110kV變電所電氣一次專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

110kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要電能是現(xiàn)代城市發(fā)展關(guān)鍵能源和動(dòng)力。伴隨現(xiàn)代文明發(fā)展和進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對電能供給質(zhì)量和管理提出了越來越高要求。城市供電系統(tǒng)關(guān)鍵部分是變電所。所以，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)變電所，是極為關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)擬建設(shè)一座110kV降壓變電所。變電所設(shè)計(jì)除了重視變電所設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)算外，對于主接線選擇和論證等全部作了充足說明，其關(guān)鍵內(nèi)容包含：變電所主接線方案選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式確實(shí)定；短路電流計(jì)算；關(guān)鍵電氣設(shè)備選擇（斷路器，隔離開關(guān)，電壓互感器，電流互感器，母線及進(jìn)出線，避雷器）。另外，繪制了電氣主接線圖，斷面圖、防雷接地及平面部署圖。圖紙規(guī)格和布圖規(guī)范全部根據(jù)了電力系統(tǒng)相關(guān)圖紙要求來進(jìn)行繪制。關(guān)鍵詞：變電所電氣主接線電氣設(shè)備選擇防雷及接地目錄TOC\o"1-3"\h\u32076摘要 1254661電氣主接線設(shè)計(jì) 4116971.1電氣主接線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求 4220721.1.1電氣主接線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 437851.1.2對主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要求 5142311.2電氣主接線設(shè)計(jì)步驟 6191671.3變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 762421.3.1原始資料及分析 7185501.3.2變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 887881.4變電所自用電接線設(shè)計(jì) 10313841.4.1對所用電源要求 1050271.4.2所用電源引接 11104151.4.3所用電接線及供電方法 11143201.4.4變電所自用電接線 1146592主變及所用變選擇 11209332.1概述 11134852.2主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 12166522.3主變壓器容量選擇 12283782.3.1變電所負(fù)荷計(jì)算 12220452.3.2變電所主變及所用變?nèi)萘看_實(shí)定 13209892.4繞組數(shù)和接線組別確實(shí)定 13323412.5調(diào)壓方法選擇 14150012.6冷卻方法選擇 1477663短路電流計(jì)算 14215523.1概述 14203223.2短路電流計(jì)算目標(biāo)及假設(shè) 1519743.2.1短路電流計(jì)算是變電站電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵步驟。 1583043.2.2短路電流計(jì)算通常要求 1548213.2.3短路計(jì)算基礎(chǔ)假設(shè) 15166073.2.4基準(zhǔn)值計(jì)算 16138893.3短路電流計(jì)算步驟 16271434關(guān)鍵電氣設(shè)備選擇 1770764.1通常標(biāo)準(zhǔn) 17179004.2高壓開關(guān)電器選擇 18225074.2.1選擇條件 18176254.2.2隔離開關(guān)配置 19217564.3互感器選擇 1983844.3.1電流互感器選擇 2015644.3.2電壓互感器選擇 2111554.4導(dǎo)體選擇和校驗(yàn) 2193605屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì) 23160186防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24241276.1雷電過電壓形成和危害 24249716.2電氣設(shè)備防雷保護(hù) 24282536.3避雷針保護(hù)范圍計(jì)算及避雷器保護(hù)配置 2527456.3避雷器選擇和配置 2862416.4接地設(shè)計(jì) 2814436.4.1接地設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 29327356.4.2接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析 2937總平面部署設(shè)計(jì) 29276427.1變電所總平面部署要求 29115647.2本變電站電氣設(shè)備部署 30152368設(shè)計(jì)計(jì)算書 31265308.1短路電流計(jì)算 31140908.2關(guān)鍵電氣設(shè)備選擇 335068.2.1各回路最大連續(xù)工作電流計(jì)算 33183008.2.2斷路器和隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn) 3370168.2.3電流互感器選擇及校驗(yàn) 3549518.2.4電壓互感器選擇及校驗(yàn) 37189798.2.5導(dǎo)體選擇和校驗(yàn) 3773978.2.6避雷器選擇 401623變電所主體設(shè)備型號表 413914致謝 429545參考文件 431電氣主接線設(shè)計(jì)電氣主接線是發(fā)電廠、變電所設(shè)計(jì)主體。采取何種主接線形式，和電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性要求等親密相關(guān)，而且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置部署、繼電保護(hù)和控制方法擬訂全部有較大影響。所以，主接線設(shè)計(jì)必需依據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電所具體情況，全方面分析，正確處理好各方面關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理選擇主接線方法。1.1電氣主接線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求1.1.1電氣主接線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、

電氣主接線基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為：電氣主接線基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策、技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在確保供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，努力爭取設(shè)備元件和設(shè)計(jì)優(yōu)異性和可靠性，堅(jiān)持可靠、優(yōu)異、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀標(biāo)準(zhǔn)。在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級主管部門同意設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書是必不可少。設(shè)計(jì)主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展余地。(1)接線方法：對于變電所電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采取斷路器較少或不用斷路器接線，如線路—變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采取線路分支接線。在110kV～220kV配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，通常采取橋形接線；當(dāng)出線不超出4回時(shí)，通常采取分段單母線接線。在樞紐變電所中，當(dāng)110～220kV出線在4回及以上時(shí)，通常采取雙母接線。在大容量變電所中，為了限制6～10kV出線上短路電流，通?？刹扇∠铝蟹椒ǎ孩僮儔浩鞣至羞\(yùn)行；②在變壓器回路中裝置分裂電抗器或電抗器；③采取低壓側(cè)為分裂繞組變壓器；④出線上裝設(shè)電抗器。(2)斷路器設(shè)置依據(jù)電氣接線方法，每回線路均應(yīng)設(shè)有對應(yīng)數(shù)量斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。(3)為正確選擇接線和設(shè)備，必需進(jìn)行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷平衡。當(dāng)缺乏足夠資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)：①最小負(fù)荷為最大負(fù)荷60～70%，如關(guān)鍵是農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則宜取20～30%；②負(fù)荷同時(shí)率取0.85～0.9，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，可取0.95～1；③功率因數(shù)通常取0.8；④線損平均取5%。1.1.2對主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要求電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四個(gè)方面要求，其具體要求以下：1、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)首要任務(wù)，確保供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基礎(chǔ)要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配首要要求。主接線可靠性應(yīng)依據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中地位，變電所計(jì)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。供電可靠是電力生產(chǎn)和分配首要要求，電氣主接線也必需滿足這個(gè)要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時(shí)，均從以下幾方面考慮：1）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；2）線路、斷路器或母線故障時(shí)，和母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)多少和停電時(shí)間長短，和能否確保對關(guān)鍵用戶供電；3）變電所全部停運(yùn)可能性。2、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)靈活性。主接線應(yīng)努力爭取簡單可靠，靈活合理，以節(jié)省斷路器、隔離開頭、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電流，方便于選擇價(jià)格合理電氣設(shè)備或輕型電器。要求電能損失少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器型式、容量、臺(tái)數(shù)，要避免因兩次變壓而增加電能損失。主接線靈活性要求有以下幾方面：1）調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活投入（或切除）一些變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方法下調(diào)度要求；2）檢修安全：應(yīng)能方便停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)正常運(yùn)行及對用戶供電；3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能輕易從早期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短情況下，投入新裝變壓器或線路而不相互干擾，且一次和二次設(shè)備等所需改造最少。3、經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清楚，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方法不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)省二次設(shè)備和電纜投資；要合適限制短路電流，以選擇價(jià)格合理電器設(shè)備；在終端或分支變電所中，應(yīng)推廣采取直降式（110/6～10kV）變壓器，以質(zhì)量可靠簡易電器替換高壓斷路器；2）占地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置部署發(fā)明條件，方便節(jié)省用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用；3）電能損耗少：在變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗關(guān)鍵來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理選擇主變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡可能避免兩次變壓而增加電能損耗。4、發(fā)展性：主接線能夠輕易地從早期接線方法過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短情況下，完成過渡期改擴(kuò)建，且對一次和二次部分改動(dòng)工作量最少。1.2電氣主接線設(shè)計(jì)步驟電氣主接線具體設(shè)計(jì)步驟以下：1、分析原始資料①本工程情況包含變電所類型，設(shè)計(jì)計(jì)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能運(yùn)行方法等。②電力系統(tǒng)情況包含電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃（5～），變電所在電力系統(tǒng)中位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程和遠(yuǎn)景和電力系統(tǒng)連接方法和各級電壓中性點(diǎn)接地方法等。主變壓器中性點(diǎn)接地方法是一個(gè)綜合性問題。它和電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等相關(guān)，直接影響電網(wǎng)絕緣水平、系統(tǒng)供電可靠性和連續(xù)性、主變壓器運(yùn)行安全和對通信線路干擾等。中國通常對35kV及以下電壓電力系統(tǒng)采取中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)；對110kV及以上高壓系統(tǒng)，皆采取中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)。③負(fù)荷情況包含負(fù)荷性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷原始資料是設(shè)計(jì)主接線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力負(fù)荷估計(jì)工作是電力計(jì)劃工作關(guān)鍵組成部分，也是電力計(jì)劃基礎(chǔ)。對電力負(fù)荷估計(jì)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷估計(jì)，還應(yīng)有中長久負(fù)荷估計(jì)，對電力負(fù)荷估計(jì)正確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電所電氣主接線設(shè)計(jì)結(jié)果質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受目前及較長遠(yuǎn)時(shí)間（5～）檢驗(yàn)。④環(huán)境條件包含當(dāng)?shù)貧鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等原因，對主接線中電氣設(shè)備選擇和配電裝置實(shí)施全部有影響。尤其是中國土地廣闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)給予重視。⑤設(shè)備制造情況這往往是設(shè)計(jì)能否成立關(guān)鍵前提，為使所設(shè)計(jì)主接線含有可行性，必需對各關(guān)鍵電氣設(shè)備性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料聚集并分析比較，確保設(shè)計(jì)優(yōu)異性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。2、主接線方案確實(shí)定和選擇依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，在原始資料分析基礎(chǔ)上，依據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺(tái)數(shù)、容量和母線結(jié)構(gòu)等不一樣考慮，可確定出若干個(gè)主接線方案（本期和遠(yuǎn)期）。依據(jù)對主接線基礎(chǔ)要求，從技術(shù)上論證并淘汰部分顯著不合理方案，最終保留2～3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又全部能滿足任務(wù)書要求方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行最終方案。確定主接線方案具體步驟以下：1)依據(jù)變電所和電網(wǎng)具體情況，初步確定出若干技術(shù)可行接線方案。2)選擇主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型式、參數(shù)及運(yùn)行方法。3)確定各電壓等級基礎(chǔ)接線型式。4)確定自用電接入點(diǎn)、電壓等級、供電方法等。5)對上述各部分進(jìn)行合理組合，擬出3~5個(gè)初步方案，再結(jié)合主接線基礎(chǔ)要求對各方案進(jìn)行技術(shù)分析比較，確定出兩三個(gè)很好待選方案。6)對待選方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，確定最終主接線方案。在進(jìn)行主接線方案技術(shù)比較時(shí)，需要考慮主接線方案能夠確保系統(tǒng)穩(wěn)定性、確保供電可靠性和電能質(zhì)量、運(yùn)行安全和靈活性、自動(dòng)化程度、新設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用和擴(kuò)建可能性等。3、短路電流計(jì)算為了選擇合理電氣設(shè)備，需依據(jù)選定電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算。1）關(guān)鍵電氣設(shè)備配置和選擇按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對隔離開關(guān)、互感器、避雷器等進(jìn)行配置，并選擇斷路器、隔離開關(guān)、母線等型號規(guī)格。2）繪制電氣主接線圖將最終確定主接線方案，按要求繪制相關(guān)圖紙，通常包含電氣主接線圖、平面部署圖、斷面圖等。1.3變電所電氣主接線設(shè)計(jì)1.3.1原始資料及分析1、原始資料變電所類型：110kV降壓變電所電壓等級：110/10kV負(fù)荷情況：10kV側(cè)：最大25MW，最小14MW，Tmax=4800小時(shí)，cosφ=0.85出現(xiàn)情況：110kV：2回（架空線）10kV：10回（電纜）系統(tǒng)情況:（1）110kV母線短路電流標(biāo)幺值為20（UB=Uav，SB=100MVA）；（2）10kV對端無電源。所用電率：0.5%環(huán)境條件：最高溫度40℃,最低溫度-25℃，年平均溫度20℃；土壤電阻率ρ﹤400歐米當(dāng)?shù)乩妆┤?0日/年2、原始資料分析資料分析在變電所設(shè)計(jì)之前，因地制宜地分析變電所容量、裝機(jī)臺(tái)數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)和在系統(tǒng)中地位等原始資料，而且查閱國家相關(guān)政策及技術(shù)規(guī)范，是整個(gè)變電所設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。這為后續(xù)變電所主接線確定和合理選擇主變壓器容量及結(jié)構(gòu)提供了關(guān)鍵依據(jù)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所提供課題是110kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該變電所是一座降壓變電所。變電全部110kV、10kV兩個(gè)電壓等級，一次性設(shè)計(jì)并建成。其中110kV側(cè)有兩回來自電網(wǎng)架空供電線路。10kV側(cè)出線十回，最大負(fù)荷25MW，最小負(fù)荷14MW，Tmax=4800小時(shí)，cosφ=0.85。依據(jù)以上情況分析可知，系統(tǒng)直接經(jīng)過110kV側(cè)母線向變電所主變壓器供電，全部負(fù)荷經(jīng)過10kV側(cè)出線分配出去?？紤]到該變電所供電負(fù)荷關(guān)鍵性，應(yīng)選擇兩臺(tái)相同容量主變壓器，以提升供電可靠性。本變電所和電力系統(tǒng)連接情況，圖1-11.3.2變電所電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù)對原始資料分析，可有以下電氣主接線設(shè)計(jì)：1、110kV側(cè)主接線方法確定《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，35～110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采取橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超出兩回時(shí)，宜采取擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線接線。35～63kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采取雙母線接線。110kV線路為6回其以上時(shí)，宜采取雙母線接線。在采取單母線、分段單母線或雙母線35～110kV主接線中，當(dāng)不許可停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電所110kV進(jìn)線為2回。因本變電所屬區(qū)域性降壓變電所，且供電負(fù)荷比較關(guān)鍵，所以，110kV側(cè)主接線形式可選擇為單母線或橋形接線。

（1）當(dāng)選擇單母線時(shí)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清楚，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采取成套配電裝置。缺點(diǎn)：此種接線可靠性和靈活性較差，在任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。適用范圍：110～200kV配電裝置出線回路數(shù)不超出兩回，35～63kV，配電裝置出線回路數(shù)不超出3回，6～10kV配電裝置出線回路數(shù)不超出5回，才采取單母線接線方法，故不選擇單母接線。（2）當(dāng)選擇橋形接線時(shí)當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采取橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機(jī)率較多而變壓器又不需常常切除時(shí)，采取內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停對應(yīng)線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求需常常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器，不致引發(fā)系統(tǒng)開環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停對應(yīng)變壓器。橋形接線含有接線簡單清楚、設(shè)備少、造價(jià)低、易于發(fā)展成為單母分段或雙母線接線等優(yōu)點(diǎn)。比較上述兩種方案：單母線即使接線簡單清楚，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采取成套配電裝置，此種接線可靠性和靈活性較差，在任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電，故不采取單母線接線；而橋形接線接線簡單清楚、設(shè)備少、造價(jià)低、易于發(fā)展成為單母分段或雙母線接線等優(yōu)點(diǎn)，兼顧了可靠性和靈活性。又因本變電所屬于區(qū)域性降壓變電所，沒有穿越功率，故110kV側(cè)應(yīng)選擇內(nèi)橋接線。2、10kV側(cè)主接線方法確定依據(jù)原始資料分析可知，10kV側(cè)出線為十回，且供電負(fù)荷較大。6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采取單母線分段接線，為提升可靠性還可裝設(shè)旁路母線。當(dāng)選擇單母線分段接線時(shí)優(yōu)點(diǎn)：用斷路器對母線分段后，對關(guān)鍵用戶可從不一樣段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線故障后分段斷路器自動(dòng)將故障切除，確保正常段母線不間斷供電和不致使關(guān)鍵用戶停電。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)該段母線回路全部要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：6～10kV配電裝置出線回路為6回及以上時(shí)；35～63kV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回時(shí)；110～220kV配電裝置出線回?cái)?shù)為3～4回時(shí)。（2）當(dāng)選擇單母分段帶旁路母線接線時(shí)優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)造成全所停電，調(diào)度靈活，確保對關(guān)鍵用戶供電，任一出線斷路器故障或檢修時(shí)能夠用旁路斷路器代路送電，使線路不停電；且占地面積小，設(shè)備投資少。缺點(diǎn):此種接線多裝了價(jià)格較高斷路器和隔離開關(guān)，增大了投資。單母分段帶旁路母線接線滿足可靠性和靈活性要求，投資也比雙母線接線少。比較上述兩種方案：單母分段接線當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，確保正常段母線不間斷供電，不致使關(guān)鍵用戶停電，可提升供電可靠性和靈活性。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，確保正常段母線不間斷供電，不致使關(guān)鍵用戶停電，可提升供電可靠性和靈活性。單母分段帶旁路母線即使使用設(shè)備較少，降低了投資，設(shè)置旁路設(shè)施目標(biāo)也是為了降低在斷路器檢修時(shí)對用戶供電影響，但在本變電站中110kV側(cè)采取SF6斷路器時(shí)，因SF6斷路器檢修周期可長達(dá)5～甚至20年，故可無須裝設(shè)旁路母線，這么又會(huì)降低供電可靠性，故不易采取；故10kV側(cè)應(yīng)選擇單母分段接線。1.4變電所自用電接線設(shè)計(jì)1.4.1對所用電源要求據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)程，對35～110kV變電所所用電源有以下要求：有兩臺(tái)及以上主變時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同、可互為備用所用工作變壓器，每臺(tái)工作所用變按全所計(jì)算負(fù)荷選擇，兩臺(tái)所用變壓器可分別由主變最低電壓等級不一樣母線段引接，如有可靠6～35kV電源聯(lián)絡(luò)線，也可將一臺(tái)接于聯(lián)絡(luò)線斷路器外側(cè)；如能從變電所外引入可靠低壓所用備用電源時(shí)，亦可裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器。只有一回電源進(jìn)線時(shí)，假如采取交流控制電源，宜在電源進(jìn)線斷路器外側(cè)裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器；假如采取直流控制電源，而且主變?yōu)樽岳涫綍r(shí)，可在主變最低電壓等級母線上裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器。1.4.2所用電源引接（1）當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時(shí)，通常均由較低電壓母線上引接1～2臺(tái)所用變壓器，這種引接方法含有經(jīng)濟(jì)性和可靠性較高特點(diǎn)。（2）當(dāng)有可靠6～35kV電源聯(lián)絡(luò)線，將一臺(tái)所用變壓器接于聯(lián)絡(luò)線斷路器外側(cè)，更能確保所用電不間斷供電，這種引接方法對采取交流操作變電所及取消蓄電池而采取硅整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源變電所尤為必需。1.4.3所用電接線及供電方法（1）所用電系統(tǒng)采取380/220V中性點(diǎn)直接接地三相四線制，動(dòng)力和照明適用一個(gè)電源。（2）所用電母線采取按工作變壓器劃分分段單母線，相鄰兩段工作母線間可配置分段斷路器或聯(lián)絡(luò)斷路器，各段同時(shí)供電、分列運(yùn)行。因?yàn)槠湄?fù)荷許可短時(shí)停電，工作母線段間不裝設(shè)自動(dòng)投入裝置，以避免備用電源投合在故障母線上時(shí)擴(kuò)大為全部所用電停電事故。1.4.4變電所自用電接線依據(jù)所用電源引接要求，考慮到經(jīng)濟(jì)性和可靠性本變電所從10kV母線不一樣段上引接2臺(tái)所用變壓器，考慮到單母線分段接線簡單、清楚、操作方便，投資少等特點(diǎn)，所用電380/220V側(cè)接線方法選擇單母線分段接線。2主變及所用變選擇2.1概述在各級電壓等級變電所中，變壓器是變電所中關(guān)鍵電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或兩種電壓等級之間交換功率關(guān)鍵任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增加情況，并依據(jù)電力系統(tǒng)5～發(fā)展計(jì)劃綜合分析，合理選擇，不然，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上不合理。假如主變壓器容量造過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充足發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長久在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器壽命和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。所以，確定合理變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行確保?！?5～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，主變壓器臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)依據(jù)地域供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方法等條件綜合考慮確定。在有一、二級負(fù)荷變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其它主變壓器容量不應(yīng)小于70%全部負(fù)荷，并應(yīng)確保用戶一、二級負(fù)荷。在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦和分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要依據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所本身特點(diǎn)，在滿足可靠性前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇主變壓器。選擇主變壓器容量，同時(shí)要考慮到該變電因以后擴(kuò)建情況來選擇主變壓器臺(tái)數(shù)及容量。 2.2主變壓器臺(tái)數(shù)選擇由原始資料可知，我們此次所設(shè)計(jì)變電所是110kV降壓變電所，它是以110kV受功率為主。把所受功率經(jīng)過主變傳輸至10kV母線上。若全所停電后，將影響整個(gè)供電區(qū)域供電，所以選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電可靠性。為了確保供電可靠性，和配合電氣主接線設(shè)計(jì)方案，同時(shí)避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中通常裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所可靠性即使有所提升，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)復(fù)雜性，和帶來維護(hù)和倒閘操作等很多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷增加和擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可負(fù)擔(dān)70%負(fù)荷確保全變電所正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提升供電可靠性。2.3主變壓器容量選擇主變?nèi)萘客ǔ０醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～計(jì)劃負(fù)荷選擇，并合適考慮遠(yuǎn)期10～20年負(fù)荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)該和城市計(jì)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷全部給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主變?nèi)萘?，依?jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器容量，對于相關(guān)鍵負(fù)荷變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其它變壓器容量在過負(fù)荷能力后許可時(shí)間內(nèi)，應(yīng)確保用戶一級和二級負(fù)荷，對通常性能變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其它變壓器容量應(yīng)確保全部負(fù)荷70%～80%。該變電所是按70%全部負(fù)荷來選擇。2.3.1變電所負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和所用變壓器容量，確定變壓器各出線側(cè)最大連續(xù)工作電流。首先必需要計(jì)算各側(cè)負(fù)荷，包含10kV側(cè)負(fù)荷和所用電負(fù)荷。（1）10kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算10kV側(cè)負(fù)荷容量可由以下公式得出：式中10kV側(cè)負(fù)荷容量（kVA）；最大負(fù)荷（kW）;功率因數(shù)。所以10kV側(cè)負(fù)荷容量為主變總?cè)萘繛椋海?）所用電負(fù)荷計(jì)算依據(jù)原始資料中所用電率為0.5%，所以所用負(fù)荷為：2.3.2變電所主變及所用變?nèi)萘看_實(shí)定由以上對變電所負(fù)荷計(jì)算可得變電所兩臺(tái)主變每臺(tái)主變?nèi)萘繛椋簝膳_(tái)所用變每臺(tái)容量為：故選兩臺(tái)25000kVA主變壓器及兩臺(tái)160kVA所用變壓器就能夠滿足負(fù)荷要求。2.4繞組數(shù)和接線組別確實(shí)定該變電全部兩個(gè)電壓等級，所以選擇雙繞組變壓器，連接方法必需和系統(tǒng)電壓相位一致，不然不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采取繞組連接方法只有星形“Y”和三角形“D”兩種，所以，變壓器三相繞組連接方法應(yīng)依據(jù)具體工程來確定，中國110kV及以上電壓，變壓器三相繞組全部采取“YN”連接；35kV全部采取“Y”連接，其中性點(diǎn)多經(jīng)過消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組全部采取“D”連接。若變壓器低壓側(cè)電壓等級為380/220V，則三相繞組采取“yn0”連接。《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，在有兩臺(tái)及以上主變壓器變電所中，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同可互為備用所用變壓器，分別接到母線不一樣分段上。變電所所用負(fù)荷，通常全部比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電所關(guān)鍵負(fù)荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、檢修工具和采暖、通風(fēng)、照明、供水等。這些負(fù)荷容量全部不太大，所以變電所所用電壓只需0.4kV一級，采取動(dòng)力和照明混合供電方法。所以本變電所主變繞組連接方法為：110kV側(cè)“YN”；10kV側(cè)“D”；所用變壓器繞組連接方法為：10kV側(cè)“Y”；0.4kV側(cè)“yn0”。2.5調(diào)壓方法選擇為了確保變電所供電質(zhì)量，電壓必需維持在許可范圍內(nèi)。經(jīng)過變壓器分接頭開關(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(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。一般型變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%，而且當(dāng)調(diào)壓要求改變趨勢和實(shí)際相反（如逆調(diào)壓）時(shí)，僅靠調(diào)整一般變壓器分接頭方法就無法滿足要求。另外，一般變壓器調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器能夠處理這些問題。它調(diào)壓范圍可達(dá)30%，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，確保供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)，尤其是在時(shí)尚方向不固定，而要求變壓器能夠副邊電壓保持一定范圍時(shí)，有載調(diào)壓可處理，所以選擇有載調(diào)壓變壓器比較適宜。2.6冷卻方法選擇主變壓器通常采取冷卻方法有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻、水內(nèi)冷。考慮到冷卻系統(tǒng)供電可靠性，要求及維護(hù)工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方法，當(dāng)容量大于等于8000kVA時(shí)，選擇強(qiáng)迫空氣冷。最終主變選擇三相風(fēng)冷雙繞組有載調(diào)壓變壓器，參數(shù)以下：型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組標(biāo)號空載損耗（kW）負(fù)載損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）高壓低壓SFZ9-25000/11025000/25000110±8×1.25%10.5YNd1121.2110.710.50.46所用變選擇S9系列三相油侵銅繞組變壓器，其參數(shù)以下表：額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組標(biāo)號損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）高壓低壓空載負(fù)載16010.50.4Yyn00.42.241.43短路電流計(jì)算3.1概述電力系統(tǒng)電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中全部必需考慮到可能發(fā)生多種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)故障是發(fā)生多種形式短路，因?yàn)槎搪窌?huì)破壞電氣設(shè)備正常運(yùn)行，對用戶正常供電造成影響。短路是電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常相和相之間或相和地（對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相和正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對稱狀態(tài)，其它類型短路全部是不對稱短路。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在多種類型短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路機(jī)會(huì)最少。但三相短路即使極少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠重視。所以，我們?nèi)坎扇∪喽搪穪碛?jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備穩(wěn)定性。3.2短路電流計(jì)算目標(biāo)及假設(shè)3.2.1短路電流計(jì)算是變電站電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵步驟。其計(jì)算目標(biāo)是：1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較多種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流方法等，均需進(jìn)行必需短路電流計(jì)算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了確保設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下全部能安全、可靠地工作，同時(shí)又努力爭取節(jié)省資金，這就需要進(jìn)行全方面短路電流計(jì)算。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對地安全距離。4）在選擇繼電保護(hù)方法和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以多種短路時(shí)短路電流為依據(jù)。5）按接地裝置設(shè)計(jì)，也需用短路電流。3.2.2短路電流計(jì)算通常要求1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器開斷電流所用短路電流，應(yīng)按工程設(shè)計(jì)計(jì)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃（通常為本期工程建成后5～）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流正常接線方法，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行接線方法。2）選擇導(dǎo)體和電器用短路電流，在電氣連接網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮含有反饋?zhàn)饔卯惒诫姍C(jī)影響和電容賠償裝置放電電流影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對不帶電抗器回路計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方法時(shí)短路電流為最大地點(diǎn)。4）導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器開斷電流通常按三相短路驗(yàn)算。3.2.3短路計(jì)算基礎(chǔ)假設(shè)1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；2）全部電源電動(dòng)勢相位角相同；3）電力系統(tǒng)中各元件磁路不飽和，即帶鐵芯電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生改變；4）不考慮短路點(diǎn)電弧阻抗和變壓器勵(lì)磁電流；5）元件電阻略去，輸電線路電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。3.2.4基準(zhǔn)值計(jì)算高壓短路電流計(jì)算通常只計(jì)算各元件電抗，采取標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選擇以下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：Sj=100MVA基準(zhǔn)電壓：Uj=Uav=1.05Un（其中Uav為平均額定電壓；Un為電力線路額定電壓。）依據(jù)此式算出變電站兩個(gè)電壓等級平均額定電壓分別為：10.5、115kV。當(dāng)基準(zhǔn)容量Sj（MVA）和基準(zhǔn)電壓Uj（kV）選定后，基準(zhǔn)電流Ij（kA）和基準(zhǔn)電抗Xj（Ω）便已決定：基準(zhǔn)電流：基準(zhǔn)電抗：3.3短路電流計(jì)算步驟短路電流計(jì)算步驟：1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量衰減求出電流對短路點(diǎn)電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：（其中為電源對短路點(diǎn)等值電抗標(biāo)幺值）有名值：5）計(jì)算短路沖擊電流值，短路全電流最大有效值，短路容量短路沖擊電流值：（其中為沖擊系數(shù)，變電站母線上?。┒搪啡娏髯畲笥行е担憾搪啡萘浚海ㄆ渲袨槎搪伏c(diǎn)正常額定電壓）在標(biāo)幺值計(jì)算中，取基準(zhǔn)電壓,則有：利用這一關(guān)系，短路功率就很輕易由短路電流求得：6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果具體結(jié)果見設(shè)計(jì)計(jì)算書。4關(guān)鍵電氣設(shè)備選擇4.1通常標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)殡姎庠O(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,所以它們選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也全部完全不相同。不過，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)全部必需可靠地工作，為此，它們選擇全部有一個(gè)共同標(biāo)準(zhǔn)。電氣設(shè)備選擇通常標(biāo)準(zhǔn)為：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3.應(yīng)努力爭取技術(shù)優(yōu)異和經(jīng)濟(jì)合理；4.同類設(shè)備應(yīng)盡可能降低品種；5.和整個(gè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；6.選擇新產(chǎn)品均應(yīng)含有可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽署合格特殊情下選擇未經(jīng)正式判定新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級同意。技術(shù)條件：選擇高壓電器，應(yīng)能在長久工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流情況下保持正常運(yùn)行。1.電壓選擇電器許可最高工作電壓Umax不得低于該回路最高運(yùn)行電壓UNSmax,即，Umax≥UNSmax2.電流選擇電氣設(shè)備額定電流IN不得低于所在回路在多種可能運(yùn)行方法下最大連續(xù)工作電流Imax，即IN≥Imax校驗(yàn)通常標(biāo)準(zhǔn)：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能經(jīng)過最大短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)短路電流通常取最嚴(yán)重情況短路電流；2.用熔斷器保護(hù)電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；3.短路熱穩(wěn)定條件式中Qk——在計(jì)算時(shí)間td內(nèi)，短路電流熱效應(yīng)（kA2·S）；Qp——短路電流周期分量熱效應(yīng)（kA2·S）；Qap——短路電流非周期分量熱效應(yīng)（kA2·S）；It——t秒內(nèi)設(shè)備許可經(jīng)過熱穩(wěn)定電流有效值（kA）；t——電氣設(shè)備許可經(jīng)過熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）；——次暫態(tài)短路電流周期分量有效值（kA）；在無限大容量電力系統(tǒng)中次暫態(tài)電流等于短路電流；——td/2時(shí)刻短路電流周期分量有效值（kA）；——td時(shí)刻短路電流周期分量有效值（kA）；td——短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間（s），td=tpr+tab；其中，tpr是繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，tab是斷路器分閘時(shí)間；T——非周期分量等效時(shí)間，和短路點(diǎn)及短路時(shí)間td相關(guān)。4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件是：式中——短路沖擊電流峰值及其有效值（kA）；——電氣設(shè)備許可經(jīng)過動(dòng)穩(wěn)定電流峰值和有效值（kA）。4.2高壓開關(guān)電器選擇4.2.1選擇條件選擇高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)長久工作條件基礎(chǔ)相同，區(qū)分在于它們短路校驗(yàn)內(nèi)容不一樣，如隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)不校驗(yàn)短路開斷電流。1、種類和型式選擇：依據(jù)用途、安裝地點(diǎn)、安裝方法、結(jié)構(gòu)類型和價(jià)格原因等綜合條件合理選擇高壓開關(guān)電器。2、額定電壓選擇：開關(guān)電器額定電壓應(yīng)等于或大于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓，即UN≥UNs3額定電流選擇：開關(guān)電器額定電流應(yīng)等于或大于經(jīng)過斷路器，隔離開關(guān)長久最大負(fù)荷電流，即IN≥Imax4、斷路器開斷電流選擇：斷路器許可開斷電流INbr應(yīng)大于或等于斷路器實(shí)際開斷時(shí)間次暫態(tài)短路電流，即≥5、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)開關(guān)電器許可動(dòng)穩(wěn)定電流峰值ies應(yīng)大于或等于流過開關(guān)三相短路沖擊電流ik，即ies≥ik6、熱穩(wěn)定校驗(yàn)開關(guān)電器t秒熱穩(wěn)定電流It算出許可熱效應(yīng)大于或等于經(jīng)過開關(guān)短路電流熱效應(yīng)，即≥Qk4.2.2隔離開關(guān)配置隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，確保了線路及設(shè)備檢修形成顯著斷口，和帶電部分隔離，因?yàn)楦綦x開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必需遵照倒閘操作次序。隔離開關(guān)配置：1）斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，方便在斷路器檢修時(shí)形成顯著斷口，和電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地一般型變壓器均應(yīng)經(jīng)過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上避雷器和電壓互感器宜適用一組隔離開關(guān)，為了確保電器和母線檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡可能選擇一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘隔離開關(guān)；4）接在變壓器引出線或中性點(diǎn)上避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶那一側(cè)，能夠不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了預(yù)防雷電產(chǎn)生過電壓，也能夠裝設(shè)。4.3互感器選擇互感器包含電壓互感器（TV）和電流互感器（TA），是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以交換電壓和電流，分別向測量儀表、繼電器電壓線圈和電流線圈供電，反應(yīng)電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。1、互感器作用有：1）將一次回路高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)值。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(jià)格廉價(jià)，便于屏內(nèi)安裝。2）使二次設(shè)備和高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而確保了設(shè)備和人身安全。2電流互感器特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，而且匝數(shù)極少，故一次繞組中電流完全取決于被測量電路負(fù)荷，而和二次電流大小無關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。3、電壓互感器特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高安全系數(shù)；2）二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)。4、互感器配置：1）為滿足測量和保護(hù)裝置需要，在變壓器、出線、母線分段及全部斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；2）在未設(shè)斷路器下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)；3）對直接接地系統(tǒng)，通常按三相配制。對三相非直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；4）6－220kV電壓等級每組主母線三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路相關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。4.3.1電流互感器選擇1、按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次額定電壓和電流必需滿足：UN≥UNs；IN≥Imax式中UNs——電流互感器所在電網(wǎng)額定電壓（kA）；UN、IN——電流互感器一次額定電壓和電流；Imax——電流互感器一次回路最大工作電流（A）。2、電流互感器種類和形式選擇在選擇互感器時(shí)，應(yīng)依據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方法（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇。35kV以下屋內(nèi)配電裝置電流互感器，依據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采取瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kV以上配電裝置通常采取油浸式絕緣結(jié)構(gòu)獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采取套管電流互感器，以節(jié)省投資，降低占地。3、熱穩(wěn)定檢驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s許可經(jīng)過熱穩(wěn)定電流或一次額定電流IN1倍數(shù)Kt來表示，故熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為：≥Qk或（KtIN1）2≥Qk4、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器常以許可經(jīng)過動(dòng)穩(wěn)定電流或一次額定電流最大值（IN1）倍數(shù)Kes（動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)）表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：EQ\A()\R(,2)ies≥iM或≥iM4.3.2電壓互感器選擇1、按一次回路額定電壓選擇為了確保電壓互感器安全和在要求正確度等級下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接系統(tǒng)電壓UNs應(yīng)在1.16~0.85UNI范圍內(nèi)變動(dòng)，滿足下列條件，即：0.85UNI<UNs<1.2UNI2、種類和形式選擇電壓互感器中分類和形式應(yīng)依據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇。比如：在6～235kV屋內(nèi)配電裝置中通常采取油浸式或澆注式；110～220kV配電裝置，通常采取串級式電磁式電壓互感器；在200kV及其以上配電裝置，當(dāng)容量和正確度等級滿足要求時(shí)，通常采取電容式電壓互感器。3、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)TV和電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，TV本身不遭受短路電流作用，所以不校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。4.4導(dǎo)體選擇和校驗(yàn)1、導(dǎo)體材料、類型和部署方法通常采取鋁或鋁合金材料作為導(dǎo)體材料。常見軟導(dǎo)線有鋼芯鋁絞線、組合導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線，后者多用于330kV及以上配電裝置。矩形導(dǎo)體通常只用于35kV及以下、電流在4000A及以下配電裝置中。槽形導(dǎo)體通常見于4000～8000A配電裝置中。管形導(dǎo)體用于8000A及以上大電流母線上，或用于110kV及以上配電裝置中。導(dǎo)體散熱和機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)體部署方法相關(guān)。導(dǎo)體部署方法應(yīng)依據(jù)載流量大小、短路電流水平和配電裝置具體情況而定。2、導(dǎo)體截面選擇導(dǎo)體截面可按長久發(fā)燒許可電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。除配電裝置匯流母線外，對于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大、傳輸容量大、長度在20m以上導(dǎo)體，其截面通常按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇。按導(dǎo)體長久發(fā)燒許可電流選擇。其計(jì)算式為：KIal≥Imax式中Imax——導(dǎo)體所在回路中最大連續(xù)工作電流；Ial——在額定環(huán)境溫度θ0=25℃時(shí)導(dǎo)體許可電流；K——和實(shí)際溫度和海拔相關(guān)綜合修正系數(shù)。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。對應(yīng)不一樣種類導(dǎo)體和不一樣最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax，將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低電流密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度J。導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)截面為下式：式中Imax——正常工作時(shí)最大連續(xù)工作電流。應(yīng)盡可能選擇靠近上式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)截面。當(dāng)無適宜規(guī)格導(dǎo)體時(shí)，為節(jié)省投資，許可選擇小于經(jīng)濟(jì)截面導(dǎo)體。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面許可電流還必需滿足KIal≥Imax。3電暈電壓校驗(yàn)電暈放電將引發(fā)電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等很多不利影響。當(dāng)110kV所選導(dǎo)線截面積大于50mm2時(shí)，可不作電暈電壓校驗(yàn)。矩形導(dǎo)體不作電暈電壓校驗(yàn)。4、熱穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)式為：式中C——熱穩(wěn)定系數(shù)，C值和導(dǎo)體材料及工作溫度相關(guān)。所選截面應(yīng)大于等于Smin。5、硬導(dǎo)體動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)單條矩形導(dǎo)體組成母線應(yīng)力計(jì)算。根據(jù)導(dǎo)體在支柱絕緣子上固定形式，通常假定導(dǎo)體為自由支撐在絕緣子上多跨距、勻載荷梁。在電動(dòng)力作用下，導(dǎo)體所受最大彎矩M為：M=fphl2/10式中fph——單位長度導(dǎo)體上所受相間電動(dòng)力，N/m；l——支持導(dǎo)體支柱絕緣子間跨距，m。當(dāng)跨距數(shù)等于2時(shí)，導(dǎo)體所受最大彎矩為：M=fphl2/8導(dǎo)體最大相間計(jì)算應(yīng)力為：σph=M/W=fphl2/(10W)式中W——導(dǎo)體對垂直于作用力方向軸截面系數(shù)。求出導(dǎo)體應(yīng)力不應(yīng)超出導(dǎo)體材料許可應(yīng)力，即σph≤σp5屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)配電裝置是發(fā)電廠和變電所關(guān)鍵組成部分。它是按主接線要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測量電器，母線裝置和必需輔助設(shè)備組成，用來接收和分配電能配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不一樣，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方法，又可分為由電氣設(shè)備在現(xiàn)場組裝配電裝置（稱為配式配電裝置）和成套配電裝置。配電裝置應(yīng)滿足基礎(chǔ)要求：確保運(yùn)行可靠；便于操作、巡視和檢驗(yàn)；確保工作人員安全；努力爭取提升經(jīng)濟(jì)性；含有擴(kuò)建可能。配電裝置類型及特點(diǎn)配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)不一樣，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置;按其組裝方法，又可分為裝配式和成套式。一、屋內(nèi)配電裝置特點(diǎn)：因?yàn)樵S可安全凈距小能夠分層部署，故占地面積較?。痪S修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小，可降低維護(hù)工作量；房屋建筑投資大。二、屋外配電裝置特點(diǎn)：土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；擴(kuò)建比較方便；相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣；外界氣象改變對設(shè)備維修和操作有影響。三、成套配電裝置特點(diǎn)：電氣設(shè)備部署在封閉或半封閉金屬外殼中，相間和對地距離能夠縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。蝗侩娖髟言诠S組裝成一整體，大大減小現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬運(yùn)；運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；耗用鋼材較多，造價(jià)較高。配電裝置選擇：本變電所兩個(gè)電壓等級：即110kV、10kV，依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》要求，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV以下配電裝置多采取屋內(nèi)配電裝置，故本所110kV采取屋外配電裝置，10kV采取屋內(nèi)配電裝置。依據(jù)電氣設(shè)備和母線部署高度，屋外配電裝置能夠分為中型、半高型和高型等。一、中型配電裝置：中型配電裝置全部電器全部安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度基礎(chǔ)上，使帶電部分對地保持必需高度，方便工作售貨員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在水平面稍高于電器所在水平面。這種部署特點(diǎn)是：部署比較清楚，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修全部比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能很好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地域及不占良田和土石方工程量不大地方，并宜在地震烈度較高地域建用。這種部署是中國屋外配電裝置普遍采取一個(gè)方法，而且運(yùn)行方面和安裝槍修方面積累了比較豐富經(jīng)驗(yàn)。二、半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備部署在母線下面，含有部署緊湊、清楚、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗和一般中型相近，優(yōu)點(diǎn)有：（1）占地面積約在中型部署降低30%；（2）節(jié)省了用地，降低高層檢修工作量；（3）旁路母線和主母線采取不等高部署實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。三、高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下部署，母線下面沒有電氣設(shè)備。該型配電裝置斷路器為雙列部署，兩個(gè)回路適用一個(gè)間隔，所以可大大縮小占地面積，約為一般中型5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行縱條件均較差，通常適用下列情況：（1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多地域；（2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場地受到限制；（3）場地狹窄或需要大量開挖。此次所設(shè)計(jì)變電站是降壓變電站，對建筑面積沒有特殊要求，所以該變電所110kV和10kV電壓等級均采取一般中型配電裝置。若采取半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性，所以，此次設(shè)計(jì)變電所110kV采取一般中型屋外配電裝置。6防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)中除了內(nèi)部過電壓影響系統(tǒng)供電可靠性,還有大氣過電壓,就是所說雷擊過電壓。雷電過電壓會(huì)使電氣設(shè)備發(fā)生損壞，造成停電事故。為確保電力系統(tǒng)正常安全可靠運(yùn)行，必需做好電力系統(tǒng)大氣過電壓保護(hù)。6.1雷電過電壓形成和危害1、直擊雷:雷電直接對電氣設(shè)備或建筑物進(jìn)行放電，稱為直接雷擊或直擊雷。直擊雷過電壓右引發(fā)數(shù)萬安培強(qiáng)大雷電流經(jīng)過被擊物體而入地，產(chǎn)生破壞性很大熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，擊壞設(shè)備，引發(fā)火災(zāi)，甚至造成人身傷亡。2、感應(yīng)雷:雷電落在電氣設(shè)備周圍或雷動(dòng)在電氣設(shè)備上方移動(dòng)時(shí)，經(jīng)過無暇感應(yīng)或電磁感應(yīng)在電氣設(shè)備上展現(xiàn)出數(shù)萬乃至數(shù)千萬伏感應(yīng)過電壓，稱作感應(yīng)雷或間接雷擊。3、入侵雷:當(dāng)輸電線路上遭受直接雷或感應(yīng)雷產(chǎn)生雷電波侵入發(fā)電廠或變電所，產(chǎn)生過電壓擊壞電氣設(shè)備，稱為雷電波入侵或入侵雷，因?yàn)槔纂姴ㄇ秩朐斐衫缀κ鹿收既坷缀κ鹿识种灰陨?，所以需采取尤其方法?.2電氣設(shè)備防雷保護(hù)因?yàn)殡姎庠O(shè)備結(jié)構(gòu)和工作性質(zhì)不一樣，所采取方法也不一樣。1、發(fā)電廠和變電所防雷保護(hù):發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備對直擊雷防護(hù)關(guān)鍵采取避雷針；對入侵雷防護(hù)采取進(jìn)線保護(hù)和避雷保護(hù)綜合方法，即用進(jìn)線保護(hù)限制雷電流幅值和陡度，用避雷器限制雷電過電壓同值。2、架空輸電線路防雷保護(hù):輸電線路采取裝設(shè)避雷線方法預(yù)防線路遭受直擊雷引發(fā)跳閘次數(shù)，可采取系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地工作方法，為避免雷擊跳閘造成供電中止。可采取自動(dòng)重合閘裝置。3、直配旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷保護(hù):在完善進(jìn)線保護(hù)同時(shí)，還應(yīng)采取性能良好閥型避雷器或金屬氧化物避雷器，來保護(hù)電機(jī)主絕緣，同時(shí)還應(yīng)考慮裝設(shè)電容器和中性點(diǎn)避避雷器，以保護(hù)匝間絕緣和中性點(diǎn)絕緣。4、配電網(wǎng)防雷保護(hù):除了對配電變壓器高低壓側(cè)和柱上斷路器必需裝設(shè)避雷器或放電間隙保護(hù)外，對配電線路本身關(guān)鍵應(yīng)合適提升其絕緣水平，應(yīng)廣泛采取重合閘，以降低斷線和停電事故。發(fā)電廠是電力系統(tǒng)心臟，萬一發(fā)生損壞設(shè)備事故，往往會(huì)帶來嚴(yán)重后果，造成重大損失。設(shè)計(jì)中關(guān)鍵對發(fā)電機(jī)、變壓器組、線路防雷保護(hù)進(jìn)行配置。6.3避雷針保護(hù)范圍計(jì)算及避雷器保護(hù)配置1、避雷針保護(hù)范圍避雷針組成要素：接閃器、引下線、接地體。避雷針保護(hù)范圍以它對直擊雷所保護(hù)空間來表示。單支避雷針保護(hù)范圍圖所表示。圖中：h──避雷針高度；hx──被保護(hù)物高度；hα──避雷針有效高度,hα＝h－h(huán)x；rx──對應(yīng)hα避雷針有效保護(hù)半徑,m。rx計(jì)算方法：當(dāng)hx≥h/2時(shí)，當(dāng)hx＜h/2時(shí)，式中,h──避雷針高度；hα──避雷針有效高度；p──高度影響系數(shù)，h≤30m時(shí)為1；30＜h≤120m時(shí)為；h＞120m時(shí)按120m計(jì)算。圖6-1單支避雷針保護(hù)范圍兩支或兩支以上避雷針保護(hù)范圍計(jì)算方法可參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊。在對較大面積變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí)，采取等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。所以，為了對本站覆蓋，采取四支避雷針。共選擇四支均為60米高避雷針，分別放在變電所四個(gè)角處，均為獨(dú)立避雷針。，其中P為高度影響系數(shù)，當(dāng)初，P=1。當(dāng)初，P=h為避雷針高度，hx為被保護(hù)物高度，h0為兩根避雷針之間保護(hù)最低高度，bx為兩圓間最窄寬度。為保護(hù)半徑。2、進(jìn)行防雷保護(hù)校驗(yàn)：占地170m×110m，針距圍墻10m，示意圖以下：圖6-2其中D1為150m，D2為90m，D3為174.9m。D1=150m，D2=90m，mmD3=174.9m，mmm所以所選防雷滿足要求。3、避雷器常見避雷器有管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。避雷器用于限制由線路侵入雷電波對變電所內(nèi)電氣設(shè)備造成過電壓，其通常裝設(shè)在各段母線和架空線進(jìn)出口處。避雷器和被保護(hù)設(shè)備距離愈近愈好，并裝在沖擊波侵入方向。必需時(shí)用下式計(jì)算許可最大保護(hù)距離。式中,Lmax──避雷器和被保護(hù)設(shè)備最大保護(hù)距離，m；α──沖擊波波頭陡度，對6~35kV系統(tǒng)?。籿──雷電沖擊傳輸速度，；Uchf──避雷器沖擊放電電壓，kV；Ujcf──被保護(hù)設(shè)備絕緣沖擊耐壓值，kV。如缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，可按5倍額定電壓計(jì)算。4、安全保護(hù)接地預(yù)防人員間接觸電，將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地。安全保護(hù)系統(tǒng)有以下幾類：a.IT系統(tǒng)在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備不帶電金屬部分和接地體良好連接。b.TN系統(tǒng)在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備不帶電金屬部分和系統(tǒng)中性點(diǎn)用保護(hù)線良好連接。c.TT系統(tǒng)在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備外殼部分和和系統(tǒng)接地?zé)o關(guān)接地體連接。d.共同接地和反復(fù)接地6.3避雷器選擇和配置1、在選擇避雷器型號時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器絕緣水平和使用特點(diǎn)，按下表選擇。表7-1型號型式應(yīng)用范圍FS配電用一般閥型10kV及以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用一般閥型3～220kV發(fā)電廠、變電站配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、330kV及以下配電裝置2、220kV及以下需要限制操作過電壓配電裝置3、降低絕緣配電裝置4、部署場所尤其狹窄或高烈度地震區(qū)5、一些變壓器中性點(diǎn)FCX線路型磁吹閥型330kV及以下配電裝置出線上FCD旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)等，戶內(nèi)安裝Y系列金屬氧化物（氧化鋅）閥型1、同F(xiàn)CZ、FCX和FCD型磁吹閥型避雷器應(yīng)用范圍2、并聯(lián)電容器組、串聯(lián)電容器組3、高壓電纜4、變壓器和電抗器中性點(diǎn)5、全封閉組合電器6、頻繁切合電動(dòng)機(jī)型號含義：F——閥型避雷器；S——配電所用；Z——發(fā)電廠、變電所用；C——磁吹；D——旋轉(zhuǎn)電機(jī)用；J——中性點(diǎn)直接接地。2、避雷器參數(shù)（1）額定電壓：避雷器額定電壓應(yīng)和系統(tǒng)額定電壓一致（2）滅弧電壓：根據(jù)使用情況，校驗(yàn)避雷器安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)最大導(dǎo)線對地電壓，是否等于或小于避雷器最大許可電壓（滅弧電壓）。在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運(yùn)行線電壓。在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中應(yīng)取設(shè)備最高運(yùn)行線電壓80%。（3）工頻放電電壓：在中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)阻抗接地電網(wǎng)中，工頻放電電壓通常應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓3.5倍。在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運(yùn)行相電壓3倍。工頻放電電壓大于滅弧電壓1.8倍。（4）沖擊放電電壓和殘壓：通常國產(chǎn)閥型避雷器保護(hù)特征和多種電氣絕緣均可配合，故此項(xiàng)校驗(yàn)從略。6.4接地設(shè)計(jì)伴隨電力事業(yè)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對接地裝置要求越來越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所正常運(yùn)行，更包含到人身和設(shè)備安全。然而因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)設(shè)計(jì)考慮不全方面、施工不精細(xì)、測試不正確等原因，多年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引發(fā)事故，有不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還經(jīng)過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到很關(guān)鍵作用。6.4.1接地設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時(shí)，經(jīng)接地裝置流入地中最大短路電流所造成接地電位升高及地面電位分布不致于危及人員和設(shè)備安全，將變電站范圍接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行本變電站接地裝置設(shè)計(jì)。1)、因?yàn)樽冸娬靖骷夒妷耗妇€接地故障電流越來越大，在接地設(shè)計(jì)中要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997《交流電氣裝置接地》中R≤/I是很困難。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和原接地規(guī)程有一個(gè)很顯著區(qū)分是對接地電阻值不再要求要達(dá)成0.5Ω，而是許可放寬到5Ω，但這不是說通常情況下，接地電阻全部能夠采取5Ω，接地電阻放寬是有附加條件，即：預(yù)防轉(zhuǎn)移電位引發(fā)危害，應(yīng)采取多種隔離方法;考慮短路電流非周期分量影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時(shí)，3-10kV避雷器不應(yīng)動(dòng)作或動(dòng)作后不應(yīng)損壞;應(yīng)采取均壓方法，并驗(yàn)算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求,施工后還應(yīng)進(jìn)行測量和繪制電位分布曲線。2)、在接地故障電流較大情況下，為了滿足以上要求，還是得把接地電阻值盡可能減小。接地電阻合格值既不是0.5Ω，也不是5Ω，而應(yīng)依據(jù)工程具體條件，在滿足附加條件要求情況下，不超出5Ω全部是合格。6.4.2接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析220kV及以下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格部署采取長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶部署按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，水平接地帶間距通常為5m～8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強(qiáng)分流處裝設(shè)垂直接地極外，在地網(wǎng)周圍和水平接地帶交叉點(diǎn)設(shè)置2.5m～3m垂直接地極，進(jìn)所大門口設(shè)帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)是水平地網(wǎng)和垂直接地極相結(jié)合復(fù)合式地網(wǎng)。長孔和方孔地網(wǎng)網(wǎng)格部署尺寸按經(jīng)驗(yàn)確定，沒有輔助計(jì)算程序和對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)簡單而粗略。因?yàn)榻拥鼐W(wǎng)邊緣部分導(dǎo)體散流大約是中心部分3～4倍，所以，地網(wǎng)邊緣部分電場強(qiáng)度比中心部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟(jì)性差。在220kV及以下變電工程中采取長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，因?yàn)槿氲毓收想娏飨鄬^小，地網(wǎng)面積不大，缺點(diǎn)不太突出。7總平面部署設(shè)計(jì)7.1變電所總平面部署要求依據(jù)《變電所總部署設(shè)計(jì)技術(shù)要求》SDGJ63—84等1.0.1條要求：變電所總平面部署必需全方面落實(shí)現(xiàn)行各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策精心設(shè)計(jì)，努力創(chuàng)新，因地制宜，合理部署，充足利用荒地，坡地，劣地，不占或少占良田，認(rèn)真做好技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，選擇最好設(shè)計(jì)方案，提升經(jīng)濟(jì)效益，為安全運(yùn)行發(fā)明條件。應(yīng)在滿足安全運(yùn)行前提下，盡可能簡化。(1)屋外配電裝置要考慮道路設(shè)置：依據(jù)《變電所總平面設(shè)計(jì)技術(shù)要求》SDG63—84：a.所外道路應(yīng)利用已經(jīng)有道路或現(xiàn)成道路。b.當(dāng)路基寬度小于5.5m時(shí)且道路亮端不能經(jīng)過時(shí)，合適位置設(shè)置錯(cuò)車道。c.所外道路宜采取中級路面，依據(jù)施工條件可采取次高級路面。d.所內(nèi)路面寬度為3.5m；220kV及以上變電所，有所大門至主空樓、主變前和調(diào)相機(jī)各路面可寬至4—5m。e.所內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑大于7m。(2)依據(jù)各側(cè)、各回路相序排列盡可能一致標(biāo)準(zhǔn)。按面向出線，由遠(yuǎn)到近，由上到下為A、B、C相。(3)《高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程》SDJ5-85第4.4.4條要求：儲(chǔ)油池和擋油板長度尺寸通常較設(shè)備外廓尺寸每邊對應(yīng)大1m。儲(chǔ)油池內(nèi)通常鋪設(shè)厚度大于250mm卵石層（卵石直徑為50—80mm）。(4)《高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程》SDJ5-85第4.4.6條要求：油量在2500kg以上變壓器或電抗器和油量在600kg以上充油設(shè)備之間其防火凈距大于5m。(5)依據(jù)《變電所總部署設(shè)計(jì)技術(shù)要求》SDGJ63-84第3.2.1條：主控樓位置在便于運(yùn)行人員相互聯(lián)絡(luò)，便于巡視檢驗(yàn)和觀察屋外設(shè)備和降低電纜長度，避開噪音影響地段，在可部署主配電裝置一側(cè)，配電裝置之間結(jié)合前面設(shè)施進(jìn)行部署。(6)端子箱、配電箱電纜溝位置：電纜溝應(yīng)在各條母線下方，然后通向主控室，端子箱在電纜溝旁。(7)圍墻和大門：《變電所總部署設(shè)計(jì)技術(shù)要求》SDGJ63—84：第3.5.1條：所區(qū)應(yīng)設(shè)置實(shí)體圍墻，圍墻高度為2.2—2.5m。第3.5.4條：所區(qū)大門應(yīng)采取鋼門，門寬應(yīng)滿足運(yùn)輸所內(nèi)大型設(shè)備要求。賠償電容器位置：它應(yīng)部署在變電所年主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)，裝置應(yīng)設(shè)維護(hù)通道，其寬度不宜小于1200毫米，裝置為戶內(nèi)時(shí)，維護(hù)通道可設(shè)在戶外，電容器構(gòu)架和墻間設(shè)維修走廊時(shí)，其寬度不宜小于1000毫米，電容器和其它生產(chǎn)建筑物連接部署時(shí)，其間應(yīng)設(shè)防火墻。7.2本變電站電氣設(shè)備部署本變電所關(guān)鍵由110kV屋外配電裝置，主變壓器、主控制室及10kV屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施組成，屋外配電裝置在整個(gè)變電所部署中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本全部110kV和10kV各電壓等級，將110kV配電裝置部署在北側(cè)，10kV配電裝置部署在南側(cè)，這么各配電裝置位置和出線方向相對應(yīng)，能夠確保出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺(tái)主變在電壓等級配電中間，方便于高中低壓側(cè)引線連接，便于運(yùn)行人員監(jiān)視控制，主控制樓部署在10kV屋內(nèi)配電裝置并排在南側(cè)，有利于監(jiān)視110kV及主變。1)110kV高壓配電裝置采取屋外一般中型部署、斷路器單列部署，且共有3個(gè)間隔，間隔寬度為14米，進(jìn)線2個(gè)間隔，母聯(lián)斷路器占一個(gè)間隔。2）10kV高壓配電裝置采取屋內(nèi)配電裝置,且采取兩層式。3)道路因設(shè)備運(yùn)輸和消防需要，主控樓、主變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)，各配電裝置主母線之間道路寬3米，為方便運(yùn)行人員操作巡視檢修電器設(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)彎半徑大于7米。8設(shè)計(jì)計(jì)算書8.1短路電流計(jì)算1、變電站等值電路圖2、基準(zhǔn)值在短路計(jì)算基礎(chǔ)假設(shè)前提下，選擇Sj=100MVA，Uj為各級電壓平均值Uav（115、10.5）,則：基準(zhǔn)電流：110kV側(cè)Ij1=0.5kA；10kV側(cè)Ij2=5.5kA?；鶞?zhǔn)電抗:110kV側(cè)Xj1=132.25Ω；10kV側(cè)Xj2=1.1Ω。3、系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值由原始材料可知，110kV母線短路電流標(biāo)幺值為20，依據(jù)短路電流標(biāo)幺值計(jì)算公式得，在Sj=100MVA下，系統(tǒng)電抗X0*=0.05。4、主變電抗標(biāo)幺值計(jì)算所選主變型號為SFZ9-25000/110，其阻抗電壓（%）分別為：Uk%=10.5。則繞組得電抗標(biāo)幺值為:6、三相短路電流計(jì)算（1）110kV母線上發(fā)生三相短路時(shí)等值電路以下圖：短路電流標(biāo)幺值為：短路電流有名值為：短路沖擊電流值為：短路全電流最大有效值為：短路容量為：（2）10kV母線上發(fā)生三相短路時(shí)等值電路以下圖：短路電流標(biāo)幺值為：短路電流有名值為：短路沖擊電流值為：短路全電流最大有效值為：短路容量為：7、短路電流計(jì)算結(jié)果以下表：短路點(diǎn)編號基準(zhǔn)電壓Uj(kV)基準(zhǔn)電流Ij（kA）短路電流短路沖擊電流值iM（kA）全電流最大有效值IM（kA）短路容量Sd（MVA）標(biāo)幺值Idi*（kA）有名值Idi（kA）公式d11150.5201025.45215.2d210.55.53.8521.17553.8932.1863858.2關(guān)鍵電氣設(shè)備選擇8.2.1各回路最大連續(xù)工作電流計(jì)算（1）110kV側(cè)：主變?nèi)肟诩澳妇€：（2）10kV側(cè)：主變出口及母線：8.2.2斷路器和隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn)考慮到可靠性和經(jīng)濟(jì)性，方便運(yùn)行維護(hù)和實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備無油化目標(biāo)，且因?yàn)镾F6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途斷路器。故在110kV側(cè)采取六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器因?yàn)槠湓胍粜　⒉槐?、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧正確，所須操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。所以被大量使用于35kV及以下電壓等級中。所以，10kV側(cè)采取真空斷路器。（1）110kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn)1）額定電壓選擇：UN≥UNs=110kV2）額定電流選擇：IN≥Imax=0.162kA3）斷路器開斷電流選擇：≥=Id1=10kA因110kV進(jìn)線最大連續(xù)工作電流不可能大于主變出口處，為了盡可能降低同類設(shè)備不一樣型號給日常運(yùn)行、檢修及試驗(yàn)帶來不便，所以110kV側(cè)將選擇同類型110kV路器和隔離開關(guān)。依據(jù)以上計(jì)算，能夠初步選擇110kV斷路器和隔離開關(guān)型號，其參數(shù)見下表：斷路器參數(shù)：型號額定電壓/kV最高工作電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA額定短時(shí)耐受電流（4s）/kA額定峰值耐受電流/kA額定關(guān)合電流峰值/kA額定合閘時(shí)間/s全開斷時(shí)間/sLW25-126110126125031.531.580800.10.06隔離開關(guān)參數(shù)：型號額定電壓/kV最高工作電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA備注GW4-110G11012612508031.5雙柱式4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器：ies=80(kA)≥ik=iM1=25.452(kA)隔離開關(guān)：ies=80(kA)≥ik=iM1=25.452(kA)所以動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)因?yàn)樗x斷路器全開斷時(shí)間為0.06s,小于0.08s，所以該斷路器為高速斷路器，所以:td=0.1s,T=0.05s短路電流熱效應(yīng)為：斷路器：隔離開關(guān)：所以熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。（2）10kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)選擇和校驗(yàn)1）額定電壓選擇：UN≥UNs=10kV2）額定電流選擇：IN≥Imax=1.783kA3）斷路器開斷電流選擇：≥=Id2=21.175kA因10kV出線最大連續(xù)工作電流不可能大于主變出口處，為了盡可能降低同類設(shè)備不一樣型號給日常運(yùn)行、檢修及試驗(yàn)帶來不便，所以10kV側(cè)將選擇同類型10kV路器和隔離開關(guān)。依據(jù)以上計(jì)算，能夠初步選擇10kV斷路器和隔離開關(guān)型號，其參數(shù)見下表：斷路器參數(shù)：型號額定電壓/kV最高工作電壓/kV額定電流/A額定開斷電流/kA額定短時(shí)耐受電流（4s）/kA額定峰值耐受電流/kA額定關(guān)合電流峰值/kA額定合閘時(shí)間/s全開斷時(shí)間/sZN28-121012505080800.060.03隔離開關(guān)參數(shù)：型號額定電壓/kV最高工作電壓/kV額定電流/A動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA備注GN22-101011.5100404）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器：ies=80(kA)≥ik=iM2=53.89(kA)隔離開關(guān)：ies=100kA)≥ik=iM2=53.89(kA)所以動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)因?yàn)樗x斷路器全開斷時(shí)間為0.03s,小于0.08s，所以該斷路器為高速斷路器，所以:td=0.1s,T=0.05s短路電流熱效應(yīng)為：斷路器：隔離開關(guān)：所以熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。8.2.3電流互感器選擇及校驗(yàn)（1）110kV進(jìn)線及變壓器側(cè)電流互感器選擇及校驗(yàn)1）按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次額定電壓和電流必需滿足：UN≥UNs=110kV；IN≥Imax=0.162kA初步選擇電流互感器型號參數(shù)以下：型號額定電流（A）級次組合額定輸出（VA）10%倍數(shù)一次電流750A1s熱穩(wěn)定電流kA動(dòng)穩(wěn)定電流kALIB-110G2×200/50.5/10P/10P40152153.52）熱穩(wěn)定檢驗(yàn)故熱穩(wěn)定檢驗(yàn)合格3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)EQ\A()\R(,2)故動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)合格（3）10kV出線、變壓器側(cè)及母線側(cè)電流互感器選擇及校驗(yàn)1）按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器一次額定電壓和電流必需滿足：UN≥UNs=10kV；IN≥Imax=1.783kA初步選擇電流互感器型號參數(shù)以下：型號額定電流（A）級次組合正確級次二次負(fù)荷（Ω）10%倍數(shù)1s熱穩(wěn)定倍數(shù)1s動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LMC-10/50.5/30.5/31.2/232/5751002）熱穩(wěn)定檢驗(yàn)故熱穩(wěn)定檢驗(yàn)合格3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)EQ\A()\R(,2)故動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)合格8.2.4電壓互感器選擇及校驗(yàn)（1）110kV母線電壓互感器選擇1）按一次回路額定電壓選擇UNI0.85UNI<UNs<1.2UNIUNs=110kV；UNI=110kV2）按二次回路額定電壓選擇UN2：UN2=3）正確等級：1級選擇JCC2-110型，以下表所表示：型號額定變比在下列正確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)1級3級單相(屋外式)JCC2-1105001000（2）10kV母線電壓互感器選擇1）按一次回路額定電壓選擇UNI0.85UNI<UNs<1.2UNIUNs=10kVUNI=10kV2）按二次回路額定電壓選擇UN2：UN2=3）正確等級：1級選擇JDZJ-10型，以下表所表示：型號額定變比在下列正確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)1級3級單相(屋內(nèi)式)JDZJ-10601503008.2.5導(dǎo)體選擇和校驗(yàn)（1）110kV側(cè)母線及進(jìn)線選擇和校驗(yàn)1）導(dǎo)體材料、類型和部署方法依據(jù)設(shè)計(jì)說明選擇鋼芯鋁絞線，所以無須進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。2）導(dǎo)體截面選擇依據(jù)原始資料敘述，11