110-35-10KV變電站電氣部分初步設(shè)計

PAGE35-10KV變電站電氣部分初步設(shè)計摘要隨著科學技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，數(shù)字化技術(shù)成為當今科學技術(shù)發(fā)展的前沿，變電站數(shù)字化對進一步提升變電站綜合自動化水平將起到極大促進作用，是未來變電站建設(shè)的發(fā)展方向?；谶@種發(fā)展的需求，該變電站采用EDCS-6200型110kV變電站綜合自動化。利用數(shù)字化技術(shù)來解決目前綜合自動化變電站存在的問題已成為可能。本變電站就是利用數(shù)字化技術(shù)使變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數(shù)字化，并使通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、設(shè)備智能化、運行管理自動化。通過本次設(shè)計，學習了設(shè)計的基本方法，鞏固三年以來學過的知識，培養(yǎng)獨立分析問題的能力，而且加深對變電站的全面了解。關(guān)鍵詞主接線，短路電流，電氣設(shè)備，主變保護，配電裝置，EDCS-6200AbstractAlongwiththescienceandtechnologydevelopment,thenetworkingpopularization,thedigitizedtechnologywillbecomenowthescienceandtechnologydevelopmentthefront,thetransformersubstationdigitizationtofurtherpromotesthetransformersubstationsynthesisautomationleveltogetuptothelimitthebigpromoteraction,isthefuturetransformersubstationconstructiondevelopmentdirection.Basedonthiskindofdevelopmentdemand,thistransformersubstationusesEDCS-6200the110kVtransformersubstationsynthesisautomation.Solvesatpresentusingthedigitizedtechnologytosynthesizetheautomatedtransformersubstationexistencethequestionpossiblytobecome.Thistransformersubstationiscausesthetransformersubstationusingthedigitizedtechnologyinformationgathering,thetransmission,processing,theoutputprocesstodigitizecompletely,andcausesthecorrespondencenetwork,themodelandcommunicationprotocolunitizing,theequipmentintellectualization,themovementmanagementautomation.Throughthisdesign,hasstudiedthedesignessentialmethod,sincetheconsolidatedfouryearshavestudiedtheknowledge,raisestheindependentanalysisquestionability,moreoverdeepenstothetransformersubstationcomprehensiveunderstanding.KeywordsMainwiring,Short-circuitcurrent,Electricalequipment,Thehostchangestheprotection,Powerdistributionequipment,EDCS-6200目錄緒論 1第1章變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇 11.1主接線的設(shè)計原則和要求 11.1.1主接線的設(shè)計原則 11.1.2主接線設(shè)計的基本要求 11.2主接線的設(shè)計 21.2.1設(shè)計步驟 21.2.2初步方案設(shè)計 21.2.3最優(yōu)方案確定 31.3主變壓器的選擇 41.3.1主變壓器臺數(shù)的選擇 41.3.2主變壓器型式的選擇 41.3.3主變壓器容量的選擇 51.3.4主變壓器型號的選擇 51.4站用變壓器的選擇 51.4.1站用變壓器的選擇的基本原則 51.4.3站用變壓器型號的選擇 6第2章短路電流計算 72.1短路計算的目的、規(guī)定與步驟 72.1.1短路電流計算的目的 72.1.2短路計算的一般規(guī)定 72.1.3計算步驟 72.2變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 82.2.1變壓器參數(shù)的計算 82.2.2短路點的確定 82.3各短路點的短路計算 92.3.1短路點d-1的短路計算(110KV母線) 92.3.2短路點d-2的短路計算(35KV母線) 92.3.3短路點d-3的短路計算(10KV母線) 102.3.4短路點d-4的短路計算 102.4繪制短路電流計算結(jié)果表 11第3章電氣設(shè)備選擇與校驗 123.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定 123.1.1一般原則 123.1.2有關(guān)的幾項規(guī)定 123.2各回路持續(xù)工作電流的計算 123.3高壓電氣設(shè)備選擇 133.3.1斷路器的選擇與校驗 133.3.2隔離開關(guān)的選擇及校驗 163.3.3電流互感器的選擇及校驗 173.3.4電壓互感器的選擇及校驗 203.3.5母線與電纜的選擇及校驗 213.3.6熔斷器的選擇 23第4章無功補償設(shè)計 254.1無功補償?shù)脑瓌t與基本要求 254.1.1無功補償?shù)脑瓌t 254.1.2無功補償?shù)幕疽?254.2補償裝置選擇及容量確定 254.2.1補償裝置的確定 254.2.2補償裝置容量的選擇 26第5章變電站配電裝置的設(shè)計 275.1概述 275.2高壓配電裝置的選擇 285.3電氣總平面布置 295.3.1電氣總平面布置的要求 295.3.2電氣總平面布置 305.4本變電站的配電裝置 30第6章EDCS-6200型110kV變電站綜合自動化裝置 336.1EDCS-6200型110kV變電站綜合自動化裝置的結(jié)構(gòu) 336.1.1現(xiàn)地單元層的設(shè)備配置原則 336.1.2主控層硬件設(shè)備的配置 336.1.3站級管理機的軟件功能 346.2.1基本功能 356.2.2附加設(shè)備 36第7章EDCS-6200型綜合自動化裝置的布置 397.1EDCS-6200型110kV綜合自動化裝置的設(shè)備 397.2綜合自動化裝置的附加設(shè)備 417.3110kV變電站的二次設(shè)備的布置 41結(jié)論 43致謝 44參考文獻 45附錄 46緒論電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術(shù)和國防提供必不可少的動力。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計及運行的任務(wù)是：在國民經(jīng)濟發(fā)展計劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動力資源，用較少的投資和運行成本，來滿足國民經(jīng)濟各部門及人民生活不斷增長的需要，提供可靠、充足、質(zhì)量合格的電能。所以在本次設(shè)計中選擇變電站電氣部分的初步設(shè)計，是為了更多的了解現(xiàn)代化變電站的設(shè)計規(guī)程、步驟和要求，設(shè)計出比較合理變電站。根據(jù)設(shè)計要求的任務(wù)，在本次設(shè)計中主要通過變電站電氣主接線、短路電流計算、設(shè)備選擇與校驗、無功補償、主變保護和配電裝置部分的設(shè)計，使我對三年來所學的知識更進一步的鞏固和加強，并從中獲得一些較為實際的工作經(jīng)驗。由于在設(shè)計中查閱了大量的相關(guān)資料，所以開始逐步掌握了查閱，運用資料的能力，又可以總結(jié)三年來所學的電力工業(yè)的部分相關(guān)知識，為我們?nèi)蘸蟮墓ぷ鞔蛳铝藞詫嵉幕A(chǔ)第1章變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。1.1主接線的設(shè)計原則和要求1.1.1主接線的設(shè)計原則考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應(yīng)根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。考慮負荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響對一、二級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負荷不間斷供電；三級負荷一般只需一個電源供電。考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低?？紤]備用量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。1.1.2主接線設(shè)計的基本要求根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴建等要求。可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和二次設(shè)備）在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標志如下：斷路器檢修時是否影響供電；線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；變電站全部停電的可能性。靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：調(diào)度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。檢修安全。可方便的停運斷路器、母線及其繼電器保護設(shè)備，進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。擴建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴建的可能。所以，在設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。經(jīng)濟性可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟合理。投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損失。占地面積小。電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。1.2主接線的設(shè)計1.2.1設(shè)計步驟電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步：擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺數(shù)和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2個技術(shù)上相當?shù)妮^好方案。對2個技術(shù)上比較好的方案進行經(jīng)濟計算。對2個方案進行全面的技術(shù)，經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。1.2.2初步方案設(shè)計根據(jù)原始資料，此變電站有三個電壓等級：110/35/10KV，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線，35KV側(cè)采用單母分段接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段。兩種方案接線形式如下： 圖1.1方案一 圖1.2方案二1.2.3最優(yōu)方案確定技術(shù)比較在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線；方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點：①系統(tǒng)運行、供電可靠；②系統(tǒng)調(diào)度靈活；③系統(tǒng)擴建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：①接線簡單；②操作方便、設(shè)備少等；缺點：①可靠性差；②系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110KV側(cè)采用雙母線接線。在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35KV側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負荷的重要程度，所以，35KV側(cè)采用單母分段接線。經(jīng)濟比較對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35KV、10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110KV側(cè)為采用雙母線接線，35KV側(cè)為單母線形接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。1.3主變壓器的選擇在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟意義。1.3.1主變壓器臺數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺。本設(shè)計變電站有兩回電源進線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進線取得，故選擇兩臺主變壓器。1.3.2主變壓器型式的選擇相數(shù)的確定在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可選用單相變壓器。繞組數(shù)的確定在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負荷，但需要在該側(cè)裝無功補償設(shè)備時，宜采用三繞組變壓器。繞組連接方式的確定變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。結(jié)構(gòu)型式的選擇三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。調(diào)壓方式的確定變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現(xiàn)。無勵磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達30%，且分接頭可帶負荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運行，因為有載分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。1.3.3主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負荷（當Ⅰ、Ⅱ類負荷超過上述比例時）選擇。即（1.1）式中N——變壓器主變臺數(shù)1.3.4主變壓器型號的選擇由所給材料可知：10KV側(cè)35KV側(cè)高壓側(cè)變電站用電負荷為：所以變電站最大負荷為：則：由以上計算，查《發(fā)電廠電氣部分》第481頁，選擇主變壓器型號如下：表1.1主變壓器型號及參數(shù)型號及容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路高中高低中低高中低SFSL1-15000/11012182.5%38.522.5%10.5YN,yn0,d1122.712010.51761.3其容量比為：15000/15000/15000。1.4站用變壓器的選擇1.4.1站用變壓器的選擇的基本原則變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內(nèi)，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的；變壓器的容量必須保證站用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。1.4.3站用變壓器型號的選擇參考《發(fā)電廠電氣部分》第475頁，選擇站用變壓器如下：表1.2站用變壓器型號及參數(shù)型號額定容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(W)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路SC10-200/1020010.5/0.4Y,yn0480186041.3第2章短路電流計算2.1短路計算的目的、規(guī)定與步驟2.1.1短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線時，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，均需進行必要的短路電流計算。在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。2.1.2短路計算的一般規(guī)定計算的基本情況電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。短路發(fā)生在短路電流為最大值時的瞬間。所有電源的電動勢相位角相等。應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。接線方式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。2.1.3計算步驟選擇計算短路點。畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）。將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。求計算電抗。由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值（運算曲線只作到）。計算無限大容量（或）的電源供給的短路電流周期分量。計算短路電流周期分量有名值和短路容量。2.2變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定2.2.1變壓器參數(shù)的計算基準值的選取：，取各側(cè)平均額定電壓主變壓器參數(shù)計算由表1.1查明可知：電抗標幺值為：站用變壓器參數(shù)計算由表1.2查明：系統(tǒng)等值電抗2.2.2短路點的確定此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中110KV進線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：2.3各短路點的短路計算2.3.1短路點d-1的短路計算(110KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡如圖2.2所示：圖2.2d-1點短路等值圖因為所以2.3.2短路點d-2的短路計算(35KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡為：圖2.3d-2點短路等值圖2.3.3短路點d-3的短路計算(10KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡為：圖2.4d-3點短路等值圖2.3.4短路點d-4的短路計算網(wǎng)絡(luò)化簡只需在圖2.4上加站用變壓器的電抗標幺值即可，如下圖所示：圖2.5d-4點短路等值圖2.4繪制短路電流計算結(jié)果表總結(jié)以上各短路點短路計算，得如下短路電流結(jié)果表：表2.4短路電流計算結(jié)果表短路點編號基值電壓基值電流支路名稱支路計算電抗額定電流0S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流0.2短路電流短路電流沖擊值全電流有效值短路容量標幺值有名值標幺值有名值標幺值有名值公式2.55~2.71.52~1.62d-11150.502110kv1.975.020.5082.550.5082.550.5082.556.53.876485.826d-2371.5635kv1.815.60.568.7360.568.7360.568.73622.2813.29529.58d-310.55.510kv4.62550.21611.9040.21611.9040.21611.90430.35518.094206.177d-40.4144.340.4kv254.621443.40.003935.6690.003935.6690.003935.66914.468.6173.731第3章電氣設(shè)備選擇與校驗導體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(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到安全、經(jīng)濟的重要條件。3.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定3.1.1一般原則應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。3.1.2有關(guān)的幾項規(guī)定導體和電器應(yīng)按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計算。表3.1各回路持續(xù)工作電流回路名稱計算公式變壓器回路饋電回路注：等都為設(shè)備本身的額定值。3.2各回路持續(xù)工作電流的計算依據(jù)表4.1，各回路持續(xù)工作電流計算結(jié)果見下表：表3.2各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表回路名稱計算公式及結(jié)果110KV母線Ig.max==82.67A110KV進線Ig.max==89.23A35KV母線Ig.max==259.82A35KV出線Ig.max==58.92A10KV母線Ig.max==454.68A10KV出線Ig.max==51.96A0.4KV母線Ig.max==255.25A3.3高壓電氣設(shè)備選擇3.3.1斷路器的選擇與校驗斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。根據(jù)我國當前制造情況，電壓6－220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：電壓：（3.1）電流：（3.2）開斷電流：（3.3）式中：——斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；

——斷路器的額定開斷電流。動穩(wěn)定：（3.4）式中：——斷路器極限通過電流峰值；——三相短路電流沖擊值。熱穩(wěn)定：（3.5）式中：——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；其中：，由和短路電流計算時間t，可從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁，查短路電流周期分量等值時間t,從而計算出。斷路器的選擇根據(jù)如下條件選擇斷路器：電壓：電流：，各回路的見表3.2。各斷路器的選擇結(jié)果見下表：表3.3斷路器的型號及參數(shù)性能指標位置型號額定電壓（KV）額定電流（A）額定斷開電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）固有分閘時間（s）合閘時間（s）110KV側(cè)OFPI-110110125031.58031.5(3)<0.03變壓器35KV側(cè)HB35361250258025(3)0.060.0635KV出線側(cè)HB35361250258025(3)0.060.06變壓器10KV側(cè)HB-101012504010043.5(3)0.060.0610KV出線側(cè)ZN4-10C1060017.329.417.3(4)0.050.2站用DW5-400380-400400其中：OFPI-110號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第491頁；HB35號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第490頁；HB-10號斷路器見《發(fā)電廠電氣部分》第489頁；ZN4-10C號斷路器見《電力工程電氣設(shè)備手冊—電氣一次部分》第649頁。斷路器的校驗校驗110KV側(cè)斷路器=1\*GB3①開斷電流：=2\*GB3②動穩(wěn)定：=3\*GB3③熱穩(wěn)定：查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁得：則：經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。校驗變壓器35KV側(cè)斷路器=1\*GB3①開斷電流：=2\*GB3②動穩(wěn)定：=3\*GB3③熱穩(wěn)定：查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁得：則：經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。校驗35KV出線側(cè)斷路器此斷路器與35KV變壓器側(cè)斷路器型號相同，且短路電流與校驗35KV變壓器側(cè)斷路器為同一短路電流，則：校驗過程與校驗35KV變壓器側(cè)斷路器相同。校驗變壓器10KV側(cè)斷路器=1\*GB3①開斷電流：=2\*GB3②動穩(wěn)定：=3\*GB3③熱穩(wěn)定：查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁得：則：經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。校驗10KV出線側(cè)斷路器=1\*GB3①開斷電流：=2\*GB3②動穩(wěn)定：=3\*GB3③熱穩(wěn)定：查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第112頁得：則：經(jīng)以上校驗此斷路器滿足各項要求。3.3.2隔離開關(guān)的選擇及校驗隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因為沒有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負荷電流和短路電流。但是它有明顯的斷開點，可以有效的隔離電源，通常與斷路器配合使用。隔離開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較，然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。隔離開關(guān)的選擇根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)：電壓：電流：，各回路的見表3.2。各隔離開關(guān)的選擇結(jié)果見下表：表3.4隔離開關(guān)的型號及參數(shù)開關(guān)編號型號額定電壓(KV)額定電流(A)動穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(s)(KA)110KV側(cè)GW2-1101106005014(5)35KV變壓器側(cè)GW4-353510008023.7(4)35KV出線側(cè)GW8-3535400155.6(5)其中：GW2-110型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁；GW4-35型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁；GW8-35型號隔離開關(guān)見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁；隔離開關(guān)的校驗110KV側(cè)隔離開關(guān)的校驗=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。35KV變壓器側(cè)隔離開關(guān)的校驗=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。35KV出線側(cè)隔離開關(guān)的校驗=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此隔離開關(guān)滿足各項要求。3.3.3電流互感器的選擇及校驗電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次回路電壓：（3.6）式中：——電流互感器安裝處一次回路工作電壓；——電流互感器額定電壓。一次回路電流：（3.7）式中：——電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流；——電流互感器原邊額定電流。當電流互感器使用地點環(huán)境溫度不等于時，應(yīng)對進行修正。修正的方法與斷路器的修正方法相同。準確級準等級是根據(jù)所供儀表和繼電器的用途考慮。互感器的準等級不得低于所供儀表的準確級；當所供儀表要求不同準確級時，應(yīng)按其中要求準確級最高的儀表來確定電流互感器的準確級。=1\*GB3①與儀表連接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與儀表相配合分流器、變壓器的準確級為0.5級，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級為0.5。儀表的準確級為1.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級0.5。儀表的準確級為2.5時，與儀表相配合分流器、變壓器的準確級0.5與儀表相配合的互感器與中間互感器的準確級1.0。=2\*GB3②用于電能測量的互感器準確級：0.5級有功電度表應(yīng)配用0.2級互感器；1.0級有功電度表應(yīng)配用0.5級互感級，2.0級無功電度表也應(yīng)配用0.5級互感器；2.0級有功電度表及3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器。=3\*GB3③一般保護用的電流互感器可選用3級，差動距離及高頻保護用的電流互感器宜選用D級，零序接地保護可釆用專用的電流互感器，保護用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進行校驗計算。動穩(wěn)定校驗：（3.8）式中：——短路電流沖擊值；——電流互感器原邊額定電流；——電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定校驗：（3.9）式中：——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；——短路電流發(fā)熱等值時間；——電流互感器原邊額定電流。——t秒時的熱穩(wěn)定倍數(shù)。電流互感器的選擇根據(jù)如下條件選擇電流互感器：一次回路電壓：一次回路電流：見表3.2。各電流互感器的選擇結(jié)果見下表：表3.5電流互感器的型號及參數(shù)參數(shù)位置型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷(Ω)10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級二次負荷(Ω)倍數(shù)110KV進線側(cè)LB-1102300/50.5/BB/B0.5B2.02.01570183變壓器35KV側(cè)LCW-3515-1000/50.5/30.5/3242286510035KV出線側(cè)LB-35300/50.5/B1/B20.5/0.5/B2B2/B2/B20.5B1B22.02.01555140變壓器10KV側(cè)LBJ-101000/50.5/D1/DD/D0.51D0.5<10509010KV出線側(cè)LA-10300/50.5/31/30.5130.41075135其中：LB-110型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁；LCW-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第194頁；LB-35型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分》第498頁；LBJ-10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第187頁；LA-10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第186頁。電流互感器的校驗110KV進線側(cè)電流互感器=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。變壓器35KV側(cè)電流互感器=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。35KV出線側(cè)電流互感器=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。變壓器10KV側(cè)電流互感器=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。10KV出線側(cè)電流互感器=1\*GB3①動穩(wěn)定：=2\*GB3②熱穩(wěn)定：由校驗斷路器可知：經(jīng)以上校驗此電流互感器滿足各項要求。3.3.4電壓互感器的選擇及校驗電壓互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次電壓：（3.10）式中：——電壓互感器額定一次線電壓，其允許波動范圍為二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況，按《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第118頁、表538進行選擇。準確等級：電壓互感器應(yīng)在那一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定。二次負荷：（3.11）式中：——二次負荷；——對應(yīng)于在測量儀表所要求的最高準確等級下，電壓互感器的額定容量。電壓互感器的選擇由電壓互感器選擇的技術(shù)條件及各側(cè)使用情況：110KV側(cè)：35KV側(cè)：10KV側(cè)：三側(cè)電壓互感器準確等級：1級參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》185頁表5.44，三側(cè)電壓互感器選擇如下表所示：表3.6電壓互感器型號及參數(shù)型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級1級3級單相(屋外式)JCC-11050010002000JDJ-3535000/1001502506001200JDZ-1010000/10080150300500其中：JCC-110型號電壓互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第185頁；JDJ-35型號電壓互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第185頁；JDZ-10型號電流互感器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第184頁。3.3.5母線與電纜的選擇及校驗35KV母線的選擇按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面，35KV最大持續(xù)工作電流查表4.2得，采用鋁母線，由《發(fā)電廠電氣部分》第242頁、圖6.4查得時，經(jīng)濟電流密度則母線經(jīng)濟截面為：（3.14）參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第142頁、表5.14，選擇35KV母線為：（）型矩形鋁母線，平放，允許載流量。因?qū)嶋H環(huán)境溫度，綜合修正系數(shù)，故（3.15）可滿足長期發(fā)熱要求。10KV母線的選擇及校驗按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面10KV最大持續(xù)工作電流查表4-2得，采用鋁母線，由《發(fā)電廠電氣部分》第242頁、圖6.4查得時，經(jīng)濟電流密度則母線經(jīng)濟截面為：參考《發(fā)電廠電氣部分》附表2.1，選用每相2條矩形鋁導體，平方時，集膚效應(yīng)系數(shù)因?qū)嶋H環(huán)境溫度，參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第114頁、表5-17，綜合修正系數(shù)，故時允許電流為：可滿足長期發(fā)熱的要求。熱穩(wěn)定校驗由校驗短路器可知，短路電流周期分量母線正常運行最高溫度為：（3.16）參考《發(fā)電廠電氣部分》243頁、表6.3得：，則母線最小截面為：（3.17）滿足熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定校驗由短路電流計算結(jié)果表查得，短路沖擊電流為：相間距離取（3.21）（3.22）（3.23）由、，參考《發(fā)電廠電氣》圖2.15得：同相條間應(yīng)力為：（3.24）（3.25）,即每跨內(nèi)滿足動穩(wěn)定所必須的最少襯墊數(shù)為2個。實際襯墊距為：滿足動穩(wěn)定的要求。10KV出線電纜的選擇及校驗按額定電壓：按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積S，查表3.2得：參考《發(fā)電廠電氣部分》附表2-4、附表2.6，選擇電纜，時，、。溫度修正系數(shù)（3.26）其中為土壤溫度參考《發(fā)電廠電氣部分》附表2.9及附表2-10得土壤熱阻修正系數(shù),直埋兩根并列敷設(shè)系數(shù)。允許載流量（3.27）滿足長期發(fā)熱要求。3.3.6熔斷器的選擇高壓熔斷器應(yīng)按所列技術(shù)條件選擇，并按使用環(huán)境條件校驗。熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載電流的損害，屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護電力電容器配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護電壓互感器。熔斷器選擇的具體技術(shù)條件如下：電壓：（3.28）限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免因過電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)為電流：（3.29）式中：——熔體的額定電流。——熔斷器的額定電流根據(jù)保護動作選擇性的要求校驗熔體額定電流，應(yīng)保證前后兩級熔斷器之間，或熔斷器與電源側(cè)繼電保護之間，以及熔斷器與負荷側(cè)繼電保護之間動作的選擇性。斷流容量：（3.30）式中：——三相短路沖擊電流的有效值?！蹟嗥鞯拈_斷電流。熔斷器的選擇依據(jù)以上熔斷器選擇的技術(shù)條件，參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》166頁表5-35，35KV和10KV熔斷器如下表所示：表3.8熔斷器的型號及參數(shù)系列型號額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)備注RN2100.51000保護戶內(nèi)電壓互感器RW9-35350.52000保護戶外電壓互感器其中：RN2型號熔斷器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第166頁；RW9-35型號熔斷器見《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》第165頁；第4章無功補償設(shè)計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，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。無功電源不足會使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無功補償。4.1無功補償?shù)脑瓌t與基本要求4.1.1無功補償?shù)脑瓌t根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?0%～20%進行無功補償；分級補償原則，按主變無功損耗減去電纜充電功率確定無功補償?shù)娜萘?；?0KV和110KV側(cè)電壓不能低于標稱電壓；在輕負荷（2%～30%主變?nèi)萘坑嫊r）時由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補償功率近似抵消；4.1.2無功補償?shù)幕疽箅娏ο到y(tǒng)的無功電源與無功負荷，在各種正常及事故運行時，都應(yīng)實行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。在正常運行方式時，突然失去一回線路，或一臺最大容量的無功補償設(shè)備，或一臺最大容量的發(fā)電機（包括失磁）之后，系統(tǒng)無功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運行方式時，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。對于110KV及以上系統(tǒng)的無功補償，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。4.2補償裝置選擇及容量確定4.2.1補償裝置的確定同步調(diào)相機：同步調(diào)相機在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運行時，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，在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機，能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無功功率，進行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機的造價高，損耗大，維修麻煩，施工期長。串聯(lián)電容補償裝置：在長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)定和動穩(wěn)定度。但對負荷功率因數(shù)高（＞0.95）或?qū)Ь€截面小的線路，由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。靜電補償器補償裝置：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?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補償器，與同步調(diào)機相相比較，運行維護簡單，功率損耗小，但相對串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補償裝置，其造價高維護較復雜，一般適用以較高的電壓等級500KV變電所中。并聯(lián)電容器補償裝置：并聯(lián)電容器是無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于本次設(shè)計的變電站為110KV降壓變電站，以補償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟和檢修方面來考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補償裝置。而原始資料可知，補償裝置主要補償負荷的無功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補償裝置。4.2.2補償裝置容量的選擇負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量計算參考《電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算》第202頁，利用電容器改善功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功量為：（4.1）式中：——負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量（Kvar）——母線上的最大有功負荷（KW）——補償前的最大功率因數(shù)角（）——補償后的最小功率因數(shù)角（）——由所需補償?shù)娜菪詿o功值（Kvar/KW）則本站所需補償?shù)臒o功值為：（其中功率因數(shù)是由0.85補償?shù)?.9）電容器型號的選擇參考《電力工程電氣設(shè)備手冊-電氣一次部分》997頁，選擇電容器如下表：表4.1電容器參數(shù)型號額定電壓（KV）額定容量（Kvar/KW）2400第5章變電站配電裝置的設(shè)計5.1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。配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點不同，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：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)進行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小，可減少維護工作量；④房屋建筑投資大。屋外配電裝置的特點：①土建工程量和費用較小，建設(shè)周期短；②擴建比較方便；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)備運行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對設(shè)備維修和操作有影響。成套配電裝置的特點：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)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴建和搬運；③運行可靠性高，維護方便；④耗用鋼材較多，造價較高。配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：1）配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策；2）保證運行可靠，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；5）安裝和擴建方便。配電裝置的設(shè)計原則：1）節(jié)約用地；2）運行安全和操作巡視方便；3）考慮檢修和安裝條件；4）保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運行；5）節(jié)約三材，降低造價；6）安裝和擴建方便。5.2高壓配電裝置的選擇配電裝置的整個結(jié)構(gòu)天寸，是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護和搬運的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對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，都不致使空氣間隙擊穿，屋外配電裝置的安全凈距如表5.1。表5.1屋外配電裝置的安全凈距（mm）符號額定電壓（KV）63110A1200300400650900A2200300400650B1950B2300400500750CD注：110J、22J、330J、500J系指中性點直接接地網(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，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，加上運行維護、搬運和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而確定的。本變電所三個電壓等級：即110KV、35KV、10KV根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》規(guī)定，故本所110KV及35KV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，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動，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。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，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。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗。(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，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點有：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理進出線均帶旁路很方便。缺點：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺，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，兩個回路合用一個間隔，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速，而場地受到限制；3）場地狹窄或需要大量開挖。本次所設(shè)計的變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以該變電所110KV及35KV電壓等級均采用普通中型，配電裝置，而本變電所采用的是軟導線，采用普通中型布置，具有運行維護、檢修且造價低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰，運行可靠，不易誤操作，各級電業(yè)部門無論在運行維護還是安裝檢修，方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗。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)濟性，所以，本次設(shè)計的變電所，適用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最合適的。5.3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、補償裝置及10KV屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成。5.3.1電氣總平面布置的要求(1)分利用地形，方便運輸、運行、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。5.3.2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、補償裝置及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變電所布置中占主導地位，占地面積大，本所有110KV、35KV各電壓等級集中布置，將110KV配電裝置布置在北側(cè)，35KV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應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變位于電壓等級配電中間，以便于高中低壓側(cè)引線的連接，便于運行人員監(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)110KV及主變。110KV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個間隔，間隔寬度為14米，近期出線5個間隔，遠期出線3個間隔，兩個連線間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各一個間隔，電壓互感器和避雷器共占一個間隔。(2)35KV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個間隔，近期出線10個間隔，遠期沒有，臺主變進線各一個間隔，電感互感器及避雷器占一個間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各占一個間隔，間隔寬度為8米。(3)道路因設(shè)備運輸和消防的需要，主控樓、主變110KV、35KV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。在本次設(shè)計中，符號說明如表5.2。表5.2由氣平面布置符號說明名稱符號斷路器隔離開關(guān)變壓器電流互感器支柱絕緣子道路5.4本變電站的配電裝置10KV母線側(cè)的配電裝置設(shè)計本變電站10KV母線側(cè)采用二層單通道單母線分段、出線不帶電抗器的配電裝置配置方式如圖5.1。母線和隔離開關(guān)設(shè)在第二層。為了充分利用第二層的面積，母線呈單列布置，三相垂直排列，鄉(xiāng)間距離為750㎜，用隔板隔開。母線隔離開關(guān)裝在母線下面的敞開小間，二者之間用隔板隔開，以防止事故蔓延第二層中有兩個維護通道，母線隔離開關(guān)靠近通道的一側(cè)，設(shè)有網(wǎng)狀遮攔，以便巡視。第一層布置斷路器和電抗器等笨重設(shè)備，分兩列布置，中間為操作通道，斷路器及隔離開關(guān)均集中在第一層操作通道內(nèi)操作，比較方便。出線電抗器小室與出線斷路器沿縱向前后布置，電抗器垂直布置，下部有通風道，能引入冷空氣，而熱空氣則從靠外墻上部的百葉窗排出。發(fā)電機、變壓器回路采用架空引入，出線采用電纜經(jīng)電纜隧道引出。35KV和110KV型配電裝置設(shè)計根據(jù)上述配電裝置設(shè)計原則，以及所設(shè)計的變電站為建設(shè)在農(nóng)村或地方不受限制的變電站，故35KV和110KV均可采用中型屋外配電裝置，具體布置如圖5.2。35KV側(cè)出線為7回，占地約為8.5~9母，母線相間距離為1.4m或1.5m，間隔寬度為7~8m。110KV側(cè)有兩回進線，導線采用鋼芯鋁絞線，三相水平布置，用懸式絕緣子懸掛在鋼筋混凝土構(gòu)架上。具體布置如圖5.3所示。變壓器采用落地布置，安裝置于鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。避雷器采用低式布置（安裝在0.4m高的基礎(chǔ)上），其余電氣設(shè)備均安裝在高約2~2.5m的混凝土基礎(chǔ)上，電纜溝采用橫向布置（即與母線平行），一般布置在QF和QS之間。7.2綜合自動化裝置的附加設(shè)備(1)計量屏：屏內(nèi)安裝計量電度的電度表，根據(jù)計量要求，可選用普通電度表，復費率表和智能式電子電度表，采用帶通信的復費率表和智能式電子電度表時，不但可分時計度，還可將電度量準確地傳送給主控機和調(diào)度中心。在有源線路較多的電站，采用電子式電度表比較經(jīng)濟。對于示例變電站，采用電子式電度表，共需24個，安裝于兩面標準屏內(nèi)。調(diào)制解調(diào)器：調(diào)制解調(diào)器可采用多通道的，其外殼采用標準的19”機箱，可與通信轉(zhuǎn)換器一道，安裝在1號主控機下方。(3)電源設(shè)備1)直流電源：直流電源在運行時提供各斷路器的操作電源，事故時提供照明電源，110kV變電站對直流電源的可靠性要求很高，一般采用蓄電池屏作直流電源，對于樞紐電站，則應(yīng)選用雙組蓄電池的蓄電池屏。蓄電池的種類，目前以免維護鉛酸蓄電池應(yīng)用較多。蓄電池的容量以100-200Ah為宜，對于示例變電站，可選用160Ah雙組免維護蓄電池屏，整套電源由3面屏組成，一面饋電屏、2面電池屏。2)站用交流電源：站用交流電源由站用變供電，兩臺站用變互為備用，站用變切換電路和配電設(shè)備安裝在交流配電屏內(nèi)，一般變電站，因用電量較小，且用電路數(shù)也不多，站用交流配電設(shè)備只需一面屏。不停電電源設(shè)備(UPS)：EDCS-6000系列單元可用220V直流電源為工作電源，直接由蓄電池屏供電，不需用UPS，但主供層設(shè)備工作電源均為交流220V供電，為使其工作可靠，必須配備不停電電源設(shè)備。不停電電源可采用普通UPS，但如已有直流屏，則選用逆變電源較為經(jīng)濟，且供電時間可很長。對于示例變電站可選一臺2kVA220V/220V的正弦波逆變電源，逆變電源可