110KV變電站畢業(yè)論文

摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。 [關(guān)鍵詞]變電站；輸電系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；高壓網(wǎng)絡(luò)；補(bǔ)償裝置AbstractAlongwiththeeconomicdevelopmentandthemodernindustrydevelopmentsofquickrising,thedesignofthepowersupplysystembecomemoreandmorecompletelyandsystem.Becausethequicklyincreaseelectricityoffactories,italsoincreasesseriouslytothedependableindexoftheeconomiccondition,powersupplyinquantity.Thereforetheyneedthehigherandmoreperfectrequesttothepowersupply.WhetherDesignreasonable,notonlyaffectdirectlythebaseinvestmentandcirculatetheexpenseswithhavethemetaldepletionincolourmetal,butalsowillreflectthedependableinpowersupplyandthesafeinmanyfacts.Inaword,itisclosewiththeeconomicperformanceandthesafetyofthepeople.Thesubstationisanimportancepartoftheelectricpowersystem,itisconsistedoftheelectricappliancesequipmentsandtheTransmissionandtheDistribution.Itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem,throughitsfunctionoftransformationandassign,transportandsafety.Thentransportthepowertoeveryplacewithsafe,dependable,andeconomical.Asanimportantpartofpower’stransportandcontrol,thetransformersubstationmustchangethemodeofthetraditionaldesignandcontrol,thencanadapttothemodernelectricpowersystem,thedevelopmentofmodernindustryandtheoftrendofthesocietylife.Alongwiththehighandquickdevelopmentofelectricpowertechnique,electricpowersystemthencanchangefromthegenerateoftheelectricitytothesupplythepower.Keywords:substation；transmissionsystem；distribution；highvoltagenetwork；correctionequipment.目錄第一章緒論1.1變電站的作用1.1.1變電站在電力系統(tǒng)中的地位電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)）、變換（變壓器、整流器、逆變器）、輸送和分配（電力傳輸線、配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：(1)樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330—500kv的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項(xiàng)癱瘓。(2)中間變電站：高壓側(cè)以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚2—3個(gè)電源，電壓為220—330kv，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)毓╇?，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。(3)地區(qū)變電站：高壓側(cè)一般為110—220kv，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。(4)終端變電站：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)的電壓為110kv，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。1.1.2電力系統(tǒng)供電要求保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備的安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先足可靠、持續(xù)供電的要求。保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量這三個(gè)方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定的數(shù)來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的正負(fù)5%，給定的允許頻率偏移為正負(fù)0.2—0.5%HZ等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為1/3，而且在電能變換，輸送，分配時(shí)的損耗絕對值也相當(dāng)可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能損耗的能源和降低變換，輸送，分配時(shí)的損耗，又極其重要的意義。1.2我國變電站及其設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢1.2.1我國變電站的發(fā)展趨勢近年來，在我國在經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域中取得了快速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，為我國變電站的發(fā)展起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，越來越多的新技術(shù)新產(chǎn)品應(yīng)用到變電站方面，具體來說，使我國變電站設(shè)計(jì)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：1.智能化智能化變電站的發(fā)展是隨著高壓高精度的智能儀器的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展的，特別是計(jì)算機(jī)高速通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)和應(yīng)用，使變電站的所有信息采集、傳輸實(shí)現(xiàn)的智能化處理提供的強(qiáng)大的物質(zhì)和理論基礎(chǔ)。智能化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)緊密聯(lián)結(jié)全網(wǎng)。(2)支撐智能電網(wǎng)。(3)高電壓等級(jí)的智能化變電站滿足特高壓輸電網(wǎng)架的要求。(4)中低壓智能化變電站允許分布式電源的接入。(5)遠(yuǎn)程可視化。(6)裝備與設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模塊化安裝。另外，為了加強(qiáng)對變電站及無人值守變電站在安全生產(chǎn)、防盜保安、火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，越來越多的電力企業(yè)正在考慮建設(shè)集中式遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，這促使了電力綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。以IP數(shù)字視頻方式，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，實(shí)時(shí)、直接地了解和掌握各個(gè)變電站/所的情況，并及時(shí)對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)許多地區(qū)變電站的需要。不過我國目前還沒用完全實(shí)現(xiàn)真正意義山的智能化一次設(shè)備，一次設(shè)備的智能化仍然需要通過一定的二次設(shè)備倆轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)，一般采用智能終端的模式。目前在國內(nèi)進(jìn)行的數(shù)字化變電站項(xiàng)目，雖然大多數(shù)采用此種方式，但是普遍沒有對開關(guān)內(nèi)部的二次回路進(jìn)行集成化改造，智能終端與開關(guān)整合度較低，還有很大的發(fā)展空間。2.數(shù)字化通過采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實(shí)時(shí)性較高的通信網(wǎng)絡(luò)，因此在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。3.裝配化裝配式變電站采用全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的建筑形式，大幅縮短了設(shè)計(jì)及建設(shè)周期，減少了變電站占地面積，節(jié)約了土地資源。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣，裝配式變電站在全國各地均成功試點(diǎn)，成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。1.2.2我國變電站設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢依據(jù)我國的國情，以及我國多年來積累的關(guān)于變電站設(shè)計(jì)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，可以看出我國變電站設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢有以下幾個(gè)方面。我國電力建設(shè)經(jīng)過多年的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設(shè)備、系統(tǒng)內(nèi)大量信息的實(shí)時(shí)性等要求越來越高;而隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些新的趨勢。1、變電站接線方案趨于簡單化隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間少。特別國外一些知名廠家生產(chǎn)的超高壓斷路器均可達(dá)到20年不大修，更換部件費(fèi)時(shí)很短。為了進(jìn)一步控制工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過專家反復(fù)論證，我國少數(shù)變電站設(shè)計(jì)已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。2、大量采用電氣一次設(shè)備近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用GIS配電裝置。變電站設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關(guān)、SF6開關(guān)和機(jī)、電組合一體化的小型設(shè)備發(fā)展。這些戶外高壓和超高壓組合電器共同特點(diǎn)是以SF6斷路器為核心，與其它高壓電氣設(shè)備進(jìn)行組合，形式繁多。這些設(shè)備運(yùn)行可靠性高、節(jié)省占地面積和空間、施工安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便，價(jià)格介于常規(guī)電氣設(shè)備與GIS之間，是電氣設(shè)備今后發(fā)展的一個(gè)方向，符合我國目前的國情和技術(shù)發(fā)展方向。3、變電站占地及建筑面積減少隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，市區(qū)的用電負(fù)荷增長迅速，而城市土地十分寶貴，地價(jià)越來越昂貴。新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保等要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，所以建設(shè)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，占地面積有效減少。另外，針對一些110kV及以下變電站實(shí)現(xiàn)無人值班，設(shè)計(jì)中取消了與運(yùn)行人員有關(guān)的建筑和設(shè)施，建筑面積更是大為減少。4、變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障濾波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)引起電力行業(yè)的重視，成為變電站設(shè)計(jì)核心技術(shù)之一。變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：=1\*GB2⑴全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng).=2\*GB2⑵引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。總之，變電站綜合自動(dòng)化向著使電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更方便、快捷、安全、靈活的方向發(fā)展。1.3變電站設(shè)計(jì)的主要原則和分類變電站設(shè)計(jì)的原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效、，努力做到統(tǒng)一性與可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、靈活性、時(shí)效性和和諧性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。1.統(tǒng)一性：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，基建和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，外部形象提醒公司企業(yè)的文化特征。2.可靠性：主接線方案安全可靠。3.經(jīng)濟(jì)性，按照利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運(yùn)行費(fèi)用，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳經(jīng)濟(jì)效益。4.先進(jìn)性：設(shè)備選型先進(jìn)合理，占地面積小，注重環(huán)保，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可比指標(biāo)先進(jìn)。5.適應(yīng)性：綜合考慮不同地區(qū)的實(shí)際情況，要在系統(tǒng)中具有廣泛的適應(yīng)性，并能在一定時(shí)間內(nèi)對不同規(guī)模，不同形式，不同外部條件均能適應(yīng)。6.靈活性：規(guī)模劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，規(guī)模增減方便，能夠運(yùn)行于不同的情況環(huán)境下。7.時(shí)效性：建立滾動(dòng)修改機(jī)制，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷更新、補(bǔ)充和完善設(shè)計(jì)。8.和諧性：變電站的整體狀況與變電站周邊人文地理環(huán)境相協(xié)調(diào)變電站設(shè)計(jì)的分類按照變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3個(gè)層次進(jìn)行劃分。按照變電站布置方式分類。110kV變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電站3類。在變電站設(shè)計(jì)中，戶外變電站是指最高電壓等級(jí)的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶內(nèi)、戶外或者戶內(nèi)的變電站。半地下變電站是指主變布置在地上，其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其他主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。按配電裝置型式分類。110kV配電裝置可再分為常規(guī)敞開式開關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣2類進(jìn)行設(shè)計(jì)。按變電站規(guī)模進(jìn)行分類。例如戶外AIS變電站，可按最高電壓等級(jí)的出線回路數(shù)和主變臺(tái)數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。負(fù)荷分析、功率補(bǔ)償及變壓器選擇2.1負(fù)荷分析2.1.1負(fù)荷分析的目的負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。對供電的可靠性非常重要。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。負(fù)荷計(jì)算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，如果只考慮近期負(fù)荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿足要求了。所以負(fù)荷計(jì)算是一個(gè)全面地分析計(jì)算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有成功的希望。2.2.2新津110kV變電站負(fù)荷計(jì)算變電站的電壓等級(jí)分別為110kV，35kV110kV：2回35kV：8回待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)（表1）表1新津110kV變電站各電壓等級(jí)負(fù)荷數(shù)據(jù)35kV側(cè)荷MW35kV側(cè)荷MW1#6.550.880.545#6.930.830.672#6.550.870.576#6.480.880.543#6.050.860.597#6.740.880.544#6.570.850.628#6.760.850.6負(fù)荷計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kW）為需要系數(shù)b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）d)計(jì)算電流（單位為A）e)需要系數(shù)計(jì)算的公式=多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kW）式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，對于變電站總計(jì)算負(fù)荷可取0.85~1b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，對于變電站總計(jì)算負(fù)荷可取0.95~1c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kVA）d)計(jì)算電流（單位為A）出線側(cè)各組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷第一組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：=2\*GB2⑵第二組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：第三組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：(4)第四組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：=5\*GB2⑸第五組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：=6\*GB2⑹第六組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：=7\*GB2⑺第七組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：=8\*GB2⑻第八組的設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：總的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算、總的計(jì)算負(fù)荷b)、總的無功計(jì)算負(fù)荷c)、總的視在計(jì)算負(fù)荷d)、總?cè)萘康挠?jì)算e)、總的計(jì)算電流2.2功率補(bǔ)償2.2.1無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔脽o功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，可限制無功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：①提高電壓質(zhì)量；②降低電能損耗；③提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；④減少用戶電費(fèi)支出。2.2.2無功功率的人工補(bǔ)償裝置無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：高壓集中補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相連。低壓集中補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室內(nèi)，與低高壓母線相連。低壓分散補(bǔ)償電容器分散裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。由變電站要求功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上，經(jīng)計(jì)算補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.84采用BWF-10.5-120-1W型電容器（=120kvar），角形接法，需裝設(shè)的電容器個(gè)數(shù)：個(gè)考慮三項(xiàng)均衡分配，應(yīng)裝設(shè)48個(gè)，每相16個(gè)故選BWF-10.5-120-1W型電容器,總共容量:120kvar×48=5760kvar補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)為:功率因數(shù)：結(jié)果滿足要求2.3變電站主變壓器的選擇主變壓器的選擇：再各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2.3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇在變電站設(shè)計(jì)過程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，防止其中一臺(tái)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)中斷對用戶的供電。對110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè)2—4臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量。因此，在本次設(shè)計(jì)中裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。2.3.2主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2、根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足60%（220kV及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部=1\*ROMANI類負(fù)荷和大部分=2\*ROMANII類負(fù)荷(220kV及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部=1\*ROMANI類負(fù)荷和=2\*ROMANII類負(fù)荷)，即最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算：式中，—各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷；m—出線回路數(shù)；—各出線的自然功率因數(shù)；—同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在0.8～0.95之間；—線損率，取5%。因此，由原始材料可得：35kV側(cè)：則總的負(fù)荷為：取=0.85，則：由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負(fù)荷，因此采用式來計(jì)算主變?nèi)萘繉ψ冸娝ＷC重要負(fù)荷來說是可行的。則，因此主變?nèi)萘繛椋和ㄟ^計(jì)算本變電站可選擇額定容量為40MVA的主變壓器。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，變電站一般裝設(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)也增加了配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作的復(fù)雜化?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小，且適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長以及擴(kuò)建，故本變電站選擇兩臺(tái)主變壓器完全滿足要求。2.3.3變壓器的冷卻方式根據(jù)變壓器型號(hào)的不同,其冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)等。油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設(shè)備。而油浸風(fēng)冷式是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加30%～35%。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式，又分強(qiáng)油風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復(fù)回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風(fēng)扇吹風(fēng)或循環(huán)水作冷卻介質(zhì)，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對流時(shí)提高3倍，則變壓器可增加容量30%。綜上所述，110kV變電站冷卻方式宜采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。2.3.4主變壓器型號(hào)的選擇1.相數(shù)選擇：主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。2.繞組數(shù)選擇：參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和△型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個(gè)繞組是△型的，我國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，而35kV側(cè)采用△型的連接方式。故該110kV變電站主變應(yīng)采用的繞組連接方式為：YN，。3.調(diào)壓方式的確定變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30％。對于110kV及以下的變壓器，以考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。2.3.5主變壓器選擇結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》可得，選擇的主變壓器的型號(hào)為：SFSZ11—40000/110兩臺(tái)三繞組主變壓器SFSZ11—40000/110主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：40000kVA額定電壓：高壓—110±8×1.25%（kv）；中壓—35/37/38.5（kv）；低壓—6.3/6.6/10.5/11（kv）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：38.6kw短路損耗：179.6kw空載電流：0.73%阻抗電壓（%）：高-中:；中-低；高低電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電氣系統(tǒng)的主要部分。發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。3.1對電氣主接線的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間短，影響范圍就最小，并且再檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不但不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時(shí)還應(yīng)考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。3.2變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(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、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進(jìn)取材，力爭設(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。電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理他們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。接線方式：對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋型接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。在110—220kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線，當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當(dāng)110—220kv出線在4回及以上時(shí)，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制6—10kv出線上的短路電流，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。3.采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4.出線上裝設(shè)電抗器。斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級(jí)電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)：1.最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60—70%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則取20—30%；2.負(fù)荷同時(shí)率取0.85—0.9，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，可取0.95—1；3.功率因數(shù)一般取0.8；４.線損平均取5%。3.3電氣主接線的基本形式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多（一般超過4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。3.4電氣主接線選擇1、110kV側(cè)方案（一）:采用單母線接線考慮到110kV側(cè)有兩條進(jìn)線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，各回路必須在檢修和短路時(shí)事故來消除之前的全部時(shí)間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時(shí)，該回路停止供電。（3）調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時(shí)，有較大的短路電流。方案（二）：采用單母線分段帶旁路接線斷路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷數(shù)次短路電流后都需要檢修。為了能使采用單母線分段的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不中斷供電，可增設(shè)旁路母線。單母線分段帶有專用的旁路斷路器的旁路母線接線極大的提高了可靠性，但是這也增加了一臺(tái)斷路器和一條母線的投資。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。（2）擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。（3）便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要時(shí)單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可將該架路分開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投次大。（2）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對于110kV側(cè)來說，因?yàn)樗┙o較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的供電可靠性的要求；雙母線接線供電可靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時(shí)需要停電而且雙母線接線復(fù)雜，使用設(shè)備多、投資較大；采用單母線分段帶旁路的電氣接線可將I、II類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；而且?guī)月房梢栽跈z修斷路器時(shí)對用戶進(jìn)行供電。故經(jīng)過綜合考慮采用方案（二）。單母線分段帶旁路接線圖如圖3.1所示：圖3.1單母線分段分段斷路兼作旁路斷路器的接線2、35kV側(cè)35kV側(cè)出線為8回。電壓等級(jí)為35kV～60kV，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。所以根據(jù)電壓等級(jí)及出線回?cái)?shù)，初步確定，雙母線不分段接線和單母線分段帶旁路母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV～60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為2～3天。）所以，35kV～60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。1.雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個(gè)線路具有相當(dāng)高的靈活性，當(dāng)雙母線的兩組母線同時(shí)工作時(shí)，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開后，變電所負(fù)荷可同時(shí)接在母線或副母線上運(yùn)行。缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開關(guān)運(yùn)行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作2.單母線分段帶旁母：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，運(yùn)行靈活，但是主要用于出線回路數(shù)不多。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖3.2及圖3.3所示。圖3.2單母線分段帶旁母接線圖3.3雙母線接線以上述為基礎(chǔ)且由于出線為8回，出線數(shù)較多。兩個(gè)方案比較，雙母線不分段接線更加適用，所以選擇雙母線不分段接線。第四章短路電流計(jì)算在電力供電系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。在短路電流計(jì)算過程中，一般都以最嚴(yán)重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。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，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(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)備和電纜；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)的不對稱短路電流，將對通信線路產(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)的運(yùn)行解列。4.1短路電流計(jì)算的目的計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(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(jì)算。為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù)I″—次暫態(tài)短路電流，用來作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。isk—三相短路沖擊電流，用來檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。I—三相短路電流有效值，用來檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。S″—次暫態(tài)三相短路容量，用來檢驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。4.2短路電流計(jì)算的規(guī)定為了簡化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出以下規(guī)定：（1）所有的電源電動(dòng)勢相位角均相等，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。（2）認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。（3）輸電線路的分布電容略去不計(jì)。（4）每一個(gè)電壓級(jí)采用平均電壓，這個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差很小。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓，因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ１绕渌杩勾蟮亩?，否則，誤差偏大。（5）計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件X/3>R時(shí)，可以略去電阻的影響。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的1/3時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用阻抗等于電抗計(jì)算。（6）短路點(diǎn)離同步調(diào)相機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)較近時(shí)，應(yīng)該考慮對短路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響：在母線附近的大容量電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反電勢。（7）在簡化系統(tǒng)阻抗時(shí)，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。（8）以供電電源為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值>3,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng),短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。4.3短路電流計(jì)算的步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步驟如下：（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下；（2）繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換；（3）選擇短路點(diǎn)；（4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，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；（5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值：短路容量：（4.1）短路電流沖擊值:（4.2）（6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。4.4短路類型及其計(jì)算方法電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的幾種形式的短路類型及其計(jì)算方法是如下：（1）三相短路電流的計(jì)算：（4.3）其有名值為：（4.4）—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流標(biāo)幺值—系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流有名值—?dú)w算到短路點(diǎn)的綜合正序等值電抗。以下為簡便起見，省略下標(biāo)*。（2）兩相短路電流的計(jì)算:（4.5）—?dú)w算到短路點(diǎn)的負(fù)序綜合電抗—兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的全電流其各序分量電流值為：(4.6)—分別為兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)短路電流的正負(fù)序分量（3）兩相接地短路電流計(jì)算：（4.7）—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)故障相全電流—兩相短路接地時(shí)，短路點(diǎn)的正序電流分量(4.8)(4.9)（4.10）—分別為兩相接地短路時(shí)的負(fù)序和零序電流分量。（4）單相接地短路電流的計(jì)算：短路點(diǎn)各序分量電流為：(4.11)4.5短路計(jì)算過程說明：在變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備時(shí)，需要用到短路電流。其中一定要注意以下幾點(diǎn)：（1）接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，即最大運(yùn)行方式。（2）短路種類：一般按三相短路計(jì)算，在三繞組變壓器回路中單相或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗(yàn)。（3）短路計(jì)算點(diǎn)的選擇：短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。用平均電壓作為基準(zhǔn)值的近似計(jì)算方法，在這種方法中，不僅近似認(rèn)為變壓器的標(biāo)幺值電壓比為1，還近似認(rèn)為變壓器、電抗器等的額定電壓等于平均電壓，這樣一來，變壓器、電抗器阻抗標(biāo)幺值在不同基準(zhǔn)值下轉(zhuǎn)換時(shí)，就可以只考慮的不同。如：變壓器在基準(zhǔn)值下的阻抗標(biāo)幺值為，式中取為電網(wǎng)等平均電壓，其值不一定等于但計(jì)算時(shí)近似認(rèn)為相等，則標(biāo)幺值近似值為。經(jīng)過大量的計(jì)算驗(yàn)證，這種近似所產(chǎn)生的誤差在工程上是可以容忍的。由有名值法得到的結(jié)果可知，短路回路中電阻相對很小，可以忽略。因此各元件電抗的計(jì)算公式如下：架空線路：變壓器：因此，選電壓基準(zhǔn)值為，容量基準(zhǔn)值仍為,各元件電抗標(biāo)幺值如下：變壓器T1：架空線L1：變壓器T2：架空線L2;(1)d1點(diǎn)短路時(shí)短路阻抗(無限大容量電源電壓標(biāo)幺值),故各電壓等級(jí)電流有名值如下：d2點(diǎn)短路時(shí)短路阻抗(無限大容量電源電壓標(biāo)幺值),故各電壓等級(jí)電流有名值如下：d3點(diǎn)短路時(shí)：短路阻抗為：(無限大容量電源電壓標(biāo)幺值),故各電壓等級(jí)電流有名值如下：第五章電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)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(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(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。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：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。2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(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.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。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(yùn)行。1.電壓選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即，Umax>Ug2.電流選用的電器額定電流Ie不得低于

所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即Ie>Ig校驗(yàn)的一般原則：1.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)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。3.短路的熱穩(wěn)定條件Qdt——在計(jì)算時(shí)間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）It——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S）T——設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間Ts按下式計(jì)算t=td+tkd式中td——繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（S）tkd——斷路的全分閘時(shí)間（s）4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： 上式中——短路沖擊電流幅值及其有效值——允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值5.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)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓器短時(shí)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(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。5.1導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按導(dǎo)體截面，電暈（對110kV及以上電壓的母線），動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性來選擇和校驗(yàn)，同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)體的選擇校驗(yàn)條件如下：一、導(dǎo)體截面的選擇：1、按導(dǎo)體的長期發(fā)熱允許電流選擇(5-1)當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度時(shí)，其長期允許電流應(yīng)該用下式修正(5-2)式中—綜合修正系數(shù)。不計(jì)日照時(shí)，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)為(5-3)式中,—導(dǎo)體的長期發(fā)熱最高允許溫度，裸導(dǎo)體一般為；—導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為。由載流量可得，正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度為（5-4）必須小于導(dǎo)體的長期發(fā)熱最高允許溫度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)體截面可以使年計(jì)算費(fèi)用最小。除配電裝置的匯流母線外，對于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長度在20米以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。經(jīng)濟(jì)截面積用下式計(jì)算：式中，—正常運(yùn)行方式下導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，計(jì)算式不考慮過負(fù)荷和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷；—經(jīng)濟(jì)電流密度，常用導(dǎo)體的值，可根據(jù)最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)，由經(jīng)濟(jì)電流密度曲線中查出來。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)體截面應(yīng)盡量接近上式計(jì)算出的經(jīng)濟(jì)截面積。二、導(dǎo)體的校驗(yàn)：電暈電壓校驗(yàn)220kV采用了不小于LGJ-300或110kV采用了不小于LGJ-70鋼芯鋁絞線，或220kV采用了外徑不小于30型或110kV采用了外徑不小于20型的管形導(dǎo)體時(shí)，可不進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。熱穩(wěn)定校驗(yàn)按最小截面積進(jìn)行校驗(yàn)（5-5）當(dāng)所選導(dǎo)體截面積時(shí)，即滿足熱穩(wěn)定性要求。5.1.1110kv母線選擇及校驗(yàn)按導(dǎo)體的長期發(fā)熱允許電流選擇：查矩形導(dǎo)體長期允許載流量表，每相選用單條254mm矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí)允許電流，集膚系數(shù)為，環(huán)境溫度為34度時(shí)的允許電流為：，滿足長期發(fā)熱條件要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流熱效應(yīng)：短路前導(dǎo)體的工作溫度為：由插值法得：所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求5.1.235kv母線選擇及校驗(yàn)按導(dǎo)體的長期發(fā)熱允許電流選擇：查矩形導(dǎo)體長期允許載流量表，每相選用單條255mm矩形鋁導(dǎo)體，平放時(shí)允許電流，集膚系數(shù)為，環(huán)境溫度為34度時(shí)的允許電流為：，滿足長期發(fā)熱條件要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流熱效應(yīng)：短路前導(dǎo)體的工作溫度為：由插值法得：所選截面S，能滿足熱穩(wěn)定性要求5.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)高壓斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并且經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較厚才能確定。根據(jù)目前我國高壓斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在10Kv～220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用斷路器。高壓斷路器選擇的技術(shù)條件如下：額定電壓選擇：（5-6）額定電流選擇：（5-7）額定開斷電流選擇：（5-8）額定關(guān)合電流選擇：（5-9）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：（5-10）6、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：（5-11）隔離開關(guān)的選擇，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來開斷和接通負(fù)荷電流及短路電流，故沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。5.2.1110kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)1.斷路器的選擇和校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）額定開斷電流選擇：由上述短路計(jì)算得，所以，（4）額定關(guān)合電流選擇：根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號(hào)為SW6—110Ⅰ/1200，技術(shù)參數(shù)如下表：表5-1SW6—110Ⅰ/1200技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/S4sSW6—110Ⅰ/1200110120031.58031.50.04（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)110kV側(cè)短路計(jì)算結(jié)果，查短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表，計(jì)算短路電流，從而：根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，得所以，即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-1數(shù)據(jù)，由110kV短路計(jì)算結(jié)果得，所以，即滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)隔離開關(guān)的選擇，沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號(hào)為GW5—110Ⅱ/630，其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-2GW5—110Ⅱ/630技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA4sGW5—110Ⅱ/6301106305020（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-2數(shù)據(jù)，由110kV短路計(jì)算結(jié)果得，所以，即滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。5.2.235kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)1.斷路器的選擇和校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）額定開斷電流選擇：由上述短路計(jì)算得，所以，（4）額定關(guān)合電流選擇：根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的高壓斷路器的型號(hào)為SN10—35/1000，技術(shù)參數(shù)如下表：表5-3SN10—35/1000技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/S4sSN10—35/100035100016.54116.50.04（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)35kV側(cè)短路計(jì)算結(jié)果，查短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表，計(jì)算短路電流，從而：根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，得所以，即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-3數(shù)據(jù)，由35kV短路計(jì)算結(jié)果得，所以，即滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)隔離開關(guān)的選擇，沒有開斷電流和關(guān)合電流的校驗(yàn)，隔離開關(guān)的額定電壓、額定電流選擇和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相同。選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：根據(jù)以上條件查手冊，選擇的滿足要求的隔離開關(guān)的型號(hào)為GN2—35T/400，其技術(shù)參數(shù)如下表：表5-4GN2—35T/400技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA5sGN2—35T/400354005214（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以，即滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：根據(jù)表6-4數(shù)據(jù)，由35kV短路計(jì)算結(jié)果得，所以，即滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。由于按按該母線最大工作電流選定的斷路器和隔離開關(guān)是該電壓級(jí)別的最小型號(hào)，那么如果按各個(gè)負(fù)荷算計(jì)出來的工作電流選擇的設(shè)備至少也應(yīng)是這個(gè)型號(hào)。5.3電壓互感器和電流互感器的選擇5.3.1電流互感器的選擇（1）額定電壓的選擇：電流互感器的額定電壓不得低于其安裝回路的電網(wǎng)額定電壓，即（5-12）（2）額定電流的選擇：電流互感器的額定電流不得低于其所在回路的最大持續(xù)工作電流，即（5-13）為了保證電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)，應(yīng)盡可能接近110kv側(cè)電流互感器的選擇額定電壓：額定電流：查表，選用選LCWD－110－(50~100)～(300~600)/5型，如下表所示：表5-5LCWD－110－(50~100)～(300~600)/5技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流比(A)級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷(Ω)10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)1級(jí)3級(jí)二次負(fù)荷(Ω)倍數(shù)LCWD-110(50-100)～(300-600)/5D1.220.8307515011.241.215因?yàn)?，，所以35kv側(cè)電流互感器的選擇額定電壓：額定電流：查表，選用型，如下表所示：表5-6LCWDL－35－2×20～2×300/5技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流比(A)級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷(Ω)10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)0.5級(jí)1級(jí)二次負(fù)荷（Ω)倍數(shù)LCWDL-352×20～2×300/50.5275135D215因?yàn)?，，所以5.3.2電壓互感器的選擇（一）110kv側(cè)電壓互感器的選擇1．一次電壓： 2．二次電壓：3．準(zhǔn)確等級(jí)：1級(jí)查表，選擇JCC－110型，如下表所示：表5-7JCC－110技術(shù)參數(shù)型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量(VA)最大容量(VA)1級(jí)3級(jí)單相JCC-11050010002000（二）35kv側(cè)電壓互感器的選擇1．一次電壓： 2．二次電壓：3．準(zhǔn)確等級(jí)：1級(jí)由以上查表，選擇JDJ－35型，如下表所示：表5-8JDJ－35技術(shù)參數(shù)型式額定變比在下列準(zhǔn)確等級(jí)下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)單相JDJ-3535000/10015025060012005.4配電裝置配電裝置是發(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的裝置。5.4.1配電裝置的基本要求(1)保證運(yùn)行安全可靠；(2)便于操作、巡視和檢修；(3)保證工作人員的安全；(4)力求提高經(jīng)濟(jì)性；(5)具有擴(kuò)建的可能性。5.4.2配電裝置的種類及應(yīng)用(1)普通中型配電裝置，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力好，造價(jià)比較低，缺點(diǎn)是占地面積較大。(2)半高型配電裝置，占地面積為普通中型的47%而總投資為普通中型的98.2%，同時(shí)，該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似。(3)高型配電裝置，一般適用于220kV及以上電壓等級(jí)。綜上所述本變電站配電裝置設(shè)計(jì)如下：本變電站有二個(gè)電壓等級(jí)，110kV側(cè)單母分段帶旁路母線接線，采用屋外中型單列布置,架空進(jìn)出線；35kV側(cè)單母線分段母線接線，采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置，電纜出線。變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)6.1變壓器保護(hù)的配置原則變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置（一）相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相同短路的縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)，對其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組閘短路也能起到保護(hù)作用。（二）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。（三）后備保護(hù)對于由外部相間短路引起的變壓器過電流可采用下列保護(hù)作為后備保護(hù)：（1）過電流保護(hù)。（2）復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動(dòng)的過電流保護(hù)。（四）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。（五）過負(fù)荷保護(hù)對于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷，對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)裝置，應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。6.2變壓器的繼電保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來研總的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流油面降低和過勵(lì)磁等。對于上述故障和不正當(dāng)工作狀態(tài)，根據(jù)DL400--91《繼電器保護(hù)和安全起動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)：1、瓦斯保護(hù)為了反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的保護(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、縱差動(dòng)保護(hù)為了反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速動(dòng)保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)適用于并列運(yùn)行的變壓器，容量為6300KVA以上時(shí)；單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，容量為10000KVA以上時(shí)；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300KVA以上時(shí)。3、復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)為了反映外部短路引起的變壓器過電流和作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流的不同，須裝設(shè)不同的過電流保護(hù)。三繞組變壓器在外部故障時(shí)，應(yīng)盡量減小停電范圍，因此在外部發(fā)生短路時(shí)，要求僅斷開故障側(cè)的斷路器，而使另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。而當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)起到后備作用。復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，既能反應(yīng)不對稱短路的故障，也能反應(yīng)對稱短路的故障；并且其靈敏度也較高。6.3變壓器的繼電保護(hù)及整定計(jì)算1、瓦斯保護(hù)輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體體積表示。通常氣體體積的整定范圍為250-350.對于容量在10MVA以上的變壓器，整定值多采用250，氣體體積的調(diào)整可通過改變重錘的位置來實(shí)現(xiàn)。重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值采用油流流速表示。一般整定范圍在0.6-1.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中油速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油流速度整定為0.6-1.5m/s時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度為0.4-0.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定為1m/s左右。瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能反映變壓器油箱內(nèi)各種故障，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作迅速。但它的缺點(diǎn)是不能反映變壓器油箱外故障如變壓器引出端上的故障或變壓器與斷路器之間連接導(dǎo)線的故障。因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，須與差動(dòng)保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。2、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)之一。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)的工作原理與線路縱差保護(hù)的工作原理相同，都是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小，即比較相量。要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。引起變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)準(zhǔn)確工作的因素主要流過差動(dòng)回路中的不平衡電流。這些不平衡電路主要有：由變壓器兩側(cè)接線不同產(chǎn)生的不平衡電流；由變壓器調(diào)節(jié)分接頭產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器的勵(lì)磁涌流。（1）縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算：躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流，即（6-1）式中，——可靠系數(shù)，取1.3——變壓器外部短路時(shí)差動(dòng)回路中最大的不平衡電流，其值為：式中，——由于采用的電流互感器變比或平衡線圈的匝數(shù)與計(jì)算值不同，所引起的相對誤差；單相變壓器，Yd11接線的三相變壓器——有變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對誤差，去電壓調(diào)整范圍的一半；0.1電流互感器允許的最大相對誤差；——考慮短路電流非周期分量影響系數(shù)，去1.5—2；——電流互感器同型系數(shù)，取值為1——保護(hù)范圍外最大電流b）躲過變壓器最大的勵(lì)磁涌流，即（6-2）式中，——可靠系數(shù)，取1.3——變壓器的額定電流——?jiǎng)?lì)磁涌流的最大倍數(shù)（即勵(lì)磁涌流與變壓器的額定電流的比值），取4—8.由于變壓器的勵(lì)磁涌流很大，實(shí)際的縱差保護(hù)通常采用其他措施來減少它的影響：一種是采用具有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器（BCH2型），可以減少勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，此時(shí)取=1；另一種通過鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別，在勵(lì)磁涌流時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，此時(shí)在整定時(shí)可以不考慮勵(lì)磁涌流的影響，此時(shí)取=0，不考慮C）躲過電流互感器二次回路斷線時(shí)的最大負(fù)荷電流，即（6-3）式中，——可靠系數(shù)，取1.3；——變壓正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。在最大負(fù)荷電流不確定時(shí)，可取變壓器額定電流。變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時(shí)，另一側(cè)電流互感器的二次電流全部流入差動(dòng)繼電器中，要引起保護(hù)的誤動(dòng)作。有的差動(dòng)保護(hù)采用斷線的措施，在電流互感器二次回路斷線時(shí)將其差動(dòng)保護(hù)閉鎖，此時(shí)可以不考慮這個(gè)條件。取上述整定值大的作為保護(hù)動(dòng)作電流的整定值。所有電流指的都是二次側(cè)的值。（2）靈敏系數(shù)校驗(yàn)縱差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)，即（6-4）式中，為各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流；靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于2不滿足靈敏度要求時(shí)，需要采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。第七章防雷與接地方案的設(shè)計(jì)7.1防雷保護(hù)在自然界的雷擊中，會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生過電壓、損壞絕緣等，給電力用戶帶來嚴(yán)重危害。因此，必須對變電站采取防雷措施。7.1.1防雷保護(hù)的特點(diǎn)(1)變電站屬于“集中型”設(shè)計(jì)，直接雷擊防護(hù)以避雷針為主；(2)變電站設(shè)備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過電壓波會(huì)運(yùn)動(dòng)至變電站，對電氣設(shè)備過程威脅。因此變電站要對侵入波過電壓進(jìn)行防護(hù)，主要手段是避雷器；(3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會(huì)對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大損失，造成嚴(yán)重后果；另一方面，這些設(shè)備的修復(fù)困難