(施工組織設(shè)計(jì)方案)某220KV區(qū)域性變電所一次系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書某220KV區(qū)域性變電所一次系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)變電所以110KV向地區(qū)負(fù)荷供電,除220KV電壓與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)之外,110KV電壓的部分出線也與系統(tǒng)有聯(lián)系.變電所的規(guī)模近期設(shè)主變?yōu)?×120MVA，電壓比為220/121/10.5KV，容量比為100/100/50，本期工程一次建成，設(shè)計(jì)中留有擴(kuò)建的余地：調(diào)相機(jī)為2×60MVAR，本期先建成一臺(tái)。220KV出線本期5回，最終8回；110KV出線共10回，一次建成所用電按調(diào)相機(jī)的拖動(dòng)設(shè)備為主來考慮。系統(tǒng)負(fù)荷功率因數(shù)為0.9，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5300小時(shí)，同時(shí)率為0.9，每回最大負(fù)荷為：第一回（九江I）輸送200MW第二回（九江II）輸送200MW第三回（柘林）輸送180MW第四回（昌東）輸送150MW第五回（南昌電廠）輸送100MW第六回（西效I）第七回（西效II）第八回（備用）110KV的最大地區(qū)負(fù)荷，近期為200MW，遠(yuǎn)期300MW，負(fù)荷功率因數(shù)為0.85,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5300小時(shí),同時(shí)率為0.9,每回最大負(fù)荷為:第一回(每嶺)輸送80MW第二回(樂化)輸送80MW第三回(新期周)輸送40MW第四回(象山)輸送45MW第五回(水泥廠)輸送60MW第六回(雙港澳)輸送60MW第七回(南電)輸送60MW第八回(化工區(qū)備用I)輸送40MW第八回(化工區(qū)備用II)輸送40MW第八回(化工區(qū)備用III)輸送40MW系統(tǒng)計(jì)算粢資料系統(tǒng)阻抗，當(dāng)取基準(zhǔn)容量SJ=100MVA，基準(zhǔn)電壓UJ為各級(jí)電壓平均值（230，115，37，10.5……）時(shí),兩級(jí)電系統(tǒng)的遠(yuǎn)景阻抗標(biāo)值如下圖所示0.03280.03280.0502S1S2兩系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)阻抗按遠(yuǎn)景三臺(tái)變電壓器的總阻抗考慮。所址情況變電所所在地為平原地區(qū)，無高產(chǎn)農(nóng)作物，土壤電阻率為0.8×104Ω.cm,年雷暴日為65天,歷年最高氣溫為38.5。C。變電所在系統(tǒng)中的地理位置如下，220KV用虛線所示，110KV用實(shí)線表示：九江九江備用樂化象山南昌電廠新祺周柘林水泥廠雙港南電昌東北梅嶺西效化工備用系統(tǒng)和保護(hù)要求220KV各線在Ｂ、Ｃ相有載波通道，在Ａ、Ｂ相有保護(hù)通道。線路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于Ａ相。110ＫＶ梅嶺、南電兩回路對(duì)側(cè)有電源，要求同期，電壓互感器裝于各線路Ａ相。其他所用負(fù)荷按典型所用電考慮。設(shè)計(jì)作務(wù)變電所電氣主接線圖設(shè)計(jì)。短路電流計(jì)算，電氣主接線圖中的設(shè)備配置，主要電氣設(shè)備選擇，斷路器選擇，隔離開關(guān)選擇，互感器選擇；配電裝置選擇。設(shè)計(jì)成品設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算收；電氣計(jì)接線圖一份；220Ｋｖ、110Ｋｖ進(jìn)出線斷面圖一份。110KV電壓互感器及避雷圖一份。設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)程（包括《變電所（或發(fā)電廠）設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《電氣測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》等）；《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》1、2冊(cè)，《電力工業(yè)常用設(shè)備用冊(cè)》，《發(fā)電廠電氣部分》教材等。十、（一）、主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：OSFPS7-/220額定容量：高壓：220±2×2.5％ＫＶ中壓：121KV低壓：10.5KV聯(lián)接組標(biāo)號(hào)：YN，yn，d11阻抗電壓％，高－低：28－34％，高－中：8－10％，中－低：18-24％空載電流：0.8％空載損耗：70ＫＶ短路損耗：320ＫＶ（二）母線技術(shù)參數(shù)：（1）220Ｋｖ母線選用LGJ-400/95型鋼芯鋁絞線，其技術(shù)參數(shù)如下：最高允許溫度70度，25度下允許截面流量960Ａ，集膚系數(shù)1，計(jì)算截面501.2mm2（2）110KV母線選用LGJ800/100型鋼芯鋁絞線，其技術(shù)參數(shù)如下：最高允許溫度70度，25度下允許截面流量1402Ａ，集膚系數(shù)1，計(jì)算截面896.05mm2（3）10KV母線用LMR豎放式單條矩形導(dǎo)體，其技術(shù)參數(shù)如下：寬×厚（mm）40×4長(zhǎng)期允許載流量480Ａ。前言本次所設(shè)計(jì)的課題是某110KV變電所電氣初步設(shè)計(jì)，該變電所是一個(gè)地區(qū)性重要的降壓變電所，它主要擔(dān)任220KV及100KV兩電壓等級(jí)功率交換，把接受功率全部送往110KV側(cè)線路。本所位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，所址工程情況良好，處于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)樞紐點(diǎn)上，具有220KV、110KV、及10KV三個(gè)電壓等級(jí)，220KV側(cè)以接受功率為主，10KV主要用于所用電以及無功補(bǔ)償。本次所設(shè)計(jì)的變電所是樞紐變電所，全所停電后，將影響整個(gè)地區(qū)以級(jí)下一級(jí)變電所的供電即本次設(shè)計(jì)的變電所最后規(guī)模：采用兩臺(tái)OSFPS7-/220型三繞組有載調(diào)壓變壓器，容量化為100/100/50，互為備用。220KV側(cè)共有8回出線，近期5回，遠(yuǎn)期3回，其中4回出線朝西，4回出線朝北，110KV也有10回出線，一次建成，5回朝西，3回朝北，2回朝南。因此220KV及110KV主接線最后方案采用雙母帶旁母接線形式，正常運(yùn)行時(shí)旁母不帶電。10KV采用單母分段，且裝設(shè)分段斷路器，并裝設(shè)兩臺(tái)所用變，一臺(tái)所用變故障時(shí)，另一臺(tái)承受全部負(fù)荷。一臺(tái)所用變接一段母線，平時(shí)兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行。10KV側(cè)并聯(lián)調(diào)相機(jī)補(bǔ)償裝置進(jìn)行主變損耗及負(fù)荷功率因數(shù)補(bǔ)償，并提高電壓。本變電所配電裝置采用普通中型配電裝置，220KV及110KV均采用斷路器單列布置，將隔離開關(guān)放置母線下，使其與另一級(jí)隔離開關(guān)電氣距離增大，縮短配電裝置的縱向距離。主變中性點(diǎn)及出線均裝設(shè)避雷器，中性點(diǎn)經(jīng)隔離開關(guān)直接接地，并裝設(shè)有兩段零序保護(hù)及放電間隙保護(hù)。本變電所大門位于東方，220KV配電裝置朝北，110KV配電裝置朝西，均與出線方向相對(duì)應(yīng)，主變位于三者之間，其間有行車大道、環(huán)形小道、電纜溝蓋板作為巡視小道，220KV配電裝置有14個(gè)間隔，110KV配電裝置16個(gè)間隔。本次設(shè)計(jì)論文是以我國(guó)現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，所設(shè)計(jì)是一次初步設(shè)計(jì)，根據(jù)任務(wù)書提供原始資料，參照有關(guān)資料及書籍，對(duì)各種方案進(jìn)行比較而得出。第一章主變壓器容量，臺(tái)數(shù)及形式的選擇第一節(jié)概述在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)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(zhǎng)期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。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(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇主變壓器。選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。第二節(jié)主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū)220KV降壓變電所，它是以220KV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至110KV及10KV母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。第三節(jié)主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～10年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般性能的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%～80%。該變電所是按70%全部負(fù)荷來選擇。因此，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器變電所的總裝容量為：∑se=2（0.7PM）=1.4PM。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)60%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，則可保證98%負(fù)荷供電，而高壓側(cè)220KV母線的負(fù)荷不需要跟主變倒送，因?yàn)?，該變電所的電源引進(jìn)線是220KV側(cè)引進(jìn)。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量為：Se=0.7（SⅡ+SⅢ）。由原始資料可知，10KV母線上無負(fù)荷，主要用來無功補(bǔ)償用。即：主變壓器的容量為Se=0.7（SⅡ+SⅢ）。第四節(jié)主變壓器型式的選擇一、主變壓器相數(shù)的選擇當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來選擇。單相變壓器組，相對(duì)來講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。本次設(shè)計(jì)的變電所，位于市郊區(qū)，稻田、丘陵，交通便利，不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用稻田、丘陵，故本次設(shè)計(jì)的變電所選用三相變壓器。二、繞組數(shù)的選擇在具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時(shí)，它有可能通過串聯(lián)繞組進(jìn)入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)的可靠性。而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動(dòng)為±8%，故不選擇自耦變壓器。分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍大，故不選擇分裂變壓器。普通三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計(jì)的變電所，選擇普通三繞組變壓器。三、主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220KV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：①樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的1～1.3倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動(dòng)范圍不超過10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。②電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%～100%。調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。由于該變電所的電壓波動(dòng)較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。四、連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，而且全星形接法，零序電流沒有通路，相當(dāng)于和外電路斷開，即零序阻抗相當(dāng)于無窮大，對(duì)限制單相及兩相接地短路都有利，同時(shí)便于接消弧線圈限制短路電流。但是三次諧波無通路，將引起正弦波的電壓畸變，對(duì)通訊造成干擾，也影響保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度。如果影響較大，還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。我國(guó)規(guī)定110KV以上的電壓等級(jí)的變壓器繞組常選用中性點(diǎn)直接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會(huì)使電流、電壓畸變。采用△接法可以消除三次諧波的影響。所以應(yīng)選擇Yo/Yo/△接線方式。故本次設(shè)計(jì)的變電所，選用主變壓器的接線組別為：Yo/Yo/△-12-11接線。五、容量比的選擇由原始資料可知，110KV中壓側(cè)為主要受功率繞組，而10KV側(cè)主要用于所用電以及無功補(bǔ)償裝置，所以容量比選擇為：100/100/50。六、主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。所以，選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。第二章電氣主接線的選擇第一節(jié)概述主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。一、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)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。1、主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。二、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。（1）為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；（2）為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電；（3）為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。三、經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器；（2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。（3）電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。第二節(jié)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(jìn)出線路多時(shí)（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過四回，采用有母線連接。1、單母線接線單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。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。2、單母分段用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，單母分段適用于：110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。3、單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。4、橋形接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。5、一個(gè)半斷路器接線兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)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(shè)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(hù)的復(fù)雜性，且投資大。6、雙母接線它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對(duì)于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110KV）或5回（220KV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷器和旁路母線。7、雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)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(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。綜上幾種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)和可靠性及經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)設(shè)計(jì)的原始資料可知該變電所選擇雙母線接線方式。為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。母聯(lián)斷路器母聯(lián)斷路器PM母聯(lián)兼旁路斷路器ⅡMIM專用旁路斷路器由設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的負(fù)荷情況：220KV近期7回，遠(yuǎn)期1回，110KV近期7回，遠(yuǎn)期1回。可以確定該變電所主接線采用以下參種方案進(jìn)行比較：方案一220KV采用雙母帶旁路母線接線方式，110KV也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，220KV出線5回以上，裝設(shè)專用旁路斷路器，考慮到220KV近期7回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。110KV母線上近期負(fù)荷為7回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，110KV出線為7回及以上時(shí)裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知，110KV出線為7回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。10KV，因只用來做無功補(bǔ)償裝置使用，可采用單母接線方式。其接線特點(diǎn)：1）220KV、110KV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電。2）10KV雖然無負(fù)荷，但有所用電及無功補(bǔ)償裝置，如采用單母接線時(shí)，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。如果某一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，將影響全所的照明及操作電源、控制電源保護(hù)等。以上接線的缺點(diǎn)：10KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。方案二1）220KV采用一臺(tái)半斷路器接線，又稱3/2接線，每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至母線，兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器形成一串，運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。2）110KV近期出線7回，可采用雙母接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過“跨條”來向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮。3）10KV采用單線線用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障母線分開后才能恢復(fù)非故障的供電。其接線的特點(diǎn)：1）220KV采用3/2接線方式時(shí)，任一母線故障或檢修，均不致停電，除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會(huì)中斷供電，甚至兩組母線同時(shí)故障（或一組檢修時(shí)，另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。2）110KV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不至中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時(shí)需要停電。3）10KV采用單母線隔離開關(guān)分段：不夠靈活，當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電，當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修，該母線的回路都在檢修期間內(nèi)停電。優(yōu)點(diǎn)：方案一220KV、110KV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電?？煽啃愿哂诜桨付桨敢?0KV采用單母線運(yùn)行時(shí)，操作不夠靈活、可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。其可靠性不如方案二。所以，這種方案在本次設(shè)計(jì)的變電所中都略有差異，應(yīng)定位第三種方案。方案三1）220KV、110KV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電。2）10KV雖無出線，但為了滿足所用電的可靠性，有用裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，為互備方式運(yùn)行，其接線方式為單母分段接線方式。其接線方式的特點(diǎn)：1）雙母帶旁母，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會(huì)破雙母運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來可靠性即提高了。2）10KV為了保證所用電可以從不同段兩出線取得電源，同時(shí)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。以上三種方案相比較，方案三的可靠性略高于方案一，其經(jīng)濟(jì)性略低于方案二，操作靈活性居于方案一、三之中，根據(jù)原始資料，方案三滿足要求，而且根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，只有方案三更適合于本次設(shè)計(jì)切身利益，故選擇方案三。第三章短路電流計(jì)算第一節(jié)概述在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。第二節(jié)短路計(jì)算的目的及假設(shè)一、短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算目的是：1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。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?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。三、短路計(jì)算基本假設(shè)1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；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；4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。四、基準(zhǔn)值高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA基準(zhǔn)電壓：Vg（KV）10.5115230基準(zhǔn)電流Ij（KA）0.5020.251五、短路電流計(jì)算的步驟1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：Id*=EQ\F(1,X*di)有名值：Idi=Id*Ij5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：S=EQ\R(,3)VjI?短路電流沖擊值：Icj=2.55I?6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。第四章電氣設(shè)備的選擇第一節(jié)概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)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(yùn)行。一、一般原則1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；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）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術(shù)條件1、按正常工作條件選擇導(dǎo)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(yùn)行電壓Vgmax即Vymax≥Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15Ve，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的Vgmax一般不超過1.1Ve。2）電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即Iy≥Igmax由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie（Ie為電器額定電流）。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流IyQ可按下式修正IyQ=IyEQEQ\R(\F(θy-θ,θy-θ。))=Kiy基中K—修正系數(shù)Qy—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。=40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。2、按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)Qd≤Qr滿足熱穩(wěn)定條件為Ir2tdz≤Ir2tQ0L—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Qr—短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)Ir—t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間：tdz=tb+toLtb—斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間110KV以下導(dǎo)體和電纜一般采用主保護(hù)時(shí)間110KV以上導(dǎo)體電器和充油電纜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間toL—相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間2）短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：ich≤idfIch≤IdfIch—短路沖擊直流峰值（KA）Ich—短路沖擊電流有效值（KA）Idf、Idf—電器允許的極限通過電流峰值及有效值（KA）第二節(jié)斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)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(hù)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。真空斷路器只適應(yīng)于10KV電壓等級(jí)，10KV采用真空斷路器。1、按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流Iekd應(yīng)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）2、短路關(guān)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(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流ieg不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。即：ieg≥icj或idw≥icjieg—斷路器額定關(guān)合電流idw—額定動(dòng)穩(wěn)定電流icj—短路沖擊電流3、關(guān)于開合時(shí)間的選擇對(duì)于110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，分閘時(shí)間不宜大于0.045s，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其合閘時(shí)間大于0.04~0.06s。其選擇具體過程見計(jì)算說明書第三節(jié)隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵倒閘操作順序。送電：首先合上母線隔離開關(guān)（M6）其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)（X6）最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關(guān)的配置：1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。第四節(jié)高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓器，也可常用于保護(hù)電壓互感器。1、按額定電壓選擇對(duì)一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)額定電壓。另外對(duì)于充填石英砂有限流作用的熔斷器，只能用于等于其額定電壓電網(wǎng)中。2、按額定電流選擇（1）熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流Ierg應(yīng)大于熔化的額定電流Iert即：Ierg≥Iert（2）熔體額定電流選擇：為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外的短路可按下式選擇即：Iert=kIgmax用于保護(hù)電力電容的高壓熔斷器熔體：即：Iert=kIeck—可靠系數(shù)(一臺(tái)電力電容時(shí)k=1.5~2.0，一組電力電容器時(shí)k=1.3~1.8)。Iec—電力電容器回路的額定電流。3、熔斷器開斷電流校驗(yàn)：Iekd≥Icj（或Iz?）對(duì)于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流量來選擇。選擇的高壓斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓熔斷器Ve≥VewIe≥ImaxIekd≥Iij———高壓斷路器Ve≥VewIekd≥Igigh≥icj隔離開關(guān)——第五節(jié)互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有：1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)；2）二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)。互感器的配置：1）為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)；3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對(duì)三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；4）6~220KV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。一、電流互感器的選擇1、電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流I1與-I′2在數(shù)值和相位上都有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來選擇。2、電流互感器10%誤差曲線：是對(duì)保護(hù)級(jí)（BlQ）電流互感器的要求與測(cè)量級(jí)電流互感器有所不同。對(duì)測(cè)量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過-10%。電流互感器的10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過-10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗Z2f關(guān)系曲線。3、額定容量為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Se2。即：Se2≥S2=Ie22z2fz2f=Vy+Vj+Vd+Vc（ΩVy—測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻Vj—繼電器電阻Vd—連接導(dǎo)線電阻Vc—接觸電阻一般取0.1Ω4、按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足：Ve≤VewIe1≥Igmax，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流Vew—電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓VeIe1—電流互感器的一次額定電壓和電流Igmax—電流互感器一次回路最大工作電流5、種類和型式的選擇選擇電流互感器種類和形式時(shí)，應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，再根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支持式、裝入式等）來選擇。6、熱穩(wěn)定檢驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Ie1的倍數(shù)Kr來表示，即：（KrIe1）2≥I2tdz（或≥Qd）7、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（EQ\A()\R(,2)Ie1）的倍數(shù)kd—?jiǎng)臃€(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：EQ\A()\R(,2)Ie1kd≥icj短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的相互作用使絕緣帽上受到外力的作用。因此需要外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，即：Fy≥0.5×1.73icy2×EQ\F(L,α)×10-7N對(duì)于瓷絕緣的母線型電流互感器（如LMC型）可按下式校驗(yàn)Fy≥1.73×iy2EQ\F(Ljs,α)×10-7N在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為：S≥EQ\F(PLjs,Ze2-(Vy+Vj+Vc))m2二、電壓互感器的選擇1、電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差最大值。由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。2、按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1~0.9）Ve范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：1.1Ve1>V1>0.9Ve13、按二次回路電壓選擇電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求，電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇接線型式電網(wǎng)電壓（KV）型式二次繞組電壓（V）接成開口三角形輔助繞組電壓IV一臺(tái)PT不完全符形接線方式3~35單相式100無此繞組Yo/Yo/□110J~500J單相式100/EQ\R(,3)1003~60單相式100/EQ\R(,3)100/33~15三相五柱式100100/3（相）4、電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在6～35KV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110～220KV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁式電壓互感器。220KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。5、按容量的選擇互感器的額定二次容量（對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)），Se2應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷S2，即：Se2≥S2S2=EQ\R(,(∑po)2+(∑Qo)2)Po、Qo—儀表的有功功率和無功功率第六節(jié)母線的選擇母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路中，所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級(jí)及要求不同，所使用導(dǎo)體的類型也不相同。敞露母線一般按導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式、導(dǎo)體截面、電暈、短路穩(wěn)定、共振頻率等各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。1、裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇和校驗(yàn)（1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)，變壓器出線端部，以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體?；芈氛９ぷ麟娏髟?00A及以下時(shí)，一般選用矩形導(dǎo)體。在400～8000A時(shí)，一般選用槽形導(dǎo)體。（2）配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流、電暈、無線電干擾等條件，確定導(dǎo)體的載面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式。（3）當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積，對(duì)220KV及以下配電裝置，電暈對(duì)選擇導(dǎo)體一般不起決定作用，故可采用負(fù)荷電流選擇，導(dǎo)體截面。2、母線及電纜截面的選擇除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體截面，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。（1）按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流Igmax應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流Iy即：Igmax≤kIy（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低，對(duì)應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度—經(jīng)濟(jì)電流密度（J），導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式：S=EQ\F(Igmax,J)J取0.9A/MM2（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。S≥Smm=EQ\F(I∞,C)EQ\R(,tdz)（mm2）C—熱穩(wěn)定系數(shù)取I∞—穩(wěn)態(tài)短路電流（KA）tdz—短路等值時(shí)間S（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定必須滿足下列條件即：δmax≤δyδy—母線材料的允許應(yīng)力（硬鉛δy為69×106P∞硬銅137×106Pa，銅為157×106Pa）提供電源，以獲得較高的可靠性。三、所用變壓器容量的選擇對(duì)于樞紐變電站，總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所，裝有水冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的變電所，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，分別接在最低一級(jí)母線的不同分段上，對(duì)裝有兩臺(tái)所用變壓器時(shí)，采用單母分段接線方式。由于本次設(shè)計(jì)的變電所，采用兩臺(tái)150MVA的主變壓器，故采用兩臺(tái)所用變壓器，互為備用。且容量相等，一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)承受全部負(fù)荷。所用變壓器負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常持續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)有備用所用變壓器時(shí)，其容量應(yīng)與工作變壓器相同。所用變壓器容量按下式計(jì)算：S≥K1∑P1+∑P2S—所用變壓器容量（KVA）∑P1—所用動(dòng)力負(fù)荷之和（KW）K1—所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取K1=0.85∑P2—電熱及照明負(fù)荷之和（KW）所用電的接線方式，在主接線設(shè)計(jì)中，選用為單母分段接線，選兩臺(tái)所用變壓器互為備用，每臺(tái)變壓器容量及型號(hào)相同，并且分別接在不同的母線上。第五章無功補(bǔ)償及補(bǔ)償裝置的選擇無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)用戶所消耗的無功功率大約是它們所消耗的有功功率的50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無功功率可達(dá)用戶消耗的總無功功率的75%和25%。因此，需要由系統(tǒng)中各類無功電源供給的無功功率為總有功功率的1~2倍。由無功功率的靜態(tài)特性可知，無功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來說，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無功電源。無功電源不足會(huì)使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達(dá)不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補(bǔ)償。有功功率必須由發(fā)電廠送至負(fù)荷點(diǎn)，而無功功率則不宜由輸電線路遠(yuǎn)距離輸送，這有以下原因：1）電壓降增加，使電壓控制復(fù)雜化；2）由于加大電流而增加損失，使輸電費(fèi)用增加；3）由于加大電流，使變壓器、架空線路和電纜等電氣設(shè)備和導(dǎo)體的熱容量不能充分利用。所以，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的無功電源和無功負(fù)荷都在各級(jí)電壓電網(wǎng)中的變電所和用戶處逐級(jí)補(bǔ)償，就地平衡，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定，以35千伏及以上電壓等級(jí)直接供電的工業(yè)負(fù)荷，功率因數(shù)不得低于0.90。一、補(bǔ)償裝置的確定：1）同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負(fù)荷作用，可降低系統(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)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機(jī)的造價(jià)高，損耗大，維修麻煩，施工期長(zhǎng)。2）串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：在長(zhǎng)距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定度。但對(duì)負(fù)荷功率因數(shù)高（oy＞0.95）或?qū)Ь€截面小的線路，由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。故串聯(lián)電容器調(diào)壓一般用在供電電壓為35KV或10KV，負(fù)荷波動(dòng)大而頻繁，功率因數(shù)又很低的配電線路上。3）靜電補(bǔ)償器補(bǔ)償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補(bǔ)償器，與同步調(diào)機(jī)相相比較，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，但相對(duì)串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，其造價(jià)高維護(hù)較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級(jí)500KV變電所中。4）并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器是無功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡(jiǎn)便可靠等優(yōu)點(diǎn)，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便，為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入或切除。由于本次設(shè)計(jì)的變電站為220KV降壓變電站，以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補(bǔ)償裝置。而原始資料可知，補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷的無功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。二、補(bǔ)償裝置容量的選擇1）負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量計(jì)算：Qcfm=Pfm*sinp2/cosp2-Pfm*sinp1/cosp1Qcfm—負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量（kvar）Pfm—母線上的最大有功負(fù)荷（KW）cosp1—補(bǔ)償前的功率因數(shù)cosp2—補(bǔ)償后的功率因數(shù)（2）主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量計(jì)算Qcb.m=（EQ\F(Vd(%)Im2,100I22)+EQ\F(I0(%),100)）SeQcb.m—主變壓器需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量（Kvar）Vd(%)—需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖儔浩饕粋?cè)的阻抗電壓的分值Im—母線裝設(shè)補(bǔ)償后，通過變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的最大負(fù)荷電流值（A）Ie—變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定電流值（A）I%—變壓器容截電流百分值（%）Se—變壓器需要補(bǔ)償一側(cè)的額定容量（KVA）所以本變電站所需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量為：Q總=Qcfm+Qcbm把總無功容量分為兩組，這樣才能更靈活地適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷以及電壓變化，更有效地改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，以及負(fù)荷大小所需的無功容。第六章主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，而本次所設(shè)計(jì)的變電所是市區(qū)220KV降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運(yùn)行，將會(huì)導(dǎo)致全所停電，U影響下一降變電所供電可靠性。變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障。內(nèi)部故障系指變壓器油廂里面U的各種故障，主要故障類型有：1）各繞組之間發(fā)生的相間短路；2）單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路；3）單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路；4）鐵芯燒損。變壓器的外部故障類型有：1）絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路；2）引出線之間發(fā)生的相間故障。變壓器的不正常運(yùn)行情況主要有：1）由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流；2）油箱漏油而造成的油面降低；3）變壓器中性點(diǎn)電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵(lì)磁。為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運(yùn)行時(shí)造成不應(yīng)有的損失，保證系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護(hù)裝置。第二節(jié)變電所主變保護(hù)的配置一、主變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。2、差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。二、主變壓器的后備保護(hù)1、過流保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。而本次所設(shè)計(jì)的變電所，電源側(cè)為220KV，主要負(fù)荷在110KV倒即可裝設(shè)兩套過電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè)110KV側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè)220KV側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個(gè)時(shí)限ts和tⅢ，時(shí)限定原側(cè)為tⅢ≥tⅡ+△t，用U切除三側(cè)全部斷路器。三、過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。四、變壓器的零序過流保護(hù)對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。第七章電氣總平面布置及配電裝置的選擇第一節(jié)概述配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較?。虎诰S修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資大。屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響。成套配電裝置的特點(diǎn)：①電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②所有電器元件已在工廠組裝成一整體，大大減小現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬運(yùn)；③運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價(jià)較高。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；2）保證運(yùn)行可靠，按照系統(tǒng)自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離；3）便于檢修、巡視和操作；4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)；5）安裝和擴(kuò)建方便。配電裝置的設(shè)計(jì)原則：1）節(jié)約用地；2）運(yùn)行安全和操作巡視方便；3）考慮檢修和安裝條件；4）保證導(dǎo)體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運(yùn)行；5）節(jié)約三材，降低造價(jià)；6）安裝和擴(kuò)建方便。第二節(jié)高壓配電裝置的選擇配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)天寸，是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對(duì)地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。屋外配電裝置的安全凈距（mm）符號(hào)額定電壓（KV）63110A1200300400650900A2200300400650B1950B2300400500750CD屋內(nèi)配電裝置的安全凈距（mm）符號(hào)額定電壓（KV）A175100125150180300550850950A275100125150180300550900B1825850875900930B2175200225250280400650950CDE注：110J、22J、330J、500J系指中性點(diǎn)直接接地網(wǎng)以上表中所列出各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中所規(guī)定的A值，它表明帶電部分至接地部分或相間的最小安全凈距，保持這一距離時(shí)，無論正?；蜻^電壓的情況下，都不致發(fā)生空氣絕緣的電擊穿。其余的B、C、D值是在A值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動(dòng)范圍及施工誤差等尺寸而確定的。本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即220KV、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220KV及110KV采用屋外配電裝置，10KV采用屋內(nèi)配電裝置。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。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，以便工作售貨員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。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，它是特母線及母線隔離開關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點(diǎn)有：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旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開關(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，它是將母線和隔離開關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(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)行縱條件均較差，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挖。本次所設(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220KV及110KV電壓等級(jí)均采用普通中型，配電裝置，而本變電所采用的是軟導(dǎo)線，采用普通中型布置，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)部門無論在運(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)的變電所，適用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最合適的。第三節(jié)電氣總平面布置一、電氣總平面布置的要求1、充分利用地形，方便運(yùn)輸、運(yùn)行、監(jiān)視和巡視等；2、出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設(shè)備之間的連線；3、符合外部條件，安全距離要符合要求。二、電氣總平面布置本變電所主要由屋外配電裝置，主變壓器、主控制室、調(diào)相機(jī)補(bǔ)償裝置及10KV屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個(gè)變電所布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本所有220KV、110KV各電壓等級(jí)集中布置，將220KV配電裝置布置在北側(cè)，110KV配電裝置布置在西側(cè)，這樣各配電裝置位置與出線方向相對(duì)應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺(tái)主變位于電壓等級(jí)配電中間，以便于高中低壓側(cè)引線的連接，便于運(yùn)行人員監(jiān)視控制，主控刺樓布置在10KV屋內(nèi)配電裝置并排在南側(cè)，有利于監(jiān)220KV及主變。1、220KV高壓配電裝置采用屋外普通中型、布置、斷路器單列布置，且共有14個(gè)間隔，間隔寬度為14米，近期出線5個(gè)間隔，遠(yuǎn)期出線3個(gè)間隔，兩個(gè)連線間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各一個(gè)間隔，電壓互感器和避雷器共占一個(gè)間隔。2、110KV高壓配電裝置110KV同樣采用屋外普通中型單列布置，它共有16個(gè)間隔，近期出線10個(gè)間隔，遠(yuǎn)期沒有，臺(tái)主變進(jìn)線各一個(gè)間隔，電感互感器及避雷器占一個(gè)間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各占一個(gè)間隔，間隔寬度為8米。3、道路因設(shè)備運(yùn)輸和消防的需要，主控樓、主變220KV、110KV側(cè)配電裝置處鋪設(shè)環(huán)形行車道路，路寬4米，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設(shè)，各配電裝置主母線與旁母之間道路寬3米，為方便運(yùn)行人員操作巡視檢修電器設(shè)備，屋外配電裝置內(nèi)設(shè)0.8~1米環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為部分巡視小道，行車道路弧形處轉(zhuǎn)彎半徑不小于7米。由氣平面布置符號(hào)說明：名稱符號(hào)斷路器隔離開關(guān)變壓器電流互感器支柱絕緣子道路第八章限流電抗器的選擇為了選擇10KV側(cè)各配電裝置，因短路電流過大，很難選擇輕型設(shè)備，往往需要加大設(shè)備型號(hào)，這不僅增強(qiáng)投資，甚至?xí)驍嗔魅萘坎蛔愣x不到合乎要求的電器，選擇應(yīng)采取限制短路電流，即在10KV側(cè)需加裝設(shè)電抗器。一般按照額定電壓、額定電流、電抗百分?jǐn)?shù)、動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來進(jìn)行選擇和檢驗(yàn)。一、額定電壓和額定電流的選擇應(yīng)滿足Vek≥VewIek≥IgmaxVek、Iek—電抗器的額定電壓和額定電流Vew、Igmax—電網(wǎng)額定電壓和電抗器最大持續(xù)工作電流二、電抗器百分?jǐn)?shù)的選擇1）電抗器的電報(bào)百分?jǐn)?shù)按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇，設(shè)要求短路電流限制到I′z，則電源至短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)公值U為X≠∑＝Ij/izIj—基準(zhǔn)電流X≠K＝X≠∑—X′≠∑X′≠∑—電源至電抗器前系統(tǒng)電抗標(biāo)公值電抗器在其額定參數(shù)下的百分電抗Xk%＝（EQ\F(Ij,I′z)—X′≠∑）EQ\F(IekVj,Ijvek)×100%2）電壓損失檢驗(yàn)：普通電核器在運(yùn)行時(shí)，電抗器的電壓損失不大于額定電壓的5%，即：△V%≈Xk%EQ\F(Igmax,Iek)U￠≤5%￠—負(fù)荷功率因數(shù)角一般U=0.83）母線殘壓檢驗(yàn)，為減輕短路對(duì)其他用戶的影響，當(dāng)線路電抗器后短路時(shí)，母線殘壓不能于電網(wǎng)額定值的60～70%即：△Vcy=Xk%EQ\F(IZ,Iek)≥60~70%三、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)應(yīng)滿足下式IrEQ\R(,t)≥I∞EQ\R(,tdz)idw≥icjIcj、I∞—電抗器后短路沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流Idw、Ir—電抗器的動(dòng)穩(wěn)定電流和短時(shí)熱電流（t=Is）第九章短路電流計(jì)算1）在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取Sj=100MVA，VB=VAV系統(tǒng)阻抗歸算到基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA，由原始資料可知220KV側(cè)系統(tǒng)阻抗為0.0328，110KV側(cè)為0.0502，即系統(tǒng)圖如下：1110KV10KV220KV2、計(jì)算參數(shù)由所選擇變壓器的參數(shù)可得阻抗電壓為高一中中一低高一低%8-1018-2428-34各繞組等值電抗Vs(1-2)％取10％，Vs（2-3）％取20％，Ｖs（3-1）％取30％Vs1%=EQ\F(1,2)（Vs(1-2)%+Vs(3-1)%－Vs(2-3)%）=EQ\F(1,2)（10+30－20）=10Vs2%=EQ\F(1,2)（Vs(1-2)%+Vs(2-3)%－Vs(3-1)%）=EQ\F(1,2)（10+20－30）=0Vs3%=EQ\F(1,2)（Vs(2-3)%+Vs(3-1)%－Vs(1-2)%）=EQ\F(1,2)（20+30－10）=20各繞組等值電抗標(biāo)么值為：X1=EQ\F(Vs1%,100)×EQ\F(Sj,SN)=EQ\F(10,100)×EQ\F(100,120)=0.083X2=EQ\F(Vs2%,100)×EQ\F(Sj,SN)=EQ\F(0,100)×EQ\F(100,120)=0X3=EQ\F(Vs3%,100)×EQ\F(Sj,SN)=EQ\F(20,100)×EQ\F(100,120)=0.1673、根據(jù)系統(tǒng)圖可以制訂系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：0.00.03280.05020.167d1d2d30.0830.0830.1670.1670.0834、根據(jù)導(dǎo)值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化及計(jì)算1）當(dāng)220KV母線發(fā)生三相短路時(shí)即d1點(diǎn)短路10KV母線側(cè)固沒有電源，無法向220KV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)。網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為圖（1）d1EQ\F(d1EQ\F(4,0.0328)EQ\F(5,0.0502)EQ\F(3,0.083)EQ\F(1,0.083)220KV110KV（1）EQ\F(2,0.083)把X1∥X2∥X3計(jì)為X6即X6=X1∥X2∥X3=0.083∥0.083∥0.083=0.028把X4+X5計(jì)為X6即X7=X5+X6=0.0502+0.028=0.0782Id1#=EQ\F(1,0.0328)+EQ\F(1,0.0782)EQ\F(3,0.0328)=EQ\F(3,0.0328)換算到220KV短路電流有名值d1220KVI″=Id1#EQ\F(SB,EQ\R(,3)Vb)=43.28×EQ\F(100,EQ\R(,3)230)=10.86KAd1220KVEQ\F(7,0.0782EQ\F(7,0.0782)短路電流全電流最大有效值Ich=EQ\R(,1+2(KU-1))2I″=EQ\R(,1+2(1.8-1))2I″=1.51I″Ich=1.51×10.39=16.29KA當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)沖擊電流ich=EQ\R(,2)kchI″=EQ\R(,2)×1.87I″=2.55I″=2.55×10.86=27.69KA短路容量S=EQ\R(,3)VBI″=EQ\R(,3)×230×10.86=4326.2MVA（2）當(dāng)110KV母線上發(fā)生三相短路時(shí)，即d2它的等值網(wǎng)絡(luò)為：d2EQ\F(d2EQ\F(4,0.03