電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）220kv變電所設(shè)計

摘要變電所是電力轉(zhuǎn)換站，用以提高或降低電壓，并分配用電量。本選題所設(shè)計的是某220kV降壓變電所電氣部分規(guī)劃設(shè)計，主要擔(dān)任220kV及110kV兩電壓等級功率交換，把接受功率全部送往110kV側(cè)線路。根據(jù)變電所的設(shè)計任務(wù)，對主變變壓器容量、臺數(shù)，電氣主接線，電氣設(shè)備及無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行了選擇分析，對短路電流等主要參數(shù)進(jìn)行了計算，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了相關(guān)保護(hù)系統(tǒng)，最后給出了電氣總平面布置方案。關(guān)鍵詞：變電所；變壓器；短路電流ABSTRACTThesubstationisastationthatchangeselectricpower,improvesorreducesvoltage,anddistributeselectricityconsumption.Theelectricalplanninganddesignofa220kVdroppingvoltagetransformeriscarriedoninthispaper.Itsmainfunctionistoexchangepowerbetweenthe220kVand110kVtwovoltagegradesandtosendallpoweracceptedto110kV。Accordingtothesubstationdesigntask,thispaperanalysisandchoosethecapacityandnumberofmajortransformer,thepowermaincircuits,electricalequipmentandreactivecompensationdevice.Alsothemainparameterssuchasshort-circuitcurrentandsoonarecalculated.Aboveall,theprotectionsystemisdesignedandfinallytheelectricgenerallayoutschemeisgiven.Keywords:substations；transformers；short-circuitcurrent目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1變電所設(shè)計任務(wù) 11.1變電所的規(guī)模 11.2回路 11.3系統(tǒng)計算資料 12變電所具體設(shè)計內(nèi)容 22.1主變壓器容量，臺數(shù)及形式的選擇 22.2電氣主接線的選擇 32.3短路電流計算 42.4電氣設(shè)備的選擇 9無功補(bǔ)償及補(bǔ)償裝置的選擇 152.6變電所主變保護(hù)的配置 162.7防雷保護(hù)的設(shè)計 172.8接地裝置的設(shè)計 182.9電氣總平面布置 183總結(jié) 19參考文獻(xiàn) 20附錄 21謝辭 231變電所設(shè)計任務(wù)本次所設(shè)計變電所以110kV側(cè)向地區(qū)負(fù)荷供電，除220kV側(cè)電源與系統(tǒng)聯(lián)系之外，110kV側(cè)電源的部分出線也與系統(tǒng)有聯(lián)系。1.1變電所的規(guī)模近期主變初步設(shè)為2×120MVA，電壓比為220/121/10.5kV，容量比為100/100/50，本期工程一次建成，設(shè)計中留有擴(kuò)建的余地，110kV出線共8回，一次建成。1.2回路110kV的最大地區(qū)負(fù)荷，近期為200MW，遠(yuǎn)期300MW，負(fù)荷功率0.85,最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5300小時,同時率為0.6,每回最大負(fù)荷見表1。表1變電所輸出功率表回路數(shù)輸送地輸送功率（MW）第一回水泥廠60第二回鋼鐵廠60第三回紡織集團(tuán)35第四回化工廠30第五回電廠45第六回食品一廠30第七回食品二廠30第八回備用401.3系統(tǒng)計算資料系統(tǒng)阻抗，當(dāng)取基準(zhǔn)容量﹦100MVA，基準(zhǔn)電壓……）時,系統(tǒng)的阻抗按兩臺變壓器的總阻抗考慮，如圖1所示。圖1系統(tǒng)阻抗簡化圖2變電所具體設(shè)計內(nèi)容2.1主變壓器容量，臺數(shù)及形式的選擇我們所設(shè)計的變電所是市郊220kV降壓變電所，它是以220kV受功率為主。把所受的功率通過變壓器輸送至110kV及10kV母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個市區(qū)的供電。因此選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性，為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷考慮，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的一級和二級負(fù)荷正常運行，對一般性能的變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)保證承擔(dān)全部負(fù)荷的70%～80%[1,4]。該變電所是按承擔(dān)70%的全部負(fù)荷來選擇。因此，裝設(shè)兩臺變壓器變電所的總裝容量為：∑SN﹦2×﹦1.4PM。110kV側(cè)負(fù)荷為最大地區(qū)負(fù)荷，近期200MW，同時率為0.6。其中一臺事故停用后，其余主變的容量應(yīng)保該所全部負(fù)荷的60％以上。表2變電所內(nèi)部消耗功率名稱第一段母線容量（kW）第二段母線容量（kW）變壓器修理動力P19其他動力P2變電所空調(diào)動車P31515電熱P443.8照明P527.13∵S=∑P1＋∑P2即第一段母線總?cè)萘浚篠1﹦＋P4＋P5﹦＋43.8＋﹦149kVA第二段母線總?cè)萘浚篠2﹦﹦＋43.92＋﹦kVA故變電站所用變的總?cè)萘繛椋篠總﹦S1＋S2﹦149＋﹦kVA因選擇兩臺主變壓器，選擇型號為：OSFPS7—120000/220，其參數(shù)：額定電壓：高壓220±2×2.5%kV，中壓121kV，低壓kV；阻抗電壓%：高-中28-34%，高-低：8-10%，中-低：18-24%；容量比為：100/100/50；聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Y0/Y0/△-12-11；空載電流：0.8％；空載損耗：70kW；短路損耗：320kW。2.2電氣主接線的選擇主接線是變電所電氣設(shè)計的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求[5,6]。為了保證雙母線配電裝置，在對進(jìn)出線斷路器檢修時（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。根據(jù)可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的原則，我們采取以下方案：220kV、110kV都采用雙母帶旁路，并且設(shè)計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不影響停電[2,5]。其接線方式的特點：雙母線帶旁母，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對提高，而且保證了各段出線斷路器檢修和發(fā)生故障時不致影響供電，也不會破雙母運行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對來說可靠性也提高了[3]。2.3短路電流計算（1）在短路計算的基本假設(shè)前提下，取﹦100MVA，UB﹦UA系統(tǒng)阻抗歸算到基準(zhǔn)容量：﹦100MVA，由原始資料可知220kV側(cè)系統(tǒng)阻抗為0.0328，110kV側(cè)為0.0502，即系統(tǒng)圖1。（2）計算參數(shù)由所選擇變壓器的參數(shù)可得：表3各繞組等值電抗阻抗電壓（％）高－中8－10中－底18－24高－低28－34﹪取10％，％取20％，﹪取30％，Us1﹪﹦﹦﹦10Us2﹪＝﹦﹦0Us3﹪﹦﹦﹦20各繞組等值電抗標(biāo)幺值為：X1﹦×﹦×X2﹦×﹦×﹦0X3﹦×﹦×﹦（3）根據(jù)系統(tǒng)圖可以制訂系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖2如下：3283280.05020.167d1d2d3830.1670.16783圖2系統(tǒng)簡化網(wǎng)絡(luò)圖（4）根據(jù)等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化及計算a.當(dāng)220kV母線發(fā)生三相短路，即d1點短路時，其等值網(wǎng)絡(luò)為圖3：EQ\F(4,EQ\F(4,0.0328)EQ\F(5,0.0502)EQ\F(3,0.083)EQ\F(1,0.083)220kV110kVEQ\F(2,0.083)圖3d1點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖把X1∥X2∥X3計為X6即X6﹦X1∥X2∥X3﹦0.083∥0.083∥0.083﹦28把X4＋X5計為X6即X7﹦X5＋X6﹦0.﹦Id1#﹦＋﹦?chuàng)Q算到220kV短路電流有名值﹦Id1#×﹦×﹦A取Kch﹦1.8短路電流全電流最大有效值Ich﹦﹦﹦Ic﹦×﹦A當(dāng)不計周期分量衰減時沖擊電流：ich﹦﹦﹦﹦×﹦A短路容量：S﹦﹦﹦MVAb.當(dāng)110kV母線發(fā)生三相短路時，即d2點短路時，其等值網(wǎng)絡(luò)為圖4。d2EQ\F(d2EQ\F(4328)EQ\F(5,0.0502)EQ\F(3,0.083)EQ\F(1,0.083)220kV110kVEQ\F(2,0.083)圖4d2點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖X6﹦X1∥X2∥X3﹦28把X4＋X6﹦X7即：X7﹦X4＋X6﹦﹦Id2﹦＋﹦?chuàng)Q算到110kV的短路電流有名值：﹦Id2×﹦×﹦A短路電流全電流最大有效值：Ich﹦﹦×﹦A短路電流的沖擊值：ich﹦I﹦×﹦A短路容量為：S﹦﹦×115×﹦MVAc.10kV母線發(fā)生三相短路，即d3點短路時，它的等值網(wǎng)絡(luò)如圖5。.dd3EQ\F(4,0.167)EQ\F(7328)EQ\F(8,0.0502)EQ\F(3,0.083)EQ\F(1,0.083)220kV110kVEQ\F(2,0.083)EQ\F(5,0.167)EQ\F(6,0.167)圖5d3點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖把X1∥X2∥X3﹦X9X4∥X5∥X6﹦X10X9﹦X1∥X2∥X3﹦X10﹦X4∥X5∥X6﹦﹦X11﹦X7＋X9﹦﹦把X12﹦X11＋X10＋﹦0.0608＋0.0557＋﹦X13﹦X8＋X10＋﹦0.0502＋0.0557＋﹦0.152Id3*﹦＋﹦?chuàng)Q算到10kV側(cè)有名值I″﹦Id3*×﹦×﹦A短路電流全電流最大有效值及沖擊值：Ich﹦﹦×﹦Aich﹦﹦×﹦A短路容量：S﹦﹦××﹦MVA表4各短路點計算數(shù)據(jù)短路點的編號基準(zhǔn)電壓（kV）基準(zhǔn)電流（kA）額定電流（kA）短路電流標(biāo)幺值短路電流有名值（kA）穩(wěn)態(tài)短路電流標(biāo)幺值穩(wěn)態(tài)短路電流有名值（kA）短路電流沖擊值（kA）短路電流最大有效值（kA）短路容量（MW）d1230d2115d32.4電氣設(shè)備的選擇導(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(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備[6,7]。斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和斷開負(fù)荷電流，在電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線運行方式的任務(wù)。故障時，斷路器通常和繼電器配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器的安裝地點、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器與少油斷路器相比，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣。故35～220kV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10kV電壓等級，10kV采用真空斷路器[12]。（1）220kV側(cè)斷路器（a）額定電壓選擇：Umax≥UN＝220×1.15＝253kV（b）額定電流選擇：IN＞Igmax考慮到變壓器在電壓降低5%時其輸出功率保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax﹦N即：Igmax﹦﹦kA（c）按開斷電流選擇：Iekd≥﹦kA即Iekd≥A（d）按短路關(guān)合電流選擇：ieg≥ich﹦A即ieg≥A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6－220型SF6斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，額定開斷電流為40kA，短路關(guān)合電流55kA，動穩(wěn)定電流峰值55kA，4s熱穩(wěn)定電流40kA，固有分閘時間0.042s，合閘時間s，全開斷時間s。（e）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為5std﹦tkd＋tb﹦＋5﹦s﹦﹦1因td＞1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間曲線，查得tz﹦stdz﹦＋tz﹦＋﹦sQd﹦I2×dz﹦2×﹦A2sQr﹦Ir2t﹦402×4﹦5400kA2s即Qr>Qd滿足要求Ir≥﹦EQ\R(,4.37/4)﹦10.95＜40滿足要求（f）檢驗動穩(wěn)定：icj≤idwicj﹦27.69＜55滿足要求故選擇戶外LW6－220型SF6斷路器能滿足要求。（2）110kV側(cè)斷路器考慮到2臺主變壓器及一定的交換功率（a）額定電壓：UN≥UgmaxUgmax﹦×110﹦kV；（b）額定電流：IN≥IgmaxIgmax≥﹦﹦﹦kA；（c）按開斷電流選擇：Iekd≥﹦KA即Iekd≥A；（d）短路關(guān)合電流：ieg≥icj﹦A即ieg≥KA；根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SW6－110I型少油斷路器，其參數(shù)為：最高工作電壓126kV，額定電流2000A，額定開斷電流kA，短路關(guān)合電流80kA，動穩(wěn)定電流峰值80KA，4s熱穩(wěn)定電流3/5kA，固有分閘時間為0.035s，合閘時間0.2s，全開斷時間s。（e）檢驗熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為5s﹦＋tb﹦＋5﹦s﹦﹦1因td>1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間表，查得tz﹦4.3s﹦＋tz＋﹦sQd﹦﹦2×﹦KA2sQr﹦Ir2t﹦2×4﹦3969KA2s即Qr＞Qd滿足要求由以上計算表明選擇戶外SW6－110I少油斷路器能滿足要求隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)裝設(shè)在主接線上時，保證了在線路及設(shè)備檢修時形成明顯的斷口，與帶電部分隔離。由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置并且分?jǐn)嗄芰Φ?，所以操作隔離開關(guān)時，必須遵守倒閘操作順序。送電時首先合上母線隔離開關(guān)，其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)，最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關(guān)的配置：（1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；（2）中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；（3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝設(shè)1～2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側(cè)和線路的隔離開關(guān)，應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘[11]；（4）接在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。選擇隔離開關(guān)方法與選擇斷路器相同，其校驗有所不同。為了維護(hù)及操作方便，同理220kV、110kV、10kV都選同類型。（1）220kV側(cè)隔離開關(guān)（a）UN≥UmaxUmax﹦UNUN≥×220﹦253kV（b）額定電流：IN≥Igmax﹦﹦661A根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW7－220DW型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，3s熱穩(wěn)定電流為32kA，并帶接地刀閘。（c）校驗熱穩(wěn)定：td﹦tkd＋tb﹦＋5﹦s跟斷路器一樣：tdz﹦sQd﹦×tdz﹦2×4.37﹦A2.sQr﹦Ir2.t﹦322×3﹦3072kA2.sQr≥Qd滿足要求（d）校驗動穩(wěn)定：icj≤idwicj﹦KAidw﹦80kA即：idw＞icj滿足要求由上述計算表明，選擇GW7－220DW型隔離開關(guān)能滿足要求。（2）110kV側(cè)隔離開關(guān)（a）額定電壓：UN≥Umax﹦×110﹦126.5kV（b）額定電流：IN≥Igmax﹦＝﹦1323A根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5－110型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電壓110kV，最高工作電壓126kV，額定電流2000A，動穩(wěn)定電流100kA，4s熱穩(wěn)定電流有效值31.5kA。（c）檢驗熱穩(wěn)定，同110kV側(cè)斷路器相同﹦4.36s即：Qd﹦I2∞﹦2×4.36﹦KA2.sQr﹦Ir22×4.36＝3969kA2sQr＞Qd滿足要求（d）檢驗動穩(wěn)定：icj≤idwicj﹦Aidw﹦100kA即：idw＞icj滿足要求由于上述計算選擇GW4－110Ⅱ型戶外隔離開關(guān)能滿足要求?；ジ衅鞯倪x擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的測量器件，分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的運行情況，其作用有[9][10]：（a）將一次回路的高電壓和高電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜，便于房內(nèi)安裝。（b）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。（1）電流互感器的選擇：電流互感器的一次側(cè)工作電流應(yīng)盡量接近額定電流（a）220kV側(cè)電流互感器額定電流：IN≥Imax﹦＝﹦661A額定電壓：UN≥UwUN＝220kV根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可以初步選擇LB7－220型電流互感器，其參數(shù)為：額定電流比1200/5，準(zhǔn)確級次為，二次負(fù)荷阻抗為2，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)26.25，動穩(wěn)定倍數(shù)67。熱穩(wěn)定校驗：Qd﹦I2∞tdz﹦2×﹦A2.s﹦﹦992.25kA2.s即＞I2∞tdz滿足要求動穩(wěn)定校驗：Ielkd﹦××67﹦kAicj﹦A即：Ielkd＞icj滿足要求（b）110kV側(cè)電流互感器額定電流：IN≥Igmax﹦﹦﹦1323A額定電壓：UN≥Uw﹦110kV根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可初步選擇LB7－110W型電流互感器，其參數(shù)為：額定電流比2×1200/5，準(zhǔn)確級次為，二次負(fù)荷阻抗為2，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為30，動穩(wěn)定倍數(shù)75。熱穩(wěn)定校驗：Qd﹦I2∞tdz﹦2×﹦A2.s﹦﹦1296kA2.s即＞I2∞tdz滿足要求動穩(wěn)定校驗：Ielkd﹦××75﹦87.78kAicj﹦A即：Ielkd＞icj滿足要求（2）電壓互感器的選擇（a）220kV側(cè)電壓互感器=1\*GB3①選用Jcl－220電壓互感器，單相串級油浸式全封閉結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為kV，次級繞組額定電壓為kV，準(zhǔn)確級級，二次額定負(fù)荷為300VA，其接成220000//100//100。=2\*GB3②220kV輸電線路側(cè)，電壓互感器采用單相電容式電壓互感器，其初級繞組額定電壓為220/kV，次繞組額定電壓為100/kV，二次額定負(fù)荷200VA，準(zhǔn)確級為級，型式為TYD220－EQ\F(,)H。（b）110kV側(cè)電壓互感器=1\*GB3①選用Jcl6－110電壓互感器，單相串級油浸式全密封結(jié)構(gòu)，其初級繞組額定電壓為110/kV，次級繞組額定電壓0.1/kV，準(zhǔn)確級0.5級，二次額定負(fù)荷為300A，其接成11000//1000//100。=2\*GB3②其110kV出線側(cè)采用TYD110/－，單相單柱式，電容式電壓互感器，其初級額定電壓為110/kV，次級額定電壓為0.1/kV，準(zhǔn)確級0.5級，二次額定負(fù)荷為150VA。無功補(bǔ)償及補(bǔ)償裝置的選擇由于本次設(shè)計的變電站為220kV降壓變電站，補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷消耗的無功功率及平衡主變損耗，所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。其特點：并聯(lián)電容器是無功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便，為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入或切除[15]。按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的≥0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗QT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗PT，一般QT﹦PT，，因此變壓器在低壓側(cè)無功補(bǔ)償時，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)在0.90左右，這里取﹦0.9，Kd﹦P30﹦KdPN﹦×200MW﹦160MW。變壓器的功率損耗由公式：＝＝其中，，計算可求得：＝﹦＝﹦4080kVar110kV線路上的功率等于計算負(fù)荷與變壓器損耗之和：﹦﹦﹦﹦＝＝此時功率因數(shù)﹦≤負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲鬅o功容量計算：Qc＝Q30－30＝×﹦補(bǔ)償后的計算負(fù)荷：＝﹦﹦因此主變壓器容量可改選為10000kVA。此時變壓器的功率損耗：﹦﹦×﹦﹦﹦×﹦變壓器高壓側(cè)的計算負(fù)荷：﹦﹦﹦﹦＝﹦補(bǔ)償后的功率因數(shù)：＝﹦≥0.9滿足要求2.6變電所主變保護(hù)的配置主變壓器的主保護(hù)（1）瓦斯保護(hù)對變壓器油箱內(nèi)的出現(xiàn)各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它由于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。（2）差動保護(hù)當(dāng)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護(hù)瞬時動作，跳開各側(cè)電源斷路器。主變壓器的后備保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及變壓器內(nèi)部故障，作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。而本次所設(shè)計的變電所，電源側(cè)為220kV，主要負(fù)荷在110kV側(cè)，選擇裝設(shè)兩套過電流保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)經(jīng)過時一般動作于信號，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)經(jīng)過同一個時間繼電器。變壓器的零序過流保護(hù)對于接地的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。2.7防雷保護(hù)的設(shè)計變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)，會嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活。因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運行[13,14]。變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入。對直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。一、避雷針的配置原則：（1）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/米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。（2）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。（3）35kV及以下高壓配電裝置架雷擊時易引起反擊。（4）在變壓器的門型構(gòu)架上，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的距離很難達(dá)到不小于15m的要求。二、避雷器的配置原則（1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。（2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)根據(jù)在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足允許值而定。（3）220kV以下變壓器和并聯(lián)電抗器附近必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。（4）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜裝設(shè)一臺避雷器。（6）110kV-220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。2.8接地裝置的設(shè)計接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。本變電所采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的環(huán)形接地裝置。接地裝置應(yīng)盡可能埋在地下，埋設(shè)深度一般為0.5～1米，圍繞屋內(nèi)外的配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建筑物，敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互連線不應(yīng)少于兩根，在接地線引進(jìn)建筑物的入口處，應(yīng)設(shè)標(biāo)志。2.9電氣總平面布置電氣總平面布置的要求（1）充分利用地形，方便運輸、運行、監(jiān)視和巡視等；（2）出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設(shè)備之間的連線；（3）符合外部條件，安全距離要符合要求。電氣總平面布置本變電所主要由屋外配電裝置、主變壓器、主控制室及輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個變電所布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本所將220kV、110kV各電壓等級集中布置，將220kV配電裝置布置在東側(cè)，110kV配電裝置和10kV配電裝置并列布置在西側(cè)，這樣各配電裝置位置與出線方向相對應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變壓器位于兩電壓等級配電裝置中間，以便引線的連接和運行人員監(jiān)視控制，主控制樓布置在南側(cè)，有利于監(jiān)控220kV配電裝置及主變壓器。（1）220kV高壓配電裝置采用屋外普通中型單列布置，且共有14個間隔，間隔寬度為14米，近期出線5個間隔，遠(yuǎn)期出線3個間隔，2個連線間隔，母線和旁路斷路器各一個間隔，電壓互感器和避雷器各占一個間隔。（2）110kV高壓配電裝置110kV同樣采用屋外普通中型單列布置，它共有16個間隔，近期出線10個間隔，遠(yuǎn)期沒有，2臺主變進(jìn)線各一個間隔，電壓互感器及避雷器各占一個間隔，母線和旁路斷路器各占一個間隔，間隔寬度為8米。（3）道路因設(shè)備運輸和消防的需要，主控樓、主變220kV、110kV側(cè)配電裝置處鋪設(shè)環(huán)形行車道路，路寬4米，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設(shè)，各配電裝置主母線與旁母線之間道路寬3米，為方便維修人員檢修電器設(shè)備，屋外配電裝置內(nèi)設(shè)0.8～1米環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為部分巡視小道。行車道路弧形處轉(zhuǎn)彎半徑不小于7米。3總結(jié)變電所是電力轉(zhuǎn)