某市220kV變電站電氣主接線基本形式

PAGEPAGE2第1章緒論1.1變電站設(shè)計(jì)的背景和意義隨著眼下社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及工業(yè)水平的一直進(jìn)步，電能看成一種比較清潔又高效的能源發(fā)展受到了國(guó)家有關(guān)部門的高度關(guān)注。全國(guó)上下所有的工業(yè)，服務(wù)業(yè)，甚至是農(nóng)業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)電力的支持。因此我國(guó)要不斷的完善電力供應(yīng)系統(tǒng)，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，切合我國(guó)的國(guó)情。近年來(lái)，隨著電力工業(yè)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，特高壓，高壓直流輸電，緊湊型線路，串聯(lián)補(bǔ)償，大容量變壓器等新技術(shù)連斷應(yīng)用于電力工程，作為整個(gè)電力系統(tǒng)樞紐的變電站。在策劃安排和施工等關(guān)鍵技術(shù)方面也獲得了重要突破。變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，它們?cè)谀撤N意義上由電氣設(shè)備和配電網(wǎng)組成。它們通過(guò)電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，分配，傳輸和保護(hù)功能從電網(wǎng)獲取電力，然后安全可靠地供電。作為輸變電和控制的環(huán)節(jié)，變電站務(wù)必要轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的安排和局限模式，以符合現(xiàn)代能源系統(tǒng)，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的趨勢(shì)。為了長(zhǎng)期發(fā)展和進(jìn)步城市電網(wǎng)，有必要對(duì)城市電網(wǎng)建設(shè)各方面的研究和分析進(jìn)行鞏固和加強(qiáng)。其中，220kV城市變電站的建設(shè)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)聯(lián)合環(huán)節(jié)。城市變電站是城市用電的關(guān)鍵部分起著不可磨滅的作用，關(guān)系著整個(gè)城市的用電安全。當(dāng)發(fā)電廠輸送電能時(shí)，必須由變電站處理，即電壓升降后，可以滿足各種使用要求。因此，變電站在電網(wǎng)中占有重要地位，在確保日常生產(chǎn)的電力消耗方面發(fā)揮著核心作用。從而為城市提供良好的能源支持，保障整個(gè)城市的快速發(fā)展變電站電氣設(shè)計(jì)直接關(guān)系著變電站能否正常穩(wěn)定運(yùn)行。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀新中國(guó)成立60多年來(lái)，中國(guó)電力工業(yè)經(jīng)歷了在不斷探索中奮進(jìn)并獲得發(fā)展的30年(1949-1978年)，經(jīng)歷了改革開(kāi)放政策下快速發(fā)展并取得巨大成就的30年（1979-2008年）。60年來(lái)，中國(guó)廣大電業(yè)職工和電力科技工作者堅(jiān)持“人民電業(yè)為人民”的宗旨，為中國(guó)電力的發(fā)展做出杰出貢獻(xiàn)。根據(jù)中國(guó)變電站的發(fā)展情況和中國(guó)的國(guó)情，我們看到了中國(guó)變電站設(shè)計(jì)的變化情況。特別是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，能源系統(tǒng)的變電站技術(shù)也有了新的飛躍，中國(guó)的變電站設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出一些新趨勢(shì)。首先變電站接線逐漸變得簡(jiǎn)單。第二個(gè)是大量新的電氣主要設(shè)備。許多城市網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目和用戶項(xiàng)目將是歸類為GIS配電裝置。當(dāng)前，出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電網(wǎng)提出的要求，相比傳統(tǒng)變電站，智能電網(wǎng)成為以后的發(fā)展方向，而智能變電站則會(huì)作為其中的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)已有大量的電力設(shè)備生產(chǎn)廠家能夠進(jìn)行智能變電站設(shè)備的生產(chǎn)，國(guó)家電網(wǎng)公司也將智能變電站提上議程，并且已加快智能變電站在全國(guó)推廣的步伐。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的變電站，最終都會(huì)朝著數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展當(dāng)然，近年來(lái)集成自動(dòng)化系統(tǒng)已成為變電站電力工程中的一個(gè)重要問(wèn)題。20世紀(jì)80年代中期，1987年，清華大學(xué)電力工程系成功開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)首個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。中國(guó)的國(guó)情，并在山東威海王道變電站成功投入使用。1988年，經(jīng)過(guò)技術(shù)鑒定，評(píng)估成為中國(guó)第一個(gè)，在中國(guó)縮小了差距，并在20世紀(jì)80年代達(dá)到了國(guó)際水平。國(guó)外一些西方強(qiáng)國(guó)由于工業(yè)基礎(chǔ)較好，且各種技術(shù)先進(jìn)，在發(fā)展智能變電站的道路上優(yōu)于國(guó)內(nèi)。早在20世紀(jì)80年代，國(guó)外便已開(kāi)始了變電站自動(dòng)化技術(shù)的研究，其中典型的公司如西門子，它們所研發(fā)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一直是近些年電力建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)，但從總體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看國(guó)內(nèi)基本與它們相同。伴隨著智能電網(wǎng)在國(guó)際社會(huì)受到認(rèn)可，國(guó)外的許多國(guó)家也相繼投入到其中。它們都能滿足無(wú)人值班的要求，但后者由于在價(jià)格上有優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行靈活而在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多。在2003年，加州發(fā)生大停電事故，美國(guó)開(kāi)始重視智能電網(wǎng)的研究。由于其電氣設(shè)備使用年限較久，已不能適用社會(huì)的需求，之后美國(guó)便開(kāi)始加大投入從事電力新技術(shù)的研究，以加快建設(shè)一個(gè)高效，可靠的安全智能電網(wǎng)，避免再次發(fā)生類似事件。日本作為一個(gè)工業(yè)技術(shù)較發(fā)達(dá)的國(guó)家，在電力建設(shè)方面具有其獨(dú)特之處，除了傳統(tǒng)的能源外，它大力發(fā)展一些新型能源，如風(fēng)力、核能、太陽(yáng)能等，期望在各種領(lǐng)域不斷嘗試，使能源的利用率達(dá)到極致。還有就是ABB公司在芬蘭生產(chǎn)的變電站綜合自動(dòng)系統(tǒng)SCS100，它大多數(shù)都在中低壓場(chǎng)合；SCS200在瑞典生產(chǎn)，用于高壓場(chǎng)合；還有梅蘭日蘭開(kāi)發(fā)的LSIS監(jiān)控系統(tǒng)等。變電站設(shè)計(jì)是電網(wǎng)的重要組成部分。研究分析國(guó)內(nèi)外變電站技術(shù)的發(fā)展，掌握其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)變電站設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的研究。1.3本文的主要內(nèi)容電力行業(yè)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，市場(chǎng)需求量極大，人們對(duì)電能的需求也與日俱增，各個(gè)行業(yè)已經(jīng)離不開(kāi)電能。不僅要滿足電能持續(xù)增長(zhǎng)的需求，還要滿足用戶對(duì)電能越來(lái)越高的要求。策劃安排該市高新開(kāi)發(fā)區(qū)220kV變電站電氣部分，包括確立變電站的主接線方案；由負(fù)荷計(jì)算確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器等主要設(shè)備選型。同時(shí)包括配套的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第2章電氣主接線設(shè)計(jì)2.1電氣主接線的基本要求變電站會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的更新而不斷的更新，在電氣主接線設(shè)計(jì)中需要充分考慮到變電站的短期規(guī)劃和長(zhǎng)期規(guī)劃，更為合理的進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。結(jié)合電源負(fù)荷分析，三個(gè)電源即使出現(xiàn)故障，系統(tǒng)也能調(diào)整運(yùn)行方式，保證正常供電需求，同時(shí)還要遵循系統(tǒng)備用容量和相關(guān)專業(yè)資料，必須從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行深入的討論和驗(yàn)證，最后得到最適合的設(shè)計(jì)方案。在考慮主接線接法時(shí)，盡可能使接線滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。（1）可靠性原則：對(duì)于變電站來(lái)說(shuō)，可靠性是其基本原則，可靠性直接影響著用戶的實(shí)際需求。首先，需要考慮檢修和系統(tǒng)維護(hù)過(guò)程中是否會(huì)變電站停止運(yùn)行以及停止運(yùn)行的概率是多少。其次，必須要充分考慮斷路器對(duì)整個(gè)變電站的影響，會(huì)不會(huì)影響電能供給；最后，要考慮到發(fā)生故障和維護(hù)過(guò)程匯總可能會(huì)造成哪些影響，針對(duì)影響提前制定應(yīng)對(duì)策略。（2）靈活性原則：在當(dāng)前包括電網(wǎng)建設(shè)在內(nèi)的各項(xiàng)建設(shè)迅速發(fā)展的背景下，變電站的電氣一次主接線設(shè)計(jì)也必須要與時(shí)俱進(jìn)，本著靈活性的原則進(jìn)行改造與更新。首先是220kV變電站電氣設(shè)計(jì)主接線的擴(kuò)建靈活，其次是220kV變電站電氣設(shè)計(jì)主接線設(shè)計(jì)中調(diào)度靈活，檢修靈活與事故處理靈活，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，能夠迅速定位并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)能夠隔離故障部位，并迅速恢復(fù)供電，保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。（3）安全性原則：在任何可能的運(yùn)行模式和維護(hù)模式下，電網(wǎng)布線必須確保操作人員的安全和設(shè)備的安全。（4）經(jīng)濟(jì)性原則：在確保靈活性和可靠性的基礎(chǔ)上，還必須考慮220kV側(cè)初級(jí)布線的經(jīng)濟(jì)原則。主要布線系統(tǒng)必須確保易于操作和可操作性，經(jīng)濟(jì)合適，減少占地面積并節(jié)省技術(shù)條件的投資。保證在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠充分考慮到各種支出和花費(fèi)，并不斷優(yōu)化和縮減支出，保證以較低的成本獲得較高質(zhì)量的電氣一次主接線設(shè)計(jì)，最終提出最佳主接線設(shè)計(jì)方案。（5）在發(fā)展和擴(kuò)建上應(yīng)該很方便才好。2.2變電站電氣主接線基本形式2.2.1電氣主接線的基本形式在對(duì)6-220kV電壓等級(jí)配電裝置的接線，一類是母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線，另一類是無(wú)母線類，根據(jù)電壓等級(jí)和出線回?cái)?shù)使用。2.2.2原始資料1、所處地區(qū)：220kV變電站地處該市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)2、各電壓等級(jí)進(jìn)出線及接線方式見(jiàn)表2-1：表2-1各電壓等級(jí)進(jìn)出線及接線方式電壓等級(jí)進(jìn)出線接線方式220kV側(cè)3回雙母線接線110kV側(cè)8回雙母線接線10kV側(cè)18回單母線4分段環(huán)形接線3、主變壓器：容量為3臺(tái),120MV·A三圈變；2.3電氣主接線方案的擬定與選擇結(jié)合國(guó)內(nèi)外電氣主接線設(shè)計(jì)的理論經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，定性與定量綜合分析主接線的基本要求。電氣主接線設(shè)計(jì)的可靠性更多的是由電氣設(shè)備自身可靠性決定的，不要影響電力系統(tǒng)正常的供電，盡可能降低停電范圍和停電時(shí)間。在電力調(diào)度中還要有足夠的靈活性，應(yīng)該盡可能的靈活投入相關(guān)電氣設(shè)備，合理調(diào)整電源和負(fù)荷值，滿足在不同運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)調(diào)度的要求。同時(shí)，需要綜合分析變電站的發(fā)展趨勢(shì)，變電站擴(kuò)建時(shí)，能更為靈活的進(jìn)行接線過(guò)渡。主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一。在選擇主接線的方案時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際的情況和需求，從而保障所選擇的方案的適用性和可行性。在220kV變電站中，有3回220kV出線，8回110kV出線，18回10kv出線，并且具有較為廣泛的供電范圍。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保障供電具有靈活性、可靠性，并且保障供電系統(tǒng)的日常運(yùn)行更具穩(wěn)定性與安全性。通?？蛇x擇的方案有雙母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁接線以及一個(gè)半斷路器接線方案。通過(guò)對(duì)以上接線的了解，擬定出以下兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，如表2-2表2-2主接線方案方案220kv110kv10kv主變臺(tái)數(shù)方案一雙母線單母線分段單母線分段2方案二雙母線單母線分段兼旁路單母線分段兼旁路2雙母線接線共有兩組母線，一組母線供電，一組母線備用，當(dāng)供電那組母線故障或者檢修時(shí)候，把電源跟用電設(shè)備倒向另一組備用母線上，從而大大提高供電可靠性。這樣互換分配，使調(diào)度也很靈活，也便于向兩側(cè)擴(kuò)建。單母線分段接線連線簡(jiǎn)單，不復(fù)雜，每條進(jìn)線和出線只有一個(gè)斷路器，比單母線接線多一分段回路，多一個(gè)斷路器，連接設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。對(duì)于單母線而言，可靠性會(huì)有所改善。如果每一段的母線和他們進(jìn)出線帶的設(shè)備故障時(shí)，只需把分段斷路器斷開(kāi)，這樣非故障段仍能正常供電。具體各接線介紹如表2-3：表2-3接線方式接線方式接線圖優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍單母線分段接法優(yōu)點(diǎn):母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)供電電源;當(dāng)一段母線故障時(shí)，僅停故障段，非故障段仍可繼續(xù)工作。缺點(diǎn):當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí),接在該段母線上的電源和出線,在檢修期間必須全部停電;任一回路的斷路器檢修時(shí),該回路必須停止工作。①6～10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上；②35～63kV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回；③110～220kV配電裝置出線回路為3～4回；單母分段帶旁路母線為了保證單母線分段接線在斷路器檢修或調(diào)試保護(hù)裝置時(shí)，不中斷對(duì)用戶的供電，需增設(shè)旁路母線。對(duì)于110～220kV線路，輸送距離遠(yuǎn)，輸送功率大，停電影響面大，一般可裝設(shè)旁路母線。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。

續(xù)表2-3雙母線接法優(yōu)點(diǎn):供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電;調(diào)度靈活;擴(kuò)建方便。缺點(diǎn):接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時(shí)停電，造價(jià)高。①6～10kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大。出線需要帶電抗器時(shí)；②35～63kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)；③110～220kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上，或當(dāng)110～220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上。具體兩個(gè)方案的比較如表2-4表2-4方案接線特點(diǎn)比較電壓等級(jí)方案比較方案一接線特點(diǎn)方案二接線特點(diǎn)220kV采用雙母線接線方式，供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電;調(diào)度靈活;擴(kuò)建方便。110kV及10kV側(cè)采用單母分段接線，母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)供電電源;一段母線故障時(shí)(或檢修)，僅停故障(或檢修)段工作,非故障段仍可繼續(xù)工作。110kV及10kV220kV采用雙母線接線方式，供電可靠，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便。110kV及10kV側(cè)采用單母分段兼旁路接線并設(shè)專用的旁路斷路器，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來(lái)說(shuō)提高了，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，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來(lái)可靠性即提高了。綜觀以上兩種方案的比較，方案二的可靠性較高，但方案二相對(duì)投資較大且設(shè)備多接線復(fù)雜。而方案一接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資也小，由設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料及經(jīng)濟(jì)性，供電可靠性等要求將方案一定為最終的選擇方案。詳細(xì)見(jiàn)圖2-1。圖2-1主接線圖2.4本章小結(jié)本章先從電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和變電站主接線的基本接線形式進(jìn)行了介紹，然后根據(jù)要求列出了兩種設(shè)計(jì)方案，從接線方式和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，得出本系統(tǒng)所需的主接線形式。

第3章主變壓器的選擇變壓器是變電站的主要電氣設(shè)備，在變換網(wǎng)絡(luò)電壓方面起著重要作用。因此，可以選擇合理的變壓器以確保可靠的電源。主變的選擇可以按照《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》及《國(guó)網(wǎng)典型設(shè)計(jì)220kV變電站部分》等相關(guān)內(nèi)容要求進(jìn)行選擇。3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器的容量和數(shù)量直接受主配線的格局和配電單元的布局的控制。在估摸通過(guò)主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，變壓器容量的選擇不能僅僅從短期內(nèi)考慮，需要結(jié)合變電站十年之內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃要求，進(jìn)行合理的選擇，確保在未來(lái)負(fù)荷不斷增加，變電站仍能滿足用戶的用電需求，還能滿足工廠用電和從用電的需要。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，結(jié)合變電站的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，需要結(jié)合變電站短期規(guī)劃和長(zhǎng)期規(guī)劃，要是變電站以滿足未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。已知給出的變壓器容量為120MVA，故可考慮裝設(shè)兩臺(tái)變壓器作為近期發(fā)展，另外一臺(tái)可以暫時(shí)作為遠(yuǎn)期發(fā)展先不予考慮。另一方面,由原始資料可知，我們本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)位于寬城區(qū)的220kV降壓變電所，其中，中壓側(cè)和低壓側(cè)都通過(guò)主變壓器傳輸?shù)侥妇€。同時(shí)每臺(tái)主變壓器不應(yīng)小于全部一、二級(jí)的計(jì)算負(fù)荷之和的60%~70%。例如：假設(shè)本系統(tǒng)中有110kv和10kv兩個(gè)負(fù)荷等級(jí)，其最大負(fù)荷為100MW，cos=0.85，和40MW，cos=0.8。＝100/0.85+40/0.8＝167.6（MVA）。需要選擇的變壓器容量S＝0.7×167.6＝116.9（MVA）故選擇容量為120MVA的主變壓器，同時(shí)估算的負(fù)荷正好滿足要求。3.2主變壓器形式的選擇主變壓器形式的具體選擇要求如表3-1表3-1主變壓器形式的選擇相數(shù)的確定容量為300MW及以下機(jī)組單元接線的變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M無(wú)論是投資還是占地，都比較大，運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在一定程度上增加了維修工作量。

續(xù)表3-1繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)的確定一臺(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。繞組接線組別的確定我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y連接，35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。35kV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。在變電站中，星型接線的線電流和相電流一致，角型接線線電壓和相電壓一致，線電流是相電流的倍。根據(jù)以上原則，主變一般是YN,yn,d11接線。調(diào)壓方式為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過(guò)主變的分接開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換,稱為無(wú)激磁調(diào)壓。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓。通常，對(duì)于220kV及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時(shí)使用有載調(diào)壓，一般均采用無(wú)激磁調(diào)壓，分接頭的選擇依據(jù)具體情況定冷卻方式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)。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。綜上，選擇型號(hào)為SFPS7-120000/220的主變壓器較為符合各種要求，參數(shù)如下表3-2所示：表3-2SFPS7-120000/220的變壓器參數(shù)型號(hào)SFPS7-120000/220聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)YN，yn，d11空載電流%0.3空載損耗(KW)100短路損耗（KW）480額定電壓（KV）高壓中壓低壓230±2*2.5%12110.5額定容量KVA12012060容量比（%）10010050阻抗電壓%高-中高-低中-低14237負(fù)載損耗（KW）高-中高-低中-低492520387

3.3本章小結(jié)主變的選擇是非常重要的，因?yàn)樗谧冸娬局袚?dān)任著重要的電壓功率變換角色。所以選擇合適的變壓器才能保證可靠供電，分別從變壓器的形式和容量進(jìn)行討論，最后根據(jù)已知條件和討論情況確定了主變壓器的型號(hào)。

第4章短路電流計(jì)算4.1短路電流計(jì)算概述4.1.1短路故障產(chǎn)生的原因系統(tǒng)主要短路的原因可能由于設(shè)備產(chǎn)生，可能是自然災(zāi)害，也可能是人為造成的，有很多種，具體說(shuō)明主要見(jiàn)表4-1：表4-1主要短路原因設(shè)備原因電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿短路；以及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。自然原因氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過(guò)電壓，絕緣被擊穿等。人為原因工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。4.1.2短路電流計(jì)算的目的和意義電源系統(tǒng)短路的風(fēng)險(xiǎn)：在短路的情況下，短路電流的值急劇上升，因?yàn)殡娫措娐返淖杩购屯蝗欢搪窌r(shí)的瞬態(tài)過(guò)程減少并且電弧短路。短路會(huì)燒毀電氣設(shè)備。此外，電線會(huì)受到強(qiáng)烈的電擊。短路也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功率分布的變化，影響發(fā)電機(jī)輸出功率的變化。計(jì)算短路電流的目的很多，例如比較和選擇主線通過(guò)比較各種布線，確定需要哪些具體措施來(lái)限制短路電流。通過(guò)短路計(jì)算來(lái)選擇電氣設(shè)備并確定型號(hào)對(duì)這些設(shè)備提出相應(yīng)的技術(shù)要求來(lái)進(jìn)行評(píng)估和確定方案，這其實(shí)也是為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障的情況下都能安全可靠地工作，與此同時(shí)，還希望能夠要求節(jié)約資金，然后對(duì)這些電氣設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn)，計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間的短路電流有效值用來(lái)校驗(yàn)設(shè)備熱穩(wěn)定，計(jì)算短路沖擊值，來(lái)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；另一方面，還可以計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘康取?/p>

4.1.3短路電流計(jì)算的內(nèi)容三相短路情況最為嚴(yán)重，對(duì)周邊電流影響較大，它所對(duì)應(yīng)的短路電流周期分量和短路沖擊電流都較大，因此，電氣設(shè)備選擇中，需要充分考慮到三相短路的情況。短路電流的計(jì)算具體如表4-2；表4-2短路電流計(jì)算內(nèi)容短路點(diǎn)的選取各級(jí)電壓母線、各級(jí)線路末端短路時(shí)間的確定根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式下最大短路電流；最小運(yùn)行方式下最小短路電流；各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的。4.1.4短路電流計(jì)算方法和步驟電路元件電氣參數(shù)的計(jì)算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法。。（1）標(biāo)幺值法標(biāo)幺制是一個(gè)相對(duì)單位系統(tǒng)，還是一個(gè)沒(méi)有單位的量，任何參數(shù)與其參考值的比率。標(biāo)幺值方法是使用電路元件的每個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。（2）有名值法有名值法便是以實(shí)質(zhì)有名單位給出電路元件參數(shù)。這種方式通常用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計(jì)算。計(jì)算步驟分為以下幾種：（見(jiàn)表4-3）表4-3短路電流計(jì)算步驟（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(wú)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：=（4-1）有名值：=·（4-2）

計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值。短路容量：S=（4-3）短路電流沖擊值：=2.55（4-4）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。4.2三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算4.2.1短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值短路電流的計(jì)算一般采用近似標(biāo)幺值的方法計(jì)算。取=100MW，每一級(jí)基準(zhǔn)的電壓是平均額定電壓。4.2.2網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算短路電流對(duì)所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即：忽略負(fù)荷電流；不計(jì)各元件的電阻，也不計(jì)送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示，并認(rèn)為發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值標(biāo)幺制為1，相角為0°4.2.3三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算步驟一、規(guī)定220kV側(cè)：Z1=0.070，Z0=0.129。220kV側(cè)按不小于50kA選設(shè)備。110側(cè)：Z1=無(wú)窮，Z0=0.60。主變選擇：230±2×2.5%/121/10.5kV；主變?nèi)萘浚?20/120/60MVA；（1）計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值，選出了主變壓器（三繞組）后并根據(jù)計(jì)算作出等值電路圖，它的阻抗電壓百分比計(jì)算，如下表4-4：表4-繞組阻抗電壓百分?jǐn)?shù)繞組高-中高-低中-低阻抗電壓%14237計(jì)算每個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)：＝（＋－）＝（14＋23－7）＝15＝（＋－）＝（14＋7－23）＝-1＝（＋－）＝（7＋23－14）＝8取=100MVA，=計(jì)算變壓器各繞組的標(biāo)幺值由＝×（4-5）得＝×＝×＝0.1250＝×＝×＝-0.0083＝×＝×＝0.0667由于一期工程，只有兩臺(tái)主變運(yùn)行。所以，只需考慮2臺(tái)變壓器。主變2的參數(shù)和主一的參數(shù)一樣。等值電路如圖4-1。圖4-1等值電路當(dāng)220kV母線發(fā)生短路時(shí)（f-1點(diǎn)）如圖4-2的計(jì)算圖4-2220kV母線發(fā)生短路時(shí)（f-1點(diǎn)）220KV系統(tǒng)提供的短路電流標(biāo)幺值為：＝＝＝14.29；短路電流周期分量有效值（有名值）：＝14.29×＝14.29××＝3.58（KA）沖擊電流：＝＝3.58×2.55＝9.129（KA）(其中為沖擊系數(shù)，遠(yuǎn)離發(fā)電廠選2.55);短路容量：==14.29×100=1429（MVA）（3）當(dāng)110kV母線發(fā)生短路時(shí)（f-2）如圖4-3時(shí)的計(jì)算圖4-3110kV母線發(fā)生短路時(shí)（f-2）＝＝＋＝0.1250－0.0083＝0.1167＝//＝0.0583＝＋＝0.0700＋0.0583=0.1283110KV系統(tǒng)提供的短路電流標(biāo)幺值為：＝＝＝7.794；短路電流周期分量有效值（有名值）：＝7.794×＝7.794××＝3.919（KA）沖擊電流：＝＝3.919×2.55=9.977（KA）(其中為沖擊系數(shù)，遠(yuǎn)離發(fā)電廠選2.55);（4）當(dāng)10kV母線發(fā)生短路時(shí)（限制電抗前f-3）如圖4-4的計(jì)算圖4-410kV母線發(fā)生短路時(shí)（限制電抗前f-3）＝＝＋＝0.1250＋0.0667＝0.0958＝//＝0.0479＝＋＝0.070＋0.0479=0.117910KV系統(tǒng)提供的短路電流標(biāo)幺值為：＝＝＝8.481；短路電流周期分量有效值（有名值）：＝8.481×＝8.481××＝46.633（KA）沖擊電流：＝＝46.633×2.55=118.914（KA）(其中為沖擊系數(shù)，遠(yuǎn)離發(fā)電廠選2.55);綜上所述，得短路電流表4-6

表4-6短路電流計(jì)算參數(shù)短路點(diǎn)短路電流有名值KA沖擊電流KA220KV3.589.129110KV3.9199.97710KV46.633119.9144.3本章小結(jié)在本章中，當(dāng)在變電站系統(tǒng)中的每個(gè)電壓電平下的母線中發(fā)生三相短路時(shí)，分別計(jì)算流過(guò)的短路電流。這為下一步設(shè)備選擇奠定了基礎(chǔ)。

第5章電氣設(shè)備的選型與校驗(yàn)5.1電氣設(shè)備選擇概述電氣設(shè)備的選擇也是變電站電氣設(shè)計(jì)的最重的要元素之一。該怎么樣正確選擇設(shè)備對(duì)于確保電網(wǎng)和配電設(shè)備的安全性和效率非常重要。在政策規(guī)定，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，操作方便等原則上，應(yīng)該有一些選擇。發(fā)展空間，以滿足電力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)。要想讓電氣設(shè)備既安全又可靠地工作，就要滿足相應(yīng)要求來(lái)選擇，并根據(jù)公式計(jì)算根據(jù)短路狀態(tài)計(jì)算的數(shù)據(jù)，最后確定熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性驗(yàn)證，并在滿足要求的同時(shí)選擇所選擇的。5.2.設(shè)備選擇的選擇條件。5.2.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備具體額定電壓、額定電流等條件見(jiàn)表5-1；表5-1電氣設(shè)備選擇條件額定電壓和最高工作電壓所選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓不低于裝置地點(diǎn)所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。一般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1.15；額定電壓是330～500kV時(shí)是1.1。而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓一般不會(huì)超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.1，因此在選擇電器時(shí)，一般可按電器額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即（5-1）式中——電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電壓（KV）；——電網(wǎng)額定工作電壓（KV）額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度θ0下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。不應(yīng)該小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即（5-2）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備的安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件是否適合該電氣設(shè)備，當(dāng)溫度，風(fēng)速，溫度，海拔，地震等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。機(jī)械荷載所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。5.2.2按短路情況校驗(yàn)校準(zhǔn)的一般原則：選擇器具后，應(yīng)根據(jù)可以通過(guò)的最大短路電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)和熱驗(yàn)證。使用保險(xiǎn)絲保護(hù)的設(shè)備可能不會(huì)熱穩(wěn)定。當(dāng)保險(xiǎn)絲流量有限時(shí)，可以驗(yàn)證動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。保險(xiǎn)絲保護(hù)的變壓器電路可以檢查動(dòng)態(tài)和熱穩(wěn)定性。具體熱穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)等見(jiàn)表5-2；表5-2按短路校驗(yàn)的情況短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)電氣設(shè)備的載流部分在短路電流作用下，也就是短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)電器各部分的溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為：2t≥；（5-3）式中——短路電流熱效應(yīng)；——電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流；T——所選電氣設(shè)備允許通過(guò)的時(shí)間；電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電氣設(shè)備通過(guò)短路電流時(shí)，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生一定的破壞，電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件；（5-4）；（5-5）式中、—短路沖擊電流有效值（KV）、—電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的有效值（KV）短路計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間之和，即＝＋（5-6）：一般取保護(hù)裝置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間絕緣水平在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，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)確定。但所選電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。5.3斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器主要設(shè)備的選型5.3.1斷路器的選擇變電站中的高壓斷路器也是重要的電氣設(shè)備之一：其完美的滅弧性能不僅能夠切換負(fù)載電流的開(kāi)關(guān)，還能夠改變主電纜的運(yùn)行方式和發(fā)生故障。斷路器一般都是

與繼電保護(hù)共同使用，為了能夠中斷短路電流，斷開(kāi)故障線路，確保無(wú)缺陷線路的正常供電和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘的功能。種類真空斷路器和SF6斷路器憑借著可靠性更好這一特色，維護(hù)工作量較少和滅弧性能非常高，所以被經(jīng)常用于各種工作中，普遍受歡迎。因此，35-220kV通常用于戶外無(wú)油斷路器或SF6斷路器。額定電壓的選擇由于選定的電氣設(shè)備，最大工作電壓不得低于連接到現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)的最大工作電壓?；旧?，可以根據(jù)設(shè)備的額定電壓UN不小于安裝現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓的條件來(lái)選擇，即（5-7）式中——電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電壓（KV）；——電網(wǎng)額定工作電壓（KV）額定電流的選擇在各種合理的模式下，它不應(yīng)低于電路的最大連續(xù)工作電流，即（5-8）由下式確定:＝＝（5-9）各母線的最大電流如下表5-3：表5-3各母線的最大電流母線110KV10KV220KVKA＝0.615＝2.8860.615×＋2.886×＝1.36（4）額定開(kāi)斷電流的校驗(yàn)條件為高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流，不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量，前面計(jì)算已知，即表5-4：≥（5-10）

表5-4短路電流周期分量數(shù)據(jù)電壓等級(jí)短路電流周期分量kA220KV3.58110KV3.91910KV46.633查閱相關(guān)資料得出，斷路器的選擇表如表5-5斷路器的選擇表5-5電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）額定開(kāi)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（s）220kVLW-220I22016004010040(3s)0.03110kVSW4-110III110125031.58031.5(4s）0.0510kVSN4-10G/6000106000105300120（5s）0.15斷路器型號(hào)中字母含義：L—六氟化硫（）;S—少油斷路器；W—戶外式等。5.3.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)功能是隔離電壓，打開(kāi)或關(guān)閉小電流，并與斷路器一起使用完成切換操作。隔離開(kāi)關(guān)與斷路器的工程相同。但是，由于隔離開(kāi)關(guān)不用于接通和斷開(kāi)短路電流，因此無(wú)需對(duì)斷路電流進(jìn)行驗(yàn)證。和短路電流。選擇如表5-6表5-6隔離開(kāi)關(guān)的選擇表電壓等級(jí)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（kA）220kVGW11-220(D)220160012550110kVGW5-110Ⅱ（D）11012508031.510kVGN10-10T1060002001055.3.3互感器的選擇1、電流互感器的選擇選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和安裝方式選擇其型式。見(jiàn)表5-8；表5-8電流互感器的選擇條件項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常條件工作（1）一次回路額定電壓應(yīng)滿足：≥（5-11）（2）其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比實(shí)際正常工作電流大1/3左右,一般情況下可按變壓器額定電流的進(jìn)行選擇。（=120000/220=545.45A=181.81A）≥（5-12）（3）二次回路電流﹑二次回路負(fù)荷﹑準(zhǔn)確度等級(jí)﹑暫態(tài)特性﹑二次線圈數(shù)量﹑機(jī)械荷載短路穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)﹑熱穩(wěn)定倍數(shù)承受過(guò)電壓能力絕緣水平﹑泄漏比距環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑相對(duì)濕度﹑污穢﹑海拔高度地震烈度作用電流互感器的作用是將一次回路中的大電流轉(zhuǎn)換為1A或5A的小電流以滿足繼電保護(hù)﹑自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。綜上所述，電流互感器的選擇如表5-9表5-9電流互感器的選擇型號(hào)級(jí)次組合額定電流比熱穩(wěn)定倍數(shù)K動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)K220kvLCW11-220D/D/D/0.54×300/56060110kvLCWD-110D/D/0.52×600/57513010kvLAJ-100.5/D6000/550902、電壓互感器的選擇電壓互感器是把一次回路高電壓轉(zhuǎn)換為100V的電壓,以滿足繼電保護(hù)﹑自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。在并聯(lián)電容器裝置中，電壓互感器除作測(cè)量外，還作為放電元件。電壓互感器需要安裝在每組母線的三相上，結(jié)合我所掌握的資料不足，不能準(zhǔn)確的進(jìn)行選擇類型，只能根據(jù)書上案例類比選出不同電壓下的不同型號(hào)：選擇條件見(jiàn)表5-10；

表5-10電壓互感器的選擇條件項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件額定電壓的選擇：一次回路電壓為了確保電壓互感器在規(guī)定的準(zhǔn)確度下安全運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓U應(yīng)在（1.1-0.9）（電壓互感器一次側(cè)額定電壓）范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足下列條件：1.1>>0.9（5-13）承受過(guò)電壓能力絕緣水平﹑泄漏比距環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風(fēng)速﹑相對(duì)濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度二次回路電壓必須滿足測(cè)量電壓為100V，根據(jù)電壓互感器接線的不同，二次電壓各不同，可根據(jù)電壓互感器的接線方式選擇。電壓互感器各測(cè)額定電壓的選擇可按表5-11進(jìn)行；表5-11電壓互感器額定電壓選擇互感器型式接入系統(tǒng)方式系統(tǒng)額定電壓互感器額定電壓一次繞組/kV二次繞組/V第三繞組/V三相五柱三繞組接于線電壓3-10U100100/3三相三柱三繞組接于線電壓3-10U100無(wú)此繞組單項(xiàng)雙繞組接于線電壓3-35U100無(wú)此繞組單相三繞組接于相電壓3-63U/100/100/3單相三繞組接于相電壓110及以上U/100/100（2）準(zhǔn)確級(jí)和容量的選擇根據(jù)有關(guān)規(guī)定，其準(zhǔn)確等級(jí)要求為0.5級(jí)，供運(yùn)行監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，準(zhǔn)確等級(jí)要求一般為1級(jí)。電壓互感器的額定二次容量S應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷S，即S≥S（5-14）電壓互感器的選擇如表5-12；5.4母線及出線的選擇母線在電力系統(tǒng)中主要扮演傳輸電力的重要角色，也是電力系統(tǒng)的主要接線中必不可少的設(shè)備。在變電站和輸電線路中，所使用的電線是裸露的。所使用的電纜類型因電壓等級(jí)和要求不同而不同。通常根據(jù)以下項(xiàng)目選擇和驗(yàn)證開(kāi)放母線：（1）線材，類型和布置;（2）導(dǎo)線截面;（3）熱穩(wěn)定性;（4）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和其他選擇和驗(yàn)證項(xiàng)目;（5）110kV以上母線需要進(jìn)行電暈檢查表5-12電壓互感器的選擇電壓等級(jí)型號(hào)額定電壓二次額定容量最大容量（VA）一次線圈二次線圈輔助線圈0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)220kV母線JCC-220220/0.1/0.150010002000220kV出線YDR-220220/0.1/0.12204001200110kV母線JCC-110110/0.1/0.15001000200010kV母線JSJW-1010/0.1/0.1/31202004809605.4.1母線材料、類型和布置方式常用的硬母線截面有矩形、槽型和管型。矩形母線常用于35kV及以下，電流在4000A及以下的配電裝置中。另外，由于圓形表面光滑，電暈放電電壓高，因此，可用于110kV及以上配電裝置。不同類型的導(dǎo)線參數(shù)不同，相應(yīng)的技術(shù)效果和成本都需要嚴(yán)格控制。（1）在導(dǎo)線架設(shè)上，會(huì)受到外部環(huán)境的影響，尤其是吉林油田供電公司變電站，從地理位置來(lái)看，全年溫度較低，更需要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度保證導(dǎo)線質(zhì)量。電能通過(guò)導(dǎo)線運(yùn)輸會(huì)發(fā)生電能損失,不過(guò)需要將損失保持在允許值范圍內(nèi)。再加上導(dǎo)線在電流通過(guò)時(shí)，自身溫度會(huì)升高，影響到絕緣效果，也可能造成斷線事故，因此需要保證其使用壽命，不會(huì)發(fā)生熱損壞。（2）控制采購(gòu)成本選擇導(dǎo)線材料、橫截面積、長(zhǎng)度、質(zhì)量等各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，需要盡可能降低電能損耗，也要減少維修頻率，保證其使用壽命，尤其是要根據(jù)國(guó)家規(guī)定，進(jìn)行相應(yīng)的線路投資，避免材料消耗過(guò)大。（3）避免電擊穿一般情況下，導(dǎo)線選擇需要避免出現(xiàn)電擊穿，不過(guò)110kV線路由于橫截面積較大，不需要考慮這一問(wèn)題。5.4.2母線的選擇對(duì)傳輸容量不大的導(dǎo)體，可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。（1）220KV側(cè)母線的選擇；按照最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選擇：根據(jù)表5-3求得的數(shù)據(jù)知220kV側(cè)母線=1.36KA，按最大持續(xù)工作電流選擇查手冊(cè)選LGJ-800型鋼芯鋁絞線，長(zhǎng)期允許載流量為1450A（30℃）。導(dǎo)體載流量的校正系數(shù)見(jiàn)表5-13表5-13導(dǎo)體載流量的校正系數(shù)環(huán)境溫度℃0510152025303540校正系數(shù)1.241.201.151.101.051.000.940.880.81也可以利用公式溫度修正系數(shù)K=（5-20）求得在30攝氏度下的校正系數(shù)===0.94K·I=0.94×1450=1363A>1360A,滿足母線發(fā)熱要求。（2）110KV側(cè)母線的選擇按照最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選擇：根據(jù)表5-1求得的數(shù)據(jù)知110kV側(cè)母線=0.615KA，按最大持續(xù)工作電流選擇查手冊(cè)選LGJ-300型鋼芯鋁絞線，長(zhǎng)期允許載流量為667A（30℃）。K·I=0.94×690=626A>615A,滿足母線發(fā)熱要求。（3）10KV側(cè)母線的選擇按照最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選擇：根據(jù)表5-1求得的數(shù)據(jù)知10kV側(cè)母線=2.886KA，按最大持續(xù)工作電流選擇查手冊(cè)選4XLGJ-400型鋼芯鋁絞線，長(zhǎng)期允許載流量為3240A。K·I=0.94×3240=3045A>2886A,滿足母線發(fā)熱要求。5.5本章小結(jié)電氣設(shè)備的選擇條件包括兩部分：一部分是電氣設(shè)備需要滿足的基本條件，即根據(jù)正常工作條件（最高電壓和最大連續(xù)工作電流）選擇，并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是動(dòng)態(tài)的。根據(jù)短路情況穩(wěn)定;根據(jù)不同電氣設(shè)備的特性選擇和校準(zhǔn)項(xiàng)目。在本章中，首先闡述了電氣設(shè)備的選擇原則。然后根據(jù)選擇選擇符合條件的電氣設(shè)備。第6章無(wú)功補(bǔ)償6.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)母攀鲚^高質(zhì)量的電壓水平可以保證供電系統(tǒng)的無(wú)功平衡。我們進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是因?yàn)殡娫此峁┑臒o(wú)功功率總是不能滿足負(fù)載的需求。為了確保系統(tǒng)能夠運(yùn)行在安全穩(wěn)定的電壓范圍內(nèi)并保障較高的電壓水平，我們需要對(duì)電壓進(jìn)行合理的監(jiān)測(cè)和對(duì)電源進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，220kV變電站無(wú)功功率的電容補(bǔ)償主要是為了補(bǔ)償主變壓器的無(wú)功功率損耗，以及一些線路和負(fù)載的無(wú)功功率損失。變電站集中補(bǔ)償是無(wú)功功率的常用方法。配電網(wǎng)中的補(bǔ)償，主要是用來(lái)補(bǔ)償變電站中的無(wú)功功率的10kV母線側(cè)的集中補(bǔ)償方法。變電站的集中補(bǔ)償裝置主要分為并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器這兩種形式。6.2補(bǔ)償裝置的確定變電站的補(bǔ)償裝置有很多，具體介紹分類如下表表6-1表6-1補(bǔ)償裝置的介紹同步調(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(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無(wú)功功率起無(wú)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(wú)功功率起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。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。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。靜止補(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(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，兩者結(jié)合起來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出無(wú)功功率的靜止補(bǔ)償器。并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置并聯(lián)電容器是無(wú)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。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。由于此次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)220KV的降壓變電站，上述四個(gè)可以通過(guò)補(bǔ)償角度滿足要求，但從維護(hù)和性能的角度來(lái)看，更適合使用并聯(lián)電容器。6.3無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算6.3.1補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量計(jì)算設(shè)要將最后的功率因素補(bǔ)償?shù)?.9，設(shè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)cos為0.9＝（tg－tg）（6-1）＝（-）（6-2）式中：——有功計(jì)算負(fù)荷（KW）tg——補(bǔ)償前用電單位自然功率因數(shù)角正切tg——補(bǔ)償后用電單位功率因數(shù)角正切值（1）110KV側(cè)的補(bǔ)償無(wú)功量＝（-）＝100（-）＝100（0.62-0.48）＝14（MVAR）（2）10KV側(cè)的補(bǔ)償無(wú)功量＝（-）＝40（-）＝40（0.75-0.48）＝10.8（MVAR）6.3.2變壓器補(bǔ)償?shù)淖畲蟮娜菪詿o(wú)功量＝（+）（6-3）（1）110KV一側(cè)補(bǔ)償＝（+）＝（+）×120（==0.400A）＝43（MVAR）所以，110KV側(cè)補(bǔ)償需要的總?cè)菪詿o(wú)功量為：＝＋＝29＋2×43＝115（MVAR）（2）10KV一側(cè)補(bǔ)償＝（+）＝（+）×120=53.70（MVAR）所以，110KV側(cè)補(bǔ)償需要的總?cè)菪詿o(wú)功量為：＝＋＝29.4＋2×53.7＝136.8（MVAR）6.4本章小結(jié)無(wú)功功率補(bǔ)償是確保電壓質(zhì)量的重要因素。在區(qū)域變電站中也非常重要，這有利于改變?cè)搮^(qū)域的電壓質(zhì)量。在本章中，我們重點(diǎn)從該站的條件計(jì)算無(wú)功功率補(bǔ)償容量。選擇并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置

第7章二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1二次系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容二次設(shè)備包括監(jiān)控測(cè)量?jī)x表、控制和信號(hào)裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)程設(shè)備等。在變電站中，雖然一次接線是主體，但為了實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)地輸配電，二次接線也是必不可少的組成部分。特別是對(duì)操作控制而言，二次接線更加重要。電力系統(tǒng)中的元件之間有非常緊密的電或電磁聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)部件失效時(shí)，電氣信息以近似光速的速度向系統(tǒng)傳播。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的功能是自動(dòng)識(shí)別故障并排除故障。換句話說(shuō)，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置是能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)的缺陷或電源系統(tǒng)中的異常工作狀態(tài)作出反應(yīng)的自動(dòng)裝置，并且可以在斷路器被激活時(shí)發(fā)揮作用或者給出指示信號(hào)。7.2繼電保護(hù)配置方案7.2.1變壓器主保護(hù)—縱差保護(hù)接線電流差動(dòng)保護(hù)不僅可以正確區(qū)分范圍內(nèi)外的故障，而且不需要與其他組件一起工作。它可以立即消除環(huán)境中的各種干擾。它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，通常用作主要保護(hù)。差動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的基本原理如圖7-1所示：圖7-1差動(dòng)保護(hù)單相原理圖

7.2.3變壓器瓦斯保護(hù)輕氣體保護(hù)作用于信號(hào)，重氣保護(hù)作用于跳閘或返回信號(hào)。重氣體動(dòng)作將立即切斷連接到變壓器的所有電源，從而避免事故并保護(hù)變壓器。瓦斯保護(hù)接線圖見(jiàn)圖7-2；圖7-2瓦斯保護(hù)原理接線圖①正常運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)，繼電器充滿油，開(kāi)杯浸入油中，處于浮動(dòng)位置，觸點(diǎn)斷開(kāi);擋板因自重而懸掛，接觸也斷開(kāi)。②輕瓦斯保護(hù)：如果變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障，氣體將產(chǎn)生得更慢：當(dāng)氣體上升到儲(chǔ)油柜時(shí)，它將首先積聚在氣體繼電器的上部空間，導(dǎo)致表面脫落和氣體降低開(kāi)杯以關(guān)閉連接，打開(kāi)報(bào)警信號(hào)。③重瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的氣體，并且燃料箱中的壓力突然突然增加，導(dǎo)致大量油流到油枕。當(dāng)油流過(guò)擋板時(shí)，擋板克服彈簧的阻力并驅(qū)動(dòng)磁鐵朝向簧片觸頭向關(guān)閉觸頭的方向移動(dòng)并關(guān)閉跳閘電路以使斷路器跳閘。此外，變壓器保護(hù)的變壓器中間繼電器必須是一個(gè)自保持的中間繼電器。由于重油在油流沖擊下運(yùn)行，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油流量不穩(wěn)定，斷路器跳閘有其固有的動(dòng)作時(shí)間。為了防止由于短時(shí)間關(guān)閉而導(dǎo)致操作不可靠，電流自保持線圈分別與斷路器兩側(cè)的跳閘線圈串聯(lián)。7.2.4主變壓器的后備保護(hù)過(guò)電流保護(hù)本文中使用的保護(hù)如圖7-3所示。限時(shí)過(guò)流保護(hù)通常由兩個(gè)主要部分組成，即啟動(dòng)部件和時(shí)間部件。啟動(dòng)組件是電流繼電器。用以判斷保護(hù)范圍內(nèi)是否有故障，時(shí)間元件就是時(shí)間繼電器，用以建立適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路故障的時(shí)候，短路電流通過(guò)電流互感器TA流入電流繼電器。當(dāng)短路電流大于其設(shè)定值時(shí)，它啟動(dòng)，時(shí)間繼電器通過(guò)接通時(shí)間繼電器的線圈回路作用。在設(shè)定的延遲之后，觸摸該點(diǎn)閉合，信號(hào)繼電器被激活以發(fā)送信號(hào)，并且插座中間繼電器接通跳閘電路以使QF斷路器跳閘，并且故障被移除?？芍?，保護(hù)裝置的工作時(shí)間僅取決于時(shí)間繼電器的工作時(shí)間，即，無(wú)論短路電流如何，保護(hù)裝置的工作時(shí)間總是恒定的，被稱為限時(shí)限制裝置。電流保護(hù)裝置的原因。其整定過(guò)程是先進(jìn)行動(dòng)作電流的計(jì)算，再進(jìn)行動(dòng)作時(shí)限的整定計(jì)算和進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。（2）過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于6.3MVA及以上的電力變壓器，當(dāng)多個(gè)單元并聯(lián)運(yùn)行或運(yùn)行到那個(gè)程度并作為其他負(fù)載的備用電源時(shí)，根據(jù)可能的過(guò)載情況安裝過(guò)載保護(hù)。變壓器的過(guò)載電流大多是三相對(duì)稱的。因此，只需要安裝單相過(guò)載保護(hù)。過(guò)載保護(hù)之后通常是三繞組變壓器兩側(cè)的信號(hào)和過(guò)載保護(hù)的時(shí)間繼電器。圖7-3定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的接線原理7.3線路的保護(hù)220kV，110kV，10kV具體的線路保護(hù)選擇見(jiàn)表7-1表7-1線路的保護(hù)（1）220kV線路保護(hù)220k線路的安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有著相當(dāng)重要的影響，所以，本工程為220kV線路保護(hù)：①高頻保護(hù)②過(guò)電流