阿克蘇220kV變電站初步設(shè)計(jì)

新疆大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）PAGE19摘要本設(shè)計(jì)論述了阿克蘇地區(qū)中心變電所電氣部分電氣設(shè)計(jì)（一次部分）的全過(guò)程，通過(guò)對(duì)變電所主接線的設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，來(lái)確定電氣設(shè)備的型號(hào)，同時(shí)完成變電所防雷及過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，除上述所說(shuō)之外，為了使此次變電所設(shè)計(jì)比較完整，我還對(duì)變電所配電裝置和主變壓器保護(hù)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后此變電所工程比較大，一期工程只建設(shè)了其很少的一部分，我在這里也考慮其以后擴(kuò)建的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：中心變電所；主接線；短路電流；擴(kuò)建AbstractDiscussesthedesignofelectricalsubstationsinAksuPrefecture,centralpartoftheelectricaldesign(firstpart)oftheentireprocess,throughthedesignofthesubstationmainconnection,shortcircuitcurrentcalculation,electricalequipment,dynamicandthermalstabilitytest,todeterminetheelectricalequipmentmodels;simultaneouslyandover-voltagesubstationlightningprotectiondevice;additiontotheabovementioned,theorderforthesubstationdesignmorecomplete,Iamalsothemaintransformersubstationdistributionequipmentandprotectionforisdesigned.Finallytherelativelylargesubstationproject,aprojectonlyasmallpartofitsconstruction,Iwouldlikealsotoconsiderthequestionofitsfutureexpansion.Keywords：CenterSubstation;mainconnection;short-circuitcurrent;expansion目錄摘要 11緒論 11.1設(shè)計(jì)依據(jù) 11.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍 11.3建設(shè)此變電所的必要性及意義 11.4變電所工程建設(shè)需要解決的問(wèn)題及規(guī)模 12變電站的所址選址 22.1阿克蘇地區(qū)水文氣象條件 22.2各所址方案的技術(shù)條件分析比較 22.3推薦所址 33電氣主接線設(shè)計(jì) 43.1電氣主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明 43.2電氣主接線的一般要求 43.3主接線選擇的主要原則 43.4主接線設(shè)計(jì) 53.4.1方案擬定及技術(shù)比較 53.4.2方案的經(jīng)濟(jì)性比較 64主變的選擇 94.1選擇原則 94.2容量計(jì)算 95所用電接線及所用變選擇 116短路電流計(jì)算 126.1短路故障產(chǎn)生的原因 126.2短路故障的危害 126.3短路電流計(jì)算的目的 126.4三相短路電流原則 136.5三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算 137設(shè)備的選擇及動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 167.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 167.1.1電器選擇的一般原則 167.1.2額定電壓 167.1.3額定電流 167.1.4環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響 167.2按短路狀態(tài)校驗(yàn) 167.2.1校驗(yàn)的一般原則 167.2.2短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 177.2.3電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 177.2.4短路計(jì)算時(shí)間 177.3斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇 177.3.1斷路器的選擇: 177.3.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇 197.4互感器的選擇 197.4.1電流互感器的選擇 197.4.2電壓互感器的選擇 207.5設(shè)備選擇 217.6裸導(dǎo)體的選擇 237.6.1一般要求: 237.6.2導(dǎo)體的選擇 237.6.3截面的選擇 238配電裝置 268.1配電裝置的基本要求 268.2配電裝置的設(shè)計(jì)原則 268.3配電裝置的選用 268.4電氣總平面布置 279防雷保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 289.1避雷針 289.2避雷器 299.3變電所的進(jìn)線段保護(hù) 309.4接地裝置 309.5變電所二次系統(tǒng)防雷措施 309.5.1變電站二次設(shè)備防雷保護(hù)的必要性 309.5.2變電站二次設(shè)備防雷保護(hù)設(shè)計(jì)原則 319.5.3二次設(shè)備防雷的具體措施 3110無(wú)功補(bǔ)償 3210.1提高功率因數(shù)的意義 3210.2無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算 3210.3補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量計(jì)算 3211繼電保護(hù)裝置配置 3411.1繼電保護(hù)配置原則 3411.2主變壓器保護(hù)配置 3411.3主變壓器保護(hù) 3512結(jié)束語(yǔ) 36參考文獻(xiàn) 37附錄 38附圖1：電氣主接線圖 38附圖2：平面布置圖 39附圖3：防雷圖 40致謝 411緒論1.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）阿克蘇地區(qū)電力有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)委托書(shū)。（2）新疆電力公司文件，新基[2001]279號(hào)關(guān)于《庫(kù)—阿220千伏送變電工程。初步設(shè)計(jì)審查的意見(jiàn)》。（3）2004年2月9日下發(fā)的基建工作督辦單-第（17）號(hào)。1.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍本變電所為新建變電所,設(shè)計(jì)包括變電所圍墻內(nèi)電氣設(shè)備的一、二次安裝設(shè)計(jì)和土建設(shè)備支架及建筑物的設(shè)計(jì)，除此之外還有所區(qū)道路設(shè)計(jì)、防雷接地、給水系統(tǒng)和綠化規(guī)劃及通訊等，本論文中主要設(shè)計(jì)是電氣部分（一次部分）。1.3建設(shè)此變電所的必要性及意義隨著阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大了對(duì)新疆的投資，許多的工廠、企業(yè)相繼的建立起來(lái)，他們的建成對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)起了極大的推動(dòng)作用，但是同時(shí)使當(dāng)?shù)仉娏π袠I(yè)暴露出許多的問(wèn)題，首要的問(wèn)題就是電力供應(yīng)不足，滿足不了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，所以迫切需要建立一個(gè)新的變電所，來(lái)緩解電力緊張的壓力。此變電所將成為阿克蘇地區(qū)重要的電源點(diǎn)之一，同時(shí)也是南疆電網(wǎng)中一座中間變電所，它的建成投產(chǎn)可滿足阿克蘇地區(qū)電力市場(chǎng)發(fā)展的需求，緩解阿克蘇電網(wǎng)供電壓力，完善阿克蘇電網(wǎng)主網(wǎng)架，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，改善供電質(zhì)量，充分發(fā)揮大電網(wǎng)規(guī)?；?jīng)營(yíng)優(yōu)勢(shì)，遏制地方小電源的重復(fù)建設(shè)，在系統(tǒng)中具有十分重要的意義。1.4變電所工程建設(shè)需要解決的問(wèn)題及規(guī)模該變電所的規(guī)模為:主變壓器容量為2x120MVA；本期上一臺(tái)主變,220kV一期出線一回，連接龜茲的220kV變電站，從其受電；110kV一期出線兩回，分別為蘇中線，蘇瓦線，負(fù)荷總計(jì)27MVA；35kV側(cè)不出線，接無(wú)功補(bǔ)償裝置和所用變，一期上一條母線，最終我們要達(dá)到的規(guī)模是220kV出現(xiàn)六回，110kV出現(xiàn)10回，上兩臺(tái)變壓器，35kV安裝兩條母線。由于特殊的地理環(huán)境，阿克蘇地區(qū)變電站的所用材料要求比較高，在建設(shè)時(shí)，我們考慮的應(yīng)更加長(zhǎng)遠(yuǎn)。

2變電站的所址選址2.1阿克蘇地區(qū)水文氣象條件表2-1工程氣象條件：歷年極端最高氣溫35歷年極端最低氣溫-歷年平均降雨量3平均氣壓941.3hpa歷年最大積雪深度7歷年平均相對(duì)濕度:66%地震基本烈度7度年平均氣溫10年平均雷暴日數(shù)37.2天30年一遇10分鐘最大風(fēng)速30米/秒最大凍土深度52.2各所址方案的技術(shù)條件分析比較在這次選所中，我共初選了兩個(gè)所址，表2—2是對(duì)所址的各個(gè)條件進(jìn)行了優(yōu)劣比較。表2—2所址方案比較序號(hào)項(xiàng)目名稱方案III1所址地理位置及地形地貌位于阿克蘇市城北3.5公里的縣城公路的北側(cè)200m位于阿克蘇市城東南7.2公里的縣城公路邊的的西側(cè)的一塊戈壁荒地2與城鎮(zhèn)規(guī)劃的關(guān)系及與周圍企業(yè)有無(wú)相關(guān)影響不影響城鎮(zhèn)發(fā)展與規(guī)劃。同方案I。3交通運(yùn)輸及所內(nèi)道路與外部連接位于阿克蘇市城北瀝青公路的北側(cè)200m位于阿克蘇市城東南7.2公里4進(jìn)出線走廊110kV進(jìn)出線向北，35kV出線向東，110kV側(cè)出線均有民房，進(jìn)出線不方便。110kV進(jìn)出線向北，35kV不出線向東，進(jìn)出線較為寬闊。2.3推薦所址綜上所述，我推薦方案Ⅱ?yàn)楸咀冸娝?。本方案進(jìn)出線較為方便，交通運(yùn)輸便利，變電所周圍無(wú)電磁干擾。

3電氣主接線設(shè)計(jì)3.1電氣主接線設(shè)計(jì)說(shuō)明主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性。靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級(jí)的線路、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。一個(gè)變電所的電氣主接線包括高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)以及變壓器的接線。因各側(cè)所接的系統(tǒng)情況不同，進(jìn)出線回路數(shù)不同，其接線方式也不同[1]。3.2電氣主接線的一般要求（1）應(yīng)按電源情況、負(fù)荷性質(zhì)、容量大小及鄰近變配電所聯(lián)系等因素確定主接線型式。力求簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)方便，使用靈活，便于發(fā)展。（2）架空進(jìn)線避雷器設(shè)在靠近變壓器的架空進(jìn)線處；電纜進(jìn)線的避雷器設(shè)在進(jìn)線開(kāi)關(guān)后的母線上。（3）一段母線設(shè)一組電壓互感器。當(dāng)分段的單母線在正常運(yùn)行時(shí)不為分段，亦可僅設(shè)一組電壓互感器。（4）設(shè)在母線上的電壓互感器及避雷器可合用一組隔離開(kāi)關(guān)。（5）按電業(yè)局要求必須設(shè)置高壓計(jì)費(fèi)時(shí)，則必須在計(jì)費(fèi)處裝設(shè)電流互感器及電壓互感器專柜。（6）在所區(qū)進(jìn)出線回路上按指示計(jì)量、繼電保護(hù)的要求裝設(shè)電流互感器。（7）單電源的主接線，可以僅在斷路器靠電源側(cè)、裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)或隔離觸頭。（8）在電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)帶電指示裝置。若采用真空斷路器時(shí)，為防止操作過(guò)電壓，應(yīng)在供電變壓器的10～35kV線路上裝設(shè)阻容吸收器或氧化鋅避雷器。3.3主接線選擇的主要原則（1）變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位、作用相適應(yīng)。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用來(lái)確定對(duì)主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。（2）變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，還應(yīng)滿足電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)處理故障的要求。（3）各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所的性質(zhì)，電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況，供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素。（4）近期接線與遠(yuǎn)景接線相結(jié)合，方便接線的過(guò)程。（5）在確定變電所主接線時(shí)要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較。3.4主接線設(shè)計(jì)3.4.1方案擬定及技術(shù)比較表3-1兩種方案的比較方案220kV110kV35kV主變臺(tái)數(shù)方案A雙母線帶旁母雙母線單母線接線2方案B3/2接線雙母線分段雙母線2（1）單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且，母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：可靠性差，母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所用回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全站長(zhǎng)期停電；調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。（2）雙母線接線優(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；檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開(kāi)關(guān)相連得該組母線，其他電路均可通過(guò)另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過(guò)倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。擴(kuò)建方便：向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會(huì)造成原有回路停電。缺點(diǎn)：接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線有短時(shí)停電故障。（3）3/2接線優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，運(yùn)行方便，操作簡(jiǎn)單。任一母線故障或檢修,均不導(dǎo)致停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至在兩組母線同時(shí)故障的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。缺點(diǎn)：造價(jià)高，而二次控制復(fù)雜。（4）雙母線帶旁路母線接線優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)因檢修斷路器而長(zhǎng)時(shí)期停電，挺高了供電的可靠性缺點(diǎn)：設(shè)備多，投資比較大從上述的比較可以看出,四種接線從技術(shù)的角度來(lái)看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比單母線可靠性高，雙母線帶旁路母線比雙母線可靠性更高，3/2接線的可靠性最高。對(duì)于此次建設(shè)的阿克蘇地區(qū)220kV變電站來(lái)說(shuō)，因?yàn)榇俗冸娬臼前⒖颂K地區(qū)的樞紐變電站，所以應(yīng)該選擇可靠性比較高的接線方式，同時(shí)要兼顧建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，所以接線方式選擇如下：35kV側(cè)，我們采用單母線接線，因35kV側(cè)不帶負(fù)荷，不需要供電，這樣可以減少造價(jià)；110kV側(cè)，我們采用雙母線接線即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求；220kV側(cè)，我們有雙母線接線和雙母線帶旁路母線接線兩種方式可選，綜合來(lái)說(shuō)雙母線帶旁路母線的可靠性更高，雖然造價(jià)較高，但符合此次建設(shè)的220kV變電站的要求，所以我們選擇雙母線帶旁路母線接線方式。由上我們可以確定選擇第一種接線方案。此變電站為阿克蘇地區(qū)的樞紐變電站，計(jì)劃220kV出線為6回，110kV出線為10回，35kV不出線僅并聯(lián)補(bǔ)償裝置，現(xiàn)在一期工程為220kV出線1回，110kV出線為2回，最終變電站運(yùn)行時(shí)將于南北疆各個(gè)重要變電站相連，構(gòu)成一個(gè)環(huán)網(wǎng)體系。3.4.2方案的經(jīng)濟(jì)性比較（1）從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進(jìn)行比較表3-2兩種方案在配電裝置上的比較方案項(xiàng)目方案A方案B220kV配電裝置雙母線帶旁路母線3/2接線110kV配電裝置雙母線雙母線分段35kV配電裝置單母線雙母線主變臺(tái)數(shù)22斷路器的數(shù)目220kV913110kV141635kV00隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目220kV3630110kV363635kV00（2）計(jì)算綜合投資Z①(元) （3-1）式中:—為主體設(shè)備的綜合投資,包括變壓器﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開(kāi)關(guān)及配電裝置等設(shè)備的中和投資；a—為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù),一般220取70％,110取90％[1]。②主體設(shè)備的綜合投資如下從實(shí)習(xí)處變電站獲得主變、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)造價(jià)可計(jì)算出兩種方案的初步造價(jià)。表3-3主變壓器參考價(jià)格主變?nèi)萘縈VA主變的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))變壓器的投資(萬(wàn)元)1208202×820＝1640表3-4220kV側(cè)型斷路器參考價(jià)格斷路器的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案A斷路器投資(萬(wàn)元)方案B斷路器的投資(萬(wàn)元)1059×105＝94513×105＝1365表3-5220kV側(cè)型隔離開(kāi)關(guān)的參考價(jià)格隔離開(kāi)關(guān)的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案A隔離開(kāi)關(guān)投資(萬(wàn)元)方案B隔離開(kāi)關(guān)的投資(萬(wàn)元)5.536×5.5＝19830×5.5＝165表3-6110kV側(cè)型斷路器的參考價(jià)格斷路器的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案A斷路器投資(萬(wàn)元)方案B斷路器的投資(萬(wàn)元)6514×65＝91016×65＝1040表3-7110kV側(cè)型隔離開(kāi)關(guān)的參考價(jià)格隔離開(kāi)關(guān)的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案A隔離開(kāi)關(guān)投資(萬(wàn)元)方案B隔離開(kāi)關(guān)的投資(萬(wàn)元)2.536×2.5＝9036×2.5＝90表3-8配電裝置的參考價(jià)格接線方式單母接線雙母線接線3/2接線雙母線分段雙母線帶旁路母線投資(萬(wàn)元)560940250012001800表3-9綜合投資方案A方案B主體設(shè)備總投資(萬(wàn)元)綜合投資(萬(wàn)元)（3）方案的確定技術(shù)性比較：?jiǎn)文妇€接線簡(jiǎn)單，操作控制簡(jiǎn)單，有利于變電站的運(yùn)行。雙母線帶旁路母線接線可靠性較高，能滿足此次設(shè)計(jì)的220kV變電站。所以我選擇方案A。經(jīng)濟(jì)性比較：，方案A投資少，且能滿足技術(shù)的要求。所以，從運(yùn)行費(fèi)用的角度考慮，也應(yīng)選擇方案A。

4主變的選擇4.1選擇原則有相數(shù)，繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)，繞組接線組別，調(diào)壓方式，冷卻方式等，他們的具體內(nèi)容，我在這里就不太詳述了，許多資料上都有，我們可以作為參照，這里我要具體論述的是變壓器容量的計(jì)算。4.2容量計(jì)算本系統(tǒng)中有110kV和35kV兩個(gè)負(fù)荷等級(jí)，但35kV不出線，所以只有110kV為負(fù)荷線路，其中一期出線2回為蘇中線和蘇瓦線，分別連接阿克蘇城市中心變電站和阿瓦提縣的阿瓦提變電站，他們都是一級(jí)負(fù)荷供電質(zhì)量要求比較高。建設(shè)初期估計(jì)了兩線路用電時(shí)的最大負(fù)荷：蘇中線負(fù)荷19.5MVA，蘇瓦線負(fù)荷7.5MVA，總計(jì)27MVA，這條線路的功率因數(shù)分別為。由于國(guó)家近幾年加大了對(duì)新疆建設(shè)的投資，所以新疆的GDP增長(zhǎng)普遍高于全國(guó)水平。阿克蘇地區(qū)的發(fā)展也是非常迅速的，人民生活水平及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展都在穩(wěn)步的提高，用電量也在逐年增加，因此我把阿克蘇地區(qū)的年增長(zhǎng)負(fù)荷由5%提高到7%。此變電所為阿克蘇地區(qū)的中心變電所，地理位置特殊，負(fù)荷余量考慮的年限也應(yīng)該更長(zhǎng)一點(diǎn)，所以我把此變電所的負(fù)荷余量提高到了20年，及20年以后此變電所還能正常的工作，預(yù)計(jì)20年以后此變電所供電負(fù)荷為：按照在負(fù)荷高峰時(shí)一臺(tái)主變壓器出現(xiàn)故障停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)變壓器仍能保證帶全部負(fù)荷的60%，但是此變電所是連接南北疆的樞紐變電所，我們應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)奶岣哌@比例，定位于70%，所以該變電所一臺(tái)主變壓器的容量大約為：需要選擇的變壓器容量從上可以看出，我們應(yīng)該首選容量為100MVA的變壓器，但是我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)此變電所是中心變電所，變壓器的余量應(yīng)該留的更大一些，這樣有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，所以本變電所的主變壓器選擇兩臺(tái)額定容量為120000kVA的變壓器，此容量考慮到10年以后的遠(yuǎn)期規(guī)劃，讓此樞紐變電站在20年以內(nèi)都能正常的運(yùn)行。變壓器選取的型號(hào)為0SFSZ9—120000/220三相三繞組自然油循環(huán)風(fēng)冷戶外有載調(diào)壓自耦電力變壓器，查手冊(cè)，選出的設(shè)備參數(shù)如下表：表4-1主變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)0SFSZ9—120000/220調(diào)壓方式串聯(lián)線圈末端有載調(diào)壓調(diào)節(jié)范圍230±8×1.25%kV額定容量120/120/60MVA額定電壓230/121/38.5kV額定頻率50Hz空載電流(%)0.2空載損耗(kW)60負(fù)載損耗(kW)320相數(shù)三相聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YNa0d11最高工作電壓（kV）高壓/252；中壓/126；低壓/40.5冷卻方式0NAF/0NAN對(duì)應(yīng)額定容量100%、67%短路阻抗%高——中8高——低31.5中——低21表4-2主變壓器適用環(huán)境海拔高度<1000m使用條件戶外最低溫度+40最低溫度-40覆冰厚度10mm污穢等級(jí)Ⅳ級(jí)耐震能力水平加速度：3m/s2；垂直加速度：1.5m表4—3額定負(fù)載情況下的溫升限值繞組平均溫升頂層油溫升鐵心和金屬結(jié)構(gòu)件表面65578這里選擇自耦變壓器器主要是因?yàn)樽择钭儔浩黧w積小、材料小、價(jià)格便宜、效率高等優(yōu)點(diǎn)[5]，十分適合阿克蘇地區(qū)變電所的建設(shè)。

5所用電接線及所用變選擇所用電接線應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。變電所的所用電源，是保證正常運(yùn)行的基本電源，通常不少于兩個(gè)。其引接方式有兩種：一種是從母線側(cè)引入，另一種是從主變低壓側(cè)引入。通過(guò)實(shí)地的考察，因?yàn)楸咀冸娝前⒖颂K地區(qū)的樞紐變電所，它的正常工作關(guān)系到整個(gè)阿克蘇地區(qū)的供電安全，所以設(shè)計(jì)的所用電源為兩個(gè)。本所電源的引入采用通過(guò)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)從低壓側(cè)。從實(shí)習(xí)的這段時(shí)間里，我收集了大量的數(shù)據(jù)，了解到此變電所一月份的所用電量為30kVA，據(jù)此估計(jì)變電所的最高所用電量應(yīng)在80kVA左右，所以所用變壓器的容量我選擇為100kVA，此為新疆特變電生產(chǎn)油浸式變壓器。通過(guò)查手冊(cè)，變壓器的參數(shù)具體如下表：表5—1所用變壓器的參數(shù)型號(hào)高壓(kV)低壓(kV)組別空載損耗(kW)負(fù)載損耗（kW）S9—100/3535×（1±5%）0.4Y，yn00.32.03

6短路電流計(jì)算6.1短路故障產(chǎn)生的原因短路是系統(tǒng)常見(jiàn)的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是電力系統(tǒng)正常情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有設(shè)備原因、氣候原因、人為原因等，我們?cè)谶@里就不一一介紹了，我們主要來(lái)了解一下它所帶來(lái)的危害。6.2短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過(guò)正常工作電流幾十倍甚至數(shù)百倍以上，它會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備造成很大的危害，例如：（1）短路電流的熱效應(yīng)巨大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過(guò)熱而損壞。（2）短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過(guò)大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。（3）短路系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對(duì)用戶帶來(lái)很大影響。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時(shí)電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。（4）不對(duì)稱短路的磁效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不對(duì)稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)。（5）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。6.3短路電流計(jì)算的目的（1）電氣主接線比較與選擇短路電流計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。（2）選擇斷路器等電氣設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求如選擇斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)斷路器的遮斷能力等。（3）為繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試提供依據(jù)在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置，在校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度時(shí)，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或根據(jù)需要計(jì)算單相接地電流等。（4）分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響6.4三相短路電流原則短路電流的計(jì)算通常采用標(biāo)幺值計(jì)算。取，各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。6.5三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算(1）計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值，作出等值電路前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如表6-1：表6-1主變壓器各繞組阻抗電壓百分比繞組高—中高—低中—低阻抗電壓%831.521計(jì)算每個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)：取，計(jì)算變壓器各繞組的標(biāo)幺值由于一期工程，只有一臺(tái)主變運(yùn)行。但是要考慮到以后的長(zhǎng)期建設(shè)，所以這里要選擇兩臺(tái)變壓器進(jìn)行短路電流的計(jì)算，同時(shí)也方便滿足以后斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等設(shè)備的選擇要求。此變電所是受電的源頭是龜茲變，他們的輸電距離大約是150kM，取Ω同理可以算出它的標(biāo)幺值2變的參數(shù)與1變的參數(shù)一致。以下計(jì)算沖擊電流和最大有效值電流時(shí)都取1.8。做出等值電路圖：(2）當(dāng)（f-1）點(diǎn)（220kV母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算有名值：沖擊電流：最大有效值電流：短路容量：(3）當(dāng)（f-2）點(diǎn)（110kV母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算（因?yàn)閮蓚€(gè)變壓器的參數(shù)一樣，我們計(jì)算一個(gè)主變壓器即可）有名值：沖擊電流：最大有效值電流：短路容量：(4）當(dāng)（f-3）點(diǎn)（35kV母線）短路計(jì)算（因?yàn)閮蓚€(gè)變壓器的參數(shù)一樣，我們計(jì)算一個(gè)主變壓器即可）有名值：沖擊電流：最大有效值電流：短路容量：表6-2短路電流表計(jì)算參數(shù)短路點(diǎn)短路電流有名值（kA）沖擊電流（kA）220kV2.225.67110kV2.646.7435kV5.1513.13

7設(shè)備的選擇及動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)7.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備7.1.1電器選擇的一般原則電器選擇原則[1]（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。（4）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。7.1.2額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。因此，在電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇。即（7-1）7.1.3額定電流電氣設(shè)備的額定電流是在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。應(yīng)不小于該賄賂在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即：（7-2）7.1.4環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。7.2按短路狀態(tài)校驗(yàn)7.2.1校驗(yàn)的一般原則（1）電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。（2）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。7.2.2短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定條件。（7-3）式中：—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)、—電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定的電流和時(shí)間7.2.3電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，也稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：（7-4）式中：—短路沖擊電流幅值—電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值7.2.4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：（7-5）一般取保護(hù)裝置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間7.3斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇7.3.1斷路器的選擇:(1）種類采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、斷路器、真空斷路器等。選用少油斷路器，其特點(diǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)，噪聲低。(2）額定電壓和額定電流，（7-6）、——分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；、——分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。由下式確定: （7-7）計(jì)算各等級(jí)側(cè)流過(guò)母線的最大電流：①220kV側(cè)母線建設(shè)的此變電所是地區(qū)中心變電所，我們已經(jīng)知道在20年以后此變電所的容量是122.92MVA，所以一臺(tái)變壓器基本上已經(jīng)滿足供電要求，計(jì)算結(jié)果如下：②110kV側(cè)母線同上可得：③35kV側(cè)母線35kV側(cè)不出線僅接所用變和無(wú)功補(bǔ)償裝置，我們按照所用變?yōu)樽冸娝腥萘康?%，則計(jì)算可得：（3）開(kāi)斷電流選擇校驗(yàn)斷路器的斷流能力,宜取斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間的短路電流,所為校驗(yàn)條件。因此,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，即：（7-8）當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，簡(jiǎn)化計(jì)算可用進(jìn)行選擇，為短路電流值。（4）短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值，即：（7-9）（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)在短路電流過(guò)斷路器時(shí),產(chǎn)生大量熱量,由于來(lái)不及向外散發(fā),全部用來(lái)加熱斷路器,使其溫度迅速上升,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使斷路器觸頭焊住,損壞斷路器。因此產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了斷路器的熱穩(wěn)定電流,例如1s﹑4s的熱穩(wěn)定電流，其物理意義為:當(dāng)熱穩(wěn)定電流通過(guò)斷路器時(shí),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),斷路器各部分溫度不會(huì)超過(guò)國(guó)家規(guī)定的允許發(fā)熱溫度,保證斷路器不被損壞。校驗(yàn)：，（7-10）當(dāng)＞1S時(shí)，可不考慮非周期分量的熱效應(yīng)，只計(jì)周期分量。（7-11）式中：—短路電流周期分量—短路電流周期分量發(fā)熱的等值時(shí)間（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器在閉合狀態(tài)能承受通過(guò)的最大電流峰值,不會(huì)因電動(dòng)力的作用而發(fā)生任何機(jī)械損壞。該最大電流峰值稱為穩(wěn)定電流。（7-12）7.3.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開(kāi)關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。但隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開(kāi)關(guān)不用來(lái)接通和切除短路電流，故無(wú)需進(jìn)行開(kāi)斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。7.4互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器，互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（100，）和小電流（5，1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)等。7.4.1電流互感器的選擇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。（1）種類和型式的選擇電流互感器根據(jù)使用環(huán)境可分為戶內(nèi)式和戶外式,根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂澆注式結(jié)構(gòu)，根據(jù)一次線圈的型式又可分為線圈式和母線式﹑單匝貫穿式﹑復(fù)匝貫穿式。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。（2）一次回路額定電壓的選擇一次回路額定電壓和應(yīng)滿足：（7-13）（3）一次額定電流的選擇當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí),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,以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作，并在負(fù)荷時(shí)有適當(dāng)?shù)闹甘?。電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇。一般情況下可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。（7-14）（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)是對(duì)同一相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部電動(dòng)力校驗(yàn),對(duì)于母線從窗口穿過(guò)且無(wú)固定板的電流互感器可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。由同一相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部電動(dòng)力校驗(yàn)公式為：或（7-15）、——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流及動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠提供。（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)只對(duì)產(chǎn)品本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)。熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為：或（7-16）為電流互感器1s允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流；電流互感器的一次額定電流；電流互感器的一次額定電流的倍數(shù)。7.4.2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的低電壓,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。（1）種類和型式選擇應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇電壓互感器的種類和型式。（2）額定電壓和電流的選擇，（7-17）（3）準(zhǔn)確級(jí)規(guī)程規(guī)定，用于變壓器，所用饋線，出線等回路中的電度表，供所有計(jì)算電費(fèi)的電度表，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，其準(zhǔn)確等級(jí)要求一般為1級(jí)，在電壓二次回路上，同一回路接有幾種不同形式和用途的表計(jì)時(shí)，應(yīng)按要求等級(jí)高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確等級(jí)。7.5設(shè)備選擇表7-1基本參數(shù)基本參數(shù)(kV)(kA)(kA)(kA)(s)()設(shè)備2200.4722.225.672.5＋0.07＝2.57＝12.681100.9452.646.742.5＋0.06＝2.56＝17.84350.1585.1513.132.5＋0.11＝2.61＝69.22其中對(duì)于的計(jì)算我們采用的公式是但是在這里短路時(shí)間tk>1s，不計(jì)非周期熱效應(yīng)。所以我們這里選用計(jì)算短路電流熱效應(yīng)的公式是公式（7-11）表7-1斷路器的選擇斷路器參數(shù)設(shè)備(kV)(A)（kA）（kA）全開(kāi)斷時(shí)間(s)2203150401000.071102000401000.0635160025—0.11校驗(yàn)：由公式（7-8）和（7-9）進(jìn)行校驗(yàn)，斷路器負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)；再由公式（7-10）和（7-11）進(jìn)行斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)所用斷路器符合要求；由公式（7-12）進(jìn)行斷路器的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)所選斷路器符合要求。由上可以得出所選斷路器均符合要求。其中型斷路器為山東泰開(kāi)生產(chǎn)，型短路器為西安開(kāi)關(guān)公司生產(chǎn)。表7-2隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)設(shè)備(kV)(A)極限電流(kA)220250010011012508035125080校驗(yàn)：由公式（7-2）我們來(lái)校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的額定電流，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)所選隔離開(kāi)關(guān)負(fù)荷要求；由公式（7-3）我們來(lái)校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的極限電流是否符合要求，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)所選隔離開(kāi)關(guān)負(fù)荷要求，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，所選的隔離開(kāi)關(guān)均符合要求。表7-3電壓互感器的選擇電壓互感器參數(shù)設(shè)備一次電壓(kV)二次電壓(kV)輔助繞組(kV)最大容量(MVA)JCC—2200.12.0JCC—1100.12.0JDJJ—351.2校驗(yàn)：由公式（7-17），來(lái)校驗(yàn)電壓互感器，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，所選的電壓互感器均符合要求。表7-4電流互感器的選擇電流互感器參數(shù)設(shè)備一次電流A二次電流A10%倍數(shù)熱穩(wěn)定電流LCWB7—220120051560LCWB6—11012005—75LCWD—3560053565由公式（7-13）、（7-14）、（7-15）和（7-16）進(jìn)行校驗(yàn)，具體公式分別、、或和或，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，所選的電流互感器的型號(hào)都符合要求。7.6裸導(dǎo)體的選擇硬導(dǎo)體截面常用的有矩形、槽形、管形和絞線圓形。單條矩形導(dǎo)體截面最大不超過(guò)1250，使用大于電流時(shí)，可將2—4條矩形導(dǎo)體并列使用，矩形導(dǎo)體一般只用于35kV及以下、持續(xù)電流在4000A及以下的配電裝置中；槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般用于35kV及以下，持續(xù)工作電流為4000～8000A的配電裝置中；管型母線一般采用鋁材，特點(diǎn)有：集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，不易發(fā)生電暈等；絞線圓形軟母線，一般用于35kV及以上屋外配電裝置，常用的有鋼芯鋁絞線、組合導(dǎo)線[1]。7.6.1一般要求:（1）裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)下列技術(shù)條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn):①工作電流②動(dòng)穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度③熱穩(wěn)定（2）裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗(yàn):①環(huán)境溫度②日照③風(fēng)速④海拔高度7.6.2導(dǎo)體的選擇導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（＞5000h），傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)傳輸容量不大，可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流來(lái)選擇。7.6.3截面的選擇（1）220kV級(jí)選擇導(dǎo)體因按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面，同時(shí)考慮到以后的擴(kuò)建工程，我們應(yīng)該提高流過(guò)該導(dǎo)體的最大電流。查手冊(cè)：選用LGJ-400/35，70℃時(shí)長(zhǎng)期允許載流量879A，截面為425.24,集膚效應(yīng)系數(shù)取1，環(huán)境溫度最高為40℃完全的滿足條件熱穩(wěn)定校驗(yàn)正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度(7-18)式中：——導(dǎo)體要安裝實(shí)際溫度——長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度我們按55℃來(lái)計(jì)算，查表可以得：C＝前已算得:則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：所以滿足熱穩(wěn)定要求（2）110kV級(jí)選擇導(dǎo)體因按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面查手冊(cè)選用LGJ-630/55，70℃時(shí)長(zhǎng)期允許載流量為1211A，截面為696.22,集膚效應(yīng)系數(shù)取1，環(huán)境溫度最高為40℃熱穩(wěn)定校驗(yàn)正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：查表得：C＝87前已算得:則滿足短路時(shí)最小截面積：滿足熱穩(wěn)定要求。（3）35kV級(jí)選擇導(dǎo)體因按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面選用LGJ-95/20，70℃時(shí)長(zhǎng)期允許載流量為361A，截面為113.96,集膚效應(yīng)系數(shù)取1，滿足要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)正常運(yùn)行時(shí)溫度查表得：C＝95前已算得:則滿足短路時(shí)最小截面積滿足熱穩(wěn)定要求。

8配電裝置8.1配電裝置的基本要求（1）保證運(yùn)行可靠（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8.2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。配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸，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(wú)論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過(guò)電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。8.3配電裝置的選用本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即220kV、110kV、35kV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，35kV采用屋內(nèi)開(kāi)關(guān)柜。本次所設(shè)計(jì)的變電所是地區(qū)性的中心變電所，對(duì)建筑面積沒(méi)有特殊的要求，所以該變電所屋外配電裝置的220kV、110kV電壓等級(jí)均采用普通中型配電裝置。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。8.4電氣總平面布置（1）布置要求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。（2）布置方法本變電所主要由屋外配電裝置，主變壓器、二次室、靜止補(bǔ)償裝置及輔助設(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電壓等級(jí)集中布置，將220kV配電裝置布置在所區(qū)北側(cè)并向東出線；110kV配電裝置布置在所區(qū)西側(cè)并向北出線；35KV配電裝置布置在南側(cè)。主控室布置在35kV配電裝置右方；主控室布置在所區(qū)中央靠下一點(diǎn)的地方。具體平面布置圖見(jiàn)附圖二。變電所以220kV、110kV屋外配電裝置、35kV配電區(qū)的不同功能將全站分成幾個(gè)區(qū)，并通過(guò)所內(nèi)道路將幾個(gè)區(qū)，并通過(guò)所內(nèi)道路將幾個(gè)區(qū)連接起來(lái)，以滿足變電所生產(chǎn)運(yùn)行等功能方面的要求，同時(shí)考慮了變電所擴(kuò)建和遠(yuǎn)期發(fā)展[11]。

9防雷保護(hù)裝置設(shè)計(jì)9.1避雷針避雷針的保護(hù)原理是當(dāng)雷云放電時(shí)使地面電場(chǎng)畸變,在避雷針的頂端形成局部場(chǎng)強(qiáng)集中的空間以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，使雷電對(duì)避雷針?lè)烹?再經(jīng)過(guò)接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免受雷擊。在對(duì)較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí),采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。因此，為了對(duì)本站覆蓋,采用四支避雷針。被保護(hù)變電所總長(zhǎng)初步估計(jì)160m,寬120m,查手冊(cè)，門型架構(gòu)高圖9-1變電所避雷針布置圖我們把此避雷針的布置圖可以分成四個(gè)小塊，只要算出其中的一塊符合要求，說(shuō)明全部都符合要求。我們?nèi)區(qū)進(jìn)行計(jì)算。（9-1）則需要避雷針的高度h:所以我取避雷針的高度是30m,所以p值取1，下面將進(jìn)行驗(yàn)算：首先可以計(jì)算出單支避雷針保護(hù)范圍，公式：（9-2）顯然單支避雷針的保護(hù)范圍不能保護(hù)整個(gè)變電所；其次來(lái)演算兩個(gè)避雷針之間的保護(hù)范圍，我把整個(gè)變電所劃分為四個(gè)區(qū)域，這四個(gè)區(qū)域面積相等，我們就可以只算一個(gè)區(qū)域內(nèi)的避雷針的保護(hù)范圍就可以了。選擇A區(qū)內(nèi)三只避雷針進(jìn)行驗(yàn)算，區(qū)內(nèi)有1、2、4號(hào)三支避雷針，對(duì)保護(hù)的高度:1﹑2號(hào)針之間的高度：1﹑4號(hào)針之間的高度：由上可見(jiàn),對(duì)保護(hù)物的高度是能滿足要求的。對(duì)保護(hù)寬度:1﹑2號(hào)針的保護(hù)寬度:1﹑4號(hào)針之間的寬度:由此可見(jiàn),對(duì)保護(hù)物的寬度也是能滿足要求的。所以,1、2、4號(hào)避雷針是滿足要求的。由于避雷針的擺放是長(zhǎng)方形,。即A區(qū)的三只高度為30m的避雷針能保護(hù)整個(gè)變電所的四分之一，剩下的3區(qū)避雷針的放置如A區(qū)一樣，他們共同工作則就能保護(hù)整個(gè)變電所。具體避雷針保護(hù)范圍圖見(jiàn)附圖三9.2避雷器避雷器是一種過(guò)電壓限制器,它實(shí)質(zhì)上是過(guò)電壓能量的接受器,它與別的保護(hù)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行,當(dāng)作用電壓超過(guò)一定的幅值以后避雷器總是先動(dòng)作，泄放大量能量,限制過(guò)電壓,保護(hù)電氣設(shè)備。在電力系統(tǒng)中廣泛采用的主要是選用氧化鋅避雷器。避雷器的選擇計(jì)算：（1）按額定電壓選擇。220kV系統(tǒng)最高電壓為252kV，查的資料取避雷器的額定電壓為220kV，滿足額定電壓的要求。（2）按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇。220kV系統(tǒng)相電壓為,查表可得選型無(wú)間隙氧化鋅避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓有效值為146kV，滿足持續(xù)運(yùn)行電壓的要求。（3）按標(biāo)稱放電電流選擇。220kV氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流選10kA。經(jīng)檢驗(yàn)型避雷器的其他各項(xiàng)都滿足要求。其他各線段按照上面的要求進(jìn)行校驗(yàn)可得，各等級(jí)電壓的避雷器型號(hào)：35kV等級(jí)，避雷器型號(hào)為:110kV等級(jí)，避雷器型號(hào)為:因此次變壓器所選為自耦變壓器，避雷器的選擇還應(yīng)滿足,主要是為了防止在高壓側(cè)進(jìn)波，若中壓側(cè)先于高壓側(cè)動(dòng)作，可能會(huì)因?yàn)橹衼唫?cè)避雷器允許的通流容量較小而損壞。試中：——中壓側(cè)氧化鋅避雷器的額定電壓，kV；UgbN——高壓側(cè)氧化鋅避雷器的額定電壓，kV；——自耦變壓器的高、中壓繞組之間的電壓比。此變壓器的高壓側(cè)電壓252kV，中亞側(cè)電壓126kV,所以:由此可見(jiàn)，滿足條件。9.3變電所的進(jìn)線段保護(hù)變電站的進(jìn)線段桿塔上裝設(shè)一段(1kM～2kM)避雷線，使感應(yīng)過(guò)電壓產(chǎn)生在lkM～2kM以外，侵入的沖擊波沿導(dǎo)線走過(guò)這一段路程后，波幅值和陡度均將下降，使雷電流能限制在5kV，這對(duì)變電站的防雷保護(hù)有極大的好處9.4接地裝置為了使雷電流暢通的泄入地，，所有防雷設(shè)備都必須有良好的接地，才能起到應(yīng)有的效果，這里就必須用到接地裝置。接地裝置包括接地體和接地線兩部分。（1）接地網(wǎng)待設(shè)計(jì)變電所為長(zhǎng)方形，則接地網(wǎng)也可取為長(zhǎng)方形，若取直徑為48mm，長(zhǎng)為250cm的鋼管作接地體，埋深0.8m,接地體之間連接一般用鍍鋅扁鋼，應(yīng)保證接地地電阻R≤4Ω。（2）接地線接地線是連接接地體和電氣設(shè)備接地部分的金屬部分的金屬導(dǎo)體，一般接地采用截面積不小于4mm*12mm的扁鋼，直徑不應(yīng)小于6mm的圓鋼。9.5變電所二次系統(tǒng)防雷措施9.5.1變電站二次設(shè)備防雷保護(hù)的必要性變電站的二次設(shè)備是在高強(qiáng)度的電磁環(huán)境中運(yùn)行的。在沒(méi)有雷電的情況下，所有高壓設(shè)備的操作，都不可避免地會(huì)對(duì)二次系統(tǒng)產(chǎn)生損害性過(guò)電壓或破壞其信號(hào)流的電磁沖擊，輕則引起系統(tǒng)控制混亂，重則損壞設(shè)備。對(duì)變電站都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。雖然雷電直擊站內(nèi)設(shè)備概率很低，但有可能通過(guò)行波侵入或耦合二次回路感生干擾電壓等途徑對(duì)設(shè)備產(chǎn)生間接的有害影響。此外，當(dāng)雷電擊中站內(nèi)避雷針或鄰近高大構(gòu)件時(shí)，強(qiáng)大的泄放電流引起地網(wǎng)電位升高，有時(shí)會(huì)在各接地點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)大的電位差。而地下敷設(shè)的二次電纜的屏蔽層，會(huì)分流泄放雷電流，在纜芯間以及芯地間產(chǎn)生干擾電壓[12]。9.5.2變電站二次設(shè)備防雷保護(hù)設(shè)計(jì)原則不管雷電從哪種途徑入侵，都必須使它沿盡可能短的路徑泄放到大地，使得放電沖擊的時(shí)間最短，沖擊波及的范圍最小，從而最大限度地降低被波及設(shè)備各端口的電位差和承受時(shí)間。而被保護(hù)的二次設(shè)備和線路，則盡量就地、就近接入等電位系統(tǒng)中。使二次設(shè)備和線路各個(gè)端VI電位盡量相等。這就是變電站二次設(shè)備及電子設(shè)備防雷的基本原則[12]。9.5.3二次設(shè)備防雷的具體措施綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自身能承受過(guò)電壓的能力極低，幾百伏的過(guò)電壓就會(huì)將設(shè)備損壞，因此必須在交流綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的交流回路上裝C級(jí)單相電源避雷器。由于監(jiān)控設(shè)備、電能計(jì)費(fèi)等均需UPS供電保護(hù)，為了保障以上微電子設(shè)備的安全運(yùn)行，需要在UPS電源裝置前端裝C級(jí)電源避雷器。（1）電源部分對(duì)于電源系統(tǒng)的防護(hù)主要是抑制雷電及操作在電源回路上產(chǎn)生的浪涌和過(guò)電壓。對(duì)變電站的二次系統(tǒng)感應(yīng)雷及操作過(guò)電壓采用兩級(jí)防護(hù)(B，C級(jí))。B級(jí)防雷采用具有較大流通容量的防雷裝置?？蓪?0％的雷電流泄散入地，起到初級(jí)保護(hù)的作用，同時(shí)將過(guò)電壓減小到一定的程度，C級(jí)防雷采用具有較低殘壓的防雷裝置，將回路中剩余的雷電流泄散入地，限制過(guò)電壓，使過(guò)電壓減小到設(shè)備能耐受的范圍。（2）信號(hào)部分現(xiàn)在變電站大都是無(wú)人值守。對(duì)一次回路的各種保護(hù)、測(cè)量、控制等信號(hào)通過(guò)光纖、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)或載波向集控站等傳送數(shù)據(jù)。如果采用載波，載波機(jī)與微機(jī)自動(dòng)化裝置的信號(hào)連接線路相對(duì)較長(zhǎng)。當(dāng)變電站或其附近遭受直接雷擊時(shí)，處在LPZOB(沒(méi)有避雷針保護(hù)的非屏蔽建筑物內(nèi)部、有避雷針保護(hù)的建筑物天臺(tái)受保護(hù)部分、避雷線下的電纜等等雷電不易直接擊中的LEMP沒(méi)有衰減空間)區(qū)的通信線路將感應(yīng)出較強(qiáng)的感應(yīng)過(guò)電壓，因此必須在靠近微機(jī)自動(dòng)化裝置的信號(hào)接口端加裝信號(hào)避雷器，同時(shí)處在LPZOB區(qū)并延伸到LPZOA(天空、沒(méi)有避雷針保護(hù)的大樓外部、上面沒(méi)有頂棚覆蓋物的地面等雷電可能會(huì)直接擊中的空間)區(qū)的通信線路非常容易感應(yīng)上雷電過(guò)電壓，也必須加裝信號(hào)避雷器[12]。

10無(wú)功補(bǔ)償10.1提高功率因數(shù)的意義在用電設(shè)備中按功率因數(shù)劃分，可以有以下三類：電阻性負(fù)荷、電感性負(fù)荷、電容性負(fù)荷。在用電設(shè)備中絕大部分為感性負(fù)荷。使用電單位功率因數(shù)小于1。功率因數(shù)降低以后，將帶來(lái)以下不良后果：（1)使電力系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的容量不能充分利用，因發(fā)電機(jī)和變壓器電流是一定的，在正常情況下是不允許超過(guò)的，功率因數(shù)降低，則有功出力將降低，使設(shè)備容量不能得到充分利用。（2)由于功率因數(shù)降低，如若傳輸同樣的有功功率，就要增大電流，而輸電線路和變壓器的功率損耗和電能損耗也隨之增加。（3)功率因數(shù)過(guò)低，線路上電流增大，電壓損耗也將增大，使用電設(shè)備的電壓也要下降，影響異步電動(dòng)機(jī)和其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)變電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，節(jié)省有色金屬，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。10.2無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算對(duì)于直接供電的末端變電所，安裝的最大容性無(wú)功量應(yīng)等于裝置所在母線上的負(fù)荷按提高功率因數(shù)所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量與主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量之和。把總無(wú)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(wú)功容。容性無(wú)功補(bǔ)償容量，規(guī)程要求按主變?nèi)萘康?0%～30%配置，典型設(shè)計(jì)按10%～15%配置。10.3補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量計(jì)算式中：——有功計(jì)算負(fù)荷（kW）——補(bǔ)償前用電單位自然功率因數(shù)角正切——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 這樣計(jì)算容性無(wú)功補(bǔ)償容量占主變?nèi)萘康陌俜謹(jǐn)?shù)為：可以看出容性無(wú)功補(bǔ)償容量在規(guī)程之內(nèi)。在此次設(shè)計(jì)的變電所中，35kV側(cè)不出線，僅作為無(wú)功補(bǔ)償裝置及所用變電源，所以35kV側(cè)將安裝相匹配的無(wú)功補(bǔ)償裝置。過(guò)去在一次變電所中多采用同期調(diào)相機(jī)作為無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。在新設(shè)計(jì)的變電所中，由于具有經(jīng)濟(jì)、維護(hù)和安裝的優(yōu)點(diǎn)，多采用靜止補(bǔ)償裝置作為無(wú)功功率補(bǔ)償,本站也采用靜止補(bǔ)償裝置。

11繼電保護(hù)裝置配置11.1繼電保護(hù)配置原則繼電保護(hù)的詳細(xì)配置原則、技術(shù)要求可參見(jiàn)已出版的《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)：220kV(110kV、35kV、10kV)變電站二次部分》(2007版)[7]11.2主變壓器保護(hù)配置（1）瓦斯保護(hù)：作為變壓器的主保護(hù)，反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障，包括繞組的相間短路，接地短路，