110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)資料

年4月19日110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)資料文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。三峽電力職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)《110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)人:王海風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)間：7月摘要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計(jì)為110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線圖及其它圖紙。該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，站內(nèi)主接線分為110kV、35kV和10kV三個(gè)電壓等級(jí)。各個(gè)電壓等級(jí)分別采用單母線分段接線、單母線分段接線和單母線分段接線。本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線等）、各電壓等級(jí)配電裝置設(shè)計(jì)、直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及防雷保護(hù)的配置。目錄緒論 1第1章變電站總體分析 21.1變電站總體分析 2第2章 負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器的選擇 42.1負(fù)荷分析計(jì)算 42.2主變選擇 62.3無功補(bǔ)償 8第3章 電氣主接線設(shè)計(jì) 113.1主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 113.2主接線的設(shè)計(jì)步驟 133.3電氣主接線設(shè)計(jì) 14第4章 短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇 164.1短路電流的危害 164.2電氣設(shè)備選擇 164.3高壓斷路器的選擇 184.4隔離開關(guān)的選擇 194.5電壓互感器選擇 194.6電流互感器選擇 204.7絕緣子和穿墻套管 204.8電氣設(shè)備表 21第5章配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì) 235.1概述 235.2配電裝置的確定 245.3電氣總平面布置 25第6章防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 276.1變電站的防雷保護(hù)特點(diǎn) 276.2變電站直擊雷防護(hù) 276.3侵入波過電壓防護(hù) 27第7章避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法 28第8章展望………………….…….29致謝 30緒論本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后經(jīng)過對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并經(jīng)過對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV、35kV、10kV以及站用電的主接線，然后又經(jīng)過負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)；最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器、隔離開關(guān)、母線、絕緣子和穿墻套管、電壓互感器、電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。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)興建一所中型110kV變電站。本設(shè)計(jì)屬中間變電站該變電所建成后，,它的主要任務(wù)是把110KV變成35kV和10kV電壓供周邊城鄉(xiāng)使用。WH市郊110kV變電站是地區(qū)性城市變電站，它由系統(tǒng)1和系統(tǒng)2供電，同較為緊密，在整個(gè)系統(tǒng)中占有重要地位。變電站主要設(shè)備的組成主要有主變壓器、電氣主接線、控制裝置、避雷裝置以及無功補(bǔ)償設(shè)備。主變壓器是變換電壓的主要設(shè)備。在110kV變電站中它主要用于降壓，此變電站中我們采用了三相變壓器，在功率和電壓等級(jí)上完全滿足了我們的設(shè)計(jì)需要。電氣主接線由于直接影響著電力系統(tǒng)的可靠性，至關(guān)重要，因此對(duì)它的選擇應(yīng)加以足夠的重視。考慮到系統(tǒng)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等因素，因此在本變電站中我們采用了單母分段的接線形式?？刂蒲b置是變電站的中樞神經(jīng)，控制著整個(gè)電氣元件。值班員可經(jīng)過集中監(jiān)視系統(tǒng)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。避雷裝置是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要部分。它的故障能夠?qū)е抡麄€(gè)電力系統(tǒng)的瓦解。給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。在電力系統(tǒng)中為了減少電能在線路中的損耗，我們采用了無功補(bǔ)償裝置來調(diào)整系統(tǒng)中的無功功率。

第1章變電站總體分析1.1變電站總體分析1.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)省電力公司設(shè)計(jì)【XXXX】一文《XX變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書的批復(fù)》。1.1.2WH市變電站建設(shè)的必要性圖1-1110KV變電站系統(tǒng)接線圖1.1.3變電站地址變電所設(shè)計(jì)除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。變電所位于WH市郊東南郊，交通便利，變電所的西邊為10KV負(fù)荷密集區(qū)，主要有棉紡廠、食品廠、印染廠、針織廠、柴油機(jī)廠、橡膠廠及部分市區(qū)用電。變電因此東主要有35KV的水泥廠、耐火廠及市郊其它用電。該變電所所址區(qū)海拔220m,地勢(shì)平坦，為非強(qiáng)地震區(qū)，輸電線路走廊闊，架設(shè)方便，全線為黃土層地帶，地耐力為，天然容重,內(nèi)摩擦角θ=23°,土壤電阻率為100Ω·cm,變電所保護(hù)地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。氣象條件：年最高氣溫＋40℃,年最低氣溫－20℃，年平均溫度＋15℃,最熱月平均最高溫度＋32℃,最大復(fù)水厚度ｂ＝10mm氣象區(qū)。1.1.4WH市11OKV變電所建設(shè)規(guī)模根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的建設(shè)規(guī)模如下：額定電壓等級(jí)：110KV/35KV/10KV110KV近期出線2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；35KV近期出線3回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；10KV近期出線9回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回。S1=1000MVAX1=0.5X2=0.7S2=600MVAX1=0.4X2=0.61.1.5變電站設(shè)計(jì)規(guī)范1．本規(guī)范適用于電壓為35～110kV，單臺(tái)變壓器容量為2500kVA及以上新建變電所的設(shè)計(jì)。2．變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程的5～發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。3．變電所的設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案。4．變電所的設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。變電所設(shè)計(jì)除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。

第2章負(fù)荷分析計(jì)算與主變壓器的選擇2.1負(fù)荷分析計(jì)算2.1.1負(fù)荷分類及定義1.一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。2.二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。3.三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。2.1.2負(fù)荷組成根據(jù)任務(wù)書可知WH市有一市區(qū)變電所。WH市110KV變電站的建設(shè)將外電與市區(qū)變電所更好的連接起來，從而形成統(tǒng)一的供電網(wǎng)絡(luò)。更好的解決WH市的供電問題，同時(shí)也促進(jìn)了供電網(wǎng)絡(luò)的形成和供電的可靠性。為了考慮本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展此變電站設(shè)計(jì)的最大容量為36.8MW。各級(jí)負(fù)荷見以下圖表：1．110KV負(fù)荷情況表2-1110KV負(fù)荷電壓等級(jí)負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（mW）負(fù)荷組成(﹪)自然力率(h)線長(zhǎng)(km)備注近期遠(yuǎn)景一二110kv市系線101810市甲線101810備用110備用2122．35KV負(fù)荷情況表2-235KV負(fù)荷電壓等級(jí)負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（mW）負(fù)荷組成(﹪)自然力率(h)線長(zhǎng)(km)備注近期遠(yuǎn)景一二35KV水泥廠11.5215300.920水泥廠21.5215300.920耐火廠11.515350.918備用12.50.915備用22.50.915在35kv側(cè)負(fù)荷中，耐火廠以及水泥廠1和2的Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷比重比較大，發(fā)生斷電時(shí)，會(huì)造成生產(chǎn)機(jī)械的壽命縮短，水泥質(zhì)量下降，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此必須保證其供電的可靠性。3．10KV負(fù)荷情況表2-310KV負(fù)荷電壓等級(jí)負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（MW）負(fù)荷組成(﹪)自然力率(h)線長(zhǎng)(km)備注近期遠(yuǎn)景一二10kv棉紡廠122.520400.7555003.5棉紡廠222.520400.7555003.5印染廠11.5230400.7850004.5印染廠21.5230400.7850004.5毛紡廠2220400.7550002.5針織廠11.520400.7545001.5市區(qū)11.5220400.825002市區(qū)21.5220400.825002食品廠1.21.515300.840001.5備用11.50.78備用21.50.78在10kv負(fù)荷中，棉紡廠、印染廠、毛紡廠、針織廠、食品廠市區(qū)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷比較大；若發(fā)生停電對(duì)企業(yè)造成出現(xiàn)次品，機(jī)器損壞，甚至出現(xiàn)事故，對(duì)市區(qū)醫(yī)院則造成不良的社會(huì)影響，嚴(yán)重時(shí)造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此必須保證其供電可靠性。2.2主變選擇2.2.1主變臺(tái)數(shù)的考慮原則變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響到變電站的電氣主接線形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除了依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還要根據(jù)電力系統(tǒng)5—的遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃，輸送功率的大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入電力系統(tǒng)中的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析與合理的選擇。如果變壓器的容量選擇過大，臺(tái)數(shù)過多，不但增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能的損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選的過小，將可能滿足不了變電站的電力負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的?？梢?，變電站主變壓器的選擇相當(dāng)重要。在進(jìn)行主變壓器的選擇之前，應(yīng)該了解變壓器的選擇原則，主要包括變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定原則、主變壓器型號(hào)的確定原則：1．主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮；2．在有一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的變電站中，應(yīng)該裝設(shè)兩臺(tái)主變電壓器；當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)主變壓器的臺(tái)數(shù)也能夠多于兩臺(tái)。如果變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)中取得足夠能量的備用電源時(shí)，能夠裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。3．裝設(shè)兩臺(tái)及其以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶一級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷（一般不應(yīng)小于主變壓器容量的60%）。4．具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果經(jīng)過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到主變壓器容量的15%時(shí)，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。依據(jù)變電站所處市區(qū)的情況，變電站的電力負(fù)荷中含有大量的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，基于對(duì)經(jīng)濟(jì)狀況、占地面積及變電站位于負(fù)荷中心等諸多因素的考慮，選擇兩臺(tái)主變電壓器。規(guī)程規(guī)定，裝有一臺(tái)主變電壓器的變電站，當(dāng)一臺(tái)主變電壓器運(yùn)行時(shí)，其余主變電壓器的容量應(yīng)不小于60%的全部負(fù)荷，而且盡可能保證對(duì)I、II類電力負(fù)荷不間斷供電，即≥0.6遠(yuǎn)，這里的n代表變壓器的臺(tái)數(shù)。遠(yuǎn)表示按遠(yuǎn)景負(fù)荷計(jì)算的最大綜合負(fù)荷，遠(yuǎn)計(jì)算公式為：=Kt()(1+a%)其中：表示同時(shí)率a%表示線損率P表示各出線最大負(fù)荷由負(fù)荷資料表的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得到：=36.8MVA該變電站是一所110KV的降壓變電站，選擇降壓結(jié)構(gòu)（低、中、高）的三繞組變壓器。變電站所處的周圍環(huán)境比較優(yōu)越，優(yōu)先選用SFS7系列的低損耗的油浸式配電變壓器:SFS10-25000/110系列三繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器；冷卻方式為油浸散熱器自然冷卻。此系列的電力變壓器用于額定頻率為50HZ，額定電壓為110KV的變配電所或輸變電線路中傳輸電能，改變電壓之用，產(chǎn)品能夠在戶內(nèi)戶外連續(xù)工作。2.2.2變壓器聯(lián)結(jié)組別和容量的選擇參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》和相應(yīng)規(guī)程指出：變壓器三相繞組的接線組別、電壓、相位、和系統(tǒng)一致，否則不能并列運(yùn)行。中國(guó)110KV及以上的電壓等級(jí)均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點(diǎn)，因此都需要選擇的連接方式；35KV采用“Y”的連接方式，其中性點(diǎn)多經(jīng)過消弧線圈接地；35KV以下的高電壓，變壓器三相繞組均采用“D”的連接方式。因此，新建變電站的主變電力變壓器采用“YNYn0d11”的連接組別。變壓器的繞組容量的選擇：變壓器的繞組容量有:100/100/100、100/100/50、100/50/50等幾種。對(duì)于110KV變壓器總?cè)萘坎淮?，其繞組容量對(duì)于造價(jià)影響不大，因此采用100/100/100的容量比。2.2.3變壓器各側(cè)電壓的選擇作為電源側(cè)，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在10%電壓損耗的情況下，線路末端的電壓應(yīng)保證在額定值，因此，電源側(cè)的主變電壓按10%額定電壓選擇，而降壓變壓器作為末端可按照額定電壓選擇。因此，對(duì)于110KV的變電站，考慮到要選擇節(jié)能新型的，110KV應(yīng)該選115KV，35KV選37KV，10KV選10.5KV。2.2.4全絕緣、半絕緣、繞組材料等問題的解決在110KV及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，為了減小單相接地時(shí)的短路電流，有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式，因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問題。110KV側(cè)采用分級(jí)絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著，而且選用與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)。35KV及10KV側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器，其中性點(diǎn)都采用全絕緣。經(jīng)查閱《新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)》，我們選擇由常州高壓電器廠生產(chǎn)的SFS10-25000/110系列的電力變壓器，其主要的技術(shù)參數(shù)如下：表2-5SFS10-25000/110系列電力變壓器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量KVA額定電壓（KV）連接組別阻抗電壓（%）空載電流（%）損耗（MW）重量（t）外型尺寸（長(zhǎng)、寬、高）（ｍｍ）高壓中壓低壓高低高中中低空載負(fù)載SFS10-25000/11025000110±2×2.5%38.5±2×2.5%10.5YNyn0d1110.517.56.51.04617553.55830X4860X57802.3無功補(bǔ)償2.3.1補(bǔ)償裝置的意義無功補(bǔ)償能夠保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。2.3.2無功補(bǔ)償裝置類型的選擇1．無功補(bǔ)償裝置的類型無功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。當(dāng)前常見的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。2．常見的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇這三種無功補(bǔ)償裝置都是直接或者經(jīng)過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變配電所的母線上。（1）同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無功功率而起到無功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？墒峭秸{(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在中國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。(2)靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，經(jīng)過可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無功功率，來調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足無功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。(3)電力電容器電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小?？蓪㈦娙萜鬟B接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。2.3.3并聯(lián)電容器裝置的分組1．分組原則（1）并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。（2）對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。對(duì)于110KV～220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。2．分組方式（1）并聯(lián)電容器的分組方式等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。（2）各種分組方式比較①等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過程中，會(huì)引起無功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。②帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無功補(bǔ)償裝置分組方式采用等容量分組方式。2.3.4并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。從《電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（一次部分）表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。10KV系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，因此不會(huì)對(duì)10KV系統(tǒng)造成影響。2.3.5無功補(bǔ)償裝置容量的確定現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?0％～30％來確定無功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計(jì)中兩臺(tái)主變?nèi)萘抗矠?0000KVA故并聯(lián)電容器的容量為：5000KVAR～15000KVAR為宜，在此設(shè)計(jì)中取并聯(lián)電容器的容量1KVAR。具體計(jì)算見附錄Ⅱ。

第3章電氣主接線設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器經(jīng)過連接線，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)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。3.1主接線的設(shè)計(jì)原則和要求主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時(shí)刻完成的，因此主接線設(shè)計(jì)的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問題。必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。1.接線方式：對(duì)于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少或不用斷路器的接線，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)，也可采用線路分支接線。在110kV～220kV配電裝置中，當(dāng)出線2回時(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一般采用分段單母線接線。在樞紐變電站中，當(dāng)110～220kV出線在4回及以上時(shí)，一般采用雙母接線。2.在大容量變電站中，為了限制6～10kV出線上的短路電流，一般可采用下列措施：（1）變壓器分列運(yùn)行；（2）在變壓器回路中裝置分裂電抗器或電抗器；（3）采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。（4）出線上裝設(shè)電抗器。設(shè)計(jì)主接線的基本要求在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。1.可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。在研究主接線時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問題：（1）可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價(jià)一個(gè)主接線的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予遵循。（2）主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響。（3）可靠性并不是絕正確，同樣的主接線對(duì)某所是可靠的，而對(duì)另一些所則可能還不夠可靠。因此，評(píng)價(jià)可靠性時(shí)，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。一般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)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)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。③變電站全部停運(yùn)的可能性。2.靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。（1）調(diào)度靈活，操作簡(jiǎn)便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，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)行方式下的調(diào)度要求。（2）檢修安全：應(yīng)能方便的停運(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)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。（3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。3.經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資省：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變壓器，以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓斷路器。（2）占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。（3）電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。3.2主接線的設(shè)計(jì)步驟電氣主接線的具體設(shè)計(jì)步驟如下1.分析原始資料（1）本工程情況變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量等。（2）電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（5～），變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。（3）負(fù)荷情況負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。（4）環(huán)境條件當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。（5）設(shè)備制造情況為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。2.擬定主接線方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷?duì)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。3.短路電流計(jì)算對(duì)擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。4.主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線等電器的選擇。5.繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。3.3電氣主接線設(shè)計(jì)3.3.1110kV電壓側(cè)接線《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，35～110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。35～63kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回其以上時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35～110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。本變電站110kV線路有4回，其中備用兩回?？蛇x擇雙母線接線或單母線分段接線兩種圖3-1單母分段帶旁路接線圖3-2單母分段接線方案一供電可靠、運(yùn)行方式靈活，可是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，投資大。方案二簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，可是運(yùn)行可靠性和靈活性比喻案一稍差。本變電站為地區(qū)性變電站，基本不需要外系統(tǒng)支援，電源主要集中在35kV側(cè)，110kV側(cè)是為提高經(jīng)濟(jì)效益及系統(tǒng)穩(wěn)定性而倒有一回線路與華中大電網(wǎng)聯(lián)系，采用方案二能夠滿足本變電站110kV側(cè)對(duì)供電可靠性的要求，故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二。設(shè)置旁路設(shè)施的目的是為了減少在斷路器檢修時(shí)對(duì)用戶供電的影響。裝設(shè)SF6斷路器時(shí)，因斷路器檢修周期可長(zhǎng)達(dá)5～10年甚至20年，能夠不設(shè)旁路設(shè)施。本變電站110kV側(cè)采用FS6斷路器，設(shè)旁路母線。3.3.235kV電壓側(cè)接線35KV側(cè)擬定方案同110KV電壓等級(jí)。由以上比較結(jié)果知道，方案II與方案I均有較好的可靠性和靈活性，鑒于35KV側(cè)負(fù)荷要求，宜采用方案II的接線形式。于是35KV側(cè)接線形式分析可按照110KV側(cè)分析，草擬方案I同上比較分析同上。鑒于35KV側(cè)負(fù)荷性質(zhì)對(duì)供電可靠性要求，宜采用方案II采用單母分段，手車式高壓開關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置。3.3.310KV電壓側(cè)接線10KV側(cè)擬定方案同110KV電壓等級(jí)。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第10-2節(jié)“6～35KV配電裝置”所述，6～10KV配電裝置一般均為屋內(nèi)布置，當(dāng)出線不帶電抗器，一般采用成套開關(guān)柜單層布置。且當(dāng)6～35KV配電裝置采用小車式高壓開關(guān)柜時(shí)，不宜采用旁路設(shè)施。于是10KV側(cè)接線形式分析可按照110KV側(cè)分析，草擬方案I同上比較分析同上。鑒于10KV側(cè)負(fù)荷性質(zhì)對(duì)供電可靠性要求，宜采用方案II采用單母分段，手車式高壓開關(guān)柜屋內(nèi)配電裝置。

第4章短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇4.1短路電流的危害在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，一般可達(dá)數(shù)千安。短路電流經(jīng)過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，而且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。4.1.1短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)條件1．系統(tǒng)在正常工作時(shí)三相是對(duì)稱的；2．電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即各元件的電抗值與電流大小無關(guān)；3．電力系統(tǒng)各元件電阻，一般在高壓電路中都略去不計(jì)，但在計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)應(yīng)計(jì)及元件電阻。另外，在計(jì)算低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流時(shí)，應(yīng)計(jì)及元件電阻，但能夠不計(jì)算復(fù)阻抗，而是用阻抗的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算；4．輸電線路的電容忽略不計(jì)；5．變壓器的勵(lì)磁電流忽略不計(jì)，相當(dāng)于勵(lì)磁阻抗回路開路，這樣能夠簡(jiǎn)化變壓器的等值電路。短路電流計(jì)算結(jié)果如表4-1表4-1短路電流計(jì)算結(jié)果單位（KA）短路點(diǎn)I"Itk/2Itkish110K母線8.688.17109.4322.1635KV母線5.7425.7425.7425.74214.610KV母線12.2112.2112.2112.2131.14具體計(jì)算過程附錄Ⅰ。4.2電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇概述：由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途及工作條件各異，因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。可是，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。4.2.1選擇的原則1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4.2.2電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件1.按正常工作條件選擇（1）額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓UN≥UNs。（2）額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IN，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流Imax。計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流Imax時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。2.按短路狀態(tài)校驗(yàn)（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)短路電流經(jīng)過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，It2t>Qk，tk=tin+ta，校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（3～6KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies＞ish，用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。（3）短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。（4）絕緣水平在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。由于變壓器短路時(shí)過載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來確定。高壓電器沒有明確的過載能力，因此在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路保持工作電流的要求。4.3高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電器中最重要的電氣設(shè)備。型式選擇：本次在選擇斷路器中，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號(hào)的斷路器，以便減少備用件的種類，方便設(shè)備的運(yùn)行和檢修。選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1.在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期經(jīng)過負(fù)荷電流，即使經(jīng)過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。4.應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便。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)備的無油化目標(biāo)，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在110KV側(cè)采用六氟化硫斷路器，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(zhǎng)而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，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)。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級(jí)中。因此，35KV側(cè)和10KV側(cè)采用SF6斷路器。4.4隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還能夠拉、合小電流電路。選擇隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2.隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。3.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4.隔離開關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過電壓。5.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。4.5電壓互感器選擇依據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定1．電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。2．6～220KV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。3．當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)（1）一次回路電壓；（2）二次電壓；（3）二次負(fù)荷；（4）準(zhǔn)確度等級(jí)；電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇（1）3～20KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。（2）35KV配電裝置宜采用電磁式電壓互感器。（3）110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。（4）用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。電壓互感器是二次回路中測(cè)量和保護(hù)用的電壓源，經(jīng)過它反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,它的作用是將一次高壓變?yōu)槎蝹?cè)的低電壓便于測(cè)量，也將二次回路和高壓系統(tǒng)隔離，以保證安全。電壓互感器的技術(shù)條件（1）正常工作狀態(tài)：一次回路電電流，二次負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)；（2）承受這電壓能力和環(huán)境條件。（3）對(duì)于35～110KV配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)電磁式PT，而對(duì)于220KV以上的配電裝置，使用電容式PT。4.6電流互感器選擇根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》第9.0.3條：3～20KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣一次部分）1．凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器；2．發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；3．對(duì)直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配；電壓互感器的技術(shù)條件（1）電流互感器的二次額定電流優(yōu)兩種1A和5A，一般強(qiáng)電系統(tǒng)取5A；（2）電流互感器的型式選擇，一般35KV及以上的配電裝置采用油浸瓷箱式的絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立的電流互感器；（3）一次電流的選擇，當(dāng)CT用于測(cè)量時(shí)，應(yīng)比回路中的正常工作電流大1/3左右，保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)；（4）進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)。4.7絕緣子和穿墻套管根據(jù)《導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子。屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí)，可用懸掛式支柱絕緣子。屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)和膠裝的多棱式支柱絕緣子。屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。對(duì)于母線型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過的母線尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種。瓷絕緣的穿墻套管適用于交流電壓6～35KV系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60～500KV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。4.8電氣設(shè)備表4.8.1導(dǎo)體選擇一覽表表4-3導(dǎo)體選擇一覽表項(xiàng)目電壓等級(jí)主母線主變引下線負(fù)荷出線110KVLGJQ-185LMY矩形母線(單條25×4)/35KVLMY矩形母線(單條40×5)LMY矩形母線(單條63×10)/10KVLMY矩形母線(單條125×10)LMY矩形母線(雙條125×8)ZLQ三芯電纜（單根）4.8.2斷路器和隔離開關(guān)選擇一覽表表4-4斷路器和隔離開關(guān)設(shè)備項(xiàng)目斷路器隔離開關(guān)110KV出線LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV分段LW11-110/1600GW4-110D/600-50110KV主變引下線LW11-110/1600GW4-110D/600-5035KV出線LW8-35/1600/35KV分段LW8-35/1600/35KV主變引下線LW8-35/1600/10KV出線ZN-10/1600-31.5/10KV分段ZN-10/1600-31.5/10KV主變引下線ZN-10/1600-31.5/4.8表4-5電壓互感器和電流互感器電壓等級(jí)設(shè)備類型110KV35KV10KV電壓互感器JDR-110JDX6-35JSJW-10分段電流互感器LCWB6-110GYW2600/5LCZ-35400/5LZZJB6-101500/5出線電流互感器LCWB6-110GYW275/5100/5LCZ-3575/5LZZJB6-10主變引下線電流互感器LCWB6-110GYW2200/5LCZ-35400/5LMZB6-10/54.8.410KV各出線電流互感器選擇如下表4-6電流互感器負(fù)荷類型型號(hào)負(fù)荷類型型號(hào)備用1、2LZZJB6-10(200/5)棉紡廠1、2LZZJB6-10（300/5）印染廠LZZJB6-10(300/5)市區(qū)1、2LZZJB6-10(300/5)針織廠LZZQB6-10(200/5)印染廠1、2LZZJB6-10(300/5)食品廠LZZJB6-10(200/5)并聯(lián)電容器LZZJB6-10(300/5)毛紡廠LZZJB6-10(150/5)計(jì)算選擇過程見附錄Ⅱ。

第5章配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)5.1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，用來接受和分配電能的裝置。它主要包括開關(guān)設(shè)備、保護(hù)裝置和輔助設(shè)備。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。對(duì)配電裝置的基本要求1．符合國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，滿足有關(guān)規(guī)程要求。2．保證運(yùn)行可靠。設(shè)備選擇合理，布置整齊、清晰，保證有足夠的安全距離。3．節(jié)約用地。4．運(yùn)行安全和操作、巡視、檢修方便。5．便于安裝和擴(kuò)建。6．節(jié)約用材，降低造價(jià)。5.1.1配電裝置特點(diǎn)1.屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)（1）由于允許安全凈距小和能夠分層布置而使占地面積較?。唬?）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。2.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。5.1.2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，屋外配電裝置能夠分為中型、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。這種布置是中國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝槍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關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(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挖。5.2配電裝置的確定本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即110KV、35KV、10KV根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110KV及以上多為屋外配電裝置，35KV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所110KV采用屋外配電裝置，35KV及10KV采用屋內(nèi)配電裝置。設(shè)計(jì)的變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，因此該變電所220KV及110KV電壓等級(jí)均采用普通中型配電裝置，具有運(yùn)行維護(hù)、檢修且造價(jià)低、抗震性能好、耗鋼量少而且布置清晰、運(yùn)行可靠、不易誤操作、各級(jí)電業(yè)部門無論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。若采用半高型配電裝置，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，因此，本次設(shè)計(jì)的變電所，110KV、35KV采用戶外，10KV采用戶內(nèi)，該變電所是最合適的。5.3電氣總平面布置5.3.1電氣總平面布置的要求1．充分利用地形，方便運(yùn)輸、運(yùn)行、監(jiān)視和巡視等；2．出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設(shè)備之間的連線；3．符合外部條件，安全距離要符合要求。5.3.2電氣總平面布置根據(jù)《變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》SDGJ63—84等1.0.1條規(guī)定：變電所的總平面布置必須全面貫徹現(xiàn)行的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的政策精心設(shè)計(jì)，努力創(chuàng)新，因地制宜，合理布置，充分利用荒地，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，選擇最佳設(shè)計(jì)方案，提高經(jīng)濟(jì)效益，為安全運(yùn)行創(chuàng)造條件。應(yīng)在滿足安全運(yùn)行的前提下，盡量簡(jiǎn)化。1．屋外配電裝置要考慮道路的設(shè)置：根據(jù)《變電所總平面設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》SDG63—84：①所外道路應(yīng)利用已有道路或現(xiàn)成道路；②當(dāng)路基寬度小于5.5m時(shí)且道路兩端不能經(jīng)過時(shí)，適當(dāng)位置設(shè)置錯(cuò)車道；③所外道路宜采用中級(jí)路面，根據(jù)施工條件可采用次高級(jí)路面；④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；⑤所內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑不小于7m；⑥巡視道路路面寬度宜為0.7～1.0m。2．根據(jù)各側(cè)、各回路相序排列盡量一致的原則。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條規(guī)定：儲(chǔ)油池和擋油板的長(zhǎng)度尺寸一般較設(shè)備外廓尺寸每邊相應(yīng)大1m。儲(chǔ)油池內(nèi)一般鋪設(shè)厚度不小于250mm的卵石層（卵石的直徑為50～80mm）。4．《高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程》SDJ5-85第4.4.6條規(guī)定：油量在2500kg以上的變壓器或電抗器與油量在600kg以上的充油設(shè)備之間其防火凈距不小于5m。5．根據(jù)《變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》SDGJ63-84第3.2.1條：主控樓的位置在便于運(yùn)行人員相互聯(lián)系，便于巡視檢查和觀察屋外設(shè)備和減少電纜長(zhǎng)度，避開噪音影響地段，在可布置的主配電裝置一側(cè)，配電裝置之間結(jié)合前面設(shè)施進(jìn)行布置。6．端子箱、配電箱電纜溝的位置：電纜溝應(yīng)位于各條母線下方，然后通向主控室，端子箱位于電纜溝旁。7．配電裝置方位選擇結(jié)果。進(jìn)線方位由負(fù)荷分布的實(shí)際情況，盡量避免交110KV設(shè)在變電站南部，35KV可設(shè)在變電所北部，10KV側(cè)設(shè)在變電站西北部。主變位置位于變電所110KV配電裝置與主控樓之間，見平面布置圖。

第6章防雷保護(hù)設(shè)計(jì)6.1變電站的防雷保護(hù)具有以下特點(diǎn)1.變電站屬于“集中