110kv變電站綜合設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　系（部）： 電氣工程與自動(dòng)化 2012年 3 月 18 日 （學(xué)生填表）</p><p>　　教研室主任簽字： 年 月 日</p><p>　　110kV變電站綜合設(shè)計(jì)</p><p&g

2、t;<b>　　摘 要</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊

3、和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。【1】</p><p>　　隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過(guò)新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站、負(fù)荷、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、補(bǔ)償裝置

4、</p><p>　　110kV substation design</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric ap

5、pliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the pow

6、er to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of power’s transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional </p><p>　　With the power of

7、new and high technology, the complexity of the rapid development of power system, from generation to the power supply in all areas, through the use of new technologies, is constantly changing. Substation power system as

8、a key link in the same new technology fully development.</p><p>　　KEY WORDS: substation, load, transmission system, distribution,</p><p>　　，correction equipment</p><p><b>　　目　

9、錄</b></p><p><b>　　前　言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)背景材料及說(shuō)明2</p><p>　　1.1.1待設(shè)計(jì)變電站概況2</p><p>　　1.1.2變電站負(fù)荷情況及

10、所址選擇2</p><p>　　第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 110kV電氣主接線設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.3 10kV電氣主接線設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.4 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)5</p><p>　　第3章 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償6</p><p>

11、;　　3.1 負(fù)荷分析6</p><p>　　3.2 負(fù)荷計(jì)算6</p><p>　　3.3 無(wú)功補(bǔ)償6</p><p>　　3.3.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?</p><p>　　3.3.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲?</p><p>　　第4章 主變壓器選擇7</p><p>　　4.1 主變壓

12、器的選擇原則7</p><p>　　4.2 主變壓器的臺(tái)數(shù)確定7</p><p>　　4.3 主變壓器的容量確定7</p><p>　　第5章 短路電流的計(jì)算8</p><p>　　5.1 短路電流的影響8</p><p>　　5.2 等效計(jì)算電路圖8</p><p>　　5.3 短

13、路電流計(jì)算8</p><p>　　第6章 主要電氣設(shè)備選擇8</p><p>　　6.1高壓側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)備8</p><p>　　6.1.1高壓斷路器的選擇8</p><p>　　6.1.2高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇8</p><p>　　6.1.3高壓熔斷器的選擇8</p><p>　　6

14、.2母線、低壓配電設(shè)備及保護(hù)設(shè)備的選擇8</p><p>　　6.2.1 10KV母線選擇8</p><p>　　6.2.2低壓配電設(shè)備及保護(hù)設(shè)備的選擇8</p><p>　　6.2.3絕緣子和穿墻套管的選擇8</p><p>　　第7章 短路電流的計(jì)算8</p><p>　　7.1二次回路的定義和分類8&

15、lt;/p><p>　　7.2二次回路的接線要求8</p><p>　　7.3繼電保護(hù)的裝置選擇與整定8</p><p>　　7.4 10KV線路設(shè)置過(guò)電流保護(hù)裝置8</p><p>　　第8章 防雷與接地22</p><p>　　8.1 防雷擊保護(hù)22</p><p>　　8.1.1 直

16、擊雷保護(hù)23</p><p>　　8.1.2 侵入波保護(hù)23</p><p>　　8.1.3 避雷器的裝設(shè)23</p><p>　　8.2 接地裝置的設(shè)計(jì)22</p><p><b>　　結(jié)　論9</b></p><p><b>　　謝 辭10</b></p

17、><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　附　錄13</b></p><p><b>　　外文資料翻譯14</b></p><p><b>　　前　言</b></p><p>　　變電所是電力配送的重

18、要環(huán)節(jié)，變電所設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需要，提高對(duì)用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設(shè)一座110/10kV的區(qū)域性降壓變電所，本文是針對(duì)石油管道區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)和生活用電的需要，進(jìn)行變電所的設(shè)計(jì)。</p><p>　　110KV變電站屬于高壓網(wǎng)絡(luò)，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問(wèn)題多，分析變電所擔(dān)負(fù)的任務(wù)及用戶負(fù)荷等情況，選擇所址，利用用戶

19、數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。同時(shí)進(jìn)行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)及導(dǎo)線，進(jìn)行短路電流計(jì)算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計(jì)包括了：（1）總體接線方式選擇（2）負(fù)荷分析（3）短路電流的計(jì)算（4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)接線方案選擇及電氣設(shè)備的選擇（5）繼電保護(hù)的選擇與整定（6）防雷與接地等內(nèi)容。</p><p&g

20、t;<b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)背景材料及說(shuō)明</p><p>　　1.1.1 待設(shè)計(jì)變電站概況</p><p>　　按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提

21、高了本地供電質(zhì)量和可靠性。 </p><p>　　某地有110KV變電站一座，向全鎮(zhèn)范圍內(nèi)供電。共有主變2臺(tái)，容量為40+31.5MVA，現(xiàn)有110KV線路2回，分別來(lái)自110KV聯(lián)美變電站（聯(lián)沖線）和南豐變電站（沖豐線）。目前大沖站的最大負(fù)荷為3.88萬(wàn)千瓦，到2003年，此地的用電量將達(dá)2.27億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷達(dá)4.53萬(wàn)千瓦。隨著工業(yè)的發(fā)展與工業(yè)區(qū)的開(kāi)發(fā)，對(duì)電力電量

22、的需求也相應(yīng)的增加，預(yù)計(jì)到2005年，全鎮(zhèn)用電量將達(dá)3.08億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷達(dá)6.16萬(wàn)千瓦；2010年，用電量將達(dá)到5.73億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷達(dá)到11.46萬(wàn)千瓦。</p><p>　　表1-1 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（單位：千瓦）</p><p>　　表1-2 負(fù)荷性質(zhì)分析結(jié)果表</p><p>　　1.1.2 變電站所址選擇</p><p>

23、;　　變電站地址選擇與總布置是一門科學(xué)性、綜合性、政策性很強(qiáng)的工程，是電力基本建設(shè)工作的主要組成部分。站址選擇是否正確，總布置是否合理，對(duì)基建投資、建設(shè)速度、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性起著十分重要的甚至決定性的作用。實(shí)踐證明，凡是重視前期工作，站址選擇得好，總布置合理而又緊湊的，則投資省、建設(shè)快、經(jīng)濟(jì)效益高，反之，將給電力建設(shè)造成損失和浪費(fèi)，甚至影響安全供電。 </p><p>　　1、 站址選擇的基本要求 </

24、p><p>　　1.1 靠近負(fù)荷中心 </p><p>　　變電站站址的選擇必須適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和布局的要求，盡可能的接近主要用戶，靠近負(fù)荷中心。這樣，既減少了輸配電線路的投資和電能的損耗，也降低了造成事故的機(jī)率，同時(shí)也可避免由于站址遠(yuǎn)離負(fù)荷中心而帶來(lái)的其它問(wèn)題。 </p><p><b>　　1.2 節(jié)約用地 </b></p>

25、<p>　　節(jié)約工程用地是我們的國(guó)策，我們需要遵循技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則，合理布置，盡可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等經(jīng)濟(jì)效益高的土地。用地要緊湊，因地制宜，用劣地作為站址選擇方案是決定一個(gè)設(shè)計(jì)方案好壞的主要條件之一。隨著北京經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，城區(qū)用電量的增加，單獨(dú)拿出一塊土地用于變電站建設(shè)是很困難且不經(jīng)濟(jì)的，所以我們應(yīng)該適當(dāng)發(fā)展地下式變電站，全部

26、設(shè)備均設(shè)置在高層建筑的地下室，以適應(yīng)城市建設(shè)的要求。如北京電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的北太平莊110 kV地下變電站和甘家口110 kV地下變電站，這些變電站占地面積小，但造價(jià)頗高，重點(diǎn)要解決好通風(fēng)與防火問(wèn)題，這將是城市特別是中心城區(qū)電力發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p>　　1.3 地質(zhì)條件的要求</p><p>　　隨著對(duì)農(nóng)業(yè)的保護(hù)及對(duì)農(nóng)民利益保護(hù)的不斷加強(qiáng)，注重山區(qū)的電力建設(shè)是非常必要的。不僅對(duì)于農(nóng)業(yè)

27、的發(fā)展有重要作用，也會(huì)為北京郊區(qū)開(kāi)展旅游事業(yè)及提高山區(qū)人民生活水平提供前提條件，電力深入山區(qū)，供電范圍大，交通不便，所以選好站址是非常重要的。 </p><p>　　選址階段的工程地質(zhì)勘測(cè)內(nèi)容主要是研究和解決站址穩(wěn)定性和建站的可行性，查明地質(zhì)構(gòu)造、巖性、水文地質(zhì)條件等，并對(duì)站址的穩(wěn)定性作出基本評(píng)價(jià)。土建專業(yè)在勘測(cè)內(nèi)容詳盡的情況下，對(duì)站址的抗震是否有利，作出正確的評(píng)估。由于變電站設(shè)施造價(jià)很高，如果把變電站建在不利于

28、建筑物抗震的地段，若發(fā)生地震就可能發(fā)生滑坡、山崩、地陷等災(zāi)害。對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成損壞。對(duì)于北京地區(qū)，由于城市周圍大都被山區(qū)所包圍，滑坡、洪水都是可能發(fā)生的。在選址前一定要對(duì)山區(qū)地質(zhì)有充分的了解。查明地下水埋藏條件是評(píng)價(jià)水文地質(zhì)條件的重要依據(jù)。一般在收集地區(qū)性的水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合所址具體位置，進(jìn)行分析研究。對(duì)含水層的巖性、厚度、分布規(guī)律、滲透系數(shù)、出水量等盡可能的詳細(xì)了解。在水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，水源地較難確定時(shí)，工程選址階段的水源勘探

29、尤為重要。必須進(jìn)行必要的勘探，有條件時(shí)還應(yīng)觀察地下水位，采取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，以便科學(xué)地、可靠地判斷變電站的供水水源。 </p><p>　　第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　現(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)。其主接線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(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠

30、、變電站主接線必須滿足以下基本要求。【2】</p><p><b>　　1 、運(yùn)行的可靠</b></p><p>　　斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。</p><p>　　2、 具有一定的靈活性</p><p>　　主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度

31、的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。</p><p>　　3、 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便</p><p>　　主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能

32、又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。</p><p><b>　　4、 經(jīng)濟(jì)上合理</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　5、應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性</p><p>　　由于我

33、國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。</p><p>　　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(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。</p><p>　　2.1 110kV電氣主接線</p><p>　　由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷

34、。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV～220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV～110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。</p><p>　　根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。</p><p>　　圖2.1單母線分段帶

35、旁母接線</p><p>　　圖2.2雙母線帶旁路母線接線</p><p>　　對(duì)圖2.1及圖2.2所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表1-1。</p><p>　　表2-1 主接線方案比較表</p><p>　　在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定

36、選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 </p><p>　　2.2 10kV電氣主接線</p><p>　　6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合，上述兩種方案如圖2.5及圖2.6所示。</p><p>　　圖2.5單母線分段接線</p>

37、<p><b>　　圖2.6雙母線接線</b></p><p>　　對(duì)圖2.5及圖2.6所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表1-3</p><p>　　表1-3主接線方案比較</p><p>　　經(jīng)過(guò)綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。</p><p>　　2.3 站用

38、電接線</p><p>　　一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。</p><p>　　上述兩種方案如圖2.7及圖2.8所示。</p><p>　　圖2.7單母線分段接線</p><p><b>　　圖2.8單母線接線</b></p><p>　　

39、對(duì)圖2.7及圖2.8所示方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見(jiàn)表2-4。</p><p>　　表2-4 主接線方案比較</p><p>　　經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案Ⅰ。</p><p>　　第3章 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償</p><p><b>　　3.1 負(fù)荷分析</b></p>&

40、lt;p>　　僅靠目前此地僅有的一個(gè)110KV變電站是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求的。若按照《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的要求，主變?nèi)萘堪?.8~2.1來(lái)計(jì)算，2005年大沖共需要110KV主變?nèi)萘考s111~129兆伏安，而目前此地主變?nèi)萘恐挥?0MVA，還需要增加31~49MVA。為滿足用電負(fù)荷增長(zhǎng)的需要到2005年建設(shè)新的110KV變電站是十分必要的。而且大沖鎮(zhèn)現(xiàn)有的10KV線路大部分是放射形網(wǎng)，無(wú)法形成合理的環(huán)網(wǎng)和分段，結(jié)構(gòu)比較單一

41、和薄弱，供電可靠性差。加上部分線路供電半徑大、用戶多、負(fù)荷重，線路壓降過(guò)高，供電質(zhì)量差，但城南變電站建成后可承擔(dān)大沖鎮(zhèn)南部的用電負(fù)荷，釋放大沖站的供電能力，提高大沖鎮(zhèn)的供電可靠性、改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損。</p><p><b>　　3.2 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　各組負(fù)荷的計(jì)算：</b></p><p&

42、gt;　　1．有功功率 P=KXΣPei</p><p>　　2．無(wú)功功率 Q=PtgФ</p><p>　　3．視在功率 S=</p><p>　　式中：ΣPei：每組設(shè)備容量之和，單位為KW；KX：需用系數(shù)；CosФ:功率因數(shù)。</p><p><b>　　總負(fù)荷的計(jì)算：</

43、b></p><p>　　1．有功功率 PΣ=K1ΣP</p><p>　　2．無(wú)功功率 QΣ= K1ΣQ</p><p>　　3．視在功率 SΣ=</p><p>　　4．自然功率因數(shù)： CosФ1= PΣ/SΣ</p><p>　　式中：K1組間同時(shí)系數(shù)，取

44、為0.85～0.9。</p><p>　　電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率就是要使系統(tǒng)中無(wú)功電源所發(fā)出的無(wú)功功率與系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗相平衡;按系統(tǒng)供電負(fù)荷的功率因數(shù)達(dá)到0.95考慮無(wú)功功率平衡。</p><p>　　變電站所供負(fù)荷的總數(shù)：P總=38800KW</p><p>　　變電站所供一類負(fù)荷總數(shù)：P總1=8600KW</p><p>

45、　　變電站所供二類負(fù)荷總數(shù)：P總2=30200KW</p><p><b>　　≈0.096MVA</b></p><p><b>　　3.3 無(wú)功補(bǔ)償</b></p><p>　　3.3.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?lt;/p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機(jī)和變壓器的出力，增加了輸電

46、線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)基本的常識(shí)，在這里不多作特別的說(shuō)明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9（本次設(shè)計(jì)要求功率因?yàn)闉?.95以上），因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)電容器補(bǔ)償無(wú)功。</p><p>　　3.3.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算</p><p>　　1．計(jì)算考慮主變損耗后的自然因數(shù)CosФ1：</p><p

47、><b>　　P1=PΣ+ΔPb</b></p><p><b>　　Q1=QΣ+ΔQb</b></p><p>　　CosФ1= P1 /</p><p>　　2．取定補(bǔ)償以后的功率因數(shù)： CosФ2為0.95：</p><p>　　3．計(jì)算補(bǔ)償電容器的容量：</p>&

48、lt;p>　　Qc=K1PΣ(tgФ1+ tgФ2)</p><p>　　式中：K1=0.8～0.9</p><p>　　4．計(jì)算補(bǔ)償電容器的個(gè)數(shù)： Nc=Qc / qc</p><p>　　式中：qc單個(gè)電容器的容量，單位kavr。</p><p>　　按照3的整數(shù)倍取定補(bǔ)償器的個(gè)數(shù)Nc s，然后計(jì)算出實(shí)際的補(bǔ)償容量：Qc

49、s = Nc s * qc</p><p>　　5．計(jì)算補(bǔ)償以后實(shí)際的功率因數(shù)，補(bǔ)償后實(shí)際的功率因數(shù)大于0.9為合理</p><p>　　CosФ2= PΣ /</p><p>　　10KV： COSφ1≥0.9 </p><p>　　∴選COSφ1=0.9來(lái)考慮：</p><p><b>　　

50、P=38800KW</b></p><p>　　S=38800÷0.90=43111KVA</p><p>　　Q=43111×tang=20822Kvar</p><p>　　110KV： COSφ2≥0.85</p><p>　　∴選COSφ2=0.85來(lái)考慮;</p><p>

51、<b>　　P=38800KW</b></p><p>　　S=38800÷0.85=45647KVA</p><p>　　Q=45647×tang=28301Kvar</p><p>　　表3-1 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　主接線采用兩臺(tái)高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，每臺(tái)主變安裝一臺(tái)。</p

52、><p>　　電容器組的額定容量：4800kvar,單Y接線</p><p>　　第4章 主變壓器選擇</p><p>　　4.1主變壓器的選擇原則</p><p>　　為了保證每年電容按10%的增長(zhǎng)，并在10年內(nèi)能滿足要求， 并按下例方案進(jìn)行綜合考慮：</p><p>　　1.明備用方式，即2臺(tái)主變壓器的容量都滿足要求，

53、任何情況下都只有1臺(tái)運(yùn)行，兩臺(tái)主變壓器互相備用。</p><p>　　2.暗備用方式，即2臺(tái)主變壓器的容量之和滿足要求。正常情況下兩臺(tái)主變運(yùn)行，故障情況下一臺(tái)運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足安全用電的要求,即保證Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電，一般要求能滿足全部負(fù)荷的70%--80%。</p><p>　　3.在設(shè)計(jì)中，初期主變壓器可采用明備用方式，隨著負(fù)荷的增加和發(fā)展，后期可采用暗備用方式?！?】

54、</p><p>　　4.2 主變壓器臺(tái)數(shù)確定</p><p>　　主變臺(tái)數(shù)確定的要求：</p><p>　　1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。</p><p>　　2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。</p><p

55、>　　考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。</p><p>　　4.3 變電所主變壓器容量的確定</p><p>　　主變壓器容量確定的要求：</p><p>　　1.主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。

56、</p><p>　　2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%?！?】</p><p>　　綜合上述各種因數(shù)，確定該站主壓器采用2臺(tái)50000MVA的變壓器。</p>

57、<p>　　當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)基本都是三相制接線，相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運(yùn)行，并能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以該站選擇三相供電。結(jié)合該地區(qū)的實(shí)際情況，故采用雙卷變壓器，電壓等級(jí)為110KV與10KV。</p><p>　　因?yàn)樵摰貐^(qū)110KV電壓不是很穩(wěn)定，為了保證10KV供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量，本站采用有載調(diào)壓方式，這樣才能達(dá)到隨時(shí)調(diào)整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110KV側(cè)中性

58、點(diǎn)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，同時(shí)裝設(shè)避雷器保護(hù)。</p><p>　　綜合上述幾種情況，結(jié)合廠家的一些產(chǎn)品情況，故本站的主變壓器選用的型號(hào)：SZ10-50000/110。</p><p>　　變電站全部負(fù)荷Sδ=45647KVA</p><p>　　變壓器的初選容量S=80%Sδ=0.80×45647=36517KVA</p><p>　　選

59、兩臺(tái)50000KVA的變壓器。</p><p>　　主變壓器：2×50000KVA三相雙卷自冷型油浸變壓器。</p><p>　　電壓等級(jí)：110KV/10KV</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償容量：4×4800Kvar</p><p>　　第5章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　5.1短路電流的影

60、響</p><p>　　所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。</p><p>　　造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤動(dòng)作、雷擊或過(guò)電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當(dāng)它通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時(shí)要考慮它們對(duì)短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點(diǎn)越近的母線，電

61、壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動(dòng)機(jī)或其它設(shè)備的正常運(yùn)行?！?】</p><p>　　5.2 等效計(jì)算電路圖</p><p>　　圖5-1 短路電流計(jì)算圖</p><p>　　5.3. 短路電流計(jì)算</p><p>　　進(jìn)行計(jì)算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對(duì)值表示，這種計(jì)算方法叫做標(biāo)幺值法。標(biāo)幺值的概念是：</p>

62、;<p><b>　　某量的標(biāo)幺值=</b></p><p>　　所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，用標(biāo)幺值表示的物理量是沒(méi)有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點(diǎn)電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)幺值?！?】</p><p><b>　　1．輸電線路</b>&l

63、t;/p><p>　　已知輸電線路的長(zhǎng)度為 ，每公里電抗值為 ，線路所在區(qū)段的平均電壓為 ，則輸電線路電抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓 的標(biāo)幺值為</p><p><b>　　2．變壓器</b></p><p>　　變壓器通常給出短路電壓百分?jǐn)?shù)，得 </p><p>　　圖5-2 短路等效電路圖</p><

64、;p>　?。?）本設(shè)計(jì)選Sj=100MVA</p><p>　　取Uj1=37KV，則Ij1=KA=1.561KA</p><p>　　取Uj2==10KV，則Ij2=KA=5.77KA</p><p>　　（2）計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)幺值</p><p><b>　　系統(tǒng)電抗：</b></p><

65、p>　?。?）求電源至短路點(diǎn)的總阻抗</p><p><b>　　K1點(diǎn): </b></p><p><b>　　K2點(diǎn): </b></p><p><b>　　K3點(diǎn):</b></p><p>　?。?）求短路電源的周期分量、沖擊電流和短路容量</p>

66、<p><b>　　①</b></p><p><b>　?、?</b></p><p><b>　　③ </b></p><p>　?。?）短路電流的計(jì)算結(jié)果如下表：</p><p>　　表5-1 短路電流計(jì)算結(jié)果表</p><p&g

67、t;　　第6章 主要電氣設(shè)備選擇</p><p>　　6.1 高壓側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)備</p><p>　　6.1.1 高壓斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。</p><p>　　1．高壓斷

68、路器的主要參數(shù)：</p><p>　　額定電壓：是指斷路器正常工作時(shí)的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在40度時(shí)，斷路器允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流；額定斷開(kāi)電流：它是斷路器開(kāi)斷能力的標(biāo)志，其大小與滅弧室的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)；額定開(kāi)斷容量：開(kāi)斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應(yīng)的能力；</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定電流或極限通過(guò)電流：表示能承受短路電流所產(chǎn)生

69、的電動(dòng)力的能力；斷路器的分、合閘時(shí)間：表示斷路器的動(dòng)作速度。</p><p>　　2．選擇時(shí)，除按一般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗(yàn)短路容量，熱穩(wěn)定性及動(dòng)穩(wěn)定性等各項(xiàng)指標(biāo)。</p><p>　　按工作環(huán)境選擇：選擇戶外或戶內(nèi)，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應(yīng)該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即：；按額定電流選擇：應(yīng)該等于或大于負(fù)載的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流

70、，即：；校驗(yàn)高壓斷路器的熱穩(wěn)定性：It2t≥I∞2tima；校驗(yàn)高壓斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：；校驗(yàn)高壓斷路器的斷流容量（或開(kāi)感覺(jué)斷電流）：熔斷斷流容量按校驗(yàn)；【7】</p><p>　　根據(jù)上述分析并查資料：</p><p>　　110KV高壓斷路器選擇SF6—110W型高壓六氟化硫斷路器；</p><p>　　6.1.2 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><

71、;p>　　1．高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用：高壓隔離開(kāi)關(guān)是在無(wú)載情況下斷開(kāi)或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對(duì)被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進(jìn)行電氣隔離的設(shè)備。</p><p>　　2．形式結(jié)構(gòu)：高壓隔離開(kāi)關(guān)一般有底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電刀閘、動(dòng)觸頭、靜觸頭、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。一般配有獨(dú)立的電動(dòng)或手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，單相或三相操動(dòng)。高壓隔離開(kāi)關(guān)主刀閘與接地刀閘間一般都設(shè)有機(jī)械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。

72、各類高壓隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)根據(jù)不同的安裝場(chǎng)所有各種不同的安裝方式。</p><p>　　3．選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過(guò)8度；環(huán)境溫度不高于+400C，戶內(nèi)產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-100C，戶外產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-300C；戶內(nèi)產(chǎn)品空氣相對(duì)濕度在+250C時(shí)其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產(chǎn)品要求空氣相對(duì)濕度不大于85%）；戶外產(chǎn)品的覆冰

73、厚度分為5毫米和10毫米；戶內(nèi)產(chǎn)品周圍空氣不受腐蝕性或可燃?xì)怏w、水蒸氣的顯著污穢的污染，無(wú)經(jīng)常性的劇烈震動(dòng)。戶外產(chǎn)品的使用環(huán)境為普通型，用于Ⅰ級(jí)污穢區(qū)，防污型用于Ⅱ級(jí)（中污型）、Ⅲ級(jí)（重污型）污穢區(qū)。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)條件，選擇戶外型高壓隔離開(kāi)關(guān)，它可用于戶外有電壓無(wú)負(fù)載時(shí)切斷或閉合6-500KV電壓等級(jí)的電氣線路。戶外型高壓隔離開(kāi)關(guān)一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動(dòng)觸頭和操動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，單

74、相或三相連聯(lián)動(dòng)進(jìn)行操作。戶外隔離開(kāi)關(guān)可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內(nèi)。</p><p>　　根據(jù)上述條件和要求并查表有：</p><p>　　110KV側(cè)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇GW4-110IID型；</p><p>　　10KV側(cè)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇GW13-63D型。</p><p>　　表6-1 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p>

75、<p>　　6.1.3 高壓熔斷器的選擇</p><p>　　高壓熔斷器是一種過(guò)流保護(hù)元件,由熔件與熔管組成。當(dāng)過(guò)載或短路時(shí)，熔件熔斷，達(dá)到切斷故障保護(hù)設(shè)備的目的。電流越大，熔斷時(shí)間越短。在選擇熔件時(shí)，除保證在正常工作條件下（包括設(shè)備的起動(dòng)）熔件不熔斷外，還應(yīng)該符合保護(hù)選擇性的要求。</p><p>　　高壓熔斷器的選擇：除按環(huán)境、電網(wǎng)電壓、電源選擇型號(hào)外，還必須按校驗(yàn)熔斷器

76、的斷流容量；選擇的主要指標(biāo)是選擇熔件合熔管的額定電流，熔斷器額定電流按選。</p><p>　　所選擇的熔件應(yīng)在長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及設(shè)備起動(dòng)電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下開(kāi)關(guān)熔斷；要求熔斷器特性應(yīng)與上級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限相配合（即動(dòng)作要有選擇性）。 對(duì)保護(hù)變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的1.5～2倍選擇。</p><p>　　根據(jù)上述條件并查表有：</p>&

77、lt;p>　　110KV側(cè)的高壓熔斷器選擇RW6-110型熔斷器。</p><p>　　10KV側(cè)的高壓熔斷器選擇RW3-10型熔斷器。</p><p>　　RW6-110型高壓熔斷器主要是由上下棒形絕緣子、接觸導(dǎo)電系統(tǒng)、并聯(lián)的主副熔絲管以及推桿等部分組成，用于110KV線路和變壓器的短路及過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　RW3-10型高壓熔斷器是由絕緣子、

78、接觸導(dǎo)電系統(tǒng)及熔絲管等部件組成，用于10KV輸電線路和變壓器的短路與過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　6.2 母線、低壓配電設(shè)備及保護(hù)設(shè)備的選擇</p><p>　　6.2.1 10KV母線選擇 </p><p>　　主壓器低壓側(cè)引出線經(jīng)濟(jì)電流密度選擇工作電流：</p><p><b>　　A </b></p&

79、gt;<p><b>　　母線計(jì)算截面：</b></p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)截面125×10 的銅母線允許電流3610大于工作電流2749.37A，滿足要求。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定性校檢：</b></p><p><b>　　滿足要求 </b></p>

80、;<p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定性校檢：</b></p><p><b>　　母線采用平放裝設(shè)：</b></p><p><b>　　母線最大跨度，已知</b></p><p>　　進(jìn)線的絕緣子間距離取2米即可。</p><p>　　所以母線選擇TMY-125

81、5;10的銅母線</p><p>　　6.2.2 低壓配電設(shè)備及保護(hù)設(shè)備的選擇</p><p>　　1．?dāng)嗦菲鳌⒏綦x開(kāi)關(guān)、熔斷器的選擇方法與高壓側(cè)的相同</p><p>　　2．電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器一次側(cè)匝數(shù)少，串接在主

82、電路中，二次線圈與負(fù)載的電流線圈串聯(lián)，接近短路狀態(tài)。</p><p>　　電流互感器的選擇條件：</p><p>　?。?）.額定電壓大于或等于電網(wǎng)電壓： </p><p>　?。?）.原邊額定電壓大于或等于長(zhǎng)時(shí)最大工作電流: </p><p>　?。?）.二次側(cè)總?cè)萘繎?yīng)不小于該精度等級(jí)所規(guī)定的額定容量: </p><

83、p><b>　?。?）.校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定按：</b></p><p>　　：電流互感器額定一次電流；</p><p><b>　?。簞?dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。</b></p><p><b>　　外部動(dòng)穩(wěn)定按: </b>&l

84、t;/p><p>　　表 6-2 電流互感器額定電壓因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　根據(jù)上述選擇條件并查表有：</p><p>　　110KV側(cè)的電流互感器選擇DP-LDJK120J型零序電流互感器。</p><p>　　3．電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器一次側(cè)是并接在高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓

85、線圈串聯(lián)，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對(duì)被測(cè)電路沒(méi)有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載運(yùn)行。</p><p>　　電壓互感器的類型及接線按相數(shù)分單相、三相三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來(lái)分有雙線圈和三線圈；實(shí)際中廣泛應(yīng)用三相三線五柱式（Y－Y）。</p><p>　?。?）在使用中應(yīng)注意：</p>&l

86、t;p>　　不能短路，熔斷器應(yīng)完好；二次側(cè)的一端及外殼應(yīng)接地；在接線時(shí)應(yīng)該注意極性，保證準(zhǔn)確測(cè)量；保持清潔。</p><p>　?。?）電壓互感器的技術(shù)要求與說(shuō)明：</p><p>　?、匐妷夯ジ衅髂茉?.1倍額定電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行，并能在8小時(shí)內(nèi)無(wú)損傷的承受2倍額定電壓，當(dāng)額定電壓在330KV以上時(shí)，互感器絕緣所能承受的耐壓強(qiáng)度為額定操作沖擊耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值；當(dāng)額定電

87、壓在330KV以下時(shí)，互感器絕緣所能承受的耐壓強(qiáng)度為額定短。</p><p>　　時(shí)工頻耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值。</p><p>　?、陬~定電壓因數(shù)，即在規(guī)定時(shí)間內(nèi)仍然能滿足熱性能和準(zhǔn)確級(jí)要求的最高一次電壓與額定一次電壓的比值，額定電壓因數(shù)與互感器初級(jí)繞組接線方式有關(guān)。</p><p>　?、垭妷夯ジ衅鞯恼`差極限：在額定頻率、80%-100%額定電壓間任

88、一電壓值，功率因數(shù)為0.8（滯后）、二次負(fù)荷為25%-100%額定負(fù)荷中任一值下，各準(zhǔn)確等級(jí)的電壓互感器誤差不超過(guò)下表所列限值，對(duì)保護(hù)用電壓互感器，在額定頻率、5%額定電壓及額定電壓因數(shù)相對(duì)應(yīng)的電壓、二次負(fù)荷為25%-100%額定負(fù)荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時(shí)，電壓互感器誤差限值不超過(guò)下表中3P、6P兩項(xiàng)值；在2%額定電壓、二次負(fù)荷為25%-100%額定負(fù)荷、功率因數(shù)為0.8（滯后）時(shí)，電壓互感器誤差限值不超過(guò)下表中3P、6P兩項(xiàng)限值

89、的兩倍。對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓繞組的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為3P或6P，對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的接地電壓互感器，其剩余電壓繞組的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為6P，如果有次級(jí)繞組，次級(jí)繞組帶有保護(hù)準(zhǔn)確級(jí)，二次負(fù)荷在25%-100%額定負(fù)荷下、功率因數(shù)為0.8（滯后）下，剩余電壓繞組還應(yīng)滿足規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)。</p><p>　　表6-3 電壓互感器誤差極限</p><p>　　6.2.3

90、絕緣子和穿墻套管的選擇</p><p>　　在發(fā)電廠變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導(dǎo)電體、絕緣子和金具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮濕。</p><p>　　選擇戶外式絕緣子可以增長(zhǎng)沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，以保證絕緣子在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。</p><p>　　穿墻套管用于母線在屋內(nèi)穿

91、過(guò)墻壁和天花板以及從屋內(nèi)向屋外穿墻時(shí)使用，6～35KV為瓷絕緣，60～220KV為油浸紙絕緣電容式?！?】</p><p>　　第7章 變電站二次回路設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1 二次回路的定義和分類</p><p>　　二次設(shè)備是指測(cè)量表計(jì)、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置等。根據(jù)測(cè)量、控制、保護(hù)和信號(hào)顯示的要求，表示二次設(shè)備互相連接關(guān)系的電路

92、，稱為二次接線或二次回路。</p><p>　　按二次接線的性質(zhì)來(lái)分，有交流回路和直流回路，按二次接線的用途來(lái)分，有操作電源回路、測(cè)量表計(jì)回路、斷路器控制和信號(hào)回路、中央信號(hào)回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等。【9】</p><p>　　7.2 二次回路的接線要求</p><p>　　繼電保護(hù)裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連結(jié)與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)

93、動(dòng)作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報(bào)警信號(hào)，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的。繼電保護(hù)應(yīng)滿足以下的要求：</p><p>　　1．選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求只離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其它部分仍然正常運(yùn)行。滿足這一要求的動(dòng)作，稱為“選擇性動(dòng)作”。如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)的保護(hù)裝置不動(dòng)作(拒動(dòng)作)，而離故障點(diǎn)遠(yuǎn)的前一級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作(越級(jí)動(dòng)作)，這就叫“失去選擇性”。</p&g

94、t;<p>　　2．速動(dòng)性：為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，切除故障。</p><p>　　3．可靠性：保護(hù)裝置在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，就應(yīng)該可靠動(dòng)作，不應(yīng)拒動(dòng)作，而在不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)就不應(yīng)該誤動(dòng)作。保護(hù)裝置的可靠程度，與保護(hù)裝置的元件質(zhì)量、結(jié)線方案以及安裝、整定和運(yùn)行維護(hù)等多種因素有關(guān)。</p><p>　　4．靈敏

95、性：表征保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)反應(yīng)能力的一個(gè)參數(shù)，如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)故障輕微的故障能力都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，就說(shuō)明保護(hù)裝置的靈敏度高。靈敏度用保護(hù)裝置的保護(hù)區(qū)內(nèi)在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)的最小短路電流與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流的比值來(lái)表示，這一比值就稱為保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)或靈敏度?！?0】</p><p>　　7.3繼電保護(hù)的裝置選擇與整定</p><p>　　繼電保護(hù)的種

96、類很多，但是就一般情況來(lái)說(shuō)，它是由測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成的，其原理圖如下：</p><p>　　圖7-1 繼電保護(hù)裝置的原理框圖</p><p>　　測(cè)量部分從被保護(hù)對(duì)象輸入有關(guān)信號(hào)，再與給定的整定值相比較，決定保護(hù)是否動(dòng)作。根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定保護(hù)應(yīng)有的動(dòng)作行為。由執(zhí)行部分立即或延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或

97、跳閘信號(hào)?！?1】</p><p>　　主變壓器設(shè)置以下保護(hù):</p><p><b>　　1．電流速斷保護(hù)；</b></p><p><b>　　2．氣體保護(hù)；</b></p><p><b>　　3．溫度監(jiān)視；</b></p><p><b&g

98、t;　　4．縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。</b></p><p>　　7.4 10KV線路設(shè)置過(guò)電流保護(hù)裝置</p><p>　　1．電力變壓器的零序電流保護(hù)：</p><p>　　變壓器低壓側(cè)若采用“變壓器——干線式”供電時(shí)，其二次側(cè)出線至低壓切斷電器的距離較長(zhǎng)，發(fā)生單相接地短路的可能性較大一些。如果高壓側(cè)裝設(shè)的過(guò)電流保護(hù)裝置對(duì)低壓側(cè)單相短路保護(hù)的靈敏度不能達(dá)到所規(guī)

99、定要求時(shí)，可考慮在低壓側(cè)中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置來(lái)組單相接地保護(hù)，其整定值應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)變壓器中性線上流過(guò)的最大不平衡電流，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這個(gè)不平衡電流不超過(guò)低壓側(cè)額定線電流的25%，于是</p><p>　　由于零序電流互感器的變比為150/1，所以；</p><p>　　=0.524 S＜0.5～0.7S</p><p><b>　　所以符合要求。

100、</b></p><p>　　式中 =1.2～1.3稱可靠系數(shù)。</p><p>　　保護(hù)時(shí)限取0.5～0.7S。保護(hù)靈敏度按變壓器低壓側(cè)干線末端發(fā)生單相短路來(lái)校檢，規(guī)定 ≥1.25～1.5。繼電器常用感應(yīng)式GL型系列。</p><p><b>　　2．縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　帶有階梯式時(shí)限

101、的過(guò)電流，在靠近電源端發(fā)生故障后不能瞬時(shí)切斷，而電流速斷保護(hù)因有死區(qū)，它僅保證瞬時(shí)斷開(kāi)被保護(hù)繞組的一部分。為了使作為重要設(shè)備的變壓器發(fā)生故障后能全部瞬時(shí)切斷，可采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置。</p><p>　　差動(dòng)保護(hù)是反映被保護(hù)元件兩側(cè)電流的差額而動(dòng)作的保護(hù)裝置。差動(dòng)保護(hù)范圍包括變壓器繞組、兩側(cè)套管和引出線所能出現(xiàn)的各種短路故障。</p><p>　　Idql——不平衡電流；</p>

102、;<p>　　Ik(w)·m——外界短路時(shí)的最大短路電流；</p><p>　　ktx——同型系數(shù)，差動(dòng)保護(hù)中采用兩種互感器，當(dāng)它們型號(hào)相同時(shí)，ktx=0.5；當(dāng)它們型號(hào)不同時(shí)，取ktx=1；</p><p>　　fwe——互感器的誤差，取最大值10%。</p><p>　　為了防止誤動(dòng)作，必須使差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流大于最大不平衡電流。為了提高

103、差動(dòng)保護(hù)的靈敏度，又必須設(shè)法減少不平衡電流。</p><p><b>　　3．瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　瓦斯保護(hù)又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB50062-92規(guī)定，800kVA及以上的一般油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　瓦斯保

104、護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上，利用油浸式電力變壓器內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行工作。它有兩個(gè)觸點(diǎn)：一個(gè)是“輕瓦斯觸點(diǎn)”，另一個(gè)是“重瓦斯觸點(diǎn)”。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開(kāi)的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，“輕瓦斯觸點(diǎn)”接通。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，“重瓦斯觸點(diǎn)”接通。如果變壓器油箱漏油，“輕瓦斯觸點(diǎn)” 與“重瓦斯觸點(diǎn)”會(huì)先后接通。重瓦斯的動(dòng)作值是按油流速度來(lái)整定的，對(duì)油浸自

105、冷變壓器通常整定在0.6-1.0米／秒。對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器整定為1.1-1.2米／秒。</p><p>　　瓦斯動(dòng)作的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，可靠性比較高，安裝簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是不能反映油箱以外故障（如變壓器套管以及引出線上的故障），因此瓦斯保護(hù)不能取代變壓器的其他保護(hù)。</p><p>　　規(guī)范還規(guī)定容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝

106、設(shè)溫度保護(hù)。通常采用一個(gè)溫度繼電器安裝在變壓器的油箱壁上來(lái)測(cè)量油箱溫度，當(dāng)油箱溫度超過(guò)允許值時(shí)，溫度繼電器的觸點(diǎn)接通，去觸發(fā)信號(hào)裝置發(fā)出預(yù)告信號(hào)。</p><p><b>　　4．過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　當(dāng)流過(guò)被保護(hù)元件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)就使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)的裝置稱為過(guò)電流保護(hù)裝置，它有定時(shí)限和反時(shí)限兩種。</p>

107、<p>　　反時(shí)限：接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，廣泛應(yīng)用于10KV以下的中小型工廠供電系統(tǒng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間較麻煩，誤差較大。</p><p>　　定時(shí)限：接線復(fù)雜，動(dòng)作時(shí)間簡(jiǎn)單，應(yīng)用于35KV以上的供電系統(tǒng)。</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)裝置的整定計(jì)算：</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流計(jì)算一般包括動(dòng)作電流的計(jì)算，動(dòng)作時(shí)限的整定和靈敏度的

108、校檢。</p><p>　　(1)過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流計(jì)算</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)的最小起動(dòng)電流必須按二個(gè)條件整定：一是必須躲過(guò)正常工作電流的最大負(fù)荷電流，二是躲過(guò)外部故障切斷后各電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流。過(guò)電流保護(hù)裝置的一次側(cè)起動(dòng)電流可按下式計(jì)算</p><p>　　式中：——可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2；GL型繼電器取1.3；</p><

109、;p>　　——返回系數(shù)，DL型取0.8，GL型取0.85；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)系數(shù)。由實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)確定，當(dāng)可查時(shí)，可考慮將取3 ~ 4。</p><p>　　電流繼電器的動(dòng)作電流為：</p><p>　　式中：——接線系數(shù)；</p><p><b>　　——電流互感器。</b></p

110、><p>　?。?）過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)</p><p>　　規(guī)程要求中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)，保護(hù)區(qū)末斷發(fā)生兩相短路時(shí)，可考慮系數(shù)不應(yīng)小于1.25～1.5，即：</p><p><b>　　5．電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　過(guò)電流保護(hù)裝置為了保證有選擇性,其整定時(shí)限必須逐級(jí)增加△t秒，越靠近電源，短路電

111、流越大，而保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限也越長(zhǎng)，這對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行非常不利，為彌補(bǔ)此缺點(diǎn)，可以采用瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)配合使用。</p><p>　　電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速，能縮短故障切除時(shí)間，其缺點(diǎn)是存在死區(qū)，不能保護(hù)整個(gè)線段，其保護(hù)范圍可由本線段短路電流分布曲線確定。電流速斷保護(hù)不能單獨(dú)使用，必須與過(guò)電流保護(hù)配合。速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按本線路末端在最大運(yùn)行方式下發(fā)生短路的短路電流來(lái)整定。</p><

112、;p>　　速斷保護(hù)繼電器動(dòng)作電流為：</p><p>　　式中——可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2～1.3，GL型繼電器取1.5～1.6。</p><p>　　速斷保護(hù)的靈敏度是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路電流與其動(dòng)作電流之比，即</p><p>　　電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)，也稱瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。對(duì)于采用DL系列電流繼電器的速斷保護(hù)來(lái)

113、說(shuō)，就相當(dāng)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器，即在起動(dòng)用的電流繼電器之后，直接接信號(hào)繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器觸頭接通斷路器的跳閘回路。圖5是線路上同時(shí)裝有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的電路圖，其中KC4、KC5、KC6、KT、KS1構(gòu)成定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，KC1、KC2、KC3、KS2和 KA構(gòu)成電流速斷保護(hù)。</p><p>　　由于保證斷路器動(dòng)作選擇性而引入可靠系數(shù)后，速斷保護(hù)動(dòng)作電流大于被保護(hù)范

114、圍末端的最大短路電流，使保護(hù)裝置不能保護(hù)全段線路而有一段死區(qū)，因而速斷保護(hù)不能做主保護(hù)，必需和過(guò)電流保護(hù)裝置配合使用，作為輔助保護(hù)是比較經(jīng)濟(jì)合理的。</p><p>　　圖7-2 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)</p><p>　　第8章 防雷與接地</p><p><b>　　8.1 防雷保護(hù)</b></p><p&g

115、t;　　8.1.1 直擊雷保護(hù)</p><p>　　直擊雷過(guò)電壓：雷電直接擊中電氣線路、設(shè)備或建筑物而引起的過(guò)電壓，又稱直擊雷。在雷電的主放電過(guò)程中，其傳播速度極快（約為光速的50%-10%），雷電壓幅值達(dá)10-100MV，雷電流幅值達(dá)數(shù)百千安，伴以強(qiáng)烈的光、熱、機(jī)械效應(yīng)和危險(xiǎn)的電磁效應(yīng)以及強(qiáng)烈的閃絡(luò)放電，具有強(qiáng)烈的破壞性和對(duì)人員的殺傷性。</p><p>　　110KV配電裝置、主變壓器

116、為戶外布置、采用在構(gòu)架上設(shè)置2支避雷針，及其余設(shè)備均為戶內(nèi)布置，采用配電樓屋頂設(shè)避雷帶，和避雷針聯(lián)合作為防直擊雷保護(hù)，確保戶外主變壓器、110KV配電裝置在其聯(lián)合保護(hù)范圍內(nèi)。避雷帶采用Ф16的熱鍍鋅圓鋼，避雷針與建筑物鋼筋隔離，并采用3根引下線與主接地網(wǎng)相連接，連接點(diǎn)與其他設(shè)備接地點(diǎn)的電氣距離應(yīng)滿足規(guī)范要求。</p><p>　　8.1.2 侵入波保護(hù)</p><p>　　雷電波入侵(高電

117、位侵入):架空線路遭受雷擊或感應(yīng)累的影響,在線路上形成沿線路傳播的高電壓行波.此種電壓波入侵到建筑物內(nèi)或進(jìn)入電氣設(shè)備造成過(guò)電壓。據(jù)統(tǒng)計(jì)城市中雷擊事故的50%-70%是由于這種雷電波侵入造成的。因此，在工廠中應(yīng)予以重視，對(duì)其危害給予足夠的防護(hù)。為防止線路侵入雷電波的過(guò)電壓，在110KV進(jìn)線，10KV母線橋及10KV每段母線上分別安裝氧化鋅避雷器。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變110KV側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)氧化鋅避雷器。10KV并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定