能性。 2

28、. 靈活性：主接線(xiàn)的靈活性要求有以下幾方面。 （1）調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 （2）檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶(hù)的供電。 （3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過(guò)渡到最終接線(xiàn)，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線(xiàn)路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。 3. 經(jīng)濟(jì)性：在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 （1）投資?。褐鹘泳€(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控

29、制、保護(hù)方式不過(guò)于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/610kV）變壓器，以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓斷路器。 （2）占地面積?。弘姎庵鹘泳€(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 （3）電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來(lái)自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。3.2 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線(xiàn)的具體設(shè)計(jì)步驟如下 1. 分析原始資料 （1）本工程情況

30、變電站類(lèi)型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量等。 （2）電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（510年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。 （3）負(fù)荷情況 負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)及輸送容量等。 （4）環(huán)境條件 當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對(duì)主接線(xiàn)中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。 （5）設(shè)備制造情況 為使所設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。 2. 擬定主接線(xiàn)方案

31、 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個(gè)主接線(xiàn)方案。因?yàn)閷?duì)出線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線(xiàn)結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn) 多種接線(xiàn)方案。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線(xiàn)的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線(xiàn)方案。 3. 短路電流計(jì)算 對(duì)擬定的主接線(xiàn)，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 4. 主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)等電器的選擇。 5. 繪制電氣主接線(xiàn)圖 將最終確定的主接線(xiàn)，按工程要求，繪制工程圖。3.3 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)3.3.1 110kV電壓側(cè)接線(xiàn) 35110kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，35110kV 線(xiàn)路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線(xiàn)

32、路變壓器組或線(xiàn)路分支接線(xiàn)。超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線(xiàn)或分段單母線(xiàn)的接線(xiàn)。110kV線(xiàn)路為6回其以上時(shí)，宜采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。 在采用單母線(xiàn)、分段單母線(xiàn)或雙母線(xiàn)的35110kV主接線(xiàn)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。 本變電站110kV線(xiàn)路有4回，其中備用兩回?？蛇x擇雙母線(xiàn)接線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)兩種接線(xiàn)名稱(chēng)單母分段帶旁路方案一單母分段方案二備注 接線(xiàn)簡(jiǎn)圖可靠性可靠性高可靠性稍差靈活性運(yùn)行方式靈活靈活性稍差經(jīng)濟(jì)性占地面積大，設(shè)備多，投資大設(shè)備少，投資小，占地面積小方案一供電可靠、運(yùn)行方式靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，投資大。方案二簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操

33、作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，但是運(yùn)行可靠性和靈活性比方案一稍差。本變電站為地區(qū)性變電站，基本不需要外系統(tǒng)支援，電源主要集中在 10kV 側(cè)，110kV 側(cè)是為提高經(jīng)濟(jì)效益及系統(tǒng)穩(wěn)定 性而倒有一回線(xiàn)路與華中大電網(wǎng)聯(lián)系，采用方案二能夠滿(mǎn)足本變電站110kV側(cè)對(duì)供電可靠性的要求，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二。 3.3.2 10KV電壓側(cè)接線(xiàn) 10KV側(cè)擬定方案同110KV電壓等級(jí)。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第10-2節(jié)“635KV配電裝置”所述，610KV配電裝置一般均為屋內(nèi)布置，當(dāng)出線(xiàn)不帶電抗器，一般采用成套開(kāi)關(guān)柜單層布置。且當(dāng)635KV配電裝置采用小車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)，不宜采用旁路設(shè)施。于

34、是10KV側(cè)接線(xiàn)形式分析可按照110KV側(cè)分析，草擬方案I同上比較分析同上。鑒于10KV側(cè)負(fù)荷性質(zhì)對(duì)供電可靠性要求，宜采用方案II采用單母分段，手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置。第4章 短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇4.1 短路電流的危害在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安。短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)短路電流，將對(duì)通信線(xiàn)路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)

35、的運(yùn)行解列。4.1.1 短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)條件1系統(tǒng)在正常工作時(shí)三相是對(duì)稱(chēng)的；2電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即各元件的電抗值與電流大小無(wú)關(guān)；3電力系統(tǒng)各元件電阻，一般在高壓電路中都略去不計(jì)，但在計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)應(yīng)計(jì)及元件電阻。此外，在計(jì)算低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流時(shí)，應(yīng)計(jì)及元件電阻，但可以不計(jì)算復(fù)阻抗，而是用阻抗的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算；4輸電線(xiàn)路的電容忽略不計(jì)；5變壓器的勵(lì)磁電流忽略不計(jì)，相當(dāng)于勵(lì)磁阻抗回路開(kāi)路，這樣可以簡(jiǎn)化變壓器的等值電路。短路電流計(jì)算結(jié)果如表4-1表4-1 短路電流計(jì)算結(jié)果 單位（KA）短路點(diǎn)IItk/2 Itk ish110K母線(xiàn)8.688.17109.4322.1

36、610KV母線(xiàn)12.2112.2112.2112.2131.14具體計(jì)算過(guò)程附錄。 4.2電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備選擇概述：由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途及工作條件各異，因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。4.2.1選擇的原則1. 應(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行、檢修、短路、和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2. 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3. 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4. 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5. 同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少種類(lèi)。6. 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4.2.2電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇

37、的一般條件1. 按正常工作條件選擇（1） 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓UNUNs。（2） 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IN，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。2. 按短路狀態(tài)校驗(yàn) （1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)短路電流通過(guò)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)允許值，It2t Qk，tk=tin+ta，校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（36KV廠用饋線(xiàn)電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘

38、時(shí)間。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)iesish，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。（3）短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列的接線(xiàn)方式；短路的種類(lèi)一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 （4）絕緣水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。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確

39、定。由于變壓器短路時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定。高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足各種可能方式下回路保持工作電流的要求。4.3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，是高壓電器中最重要的電氣設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器中，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)的斷路器，以便減少備用件的種類(lèi)，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：1. 在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 2. 在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣

40、性。 3. 應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。4. 應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。 考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的無(wú)油化目標(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。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問(wèn)題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無(wú)污染、可頻繁操作、使 用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開(kāi)距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開(kāi)斷電源大小無(wú)關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開(kāi)斷近區(qū)

41、故障性能好，且適于開(kāi)斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。因而被大量使用于35KV 及以下的電壓等級(jí)中。所以，10KV 側(cè)采用SF6斷路器。4.4隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求： 1. 隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。2 .隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)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。 3. 隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 4. 隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操

42、作時(shí)的過(guò)電壓。5. 隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。 4.5電壓互感器選擇依據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定1電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線(xiàn)方式有關(guān)，并應(yīng)滿(mǎn)足測(cè)量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。26220KV電壓等級(jí)的一組主母線(xiàn)的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線(xiàn)外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。3當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線(xiàn)路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線(xiàn)側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)（1）一次回路電壓；（2）二次電壓；（3）二次負(fù)荷；（4）準(zhǔn)確度等級(jí)；電壓互感器的型式應(yīng)

43、按下列使用條件選擇（1）320KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。（3）110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿(mǎn)足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。（4）用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。電壓互感器是二次回路中測(cè)量和保護(hù)用的電壓源，通過(guò)它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測(cè)量，也將二次回路和高壓系統(tǒng)隔離，以保證安全。電壓互感器的技術(shù)條件 （1）正常工作狀態(tài)：一次回路電電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)；（2）承受這電壓能力和

44、環(huán)境條件。（3）對(duì)于35110KV配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)電磁式PT，而對(duì)于220KV以上的配電裝置，使用電容式PT。4.6電流互感器選擇根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第9.0.3條：320KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）1凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器；2發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線(xiàn)的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；3對(duì)直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配；電壓互感器的技術(shù)條件 （1）電流互感器的二次額定電流優(yōu)兩種1A和5A

45、，一般強(qiáng)電系統(tǒng)取5A；（2）電流互感器的型式選擇，一般35KV及以上的配電裝置采用油浸瓷箱式的絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立的電流互感器；（3）一次電流的選擇，當(dāng)CT用于測(cè)量時(shí)，應(yīng)比回路中的正常工作電流大1/3左右，保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)；（4）進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)。4.7絕緣子和穿墻套管根據(jù)導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子。屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí)，可用懸掛式支柱絕緣子。屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)和膠裝的多棱式支柱絕緣子。屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。對(duì)于母線(xiàn)型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過(guò)的母線(xiàn)尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種。瓷絕緣的穿墻套管適用于交流電壓6

46、35KV系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60500KV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。4.8電氣設(shè)備表4.8.1導(dǎo)體選擇一覽表表4-3導(dǎo)體選擇一覽表項(xiàng)目 電壓等級(jí)主母線(xiàn)主變引下線(xiàn)負(fù)荷出線(xiàn)110KVLGJQ-185LMY矩形母線(xiàn)(單條254) /10KVLMY矩形母線(xiàn)(單條12510)LMY矩形母線(xiàn)(雙條1258)ZLQ三芯電纜（單根）4.8.2斷路器和隔離開(kāi)關(guān)選擇一覽表 表4-4斷路器和隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備項(xiàng)目斷路器隔離開(kāi)關(guān)110KV出線(xiàn)LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV分段LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV主變引下線(xiàn)LW11-110/1600GW

47、4-110D/600-5010KV出線(xiàn) ZN-10/1600-31.5/10KV分段 ZN-10/1600-31.5/10KV主變引下線(xiàn) ZN-10/1600-31.5/4.8.3電壓互感器與電流互感器表4-5電壓互感器和電流互感器電壓等級(jí)設(shè)備類(lèi)型110KV10KV電壓互感器JDR-110JSJW-10分段電流互感器LCWB6-110GYW2600/5LZZJB6-101500/5出線(xiàn)電流互感器LCWB6-110GYW275/5 100/5LZZJB6-10主變引下線(xiàn)電流互感器LCWB6-110GYW2200/5LMZB6-102000/54.8.4 10KV各出線(xiàn)電流互感器選擇如下表4-6

48、電流互感器負(fù)荷類(lèi)型型 號(hào)負(fù)荷類(lèi)型型 號(hào)備用1、2、3、4、5、6LZZJB6-10 (200/5)棉紡廠1、2LZZJB6-10（300/5）印染廠LZZJB6-10 (300/5)市區(qū)1、2LZZJB6-10 (300/5)針織廠LZZQB6-10 (200/5)印染廠1、2LZZJB6-10 (300/5)食品廠LZZJB6-10 (200/5)橡膠廠LZZJB6-10 (300/5)毛紡廠LZZJB6-10 (150/5)并聯(lián)電容器LZZJB6-10 (300/5)柴油機(jī)廠1、2LZZJB6-10 (300/5)計(jì)算選擇過(guò)程見(jiàn)附錄。 第 5 章 配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)5.1 概述配

49、電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線(xiàn)的聯(lián)結(jié)方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器，母線(xiàn)和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。它主要包括開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)裝置和輔助設(shè)備。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。對(duì)配電裝置的基本要求1符合國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)程要求。2保證運(yùn)行可靠。設(shè)備選擇合理，布置整齊、清晰，保證有足夠的安全距離。3節(jié)約用地。4運(yùn)行安全和操作、巡視、檢修方便。5便于安裝和擴(kuò)建。6節(jié)約用材，降低造價(jià)。5.1.1 配電裝置特點(diǎn)1. 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)（1）由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；（2）維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受

50、氣候影響；（3）外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；（4）房屋建筑投資較大。2. 屋外配電裝置的特點(diǎn)（1）土建工作量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；（2）擴(kuò)建比較方便；（3）相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；（4）占地面積大；（5）受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件差，須加強(qiáng)絕緣；（6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。5.1.2 配電裝置類(lèi)型及應(yīng)用根據(jù)電氣設(shè)備和母線(xiàn)布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型和高型等。1中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作人員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線(xiàn)所在的水平面稍高于電

51、器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。2半高型配電裝置：半高行配電裝置是將母線(xiàn)置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)上下重疊布置。半高型配電裝置介于高型和中型之間。具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)占地面積約在中型布置減少30%；（2)節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；（3)旁路母線(xiàn)與主母線(xiàn)采用不

52、等高布置實(shí)理進(jìn)出線(xiàn)均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開(kāi)關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。3高型配電裝置，它是將母線(xiàn)和隔離開(kāi)關(guān)上下布置，母線(xiàn)下面沒(méi)有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行條件均較差，一般適用下列情況：（1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；（2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到限制；（3）場(chǎng)地狹窄或需要大量開(kāi)挖。5.2 配電裝置的確定本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即110KV、10KV根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定，110KV及以上多為屋外配電裝置，35KV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所110KV采用屋外配電裝置，10KV采用屋內(nèi)配電裝置。設(shè)計(jì)的變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以該變電所110KV電壓等級(jí)均采用普通中型配電裝置，具有運(yùn)行維護(hù)、檢修且造價(jià)低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰、運(yùn)行可靠、不易誤操作、各級(jí)電業(yè)部門(mén)無(wú)論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性，所以，本次設(shè)計(jì)