110kv變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及相關(guān)負(fù)荷的參數(shù)，通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，并從安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性等方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線方案。然后，進(jìn)行了短路電流計(jì)算，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)

2、果，對(duì)高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線等主要電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。之后對(duì)變電站的配電裝置進(jìn)行了選擇以及電氣平面布置設(shè)計(jì)。最后做了主變壓器的保護(hù)和變電站的防雷保護(hù)，從而完成了110kV變電站電氣部分的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站，變壓器，主接線，短路電流計(jì)算</p><p><b>　　Abstract</b></p>

3、<p>　　In this article, on the basis of the system the line and the related load parameters given by the mandate, through the analysis of the load data , we have a load calculation, according to the load calculation

4、 results ,we ascentuined the quality capacity and models of the main transformer, but also identified the station transform’s capacity and models, considering the security, reliability and economic we identified 110kv, 3

5、5kv, 10kv electricity stations and the main cable programmer. Then, made</p><p>　　Key words: substations, transformers , main wiring, short-circuit current calculation</p><p><b>　　目錄</b

6、></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書1</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　2 原始資料2</b></p><p>　　3 電氣主接線的選擇4</p><p>　　3.1 電氣主接線的基礎(chǔ)知識(shí)4</p>

7、;<p>　　3.2 電氣主接線的分類5</p><p>　　3.3 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則6</p><p>　　3.4 主接線方案的選擇7</p><p>　　3.5 站用電接線選擇9</p><p>　　4 負(fù)荷的計(jì)算及主變壓器的選擇10</p><p>　　4.1 負(fù)荷的計(jì)算10<

8、/p><p>　　4.2 主變壓器的選擇12</p><p>　　4.3 所用變選擇14</p><p>　　5 無(wú)功功率的補(bǔ)償15</p><p>　　5.1 無(wú)功補(bǔ)償裝置類型的選擇15</p><p>　　5.2 并聯(lián)電容器裝置的分組16</p><p>　　5.3 并聯(lián)電容器裝置的接

9、線方式17</p><p>　　6 短路電流的計(jì)算18</p><p>　　7 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)20</p><p>　　7.1電氣設(shè)備選擇的一般原則20</p><p>　　7.2 高壓斷路器的選擇21</p><p>　　7.3 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇22</p><p>　　7

10、.4 電流互感器的選擇23</p><p>　　7.5 電壓互感器的選擇24</p><p>　　7.6 母線的選擇25</p><p>　　8 配電裝置的選擇27</p><p>　　9 主變壓器的保護(hù)及變電站防雷保護(hù)28</p><p>　　9.1電力變壓器的主要故障形式及保護(hù)配置原則28</p&

11、gt;<p>　　9.2 防雷保護(hù)的基本知識(shí)28</p><p>　　9.2.1 避雷設(shè)備位置的確定29</p><p>　　9.2.2 裝設(shè)點(diǎn)的選擇及避雷器的選擇29</p><p>　　第二部分 計(jì)算書31</p><p>　　10 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算31</p><p>　　11 短路電

12、流的計(jì)算32</p><p>　　11.1變壓器阻抗計(jì)算32</p><p>　　11.2短路電流的計(jì)算33</p><p>　　11.2.1 最大運(yùn)行方式下短路電流的計(jì)算33</p><p>　　11.2.2 最大運(yùn)行方式下單相接地短路電流的計(jì)算38</p><p>　　11.2.3 最小運(yùn)行方式下三相短路

13、電流值的計(jì)算43</p><p>　　11.2.4 最小運(yùn)行方式下單相接地短路電流的計(jì)算47</p><p>　　12 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)計(jì)算53</p><p>　　12.1 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)計(jì)算53</p><p>　　12.2 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)計(jì)算55</p><p>　　12.3

14、 電流互感器的選擇與校驗(yàn)計(jì)算57</p><p>　　12.4 電壓互感器的選擇與校驗(yàn)計(jì)算59</p><p>　　12.5 KYN28A-12金屬鎧裝中置式開(kāi)關(guān)柜60</p><p>　　12.6 母線的選擇與校驗(yàn)計(jì)算64</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)67</b></p><p&g

15、t;<b>　　致謝68</b></p><p><b>　　附錄69</b></p><p><b>　　附錄A69</b></p><p><b>　　附錄B70</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><

16、p><b>　　1 引言</b></p><p>　　變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：</p><p>　　① 根據(jù)變電站的性質(zhì)可分為升壓和降壓變電站：</p><p>　　1）升壓變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電能進(jìn)行升壓處理，便于大功率和遠(yuǎn)距離輸送。</p>

17、;<p>　　2）降壓變電站是對(duì)電力系統(tǒng)的高電壓進(jìn)行降壓處理，以便電氣設(shè)備的使用。</p><p>　?、?變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類:</p><p>　　1）樞紐變電所。位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330～500KV的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。</p>&

18、lt;p>　　2）中間變電所。高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集2～3個(gè)電源，電壓為220～330KV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)赜秒?，這樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。</p><p>　　3）地區(qū)變電所。高壓側(cè)一般為110～220KV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中供電停電

19、。</p><p>　　4）終端變電所。在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的制造變電所，即為終端變電所。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)以實(shí)際工程技術(shù)水平為基礎(chǔ)，以變電站實(shí)際資料為背景，從原始資料的分析做起，內(nèi)容包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)和形式，選擇待設(shè)計(jì)變電所主要電氣設(shè)備及其各項(xiàng)參數(shù)，并且通過(guò)計(jì)算，詳細(xì)的校驗(yàn)了不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定，并

20、對(duì)其選擇進(jìn)行了詳盡的說(shuō)明。同時(shí)經(jīng)過(guò)變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，確定本變電所電氣主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號(hào)繪制變電所的電氣主接線圖及配電裝置的斷面圖(見(jiàn)附錄B)。</p><p><b>　　2 原始資料</b></p><p><b>　?、?負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表</b></p><p>　　表1.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表<

21、/p><p>　?、?所址地理位置及地理?xiàng)l件</p><p>　　該變電站位于中型城市邊緣郊區(qū)地帶，所址地勢(shì)平坦，交通便利，進(jìn)出線方便；空氣污染輕微；待設(shè)變電所選在黃沙土地上。</p><p>　?、?待設(shè)計(jì)變電站的自然條件 </p><p>　　1）最高溫度40℃ </p><p>　　2

22、) 最低溫度-30℃</p><p>　　3）最熱月平均最高溫度35℃</p><p>　　4）設(shè)計(jì)風(fēng)速30m/s</p><p>　　5）覆冰厚度：10mm</p><p>　　6）基本風(fēng)壓：0.35KN/㎡</p><p>　　7) 基本雪壓：0.25 KN/㎡</p><p>　　8) 地

23、震設(shè)防烈度：8度以下</p><p>　　9) 海拔高度：≤1000m</p><p>　　10) 地質(zhì)條件：分布均勻穩(wěn)定，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象</p><p>　　11) 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：150 KN/㎡</p><p>　　12) 凍土深度：1ma</p><p>　　13) 地下水位：在基礎(chǔ)砌置深度以下，無(wú)侵蝕性&l

24、t;/p><p>　　14) 防污等級(jí)：2級(jí)污穢</p><p>　　已知系統(tǒng)情況為系統(tǒng)通過(guò)雙回110kV架空線路向待設(shè)計(jì)變電所供電，在本次設(shè)計(jì)的變電所中，站用變采用10KV劉2板為#1站用變，無(wú)35KV站用變。在一期工程施工中所用的變壓器為#2站用變（外接電源）。</p><p>　　3 電氣主接線的選擇</p><p>　　3.1 電氣主接線

25、的基礎(chǔ)知識(shí)</p><p>　　① 電氣主接線是指由規(guī)定的各種開(kāi)關(guān)電器、電力變壓器、母線、導(dǎo)線、避雷器等電氣設(shè)備依一定的次序相連接的接受和分配電能的電路。而用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按照工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。</p><p>　　主接線可分為有母線接線和無(wú)母線接線兩類。有母線接線分為單母線接線和雙母線接線

26、；無(wú)母線接線分為單元式接線、橋式接線和多角形接線。主接線的選擇直接影響到電力系統(tǒng)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。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后方可確定。</p><p>　?、?變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。其主接線形式直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)能否良性運(yùn)行，在設(shè)計(jì)時(shí)必須按照國(guó)

27、家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針政策和生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合具體工程情況，盡可能地積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)、新設(shè)備，經(jīng)過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較做到經(jīng)濟(jì)合理安全適用。為此，電氣主接線必須滿足下列要求。</p><p><b>　　1）運(yùn)行的可靠</b></p><p>　　斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，避免變電所全部停電，以及能否保證對(duì)重要用

28、戶的供電。</p><p>　　2）具有一定的靈活性</p><p>　　主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、 影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操

29、作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。</p><p>　　3）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。</p><p><b>　　4）經(jīng)濟(jì)上合理</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。要考慮到具有擴(kuò)

30、建的可能性。</p><p>　　5）應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性</p><p>　　由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。</p><p>　　3.2 電氣主接線的分類</p><p>　?、?單母線接線如圖3.1</p><p>　　圖3.1 單母線接線</p&g

31、t;<p>　　優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建等。可靠性和靈活性較差，當(dāng)母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)它所接的電源；與之相接的所有電力裝置，在整個(gè)檢修期間的均需停止工作。一般只使用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況：</p><p>　　1) 6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回；</p><p>　　2) 35～63kV配電

32、裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回；</p><p>　　3) 110～220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)2回。</p><p>　?、?單母線分段接線 如圖3.2</p><p>　　圖3.2 單母線分段接線</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：可以保證重要用戶的不間斷供電，母線段或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，只停該段，其他段可以繼續(xù)供電。</p>

33、<p>　　缺點(diǎn)：增加了投資和占地面積，擴(kuò)建時(shí)須向兩端均勻擴(kuò)建。</p><p>　　1) 6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；</p><p>　　2) 35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回時(shí)；</p><p>　　3) 110～220kV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回時(shí)。</p><p>　　③ 雙母線接線如

34、圖3.3 </p><p>　　圖3.3 雙母線接線</p><p>　　此類電氣主接線優(yōu)點(diǎn)：可以輪回檢修母線而不影響供電，在檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需停該回路。運(yùn)行靈活且擴(kuò)建方面。</p><p>　　缺點(diǎn)：一組檢修，另一組母線若故障將造成全停電事故，任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)該回路停電。</p><p>　　1) 6～10kV配電裝置，當(dāng)

35、短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)；</p><p>　　2) 35～63kV配電裝置，出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)，連接的電源較多、負(fù)荷較大；</p><p>　　3) 110～220kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)，或當(dāng)110～220kV配電裝置在系統(tǒng)中居于重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。</p><p>　　3.3 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則</p>&

36、lt;p>　　電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以工程任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針政策、技術(shù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，在滿足可靠性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性、擴(kuò)建可能性，兼顧運(yùn)行維護(hù)方便就近取材，節(jié)省投資，少占良田。根據(jù)《35~110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：</p><p>　?、?變電站主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠性，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等需

37、要。</p><p>　?、?當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。</p><p>　?、?35—110KV線路超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形，單母線或分段單母線的接線。35—63kv線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。</p><p>　　④ 在采用單母線、分段單母線或雙母線的35—110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)

38、置旁路設(shè)施。</p><p>　?、?當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線，主變壓器35—110KV回路中的斷路器，采用SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。</p><p>　?、?當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，6—10KV側(cè)宜采用分段單母線，線路為12回及以上時(shí)，亦可采用雙母線，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。 當(dāng)6—35KV配電裝置采用手車式高壓

39、開(kāi)關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。</p><p>　?、?當(dāng)需要限制變電所6—10KV線路的短路電流時(shí)，可采用以下措施：變壓器分列運(yùn)行，采用高阻抗變壓器，在變壓器回路中裝電抗器.</p><p>　?、?接在母線上的避雷器和電壓互感器，可合用一組隔離開(kāi)關(guān)，對(duì)接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　3.4 主接線方案的選擇</p>

40、<p>　　本設(shè)計(jì)中待設(shè)變電站通過(guò)雙回110KV架空線路向變電所供電，35KV出線回路數(shù)為三回，10KV出線回路數(shù)為6回。根據(jù)《35~110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，初步確定兩種主接線方案：</p><p>　　方案一：110KV側(cè)采用單母線分段接線，35KV側(cè)采用雙母線分段接線，10KV采用單母線分段接線見(jiàn)圖3.4。</p><p>　　方案二：110KV側(cè)采用單母線分段接線

41、，35KV側(cè)采用單母線分段接線，10KV采用單母線分段接線如圖3.5。</p><p><b>　　圖3.4 方案一</b></p><p><b>　　圖3.5 方案二</b></p><p>　　主接線方案比較見(jiàn)表3.1</p><p>　　表3.1 主接線方案的比較</p>&l

42、t;p>　　由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng)35—63KV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。因本設(shè)計(jì)35KV側(cè)共三回且負(fù)荷較小。故選方案二。</p><p>　　3.5 站用電接線選擇</p><p>　　一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案，因兩種方

43、案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的單母線分段接線。本設(shè)計(jì)站用電源變采用10KV劉2板為#1站用變。主接線如圖3.6所示</p><p>　　圖3.6 站用主接線</p><p>　　4 負(fù)荷的計(jì)算及主變壓器的選擇</p><p><b>　　4.1 負(fù)荷的計(jì)算</b></p><p>　　若已知一個(gè)供電范圍的

44、電氣設(shè)備數(shù)量和容量時(shí)，負(fù)荷計(jì)算的方法有：需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項(xiàng)式法。</p><p>　　1）需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單，是最為常用的一種計(jì)算方法，適合用電設(shè)備數(shù)量較多，且容量相差不大的情況。 2）二項(xiàng)式法其考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)就是大容量設(shè)備的作用，因此，當(dāng)用電設(shè)備組中設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，使用二項(xiàng)式法可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。</p><p>　　3）利用系數(shù)法是通過(guò)平均負(fù)荷來(lái)求計(jì)算負(fù)荷，

45、這種方法的理論依據(jù)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因此是一種較為準(zhǔn)確的計(jì)算方法，但其計(jì)算過(guò)程相對(duì)繁瑣。</p><p>　　因本設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備數(shù)量和容量都是確定的，且容量相差不大，所以其負(fù)荷計(jì)算方法選擇計(jì)算較簡(jiǎn)單的需要系數(shù)法。</p><p>　　需要系數(shù)法主要計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　式(4.1)</b></p><

46、p>　?。和瑫r(shí)系數(shù)（35KV取0.9 10KV取0.85）</p><p>　　本設(shè)計(jì)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表4.1</p><p>　　表4.1 本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</p><p>　　35KV側(cè)的總計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　式(4.2)</b></p><p>　　10KV側(cè)的總計(jì)

47、算負(fù)荷</p><p>　　=8209.5KVA</p><p><b>　　式（4.3）</b></p><p>　　4.2 主變壓器的選擇</p><p>　?、?主變臺(tái)數(shù)、容量的確定。主變臺(tái)數(shù)、容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇出一句基礎(chǔ)資料外，主要取決于輸送功率的大小、與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運(yùn)行方

48、式及負(fù)荷的增長(zhǎng)因素，并至少考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，如果容量過(guò)大臺(tái)數(shù)過(guò)多，則會(huì)增加投資，占地面積和損耗，不能充分發(fā)揮上設(shè)備的效益，并增加運(yùn)行和檢修的工作量；如果容量過(guò)小、臺(tái)數(shù)過(guò)少，則可能限制變電所負(fù)荷的需要，影像系統(tǒng)不同電壓等級(jí)之間的功率交換及運(yùn)行的可靠性等。因此，應(yīng)合理選擇其容量和臺(tái)數(shù)。</p><p>　　1）主變臺(tái)數(shù)的確定。對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下變電所宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為主

49、，此設(shè)計(jì)變電所負(fù)荷情況，故選擇兩臺(tái)主變變壓器。</p><p>　　2）主變?nèi)萘康拇_定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ?～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年負(fù)荷發(fā)展，對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相符合。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)于一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷

50、的70﹪～80﹪。</p><p>　?、?主變相數(shù)的選擇。在330KV及以下變電所中，一般采用三相式變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三相式較同容量的三臺(tái)單相式投資小占地少投資小同時(shí)配電結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到制造、運(yùn)輸?shù)葪l件等限制，可選擇兩臺(tái)容量較小的三相式變壓器。根據(jù)本設(shè)計(jì)工程地理環(huán)境，變壓器承載110KV/35KV/10KV三個(gè)電壓等級(jí)，故此主變壓器應(yīng)采用三相式變壓器。</p><p>

51、　?、?主變繞組及其連接方式的選擇。在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，通過(guò)主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該主變壓器容量的15﹪以上時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格所用的控制電器及輔助設(shè)備比兩臺(tái)雙繞組變壓器少，運(yùn)行維護(hù)也比較方便。</p><p>　　變壓器繞組的連接方式必須使其線電壓和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形Y和三角形△，我國(guó)電力變壓器的三繞組采用的繞組連

52、接方式為：110KV及以上電壓側(cè)均為YN連接，即由中性點(diǎn)直接接地；35KV作為高、中壓側(cè)是都可采用Y連接，其中性點(diǎn)不接地或通過(guò)消弧線圈接地，作為低壓側(cè)時(shí)可用Y或△，因此110KV和35KV采用星形直接接地，10KV采用三角形連接方式。</p><p>　　④ 主變的調(diào)壓、冷卻方式主變的調(diào)壓方式：一種是不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)，分接頭少。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)30﹪，且分接頭可在帶負(fù)載的情

53、況下調(diào)節(jié)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴。在110KV電網(wǎng)中，多采用帶負(fù)荷情況下手動(dòng)或電動(dòng)操作改變分接頭的有載調(diào)壓變壓器。電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。</p><p>　　⑤ 變壓器中性點(diǎn)接地方式。電力變壓器中性點(diǎn)接地方式包括：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)睛消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地及中性點(diǎn)直接接地。</p>

54、<p>　　1）中性點(diǎn)不接地。我國(guó)對(duì)中性點(diǎn)不接地方式規(guī)定如下：額定電壓為3～6KV、單相接地電流不超過(guò)30A；額定電壓為10KV,單相接地電流不超過(guò)20A；額定電壓為20～60KV，單相接地電流不大于10A的高壓電網(wǎng)，亦可采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。</p><p>　　2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。凡不符合中性點(diǎn)不接地要求的3～63KV電網(wǎng)，就可以采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，必要時(shí)110KV電網(wǎng)也可采用這種方式

55、。</p><p>　　3) 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)適用于20萬(wàn)KW及以上發(fā)電機(jī)、大型發(fā)電廠的3～6KV廠用電系統(tǒng)，以及6～10KV城市電網(wǎng)。</p><p>　　4）中性點(diǎn)直接接地。目前在我國(guó)，一般情況下，110KV系統(tǒng)多采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)的電位不發(fā)生位移，其對(duì)地電壓仍保持為零，接地非故障相相對(duì)地電壓基本不變，不會(huì)上升為線

56、電壓；隨著繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作，將接地的線路自動(dòng)切除，因而防止了單相接地時(shí)產(chǎn)生間歇電弧過(guò)電壓的可能性；同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng) 絕緣水平的要求，大大降低了電網(wǎng)的造價(jià)。</p><p>　　變壓器選擇：(1) 三相三繞組自冷有載調(diào)壓變壓器；(2) 繞組的連接方式為yn0連接，即中性點(diǎn)直接接地；(3) 容量的確定 ,單臺(tái)變壓器按70﹪選擇，并考慮5-10年規(guī)劃，留有20﹪的發(fā)展與地。</p><p>

57、　　S=%%）=22233.96KVA 式（4.4）</p><p>　　主變壓器的型號(hào)及參數(shù)選擇結(jié)果如表4.2</p><p>　　表4.2 主變壓器的型號(hào)及參數(shù)表</p><p>　　常州特種變壓器生產(chǎn)的油浸式自冷三相三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，三繞組容量比100/100/100。</p><p><

58、;b>　　4.3 所用變選擇</b></p><p>　　選擇原則:為滿足整流操作電源、強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、無(wú)人值班等的需要，裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，所用容量的確定一般考慮站用負(fù)荷為變電站負(fù)荷的0.1-0.5%計(jì)算，這里取0.3%,</p><p>　　, 式（4.5）</p><p>　　經(jīng)查設(shè)備手冊(cè)，每臺(tái)站用變壓器容量為100KVA</p

59、><p>　　表4.3 所用變壓器的型號(hào)及參數(shù)選擇結(jié)果</p><p><b>　　5 無(wú)功功率的補(bǔ)償</b></p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同</p><p>　　時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。</p><p>　　5.1 無(wú)功補(bǔ)償裝置類型的選

60、擇</p><p>　?。▍⒖假Y料：教材----《電力系統(tǒng)》第五章第四節(jié)：</p><p>　　《電力工程電器設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部分第九章）</p><p>　?、?無(wú)功補(bǔ)償裝置的類型</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。</p><p>　　目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步

61、調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。</p><p>　?、?常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇</p><p>　　這三種無(wú)功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電所的母線上。</p><p><b>　　同步調(diào)相機(jī)：</b></p><p>　　同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無(wú)功功率而

62、起到無(wú)功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。</p><p>　　裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝

63、設(shè)。在我國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。</p><p><b>　　靜止補(bǔ)償器：</b></p><p>　　靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(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，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性能、使

64、用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿足無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價(jià)太高，不在本設(shè)計(jì)中不宜采用）。</p><p><b>　　電力電容器：</b></p><p&g

65、t;　　電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無(wú)功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。</p><p>　　電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。</p><p>　　綜合比較以上三種無(wú)功

66、補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。</p><p>　　5.2 并聯(lián)電容器裝置的分組</p><p>　?。▍⒖假Y料：《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電氣一次部分 第九章第四節(jié)）</p><p><b>　?、?分組原則</b></p><p>　　1）并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量

67、等因素確定。</p><p>　　2）對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。</p><p>　　對(duì)于110KV—220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。</p><p>　　3）終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變

68、壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)2.5％。</p><p><b>　?、?分組方式</b></p><p>　　1）并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。</p><p>　　2）各種分組方式比較</p>

69、<p>　　a. 等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，會(huì)引起無(wú)功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。</p><p

70、>　　b. 等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。</p><p>　　綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。</p><p>　　5.3 并聯(lián)電容器裝置的接線方式</p><p>　　并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。<

71、;/p><p>　　從《電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（一次部分）P502頁(yè)表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。</p><p>　　中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故35KV、10KV側(cè)均采用中性點(diǎn)不接地方式。

72、</p><p><b>　　6 短路電流的計(jì)算</b></p><p>　　① 所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有設(shè)備原因、自然原因、人為原因。</p><p>　　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直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來(lái)以下嚴(yán)

73、重后果：</p><p>　　1) 短路電流的熱效應(yīng)</p><p>　　2) 短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)</p><p>　　3) 短路系統(tǒng)電壓下降</p><p>　　4) 不對(duì)稱短路的磁效應(yīng)</p><p>　　5) 短路時(shí)的停電事故</p><p>　　6) 破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解</

74、p><p>　?、?電氣主接線的比較和選擇</p><p>　　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)。</p><p><b>　　1）選擇導(dǎo)體和電器</b></p><p>　　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)

75、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。</p><p>　　2）確定中性點(diǎn)接地方式</p><p>　　對(duì)于35KV 、10KV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點(diǎn)接地方式。</p><p>　　3）選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算</p><p>　　在考慮正確、

76、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。</p><p>　?、?計(jì)算方法。采用標(biāo)幺值法計(jì)算出最大、最小運(yùn)行方式下單、三相短路時(shí)的短路電流，選擇出其最大短路電

77、流值。</p><p>　　在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用曲線法。計(jì)算步驟簡(jiǎn)述如下：</p><p><b>　　1）選擇短路點(diǎn)</b></p><p>　　2）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖：首先去掉負(fù)荷中所有負(fù)荷分支，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗；選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓；將各元件的電抗劃算到同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗，最后繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。

78、</p><p>　　3）化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖，為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射型等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗。</p><p><b>　　4) 計(jì)算電抗。</b></p><p>　　5）計(jì)算短路電流的沖擊值</p><p>　　6）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。</p&g

79、t;<p>　　7 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。</p><p>　　7.1電氣設(shè)備選擇的一般原則</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：1.按正常工作狀態(tài)選擇；2.按短路狀態(tài)校驗(yàn)。</p&g

80、t;<p>　　① 按正常工作狀態(tài)選擇電氣設(shè)備： </p><p>　　1）額定電壓。電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓。導(dǎo)體和電器的額定電壓為時(shí)，導(dǎo)體和電器的最高工作電壓一般為(1.1～1.15),而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓一般不超過(guò)，因此，一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)的額定電壓： </p><p>　　2）額定電流。所選電氣設(shè)備的

81、額定電流不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流:。計(jì)算回路的應(yīng)該考慮回路中各種運(yùn)行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低5％時(shí)出力保持不變，所以;母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負(fù)荷情況下的。</p><p>　　3）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、地震烈度和覆冰厚度等超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)應(yīng)采取措施。電氣設(shè)備的額定電流

82、是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，能允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱溫升不超過(guò)其允許溫度。我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為，所以周圍的環(huán)境溫度應(yīng)該在電氣設(shè)備額定環(huán)境溫度的范圍之內(nèi)。</p><p><b>　?、诎炊搪窢顟B(tài)校驗(yàn)：</b></p><p>　　1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過(guò)所選的電氣設(shè)備時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)該超過(guò)</p><

83、;p><b>　　允許值： </b></p><p>　　式中：—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)</p><p>　　—電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱效應(yīng)</p><p>　　2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：所選電氣設(shè)備通過(guò)最大短路電流值時(shí)，不應(yīng)因短路電流的</p><p>　　電動(dòng)力效應(yīng)而造成變形或損壞： </p><p>

84、　　式中：—短路沖擊電流</p><p>　　--電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流</p><p>　　7.2 高壓斷路器的選擇</p><p>　　它的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備和線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。對(duì)于切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止

85、事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行起重要作用。 </p><p>　　斷路器的選擇必須按正常的工作條件進(jìn)行選擇，并且按斷路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。此外，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取有效措施。</p><p>　?、?斷路器一般有油斷路器（多油、少油），壓縮空氣斷路器，SF6斷路器、

86、真空斷路器等，選擇斷路器形式時(shí)，應(yīng)依據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件決定。</p><p>　　1）多油斷路器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、且易發(fā)生爆炸和火災(zāi)現(xiàn)象，一般情況下不采用。</p><p>　　2）少油斷路器用油少、油箱結(jié)構(gòu)小而堅(jiān)固，具有節(jié)省材料、防爆防火特點(diǎn)。少油斷路器使用安全，使配電裝置大大簡(jiǎn)化，體積小、便于運(yùn)輸、目前被大量采用。</p&g

87、t;<p>　　3）空氣斷路器斷路能力大、動(dòng)作時(shí)間快、尺寸小、重量輕、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、需要裝設(shè)壓縮空氣系統(tǒng)等，主要用于110KV及以上對(duì)電氣參數(shù)及斷路時(shí)間有較高要求的系統(tǒng)中。</p><p>　　4）SF6電氣性能好、斷口電壓可較高。設(shè)備的操作維護(hù)和檢修都很方便、檢修周期長(zhǎng)而且它的開(kāi)斷性能好、占地面積小、特別是發(fā)展SF6封閉組合電器可大大減少變電所的占地面積。SF6斷路器廣泛應(yīng)用于9

88、0年代，目前我國(guó)已成功生產(chǎn)和研制了220、330、500KV的SF6斷路器。 </p><p>　　基于各種斷路器的性能在本設(shè)計(jì)中采用了SF6斷路器和真空斷路器。</p><p>　　② 高壓斷路器的選擇原則</p><p>　　選擇高壓斷路器應(yīng)滿足有以下幾個(gè)方面的要求：</p><p>　　1）斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可以長(zhǎng)

89、期工作。</p><p>　　2）應(yīng)有足夠的開(kāi)斷能力，并保證有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定（開(kāi)斷電流、額定關(guān)合電流、極限通過(guò)電流、熱穩(wěn)定電流）。</p><p>　　3）具有盡可能短的開(kāi)斷時(shí)間，這對(duì)減少電網(wǎng)的故障時(shí)間，減輕故障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。 </p><p>　　4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、體積小、重量輕、便于安裝。</p><p&g

90、t;　?、?額定電壓和額定電流選擇</p><p>　　1）額定電壓和電流選擇</p><p>　　、 式（7.1）</p><p>　　式中——斷路器的額定電壓大和電網(wǎng)的額定電壓，kv；</p><p>　　——斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。</p><p>　

91、　2）開(kāi)斷電流電流的選擇</p><p>　　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：</p><p><b>　　式（7.2）</b></p><p>　　3）短路關(guān)合電流的選擇</p><p>　　為保證斷路器在關(guān)和短路電流時(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：&

92、lt;/p><p><b>　　式（7.3）</b></p><p>　　4）短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)式</b></p><p><b>　　式（7.4）</b></p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式<

93、;/b></p><p><b>　　式（7.5）</b></p><p>　　7.3 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)作為發(fā)電廠和變電站中常用的開(kāi)關(guān)電器，主要是用來(lái)隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。在檢修高壓電器時(shí)，將被修理的設(shè)備與其他帶電的部分可靠地?cái)嚅_(kāi)并構(gòu)成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，以保證檢修時(shí)的安全。</

94、p><p><b>　?、?隔離開(kāi)關(guān)的作用</b></p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無(wú)負(fù)荷電流情況下，分、合電路。其主要功用為： </p><p>　　1）隔離電壓：在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。</p><p>　　2）倒閘操作：投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)

95、行方式時(shí)，常用隔離開(kāi)關(guān)配合短路器，協(xié)同操作來(lái)完成</p><p>　　3）分、合小電流：因隔離開(kāi)關(guān)具有一定的分、合小電流和電容電流的能力，故一般可用來(lái)進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過(guò)5A的空載線路。</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)與短路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開(kāi)關(guān)不

96、用來(lái)接通和切除短路電流，故無(wú)需進(jìn)行開(kāi)斷電流的校驗(yàn)。</p><p>　?、?隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則</p><p>　　選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　　1）隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。</p><p>　　2）隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊

97、穿而危及工作人員的安全。</p><p>　　3）隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。</p><p>　　4）隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓。</p><p>　　5）隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。</p><p>　　6）帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)

98、構(gòu)，保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作。</p><p>　　7.4 電流互感器的選擇</p><p><b>　?、?參數(shù)選擇</b></p><p>　　電流互感器應(yīng)按下表所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗(yàn)。所選擇的電流互感器應(yīng)滿足繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。</p><p>　　電流互感器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7.1

99、所示：</p><p>　　表7.1 電流互感器主要技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　1）電流互感器的二次側(cè)電流有5A和1A兩種。一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)亦可考慮用1A。</p><p>　　2）當(dāng)一個(gè)二次繞組的容量不能滿足要求是，可將兩個(gè)二次繞組串聯(lián)使用。</p><p>　　3）二次繞組的數(shù)量決定于測(cè)

100、量?jī)x表、保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求。一般情況下測(cè)量?jī)x表與保護(hù)裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應(yīng)采取措施，避免互相影響。</p><p>　　4）根據(jù)電流互感器裝置處電壓等級(jí)確定額定電壓。</p><p><b>　　② 型式的選擇</b></p><p>　　1）3-20kv屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣構(gòu)成

101、或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。</p><p>　　35kv及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)采用套管式電流互感器。</p><p>　　2）當(dāng)繼電保護(hù)裝置有特殊要求時(shí)，應(yīng)采用專用的電流互感器，如系統(tǒng)繼電保護(hù)中的快速保護(hù)應(yīng)選用暫態(tài)特性好的互感器。</p><p>　　3）選擇母線式電流互感器時(shí)，尚應(yīng)校驗(yàn)窗口允許穿過(guò)的母線尺寸。&

102、lt;/p><p>　?、?電流互感器的校驗(yàn)</p><p><b>　　1）動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p>　　電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性倍數(shù)是指電流互感器允許短時(shí)極限通過(guò)電流峰值與電流互感器一次側(cè)額定電流峰值之比，即：</p><p><b>　　式7.6)</b></p><

103、p>　　電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)條件為：</p><p><b>　　式（7.7）</b></p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：</b></p><p>　　電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)是指在規(guī)定時(shí)間(通常取1s)內(nèi)所允許通過(guò)電流互感器的熱穩(wěn)定電流與其一次側(cè)額定電流之比，即：</p><p&g

104、t;<b>　　式（7.8）</b></p><p>　　電流互感器的熱穩(wěn)定條件應(yīng)為：</p><p><b>　　式（7.9）</b></p><p>　　7.5 電壓互感器的選擇</p><p><b>　　① 參數(shù)選擇</b></p><p>　　

105、電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7.2所示</p><p>　　表7.2 電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)表</p><p><b>　?、谛褪降倪x擇</b></p><p>　　電壓互感器按下列使用條件選擇。</p><p>　　1）3-20kv屋內(nèi)配電裝置，宜采用油結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。</p&g

106、t;<p>　　2）35kv配電裝置，宜采用電磁式電壓互感器。</p><p>　　3）110kv及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。</p><p>　　4）SF6全封閉組合電器的電壓互感器應(yīng)采用電磁式。</p><p>　　5）接在110kv及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路聲裝有載波通訊時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，

107、統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。</p><p>　　6）電磁式電壓互感器可以兼作并聯(lián)電容器組的泄能設(shè)備，但此電壓互感器與電容器之間，不應(yīng)有開(kāi)斷點(diǎn)。</p><p><b>　　7.6 母線的選擇</b></p><p><b>　?、?母線的選擇原則</b></p><p>　　1）選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)

108、和排列方式。110kV母線一般采用軟導(dǎo)體型式；35KV及以下母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為宜。</p><p>　　2）選擇母線截面的大小。可按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇或按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇。</p><p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：</p><p>　　(㎜2) 式（7.10）</p><p>　　式中——正常

109、工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流，單位A。</p><p>　　3）檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。對(duì)35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。</p><p><b>　　電暈電壓校驗(yàn)</b></p><p>　　對(duì)于110～220kV裸母線，可按晴天不發(fā)

110、生全面電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓</p><p><b>　　式（7.11）</b></p><p>　　式中：——三相導(dǎo)線等邊三角布置時(shí)為1，水平布置時(shí)為0.96；</p><p>　　——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，取0.95；</p><p>　　——空氣相對(duì)密度，取0.892；</p>

111、;<p>　　——相間距離， cm；</p><p>　　——導(dǎo)體半徑為，cm；</p><p>　　——安裝處的電網(wǎng)工作電壓</p><p><b>　　4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)定進(jìn)行核驗(yàn)。與導(dǎo)體最高允許加熱溫度所對(duì)應(yīng)的截面為最小允許截面。</

112、p><p><b>　　式（7.12）</b></p><p>　　式中：——熱穩(wěn)定系數(shù)（與導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)及最高允許溫度、長(zhǎng)期工作額定溫度有關(guān)）</p><p>　　——短路電流的熱效應(yīng)，KA2S， </p><p>　　——滿足熱穩(wěn)定的最小截面，mm2</p><p><b>　　8 配電

113、裝置的選擇</b></p><p>　　配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。</p><p>　　按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按組裝方式，又可分為裝配式和成套式。 </p><p>　　配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理

114、情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。</p><p>　　一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)型。</p><p>　　屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場(chǎng)地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關(guān)，

115、并受材料供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制。它又分為高型、普通中型、低型等類型。</p><p>　　普通中型配電裝置國(guó)內(nèi)采用較多，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。</p><p>　　高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地50%左右。但耗用鋼材多，檢修運(yùn)行不及中型方便。</p><p>　　一

116、般在下列情況下宜采用高型：</p><p>　　1）在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)</p><p><b>　　2）地形條件限制</b></p><p>　　3）原有裝置需改、擴(kuò)建而場(chǎng)地受限制。 </p><p>　　各電壓級(jí)配電裝置的確定：110KV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置；35KV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置

117、（見(jiàn)附錄B2）；10 KV配電裝置采用KYN28A-12金屬鎧裝中置式開(kāi)關(guān)柜(見(jiàn)附錄B3)。</p><p>　　9 主變壓器的保護(hù)及變電站防雷保護(hù)</p><p>　　9.1電力變壓器的主要故障形式及保護(hù)配置原則</p><p>　?、?變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路及接地短路。油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短