變電站（所）電氣一次部分設(shè)計

課程設(shè)計

變電站（所）電氣一次部分設(shè)計

指導(dǎo)老師：孔蓮芳

學(xué)院名稱

工程學(xué)院

專業(yè)班級

11電氣3班

變電所一次部分設(shè)計說明書

TOC\o"1-4"\h\u

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前言

4

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第一部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計任務(wù)書

5

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一、地區(qū)電網(wǎng)的特點

5

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二、建站規(guī)模

5

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第二部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計說明書

8

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一、電氣主接線設(shè)計

8

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1.1主接線的設(shè)計原則和要求

8

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1.1.1主接線的設(shè)計原則

8

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1.1.2主接線設(shè)計的基本要求

9

1.

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2電氣主接線的設(shè)計程序

10

1.

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3電氣主接線方案確定

10

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1.3.1220kV電氣主接線方案確定

10

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1.3.2110kV電氣主接線方案選擇

12

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1.3.335kV電氣主接線方案選擇

14

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1.3.4主接線圖

16

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二、負荷計算和主變選擇

17

2.

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1主變壓器選擇原則

17

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2.1.1主變壓器臺數(shù)的選擇

18

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2.1.2主變壓器容量的選擇原則

18

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2.1.3主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇

19

2.

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2主變壓器的選擇步驟

20

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2.2.1主變壓器臺數(shù)的選擇

20

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2.2.2主變壓器容量的確定

20

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三、站（所）用電設(shè)計

21

3.

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1所用變壓器選擇

21

3.

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2所用電接線圖

22

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四、高壓電氣設(shè)備選擇

24

4.

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1斷路器的選擇與校驗

24

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4.1.1斷路器選擇的具體技術(shù)條件

24

4.

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2隔離開關(guān)的選擇及校驗

26

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4.2.1隔離開關(guān)選擇的具體技術(shù)條件

26

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4.3電流互感器的選擇及校驗

27

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4.3.1電流互感器選擇的具體技術(shù)條件

27

4.

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4電壓互感器的選擇及校驗

2

9

4.

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5熔斷器的選擇與校檢

30

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4.5.1熔斷器裝設(shè)需要格外注意的一點

31

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4.5.2熔斷器選擇的具體技術(shù)條件

31

4.

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6母線的選擇與校檢

32

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4.6.1導(dǎo)體選擇的一般要求

32

4.

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7電纜的選擇與校檢

33

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4.7.1電力電纜應(yīng)按以下條件進行選擇和校驗

33

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五、防雷及過電壓保護裝置設(shè)計

33

5.

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1防雷設(shè)置原則和措施

33

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5.1.1閥型避雷器的條件選擇

34

5.

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2避雷針的配置

35

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5.2.1避雷針的配置原則

35

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第三部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計計算書

36

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1、負荷計算

36

1.

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1主變負荷計算

36

1.

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2站用變負荷計算

37

1.

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3繪制短路電流計算結(jié)果表

3

8

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2、高壓電氣設(shè)備選擇

38

2.

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1高壓斷路器的選擇及校驗

39

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2.2隔離開關(guān)的選擇及校驗

41

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2.3電流互感器的選擇及校驗

43

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2.4電壓互感器的選擇及校驗

46

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2.5電流互感器的選擇及校驗

46

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2.6母線選擇及校驗

46

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2.7電纜選擇及校驗

48

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3、防雷保護計算

49

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第四部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計任務(wù)分配

52

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第五部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計參考文獻

52

前言

本設(shè)計為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)2011級電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)課程設(shè)計，設(shè)計題目為：110KV變電站（電氣部分）設(shè)計。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)我們對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)我們對本專業(yè)各科知識進行綜合運用的能力，同時讓我們體驗學(xué)用結(jié)合的樂趣。

首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計。

在設(shè)計過程中，查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)多次修改，形成設(shè)計稿。

第一部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計任務(wù)書

一、地區(qū)電網(wǎng)的特點

本地區(qū)變電站通過三回線（架空線80km）從系統(tǒng)獲取電能，（每回架空線的單位長度等值電抗=0.4歐/km）。系統(tǒng)在夏季負荷用電緊張或有不足。

二、建站規(guī)模

（1）變電站類型：220kV變電工程

（2）電壓等級：220kV、110kV、35kV

（4）出線回數(shù)及傳輸容量

電壓

負荷

名稱

每回最大負荷（KW）

功率因數(shù)

回路數(shù)

供電方式

線路長度（km）

110KV

區(qū)變1

7000

0.9

2

架空

15

區(qū)變2

6300

0.88

2

架空

7

A區(qū)（二級負荷）

3000

0.9

1

架空

10

B區(qū)（三級負荷）

2000

0.9

1

架空

12

C區(qū)（二級負荷）

4000

0.88

2

架空

11

備用

2

35KV

變電所1

8000

0.9

2

架空

5

加工廠1

900

0.88

1

電纜

4

加工廠2

990

0.9

1

電纜

5

變電所2

5000

0.89

2

架空

10

材料廠

700

0.9

2

電纜

2

備用

1

三、環(huán)境條件

變電所位于某城市，地勢平坦，交通便利，空氣較清潔，區(qū)平均海拔800米，最高氣溫41℃，最低氣溫0℃，年平均雷電日90日/年，土壤電阻率高達1000.M

四、短路阻抗

系統(tǒng)作無窮大電源考慮

五、主接線的要求

盡量滿足可靠性

第二部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計說明書

電氣主接線設(shè)計

1.1 電氣主接線設(shè)計的設(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。

考慮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 電氣主接線的主要要求

現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線總體方案的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，需要對發(fā)電廠、變電站的主接線總體方案進行縝密的比較，最終選擇確定最佳方案。發(fā)電廠、變電站主接線總體方案的確定必須滿足以下基本要求：

a）供電可靠性

供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對用戶不間斷供電，其評價標準有以下幾點：(1)斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；(2)線路或母線發(fā)生故障時應(yīng)盡量減少線路的停運回路數(shù)和主變的停運臺數(shù)，盡量保證對重要用戶的供電；(3)盡量避免變電站全部停運的可能性。

b）運行檢修的靈活性

電氣主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修時的靈活性。(1)調(diào)度運行中應(yīng)可以靈活的投入和切除變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運行要求，實現(xiàn)變電站的無人值班；(2)檢修時，可以方便的停運斷路器、母線和繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。

c）適應(yīng)性和可擴展性

能適應(yīng)一定時期內(nèi)沒有預(yù)計到的負荷水平的變化，滿足供電需求。擴建時，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。

d）經(jīng)濟合理性

主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經(jīng)濟合理。(1)投資省。即變電站的建筑工程費、設(shè)備購置費、安裝工程費和其他費用應(yīng)節(jié)省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同。(2)占地面積小。主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區(qū)別。(3)能量損失小。

變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。

電氣主接線的設(shè)計程序

電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步：

（1）對原始資料分析。

（2）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。

（3）對2個技術(shù)上比較好的方案進行經(jīng)濟計算。

(4)接線圖匯總，繪制總的接線圖

1.3 電氣主接線方案確定

1.3.1 220kV電氣主接線方案確定

在220kV配電裝置中，一般不采用單母線接線；出線回路數(shù)為3—4回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在4回及以上，一般采用雙母線接線；當0—220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)在4回及以上時，一般采用雙母線分段接線；當系統(tǒng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。

根據(jù)以上分析，篩選保留兩種比較符合任務(wù)書要求的主接線形式，分別為單母線分段接線和雙母線接線。如圖1、圖2所示：

圖1單母線分段接線帶旁路母線接線

圖2雙母線接線帶旁路母線接線

表1 220kV接線方案比較表

項目/方案

方案1

方案2

技術(shù)性比較

eq\o\ac(○,1)

簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展

eq\o\ac(○,1)

運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易于擴建但是道閘操作較復(fù)雜

eq\o\ac(○,2)

可靠性、靈活性差、旁路斷路器可代替出線斷路器，實現(xiàn)不停電檢修

eq\o\ac(○,2)

母聯(lián)斷路器可代替出線斷路器實現(xiàn)不斷電檢修，一定程度上提高了可靠性

經(jīng)濟性比較

eq\o\ac(○,1)

設(shè)備少、投資相對比較小

eq\o\ac(○,2)

分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

eq\o\ac(○,1)

占地面積大、設(shè)備較多、投資大

eq\o\ac(○,2)

母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

綜上，結(jié)合任務(wù)書里盡可能滿足可靠性的要求，220kV配電裝置選擇方案2較為合適。

1.3.2110kV電氣主接線方案選擇

在110kV—220kV配電裝置中，當出線回路數(shù)為3—4回時，一般選用單母線分段接線作為主接線；當出線回數(shù)為6回及6回以上時，一般采用雙母線接線方式；當110kV配電裝置在系統(tǒng)中地位較為重要，出線在6回以上時，可采用單母線分段帶旁路母線的主接線方式以提高供電的可靠性；當然，當不允許停電檢修時，可考慮設(shè)置旁路母線保證持續(xù)供電。

根據(jù)以上分析，結(jié)合任務(wù)書對110kV主接線的要求，篩選出下列兩種主接線形式進行比較擇優(yōu)。如圖3和圖4所示：

圖3雙母線接線

圖4單母線分段帶旁路母線接線

表2 110kV接線方案比較表

項目/方案

方案3

方案4

技術(shù)性比較

eq\o\ac(○,1)

運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易于擴建但是道閘操作較復(fù)雜

eq\o\ac(○,1)

簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展

eq\o\ac(○,2)

母聯(lián)斷路器可代替出線斷路器實現(xiàn)不斷電檢修，一定程度上提高了可靠性

eq\o\ac(○,2)

可靠性、靈活性差、旁路斷路器可代替出線斷路器，實現(xiàn)不停電檢修

經(jīng)濟性比較

eq\o\ac(○,1)

占地面積大、設(shè)備較多、投資大

eq\o\ac(○,1)

設(shè)備少、投資相對比較小

eq\o\ac(○,2)

分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

綜上，結(jié)合任務(wù)書對110kV出線的要求，單母線分段接線帶旁路母線在經(jīng)濟性上和可靠性都占有一定的優(yōu)勢，主接線選擇方案4較為合適。

1.3.335kV電氣主接線方案選擇

在35kV—60kV配電裝置中，當出線回路數(shù)為4—8回時，一般采用單母線分段接線較為合適，當斷路器無條件檢修時，可不設(shè)置旁路母線；當出線回路數(shù)為8回以上時，采用雙母線接線作為主接線形式，當采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時可設(shè)置旁路隔離開關(guān)；

根據(jù)以上分析，結(jié)合任務(wù)書對35kV配電裝置接線的一些要求，35kV配電裝置接線擬采用以下兩種接線方式擇優(yōu)取之。如圖5和圖6所示：

圖5單母線分段帶旁路母線接線

圖6雙母線接線

表3 35kV接線方案比較表

項目/方案

方案5

方案6

技術(shù)性比較

eq\o\ac(○,1)

簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展

eq\o\ac(○,1)

運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易于擴建但是道閘操作較復(fù)雜

eq\o\ac(○,2)

可靠性、靈活性差、旁路斷路器可代替出線斷路器，實現(xiàn)不停電檢修

eq\o\ac(○,2)

母聯(lián)斷路器可代替出線斷路器實現(xiàn)不斷電檢修，一定程度上提高了可靠性

經(jīng)濟性比較

eq\o\ac(○,1)

設(shè)備少、投資相對比較小

eq\o\ac(○,2)

分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資

eq\o\ac(○,1)

占地面積大、設(shè)備較多、投資大

綜上，雖然雙母線接線的投資比較多，但是由于任務(wù)書給的35kV出線回路數(shù)有9回之多，顯然在系統(tǒng)中是相當重要的一部分，加之任務(wù)書要求的盡可能滿足可靠性的要求，故采用具有較高可靠性的雙母線接線較為合適。

1.3.4主接線圖

綜上所述，220kV電壓等級采用雙母線帶旁路母線接線，110kV電壓等級采用單母線分段帶旁路母線接線，35kV電壓等級采用雙母線接線；那么，總的主接線圖如圖7所示：

圖7總的接線圖

其中，正常工作的時候220kV雙母線處于并列運行狀態(tài)，母聯(lián)斷路器閉合；110kV分段短路器閉合，并列運行，有兩回出線的負荷分別從不同段母線上獲得電能，即使有一段母線故障，也能獲得一半電能的供給，采用明備用；35kV雙母線接線母聯(lián)斷路器閉合，處于并列運行，采用明備用。

主變選擇說明書部分

負荷計算和主變選擇

在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站主變壓器的選擇。

2.1主變壓器選擇原則

在各電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，它擔任著向用戶輸送功率，或者在兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年的發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且還會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設(shè)備也未必能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此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。

在生產(chǎn)上電力變壓器分為單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設(shè)計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，從經(jīng)濟性方面來選擇主變壓器。

選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。

2.1.1主變壓器臺數(shù)的選擇

1）對大城市郊區(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，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。

2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。

3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。

2.1.2主變壓器容量的選擇原則

主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期10～20年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。

根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70%～80%。

同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。

2.1.3主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇

相數(shù)

容量為300MW及以下機組單元接線的變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對投資大，占地多，運行損耗也較大。同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。因此本設(shè)計中采用三相變壓器。

繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)

電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。在一發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于3臺，以免由于增加了中壓側(cè)引線的構(gòu)架，造成布置的復(fù)雜和困難。考慮到此次設(shè)計中有220KV、110KV和35KV三個電壓等級，因此主變壓器采用的是三繞組型式。

繞組接線組別

變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“Y”和三角形“D”。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列以要求限制3次諧波對電源等因素。根據(jù)以上原則，主變一般是Y，D11常規(guī)接線。

調(diào)壓方式

為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過主變的分接開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓。另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓。

通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓。因為可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，對于220kV及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時使用，一般均采用無激磁調(diào)壓，分接頭的選擇依據(jù)具體情況定。

冷卻方式

電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、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(dǎo)向冷卻。。容量在31.5MVA及以上的大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻。此變電站主變壓器采用強迫油循環(huán)風冷卻。

2.2主變壓器的選擇步驟

2.2.1

主變壓器臺數(shù)的選擇

根據(jù)原始資料，本變電站為220KV降壓變電站，負荷重、出線多，所以考慮用兩臺主變壓器。有兩臺主變壓器，可保證供電可靠性，避免一臺變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電。

2.2.2

主變壓器容量的確定

1選擇原則

（1）主變壓器容量一般按變電站建成后10~5年的規(guī)劃負荷選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常工作和事故時過負荷能力。

（2）根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站；應(yīng)考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)應(yīng)保證對一、二級負荷的供電。

2主變?nèi)萘看_定

根據(jù)選擇原則和已確定選用兩臺主變壓器，當一臺變壓器單獨運行時能滿足70%的負荷的電力需要?？紤]未來增加10年的發(fā)展規(guī)劃。這里設(shè)每年增長的負荷率為5%。

計算所有負荷大?。?/p>

當一臺變壓器停運時，其余變壓器的容量應(yīng)滿足全部負荷70%~80%

S=（70%~80%）*=KVA

選取兩臺變壓器，容量為，型號SFPS7-63000/220

S=63MVA0.8*

根據(jù)以上容量的選擇要求，選擇型號為SFPS3-63000/220

額定容量

(kVA)

額定電壓

(kV)

空載電流

(%)

損耗

(kW)

阻抗電壓

(%)

連接

組別

標號

高壓

中壓

低壓

空載

負載

高-中

高-低

中-低

63000

69

10.5

1.3

95

376

22.51

13.6

8

YNy0d11

圖8主變參數(shù)圖

站（所）用電設(shè)計

3.1所用變壓器選擇

對大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段35kv母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式。

對于變壓器的選擇原則：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。

考慮以上情況以及考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況可選用油式變壓器，具體型號為S7-400/35，變壓器容量計算方法為：

故可以根據(jù)315kva容量以及留有一定裕度來選擇容量為400kva的變壓器S7-400/35，具體的型號參數(shù)如下表所示：

表4站用變壓器S7-400/35參數(shù)

高壓

（kv）

低壓

（kv）

連接組標號

空載損耗（W）

負載損耗（W）

空載電流（%）

阻抗電壓（%）

外形尺寸

（長*寬*高mm）

35

0.4

Y,yn0

920

6400

2.0

6.5

1960*1180*2360

3.2所用電接線圖

變電站的主要站用電負荷是變壓器冷卻裝置，直流系統(tǒng)中的充放電裝置和晶閘管整流設(shè)備，照明、檢修及供水和消防系統(tǒng)，小型變電站，大多只裝1臺站用變壓器，從變電站低壓母線引進，站用變壓器的二次側(cè)為380V中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。對于中型變電站或裝設(shè)有調(diào)相機的變電站，通常都裝設(shè)2臺站用變壓器，分別接在變電站低壓母線的不同分段上，380V站用電母線采用低壓斷路器進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。因而本設(shè)計兩臺所用變壓器分別接于35KV母線互為備用，平時運行當一臺故障時，另一臺能夠承擔變電所的全部負荷。同時使用單母線分段接線，有以下優(yōu)點：1.不會造成全所停電2.調(diào)度靈活3.保證對重要用戶的供電。接線圖如下圖*所示：

圖9所用電接線圖

同時考慮到無功功率與系統(tǒng)穩(wěn)定性、可利用傳輸能力、系統(tǒng)電壓及運行經(jīng)濟性等有著緊密的聯(lián)系，其中變電站的無功補償對于系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行有著重要的影響。因此我們要進行合理的無功補償。

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補償配置技術(shù)原則》，無功補償配置應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況實施分散就地補償與變電站集中補償相結(jié)合，電網(wǎng)補償與用戶補償相結(jié)合，高壓補償與低壓補償相結(jié)合，使電網(wǎng)的無功功率實現(xiàn)分層分區(qū)平衡，各電壓等級之間要盡量減少無功功率的交換，滿足降損和調(diào)壓的需要。220kV變電站在主變壓器最大負荷時其高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)不低于0.95，在低谷負荷時功率因數(shù)應(yīng)不高于0.95。220kV變電站的容性無功補償以補償主變壓器無功損耗為主，并適當補償部分線路的無功損耗。補償容量按照主變壓器容量的10%～25%配置，并滿足220kV主變壓器最大負荷時其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。

高壓電氣設(shè)備選擇

4高壓電氣設(shè)備選擇

導(dǎo)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。

4.1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，電壓110－330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機組釆用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。

4.1.1斷路器選擇的具體技術(shù)條件

額定電壓選擇：

額定電流選擇：

額定短路開斷電流選擇：

式中：——斷路器實際開斷時間t的短路電流周期分量有效值，當

開端時間小于0.1s時，，A；

——斷路器的額定開斷電流。

動穩(wěn)定校驗：

熱穩(wěn)定校驗：

式中：——短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)；

其中：。

220kV母線側(cè)與進線側(cè)選LW型斷路器，其參數(shù)如表5所示：

表5220kV高壓斷路器LW2-220/2500-31.5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高工作電壓（kV）

額定電流（A）

額定短路開斷電流（kA）

額定關(guān)合電流峰值（kA）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

4s熱穩(wěn)定電流（kA）

合閘時間（s）

分閘時間（s）

LW2-220

220

252

2500

31.5

80

80

31.5

0.15

0.05

110kV母線側(cè)與進線側(cè)選LW6-110-31.5型斷路器，其參數(shù)如表6所示：

表6110kV高壓斷路器LW6-110-31.5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高工作電壓（kV）

額定電流（A）

額定短路開斷電流（kA）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

3s熱穩(wěn)定電流（kA）

額定失步開斷電流（kA）

合閘時間（ms）

分閘時間（ms）

LW6-110

110

126

3150

31.5

125

50

12.5

5≤

3≤

35kV母線側(cè)與進線側(cè)選SW2-35/2000-16.5型斷路器，其參數(shù)如表7所示：

表735kV高壓斷路器SW2-35/2000-16.5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高工作電壓（kV）

額定電流（A）

額定短路開斷電流（kA）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

4s熱穩(wěn)定電流（kA）

合閘時間（s）

分閘時間（s）

SW2-35

35

40.5

2000

16.5

1000

16.5

0.4

0.06

4.2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。

4.2.1隔離開關(guān)選擇的具體技術(shù)條件

額定電壓選擇：

額定電流選擇：

動穩(wěn)定校驗：

熱穩(wěn)定校驗：

式中：與其相應(yīng)的斷路器的該值一樣。

原始材料給出的海拔為1000米，因此還是可以隔離開關(guān)為高原型。

220kV母線側(cè)與進線側(cè)選GW4-220/630型隔離開關(guān)，其參數(shù)如表8所示：

表8220kV高壓隔離開關(guān)GW4-220/630型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高電壓（kV）

額定電流（A）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

4s熱穩(wěn)定電流有效值（kA）

GW4-220

220

252

630

50

20

110kV母線側(cè)與出線側(cè)選GW4-110/630型隔離開關(guān)，其參數(shù)如表9所示：

表9110kV高壓隔離開關(guān)GW4-110/630型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高電壓（kV）

額定電流（A）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

4s熱穩(wěn)定電流有效值（kA）

GW4-110

110

126

630

50

20

35kV母線側(cè)與出線選GW4-35/1600型隔離開關(guān)，其參數(shù)如表10所示：

表1035kV高壓隔離開關(guān)GW4-35/1600型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電壓（kV）

最高電壓（kV）

額定電流（A）

動穩(wěn)定電流峰值（kA）

4s熱穩(wěn)定電流有效值（kA）

GW4-35

35

40.5

1600

100

31.5

4.3電流互感器的選擇及校驗

電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6~20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對于35kV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，有條件時，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。

電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當配電裝置距離控制室較遠時，亦可考慮用1A。

4.3.1電流互感器選擇的具體技術(shù)條件

一次額定電流的選擇：

當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表有最佳工作，并在過負荷時，使儀表有適當?shù)闹甘尽?/p>

電力變壓器中性點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進行選擇。

電纜式零序電流互感器窗中應(yīng)能通過一次回路的所有電纜。

當保護和測量儀表共用一組電流互感器時，只能選用相同的一次電流。

準確級的選擇：

與儀表連接接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于以下要求：

用于電能測量的互感器準確級：

0.5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；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。

一次額定電壓選擇：

一次額定電流選擇：

動穩(wěn)定校驗：

內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗：

I1N電流互感器的一次繞組額定電流（A）

Imax短路沖擊電流的瞬時值（kA）

KdwCT的1s動穩(wěn)定倍數(shù)

熱穩(wěn)定校驗：

電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流I1n來校驗：

(I1N×Kt)2≥I∞2tdz

Kt為CT的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)；

220kV變壓器側(cè)與進線側(cè)選電流互感器型號為LB-220/2×300/5型，其參數(shù)如表11所示：

表11220kV電流互感器LB-220/2×300/5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電流比（A）

級次組合

二次負荷（VA）

短時熱電流

（倍數(shù)）

動穩(wěn)定電流

（倍數(shù)）

備注

變壓器油牌號

LB-220

2×300/5

0.5/10P/10P/10P/10P

50

2×21

2×55

油浸式電流互感器

25#

110kV變壓器側(cè)與出線側(cè)選電流互感器型號為LB2-110/2×300/5型，其參數(shù)如表12所示：

表12110kV電流互感器LB2-110/2×300/5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電流比（A）

級次組合

短時熱電流

（倍數(shù)）

動穩(wěn)定電流

（倍數(shù)）

備注

變壓器油牌號

LB2-110

2×300/5

B/B、B/0.5

21

53.5

油浸式電流互感器

25#

35kV變壓器側(cè)與出線側(cè)選電流互感器型號為LB6-35/5~2000/5型，其參數(shù)如表13所示：

表1335kV電流互感器LB6-35/5~2000/5型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

額定電流比（A）

級次組合

短時熱電流

（倍數(shù)）

動穩(wěn)定電流

（倍數(shù)）

備注

變壓器油牌號

LB6-35

5~2000/5

0.5/B1/B2

40

102

油浸式電流互感器

25#

4.4電壓互感器的選擇及校驗

電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：6－20kV屋內(nèi)配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可釆用樹脂繞注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。

35－110kV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，220kV以上，一般釆用電容式電壓互感器。

當需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞級連接成星形，以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。

一次回路電壓選擇：

二次回路電壓選擇：

表14電壓互感器的副邊電壓

線圈

副線圈

接成開口三角形的附加線圈

高壓側(cè)接法

接于原邊線電壓上

接于原邊相電壓上

在大接地電流系統(tǒng)中

在小接地電流系統(tǒng)中

副邊電壓（V）

100

100/√3

100

100/√3

220kV選電壓互感器型號為JCC－220型，其參數(shù)如表15所示：

表15220kV電壓互感器JCC－220型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型式

額定變比

在下列準確等級下額定容量(VA)

最大容量(VA)

連接組

1級

3級

單相

(屋外式)

JCC-220

500

1000

2000

1/1/1-12-12

110kV選電壓互感器型號為JCC－110型，其參數(shù)如表16所示：

表16110kV電壓互感器JCC－110型的技術(shù)數(shù)據(jù)

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

單相

(屋外式)

JCC-110

500

1000

2000

35kV選電壓互感器型號為JDJJ－35型，其參數(shù)如表17所示：

表17110kV電壓互感器JDJJ－35型的技術(shù)數(shù)據(jù)

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)

JDJJ-35

150

250

600

1200

4.5熔斷器的選擇與校檢

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。

4.5.1熔斷器裝設(shè)需要格外注意的一點

110kV及以上的電壓互感器一次側(cè)不裝設(shè)熔斷器！

因為電壓互感器一次側(cè)裝設(shè)熔斷器的作用主要是為了保護電壓互感器本體各種短路故障。

而110kV及以上的電壓互感器一般采用串級絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣裕度大，內(nèi)部線圈和絕緣引起事故的可能性較小，而外部引線采用硬連接，不易發(fā)生相間短路故障。

此外，該系統(tǒng)均為中性點直接接地系統(tǒng)，每相互感器只有承受相電壓的可能，不會承受線電壓。另外，其二次通常裝設(shè)自動過負荷小開關(guān)，不致因二次回路故障威脅互感器本體。

所以110kV及以上的電壓互感器一次側(cè)不裝設(shè)熔斷器！

4.5.2熔斷器選擇的具體技術(shù)條件

電壓：

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：

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：

式中：——三相短路沖擊電流的有效值。

——熔斷器的開斷電流。

35kV選高壓熔斷器型號為RW9－35型，其參數(shù)如表18所示：

表1835kV高壓熔斷器RW9－35型的技術(shù)數(shù)據(jù)

系列型號

額定電壓（kV）

額定電流（A）

斷流容量（MVA）

備注

RW9－35

35

0.5

2000

保護戶外電壓互感器

4.6母線的選擇與校檢

目前常用的導(dǎo)體有硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體，硬導(dǎo)體形式有矩形、槽形和管形。

各種導(dǎo)體的特點：

矩形導(dǎo)體：散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)大，因此，單條矩形導(dǎo)體最好不超過1250mm2，當工作電流超過最大截面單條導(dǎo)體允許載流量時，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以下，電流4000A及以下的配電裝置中。

槽形導(dǎo)體：機械強度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小。槽形導(dǎo)體一般用于4000~8000A的配電裝置中，一般適用于35kV及以下。

管形導(dǎo)體：集膚效應(yīng)系數(shù)較小，機械強度高，管內(nèi)可以通風或通水，用于8000A以上的大電流母線。圓管表面光滑，電暈放電電壓較高，可用于110kV及以上的配電裝置中。

軟導(dǎo)體：軟導(dǎo)體分為單根軟導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線。分裂導(dǎo)線可滿足大的負荷電流及電暈、無線電干擾要求，且抗震能力強，經(jīng)濟性好。

4.6.1導(dǎo)體選擇的一般要求

裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇或校驗：

工作電流

經(jīng)濟電流密度

電暈

動穩(wěn)定或機械強度

熱穩(wěn)定

同時也應(yīng)注意環(huán)境條件如溫度、日照、海拔等。

導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導(dǎo)線等形式），因其機械強度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。

220kV母線選裸導(dǎo)體型號為LGJ-300型，其參數(shù)如表19所示：

表19220kV裸導(dǎo)體母線LGJ-120型的技術(shù)數(shù)據(jù)

標稱截面（mm2）

長期允許載流量（A）

環(huán)境溫度（oC）

+70oC

300

735

20

110kV母線選裸導(dǎo)體型號為LGJ-240型，其參數(shù)如表20所示：

表20110kV裸導(dǎo)體母線LGJ-240型的技術(shù)數(shù)據(jù)

標稱截面（mm2）

長期允許載流量（A）

環(huán)境溫度（oC）

+70oC

240

655

20

35kV母線選裸導(dǎo)體型號為單條矩形鋁導(dǎo)體-100×8型，其參數(shù)如表21所示：

表2135kV裸導(dǎo)體母線單條矩形鋁導(dǎo)體-100×8型的技術(shù)數(shù)據(jù)

導(dǎo)體尺寸h×b(mm×mm)

單條

平放（A）

豎放（A）

Kf

100×8

1547

1682

1.05

4.7電纜的選擇與校檢

4.7.1電力電纜應(yīng)按以下條件進行選擇和校驗

電纜芯線材料及型號

額定電壓

截面選擇

允許電壓降校驗

熱穩(wěn)定校驗

電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。

35kV出線電纜選截面積為S=25mm2，其參數(shù)如表22所示：

表2235kV電纜S=25mm2型的技術(shù)數(shù)據(jù)

纜芯截面（mm2）

額定電流（A）

長期連續(xù)負荷允許載流量（A）

25

80

138

防雷及過電壓保護裝置設(shè)計

5.1防雷設(shè)置原則和措施

變電所的雷害主要有兩個方面：一、雷擊變電所，二、雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波侵入變電所。

避雷器是一種保護電器，用來保護配電變壓器，電站和變電所等電器設(shè)備的絕緣免受大氣過電壓或某些操作過電壓的危害。大氣過電壓由雷擊或靜電感應(yīng)產(chǎn)生；操作過電壓一般是由于電力系統(tǒng)的運行情況發(fā)生突變而產(chǎn)生電磁振蕩所致。

避雷器有兩種：

閥型避雷器按其結(jié)構(gòu)的不同，又分為普通閥型避雷器和磁吹閥型避雷器。

管型避雷器，利用絕緣管內(nèi)間隙中的電弧所產(chǎn)生的氣體把電弧吹滅。用于線路作為防雷保護。

5.1.1閥型避雷器的條件選擇

額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。

滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）；在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運行線電壓的110%和100%。在中性點直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)取設(shè)備最高運行線電壓的80%

220kV母線接避雷器選FZ-220J型，其參數(shù)如表23所示：

表23 220kV避雷器FZ-220J型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

組合方式

額定電壓(kV)

滅弧電壓(kV)

工頻放電電壓(kV)

不小于

不大于

FZ-220J

8×FZ-30

220

200

448

536

110kV母線接避雷器選FZ-110型，其參數(shù)如表24所示：

表24 110kV避雷器FZ-110型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

組合方式

額定電壓(kV)

滅弧電壓(kV)

工頻放電電壓(kV)

不小于

不大于

FZ-110

4×FZ-30J

110

100

224

268

35kV母線接避雷器選FZ-35型，其參數(shù)如表25所示：

表25 35kV避雷器FZ-35型的技術(shù)數(shù)據(jù)

型號

組合方式

額定電壓(kV)

滅弧電壓(kV)

工頻放電電壓(kV)

不小于

不大于

FZ-35

8×FZ-15

35

41

84

104

5.2避雷針的配置

5.2.1避雷針的配置原則

發(fā)電廠和變電所內(nèi)須要有良好的接地裝置以滿足工作、安全和防雷保護的接地要求。一般的作法是根據(jù)安全和工作接地要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后再在避雷針和避雷器下面增加接地體以滿足接地電阻要求。變電站一般工頻接地電阻數(shù)值為0.5~5Ω。本設(shè)計中變電站所在地土壤電阻率為1000Ω?M，考慮到一般變電站占地面積約為4000m2，有R=0.5ρ/(√S)=7.91Ω>5Ω，故不符合要求。還需要去降低土壤電阻率（使用降阻劑）或在避雷針和避雷器下面增加接地體等方法來降低接地電阻。

（2）在根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況，確定避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求：

電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ω?M的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。因此該變電站的設(shè)計就需要裝設(shè)獨立的避雷針。

獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10Ω。

35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。

在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在選址中距離很難達到不小于15m的要求。

所以，該設(shè)計中單根避雷針長度的保護寬度至少需要16m，高度選擇30m,而兩針的保護范圍在計算書詳細敘述。

第三部分變電站（所）電氣一次部分設(shè)計計算書

1.負荷計算

1.1、主變負荷計算

總?cè)萘坑嬎?/p>

110KV側(cè)：

=0.9*44520.202=40068.2KVA

35KV側(cè)：

=0.85*32692.02=27788.2KVA

每臺主變：

5年規(guī)劃：S=80%*=69283.1KVA

10年規(guī)劃：S=80%*=88424.8KVA

故考慮變電站的10年規(guī)劃，選取主變?nèi)萘?/p>

，型號SEPSZ-63000/220，數(shù)量兩臺

相數(shù)：三相

繞組結(jié)構(gòu)和組別：三繞組YN，y0,d11

調(diào)壓方式：無勵磁調(diào)壓方式

額定容量

(kVA)

額定電壓

(kV)

空載電流

(%)

損耗

(kW)

阻抗電壓

(%)

連接

組別

標號

高壓

中壓

低壓

空載

負載

高-中

高-低

中-低

63000

69

10.5

1.3

95

376

22.51

13.6

8

YNy0d11

圖10主變參數(shù)圖

冷卻方式：油浸式電力變壓器的冷卻方式隨其型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、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(dǎo)向冷卻。容量在31.5MVA及以上的大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻。此變電站主變壓器采用強迫油循環(huán)風冷卻。

變壓器電抗標幺值計算：主變?nèi)萘縎=63000KVA=63MVA

阻抗電壓百分比：,

正序高壓端電抗標幺值:=0.101

正序中壓端電抗標幺值:=-0.01

正序低壓端電抗標幺值:=0.243

1.2、所變負荷計算

變壓器容量計算方法為：

故可以根據(jù)315kva容量以及留有一定裕度來選擇容量為400kva的變壓器S7-400/35，具體的型號參數(shù)如下表所示：

表26站用變壓器S7-400/35參數(shù)

高壓

（kv）

低壓

（kv）

連接組標號

空載損耗（W）

負載損耗（W）

空載電流（%）

阻抗電壓（%）

外形尺寸

（長*寬*高mm）

35

0.4

Y,yn0

920

6400

2.0

6.5

1960*1180*2360

1.3繪制短路電流計算結(jié)果表

表27 短路計算表

短路點編號

基值

電壓

基值

電流

支路電壓等級

總電抗標幺值

三相短路電流周期分量有效值

三相短路沖擊電流

三相短路全電流

有效值

三相短路容量

公式

根據(jù)電路而定

k-1

230

0.251

220

0.020

12.550

32.003

18.951

5000.000

k-2

115.5

0.500

110

0.0655

7.633

19.464

11.526

1538.462

k-3

37

1.560

35

0.192

8.125

20.719

12.269

520.833

2電氣設(shè)備選擇及校驗計算

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28 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,n是出線回路數(shù)，cosψ是該電

壓等級的總有功功率除以總視在功率。

表29 各回路持續(xù)工作電流計算結(jié)果

回路名稱

計算公式及結(jié)果

220kV母線

220kV進線

110kV母線

110kV出線

35kV母線

35kV出線

2.1高壓斷路器的選擇及校驗

設(shè)后備保護動作時間：220kV為3s，110kV為3.5s，35kV為4s。

選擇與校驗的5個條件如下：

額定電壓選擇：

額定電流：

額定短路開斷電流選擇：

動穩(wěn)定校驗：

熱穩(wěn)定校驗：

220kV母線側(cè)斷路器的選擇及校驗

所選斷路器為LW2-220/2500-31.5型，結(jié)合表5、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LW2-220/2500-31.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

220kV進線側(cè)斷路器的選擇及校驗

所選斷路器為LW2-220/2500-31.5型，結(jié)合表5、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LW2-220/2500-31.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

110kV母線側(cè)斷路器的選擇及檢驗

所選斷路器為LW6-110-31.5型，結(jié)合表6、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然LW6-110-31.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

110kV出線側(cè)斷路器的選擇及校驗

所選斷路器為LW6-110-31.5型，結(jié)合表6、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LW6-110-31.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

35kV母線側(cè)斷路器的選擇及校驗

所選斷路器為SW2-35/2000-16.5型，結(jié)合表7、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，SW2-35/2000-16.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

35kV出線側(cè)斷路器的選擇及校驗

所選斷路器為SW2-35/2000-16.5型，結(jié)合表7、表26、表28可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，SW2-35/2000-16.5型斷路器是完全符合設(shè)計要求的。

2.2隔離開關(guān)的選擇及校驗

選擇與校驗的4個條件如下：

額定電壓選擇：

額定電流選擇：

動穩(wěn)定校驗：

熱穩(wěn)定校驗：

220kV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校檢

所選隔離開關(guān)為GW4-220/630型，結(jié)合表8、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

220kV進線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗

所選隔離開關(guān)為GW4-220/630型，結(jié)合表8、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-220/630型隔離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

110kV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及檢驗

所選隔離開關(guān)為GW4-110/630型，結(jié)合表9、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-110/630型隔離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

110kV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗

所選隔離開關(guān)為GW4-110/630型，結(jié)合表9、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-110/630型隔離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

35kV母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗

所選隔離開關(guān)為GW4-35/1600型，結(jié)合表10、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-35/1600型隔離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

35kV出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗

所選隔離開關(guān)為GW4-35/1600型，結(jié)合表10、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，GW4-35/1600型隔離開關(guān)是完全符合設(shè)計要求的。

2.3電流互感器的選擇及校驗

220kV進線電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB-220/2×300/5型，結(jié)合表10、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB-220/2×300/5型電流互感器是完全符合設(shè)計要求的。

變壓器220kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB-220/2×300/5型，結(jié)合表11、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB-220/2×300/5型電流互感器是完全符合設(shè)計要求的。

110kV出線電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB2-110/2×300/5型，結(jié)合表12、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB2-110/2×300/5型電流互感器是完全符合設(shè)計要求的。

變壓器110kV電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB2-110/2×300/5型，結(jié)合表12、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB2-110/2×300/5型電流互感器是完全符合設(shè)計要求的。

35kV出線側(cè)電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB6-35/5~2000/5型，結(jié)合表13、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB6-35/5~2000/5型電流互感器是完全符合設(shè)計要求的。

變壓器35kV側(cè)電流互感器的選擇及校驗

所選電流互感器為LB6-35/5~2000/5型，結(jié)合表13、表26、表28以及3.1相應(yīng)斷路器的選擇與校驗可得以下分析比較數(shù)據(jù)：

顯然，LB6-35/5~2000/