220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)274
220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)274,kv,降壓,變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)
220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
220/110/35kV，進(jìn)/出線回?cái)?shù)2/6/4
系 別
電力工程系
專業(yè)班級(jí)
農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化08k2班
學(xué)生姓名
呂 冬
指導(dǎo)教師
蘇海鋒
二○一二年六月
2012年6月
I
220kV 降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（220/110/35kV，2/6/4回出線）
摘 要
變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其作用在于變換電壓、匯集和分配電能，因此，變電所安全可靠運(yùn)行與國(guó)名經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。城市供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的。本變電所設(shè)計(jì)除了注重變電所設(shè)計(jì)的基本計(jì)算外，對(duì)于主接線的選擇與論證等都作了充分的說(shuō)明，其主要內(nèi)容包括：變電所主接線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定；短路點(diǎn)的確定與短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇（斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電壓互感器，電流互感器，避雷器）；配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置；防雷保護(hù)與接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。另外，繪制了六張圖紙，包括：電氣主接線圖，電氣總平面布置圖，防雷與接地圖各一張，配電裝置斷面圖三張。圖紙規(guī)格與布圖規(guī)范都按照了電力系統(tǒng)相關(guān)的圖紙要求來(lái)進(jìn)行繪制。
關(guān)鍵詞：變電所；電氣主接線的設(shè)計(jì)；電氣設(shè)備的選擇；短路電流的計(jì)算
A DESIGN OF ELECTRIC SYSTEM FOR
220kV STEP-DOWN SUBSTATION
Abstract
Substation is the important part of power system, its function is to transform voltage, collection and distribution of electricity, therefore, substation safe operation and the economic development are closely related. request more and more to quality and management that electric energy supply to live. The core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build one safe and economical transformer substation. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing five blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system;Both the specification of drawing and the criterion of disposal is based on requirement of drawing to electric power system.
Key Words: Transformer substation ; main connection wiring design ; equipment select ; short circuit currents
II
目錄
摘 要 I
Abstract II
1 緒論 1
2 電氣主接線設(shè)計(jì) 2
2.1 電氣主接線概述 2
2.1.1 可靠性 2
2.1.2 靈活性 2
2.1.3 經(jīng)濟(jì)性 2
2.2 主接線方式選擇 3
2.2.1 單母線接線 3
2.2.2 單母分段 3
2.2.3 單母分段帶旁路母線 3
2.2.4 橋形接線 3
2.2.5 一個(gè)半斷路器（3/2）接線 4
2.2.6 雙母線接線 4
2.2.7 雙母線分段接線 4
2.3 主接線方案的擬定 4
2.4 主接線各方案的討論比較 7
2.5 主接線方案的選擇 8
3 主變壓器的選擇與論證 10
3.1 概述 10
3.2 變壓器的選擇原則與步驟 10
3.2.1 主變壓器的臺(tái)數(shù)確定原則 10
3.2.2 主變壓器的形式選擇原則 10
3.2.3 主變壓器的容量確定 10
3.3 主變壓器的計(jì)算與選擇 10
3.3.1 容量計(jì)算 11
3.3.2 變壓器型號(hào)的選擇 11
4 短路計(jì)算 12
4.1 短路點(diǎn)的選擇與各短路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算 12
4.2 網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡(jiǎn)化 12
4.3 短路計(jì)算 14
5 電氣設(shè)備的選擇 15
5.1 斷路器的選擇 15
5.1.1 斷路器的功能和選擇原則 15
5.1.2 斷路器的選擇型號(hào)與校驗(yàn) 16
5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 17
5.2.1 隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件 17
5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇和校驗(yàn) 17
6 其他電器設(shè)備的選擇 19
6.1 熔斷器選擇 19
6.2 電流互感器的選擇 19
6.3 電壓互感器的選擇 20
6.4 導(dǎo)線的選擇 20
6.5 站用變壓器的選擇 21
6.6 設(shè)備清單： 21
7 配電裝置的選擇 23
7.1 概述 23
7.1.1 配電裝置特點(diǎn) 23
7.1.2 配電裝置類型及應(yīng)用 23
7.2 配電裝置的確定 24
8 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 25
8.1 避雷針的作用 25
8.2 避雷針的設(shè)計(jì) 25
8.2.1 避雷針的設(shè)計(jì)原則 25
8.2.2 避雷針位置的確定 25
8.3 防雷保護(hù)方案 25
9 接地網(wǎng)設(shè)計(jì) 28
9.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明 28
9.2 接地體的設(shè)計(jì) 28
9.3 典型的接地體的電阻計(jì)算 28
9.4 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 29
結(jié)論 31
參考文獻(xiàn) 32
致謝 33
1 緒論
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，工業(yè)水平的進(jìn)步，人們生活水平不斷的提高，電力系統(tǒng)在整個(gè)行業(yè)中所占比例逐漸趨大，電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體，各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。它不僅是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略大問(wèn)題，而且與人們的日常生活，社會(huì)穩(wěn)定密切相關(guān)。由于變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容多，范圍廣，邏輯性強(qiáng)，不同電壓等級(jí)，不同類型，不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站設(shè)計(jì)時(shí)所側(cè)重的方面是不一樣的。
電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能的產(chǎn)業(yè)。它即為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供不可少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行。電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，正是最為常見(jiàn)的常規(guī)變電所，并根據(jù)變電所設(shè)計(jì)的基本原理設(shè)計(jì)，務(wù)求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程。
2 電氣主接線設(shè)計(jì)
2.1 電氣主接線概述
電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(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)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。
對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。
2.1.1 可靠性
可靠性的工作是以保證對(duì)用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。
評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是：
（1）斷路器檢修時(shí)是否影響停電；
（2）線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否對(duì)重要用戶的供電；
（3）變電站全部停電的可能性。
2.1.2 靈活性
能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒(méi)有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平變化；改變運(yùn)行方式時(shí)操作方便，便于變電站的擴(kuò)建。
主接線的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求：
（1）調(diào)度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；
（2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶的供電；
（3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^(guò)渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。
2.1.3 經(jīng)濟(jì)性
在確保供電可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下，要盡量節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，減少用地面積。
（1）投資省：主接線簡(jiǎn)單，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備的投資；占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用；
（2）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。
2.2 主接線方式選擇
電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過(guò)四回）為便于電能的匯集和分配，常將母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過(guò)四回，采用有母線連接。
2.2.1 單母線接線
單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。單母接線適用于：110～220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回，35～63kV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 3回，6～10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回，才采用單母線接線方式,故不選擇單母接線。
2.2.2 單母分段
用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。單母分段適用于： 110kV～220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10kV 配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。
2.2.3 單母分段帶旁路母線
這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。
2.2.4 橋形接線
當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線，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(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。
外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開(kāi)關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。
2.2.5 一個(gè)半斷路器（3/2）接線
兩個(gè)元件引線用三臺(tái)斷路器接往兩組母線上組成一個(gè)半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。
2.2.6 雙母線接線
它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對(duì)于，110kV～220kV 輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110kV～220kV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá) 7 回，（110kV）或 5 回（220kV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。
2.2.7 雙母線分段接線
雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11 回及以下時(shí)，母線不分段。 為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。
2.3 主接線方案的擬定
高壓側(cè)是2回出線，可選擇線路變壓器組，單母分段帶旁路母線，橋型接線。
中壓側(cè)有6回出線，低壓側(cè)有4回出線，均可以采用單母線、單母分段、單母分段帶旁路和雙母線接線。
在比較各種接線的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍后，提出如下五種方案：
方案一：220kV高壓側(cè)：內(nèi)橋接線；110kV中壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段；35kV低壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。
圖2-1方案一電氣主接線圖
方案二：220kV高壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段；110kV中壓側(cè)：雙母線接線；35kV低壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段。
圖2-2方案二電氣主接線圖
方案三：220kV 高壓側(cè)：內(nèi)橋型接線；110kV中壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段；35kV低壓側(cè)：?jiǎn)文妇€分段。
圖2-3方案三電氣主接線圖
方案四：220kV 高壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏月纺妇€；110kV中壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄危?5kV低壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄巍?
圖2-4方案四電氣主接線圖
方案五：220kV高壓側(cè)：外橋接線；110kV中壓側(cè)：?jiǎn)文阜侄螏月纺妇€；35kV
低壓側(cè)：雙母線接線。
圖2-5方案五電氣主接線圖
2.4 主接線各方案的討論比較
方案一：
220kV側(cè)：采用內(nèi)橋接線。該接線形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。因此，線路的投入和切除比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅線路斷路器斷開(kāi)，不影響其他回路運(yùn)行。但是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的兩臺(tái)斷路器都斷開(kāi)，從而影響了一回未發(fā)生故障的運(yùn)行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換，因此，系統(tǒng)中應(yīng)用內(nèi)橋接線較多，以利于線路的運(yùn)行操作。
110kV側(cè)：采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶有兩個(gè)電源供電。單母線分段接法可以提供單母線運(yùn)行，各段并列運(yùn)行，各段分列運(yùn)行等運(yùn)行方式，便于分段檢修母線，減小母線故障影響范圍。任一母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可使分段斷路器跳閘，保證正確母線繼續(xù)運(yùn)行。 當(dāng)然這種接線也有它本身的缺點(diǎn)，那就是在檢修母線或斷路器時(shí)會(huì)造成停電，特別在夏季雷雨較多時(shí)，斷路器經(jīng)常跳閘，因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)，這使得這個(gè)問(wèn)題更加突出。
35kV側(cè)：采用單母分段帶旁路母線接線.該接線方法具有單母分段接線優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線,從而得到較高的可靠性.這樣就很好的解決了在雷雨季節(jié)斷路器頻繁跳閘而檢修次數(shù)增多引起系統(tǒng)可靠性降低的問(wèn)題. 但同時(shí)我們也看到,增加了一組母線和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān),從而增加了一次設(shè)備的投資.而且由于采用分段斷路器兼做旁路斷路器,雖然節(jié)約了投資,但在檢修斷路器或母線時(shí),倒閘操作比較復(fù)雜,容易引起誤操作,造成事故。
方案二：
220kV側(cè)：采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶有兩個(gè)電源供電。
110kV側(cè)：采用雙母線接線.優(yōu)點(diǎn):供電可靠.通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷;一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電,檢修任一回路母線的隔離開(kāi)關(guān)時(shí),只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線,其他線路均可通過(guò)另一組母線繼續(xù)運(yùn)行.調(diào)度靈活,各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上,能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化地需要;通過(guò)倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式.擴(kuò)建方便。 缺點(diǎn):增加一組母線和多個(gè)隔離開(kāi)關(guān),一定程度上增加一次投資.當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。
35kV側(cè)：采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶有兩個(gè)電源供電。
方案三：
220kV側(cè)：采用內(nèi)橋法接線. 該接線形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)。
110kV側(cè)和35kV側(cè)采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個(gè)回路，使重要用戶有兩個(gè)電源供電。
方案四：
220kV側(cè)：采用單母分段帶旁路母線接線可以獲得很高的可靠性，任一母線或斷路器檢修均不會(huì)造成停電，任一母線、斷路器故障只會(huì)引起短時(shí)停電，任一進(jìn)線故障不會(huì)造成停電。
110kV和35kV側(cè)與方案三一致，采用單母分段接線。
方案五：
220kV側(cè)：采用外橋法接線。與內(nèi)橋法一樣,該接線形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)任一線路發(fā)生故障時(shí)，需同時(shí)動(dòng)作與之相連的兩臺(tái)斷路器，從而影響一臺(tái)未發(fā)生故障的變壓器的運(yùn)行。 但當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或是檢修時(shí)，能快速的切除故障變壓器，不會(huì)造成對(duì)無(wú)故障變壓器的影響。因此，外橋接線只能用于線路短、檢修和故障少的線路中。此外，當(dāng)電網(wǎng)有穿越性功率經(jīng)過(guò)變電站時(shí)，也采用外橋接線。
110kV采用單母分段帶旁路母線接線.該接線方法具有單母分段接線優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線，從而得到較高的可靠性。
35kV側(cè)采用雙母線接線。
2.5 主接線方案的選擇
通過(guò)分析原始資料，可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高，因此主接線要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性。根據(jù)以上各個(gè)方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較，兼顧可靠性，靈活性，我選擇方案三。
34
3 主變壓器的選擇與論證
3.1 概述
在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)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(lái)不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過(guò)小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。
在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。
選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。
3.2 變壓器的選擇原則與步驟
3.2.1 主變壓器的臺(tái)數(shù)確定原則
為保證供電的可靠性，變電站一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過(guò)兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。對(duì)大型樞紐變電站，根據(jù)工程的情況，應(yīng)裝設(shè) 2～4 臺(tái)主變。
當(dāng)變電站裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的時(shí)候當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，一臺(tái)檢修時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)該能夠 60%以上的負(fù)擔(dān)。
3.2.2 主變壓器的形式選擇原則
（1）220kV 主變一般采用三相變壓器；
（2）當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。對(duì)新建的變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器；
（3）具有三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，一般采用三繞組變壓器。
3.2.3 主變壓器的容量確定
（1）為了準(zhǔn)確選擇主變的容量，要繪制變電站的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電站的年、日最高負(fù)荷和平均符合；
（2）主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5～10 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。
3.3 主變壓器的計(jì)算與選擇
3.3.1 容量計(jì)算
變壓器最大負(fù)荷按下式確定：
PM≥ K0∑P （3-1）
式中K0 ——負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；
∑P——按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。
對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計(jì)算：
Se=0.6PM （3-2）
如此,當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn),考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷能力為40%,則可保證84%的負(fù)荷供電。
在《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)主變時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，其主變壓器容量應(yīng)滿足“不應(yīng)小于70%--80%的全部負(fù)荷”。已知110kV側(cè)最大負(fù)荷145MW,φ=0.9。35kV側(cè)最大負(fù)荷為30MW，φ=0.9 ,由計(jì)算可知單臺(tái)主變的最大容量為(設(shè)負(fù)荷同時(shí)率為0.85)：=0.6Smax=0.6Pmax/cosφ=0.6×(145/0.9+30/0.90)=116.667MVA
結(jié)論：選擇兩臺(tái)120MVA的變壓器并列運(yùn)行。
3.3.2 變壓器型號(hào)的選擇
型 號(hào)：SFPSZ7-120000/220
容 量：120000kVA
電壓比：220±8×1.5%/121/38.5
接線方式組別號(hào)：YN/Yn0/d11
空載損耗：144kW
容量比：100/100/100
空載電流：0.9%
阻抗電壓：高～中13%，高～低22%，中～低7%
調(diào)壓方式：有載調(diào)壓
冷卻方式：強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷
4 短路計(jì)算
4.1 短路點(diǎn)的選擇與各短路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算
選d1,d2,d3為短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算
選取=100MVA為基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓==1.05=230kV，基準(zhǔn)電流為0.251kA，基準(zhǔn)阻抗為529Ω，系統(tǒng)為無(wú)窮大系統(tǒng)，發(fā)生短路時(shí)，短路電流的周期分量在整個(gè)短路過(guò)程中不衰減。由原始資料可知：方案C與方案E的短路計(jì)算的系統(tǒng)化簡(jiǎn)阻抗圖及各阻抗值、短路點(diǎn)均一樣，系統(tǒng)短路電抗X*=U* /I*=1/25=0.04。
又由所選的變壓器參數(shù)阻抗電壓：13%（高-中），22%（高-低），7%（中-低）算得
Uk1%=1/2[U(1-2)%+U(1-3)%-U(2-3)%]=14
Uk2%=1/2[U(1-2)%+U(2-3)%-U(1-3)%]=-1
Uk3%=1/2[U(1-3)%+U(2-3)%-U(1-2)%]=8
主變?nèi)萘繛?20MVA
標(biāo)幺值：X1*=Uk1%/100(/SN)=14/100(100/120)=0.12
X2*=Uk2%/100(/SN)=-1/100(100/120)=-0.008
X3*=Uk3%/100(/SN)=8/100(100/120)=0.067
因?yàn)閄2*小于零，所以在計(jì)算中取零。
4.2 網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡(jiǎn)化
(1)系統(tǒng)阻抗圖
圖4-1系統(tǒng)阻抗圖
(2)系統(tǒng)阻抗轉(zhuǎn)化圖
因?yàn)閮芍髯儔浩餍吞?hào)一樣，因此兩變壓器的中間等電位，用導(dǎo)線連接起來(lái)，其轉(zhuǎn)化圖
圖4-2系統(tǒng)阻抗轉(zhuǎn)化圖
(3)簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)阻抗圖
X1*//X1*=0.06, X2*//X2*=-0.004, X3*//X3*=0.0335
圖4-3系統(tǒng)阻抗簡(jiǎn)化圖
4.3 短路計(jì)算
（1）當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí)：
Id1*=1/0.04=25
=/Ub1=100/(3×230)=0.251kA
I"d1=I″d1*×=25×0.251=6.275kA
=I"d1=6.275kA
=×I"d1=15.974kA
（110kV及以上網(wǎng)絡(luò)取1.8）
=Ub1×=2499.782MVA
其中，Id:短路電流周期分量有效值
I"d：起始次暫態(tài)電流
：t=∞時(shí)的穩(wěn)態(tài)電流
：短路容量
(2)當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí)：
I"d2*=1/Xd2*=1/(0.04+0.06)=10
=/Ub2=100/(×1101.05)=0.502kA
I"d2=I"d2*×=10×0.502=5.02kA
=d2=5.02kA
=×I"d2=×1.8×5.02=12.78kA
=Ub2×=999.9MVA
（3）當(dāng)d3點(diǎn)短路時(shí)：
I"d3*=1/Xd3*=1/(0.04+0.06+0.0335)=7.49
=/Ub3=100/(×35×10.5)=1.571kA
I"d3=I"d3*×=7.49×1.571=11.767kA
=d3=11.767kA
=×I"d3=×1.8×11.767=29.954kA
=Ub3×=×35×10.5×11.767=749.03MVA
5 電氣設(shè)備的選擇
5.1 斷路器的選擇
5.1.1 斷路器的功能和選擇原則
在各種電壓等級(jí)的變電站的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。高壓斷路器的工作最為頻繁，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。
高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或電路發(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。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。 按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等。
斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡(jiǎn)述如下：
(1)電壓：（電網(wǎng)工作電壓） （5-1）
(2)電流：（最大持續(xù)工作電流） （5-2）
由于高壓斷路器沒(méi)有持續(xù)過(guò)載的能力，其額定電流取最大工作持續(xù)電流。
(3)開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量）
（或） （5-3）
式中 ——斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量；
——斷路器t秒的開(kāi)斷容量；
——斷路器的開(kāi)斷容量；
——斷路器額定開(kāi)斷容量。
斷路器的實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t ,為繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器固有分閘時(shí)間之和。固有分閘時(shí)間查閱《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》表5-25～5-29。
（4）動(dòng)穩(wěn)定：
（5-4）
式中 ——三相短路電流沖擊值；
——斷路器極限通過(guò)電流峰值。
（5）熱穩(wěn)定：
t （5-5）
式中——穩(wěn)態(tài)三相短路電流；
——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間（又稱假想時(shí)間）；
——斷路器t秒熱穩(wěn)定電流
其中=+0.05 由=/和短路電流計(jì)算時(shí)間t，
從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》圖5-1中查出短路電流周期分量等值時(shí)間，從而算出。
5.1.2 斷路器的選擇型號(hào)與校驗(yàn)
（1）電壓選擇：
220kV側(cè)：≥=220kV
110kV側(cè)：≥=110kV
35kV側(cè)： ≥=35 kV
（2）電流選擇：
≥=/()
220kV側(cè)：≥=1.05175000/（2200.9）=535.799A
110kV側(cè)：≥=1.05145000/（1100.9）=887.895A
35kV側(cè)： ≥=1.0530000/（100.9）=577.350A
（3）開(kāi)斷電流：
220kV側(cè)：≥=6.275kA ≥=2499.78MVA
110kV側(cè)：≥=5.02 kA ≥=999.9MVA
35kV側(cè)： ≥=41.19kA ≥=749.003MVA
（4）最大短路沖擊電流：
220kV側(cè)：≥=15.974kA
110kV側(cè)：≥=12.78kA
35kV側(cè)： ≥=29.954kA
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選定斷路器如下：
1）220kV側(cè)
選定為 SW2-220.各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定電壓：220kV 額定電流：1000A
額定開(kāi)斷電流：15.8kA 極限通過(guò)電流（峰值）：59kA
額定開(kāi)斷容量：5000MVA 熱穩(wěn)定電流（5s有效值）:21kA
2）110kV側(cè)
選定為SW3-110G各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定電壓：110kV 額定電流：1200A
額定斷路開(kāi)斷電流：15.8kA 極限通過(guò)電流（峰值）:41kA
額定開(kāi)斷容量:1000MVA 熱穩(wěn)定電流(4s有效值)：15.8kA
3）35kV側(cè)
選定為SW2-35各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定電壓：35kV 額定電流：1000A
額定開(kāi)斷電流：24.8kA 極限通過(guò)電流（峰值）:63.4kA
額定開(kāi)斷容量: 1500MVA 熱穩(wěn)定電流（4s有效值）：24.8kA
校驗(yàn)：
（1）滿足動(dòng)穩(wěn)定，即 ≤
（2）滿足熱穩(wěn)定，即 ≤·t
其中 =+0.05β″
1）220kV側(cè)
=15.974 kA =59kA <，滿足動(dòng)穩(wěn)定；
=tz+0.05 當(dāng)取5s時(shí), =4.4+0.05=4.45
=6.2752×4.45，t=212×5，顯然 ：≤·t
滿足熱穩(wěn)定。
2）110kV側(cè)
=12.78 kA =41kA <，滿足動(dòng)穩(wěn)定；
=tz+0.05 當(dāng)取4s時(shí), =3.4+0.05=3.45
=5.0223.45，·t =412×4，顯然：≤·t
滿足熱穩(wěn)定。
3）35kV側(cè)
=29.954kA =63.4KA <，滿足動(dòng)穩(wěn)定;
=tz+0.05 當(dāng)取4s時(shí), =3.4+0.05=3.45
=11.7672×3.45，·t =63.42×4，顯然：≤·t
滿足熱穩(wěn)定。
5.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇
5.2.1 隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件
隔離開(kāi)關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等要素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器的選擇的技術(shù)條件相同。
隔離開(kāi)關(guān)的類型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定。本設(shè)計(jì)110kV側(cè)為屋外布置，10kV為屋內(nèi)布置。
5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇和校驗(yàn)
根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果及選擇要求，選定設(shè)備如下：
（1）220kV側(cè) 選定為GW6-220G，各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)為：
額定電壓：220kV 額定電流：1000A
熱穩(wěn)定電流（5s有效值）：21kA 動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）：50kA
（2）110kV側(cè) 選定設(shè)備為GN4-110,各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定電壓：110kV 額定電流：1000A
熱穩(wěn)定電流（4S有效值）：23.7kA 動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）：80kA
（3）35kV側(cè) 選定設(shè)備為GW4-35,各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：
額定電壓：35kV 額定電流：1000A
熱穩(wěn)定電流（4s有效值）:23.7kA 動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）：80kA
校驗(yàn)：
1）滿足動(dòng)穩(wěn)定，即 ≤
2）滿足熱穩(wěn)定，即 ≤·t
其中 =tz+0.05β"
（1）220kV側(cè)
=15.974kA =50kA
<，滿足動(dòng)穩(wěn)定；
=tz+0.05
當(dāng)取5s時(shí), =4.4+0.05=4.45
= 6.2752×4.45, ·t=212×5， 顯然≤·t
滿足熱穩(wěn)定
（2）110kV側(cè)
=12.78kA =80kA
<，滿足動(dòng)穩(wěn)定；
=tz+0.05
當(dāng)取4s時(shí), =3.4+0.05=3.45
=5.022×3.45, ·t =23.72×4，顯然≤·t
滿足熱穩(wěn)定。
（3）35kV側(cè)
=105.03kA =160kA
<,滿足動(dòng)穩(wěn)定；
=tz+0.05
當(dāng)取4s時(shí), =3.4+0.05=3.45
=11.7672×4.45, ·t=23.72×5，顯然≤·t
滿足熱穩(wěn)定。
6 其他電器設(shè)備的選擇
6.1 熔斷器選擇
保護(hù)電壓互感器的熔斷器按額定電壓和斷流容量選擇，查表選用RN2型35kV熔斷器，額定電壓35kV，額定電流0.5A，斷流容量1000MVA。
6.2 電流互感器的選擇
（1）220kV電流互感器
220kV進(jìn)線選用LCW-220型電流互感器，主要技術(shù)參數(shù)為額定電流4×300/5A，級(jí)次組合為 D/D/D/0.5，準(zhǔn)確級(jí)次0.5，二級(jí)負(fù)荷0.5 級(jí)2，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)60，動(dòng)穩(wěn)定倍60，價(jià)格4300元。
變壓器220kV側(cè)選用LCW-220型電流互感器，與220kV進(jìn)線電流互感器同型。
（2）110kV側(cè)電流互感器
110kV 側(cè)母線選用LCW-110(50～100)～(300～600)/5 型電流互感器，主要技術(shù)參數(shù)為額定電流(50～100)～(300～600)/5，級(jí)次組合0.5/1，準(zhǔn)確級(jí)次0.5，二級(jí)負(fù)荷0.5級(jí)1.2，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)75，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)150，價(jià)格4300元。
110KV出線側(cè)電流互感器與 110KV母線電流互感器型號(hào)相同。
（3）35KV側(cè)電流互感器
35kV母線選擇LCW-35型電流互感器，查表得額定電流15～1000/5A，級(jí)次組合0.5/3,準(zhǔn)確級(jí)次0.5，二級(jí)負(fù)荷0.5級(jí)2，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)65，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)100。
校驗(yàn)：
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：
（6-1）
其中為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)
動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：
（6-2）
其中為動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)
220kV側(cè)：
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：627524.45(1200×60)2 滿足熱穩(wěn)定
動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：15.9741.260 滿足動(dòng)穩(wěn)定
110kV側(cè)：
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：502023.45(600×75)2 滿足熱穩(wěn)定
動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：12.780.6150 滿足動(dòng)穩(wěn)定
35kV 側(cè)：
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：1176723.45(1000×65)2滿足熱穩(wěn)定
動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：29.9541150 滿足動(dòng)穩(wěn)定
6.3 電壓互感器的選擇
（1）220KV 電壓互感器，查表 13-27(變電設(shè)備合理選擇與運(yùn)行檢修)選用 YDR-220型電壓互感器，額定變比220000//100//100,額定容量1級(jí)300VA，3級(jí)600VA，最大容量12000VA。
（2）110KV 電壓互感器，查表 13-14(變電設(shè)備合理選擇與運(yùn)行檢修)選擇 JCC-110 型電壓互感器，額定變比110000//100//100,額定容量1級(jí) 500VA，3級(jí) 1000VA，最大容量2000VA。
（3）35kV 電壓互感器，查表 13-11(變電設(shè)備合理選擇與運(yùn)行檢修)選擇 JDJ-35 型電壓互感器，額定變比 35000/100,額定容量 0.5 級(jí) 150VA，1 級(jí) 250VA，3 級(jí) 600VA，最大容量500VA。
6.4 導(dǎo)線的選擇
（1）110kV側(cè)
1）母線的選擇
按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，由于=5600 h，查表得J=1.02A/
110kV母線最大工作電流：=1.02/（2）=1.05×145×/（21100.9）=443.95A，S=/J=435.24，可選導(dǎo)線LGJ-400/50，允許載流量（+70）898A。
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：θ=40+（70-40）×(443.95/898)=47.32
查表得C=87，=/C*=5.02/87=107.18<400
滿足熱穩(wěn)定。
2）出線的選擇
按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，由于=5600 h，查表得J=1.02A/
110kV出線最大工作電流：=/（6）=145/（61100.9）=140.94A，S=/J=138.17，可選導(dǎo)線LGJ-150/8，允許載流量（+70）463A。
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：θ=40+(70-40)×(138.17/463)2=42.67
查表得C=87，=/C*=5.02/87=107.18<150
滿足熱穩(wěn)定。
（2）35kV側(cè)
1）母線的選擇
按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，由于=5600h，查表得J=1.02A/，35kV母線最大工作電流：=1.05/（2）=1.0530/（2350.9）=288.68A，S=/J=283.01，可選導(dǎo)線LGJ-300/40，允許載流量（+70單條平放）746A。
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：θ=40+（70-40）×(288.68/746)2=44.49
查表得C=87，=/C*=11.767/87=251.22<300
滿足熱穩(wěn)定。
2）出線的選擇
按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，由于=5600h，查表得J=1.02A/
35kV出線最大工作電流： =/（4）=30/（4350.9）=137.46A，S=/J=134.77，可選導(dǎo)線LGJ-150/25，允許載流量（+70）478A。
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：θ=40+（70-40）×(137.46/478)2=42.48
查表得C=87，=/C*=11.767/87=251.22＞150
不滿足熱穩(wěn)定。
重新選擇LGJ-300/15，允許載流量（+70）735A。
熱穩(wěn)定校驗(yàn)：θ=40+（70-40）×(137.46/735)2=41.05
查表得C=87，=/C*=11.767/87=251.22＜300
滿足熱穩(wěn)定。
6.5 站用變壓器的選擇
有兩臺(tái)及以上主變壓器時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同、可互為備用的站用工作變壓器，兩臺(tái)站用工作變壓器可分別由主變壓器最低電壓等級(jí)的不同母線段引接。
站用變壓器的容量一般按照主變壓器容量的0.5%進(jìn)行計(jì)算。
=0.5%=0.5%×120000=600kVA
因此選擇兩臺(tái)S7-630/35雙繞組變壓器。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
額定容量： 630kVA
連接組別： Y，yn0
空載損耗： 1.30kW
負(fù)載損耗： 9.20kW
阻抗電壓百分比： 6.5%
空載電流百分比： 1.8%
6.6 設(shè)備清單：
表6-1 設(shè)備清單
設(shè)備
220kV
110kV
35kV
斷路器
SW2-220
SW3-110G
SW2-35
隔離開(kāi)關(guān)
GW6-220G
GN4-110
GW4-35
電流互感器
LCW-220
LCW-110(50～100)～(300～600)/5
LCW-35
電壓互感器
YDR-220
JCC-110
JDJ-35
導(dǎo)線
LGJ-500
母線
出線
母線
出線
LGJ-400/50
LGJ-150/8
LGJ-300/40
LGJ-300/15
熔斷器
-
-
RN2
7 配電裝置的選擇
7.1 概述
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)主接線的聯(lián)結(jié)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。 配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。
7.1.1 配電裝置特點(diǎn)
屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：
（1）由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；
（2）維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；
（3）外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；
（4）房屋建筑投資較大。
屋外配電裝置的特點(diǎn)：
（1）土建工作量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；
（2）擴(kuò)建比較方便；
（3）相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè)；
（4）占地面積大；
（5）受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件差，須加強(qiáng)絕緣；
（6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。
7.1.2 配電裝置類型及應(yīng)用
根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型和高型等。
（1）中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作人員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，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)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。
（2）半高型配電裝置：半高行配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開(kāi)關(guān)上下重疊布置。半高型配電裝置介于高型和中型之間。具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)占地面積約在中型布置減少30%；
2)節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；
3)旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。
缺點(diǎn)：上層隔離開(kāi)關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。
（3）高型配電裝置，它是將母線和隔離開(kāi)關(guān)上下布置，母線下面沒(méi)有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行條件均較差，一般適用下列情況：
1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；
2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到限制；
3）場(chǎng)地狹窄或需要大量開(kāi)挖。
7.2 配電裝置的確定
本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即 220kV、110kV、35kV 根據(jù)《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》規(guī)定，110kV 及以上多為屋外配電裝置，35kV以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所220kV，110kV及35kV采用屋外配電裝置。
220kV側(cè)：采用普通中型配電裝置；
110kV側(cè)：采用普通中型配電裝置；
35kV側(cè)： 采用普通中型配電裝置。
8 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)
8.1 避雷針的作用
防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高，具有良好接地的裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備，建筑免受雷擊。
所謂避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。它是在實(shí)驗(yàn)中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的，由于它與近似直流電壓的雷云對(duì)空間極長(zhǎng)間隙下的放電有很大差異，所以這一保護(hù)范圍并沒(méi)有得到科學(xué)界的公認(rèn)，但我們可以把它看成一種用以決定避雷針高度與數(shù)目的工程辦法。
8.2 避雷針的設(shè)計(jì)
8.2.1 避雷針的設(shè)計(jì)原則
（1）獨(dú)立式避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當(dāng)有困難時(shí)，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地線的長(zhǎng)度不得小于15m。
（2）獨(dú)立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距≥0.2＋0.1h,且；獨(dú)立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離≥0.3，且，式中為沖擊接地電阻。
8.2.2 避雷針位置的確定
首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，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。
（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；
（2）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(shí)易引起反擊；
（3）在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T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(diǎn)在地中距離很難達(dá)到不小于15m的要求。
8.3 防雷保護(hù)方案
本變電站采用四支避雷針聯(lián)合保護(hù)。
本變電站
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