220kv變電站電氣主接線系統(tǒng)設計樣本

摘要本闡明書以220KV地區(qū)變電站設計為例，闡述了電力系統(tǒng)工程中變電站某些電氣設計（一次某些）全過程。通過對變電站主接線設計，站用電接線設計，短路電流計算，電氣設備動、熱穩(wěn)定校驗，重要電氣設備型號及參數擬定，運營方式分析，防雷及過電壓保護裝置設計，電氣總平面及配電裝置斷面設計和無功補償方案設計，較為詳細地完畢了電力系統(tǒng)中變電站設計。限于畢業(yè)設計詳細規(guī)定和設計時間限制，本畢業(yè)設計只對變電站電氣一次某些做了較為詳細理論設計，而對其電氣二次某些并沒有涉及，這有待于在此后學習和工作中進行研究。核心詞：變電站短路電流動穩(wěn)定熱穩(wěn)定過電壓保護裝置無功補償

ABSTRACTThestatementaboutthe220kvtransformerareasubstationdesign，discussedsomeelectricaltransformerstationsdesign(onepart)inpowersystemsengineeringoftheentireprocess.Throughthemaintransformerstationswiringdesign，stationswiringdesignstations，shortcircuitcurrentcalculations，checkelectricalequipmentmovingandthermalstability，setthemainelectricalequipmentmodelsandtheparameters，theoperatingmode，designover-voltageprotectionandminedevices，designgeneralelectricgraphicanddistributiondevicesflood，andwithoutpowercompensation.Lastly,completedsubstationdesigninpowersystem.Limitedtothespecificdesignrequirementsanddesigntimeofconstraints，Thedesignonlyisapartoftheelectricaltransformerstations，anditssecondpartdidnotinvolve，whichresearchitinfuturestudyandwork.KEYWORDS：Substation，Shortcircuitcurrents，Movingstability，Thermalstability，Over-voltageprotectiondevices，Withoutpowercompensation

目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 IABSTRACT II第1章引言 1第2章.主接線設計 2·2.1電氣主接線普通規(guī)定 2·2.2主接線選取重要原則 3·2.3主接線方案設計 3·2.3.1方案擬定及技術比較 3·2.3.2方案經濟性比較 5·2.3.4主變選取 9·2.3.4.1選取原則 9·2.3.4.2容量計算 10本章小結 11第3章站用電接線及設備用電源接線方案 12·3.1所用電源數量及容量 12·3.2所用電源引接方式 12·3.3所用變壓器低壓側接線 12·3.4所站用電接線 13·3.5備用電源 13本章小結 14第4章短路計算 15·4.1短路故障產生因素 15·4.2短路故障危害 16·4.3短路電流計算目 16·4.4短路電流計算內容 17·4.5短路電流計算辦法 17·4.6三相短路電流周期分量起始值計算 18·4.6.1短路電流計算基準值 18·4.6.2網絡模型 18·4.6.3三相短路電流周期分量起始值計算環(huán)節(jié) 18本章小結 22第5章設備選取及動、熱穩(wěn)定校驗 23·5.1.按正常工作條件選取電氣設備 23·5.2.按短路狀態(tài)校驗 24·5.3斷路器、隔離開關選取原則 25·5.4.互感器選取 28·5.4.1電流互感器選取 28·5.4.2電壓互感器選取 30·5.4.3熔斷器選取 30·5.4.4所設備如下表 31·5.5.裸導體選取 33·5.5.1普通規(guī)定: 33·5.5.2導體選取 34·5.5.3截面選取 34·5.6.運營方式分析 37本章小結 38第6章配電裝置 39·6.1配電裝置基本規(guī)定: 39·6.2配電裝置類型及特點 39·6.3配電裝置設計原則 40·6.4配電裝置設計基本環(huán)節(jié) 41·6.5配電裝置選用 41·6.6電氣總平面布置 43本章小結 43第7章防雷及過電壓保護裝置設計 44·7.1避雷針 44·7.2避雷器 45·7.3防雷接地 46·7.4變電所防雷保護 47·7.5變電所進線段保護 48·7.6接地裝置 48本章小結 48第8章無功補償 49·8.1提高功率因數意義 49·8.2補償裝置擬定： 49·8.3功補償容量計算 50·8.3.1補償最大容性無功量計算 50·8.3.2變壓器補償最大容性無功量 51本章小結 53第5章結束語 54致謝 55參照文獻 56附錄 57第1章引言電力工業(yè)是國民經濟重要部門之一，它是負責把自然界提供能源轉換為供人們直接使用電能產業(yè)。它即為當代工業(yè)、當代農業(yè)、當代科學技術和當代國防提供不可少動力，又和廣大人民群眾尋常生活有著密切關系。電力是工業(yè)先行。電力工業(yè)發(fā)展必要優(yōu)先于其她工業(yè)部門，整個國民經濟才干不斷邁進。國內具備極其豐富能源。這些優(yōu)越自然條件為國內電力工業(yè)發(fā)展提供了良好物質基本。但是，舊中華人民共和國電力工業(yè)落后，無法將其運用。但是，隨著改革開放進一步發(fā)展，國內電力工業(yè)發(fā)展不久。到，國內電力工業(yè)已躍升世界第2位，電力工業(yè)發(fā)展為國內國民經濟高速發(fā)展做出了巨大貢獻。不但如此，當前國內電力工業(yè)已開始進入“大電網”、“大機組”、“超高壓交、直流輸電”等新技術發(fā)展新階段，某些世界水平先進高新技術，已在國內電力系統(tǒng)中得到了相應應用。但是，隨著近年來國內國民經濟高速發(fā)展與人民生活用電急劇增長，電力工業(yè)發(fā)展仍不能滿足整個社會發(fā)展需要，未能較好起到先行作用，僅以夏季供電負荷高峰期為例，全國預測總共缺電3000萬KW左右，有24個省區(qū)都先后浮現拉閘限電狀況，這樣局面預期還要過2～3年才也許得到較好解決。此外，由于國內人口眾多，由此在按人口平均用電方面，迄今不但仍遠遠落后于某些發(fā)達國家，雖然在發(fā)展中華人民共和國家中，也只處在中檔水平，尚不及全世界平均人口用電量一半。因而，要實當前21世紀初全面建設小康社會規(guī)定，國內電力工業(yè)必要持續(xù)、穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面是要大力加強電源建設，搞好“西電東送”，以保證電力先行，另一方面，要繼續(xù)深化電力體制改革，實行廠網分開、競價上網，并建立起符合社會主義市場經濟法則、規(guī)范電力市場。展望將來，咱們堅信，在新世紀中，中華人民共和國電力工業(yè)必要持續(xù)、高速地發(fā)展，獲得更加輝煌成就。第2章.主接線設計電所電氣主接線設計是根據變電所最高電壓級別和變電所性質，選取出一種與變電所在系統(tǒng)中地位和作用相適應接線方式。變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線重要某些，它表白變電所內變壓器、各電壓級別線路、無功補償設備以最優(yōu)化接線方式與電力系統(tǒng)連接，同步也表白在變電所內各種電氣設備之間連接方式。電氣主接線設計與所在電力系統(tǒng)及所采用設備密切有關。隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展、新技術采用、電氣設備可靠性不斷提高，設計主接線觀念也應與時俱進、不斷創(chuàng)新。變電所電氣主接線設計是根據變電所最高電壓級別和變電所性質，選取出一種與變電所在系統(tǒng)中地位和作用相適應接線方式。變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線重要構成某些。它表白變電所內變壓器、各電壓級別線路、無功補償設備最優(yōu)化接線方式與電力系統(tǒng)連接，同步也表白在變電所內各種電氣設備之間連接方式。一種變電所電氣主接線涉及高壓側、中壓側、低壓側以及變壓器接線。因各側所接系統(tǒng)狀況不同，進出線回路數不同，其接線方式也不同?！?.1電氣主接線普通規(guī)定1）應按電源狀況、負荷性質、容量大小及鄰近變配電所聯系等因素擬定主接線型式。力求簡樸可靠，維護以便，使用靈活，便于發(fā)展。2）架空進線避雷器設在接近變壓器架空進線處；電纜進線避雷器設在進線開關后母線上。3）一段母線設一組電壓互感器。當分段單母線在正常運營時不為分段，亦可僅設一組電壓互感器。4）設在母線上電壓互感器及避雷器可合用一組隔離開關。5）按電業(yè)局規(guī)定必要設立高壓計費時，則必要在計費處裝設電流互感器及電壓互感器專柜。6）在因此進出線回路上按批示計量、繼電保護規(guī)定裝設電流互感器。7）單電源主接線，可以僅在斷路器靠電源側、裝設隔離開關或隔離觸頭。8）在電源進線上應裝設帶電批示裝置。若采用真空斷路器時，為防止操作過電壓，應在供電變壓器10~35KV線路上裝設阻容吸取器或氧化鋅避雷器。此外，對電氣主接線還規(guī)定可靠性、靈活性、經濟性，這三者是一種綜合概念，不能單獨強調其中某一種特性，也不能忽視其中某一種特性。但依照變電所在系統(tǒng)中地位和作用不同，對變電所主接線性能規(guī)定也不同側重。例如，系統(tǒng)中超高壓、大容量樞紐變電所，因停電會對系統(tǒng)和顧客導致損失較小，故對其主接線經濟性就特別注重。·2.2主接線選取重要原則1）變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中地位、作用相適應。依照變電所在系統(tǒng)中地位，作用擬定對主接線可靠性、靈活性和經濟性規(guī)定。2）變電所主接線選取應考慮電網安全穩(wěn)定運營規(guī)定，還應滿足電網出故障時應解決規(guī)定。3）各種配備接線選取，要考慮該配備所在變電所性質，電壓級別、進出線回路數、采用設備狀況，供電負荷重要性和本地區(qū)運營習慣等因素。4）近期接線與遠景接線相結合，以便接線過程。5）在擬定變電所主接線時要進行技術經濟比較?！?.3主接線方案設計·2.3.1方案擬定及技術比較方案220KV110KV10KV主變臺數方案一雙母線雙母線單母線分段2方案二3/2接線雙母線分段雙母線21）單母線分段長處：母線經斷路器分段后，對重要顧客可以從不同段引出兩個回路，有兩個供電電源;一段母線故障時(或檢修),僅停故障(或檢修)段工作,非故障段仍可繼續(xù)工作.缺陷:當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,接在該段母線上電源和出線,在檢修期間必要所有停電;任一回路斷路器檢修時,該回路必要停止工作.通過該接線優(yōu)缺陷分析,可見,方案一中35KV采用此接線方式，其長處是當一母線發(fā)生故障時,分段斷路器能自動把故障切除,保證正常段母線不間斷供電和不至于導致顧客停電;缺陷是當一段母線或母線側隔離開關故障或檢修時,接在該母線上回路都要在檢修期間停電,因此,該接線方式對于35KV側可以考慮.另一方面是考慮到地區(qū)性普通變電所對經濟性考慮.2）雙母線接線長處:供電可靠,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，能迅速恢復供電;調度靈活;擴建以便.缺陷:接線復雜,設備多,母線故障有短時停電.通過該接線優(yōu)缺陷分析,可見,在方案一和方案二中應用此接線方式,重要是由于它對供電可靠性保證.即是說,當一母線故障或檢修時候，由母聯斷路器向另一母線充電,直到完畢母線轉換過后，在斷開母聯斷路器,使原工作母線退出運營.缺陷是當母線故障或檢修時候,會有短時停電.但是對于方案中顧客側是可以考慮.3)3/2接線長處:高度可靠性，調度運營靈活，操作檢修以便.任一母線故障或檢修,均不導致停電.缺陷:造價高，而二次控制復雜通過對該接線優(yōu)缺陷分析，可見，在方案二中采用該種接線方式，重要是為了提高供電可靠性.但此類接線造價比較高，因此，普通只在大容量變電站中使用.從上述比較可以看出,三種接線從技術角度來看重要區(qū)別是在可靠性上，雙母線比單母線可靠性高，3/2接線比雙母線可靠性更高.但對于220KV地區(qū)性變電站來說，雙母線接線可靠性已能達到規(guī)定,且地區(qū)性變電站重要是規(guī)定經濟性.因此,擬定選取第一種接線方案.在方案中，由于遠期投入是3臺主變,近期只要2臺.因此,對第3臺設計,重要區(qū)別在10KV側,此時,第3臺主變接在10KV母線斷路器上,這種接線目是為了減小投資.當前從技術角度來討論，當10KV母線故障或檢修時,3號主變可以從另一母線向負荷供電.可見，它并不影響單母線接線工作方式，因此，這種接線方式對10KV側是可以考慮.·2.3.2方案經濟性比較1）從電氣設備數目及配電裝置上進行比較方案項目方案一方案二220KV配電裝置雙母線3/2接線110KV配電裝置雙母線雙母線分段10KV配電裝置單母線分段雙母線主變臺數22斷路器數目220KV913110KV141610KV1512隔離開關數目220KV2326110KV343410KV16272）計算綜合投資Z（1）Z＝(1＋)(元)式中：—為主體設備綜合投資,涉及變壓器﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關及配電裝置等設備中和投資;為不明顯附加費用比例系數,普通220取70％,110取90％.（2）主體設備綜合投資如下①主變主變容量MVA每臺主變參照價格(萬元/臺)變壓器投資(萬元)2408202×820＝1640②220KV側型斷路器每臺斷路器參數價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器投資(萬元)1059×105＝94513×105＝1365③220KV側型隔離開關每臺隔離開關參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關投資(萬元)5.523×5.5＝126.526×5.5＝143④110KV側型斷路器每臺斷路器參數價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器投資(萬元)6514×65＝91016×65＝1040⑤110KV側型隔離開關每臺隔離開關參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關投資(萬元)2.534×2.5＝8534×2.5＝85⑥35側型斷路器每臺斷路器參數價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器投資(萬元)3015×30＝45012×30＝360⑦35側型隔離開關每臺隔離開關參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關投資(萬元)1.716×1.7＝27.227×1.7＝45.9⑧配電裝置接線方式單母分段雙母線3/2接線雙母分段投資(萬元)56094025001200⑨綜合投資方案一方案二主體設備總投資(萬元)＝2×820＋945＋126.5＋910＋85＋450＋27.2＋560＋940＝5683.7＝2×820＋1365＋143＋1040＋85＋360＋45.9＋1200＋2500＋940＝9318.9綜合投資(萬元)Z＝(1＋)＝5683.7×（1＋0.7）＝9662.3Z＝(1＋)＝9318.9×（1＋0.7）＝15842.13(3)計算年運營費用U①U＝a△A＋＋(萬元)式中：—檢修、維護費,普通取(0.022～0.042)Z—折舊費,普通取(0.05～0.058)電能電價,普通可取0.1元/kw·h△A—變壓器電能損失(kw·h)②三繞組變壓器△A＝n(△＋K△)T＋[(△＋K△)＋(△＋K△)＋(△＋K△)]式中：n—臺數,T—三繞組變壓器年運營小時數,K—無功經濟當量,系統(tǒng)中變壓器取0.1△﹑△—分別為三繞組變壓器空載有功損耗和空載無功損耗KW△﹑△﹑△—分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組有功損耗KW△﹑△﹑△—分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組無功損耗KVAR﹑﹑—分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側繞組最大負荷損耗時間h主變參數如下表：空載損耗負載損耗阻抗電壓%高中高低中低13572012-1422-247-9＝％×＝0.9×2400＝2160＝％×＝14×2400＝33600＝％×＝－1×2400＝－2400＝％×＝9×2400＝21600T＝6500，＝6500﹑＝4500﹑＝4000＝n(△＋K△)T＋[(△＋K△)＋(△＋K△)＋(△＋K△)]＝4000kw·h方案一與方案二年運營費用：方案一：＝a△A＋0.1Z＝400＋966.2＝4020966.2萬元方案二：＝a△A＋0.1Z＝400＋1584.213＝4021584.2萬元（4）方案擬定技術比較：單母線分段接線簡樸，控制簡樸，有助于變電站運營。雙母線接線可靠性較高，能滿足220KV變電站。因此，選取方案一經濟比較：＜，方案一投資少，且能滿足技術規(guī)定。因此，從運營費用角度考慮，選取方案一。·2.3.4主變選取變電站主變容量，普通應按5—規(guī)劃負荷來選取。依照都市規(guī)劃、負荷性質，電網構造等綜合考慮擬定其容量。對重要變電站，應考慮當1臺變壓器停運時，別的變壓器容量在計及過負荷能力容許時間內，應滿足一類及二類負荷供電。對普通性變電站，當1臺主變壓器停運時，別的變壓器容量，別的，變壓器容量應滿足所有負荷60%~70%?！?.3.4.1選取原則1）相數容量為300MW及如下機組單元接線變壓器和330kv及如下電力系統(tǒng)中，普通都應選用三相變壓器。由于單相變壓器組相對投資大，占地多，運營損耗也較大。同步配電裝置構造復雜，也增長了維修工作量。2）繞組數與構造電力變壓器按每相繞組數為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁構造分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。在一發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器普通不多于3臺，以免由于增長了中壓側引線構架，導致布置復雜和困難。3）繞組接線組別變壓器三繞組接線組別必要和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運營。電力系統(tǒng)采用繞組連接有星形“Y”和三角形“D”。在發(fā)電廠和變電站中，普通考慮系統(tǒng)或機組同步并列以規(guī)定限制3次諧波對電源等因素。依照以上原則，主變普通是Y，D11常規(guī)接線。4）調壓方式為了保證發(fā)電廠或變電站供電質量，電壓必要維持在容許范疇內，通過主變分接開關切換，變化變壓器高壓側繞組匝數。從而變化其變比，實現電壓調節(jié)。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調壓。另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓。普通，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調壓。由于可以通過調節(jié)發(fā)電機勵磁來實現調節(jié)電壓，對于220kv及以上降壓變壓器也僅在電網電壓有較大變化狀況時使用，普通均采用無激磁調壓，分接頭選取根據詳細狀況定。5）冷卻方式電力變壓器冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，普通有自然風冷卻、逼迫風冷卻、逼迫油循環(huán)水冷卻、逼迫油循環(huán)風冷卻、逼迫油循環(huán)導向冷卻?！?.3.4.2容量計算本系統(tǒng)中有110kv和35kv兩個負荷級別，其最大負荷為200MW，cos=0.85，和70MW，cos=0.8＝200/0.85+70/0.8＝322.8（MVA）需要選取變壓器容量S＝0.7×322.8＝225.96（MVA）選用三繞組變壓器，查手冊，選出設備如下表：SFPS—7型220kv級三相三圈無載調壓變壓器額定容量MVA容量比電壓比組別空載損耗負載損耗阻抗電壓%高中高低中低240100/100/50242±2×2.5%/121/38.5YN，yn，d1113572012-1422-247-9本章小結本章先從大方面簡介了電氣主接線設計基本規(guī)定和主接線基本接線形式，然后依照規(guī)定提出了兩個設計方案，最后從技術和經濟角度對兩個方案進行了比較，得出本系統(tǒng)所需主接線形式。第3章站用電接線及設備用電源接線方案·3.1所用電源數量及容量1)樞紐變電所﹑總容量為60MVA及以上變電所﹑裝有水冷卻或逼迫油循環(huán)冷卻主變壓器以及裝有同步調相機邊點所，均裝設兩臺所用變壓器.采用整流操作電源或無人值班變電所,裝設兩臺所用變壓器,分別接在不同級別電源或獨立電源上.如果可以從變電所外引入可靠380V備用電源，上述變電所可以只裝設一臺所用變壓器.2)500KV變電所裝設兩個工作電源.當主變壓器為兩臺時,可以分別接在每一臺主變壓器第三繞組上。兩臺所用變壓器容量應相等,并按全所計算負荷來選取.當建設初期只有一臺主變壓器時,可只接一臺工作變壓器.3)當設有備用所用變壓器時,普通均裝設備用電源自動投入裝置.·3.2所用電源引接方式1)當所內有較低電壓母線時,普通均由此類母線上引接1～2個所用電源,這一所用電源引接方式具備經濟和可靠性較高特點。如能由不同電壓級別母線上可分別引接兩個電源,則更可保證所用電不間斷供電.當有旁路母線時,可將一臺所用變壓器通過旁路隔離開關接到旁路母線上。正常運營時,則倒換到旁路上供電.2)由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側要選用大斷流容量開關設備，否則要加裝限流電抗器。3)由于低壓網絡故障機會較多,從所外電源引接所用電源可靠性較低.有些工程保存了施工時架設暫時線路，多用于只有一臺主變壓器或一段低壓母線時過度階段.500KV變電所多由附近發(fā)電廠或變電所引接專用線作為所用電源.·3.3所用變壓器低壓側接線所用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地三相四線制,動力與照明合用一種電源.1)所用變壓器低壓側多采用單母線接線方式.當有兩臺所用變壓器時,采用單母線分段接線方式，平時分列運營，以限制故障范疇,提高供電可靠性.2)500KV變電所設立不間供電裝置，向通訊設備﹑交流事故照明及監(jiān)控計算機等負荷供電,別的負荷都容許停電一定期間,故可不裝設失壓啟動備用電源自投裝置,避免備用電源投合在故障母線上擴大為全所停電事故.3)具備條件時,調相機專用負荷優(yōu)先采用由所用變壓器低壓側直接支接供電方式.·3.4所站用電接線站用電接線應按照運營、檢修和施工規(guī)定，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟新技術和新設備，使設計達到經濟合理、技術先進、安全、經濟地運營。變電站站用電源，是保證正常運營基本電源。普通不少于兩個。其引接方式有兩種：一種是從母線側引入，另一種是從主變低壓側引入。本站由于沒有詳細闡明，因而采用通過斷路器和隔離開關從低壓側引入。本站是用兩臺500KVA變壓器接入，為此，查手冊，選出站變，如下表：型號高壓KV低壓KV組別空載損耗負載損耗空載電流AS7—500/35350.4Y，yn01.087.701.9·3.5備用電源站用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時代替工作電源，起后備作用。備用電源應具備獨立性和足夠容量，最佳能與電力系統(tǒng)緊密聯系，在全廠停電狀況下仍能從系統(tǒng)獲得備用電源。備用分為名備用和暗備用。本站是地區(qū)性變電所。因此，采用暗備用方式，兩臺變壓器互相備用，當一臺退出運營時，由另一臺承肩負荷。本章小結所用電是比較重要負荷，其電能重要取自電站自身，它安全運營一定限度上影響著整個變電站安全運營。為此，咱們應謹細考慮。在本章中重要闡述了變電站站用電電源選取、引接線及備用電源設計。第4章短路計算計算短路電流目重要是為了選取斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術規(guī)定；評價擬定網絡方案，研究限制短路電流辦法；為繼電保護設計與調試提供根據；分析計算送電線路對通訊網絡設施影響等。在電力系統(tǒng)設計中，短路電流計算應按遠景規(guī)劃水平年來考慮，遠景規(guī)劃水平年普通取工程建成后5—中某一年。計算內容為系統(tǒng)在最大運營方式時，個樞紐點三相短路電流。·4.1短路故障產生因素工業(yè)與民用建筑中正常生產經營﹑辦公等活動以及人民正常生活，都規(guī)定供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑安全﹑可靠地運營.但是由于各種因素，系統(tǒng)會經常浮現故障，使正常運營狀態(tài)遭到破壞。短路是系統(tǒng)常用嚴重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常相與相之間或地與相之間短接。系統(tǒng)發(fā)生短路因素諸多，重要有：1）設備因素電氣設備、元件損壞。如：設備絕緣某些自然老化或設備自身有缺陷，正常運營時被擊穿短路；以及設計、安裝、維護不當所導致設備缺陷最后發(fā)展成短路功能。2）自然因素氣候惡劣，由于大風、低溫、導線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應，設備過電壓，絕緣被擊穿等。3）人為因素工作人員違背操作規(guī)程帶負荷拉閘，導致相間弧光短路；違背電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，導致金屬性短路；人為疏忽接錯線導致短路或運營管理不善導致小動物帶電設備內形成短路事故等?！?.2短路故障危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運營時阻抗小諸多，短路電流普通超過正常工作電流幾十倍直至數百倍以上，它會帶來如下嚴重后果：1）短路電流熱效應巨大短路電流通過導體，短時間內產生很大熱量，形成很高溫度，極易導致設備過熱而損壞。2）短路電流電動力效應由于短路電流電動力效應，導體間將產生很大電動力。如果電動力過大或設備構造強度不夠，則也許引起電氣設備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。3）短路系統(tǒng)電壓下降短路導致系統(tǒng)電壓突然下降，對顧客帶來很大影響。例如，異步電動機電磁轉矩與端電壓平方成正比。同步電壓減少能導致照明負荷諸如電燈突然變暗及某些氣體放電燈熄滅等，影響正常工作、生活和學習。4）不對稱短路磁效應當系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流磁效應所產生足夠磁通在鄰近電路內能感應出很大電動勢。5）短路時停電事故短路時會導致停電事故，給國民經濟帶來損失。并且短路越接近電源，停電波及范疇越大。6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定導致系統(tǒng)崩潰短路也許導致最嚴重后果就是使并列運營各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最后導致系統(tǒng)崩潰，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電?！?.3短路電流計算目1）電主接線比選短路電流計算可為不同方案進行技術經濟比較，并為擬定與否采用限制短路電流辦法等提供根據。2）選取導體和電器如選取斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器等。其中涉及計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設備動力穩(wěn)定，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設備及載流導體熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗短路器遮斷能力等。3）擬定中性點接地方式對于35KV、10KV供配電系統(tǒng)，依照單相短路電流可擬定中性點接地方式。4）選取繼電保護裝置和整定計算在考慮對的、合理地裝設保護裝置，在校驗保護裝置敏捷度時，不但要計算短路故障支路內三相短路電流值，還需懂得其她支路短路電流分布狀況；不但要算出最大運營方式下電路也許浮現最大短路電流值，還應計算最小運營方式下也許浮現最小短路電流值；不但要計算三相短路電流并且也要計算兩相短路電流或依照需要計算單相接地電流等?！?.4短路電流計算內容1）短路點選用：各級電壓母線、各級線路末端。2）短路時間擬定：依照電氣設備選取和繼電保護整定需要，擬定計算短路電流時間。3）短路電流計算：最大運營方式下最大短路電流；最小運營方式下最小短路電流；各級電壓中性點不接地系統(tǒng)單相短路電流。計算詳細項目及其計算條件，取決于計算短路電流目。·4.5短路電流計算辦法供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必要一方面計算出短路點到電源回路總阻抗值。電路元件電氣參數計算有兩種辦法：標幺值法和有名值法。1）標幺值法標幺制是一種相對單位制，標幺值是一種無單位量，為任一參數對其基準值比值。標幺值法，就是將電路元件各參數均用標幺值表達。由于電力系統(tǒng)有各種電壓級別網絡構成，采用標幺值法，可以省去不同電壓級別間電氣參量折算。在電壓系統(tǒng)中宜采用標幺值法進行短路電流計算。2）有名值法有名值法就是以實際有名單位給出電路元件參數。這種辦法通慣用于1KV如下低壓供電系統(tǒng)短路電流計算?！?.6三相短路電流周期分量起始值計算·4.6.1短路電流計算基準值短路電流計算普通采用近似標幺值計算。取=100MW，各級基準電壓為平均額定電壓?！?.6.2網絡模型計算短路電流對所用網絡模型為簡化模型，即：忽視負荷電流；不計各元件電阻，也不計送電線路電納及變壓器導納；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表達，并以為發(fā)電機電勢模值標幺制為1，相角為0°。·4.6.3三相短路電流周期分量起始值計算環(huán)節(jié)1）計算各元件參數標幺值，作出等值電路前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓比例，如下表：繞組高—中高—低中—低阻抗電壓%12—1422—247—9計算每個繞組短路電壓百分數：＝（＋－）＝（13＋23－8）＝14＝（＋－）＝（13＋8－23）＝-1＝（＋－）＝（8＋23－13）＝9取=100MVA，=計算變壓器各繞組標幺值＝×＝×＝0.0583＝×＝×＝-0.0042＝×＝×＝0.0375由于一期工程，只有兩臺主變運營。因此，只需考慮2臺變壓器。2變參數與1變參數一致。做出等值電路圖：0-歐克看2）當（f-1）點（220kv母線）發(fā)生短路時計算＝＝＝55.6有名值：＝55.6×＝55.6××＝14（KA）沖擊電流：＝＝14×2.55＝35.7（KA）3）當（f-2）點（110KV母線）發(fā)生短路時計算＝＝＋＝0.0583－0.0042＝0.0541＝//＝0.0271＝＋＝0.018＋0.0271＝＝22.17有名值：＝22.17×＝22.17×＝11.1（KA）沖擊電流：＝＝2.55×11.1＝28.3（KA）4）當（f-3）點（35KV母線）短路計算＝＝＋＝0.0583＋0.0375＝0.0958＝//＝0.0479＝＋＝0.018＋0.0479＝＝15.2有名值：＝15.2×＝15.2×＝23.7（KA）沖擊電流：＝＝2.55×23.7＝60.44（KA）短路電流表計算參數短路點短路電流有名值KA沖擊電流KA220KV1435.7110KV11.128.335KV23.760.44本章小結本章對變電站系統(tǒng)中各個電壓級別下母線發(fā)生三相短路時，所流過短路電流進行了分別計算。這為下步設備選取奠定了基本。第5章設備選取及動、熱穩(wěn)定校驗盡管電力系統(tǒng)中各種設備工作和工作條件并不同樣，詳細選取辦法也不完全相似，但對它們基本規(guī)定卻是一致。電氣設備要能可靠地工作，必要按正常工作條件進行選取，并按短路狀態(tài)來校驗人穩(wěn)定和動穩(wěn)定?！?.1.按正常工作條件選取電氣設備1）電器選取普通原則（1）應滿足正常運營、檢修、短路和過電壓狀況下規(guī)定，并考慮遠景發(fā)展。（2）應按本地環(huán)境條件校核。（3）應力求技術先進和經濟合理。（4）與整個工程建設原則應協(xié)調一致。（5）同類設備應盡量減少品種。（6）選用新產品均應具備可靠實驗數據，并經正式鑒定合格。2）額定電壓電氣設備所在電網運營電壓因調壓或負荷變化，有時會高于電網額定電壓，故所選電氣設備容許最高工作電壓不得低于所接電網最高運營電壓。因而，在電氣設備時，普通可按照電氣設備額定電壓不低于裝置地點電網額定電壓條件選取。即≥3）額定電流電氣設備額定電流是在額定環(huán)境溫度下，電氣設備長期容許電流。應不不大于該賄賂在各種合理運營方式下最大持續(xù)工作電流，即：≥4）環(huán)境條件對設備選取影響當電氣設備安裝地點環(huán)境條件如溫度、風速、污穢級別、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過普通電氣設備使用條件時，應采用辦法。5）機械荷載所選電器端子容許荷載，應不不大于電器引線在正常運營和短路時最大作用力?！?.2.按短路狀態(tài)校驗1）校驗普通原則（1）電器在選定后應按最大也許通過短路電流進行動、熱校驗。校驗短路電流普通取三相短路時短路電流，若發(fā)電機出口兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重狀況校驗。（2）用熔斷器保護電器可不驗算熱穩(wěn)定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定。用熔斷器保護電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。2）短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過容許值。滿足熱穩(wěn)定條件?！菔街校骸搪冯娏鳟a生熱效應、t—電氣設備容許通過熱穩(wěn)定電流和時間3）電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定條件為：≥式中：—短路沖擊電流幅值—電氣設備容許通過動穩(wěn)定電流幅值4）短路計算時間驗算熱穩(wěn)定短路計算時間為繼電保護動作時間和相應斷路器全開斷時間之和，即：＝＋普通取保護裝置后備保護動作時間5）絕緣水平在工作電壓和過電壓作用下，電器內、外絕緣應保證必要可靠性。電器絕緣水平，應按電網中浮現各種過電壓和保護設備相應保護水平來擬定。但所選電器絕緣水平低于國家規(guī)定原則數值時，應通過絕緣配共計算，選用恰當過電壓保護設備?！?.3斷路器、隔離開關選取原則項目參數技術條件正常工作條件電壓﹑電流﹑頻率﹑機械荷載電路穩(wěn)定性動穩(wěn)定電流﹑熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時間承受過電壓能力對地和斷口間絕緣水平﹑泄漏比距操作性能開斷電流﹑短路關合電流﹑操作循環(huán)﹑操作次數﹑操作相數﹑分合時間及周期性﹑對過電壓限制﹑某些開斷電流﹑操作機構環(huán)境條件環(huán)境環(huán)境溫度﹑日溫差﹑最大風速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震強度環(huán)保噪聲﹑電磁干擾1）種類采用滅弧介質可分為油斷路器（多油、少油）、壓縮空氣斷路器、斷路器、真空斷路器等。選用少油斷路器，其特點運營經驗豐富，易于維護，噪聲低。2）額定電壓和額定電流≥，≥由下式擬定:＝＝各母線最大電流如下表：母線110KV35KV220KVKA＝1.23＝1.441.23×＋1.44×＝0.845式中：，—分別為電氣設備和電網額定電壓KV，—分別為電氣設備額定電流和電網最大負荷電流A3）開斷電流選取校驗斷路器斷流能力,宜取斷路器實際開斷時間短路電流,所為校驗條件。因而,高壓斷路器額定開斷電流，不應不大于實際開斷瞬間短路電流周期分量，即：≥4）短路關合電流選取為了保證斷路器在關合短路電流時安全斷路器額定關合電流不應不大于短路電流最大沖擊值，即：≥5）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗在短路電流過斷路器時,產生大量熱量,由于來不及向外散發(fā),所有用來加熱斷路器,使其溫度迅速上升,嚴重時會使斷路器觸頭焊住,損壞斷路器。因而產品原則規(guī)定了斷路器熱穩(wěn)定電流,例如1s﹑4s熱穩(wěn)定電流，其物理意義為:當熱穩(wěn)定電流通過斷路器時,在規(guī)定期間內,斷路器各某些溫度不會超過國家規(guī)定容許發(fā)熱溫度,保證斷路器不被損壞。校驗：≥，≥當＞1S時，可不考慮非周期分量熱效應，只計周期分量。＝式中：—短路電流周期分量—短路電流周期分量發(fā)熱等值時間6）動穩(wěn)定校驗斷路器在閉合狀態(tài)能承受通過最大電流峰值,不會因電動力作用而發(fā)生任何機械損壞。該最大電流峰值稱為穩(wěn)定電流?！?）隔離開關選取隔離開關是發(fā)電廠和變電站中慣用開關電器。它需與斷路器配套使用，但隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。隔離開關與斷路器相比，項目相似。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關合電流校驗?！?.4.互感器選取互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息傳感器，互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（100，100/）和小電流（5，1A），其一次側接在一次系統(tǒng)，二次側接測量儀表與繼電保護等?；ジ衅魃婕半娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢悺；ジ衅麟娏骰ジ衅麟妷夯ジ衅魈攸c一次繞組串在電路中，且匝數少，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運營容量小，近似于一臺小容量變壓器，電壓互感器在近于空載狀態(tài)下運營·5.4.1電流互感器選取電流互感器作用是將一次回路中大電流轉換為1A或5A小電流以滿足繼電保護﹑自動裝置和測量儀表規(guī)定。1）種類和型式選取電流互感器依照使用環(huán)境可分為室內式﹑室外式,依照構造可分為瓷絕緣構造和樹脂澆注式構造，依照一次線圈型式又可分為線圈式和母線式﹑單匝貫穿式﹑復匝貫穿式。選取電流互感器時，應依照安裝地點和安裝方式選取其型式。項目參數技術條件正常工作條件一次回路電壓﹑一次回路電流﹑二次回路電流﹑二次回路負荷﹑精確度級別﹑暫態(tài)特性﹑二次線圈數量﹑機械荷載短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數﹑熱穩(wěn)定倍數承受過電壓能力絕緣水平﹑泄漏比距環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度2）一次回路額定電壓選取一次回路額定電壓和應滿足：≥3）一次額定電流選取當電流互感器用于測量時,其一次側額定電流應盡量選取比實際正常工作電流大1/3左右,以保證測量儀表最佳工作，并在負荷時有恰當批示。電力變壓器中性點電流互感器一次額定電流應按不不大于變壓器容許不平衡電流選取。普通狀況下可按變壓器額定電流1/3進行選取?！?）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗是對產品自身帶有一次回路導體電流互感器進行校驗,對于母線從窗口穿過且無固定板電流互感器可不校驗動穩(wěn)定。由同一相電流互相作用產生內部電動力校驗?！莼颉荨?.4.2電壓互感器選取電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉換為100V電壓,以滿足繼電保護﹑自動裝置和測量儀表規(guī)定。在并聯電容器裝置中，電壓互感器除作測量外，還作為放電元件。項目參數技術條件正常工作條件一次回路電壓﹑二次回路電壓﹑二次回路負荷﹑精確度級別﹑機械荷載承受過電壓能力絕緣水平﹑泄漏比距環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風速﹑相對濕度﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度1）種類和型式選取應依照裝設地點和使用條件進行選取電壓互感器種類和型式。2）額定電壓和電流選取≥，≥3）精確級規(guī)程規(guī)定，用于變壓器，所用饋線，出線等回路中電度表，供所有計算電費電度表，其精確級別規(guī)定為0.5級，供運營監(jiān)視估算電能電度表，功率表和電壓繼電器等，期精確級別規(guī)定普通為1級，在電壓二次回路上，同一回路接有幾種不同型式和用途表計時，應按規(guī)定級別高儀表，擬定為電壓互感器工作最高精確級別?！?.4.3熔斷器選取高壓熔斷器是一種保護電器，當其所在電路電流超過規(guī)定值并經一定期間后，它熔體熔化而分斷電流﹑開斷電路，熔斷器重要用來進行短路保護,用來保護線路﹑變壓器及電壓互感器等設備。有熔斷器具備過負荷保護功能。熔斷器由熔體﹑支持金屬體觸頭和保護外殼三某些構成。熔斷器是最簡樸保護電器，它用來保護電氣設備免受過載和短路電流損害。在本站中，熔斷器只用于保護電壓互感器，其只需按額定電壓及斷流容量（S＝）兩項來選取。當短路容量較大時，可考慮在熔斷器前串聯限流電阻。項目參數技術條件正常工作條件電壓﹑電流保護特性斷流容量﹑最大開斷電流﹑熔斷特性﹑最小熔斷電流環(huán)境條件環(huán)境溫度﹑最大風速﹑污穢﹑海拔高度﹑地震烈度短路時各級保護設備之間應選取動作，其配合規(guī)定如下：1）熔斷器與熔斷器配合普通按上、下級熔件正負誤差疊加，并計及10%配合裕度計算配合級差。2）斷路器與斷路器配合斷路器過流脫扣器配合級差可取0.1~0.2s，即負荷斷路器為瞬動。廠用變壓器和低壓側無分支時，低壓電源短路器可不裝保護，則運用高壓側保護跳低壓側斷路器，或僅裝延時動作欠電壓保護。3）斷路器與熔斷器配合斷路器與熔斷器配合時，應將其保護曲線與熔斷器曲線進行比較，以保證也許浮現各種短路電流下能選取行動作。·5.4.4所設備如下表計算參數設備KVAAASKA·S220845140035702.4＋0.07＝2.47×1.9＝372.41101230111028302.4＋0.06＝2.46×1.9＝234.1351440237060442.4＋0.11＝2.51×1.9＝1067.2斷路器參數設備KVAKAKA全開斷時間s熱穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗220120021530.07×4＝1764＞53＞110150031.5800.06×4＝3969＞80＞35150024.8—0.11×4＝2460.2＞—隔離開關參數設備KVA極限電流KA220100080110125055351600100電壓互感器參數設備一次電壓二次電壓最大容量MVAJDR—2201.2YDR—1101.2JDJJ—351.2電流互感器參數設備一次電流A二次電流A10%倍數熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗LCWD3—22012005153535×2.5×1200＝105＞（35×1200）＞LCWB6—1102×10005—31.5—45115＞45＞LCWD1—3515005152.530×2.5×1500＞（30×1500）＞·5.5.裸導體選取硬導體截面慣用有矩形、槽形和管形。單條矩形導體截面最大不超過1250，以減小集膚效應，使用不不大于電流時，可將2—4條矩形導體并列使用，矩形導體普通只用于35KV及如下電流在4000A及如下配電裝置中；槽形導體機械強度好，載流量大，集膚效應系數小，普通用于4000~8000A配電中。矩形導體散熱和機械強度與導體布置方式關于。三相系統(tǒng)平行布置時，若矩形導體長邊垂直布置（豎放）方式，散熱較好，載流量大，但機械強度較低；若矩形導體長邊呈水平布置（平放），則與前者相反。因而，導體布置方式應依照載流量大?。欢搪冯娏魉胶团潆娧b置詳細狀況而定。·5.5.1普通規(guī)定:1）裸導體應依照下列技術條件進行選取和校驗:(1)工作電流(2)動穩(wěn)定和機械強度(3)熱穩(wěn)定2）裸導體尚應按下列使用環(huán)境條件校驗:(1)環(huán)境溫度(2)日照(3)風速(4)海拔高度·5.5.2導體選取導體截面可按長期發(fā)熱容許電流或經濟電流密度選取。對年負荷運用小時數大（＞5000h），傳播容量大，長度在20m以上導體，其截面普通按經濟電流密度選取。對傳播容量不大，可按長期容許電流來選取。·5.5.3截面選取1）220KV級選取導體＝845A按長期發(fā)熱容許電流選取截面查手冊：選用單條矩形鋁導體，豎放容許電流1082A，截面為63×8（h×b）mm，集膚效應系數＝1.03環(huán)境溫度最高為42°＝0.74×1082＝800.68A﹤845A不滿足條件改選單條矩形鋁導體，豎放容許電流為1227A，截面為63×10（h×b）mm，集膚效應系數＝1.04修正：＝0.74×1227＝907.98A＞845A 滿足條件熱穩(wěn)定校驗正常運營時導體溫度 ＝＋（－）式中：—導體要安裝實際溫度—長期發(fā)熱容許最高溫度 ＝42＋（70－42）×＝66°C查下表，選熱穩(wěn)定系數C不同溫度下裸導體C值工作溫度606570硬鋁及鋁錳合金918987查得：C＝89前已算得：＝372·S則滿足短路時發(fā)熱最小導體截面為：＝＝＝227.2﹤800滿足熱穩(wěn)定規(guī)定2）110KV級選取導體＝1230A按長期發(fā)熱容許電流選取截面查手冊選用單條矩形鋁導體，豎放容許電流為1807A，截面為100×10（h×b）mm，集膚效應系數＝1.08環(huán)境溫度最高為42°＝0.74×1082＝1337A＞1230A熱穩(wěn)定校驗正常運營時導體溫度： ＝＋（－） ＝42＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝89則滿足短路時最小截面積：＝＝＝179﹤1000滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。3）35KV級選取導體＝1440A按長期發(fā)熱容許電流選取截面查手冊選用單條矩形鋁導體，豎放容許電流為2087A，截面為125×8（h×b）mm，集膚效應系數＝1.08修正：＝0.74×2087＝1544.4A＞1440A熱穩(wěn)定校驗正常運營時溫度＝＋（－） ＝42＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝89則滿足短路時最小截面積＝＝＝381﹤1000滿足熱穩(wěn)定規(guī)定?！?.6.運營方式分析母線故障工作方式220KV當母線故障時,先合上母聯斷路器兩側隔離開關，再合母聯斷路器,想備用母線充電,這時,兩組母線等電位,為保證不中斷供電,按“先通后斷”原則進行操作，既先接通備用母線上隔離開關，再斷開工作母線上隔離開關,完畢母線轉換后，再斷開母聯斷路器及其兩側隔離開關,即可使原工作母線退出運營檢修.110KV其接線方式跟220KV一致,因此，其工作方式與220KV一致。35KV當一母線發(fā)生故障,分段斷路器自動將故障隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要顧客停電;兩段母線同步故障幾率甚小,可以不予考慮。變壓器故障主變及站變當某一臺變壓器故障或檢修時,變壓器兩側斷路器將其從線路中切除。其負荷由另一變壓器承擔。本章小結電氣設備選取條件涉及兩大某些：一是電氣設備所需要滿足基本條件，即按正常工作條件（最高電壓和最大持續(xù)工作電流）選取，并按短路狀態(tài)校驗動、熱穩(wěn)定；二是依照不同電氣設備特點而提出選取和校驗項目。在本章中，一方面闡述了電氣設備選取原則。另一方面，依照選取選取符合條件電氣設備。最后，通過對母線故障和變壓器故障分析，闡述了變電站運營方式。第6章配電裝置配電裝置是發(fā)電廠和變電所重要構成某些。它是按主接線規(guī)定，由開關設備，保護和測量電器，母線裝置和必要輔助設備構成，用來接受和分派電能。配電裝置按電氣設備裝置地點不同，可分為屋內和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設備在現場組裝配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置?！?.1配電裝置基本規(guī)定:配電裝置是依照電氣主接線連接方式,由開關電器﹑保護和測量電器，母線和必要輔助設備組建而成總體裝置。其作用是在正常狀況下，用來接受和分派電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時,迅速切斷故障某些，維持系統(tǒng)正常運營。為此,應滿足如下規(guī)定:1)保證運營可靠2)便于操作﹑巡視和檢修3)保證工作人員安全4)力求提高經濟性5)具備擴建也許·6.2配電裝置類型及特點配電裝置按電氣設備裝設地點不同，可分為屋內配電裝置和屋外配電裝置;按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。1）屋內配電裝置特點：（1）由于容許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較??；（2）維修、巡視和操作在室內進行，不受氣侯影響；（3）外界污穢空氣對電氣設備影響較小，可減少維護工作量；（4）房屋建筑投資大。2）屋外配電裝置特點：（1）土建工程量和費用較小，建設周期短；（2）擴建比較以便；（3）相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；（4）占地面積大；（5）受外界空氣影響，設備運營條件較差，順加絕緣；（6）外界氣象變化對設備維修和操作有影響。3）成套配電裝置特點：（1）電氣設備布置在封閉或半封閉金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，構造緊湊，占地面積小；（2）所有電器元件已在工廠組裝成一整體，大大減小現場安裝工作量，有助于縮短建設周期，也便于擴建和搬運；（3）運營可靠性高，維護以便；（4）耗用鋼材較多，造價較高?！?.3配電裝置設計原則1）節(jié)約用地；2）運營安全和操作巡視以便；3）考慮檢修和安裝條件；4）保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)安全運營；5）節(jié)約三材，減少造價；6）安裝和擴建以便。配電裝置整個構造天寸，是綜合考慮到設備外形尺寸，檢修維護和搬運安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對于敞露在空氣中配電裝置，在各種間距中，最基本是帶電某些對地某些之間和不同相帶電某些之間空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或浮現內外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。如下表中所列出各種間隔距離中最基本最小安全凈距，《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》中所規(guī)定A值，它表白帶電某些至接地某些或相間最小安全凈距，保持這一距離時，無論正常或過電壓狀況下，都不致發(fā)生空氣絕緣電擊穿。別的B、C、D值是在A值基本上，加上運營維護、搬運和檢修工具活動范疇及施工誤差等尺寸而擬定。屋外配電裝置最小安全凈距（mm）符號63110A1400650900A2400650B1B2500750CD注：110J、22J、330J、500J系指中性點直接接地網·6.4配電裝置設計基本環(huán)節(jié)1)選取配電裝置型式.選取時應考慮配電裝置電壓級別﹑電氣設備型式﹑出線多少和方式﹑有無電抗器﹑地形﹑環(huán)境條件等因素。2)配電裝置型式擬定后，接著擬定配電裝置配電圖。3)按照所選電氣設備外形尺寸﹑運送辦法﹑檢修及巡視安全和以便等規(guī)定,遵循配電裝置設計關于技術規(guī)程規(guī)定,并參照各種配電裝置典型設計和手冊，設計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。·6.5配電裝置選用本變電所三個電壓級別：即220KV、110KV、35KV依照《電力工程電氣設計手冊》規(guī)定，110KV及以上多為屋外配電裝置，35KV如下配電裝置多采用屋內配電裝置，故本所220KV及110KV采用屋外配電裝置，35KV采用屋外配電裝置。依照電氣設備和母線布置高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。1）中型配電裝置：中型配電裝置所有電器都安裝在同一水平面內，并裝在一定高度基本上，使帶電某些對地保持必要高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動，中型配電裝置母線所在水平面稍高于電器所在水平面。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運營可靠，施工和維修都比較以便，構架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產農田地區(qū)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區(qū)建用。這種布置是國內屋外配電裝置普遍采用一種方式，并且運營方面和安裝槍修方面積累了比較豐富經驗。2）半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設備布置在母線下面，具備布置緊湊、清晰、占地少等特點，其鋼材消耗與普通中型相近，長處有：（1）占地面積約在中型布置減少30%；（2）節(jié)約了用地，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理進出線均帶旁路很以便。缺陷：上層隔離開關下方未設立檢修平臺，檢修不夠以便。3）高型配電裝置，它是將母線和隔離開關上下布置，母線下面沒有電氣設備。該型配電裝置斷路器為雙列布置，兩個回路合用一種間隔，因而可大大縮小占地面積，約為普通中型5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運營縱條件均較差，普通合用下列狀況：（1）配電裝置設在高產農田或地少人多地區(qū)；（2）原有配電裝置需要擴速，而場地受到限制；（3）場地狹窄或需要大量開挖。本次所設計變電站是地區(qū)性變電站，對建筑面積沒有特殊規(guī)定，因此該變電所220KV、110KV和35KV電壓級別均采用普通中型配電裝置。若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不以便，操作條件差，耗鋼量多。選取配電裝置，一方面考慮可靠性、靈活性及經濟性，因此，本次設計變電所，合用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最適當?！?.6電氣總平面布置1）布置規(guī)定（1）充分運用地形，以便運送、運營、監(jiān)視和巡視等。（2）出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設備之間連線。（3）符合外部條件，安全距離要符合規(guī)定。2）布置辦法本變電所重要由屋外配電裝置，主變壓器、二次室、靜止補償裝置及輔助設施構成，屋外配電裝置在整個變電所布置中占主導地位，占地面積大，本所有220KV、110K和35KV各電壓級別集中布置，將220KV配電裝置布置在北側，110KV配電裝置布置在東側，35KV配電裝置布置在南側。主控室布置在35KV配電裝置下方。由氣平面布置符號闡明：名稱符號斷路器隔離開關變壓器電流互感器支柱絕緣子道路本章小結本章一方面闡述了配電裝置基本規(guī)定、類型和原則。最后從系統(tǒng)詳細狀況下考慮，選取出與系統(tǒng)相適應配電裝置。并畫出電氣平面圖和斷面圖。詳見附圖。第7章防雷及過電壓保護裝置設計防雷保護裝置是指能使被保護物體避免雷擊,而引雷于自身,并順利地泄入大地裝置。電力系統(tǒng)中最基本防雷保護裝置有:避雷針﹑避雷線﹑避雷器和防雷接地等裝置?！?.1避雷針避雷針保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變,在避雷針頂端形成局部場強集中空間以影響雷電先導放電發(fā)展方向，使雷電對避雷針放電,再通過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免受雷擊。在對較大面積變電所進行保護時,采用等高避雷針聯合保護要比單針保護范疇大。因而，為了對本站覆蓋,采用四支避雷針。被保護變電所總長108.5m,寬79.5m,查手冊，門型架構高15m.避雷針擺放如圖所示。＝＝79.5m;＝＝108.5m＝＝135m ＝－因此,需要避雷針高度為：＝15＋＝34.3m四只避雷針提成兩個三只避雷針選取.驗算:一方面,驗算123號避雷針對保護高度:1﹑2號針之間高度：＝34.3－＝23m＞15m2﹑3號針之間高度：＝34.3－＝18.8＞15m1﹑3號針之間高度：＝34.3－＝34.3－19＝15.1m＞15m由上可見,對保護物高度是能滿足規(guī)定。對保護寬度:1﹑2號針保護寬度:＝1.5(－)＝1.5(23－15)＝12＞02﹑3號針之間寬度:＝1.5(－)＝1.5(18.8－15)＝5.7＞0由此可見,對保護物寬度是能滿足規(guī)定。因此,123針是滿足規(guī)定。由于4針擺放是長方形,因此，134針也是滿足規(guī)定。即,四只高度選為35m避雷針能保護整個變電所?！?.2避雷器避雷器是一種過電壓限制器,它實質上是過電壓能量接受器,它與別保護設備并聯運營,當作用電壓超過一定幅值后來避雷器總是先動作，泄放大量能量,限制過電壓,保護電氣設備.在電力系統(tǒng)中廣泛采用重要是閥式避雷器。依照額定電壓(正常運營時作用在避雷器上工頻工作電壓，也是使用該避雷器電網額定電壓)和滅弧電壓有效值(指避雷器應能可靠地熄滅續(xù)流電弧時最大工頻作用電壓)。滅弧電壓有效值選取:電壓級別KV35110-220滅弧電壓有效值查手冊,選出如下設備:型號額定電壓KV滅弧電壓KV工頻放電電壓KV沖擊放電電壓KV滅弧電壓選取KV≥≤FZ-3535418410413435FZ-110J110100224268310110×0.8＝88FZ-220J220200448536630220×0.8＝176·7.3防雷接地“防雷在于接地”,這句話含義闡明各種防雷保護裝置都必要配以適當接地裝置。將雷電泄入大地，才干有效地發(fā)揮其保護作用。接地是指將地面上金屬物體或電氣回路中某一節(jié)點通過導體與大地保持等電位,電力系統(tǒng)接地按其功用可分三類:工作接地:依照電力系統(tǒng)正常運營需要而設立接地，它所規(guī)定接地電阻值約在0.5-10范疇內。保護接地:不設這種接地，電力系統(tǒng)也能正常運營,但為了人身安全而將電氣設備金屬外殼等加以接地,它是在故障條件下才發(fā)揮作用,它所規(guī)定接地電阻值處在1-10范疇內。防雷接地:用來將雷電流順利泄入大地,以減小它所引起過電壓,它性質似乎介于前兩種接地之間,它防雷保護裝置不可缺少構成某些，它有些像工作接地;但它又是保障人身安全有力辦法,并且只有在故障下才發(fā)揮作用，它又有些像保護接地,它阻值普通在1-30范疇內。由此可見,接地電阻取10較適當。查接地裝置(沖擊系數)與(接地裝置沖擊運用系數)表,選用一字形接地體。查得：＝0.45＝(式中:—沖擊電流下電阻；—工頻電流下電阻)＝0.45×10＝4.5·7.4變電所防雷保護變電所是重要電力樞紐,一旦發(fā)生雷擊事故,就會導致大面積停電。某些重要設備如變壓器等,多半不是自恢復絕緣,其內部絕緣如故發(fā)生閃絡,就會損壞設備。因而,變電所事實上是完全耐雷。變電所雷害事故來自兩個方面:一是雷直擊變電所;二是雷擊輸電線路產生雷電波沿線路侵入變電所。對直擊雷防護普通采用避雷針或避雷線。對雷電侵入波防護重要辦法是閥式避雷器限制過電壓幅值,同步輔之以相應辦法,以限制流過閥式避雷器雷電流和減少侵入波陡度。為了防止變電所遭受直接雷擊,需要安裝避雷針、避雷線和輔設良好接地網。裝設避雷針(線)應當使變電所所有設備和建筑物處在保護范疇內。還應當使被保護物體與避雷針(線)之間留有一定距離，由于雷直擊避雷針(線)瞬間地電位也許提高。如果這一距離不夠大，則有也許在它們之間發(fā)生放電，這種現象稱避雷針(線)對電氣設備反擊或閃絡。逆閃絡一旦浮現,高電位將加到電氣設備上，有也許導致設備絕緣損壞。為了避免這種狀況發(fā)生,被保護物體與避雷針間在空氣中以及地下接地裝置間應有足夠距離。按實際運營經驗校驗后，國內原則當前推薦和應滿足下式規(guī)定:≥0.2＋0.1h，≥0.3≥0.2×4.5＋0.1×≥0.3×4.5·7.5變電所進線段保護變電所限制雷電侵入波重要辦法是裝設避雷器,避雷器動作后，可將侵入波幅值加以限制,使變壓器受到保護。為了限制侵入波陡度和幅值,使避雷器可靠動作，變電所必要有一段進線段。若沒有次線段，雷直擊變電所附近導線時,流過避雷器雷電流幅值和陡度是有也許超過容許值,因而,對于這種線路,在接近變電所一段進線上,必要加裝避雷線或避雷針,以減少變電所雷害事故。其作用是減少陡度和限制電流?！?.6接地裝置無論是工作接地還是保護接地，都是通過接地裝置與大地連接，接地裝置涉及接地體和接地線兩某些。1）接地體（網）待設計變電所為長方形，則接地網也可取為長方形，若取直徑為48mm，長為250cm鋼管作接地體，埋深0.8m,接地體之間連接普通用鍍鋅扁鋼，應保證接地地電阻R≤4Ω。2）接地線接地線是連接接地體和電氣設備接地某些金屬某些金屬導體，普通接地采用截面積不不大于4mm*12mm扁鋼，直徑不應不大于6mm圓鋼。本章小結本章從變電站設計面積出發(fā)，選取了避雷針個數及高度、避雷器型號以及防雷接地方式。在最后，也簡述了邊點所進線段保護和接地裝置。第8章無功補償電力系統(tǒng)無功功率平衡是系統(tǒng)電壓質量主線保證。在電力系統(tǒng)中,整個系統(tǒng)自然無功負荷總不不大于原有無功電源,因而必要進行無功補償。合理無功補償和有效電壓控制,不但可保證電壓質量,并且將提高電力系統(tǒng)運營穩(wěn)定性、安全性和經濟性。無功補償設備涉及系統(tǒng)中并聯電容器、串聯電容器、并聯電抗器、同步調相機和靜止型動態(tài)無功補償裝置等?！?.1提高功率因數意義在用電設備中按功率因數劃分，可以有如下三類：電阻性負荷、