【35kV變電站的一次部分設(shè)計（論文）17000字】

PAGE35kV變電站的一次部分設(shè)計摘要本文首先簡要闡述了我們所處的時代對電力工業(yè)發(fā)展的要求日益高漲這一大背景，再點明了電能對于電力工業(yè)的重要作用，介紹了國外變電站發(fā)展的背景，引出了“高電壓、大機組、大電網(wǎng)”的變電站發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢，隨后簡介國內(nèi)的變電站設(shè)計的新趨勢——簡化方案、新式設(shè)備、學科交叉，以及這三者之間相互影響、相互配合的發(fā)展關(guān)系；然后講了選題的目的，即：35kV變電站的廣適性、該設(shè)計符合本人所學專業(yè)，是對本人學術(shù)水平的一次考驗。然后是文章主體部分，共計5個方面。負荷計算環(huán)節(jié)，簡介了負荷的等級、計算方法以及變電站參數(shù)預設(shè)；主變壓器和主接線設(shè)計環(huán)節(jié)，確定了本變電所采用兩繞組的三相變壓器，分段單母線接線法無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在±2×2.5％以內(nèi)，YN，d11接線，強迫風冷；短路電流計算環(huán)節(jié)，我們簡要講述了短路電流計算的作用、產(chǎn)生原因及危害，隨后是短路的分類，再接著闡述了短路電流的計算原則和依據(jù)，隨后確定了8個短路點，分別按照最大運行方式和最小運行方式，對每個短路點計算了三相短路電流周期分量的標幺值和有效值、三相短路全電流沖擊值，和兩相短路全電流沖擊值；其他電氣設(shè)備選取環(huán)節(jié)，我們確定了35kV側(cè)和6kV側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)和電流互感器的型號；最后是防雷接地裝置設(shè)計環(huán)節(jié)，先說明了雷擊的危害，強調(diào)了防雷的必要性，并列舉了幾個常用的防雷接地裝置，隨后對其中部分典型裝置加以計算、挑選，并確定其參數(shù)等。我們由此大綱具體地展開變電站設(shè)計的具體研究內(nèi)容。參考文獻、結(jié)論、致謝以及CAD主接線圖見文章末尾。關(guān)鍵詞：35kV變電站；主變壓器；短路電流；數(shù)據(jù)計算目錄引言 1第1章緒論 21.1背景 21.2選題的目的及主要研究內(nèi)容 21.3本章小結(jié) 2第2章負荷計算 22.1變電站基本參數(shù)預設(shè) 22.2負荷等級的劃分 32.3負荷計算的意義 42.4負荷計算的方法 42.5本章小結(jié) 5第3章主變壓器與主接線的選取 63.1主接線的定義 63.2主接線的基本要求 63.3主接線的一般接線形式 63.4主接線的最終選擇 63.5主變壓器的選定 73.5.1主變壓器臺數(shù)的確定 73.5.2主變壓器容量的確定 83.5.3主變壓器相數(shù)的確定 93.5.4主變壓器繞組數(shù)和繞組形式的確定 93.5.5主變壓器調(diào)壓方式的確定 103.5.6主變壓器冷卻方式的確定 103.6本章小結(jié) 10第4章短路電流計算 114.1短路電流計算的含義 114.2短路電流產(chǎn)生的原因 114.3短路電流的危害 114.4短路的類型 124.5計算短路電流 124.5.1短路電流計算原則 124.5.2短路電流的計算依據(jù) 124.5.3變壓器及線路等值電抗計算 134.5.4短路點的確定 144.5.5各短路點三相短路電流計算 154.6本章小結(jié) 22第5章電氣設(shè)備選擇 235.1電氣設(shè)備選擇標準 235.2電氣設(shè)備選擇 235.2.135kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān) 235.2.26kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān) 245.2.335kV側(cè)電流互感器 245.2.46kV側(cè)電流互感器 255.3本章小結(jié) 25第6章防雷接地保護 266.1防雷與接地保護的目的 266.2主要的防雷接地設(shè)備 266.3本章小結(jié) 27結(jié)論 28參考文獻 29附錄 31引言低電壓變電站，是輸電線路中的重要一環(huán)，它直接和用戶端相連，用戶端所用電能質(zhì)量好壞，與低電壓變電站性能及運行狀況息息相關(guān)。一個變電站的設(shè)計，首先應(yīng)該從確定其基本用途（功能）開始，以此為起點，確定其電壓類型、進出線情況等基本參數(shù)；參數(shù)確定后，就可以展開下一步，討論主變壓器及主接線設(shè)計，確定接線方法；隨后，逐步展開討論短路電流計算、其他電氣設(shè)備選取，以及必要的防雷接地保護措施；最后，將所有信息進行整合，就可以繪制完整的變電站主接線CAD圖了。第1章緒論1.1背景電力相關(guān)科技的發(fā)展，日新月異，其以可觀的速度更新迭代著。電力的發(fā)展，需要以電力工業(yè)作為實體依托，而電力工業(yè)更是在現(xiàn)代化的各行各業(yè)中，起著先行官的前導作用，所以電力工業(yè)和其他各行各業(yè)之間，以及電力技術(shù)和電力工業(yè)之間，都呈現(xiàn)著相互推動、相互制約的發(fā)展關(guān)系。這幾年以來，電力行業(yè)發(fā)展，向電力技術(shù)和電力工業(yè)進一步提出了新的要求——高電壓，大機組，大電網(wǎng)。電能因為其污染小、能量轉(zhuǎn)化形式多樣、能量來源廣泛、適用面廣等特點，國家特別重視它的發(fā)展，以至于每年要為它投入數(shù)以億計的資金和人力物力。而近幾年，隨著各國之間的學術(shù)交流一天天密切，電力工業(yè)技術(shù)也在不斷地推陳出新，電力工程不斷與時俱進地將新技術(shù)融入實際設(shè)計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，比如：能大幅減小線路損耗的特高壓或者超高壓電網(wǎng)、將輸電線路由交流改為直流的直流輸電技術(shù)、對現(xiàn)有的難以直流化改造的交流輸電網(wǎng)采用串聯(lián)補償?shù)拇a技術(shù)等。變電站在電力系統(tǒng)中，仍舊具有著無法撼動的重要地位[1]工程師在設(shè)計思路與設(shè)計方案具體化時，也隨著電力技術(shù)的迭代，研發(fā)了更緊湊、更節(jié)省空間的的線路排布方案，還有更廣闊容量的變壓器等。在我國，電力建設(shè)已經(jīng)發(fā)展了近半個世紀，其發(fā)展趨勢也也越來越明朗：首先是系統(tǒng)容量整體上不斷增加，然后是各項電流幅值不斷升高，還有要求電氣裝置和電力系統(tǒng)的各個參數(shù)隨時間變化的時差越來越小等[2]；而隨著更多的新興電力科技蓬勃興起，比如說高精度設(shè)備制造業(yè)、耐高壓材料制造業(yè)，以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了電力系統(tǒng)的變電技術(shù)跨越式發(fā)展，這更使得我國變電站設(shè)計越來越多地采用更簡單的接線方案，大量采用新式一次設(shè)備，引入先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等等[3]。有需求就有市場?；谖覈冸娬驹O(shè)計的新趨勢，我國制造廠普遍著力于提高電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單化程度，以及改善電網(wǎng)設(shè)備運行可靠性，這使得變電站接線方案越來越簡單化[4]。舉個例子說明，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)越來越先進，發(fā)生故障的可能性大大降低，用于檢查維護的時間顯著減少。對于國外著名廠家，如瑞士的ABB公司，德國的西門子公司，這兩家公司生產(chǎn)的特色產(chǎn)品——超高壓斷路器，其全結(jié)構(gòu)檢修時間，最長可以達到20年一次，而更換其中個別的元器件，也只需要大約15分鐘[5]，比早期同類產(chǎn)品縮短了接近一半用時。除了以上這些，為了更多地把工程的預估投入資金量和施工時間控制在低水平，提高工程的收益水平，無數(shù)有關(guān)部門專家的反復討論，國內(nèi)一小部分變電站在設(shè)計和建造時，已經(jīng)逐漸采用新式的更簡化的接線方案。如今，世界各國越來越多地將地方性電力系統(tǒng)的規(guī)模進一步擴大化，并將其按需合并，像一個個模塊組成一個巨大的組合體一樣，合并成大電網(wǎng)。自從大電網(wǎng)問世，諸多電力系統(tǒng)都在第一時間采用了它，而這種實踐很多次指示出一個行業(yè)現(xiàn)狀：電力系統(tǒng)的整體體量越大，電力的調(diào)度運行就越有足夠的空間來進行優(yōu)化，經(jīng)濟效應(yīng)就越顯著，對線路上出現(xiàn)的事故抵御力就越強。甚至有些發(fā)達國家，都選擇把本國的電力系統(tǒng)相互連接，組成跨國電力系統(tǒng)[6]。電網(wǎng)規(guī)模日益增大的同時，如果不提高電網(wǎng)線路上的電壓，則線路本身的電熱損耗將極其可觀。所以，大電網(wǎng)必須在高壓，甚至特高壓、超高壓電力條件下運行[7]，而如此高的電壓，必須有足夠大規(guī)模的各類機組與之匹配，在減低線路上的電熱損耗的同時，還應(yīng)該確保電能的產(chǎn)出與消耗大致平衡，以期減少電能浪費[7]。故而，高電壓、大機組、大電網(wǎng)這三者之間的關(guān)系可簡述如下：大電網(wǎng)需要高電壓環(huán)境運行，同時其自身也保障了高電壓的運輸；大機組則是在需要高電壓環(huán)境運行的條件下，構(gòu)成了大電網(wǎng)的各個重要節(jié)點，其自身保障著大電網(wǎng)的順利運轉(zhuǎn)。隨著國民經(jīng)濟不斷增長，我國的輕、重工業(yè)，還有農(nóng)耕、林木、畜牧、漁業(yè)等基礎(chǔ)行業(yè)，日益迫切我國電力系統(tǒng)提高供電容量，以滿足上述行業(yè)的生產(chǎn)能源供應(yīng)，所以需要更多的變電所來支持，而35kV變電所則是擴建方案的主流選擇。在設(shè)計時，主要環(huán)節(jié)是選擇電氣主接線方案，只有確定好主接線方案，才能開展選擇接下來的變電所設(shè)備、并把配電裝置在現(xiàn)有電站選址上合理分布，再選定繼電保護裝置等電力單元模塊，確定了上述條件，才能對最終的方案進行成本評估。1.2選題的目的及主要研究內(nèi)容改革開放以來，全國的電力工業(yè)以前所未有的高速度、高質(zhì)量不斷前進，35kV變電所在國家電力系統(tǒng)中的數(shù)量和分布地域，仍然首屈一指。在以220kV變電所為圓心的周邊60km地區(qū)，工程師們會把投建35kV變電所作為首選方案，因為具有很多優(yōu)勢。首先，這種方案降低了施工時的前期資金投入，為國家節(jié)省了一大筆開銷，而且建造花的時間，比選擇更高電壓的變電所縮短了大約30%[8]，大大避免了不必要的工程人力資源占用，而且能夠以更短的時間，通過變電輸送，將電能轉(zhuǎn)化為工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值，進而將建設(shè)成本追平，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益[9]。更重要的是，低壓變電站，其結(jié)構(gòu)、負荷水平，都普遍低于高壓變電站，投入使用后，用于維護、保障變電站運行的人力物力投入，也比高壓變電站低[9]。另外，35kV變電所在整個電力輸送線路上，承擔著很重的權(quán)重，也是鋪設(shè)電網(wǎng)最費時、容錯率最低的環(huán)節(jié)。35kV變電站，在電力系統(tǒng)的發(fā)出端以及用戶之間起到承前啟后的重要作用，它和其后電網(wǎng)中更靠近用戶端的下游設(shè)施，如各類小型變電所、配電柜還有入戶線路等緊密相連，可以說是用戶電能分配的最后一處重要的“物資調(diào)度中心”[10]。因此，以35kV變電所為代表的低壓變電所，其設(shè)計質(zhì)量高低，直接關(guān)系到流經(jīng)本發(fā)電站的電能各項指標是否合格，進一步?jīng)Q定了電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。同時，35kV變電站，其本身的電磁污染、諧波污染也較高電壓的變電站更低，對周邊的線路及人員身體健康影響更小，更能滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量[11]。我們在此選擇35kV變電站設(shè)計作為畢業(yè)選題，不僅因為該變電站設(shè)計涉及到了供電技術(shù)、發(fā)電廠及其設(shè)計、電力系統(tǒng)分析等學科，貼合本專業(yè)（電氣工程及其自動化）所學知識，是對本人學術(shù)水平、設(shè)計能力、計算能力和語言表達能力的一次考驗，而且可以借此機會，對供電系統(tǒng)本身、系統(tǒng)的設(shè)計、運行維護等方面有一個初步認知，這有助于本人積累一定的常識，為步入工作打下良好基礎(chǔ)。本變電站，將從負荷計算（包括確定基本參數(shù)預設(shè)及計算原則）、主變壓器選擇及主接線設(shè)計、短路參數(shù)（包括各個短路點的三相短路電流周期分量的標幺值和有效值、三相短路全電流沖擊值，和兩相短路全電流沖擊值）計算、電氣設(shè)備（包括高壓及低壓側(cè)斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器）選擇，以及防雷接地保護裝置等方面，展開設(shè)計，預期實現(xiàn)簡單、基礎(chǔ)的變電輸送功能。1.3本章小結(jié)本章首先簡要闡述了我們所處的時代對電力工業(yè)發(fā)展的要求日益高漲這一大背景，再點明了電能對于電力工業(yè)的重要作用，由此側(cè)面說明變電站在電網(wǎng)中的重要地位；介紹了國外變電站發(fā)展的背景，引出了“高電壓、大機組、大電網(wǎng)”的變電站發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢，隨后簡介國內(nèi)的變電站設(shè)計的新趨勢——簡化方案、新式設(shè)備、學科交叉，以及這三者之間相互影響、相互配合的發(fā)展關(guān)系；然后講了選題的目的，即：35kV變電站的廣適性、該設(shè)計符合本人所學專業(yè)，是對本人學術(shù)水平的一次考驗，同時也有利于本人立足本設(shè)計展望將來的就業(yè)環(huán)境；最后是主要研究內(nèi)容，共計5個方面，涵蓋了負荷計算、主變壓器和主接線設(shè)計、短路電流計算、其他設(shè)備選取以及防雷接地裝置設(shè)計等，并由此大綱具體地展開變電站設(shè)計的具體研究內(nèi)容。

第2章負荷計算2.1變電站基本參數(shù)預設(shè)變電站，在發(fā)電-輸電-用電這一個鏈條中，承擔著“上達下傳”的任務(wù)[12]，即：把發(fā)電廠發(fā)出，并輸送到本環(huán)節(jié)的電能，調(diào)節(jié)到滿足輸出電壓的預設(shè)指標，再傳入下一環(huán)節(jié)（負荷）。而上述預設(shè)指標怎么確定，則是根據(jù)負荷的生產(chǎn)或生活需要確定。在此，我們首先對預設(shè)的變電站各項指標、參數(shù)，作出說明：1．變電站類型：35kV地方降壓變電站2．電壓等級：35kV/6kV3．負荷預設(shè)：6條10kV出線，最大負荷分別為：80A，70A，95A，90A，50A，60A。4．進線和出線設(shè)置：35kV側(cè)，1條進線，10kV側(cè)，6條出線5．系統(tǒng)情況：（1）35kV側(cè)基準值：Sj=100MVA（2）10kV側(cè)基準值：Sj=100MVA6．線路參數(shù)35kV線路為LGJ-70，長度25km其參數(shù)為：x輸電線路標幺值：X7．電源電抗標幺值計算：Xmax*=8．氣象條件最熱平均氣溫30℃。2.2負荷等級的劃分和計算的意義根據(jù)國標GB50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，按照某臺負荷自身運行時，由于突然中斷供電，造成的對電氣操作人員生命安全和公私財產(chǎn)損失，我們可以把電力負荷分為三級，分類細則見下[13]：（1）一級負荷：因意外事故導致中斷供電，將造成人身傷害甚至傷亡，或中斷供電會使得生產(chǎn)變得不安全、重大產(chǎn)品及重要原材料報廢、生產(chǎn)單位恢復生產(chǎn)需要大量時間以及其他類似屬性的負荷。（2）二級負荷：中斷供電，會造成大量經(jīng)濟財產(chǎn)損失的負荷。如電氣主設(shè)備機械結(jié)構(gòu)損壞、由于全速運行時突然失電導致的大量產(chǎn)品不合格，需要花很長時間才能重新投入生產(chǎn)的負荷。（3）三級負荷：一般電力負荷，只要不是一級、二級負荷者，都是三級負荷[13]。負荷計算具有很重要的意義。首先，它可為供電設(shè)計計算提供基本依據(jù)。計算出的負荷是否合理，對于所選用的用電器和導線電纜的經(jīng)濟性，有直接影響。如果這個預設(shè)值設(shè)定的遠高于正常值，會浪費很多的電能、工程投資還有大量銅等金屬[14]；而設(shè)定的遠低于正常值，會讓用電器和各條導線長期在超負荷條件下運轉(zhuǎn)，白白增加了許多電能損耗，并由此產(chǎn)生極強的熱效應(yīng)，進一步引起線路外包的絕緣層老化，甚至火災(zāi)。需要說明的是，我們在此計算的負荷，是實際負荷的一個溫升等效負荷，只要算出這個負荷，我們就能很容易地比較出，在整個輸電系統(tǒng)里，各個部分負荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)的大小。簡單來說，就能看出來哪個負荷在整個系統(tǒng)里產(chǎn)生的負擔最重，才能選出合適的變壓器和輸電導線；把變壓器和負荷的各項指標定在一個合理的范圍之后，變壓器就能投入運轉(zhuǎn)了，讓電力系統(tǒng)按照預設(shè)性能指標長期運行，同時消耗更少的電能，并讓各個負荷在電壓降很小的狀態(tài)下工作。電流波動越小，則設(shè)備運行效率越大）[14]。此外，實際生產(chǎn)中的負荷，是隨時間變化的，它和設(shè)備性能、數(shù)量、生產(chǎn)操作者的技能以及能源供應(yīng)情況息息相關(guān)，在此聲明，我們所做的負荷計算，只是對實際生產(chǎn)狀況的一種預測、擬合，不能代替運行時的實時數(shù)據(jù)[15]。2.3負荷計算的方法我國最常使用2種辦法確定用電設(shè)備組計算負荷，有需要系數(shù)法、二項式法。需要系數(shù)法在國際上用的比較多，使用難度也最簡單[16]；二項式法用起來局限性大，但計算分支干線的設(shè)備數(shù)較少，而設(shè)備容量差別較大時，選二項式法更好，計算也更簡便。在此說明，本篇論文采用需要系數(shù)法進行負荷計算。主要公式列舉如下：（1）用電設(shè)備組的有功計算負荷：（2-1）式中，為同時系數(shù)，就是設(shè)備組在運轉(zhuǎn)的設(shè)備與全部設(shè)備的容量比；為負荷系數(shù)，就是設(shè)備組的輸出功率與運行的設(shè)備容量之比；為設(shè)備組的平均效率，就是輸出功率與取用功率之比;為配電線路的平均效率，即配電線路的末端功率與首端功率之比，以上各個量的定義，都把最大負荷運行作為背景條件。（2）無功計算負荷為：（2-2）式中，是對應(yīng)于用電設(shè)備組的的正切值。（3）視在功率計算負荷為：（2-3）式中，是用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。（4）計算電流為：（2-4）式中，為用電設(shè)備組的額定電壓。2.4本章小結(jié)本章展開說明了變電站的預設(shè)指標，如：變電站類型、負荷情況、負荷分類、負荷計算意義，確定了計算各參量的方法（需要系數(shù)法），并簡要列舉主要計算公式。

第3章主變壓器與主接線的選取3.1主接線的定義和基本要求電氣主接線，也叫作電氣一次接線圖。該圖上的電路在電力系統(tǒng)中，除了實現(xiàn)匯集、分配電能這一基本功能，還可以輸送預期的功率、為工程師指明哪兩臺或多臺設(shè)備相連通。一般來說，主接線投入使用后，其應(yīng)當符合電力系統(tǒng)對本電站要求的電能供應(yīng)穩(wěn)定性以及產(chǎn)生電能的指標與預期值的相差水平。此外，主接線應(yīng)用的技術(shù)在國際國內(nèi)處于何種水平，建設(shè)花掉的資金和人力成本能不能可控，接線方案投入使用后方不方便維護，其靈活性有沒有為后期改造及維護留下空間，這些都是工程師們需要考慮的事情[17]。主接線的基本要求，主要體現(xiàn)在變電站本身應(yīng)有的實際安裝情況：首先是變電站的電源進線不能交叉重疊；其次是對重要負載的供電線路，必須保證故障率控制在很低的水平，即使發(fā)生斷電也能第一時間啟動備用電源；換句話說，如果一處變電站具有以一級負荷為主的重要負荷，那么就必須保證至少有兩條電源進線，而且要相互獨立，每單獨一條進線都得能完全供應(yīng)整個系統(tǒng)的全部負荷；然后是主接線傳輸?shù)碾娔?，必須和各臺主變壓器的容量相匹配，傳輸過多則浪費電能，過少則不能滿足整套電力系統(tǒng)運行；最后是進出線的回路數(shù)、選用的斷路器采用哪一種備用方式等等。以上這些要求，在落實時，都要保證整套電力系統(tǒng)運行時，不能發(fā)生斷電、過電流等嚴重的生產(chǎn)事故，還要為全系統(tǒng)運行的時候，調(diào)整各部分機組容量、停機檢修等留出操作余地，同時，還要兼顧到運行所消耗的電能。此外，在確定主變壓器的臺數(shù)和容量的時候，也要參照預期的負荷設(shè)定，并留出檢修余地。3.2主接線的一般接線形式及最終選擇電氣主接線有兩種基本形式：有母線接線和無母線接線。細分類型如圖3-1所示。圖3-1電氣主接線的細分類型在此，我們選擇分段單母線接線法，其示例接法見圖3-2。圖3-2分段單母線接線法示例由上圖，我們不妨把分段斷路器QF看作一個普通的開關(guān)，那么它就具有閉合和斷開兩種工作狀態(tài)。當系統(tǒng)正常運行，而且QF閉合，此時我們假定I段母線故障，那么I段母線上的母線繼電器保護（本圖未畫出）會把聯(lián)通I段和II段母線的斷路器QF1，以及WL1、WL2支路上的分段斷路器QF，從整個電路中斷開并分離出來，這樣I段母線部分也從整個電路中分離出來了，這時候，II段母線這部分依然能正常工作，由電源II繼續(xù)向整個系統(tǒng)供應(yīng)電能；當系統(tǒng)正常運行，而且QF斷開，此時我們?nèi)约俣↖段母線故障，那么I段母線上的各條出線（WL1、WL2）都會斷電，而II段母線及其出線仍然正常工作；更重要的是，如果I段母線電源斷開了，I段母線的各條出線還能從II段母線的電源II那里獲得電能；而且，任意一條母線，或者母線上的隔離開關(guān)需要檢修時，我們不用把整個電力系統(tǒng)都停電，只需要把這條母線所在的支路及其回路斷開就行了。分段單母線接線的優(yōu)點是[18]：（1）接線簡單，容易維修，進而能增強線路運行穩(wěn)定性，降低故障率；（2）調(diào)度方便，擴建余量較大；（3）如果出線回路稍多，不用追加很多投資就能保障運轉(zhuǎn)。3.3主變壓器的選定對于一套電力系統(tǒng)來說，只有確定好安裝了幾臺主變壓器，每臺變壓器的容量分別有多大，才能再確定接下來的選用哪種主接線的形式，以及選用哪種結(jié)構(gòu)的配電裝置。3.3.1主變壓器臺數(shù)、容量和相數(shù)的確定確定主變臺數(shù)，其主要參考條件如下[18]：(1)能保證電力系統(tǒng)運行時，如果一臺變壓器損壞，其余變壓器可以在短時間內(nèi)銜接上對系統(tǒng)的供電。此原則適用于安裝了很多一級、二級設(shè)備的變電站。(2)變電站的負荷隨時間變化很大，如白天和晚上、夏季和冬季，需要隨時間調(diào)整各設(shè)備運轉(zhuǎn)強度的變電所，可以安裝兩臺變壓器。(3)普通的車間變電所，可采用一臺變壓器。但是負荷集中且容量相當大的，或者專門為某大型工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施供電的變電所，即使負荷等級較低，也要安裝兩臺及以上的變壓器。(4)人口稀疏地帶的一次變電所，如果中壓側(cè)或低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成成規(guī)模的閉合的輸電網(wǎng)絡(luò)，最好安裝兩臺變壓器。本變電所，屬于以三級負荷為主的較低電壓等級變電所，故選擇安裝一臺主變壓器。變壓器容量的選擇，是為實現(xiàn)其預置功能而服務(wù)的。所以，在一般情況下，單臺變壓器每一兆伏安的花費、系統(tǒng)短路容量（某測量點三相短路時的視在功率）和變電所選址的氣溫高低、日照長短、惡劣天氣是否頻繁等對變壓器工作狀況的考驗，都是影響選擇變壓器容量的因素。選擇時，我們應(yīng)當遵循下面幾條原則[19]：(1)只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量SNT應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要，即≥（4-1）(2)裝有兩臺主變壓器的變電所單獨一臺變壓器的容量應(yīng)滿足以下條件:I單臺變壓器，單獨運行，需要達到計算負荷60%-70%的水平，即（4-2）II在上述情況不變的條件下，應(yīng)滿足所有的一、二級負荷，即（4-3）其中Ⅰ、Ⅱ分別對應(yīng)一、二級負荷。Ⅲ為了給未來5~10年的系統(tǒng)調(diào)整留下余量，我們選擇過負荷能力較小的干式變壓器。在這里，我們說明一下電力變壓器額定容量，其定義是：在一定溫度條件下（例如戶外安裝，年平均氣溫為20℃）的持續(xù)最大輸出容量。另外，需要說明的是，如果安裝地點的年平均氣溫是20℃，則年平均氣溫每升高1℃，變壓器容量相應(yīng)地減少1%。因此，戶外電力變壓器實際容量（出力）為：戶內(nèi)電力變壓器實際容量為：本變電所只有一臺變壓器，6條出線的最大總負荷電流為：計算負荷為：為了給今后發(fā)展留出足夠的余量，我們選用容量為的變壓器。常用的電力變壓器，有單相變壓器和三相變壓器兩種。三相變壓器比單相變壓器多出來許多優(yōu)點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先是三相變壓器更便宜，比機組容量相同的單相變壓器價位偏低20%左右，能節(jié)省更多的建設(shè)資金；其次是體積更小，不占地方，對廠房的占地面積要求也更低；此外，三相變壓器更為節(jié)能，其運行損耗平均能減少12～15％[19]?；谝陨线@些優(yōu)點，我們在330kV及以下的電力系統(tǒng)中，常用三相變壓器。3.3.2主變壓器繞組數(shù)和繞組形式的確定 在電力系統(tǒng)中，常用的變壓器繞組分類，主要有四大類，分別是：雙繞組普通式、三繞組式、自耦式和低壓繞組分裂式等。對于那些只用升高一級電壓的發(fā)電廠，或35kV及更低電壓的變電所，可選擇雙繞組普通式；如果發(fā)電廠需要升高兩級電壓，我們就把高壓、中壓部分用三繞組變壓器聯(lián)絡(luò)起來，剩下的低壓繞組，我們不需要再安裝很多中間裝置來抵消三次諧波[20]，只需要接成三角形連接就可以了。對于那些110kV及更高電壓的變電所，我們也可以采用上述措施，把三繞組變壓器用來聯(lián)系高壓、中壓部分；需要說明的是，當中壓部分作為中性點不直接接地電網(wǎng)時，我們也必須選用普通三繞組變壓器。我們設(shè)計的是35kV（及以下電壓）的變電所，故選用雙繞組普通式變壓器。在國內(nèi)110kV及更高電壓的電力系統(tǒng)，變壓器三相繞組都用“YN”連接；35kV采用“Y”連接，其中性點接地方式，通常選擇消弧線圈；對于35kV以下系統(tǒng)，常用“D”連接。簡要來說，普通雙繞組，用YN，d11接線；三繞組變壓器，一般接成兩種主流形式：YN，y，d11或YN，yn，d11。近幾年來，部分工程師大膽嘗試了將變壓器高、中、低壓三側(cè)都進行星形連接，行內(nèi)把這種連接方式稱之為：全星形接線組。相比于常用的各種接法，這種接線的優(yōu)勢格外突出：表現(xiàn)在較大的零序阻抗能有效降低短路電流幅值，也方便采用中性點消弧線圈接地方案；但與優(yōu)點相伴，其缺點也更加明顯：電力系統(tǒng)輸出的正弦波電壓質(zhì)量明顯下降，電壓波形總是偏離預期，使得系統(tǒng)內(nèi)的通信設(shè)備工作受到較大干擾，同時也限制了繼電保護整定的精準性和快速反應(yīng)能力[20]。我們設(shè)計的是35kV（及以下電壓）的變電所，采用了雙繞組普通式變壓器，故而可以選用YN，d11接線。3.3.3主變壓器調(diào)壓方式和冷卻方式的確定電能和人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。由于人類生產(chǎn)活動并不是時刻都很劇烈，也不是一直沉寂著，對于電能的需求自然也會出現(xiàn)類似于正弦函數(shù)一樣的波峰期、波谷期。作為電能產(chǎn)生和輸送途徑的上游、中游環(huán)節(jié)，發(fā)電廠、變電站，必須有充足的能力調(diào)整本系統(tǒng)內(nèi)機組投入電能生產(chǎn)的容量多少。而調(diào)節(jié)的主要方式，則是采用分接頭開關(guān)來切換變壓器。這種開關(guān)，其功能，類似于我們熟知的“單刀雙擲開關(guān)”，就是開關(guān)的活動端接觸到不同支路的觸頭，則切斷原支路，激活新支路，從而實現(xiàn)電路功能的轉(zhuǎn)換。為了貼合用電負荷變化的動態(tài)節(jié)奏，及時調(diào)整電壓，我們的工程師往往會改變變壓器高壓繞組匝數(shù)，從而改變其與中壓側(cè)、低壓側(cè)的匝數(shù)比[21]。切換方式有兩種：不帶電壓切換，和帶負荷切換。前者也叫無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍常在±2×2.5％以內(nèi)，雖然調(diào)壓范圍很小，但是其花費比后者更低；后者也叫有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達30％，比前者提高了很多，但是因為這種調(diào)壓的裝置結(jié)構(gòu)復雜，所以價位偏高。變電所在以下幾類情況，可以選擇有載調(diào)壓變壓器：（1）區(qū)域性的、或者生產(chǎn)單位內(nèi)部專用的變電所，每天的負荷波峰波谷差值很大的，而且要求電能質(zhì)量長期保持穩(wěn)定的；（2）330kV及以上變電站，為了把中、低壓電壓水平控制在某個參數(shù)值附近，且正負誤差要求控制在極小范圍內(nèi)的；（3）110kV及以下的無人值班變電站，需要通過遠程控制來調(diào)節(jié)電壓的。我們設(shè)計的是35kV（及以下電壓）的變電所，且設(shè)計需求的日負荷變化較小，故采用無激磁調(diào)壓。變壓器的冷卻方式有很多，在實際生產(chǎn)中用的最多的主要有：自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、六氟化硫充氣式變壓器等。為了把變電站的經(jīng)濟消耗降到最低水平，同時保證正常的運轉(zhuǎn)，我們選擇強迫風冷。3.4本章小結(jié)本章先闡述了主接線的定義和基本選擇原則，隨后確定了主接線形式、主變壓器的臺數(shù)、繞組數(shù)和調(diào)壓方式等重要參數(shù)。最終結(jié)果如上所述，本變電所采用：兩繞組的三相變壓器，分段單母線接線法無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在±2×2.5％以內(nèi)，YN，d11接線，強迫風冷。

第4章短路電流計算4.1短路電流計算的作用、產(chǎn)生原因及危害電路在運行時，常常由于元器件或線路的自身故障，以及少量的連接錯誤，而產(chǎn)生很大的過電流。過電流的破壞性很大，這是由于電流的幅值很大，其產(chǎn)生的熱效應(yīng)就大，能在極短的時間就在器件局部產(chǎn)生很高的溫度，從而燒壞器件，破壞電路正常的運行。而短路電流計算，就能大致判斷過電流的情況，對過電流產(chǎn)生的可能的破壞進行預估，從而把短路的危害降到最低，控制住故障的范圍和程度；而計算所得的數(shù)據(jù)，也能幫助工程師們了解電氣設(shè)備隨溫度變化，自身的零部件運轉(zhuǎn)情況，以及確定繼電保護等裝置的預設(shè)參數(shù)，同時也為主接線設(shè)計劃定了范圍[22]。短路是一種電氣現(xiàn)象，通俗解釋就是在電氣線路上，不該有導線的導電部分（銅芯、鋁芯等）導通或接觸的地方，發(fā)生了上述情況，導致電流幅值在極短時間內(nèi)大幅增加，如：負載與電源兩端被導線連通。短路很常見，其產(chǎn)生原因也有很多，主要可以歸納為以下幾個方面：（1）元器件損壞。由于設(shè)備內(nèi)部線路較長，加之系統(tǒng)散熱功能較弱，長期的熱效應(yīng)將線路絕緣層烘烤至損壞，或者安裝人員接線時失誤，劃破絕緣層所引起的。（2）惡劣天氣破壞。如雷電災(zāi)害的電弧、大風搖晃線路造成機械性損傷、太陽高溫烘烤導致局部絕緣層熔化損壞等。（3）人為破壞。如工程師不按照規(guī)范，強行帶電操作，如帶負荷拉閘、運行人員的誤操作，小偷偷電線，以及軍事上的碳纖維彈彈片落入供電密集地帶等。（4）其他原因。如施工機械粗放操作挖斷電纜，鳥獸風箏橫跨在兩根帶電導線的裸露處，或者電池正極和負極被連在一起等等。短路電流主要有三相短路、兩相短路等。因為短路電流幅值巨大，放電時間很短，經(jīng)常會伴有電弧，其主要危害如下[22]：（1）危害設(shè)備及人員安全：短路電流巨大的熱效應(yīng)，會集中在短路元件，由于難以在短時間內(nèi)把熱量散掉，降溫至元件正常工作溫度范圍內(nèi)，所以會燒壞該元件；如果是核心元件損壞，那么整臺設(shè)備就徹底癱瘓；同時，高溫可能導致局部爆炸，傷害周圍人員。（2）高溫和電學力的危害：除了（1）中所述的高溫對元件及線路絕緣層有害之外，由于通電導線會產(chǎn)生磁場，其臨近通電線路在磁場中發(fā)生受到震動會切割該磁場，產(chǎn)生安培力；而短路電流本身數(shù)值巨大，由公式可知，其受到的安培力也很大，這就可能損傷絕緣層，造成短路隱患甚至是直接引發(fā)短路。（3）破壞生產(chǎn)和生活秩序：由于短路時，電流的通路上缺乏有效的阻抗來限流，所以會大幅度降低系統(tǒng)的電壓，破壞變電站下游的電力用戶供電，進而導致設(shè)備、用電器等停轉(zhuǎn)，引起生產(chǎn)線上產(chǎn)品報廢、燒壞電動機或者大型計算機重要數(shù)據(jù)丟失等等不良后果。（4）引發(fā)全系統(tǒng)故障：短路時，由于線路上電流突然增大，會引起系統(tǒng)功率分布突變、系統(tǒng)電壓大幅度下滑，進而使得各變電站并聯(lián)運行不穩(wěn)定，進而使整個系統(tǒng)解列。4.2短路的類型短路類型，主要分類如下：（1）三相短路：電壓電流大小和相對稱，這種短路的破壞面覆蓋整個系統(tǒng)的帶電線路，在各種短路中的危害最大。（2）兩相短路：非故障相電流為0，兩個故障相電壓相等，電流等大反向。?（3）單相接地：發(fā)生的幾率在各種短路中最大，三相電壓和為0，電流和為0。（4）兩相短路接地：其特點和兩相短路一樣。其中需要說明的是，除三相短路外，其他短路，都是不對稱的短路，每相電流和電壓兩兩之間，數(shù)值不相等，相角也不同。4.3計算短路電流4.3.1短路電流計算原則和依據(jù)短路電流計算原則如下：（1）對于3~35kV電網(wǎng)中短路電流的計算，可以認為110kV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大，只要計算35kV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗[23]。（2）在計算高壓用電器的短路電流時，只需考慮發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻；對于架空線和電纜，只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻，一般只計電抗，忽略電阻。（3）實際計算都以三相短路為計算條件。這是因為單相或二相短路的電流都小于三相短路電流，而能分斷三相短路電流的裝置，一定能夠分斷單相或二相短路的電流。（4）對于有兩個及以上的電壓等級系統(tǒng)，用標么值計算法比實際值方法更好用?；谏鲜鲈瓌t，我們采用標幺值法計算短路電流。而確定了短路電流的計算原則之后，接下來我們要確定一些計算的數(shù)據(jù)，作為計算依據(jù)。（1）原始數(shù)據(jù)我們已經(jīng)進行了一部分前置計算，基于上述這些計算，并結(jié)合一些資料，我們決定：選用S9-10000/35型變壓器，容量為10000，電壓為35×3±2.5%，阻抗電壓。35kV電源進線25km，選用LGJ-70型導線（鋼芯鋁絞線），系統(tǒng)基準容量100，電抗標幺值在最大運行方式取，在最小運行方式取。（2）短路計算假設(shè)條件從起始態(tài)到短路穩(wěn)態(tài)，短路電流變化過程比較復雜，這是因為影響短路電流的因素較多。我們在選擇計算方法時，應(yīng)當把變電站建設(shè)對數(shù)據(jù)精確度的要求擺在首位，必要時采用一些假設(shè)條件，快速算出短路電流的數(shù)值。我們常用的一些假設(shè)條件如下[23]：（Ⅰ）系統(tǒng)在三相對稱條件下無異常工作。（Ⅱ）對于大電網(wǎng)中末端負荷線路的計算，不計負荷電流影響；對于小的電網(wǎng)，則考慮之；在短路電流計算中，可按綜合負荷考慮。（Ⅲ）短路時，變壓器鐵芯飽和，其電抗大小不受電流幅值影響。（Ⅳ）不計輸電線路的電容。（Ⅴ）在研究對象系統(tǒng)中，其綜合電阻若小于綜合電抗的1/3，則略去不計。經(jīng)過上述過程的簡化，我們把復數(shù)運算，轉(zhuǎn)化成代數(shù)運算，計算難度降低了。4.3.2變壓器及線路等值電抗計算（1）電源阻抗標幺值：（2）35kV線路阻抗標幺值：查有關(guān)工程資料，可以發(fā)現(xiàn)：35kV的LGJ-70型導線的每千米電抗值，那么25km線路的電抗標幺值為：變壓器等值電抗標幺值：（4）出線負荷電抗標幺值：10kV低壓側(cè)有6條架空線，每條線之間的平均距離為，有關(guān)數(shù)據(jù)見表4-1。表4-1架空線數(shù)據(jù)編號導線型號長度（km）最大負荷電流（A）導線每千米電抗值（查表可得）L-1LGJ—5010 80 0.368L-2LGJ—508700.368L-3LGJ—7010950.358L-4LGJ—7015900.358L-5LGJ—355500.380L-6LGJ—359600.380各出線線路電抗標幺值為：4.3.3短路點的確定為了計算，我們需要選取一些短路計算點，選取的依據(jù)是：選用常用的接線方式，找出流經(jīng)觀察對象支路上各個觀測點的短路電流幅值，并以斷路器為界，比較其前后觀測點位的計算值，其中較大的，這就是我們要找的短路計算點。對于高壓電路，總電抗遠大于總阻抗，所以我們可以只算電抗，不算阻抗[23]。由前文所述可知，系統(tǒng)基準容量是100，為了計算系統(tǒng)最大運行和最小運行方式的短路電流，我們設(shè)35kV母線短路點為K1，10kV母線的則為K2，10kV負荷出線端6個短路點分別為：K3，K4，K5，K6，K7，K8。詳細短路點見下圖4-1：圖4-1短路點等效電路圖見圖4-2。圖4-2等效電路圖4.3.4各短路點三相短路電流計算最大方式運行計算公式：（1）三相短路電流周期分量標幺值：（4-1）（2）三相短路電流周期分量有效值：（4-2）（3）三相短路全電流沖擊值：（4-3）（4）兩相短路全電流沖擊值：（4-4）最小方式運行計算公式：（1）三相短路電流周期分量標幺值：（4-5）（2）三相短路電流周期分量有效值：（4-6）（3）三相短路全電流沖擊值：（4-7）（4）兩相短路全電流沖擊值：（4-8）（1）K1點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K1點三相短路電流周期分量標幺值（以下簡稱三相標幺值），即由式（4-2）得K1點三相短路電流周期分量有效值（以下簡稱三相有效值），即由式（4-3）得K1點三相短路全電流沖擊值（以下簡稱三相沖擊值）為由式（4-4）得K1點兩相短路全電流沖擊值（以下簡稱兩相沖擊值）為最小方式運行：由式（4-5）得K1點三相標幺值，即由式（4-6）得K1點三相有效值，即由式（4-7）得K1點三相沖擊值為由式（4-8）得K1點兩相沖擊值為（2）K2點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K2點三相標幺值，即由式（4-2）得K2點三相有效值，即由式（4-3）得K2點三相沖擊值為由式（4-4）得K2點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K2點三相標幺值，即由式（4-6）得K2點三相有效值，即由式（4-7）得K2點三相沖擊值為由式（4-8）得K2點兩相沖擊值為（3）K3點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K3點三相標幺值，即由式（4-2）得K3點三相有效值，即由式（4-3）得K3點三相沖擊值為由式（4-4）得K3點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K3點三相標幺值，即由式（4-6）得K3點三相有效值，即由式（4-7）得K3點三相沖擊值為由式（4-8）得K3點兩相沖擊值為（4）K4點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K4點三相標幺值，即由式（4-2）得K4點三相有效值，即由式（4-3）得K4點三相沖擊值為由式（4-4）得K4點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K4點三相標幺值，即由式（4-6）得K4點三相有效值，即由式（4-7）得K4點三相沖擊值為由式（4-8）得K4點兩相沖擊值為（5）K5點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K5點三相標幺值，即由式（4-2）得K5點三相有效值，即由式（4-3）得K5點三相沖擊值為由式（4-4）得K5點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K5點三相標幺值，即由式（4-6）得K5點三相有效值，即由式（4-7）得K5點三相沖擊值為由式（4-8）得K5點兩相沖擊值為（6）K6點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K6點三相標幺值，即由式（4-2）得K6點三相有效值，即由式（4-3）得K6點三相沖擊值為由式（4-4）得K6點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K6點三相標幺值，即由式（4-6）得K6點三相有效值，即由式（4-7）得K6點三相沖擊值為由式（4-8）得K6點兩相沖擊值為（7）K7點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K7點三相標幺值，即由式（4-2）得K7點三相有效值，即由式（4-3）得K7點三相沖擊值為由式（4-4）得K7點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K7點三相標幺值，即由式（4-6）得K7點三相有效值，即由式（4-7）得K7點三相沖擊值為由式（4-8）得K7點兩相沖擊值為（8）K8點短路電流計算最大方式運行：由式（4-1）得K8點三相標幺值，即由式（4-2）得K8點三相有效值，即由式（4-3）得K8點三相沖擊值為由式（4-4）得K8點兩相沖擊值為最小方式運行：由式（4-5）得K8點三相標幺值，即由式（4-6）得K8點三相有效值，即由式（4-7）得K8點三相沖擊值為由式（4-8）得K8點兩相沖擊值為短路電流匯總表見表4-2，其中各參量單位為kV。表4-2短路電流匯總表短路點短路點額定電壓短路基準電壓最大運行方式最小運行方式K135372.081.805.291.831.594.66K21010.53.683.199.393.412.958.69K31010.51.161.02.961.100.952.80K41010.51.321.143.371.271.103.23K51010.51.161.02.961.130.982.89K61010.50.881.142.240.850.742.17K71010.51.711.04.351.651.434.22K81010.51.191.033.051.161.02.994.4本章小結(jié)本章主要講述了短路電流的定義、分類、危害，以及相關(guān)的參數(shù)計算，如：計算原則、計算主要公式，以及分別按最大、最小運行方式，對8個節(jié)點的三相短路電流周期分量標幺值及其有效值、三相短路全電流沖擊值和兩相短路全電流沖擊值進行計算。

第5章電氣設(shè)備選擇5.1電氣設(shè)備選擇標準我們在選擇變電站導體和用電器的時候，必須嚴格按照國家標準執(zhí)行，在實際工程建設(shè)中做到：采用前沿技術(shù)含量高的設(shè)備，把漏電一類的事故發(fā)生率降到最低；運行時對環(huán)境要求較低；檢修難度低；并為以后擴建留出余地等，進而使得變電站以一種節(jié)能、低經(jīng)濟損耗的模式運行[24]。具體來說，有以下幾個方面：（1）能確保變電站順利運行、為大小規(guī)模的檢修以及未來擴建留出空間、發(fā)生短路時及時把故障支路從整個電路中切斷并分離出來。（2）選用的設(shè)備能適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境，避免因為強日照、強風、過大的晝夜溫差等導致運行狀況波動大，甚至故障；或者能把基礎(chǔ)型號設(shè)備進行適合當?shù)貧夂虻谋就粱脑臁＃?）盡量提高設(shè)備本身的前沿科技及專利技術(shù)占比，同時兼顧到設(shè)備的價格，為工程建設(shè)節(jié)省資金。（4）新安裝設(shè)備時，盡量用和破損設(shè)備一樣型號的。（5）選用新產(chǎn)品，必須提前做好大量實地測試，獲得可靠的數(shù)據(jù)，確保預估安裝效果在合理范圍內(nèi)。5.2電氣設(shè)備選擇對于隔離開關(guān)和斷路器，我們按照以下幾條標準來選[24]：電壓：電流：斷開電流滿足：短路關(guān)合電流滿足：（5）熱穩(wěn)定選擇條件：注：5.2.135kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)我們對以上信息進行整理，可知：在此系統(tǒng)中統(tǒng)一取過負荷系數(shù)為1.5，則最大電流每天最高氣溫平均值30℃，綜合修正系數(shù)K=1.0535kV側(cè)用電器型號匯總表見下表5-3。表5-335kV側(cè)用電器型號匯總表計算數(shù)據(jù)斷路器型號及參數(shù)隔離開關(guān)型號及參數(shù)SW3-35GW4-35/60035353524710006002.0816.57.26816.52×4=1089142×5=9805.292542505.2.26kV側(cè)斷路器及隔離開關(guān)整合已知信息可知：

對本系統(tǒng)，統(tǒng)一選取過負荷系數(shù)為1.5，則最大電流每天最高氣溫平均值30℃，綜合修正系數(shù)K=1.056kV側(cè)用電器匯總表見下表5-4。表5-46kV側(cè)用電器匯總表計算數(shù)據(jù)斷路器型號及參數(shù)隔離開關(guān)型號及參數(shù)SN1-10GN2-10/600101010545.610006003.682016.93202×4=1600202×5=10009.393052605.2.335kV側(cè)電流互感器準確級0.5所以，我們可以選擇LCW-35型電流互感器。5.2.46kV側(cè)電流互感器準確級0.5所以，我們可以選擇LMC-10型電流互感器。5.3本章小結(jié)本章節(jié)，主要對35kV側(cè)和6kV側(cè)的側(cè)斷路器、隔離開關(guān)以及電流互感器如何挑選，以及挑選過程的少量計算環(huán)節(jié)，進行了簡要的闡述，最終選定了如下設(shè)備及其型號：斷路器型號：35kV側(cè)為SW3-35型，6kV側(cè)為SN1-10型；隔離開關(guān)型號：35kV側(cè)為GW4-35/600型，6kV側(cè)為GN2-10/600型；電流互感器型號：35kV側(cè)為LCW-35型，6kV側(cè)為LMC-10型。

第6章防雷接地保護6.1防雷與接地保護的目的變電所，承擔著把從發(fā)電廠發(fā)出的電能，調(diào)整到符合用戶端需要的參數(shù)并輸出這一重大功能，而變電站本身又極容易受到雷擊損害，導致大范圍停電事故，進而破壞生產(chǎn)秩序，危害操作員生命安全，所以，工程師們必須對變電站采取防雷重點保護措施，其中，保護措施能否長期穩(wěn)定且有效運行，是工程師們的頭等大事。雷擊對變電站的破壞，主要體現(xiàn)在兩大方面：一是雷電電弧直接命中電氣設(shè)備；二是由于架空線路本身會產(chǎn)生感應(yīng)電過電壓，加上雷電直接命中線路產(chǎn)生的過電壓，二者相互疊加，形成巨大的電流，沿線路入侵變電站。因此，如何防御雷電直擊，以及雷電入侵電流，對變電站設(shè)備造成破壞，就是防雷方案設(shè)計的核心[25]。在這里，我們采用最常用的接地，作為主要防雷手段，我們預期實現(xiàn)如下目標：（1）把雷擊及其轉(zhuǎn)化形式，如跨步電位差，對人員的傷害減弱到最低程度；（2）保護變電站內(nèi)的低電壓設(shè)備，免受雷擊的直接影響，確保其正常信號通信等活動盡量不受損失；（3）盡量提高保護系統(tǒng)能夠承受的電流上限，還有允許該電流通過保護系統(tǒng)的持續(xù)時間；（4）為流經(jīng)保護系統(tǒng)的電流準備一條阻抗值較低的返回通路，讓保護系統(tǒng)能在最短的時間啟動并生效。6.2主要的防雷接地設(shè)備現(xiàn)今主流的防雷接地設(shè)備，基本分為兩部分組成：（1）雷電接收裝置，就是裸露在外，直接接觸雷電的部分，如避雷針、避雷網(wǎng)等；（2）接地裝置，包括埋入地下的導電裝置以及和雷電接收裝置相連的導線。6.2.1避雷針和避雷線避雷器是一種限制過電壓的裝置，工程師們常常把它和別的保護設(shè)備并聯(lián)安裝，當施加在保護裝置的電壓超過設(shè)定的承受閾值之后，避雷器率先動作，把積攢的過量電能釋放到其他地方，這樣，施加在設(shè)備上的巨大過電壓就隨著能量流失而降低到安全水平上限值以下，從而保護電氣設(shè)備免遭過電壓傷害。在電力系統(tǒng)的防雷擊保護中，工程師最常用是氧化鋅避雷器。氧化鋅的電壓-電流關(guān)系不是一次函數(shù)，我們大可以充分發(fā)揮這一優(yōu)勢，使得在額定電壓下，流過避雷器的電流限制在毫安甚至微安級；當過電壓生效時，預先設(shè)置的導流通路電阻急劇下降，把過電壓的能量像泄洪一般導流掉，最終保護設(shè)備免受過電壓破壞。和傳統(tǒng)的避雷器相比，這種新式的氧化鋅變壓器有著更大的優(yōu)勢：它沒有放電間隙，有助于氧化鋅材料發(fā)揮其非線性特性，更好地實現(xiàn)泄流和開斷作用[25]。在此，我們根據(jù)使用該避雷器的電網(wǎng)額定電壓，和沖擊放電電壓，對避雷器進行選擇。6.2.2接地裝置工程師們有一句行話，叫作“防雷在于接地”。這句話反應(yīng)出，接地是將雷擊危害降到最低的核心操作方法，也說明重要的變電設(shè)施必須安裝好和其性能參數(shù)相匹配的接地裝置。對于接地，通俗來講，是把系統(tǒng)電路中的某個點位，通過導