KV变电站电气主接线设计

220KV变电站电气主接线设计摘要本说明书以220KV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计只对变电站电气一次部分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及，这有待于在今后的学习和工作中进行研究。关键词：变电站短路电流动稳定热稳定过电压保护装置无功补偿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第1章引言电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行。电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。我国具有极其丰富的能源。这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用。不过，随着改革开放的深入发展，我国电力工业的发展很快。到2000年，我国电力工业已跃升世界第2位，电力工业的发展为我国的国民经济的高速发展做出了巨大的贡献。不仅如此，目前我国的电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”等新技术发展的新阶段，一些世界水平的先进的高新技术，已在我国电力系统中得到了相应的应用。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用，仅以2004年夏季的供电负荷高峰期为例，全国预计总共缺电3000万KW左右，有24个省区都先后出现拉闸限电的的情况，这样的局面预期还要过2～3年才可能得到较好的解决。另外，由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用电量的一半。因而，要实现在21世纪初全面建设小康社会的要求，我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展，一方面是要大力加强电源建设，搞好“西电东送”，以确保电力先行，另一方面，要继续深化电力体制改革，实施厂网分开、竞价上网，并建立起符合社会主义市场经济法则的、规范的电力市场。展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必须持续、高速地发展，取得更加辉煌的成就。第2章.主接线设计电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。随着电力系统的不断发展、新技术的采用、电气设备的可靠性不断提高，设计主接线的观念也应与时俱进、不断创新。变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。·2.1电气主接线的一般要求1）应按电源情况、负荷性质、容量大小及邻近变配电所联系等因素确定主接线型式。力求简单可靠，维护方便，使用灵活，便于发展。2）架空进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处；电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。3）一段母线设一组电压互感器。当分段的单母线在正常运行时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。4）设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。5）按电业局要求必须设置高压计费时，则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。6）在所以进出线回路上按指示计量、继电保护的要求装设电流互感器。7）单电源的主接线，可以仅在断路器靠电源侧、装设隔离开关或隔离触头。8）在电源进线上应装设带电指示装置。若采用真空断路器时，为防止操作过电压，应在供电变压器的10~35KV线路上装设阻容吸收器或氧化锌避雷器。另外，对电气主接线还要求可靠性、灵活性、经济性，这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也不同的侧重。例如，系统中的超高压、大容量枢纽变电所，因停电会对系统和用户造成的损失较小，故对其主接线的经济性就特别重视。·2.2主接线选择的主要原则1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。3）各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。·2.3主接线方案设计·2.3.1方案拟定及技术比较方案220KV110KV35KV主变台数方案一双母线双母线单母线分段2方案二3/2接线双母线分段双母线21）单母线分段优点:母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作.通过该接线优缺点的分析,可见,方案一中35KV采用此接线方式，其优点是当一母线发生故障时,分段断路器能自动把故障切除,保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电;缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上的回路都要在检修期间停电,所以,该接线方式对于35KV侧可以考虑.另一方面是考虑到地区性一般变电所对经济性的考虑.2）双母线接线优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电.通过该接线优缺点的分析,可见,在方案一和方案二中的应用此接线方式,主要是因为它对供电可靠性的保证.即是说,当一母线故障或检修的时候，由母联断路器向另一母线充电,直到完成母线转换过后，在断开母联断路器,使原工作母线退出运行.缺点是当母线故障或检修的时候,会有短时停电.但是对于方案中的用户侧是可以考虑的.3)3/2接线优点:高度可靠性，调度运行灵活，操作检修方便.任一母线故障或检修,均不导致停电.缺点:造价高，而二次控制复杂通过对该接线优缺点的分析，可见，在方案二中采用该种接线方式，主要是为了提高供电的可靠性.但此类接线造价比较高，所以，一般只在大容量变电站中使用.从上述的比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，3/2接线比双母线的可靠性更高.但对于220KV地区性变电站来说，双母线接线的可靠性已能达到要求,且地区性变电站主要是要求经济性.所以,确定选择第一种接线方案.在方案中，由于远期投入是3台主变,近期只要2台.所以,对第3台的设计,主要的区别在35KV侧,此时,第3台主变接在35KV的母线断路器上,这种接线的目的是为了减小投资.现在从技术的角度来讨论，当35KV母线故障或检修时,3号主变可以从另一母线向负荷供电.可见，它并不影响单母线接线的工作方式，所以，这种接线方式对35KV侧是可以考虑的.·2.3.2方案的经济性比较1）从电气设备的数目及配电装置上进行比较方案项目方案一方案二220KV配电装装置双母线3/2接线110KV配电装装置双母线双母线35KV配电装置置单母线分段双母线主变台数22断路器的数目220KV913110KV141635KV1512隔离开关的数目220KV2326110KV343435KV16272）计算综合投资Z（1）Z＝(1＋)(元)式中:—为主体设备的综合投资,包括变压器﹑高压断路器﹑高压隔离开关及配电装置等设备的中和投资;为不明显的附加费用比例系数,一般220取70％,110取90％.（2）主体设备的综合投资如下①主变主变容量MVA每台主变的参考价价格(万元/台)变压器的投资(万万元)2408202×820＝16640②220KV侧型断路器每台断路器的参数数价格(万元/台)方案一断路器投资资(万元)方案二断路器的投投资(万元)1059×105＝944513×105＝11365③220KV侧型隔离开关每台隔离开关的参参数价格(万元/台)方案一隔离开关投投资(万元)方案二隔离开关的的投资(万元)5..523×5.5＝1126.526×5.5＝1143④110KV侧型断路器每台断路器的参数数价格(万元/台)方案一断路器投资资(万元)方案二断路器的投投资(万元)6514×65＝911016×65＝10040⑤110KV侧型隔离开关每台隔离开关的参参数价格(万元/台)方案一隔离开关投投资(万元)方案二隔离开关的的投资(万元)2.5534×2.5＝88534×2.5＝885⑥35侧型断路器每台断路器的参数数价格(万元/台)方案一断路器投资资(万元)方案二断路器的投投资(万元)3015×30＝455012×30＝3660⑦35侧型隔离开关每台隔离开关的参参数价格(万元/台)方案一隔离开关投投资(万元)方案二隔离开关的的投资(万元)1.716×1.7＝227.227×1.7＝445.9⑧配电装置接线方式单母分段双母线3/2接线双母分段投资(万元)56094025001200⑨综合投资方案一方案二主体设备总投资(万元)＝2×820＋9445＋126.5＋910＋85＋450＋27.2＋560＋940＝5683..7＝2×820＋13365＋143＋1040＋85＋360＋45.9＋1200＋2500＋940＝9318..9综合投资(万元)Z＝(1＋)＝5683.7×（1＋0.7）＝9662..3Z＝(1＋)＝9318.9×（1＋0.7）＝158422.13(3)计算年运行费用U①U＝a△A＋＋(万元)式中:—检修、维护费,一般取(0.022～0.042)Z—折旧费,一般取(0.05～0.058)电能电价,一般可取0.1元/kw·h△A—变压器电能损失(kw·h)②三绕组变压器△A＝n(△＋K△)T＋[(△＋K△)＋(△＋K△)＋(△＋K△)]式中:n—台数,T—三绕组变压器的年运行小时数,K—无功经济当量,系统中的变压器取0.1△﹑△—分别为三绕组变压器的空载有功损耗和空载无功损耗KW△﹑△﹑△—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组的有功损耗KW△﹑△﹑△—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组的无功损耗KVAR﹑﹑—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组最大负荷损耗时间h主变的参数如下表：空载损耗负载损耗阻抗电压%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△)]＝40200000kw·h方案一与方案二的年运行费用：方案一：＝a△A＋0.1Z＝4020000＋966.2＝4020966.2万元方案二：＝a△A＋0.1Z＝4020000＋1584.213＝4021584.2万元（4）方案的确定技术的比较：单母线分段接线简单，控制简单，有利于变电站的运行。双母线接线可靠性较高，能满足220KV变电站。所以，选择方案一经济的比较：＜，方案一投资少，且能满足技术的要求。所以，从运行费用的角度考虑，选择方案一。·2.3.4主变的选择变电站主变容量，一般应按5—10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质，电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足一类及二类负荷的供电。对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量，其余，变压器容量应满足全部负荷的60%~70%。·2.3.4.1选择原则1）相数容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kv及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。2）绕组数与结构电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在一发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。3）绕组接线组别变压器三绕组的接线组别必须和系统电压相位一致。否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。4）调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压。因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220kv及以上的降压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。5）冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。·2.3.4.2容量计算本系统中有110kv和35kv两个负荷等级，其最大负荷为200MW，cos=0.85，和70MW，cos=0.8＝200/0.85+70/0.8＝322.8（MVA）需要选择的变压器容量S＝0.7×322.8＝225.96（MVA）选用三绕组变压器，查手册，选出的设备如下表：SFPS—7型2220kv级三相三圈圈无载调压变变压器额定容量MVA容量比电压比组别空载损耗负载损耗阻抗电压%高中高低中低240100/100//50242±2×2..5%/1221/38..5YN，yn，d1113572012-1422-247-9本章小结本章先从大的方面介绍了电气主接线设计的基本要求和主接线的基本接线形式，然后根据要求提出了两个设计方案，最后从技术和经济的角度对两个方案进行了比较，得出本系统所需的主接线形式。第3章站用电接线及设备用电源接线方案·3.1所用电源数量及容量1)枢纽变电所﹑总容量为60MVA及以上的变电所﹑装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的边点所，均装设两台所用变压器.采用整流操作电源或无人值班的变电所,装设两台所用变压器,分别接在不同等级的电源或独立电源上.如果能够从变电所外引入可靠的380V备用电源，上述变电所可以只装设一台所用变压器.2)500KV变电所装设两个工作电源.当主变压器为两台时,可以分别接在每一台主变压器的第三绕组上。两台所用变压器的容量应相等,并按全所计算负荷来选择.当建设初期只有一台主变压器时,可只接一台工作变压器.3)当设有备用所用变压器时,一般均装设备用电源自动投入装置.·3.2所用电源引接方式1)当所内有较低电压母线时,一般均由这类母线上引接1～2个所用电源,这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上可分别引接两个电源,则更可保证所用电的不间断供电.当有旁路母线时,可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。正常运行时,则倒换到旁路上供电.2)由主变压器第三绕组引接,所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。3)由于低压网络故障机会较多,从所外电源引接所用电源可靠性较低.有些工程保留了施工时架设的临时线路，多用于只有一台主变压器或一段低压母线时的过度阶段.500KV变电所多由附近的发电厂或变电所引接专用线作为所用电源.·3.3所用变压器低压侧接线所用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制,动力与照明合用一个电源.1)所用变压器低压侧多采用单母线接线方式.当有两台所用变压器时,采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围,提高供电可靠性.2)500KV变电所设置不间供电装置，向通讯设备﹑交流事故照明及监控计算机等负荷供电,其余负荷都允许停电一定时间,故可不装设失压启动的备用电源自投装置,避免备用电源投合在故障母线上扩大为全所停电事故.3)具备条件时,调相机专用负荷优先采用由所用变压器低压侧直接支接供电的方式.·3.4所站用电接线站用电接线应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、安全、经济地运行。变电站的站用电源，是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。其引接方式有两种：一种是从母线侧引入，另一种是从主变低压侧引入。本站由于没有具体说明，因此采用通过断路器和隔离开关从低压侧引入。本站是用两台500KVA变压器接入，为此，查手册，选出站变，如下表：型号高压KV低压KV组别空载损耗负载损耗空载电流AS7—500/35350.4Y，yn01.087.701.9·3.5备用电源站用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得备用电源。备用分为名备用和暗备用。本站是地区性变电所。所以，采用暗备用的方式，两台变压器相互备用，当一台退出运行时，由另一台承担负荷。本章小结所用电是比较重要的负荷，其电能重要取自电站本身，它的安全运行一定程度上影响着整个变电站的安全运行。为此，我们应谨细的考虑。在本章中重要论述了变电站站用电的电源的选择、引接线及备用电源的设计。第4章短路计算计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，个枢纽点的三相短路电流。·4.1短路故障产生的原因工业与民用建筑中正常的生产经营﹑办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续﹑安全﹑可靠地运行.但是由于各种原因，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有：1）设备原因电气设备、元元件的损坏。如如：设备绝缘缘部分自然老老化或设备本本身有缺陷，正正常运行时被被击穿短路；；以及设计、安安装、维护不不当所造成的的设备缺陷最最终发展成短短路的功能。2）自然原因气候恶劣，由由于大风、低低温、导线覆覆冰引起架空空线倒杆断线线；因遭受直直击雷或雷电电感应，设备备过电压，绝绝缘被击穿等等。3）人为原因工作人员员违反操作规规程带负荷拉拉闸，造成相相间弧光短路路；违反电业业安全工作规规程带接地刀刀闸合闸，造造成金属性短短路；人为疏疏忽接错线造造成短路或运运行管理不善善造成小动物物带电设备内内形成短路事事故等。·4.2短路故故障的危害供电系统发生短路路后，电路阻阻抗比正常运运行时阻抗小小很多，短路路电流通常超超过正常工作作电流几十倍倍直至数百倍倍以上，它会会带来以下严严重后果：1）短路电流的热效效应巨大的短路电流通通过导体，短短时间内产生生很大热量，形形成很高温度度，极易造成成设备过热而而损坏。2）短路电流的电动动力效应由于短路电流的电电动力效应，导导体间将产生生很大的电动动力。如果电电动力过大或或设备结构强强度不够，则则可能引起电电气设备机械械变形甚至损损坏，使事故故进一步扩大大。3）短路系统电压下降降短路造成系统电压压突然下降，对对用户带来很很大影响。例例如，异步电电动机的电磁磁转矩与端电电压平方成正正比。同时电电压降低能造造成照明负荷荷诸如电灯突突然变暗及一一些气体放电电灯的熄灭等等，影响正常常的工作、生生活和学习。4）不对称短路的磁磁效应当系统发生不对称称短路时，不不对称短路电电流的磁效应应所产生的足足够的磁通在在邻近的电路路内能感应出出很大的电动动势。5）短路时的停电事事故短路时会造造成停电事故故，给国民经经济带来损失失。并且短路路越靠近电源源，停电波及及范围越大。6）破坏系统稳定造造成系统瓦解解短路可能造造成的最严重重的后果就是是使并列运行行的各发电厂厂之间失去同同步，破坏系系统稳定，最最终造成系统统瓦解，形成成地区性或区区域性大面积积停电。·4.3短路电电流计算的目目的1）电主接线比选短路电流计算可为为不同方案进进行技术经济济比较，并为为确定是否采采取限制短路路电流措施等等提供依据。2）选择导体和电器器如选择断路路器、隔离开开关、熔断器器、互感器等等。其中包括括计算三相短短路冲击电流流、冲击电流流有效值以校校验电气设备备动力稳定，计计算三相短路路电流稳态有有效值用以校校验电气设备备及载流导体体的热稳定性性，计算三相相短路容量以以校验短路器器的遮断能力力等。3）确定中性点接地地方式对于35KKV、10KV供配电系统统，根据单相相短路电流可可确定中性点点接地方式。4）选择继电保护装置置和整定计算算在考虑正确确、合理地装装设保护装置置，在校验保保护装置灵敏敏度时，不仅仅要计算短路路故障支路内内的三相短路路电流值，还还需知道其他他支路短路电电流分布情况况；不仅要算算出最大运行行方式下电路路可能出现的的最大短路电电流值，还应应计算最小运运行方式下可可能出现的最最小短路电流流值；不仅要要计算三相短短路电流而且且也要计算两两相短路电流流或根据需要要计算单相接接地电流等。·4.4短路电流流计算的内容容1）短路点的选取：各各级电压母线线、各级线路路末端。2）短路时间的确定：：根据电气设设备选择和继继电保护整定定的需要，确确定计算短路路电流的时间间。3）短路电流的计算：：最大运行方方式下最大短短路电流；最最小运行方式式下最小短路路电流；各级级电压中性点点不接地系统统的单相短路路电流。计算算的具体项目目及其计算条条件，取决于于计算短路电电流的目的。·4.5短路电电流计算方法法供配电系统某处发发生短路时，要要算出短路电电流必须首先先计算出短路路点到电源的的回路总阻抗抗值。电路元元件电气参数数的计算有两两种方法：标标幺值法和有有名值法。1）标幺值法标幺制是一种相对对单位制，标标幺值是一个个无单位的量量，为任一参参数对其基准准值的比值。标标幺值法，就就是将电路元元件各参数均均用标幺值表表示。由于电电力系统有多多个电压等级级的网络组成成，采用标幺幺值法，可以以省去不同电电压等级间电电气参量的折折算。在电压压系统中宜采采用标幺值法法进行短路电电流计算。2）有名值法有名值法就是以实实际有名单位位给出电路元元件参数。这这种方法通常常用于1KV以下低压供供电系统短路路电流的计算算。·4.6三相短路路电流周期分分量起始值的的计算·4.6.1短路路电流计算的的基准值短路电流的计算通通常采用近似似标幺值计算算。取=1000MW，各级基准准电压为平均均额定电压。·4.6.2网络络模型计算短路电流对所所用的网络模模型为简化模模型，即：忽忽略负荷电流流；不计各元元件的电阻，也也不计送电线线路的电纳及及变压器的导导纳；发电机机用次暂态电电抗表示，并并认为发电机机电势模值标标幺制为1，相角为0°。·4.6.3三相相短路电流周周期分量起始始值的计算步步骤1）计算各元件参数数标幺值，作作出等值电路路前已选出了主变压压器（三绕组组），其阻抗抗电压百分比比，如下表：：绕组高—中高—低中—低阻抗电压%12—1422—247—9计算每个绕组的短短路电压百分分数：＝（＋－）＝（13＋233－8）＝14＝（＋－）＝（13＋8－－23）＝-1＝（＋－）＝（8＋23－－13）＝9取=100MVA，=计算变压器器各绕组的标标幺值＝×＝×＝0.0583＝×＝×＝-0.0042＝×＝×＝0.0375由于一期工程，只只有两台主变变运行。所以以，只需考虑虑2台变压器。2变的参数与1变的的参数一致。做出等值电路图：：2）当（f-1）点点（220kv母线）发生生短路时的计计算＝＝＝55.6有名值：＝55..6×＝55.6×××＝14（KA）冲击电流：＝＝114×2.555＝35.7（KA）3）当（f-2）点点（110KV母线）发生生短路时的计计算＝＝＋＝0.0583－00.00422＝0.05441＝//＝0.02771＝＋＝0.018＋0..0271＝＝22.17有名值：＝22..17×＝22.177×＝11.1（KA）冲击电流：＝＝22.55×111.1＝28.3（KA）4）当（f-3）点点（35KV母线）短路路计算＝＝＋＝0.0583＋00.03755＝0.09558＝//＝0.04779＝＋＝0.018＋0..0479＝＝15.2有名值：＝15..2×＝15.2××＝23.7（KA）冲击电流：＝＝22.55×223.7＝60.44（KA）短路电流表计算参数短路点短路电流有名值KA冲击电流KA220KV1435.7110KV11.128.335KV23.760.44本章小结本章对变电站系统统中的各个电电压等级下的的母线发生三三相短路时，所所流过的短路路电流进行了了分别计算。这这为下步设备备选择奠定了了基础。第5章设备的选择及动、热热稳定校验尽管电力系统中各各种设备的工工作和工作条条件并不一样样，具体选择择方法也不完完全相同，但但对它们的基基本要求却是是一致的。电电气设备要能能可靠地工作作，必须按正正常工作条件件进行选择，并并按短路状态态来校验人稳稳定和动稳定定。·5.1.按正常常工作条件选选择电气设备备1）电器选择的一般般原则（1）应满足正常运行行、检修、短短路和过电压压情况下的要要求，并考虑虑远景发展。（2）应按当地环境条条件校核。（3）应力求技术先进进和经济合理理。（4）与整个工程的建建设标准应协协调一致。（5）同类设备应尽量量减少品种。（6）选用的新产品均均应具有可靠靠的实验数据据，并经正式式鉴定合格。2）额定电压电气设备所在电网网的运行电压压因调压或负负荷的变化，有有时会高于电电网的额定电电压，故所选电电气设备允许许的最高工作作电压不得低低于所接电网网的最高运行行电压。因此此，在电气设设备时，一般般可按照电气气设备的额定定电压不低于装置置地点电网额额定电压的条条件选择。即即≥3）额定电流电气设备的额定电电流是在额定定环境温度下下，电气设备备的长期允许许电流。应不不小于该贿赂赂在各种合理理运行方式下下的最大持续续工作电流，即即：≥4）环境条件对设备备选择的影响响当电气设备安装地地点的环境条条件如温度、风风速、污秽等等级、海拔高高度、地震烈烈度和覆水度度等超过一般般电气设备使使用条件时，应应采取措施。5）机械荷载所选电器端子的允允许荷载，应应大于电器引引线在正常运运行和短路时时的最大作用用力。·5.2.按短路路状态校验1）校验的一般原则则（1）电器在选定后应应按最大可能能通过的短路路电流进行动动、热校验。校校验的短路电电流一般取三三相短路时的的短路电流，若若发电机出口口的两相短路路，或中性点点直接接地系系统及自耦变变压器等回路路中的单相、两两相接地短路路较三相短路路严重时，则则应按严重情情况校验。（2）用熔断器保护的的电器可不验验算热稳定。当当熔断器有限限流作用时，可可不验算动稳稳定。用熔断断器保护的电电压互感器回回路，可不验验算动、热稳稳定。2）短路热稳定校验验短路电流通过电器器时，电气设设备各部件温温度（或发热热效应）应不不超过允许值值。满足热稳稳定条件。≥式中：—短路电流流产生的热效效应、t—电气设备允许通过过的热稳定的的电流和时间间3）电动力稳定校验验电动力稳定是电器器承受短路电电流机械效应应的能力，也也称动稳定。满满足动稳定的的条件为：≥式中：—短路冲冲击电流幅值值—电气设备允许通过过的动稳定电电流幅值4）短路计算时间验算热稳定的短路路计算时间为为继电保护动动作时间和相相应断路器的的全开断时间间之和，即：：＝＋一般取保护装置的的后备保护动动作时间5）绝缘水平在工作电压和过电电压的作用下下，电器的内内、外绝缘应应保证必要的的可靠性。电器的绝缘水平，应应按电网中出出现的各种过过电压和保护护设备相应的的保护水平来来确定。但所所选电器的绝绝缘水平低于于国家规定的的标准数值时时，应通过绝绝缘配合计算算，选用适当当的过电压保保护设备。·5.3断路器器、隔离开关关的选择原则则项目参数技术条件正常工作条件电压﹑电流﹑频率﹑机械荷载电路稳定性动稳定电流﹑热稳稳定电流和持持续时间承受过电压能力对地和断口间的绝绝缘水平﹑泄漏比距操作性能开断电流﹑短路关关合电流﹑操作循环﹑操作次数﹑操作相数﹑分合时间及及周期性﹑对过电压的的限制﹑某些的开断断电流﹑操作机构环境条件环境环境温度﹑日温差差﹑最大风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震强度环境保护噪声﹑电磁干扰1）种类采用的灭弧弧介质可分为为油断路器（多多油、少油）、压压缩空气断路路器、断路器器、真空断路路器等。选用用少油断路器器，其特点运运行经验丰富富，易于维护护，噪声低。2）额定电压和额定定电流≥，≥由下式确定:＝＝各母线的最大电流流如下表：母线110KV35KV220KVKA＝1.23＝1.441.23×＋1..44×＝0.8455式中：，—分别为为电气设备和和电网的额定定电压KV，—分别为电气设备的的额定电流和和电网的最大大负荷电流A3）开断电流选择校验断路器的断流流能力,宜取断路器器实际开断时时间的短路电电流,所为校验条条件。因此,高压断路器器的额定开断断电流，不应应小于实际开开断瞬间的短短路电流周期期分量，即：：≥4）短路关合电流的的选择为了保证断路器在在关合短路电电流时的安全全断路器的额额定关合电流流不应小于短短路电流最大大冲击值，即即：≥5）短路热稳定和动动稳定校验在短路电流过断路路器时,产生大量热热量,由于来不及及向外散发,全部用来加加热断路器,使其温度迅迅速上升,严重时会使使断路器触头头焊住,损坏断路器器。因此产品品标准规定了了断路器的热热稳定电流,例如1s﹑4s的热稳定电电流，其物理理意义为:当热稳定电电流通过断路路器时,在规定的时时间内,断路器各部部分温度不会会超过国家规规定的允许发发热温度,保证断路器器不被损坏。校验：≥，≥当＞1S时，可不考虑非周周期分量的热热效应，只计计周期分量。＝式中：—短路电流流周期分量—短路电流周期分量量发热的等值值时间6）动稳定校验断路器在闭合状态态能承受通过过的最大电流流峰值,不会因电动动力的作用而而发生任何机机械损坏。该该最大电流峰峰值称为稳定定电流。≥7）隔离开关的选择择隔离开关是发电厂厂和变电站中中常用的开关关电器。它需需与断路器配配套使用，但但隔离开关无无灭弧装置，不不能用来接通通和切断负荷荷电流和短路路电流。隔离开关与断路器器相比，项目目相同。但由由于隔离开关关不用来接通通和切除短路路电流，故无无需进行开断断电流和短路路关合电流的的校验。·5.4.互感器器的选择互感器是电力系统统中测量仪表表、继电保护护等二次设备备获取电气一一次回路信息息的传感器，互互感器将高电电压、大电流流按比例变成成低电压（100，100/）和和小电流（5，1A），其一次次侧接在一次次系统，二次次侧接测量仪仪表与继电保保护等。互感器包括电流互互感器和电压压互感器两大大类。互感器电流互感器电压互感器特点一次绕组串在电路路中，且匝数数少，电流互互感器在近于于短路状态下下运行容量小，近似于于一台小容量量变压器，电电压互感器在在近于空载状状态下运行·5.4.1电流流互感器的选选择电流互感器的作用用是将一次回回路中的大电电流转换为1A或5A的小电流以以满足继电保保护﹑自动装置和和测量仪表的的要求。1）种类和型式的选选择电流互感器根据使使用环境可分分为室内式﹑室外式,根据结构可可分为瓷绝缘缘结构和树脂脂浇注式结构构，根据一次次线圈的型式式又可分为线线圈式和母线线式﹑单匝贯穿式﹑复匝贯穿式式。选择电流互互感器时，应应根据安装地地点和安装方方式选择其型型式。项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压﹑一一次回路电流流﹑二次回路电电流﹑二次回路负负荷﹑准确度等级﹑暂态特性﹑二次线圈数数量﹑机械荷载短路稳定性动稳定倍数﹑热稳稳定倍数承受过电压能力绝缘水平﹑泄漏比比距环境条件环境温度﹑最大风风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度2）一次回路额定电电压的选择一次回路额定电压压和应满足：≥3）一次额定电流的的选择当电流互感器用于于测量时,其一次侧额额定电流应尽尽量选择比实实际正常工作作电流大1/3左右,以保证测量量仪表的最佳佳工作，并在在负荷时有适适当的指示。电电力变压器中中性点电流互互感器的一次次额定电流应应按大于变压压器允许的不不平衡电流选选择。一般情情况下可按变变压器额定电电流的1/3进行选择。≥4）动稳定校验动稳定校验是对产产品本身带有有一次回路导导体的电流互互感器进行校校验,对于母线从从窗口穿过且且无固定板的的电流互感器器可不校验动动稳定。由同同一相的电流流相互作用产产生的内部电电动力校验。≥或≥·5.4.2电电压互感器的的选择电压互感器是把一一次回路高电电压呀转换为为100V的电压,以满足继电电保护﹑自动装置和和测量仪表的的要求。在并并联电容器装装置中，电压压互感器除作作测量外，还还作为放电元元件。项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压﹑二二次回路电压压﹑二次回路负负荷﹑准确度等级﹑机械荷载承受过电压能力绝缘水平﹑泄漏比比距环境条件环境温度﹑最大风风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度1）种类和型式选择择应根据装设地点和和使用条件进进行选择电压压互感器的种种类和型式。2）额定电压和电流流的选择≥，≥3）准确级规程规定，用于变变压器，所用用馈线，出线线等回路中的的电度表，供供所有计算电电费的电度表表，其准确等等级要求为0.5级，供运行行监视估算电电能的电度表表，功率表和和电压继电器器等，期准确确等级要求一一般为1级，在电压压二次回路上上，同一回路路接有几种不不同型式和用用途的表计时时，应按要求求等级高的仪仪表，确定为为电压互感器器工作的最高高准确等级。·5.4.3熔熔断器的选择择高压熔断器是一种种保护电器，当当其所在电路路的电流超过过规定值并经经一定时间后后，它的熔体体熔化而分断断电流﹑开断电路，熔熔断器主要用用来进行短路路保护,用来保护线线路﹑变压器及电电压互感器等等设备。有的的熔断器具有有过负荷保护护功能。熔断器由熔体﹑支支持金属体的的触头和保护护外壳三部分分组成。熔断器是最简单的的保护电器，它它用来保护电电气设备免受受过载和短路路电流的损害害。在本站中，熔断器器只用于保护护电压互感器器，其只需按按额定电压及及断流容量（S＝）两项来选选择。当短路路容量较大时时，可考虑在在熔断器前串串联限流电阻阻。项目参数技术条件正常工作条件电压﹑电流保护特性断流容量﹑最大开开断电流﹑熔断特性﹑最小熔断电电流环境条件环境温度﹑最大风风速﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度短路时各级保护设设备之间应选选择动作，其其配合要求如如下：1）熔断器与熔断器器配合一般按上、下级熔熔件正负误差差叠加，并计计及10%配合裕度计计算配合级差差。2）断路器与断路器器配合断路器过流脱扣器器配合级差可可取0.1~00.2s，即负荷断断路器为瞬动动。厂用变压压器和低压侧侧无分支时，低低压电源短路路器可不装保保护，则利用用高压侧保护护跳低压侧断断路器，或仅仅装延时动作作欠电压保护护。3）断路器与熔断器器配合断路器与熔断器配配合时，应将将其保护曲线线与熔断器曲曲线进行比较较，以保证可可能出现的各各种短路电流流下能选择行行动作。·5.4.4所设设备如下表计算参数设备KVAAASKA·S220845140035702.4＋0.077＝2.47×1.9＝372..41101230111028302.4＋0.066＝2.46×1.9＝234..1351440237060442.4＋0.111＝2.51×1.9＝10677.2断路器参数设备KVAKAKA全开断时间s热稳定校验动稳定校验220120021530.07×4＝1764＞53＞110150031.5800.06×4＝3969＞80＞35150024.8—0.11×4＝2460.2＞—隔离开关参数设备KVA极限电流KA220100080110125055351600100电压互感器参数设备一次电压二次电压最大容量MVAJDR—2201.2YDR—1101.2JDJJ—351.2电流互感器参数设备一次电流A二次电流A10%倍数热稳定电流动稳定校验热稳定校验LCWD3—222012005153535×2.5×11200＝105＞（35×1200）＞LCWB6—11102×10005—31.5—45115＞45＞LCWD1—35515005152.530×2.5×11500＞（30×1500）＞·5.5.裸导体体的选择硬导体截面常用的的有矩形、槽槽形和管形。单单条矩形导体体截面最大不不超过1250，以以减小集肤效效应，使用大大于电流时，可可将2—4条矩形导体体并列使用，矩矩形导体一般般只用于35KV及以下电流流在4000A及以下的配配电装置中；；槽形导体机机械强度好，载载流量大，集集肤效应系数数小，一般用用于4000~~8000AA的配电中。矩形导体的散热和和机械强度与与导体布置方方式有关。三三相系统平行行布置时，若若矩形导体的的长边垂直布布置（竖放）方方式，散热较较好，载流量量大，但机械械强度较低；；若矩形导体体的长边呈水水平布置（平平放），则与与前者相反。因因此，导体的的布置方式应应根据载流量量大小；短路路电流水平和和配电装置的的具体情况而而定。·5.5.1一般要求:1）裸导体应根据下下列技术条件件进行选择和和校验:(1)工作电流流(2)动稳定和机机械强度(3)热稳定2）裸导体尚应按下下列使用环境境条件校验:(1)环境温度度(2)日照(3)风速(4)海拔高度·5.5.2导体体的选择导体截面可按长期期发热允许电电流或经济电电流密度选择择。对年负荷利用小时时数大（＞5000h），传输容容量大，长度度在20m以上的导体体，其截面一一般按经济电电流密度选择择。对传输容容量不大，可可按长期允许许电流来选择择。·5.5.3截截面的选择1）220KV级选择导体＝845A按长期发热允许电电流选择截面面查手册：选用单条矩形铝导导体，竖放允允许电流1082A，截面为63×8（h×b）mm,集肤效应系系数＝1.03环境温度最高为442°C，查表修正正：＝0.74×10882＝800.668A﹤845A不满足条件改选单条矩形铝导导体，竖放允允许电流为1227A，截面为63×10（h×b）mm,集肤效应系系数＝1.04修正：＝0.74×12227＝907.998A＞845A满足条件热稳定校验正常运行时导体温温度＝＋（－）式中：—导体要要安装实际温温度—长期发热允许最高高温度＝42＋（70－42）×＝66°C查下表，选热稳定定系数C不同温温度下裸导体体的C值工作温度606570硬铝及铝锰合金918987查得：C＝89前已算得：＝3772·S则满足短路时发热热的最小导体体截面为：＝＝＝227.2﹤8000满足热稳定要求2）110KV级选择导体＝1230A按长期发热允许电电流选择截面面查手册选用单条矩形铝导导体，竖放允允许电流为1807A，截面为100×110（h×b）mm,集肤效应系系数＝1.08环境温度最高为442°C，查表修正正：＝0.74×10882＝1337A＞1230AA热稳定校验正常运行时导体温温度：＝＋（－）＝42＋＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝899则满足短路时最小小截面积：＝＝＝179﹤10000满足热稳定要求。3）35KV级选择导体＝1440A按长期发热允许电电流选择截面面查手册选用单条矩形铝导导体，竖放允允许电流为2087A，截面为125×8（h×b）mm,集肤效应系系数＝1.08修正：＝0.74×20887＝1544..4A＞1440AA热稳定校验正常运行时温度＝＋（－）＝42＋＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝89则满足短路时最小小截面积＝＝＝381﹤10000满足热稳定要求。·5.6.运行方方式分析母线故障工作方式220KV当母线故障时,先先合上母联断断路器两侧的的隔离开关，再再合母联断路路器,想备用母线线充电,这时,两组母线等等电位,为保证不中中断供电,按“先通后断”原则进行操操作，既先接接通备用母线线上的隔离开开关，再断开开工作母线上上的隔离开关关,完成母线转转换后，再断断开母联断路路器及其两侧侧的隔离开关关,即可使原工工作母线退出出运行检修.110KV其接线方式跟2220KV一致,所以，其工工作方式与220KV一致。35KV当一母线发生故障障,分段断路器器自动将故障障隔离,保证正常段段母线不间断断供电,不致使重要要用户停电;两段母线同同时故障的几几率甚小,可以不予考考虑。变压器故障主变及站变当某一台变压器故故障或检修时时,变压器两侧侧的断路器将将其从线路中中切除。其负负荷由另一变变压器承担。本章小结电气设备的选择条条件包括两大大部分：一是是电气设备所所需要满足的的基本条件，即即按正常工作作条件（最高高电压和最大大持续工作电电流）选择，并并按短路状态态校验动、热热稳定；二是是根据不同电电气设备的特特点而提出的的选择和校验验项目。在本本章中，首先先阐述了电气气设备的选择择原则。其次次，根据选择择选择符合条条件的电气设设备。最后，通通过对母线故故障和变压器器故障分析，阐阐述了变电站站的运行方式式。第6章配电装置配电装置是发电厂厂和变电所的的重要组成部部分。它是按按主接线的要要求，由开关关设备，保护护和测量电器器，母线装置置和必要的辅辅助设备构成成，用来接受受和分配电能能。配电装置按电气设设备装置地点点不同，可分分为屋内和屋屋外配电装置置。按其组装装方式，又可可分为：由电电气设备在现现场组装的配配电装置，称称为配式配电电装置和成套套配电装置。·6.1配电装置置的基本要求求:配电装置是根据电电气主接线的的连接方式,由开关电器﹑保护和测量量电器，母线线和必要的辅辅助设备组建建而成的总体体装置。其作作用是在正常常情况下，用用来接受和分分配电能，而而在系统发生生故障时,迅速切断故故障部分，维维持系统正常常运行。为此此,应满足以下下要求:1)保证运行可可靠2)便于操作﹑﹑巡视和检修修3)保证工作人人员的安全4)力求提高经经济性5)具有扩建的的可能·6.2配电装置置的类型及特特点配电装置按电气设设备装设地点点不同，可分分为屋内配电电装置和屋外外配电装置;按其组装方方式，又可分分为装配式和和成套式。1）屋内配电装置的特特点：（1）由于允许安全净净距小可以分分层布置，故故占地面积较较小；（2）维修、巡巡视和操作在在室内进行，不不受气侯影响响；（3）外界污秽秽空气对电气气设备影响较较小，可减少少维护工作量量；（4）房屋建筑筑投资大。2）屋外配电装置的的特点：（1）土建工程量和费费用较小，建建设周期短；；（2）扩建比较较方便；（3）相邻设备备之间距离较较大，便于带带电作业；（4）占地面积积大；（5）受外界空空气影响，设设备运行条件件较差，顺加加绝缘；（6）外界气象象变化对设备备维修和操作作有影响。3）成套配电装置的的特点：（1）电气设备备布置在封闭闭或半封闭的的金属外壳中中，相间和对对地距离可以以缩小，结构构紧凑，占地地面积小；（2）所有电器器元件已在工工厂组装成一一整体，大大大减小现场安安装工作量，有有利于缩短建建设周期，也也便于扩建和和搬运；（3）运行可靠靠性高，维护护方便；（4）耗用钢材材较多，造价价较高。·6.3配电装置置的设计原则则1）节约用地；2）运行安全和操作作巡视方便；；3）考虑检修和安装装条件；4）保证导体和电器器在污秽、地地震和高海拔拔地区的安全全运行；5）节约三材，降低低造价；6）安装和扩建方便便。配电装置的整个结结构天寸，是是综合考虑到到设备外形尺尺寸，检修维维护和搬运的的安全距离，电电气绝缘距离离等因素而决决定，对于敞敞露在空气中中的配电装置置，在各种间间距中，最基基本的是带电电部分对地部部分之间和不不同相的带电电部分之间的的空间最小安安全净距，在在这一距离下下，无论为正正常最高工作作电压或出现现内外过电压压时，都不致致使空气间隙隙击穿。以下表中所列出各各种间隔距离离中最基本的的最小安全净净距，《高压压配电装置设设计技术规程程》中所规定定的A值，它表明明带电部分至至接地部分或或相间的最小小安全净距，保保持这一距离离时，无论正正常或过电压压的情况下，都都不致发生空空气绝缘的电电击穿。其余余的B、C、D值是在A值的基础上上，加上运行行维护、搬运运和检修工具具活动范围及及施工误差等等尺寸而确定定的。屋外配电装置最小小安全净距（mm）符号63110A1地延2与带间400650900A2部开两电400650B1其遮分停无部缘部带接间B2电500750C至建筑D停无部筑物分注：110J、22JJ、330J、500J系指中性点点直接接地网网·6.4配电装装置设计的基基本步骤1)选择配电装装置的型式.选择时应考考虑配电装置置的电压等级级﹑电气设备的的型式﹑出线多少和和方式﹑有无电抗器﹑地形﹑环境条件等等因素。2)配电装装置的型式确确定后，接着着拟定配电装装置的配电图图。3)按照所所选电气设备备的外形尺寸寸﹑运输方法﹑检修及巡视视的安全和方方便等要求,遵照配电装装置设计有关关技术规程的的规定,并参考各种种配电装置的的典型设计和和手册，设计计绘制配电装装置平面图和和断面图。·6.5配电装置置的选用本变电所三个电压压等级：即220KV、110KV、35KV根据《电力力工程电气设设计手册》规规定，110KV及以上多为为屋外配电装装置，35KV以下的配电电装置多采用用屋内配电装装置，故本所所220KV及110KV采用屋外配配电装置，35KV采用屋外配配电装置。根据电气设备和母母线布置的高高度，屋外配配电装置可以以分为中型、早早高型和高型型等。1）中型配电装置：：中型配电装装置的所有电电器都安装在在同一水平面面内，并装在在一定高度的的基础上，使使带电部分对对地保持必要要的高度，以以便工作售货货员能在地面面安全地活动动，中型配电电装置母线所所在的水平面面稍高于电器器所在的水平平面。这种布布置特点是：：布置比较清清晰，不易误误操作，运行行可靠，施工工和维修都比比较方便，构构架高度较低低，抗震性能能较好，所用用钢材较少，造造价低，但占占地面积大，此此种配电装置置用在非高产产农田地区及及不占良田和和土石方工程程量不大的地地方，并宜在在地震烈度较较高地区建用用。这种布置置是我国屋外外配电装置普普遍采用的一一种方式，而而且运行方面面和安装枪修修方面积累了了比较丰富的的经验。2）半高型配电装置置，它是特母母线及母线隔隔离开关抬高高将断路器，电电压互感器等等电气设备布布置在母线下下面，具有布布置紧凑、清清晰、占地少少等特点，其其钢材消耗与与普通中型相相近，优点有有：（1）占地面积约在中中型布置减少少30%；（2）节省了用地，减减少高层检修修工作量；（3）旁路母线与主母母线采用不等等高布置实理理进出线均带带旁路很方便便。缺点：上上层隔离开关关下方未设置置检修平台，检检修不够方便便。3）高型配电装置，它它是将母线和和隔离开关上上下布置，母线线下面没有电电气设备。该该型配电装置置的断路器为为双列布置，两两个回路合用用一个间隔，因因此可大大缩缩小占地面积积，约为普通通中型的5%，但其耗钢多，安装检检修及运行纵纵条件均较差差，一般适用用下列情况：：（1）配电装置设在高高产农田或地地少人多的地地区；（2）原有配电装置需需要扩速，而而场地受到限限制；（3）场地狭窄或需要要大量开挖。本次所设计的变电电站是地区性性变电站，对对建筑面积没没有特殊的要要求，所以该该变电所220KV、110KV和35KV电压等级均均采用普通中中型配电装置置。若采用半半高型配电装装置，虽占地地面积较少，但但检修不方便便，操作条件件差，耗钢量量多。选择配配电装置，首首先考虑可靠靠性、灵活性性及经济性，所所以，本次设设计的变电所所，适用普通通中型屋外配配电装置，该该变电所是最最合适的。·6.6电气总平平面布置1）布置要求（1）充分利用地形，方方便运输、运运行、监视和和巡视等。（2）出线布局合理、布布置力求紧凑凑，尽量缩短短设备之间的的连线。（3）符合外部条件，安安全距离要符符合要求。2）布置方法本变电所主要由屋屋外配电装置置，主变压器器、二次室、静静止补偿装置置及辅助设施施构成，屋外外配电装置在在整个变电所所布置中占主主导地位，占占地面积大，本本所有220KV、110K和35KV各电压等级级集中布置，将220KV配电装置布置在北侧，110KV配电装置布置在东侧，35KV配电装置布置在南侧。主控室布置在35KV配电装置下方。由气平面布置符号号说明：名称称符号号断路器隔离开关变压器电流互感器支柱绝缘子道路本章小结本章首先阐述了配配电装置的基基本要求、类类型和原则。最最终从系统具具体的情况下下考虑，选择择出与系统相相适应的配电电装置。并画画出电气平面面图和断面图图。详见附图图。第7章防雷及过电压保护护装置设计防雷保护装置是指指能使被保护护物体避免雷雷击,而引雷于本本身,并顺利地泄泄入大地的装装置。电力系系统中最基本本的防雷保护护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防防雷接地等装装置。·7.1避雷针避雷针的保护原理理是当雷云放放电时使地面面电场畸变,在避雷针的的顶端形成局局部场强集中中的空间以影影响雷电先导导放电的发展展方向，使雷雷电对避雷针针放电,再经过接地地装置将雷电电流引入大地地，从而使被被保护物体免免受雷击。在对较大面积的变变电所进行保保护时,采用等高避避雷针联合保保护要比单针针保护范围大大。因此，为为了对本站覆覆盖,采用四支避避雷针。被保保护变电所总总长108.55m,宽79.5mm,查手册，门门型架构高15m.避雷针的摆摆放如图所示示。＝＝79.5m;＝＝＝108.55m＝＝135m＝－所以,需要避雷针的高度度为:＝15＋＝34.3mm四只避雷针分成两两个三只避雷雷针选择.验算:首先,验算123号避雷针对保护的高度:1﹑2号针之间的高度：：＝34.3－＝23m＞15m2﹑3号针之间的高度：：＝34.3－＝18.8＞15m1﹑3号针之间的高度::＝34.3－＝34.3－19＝15.1m＞15m由上可见,对保护护物的高度是是能满足要求求的。对保护宽度:1﹑2号针的保护宽度::＝1.5((－)＝1.5(223－15)＝12＞02﹑3号针之间的宽度::＝1.5((－)＝1.5(118.8－15)＝5.7＞0由此可见,对保护护物的宽度是是能满足要求求的。所以,123针是满足足要求的。由于4针的摆放是长方形形,所以，134针也是满足足要求的。即即,四只高度选选为35m的避雷针能能保护整个变变电所。·7.2避雷器避雷器是一种过电电压限制器,它实质上是是过电压能量量的接受器,它与别保护护设备并联运运行,当作用电压压超过一定的的幅值以后避避雷器总是先先动作，泄放放大量能量,限制过电压,保护电气设设备.在电力系统中广泛泛采用的主要要是阀式避雷雷器。根据额额定电压(正常运行时时作用在避雷雷器上的工频频工作电压，也也是使用该避避雷器的电网网额定电压)和灭弧电压压有效值(指避雷器应应能可靠地熄熄灭续流电弧弧时的最大工工频作用电压压)。灭弧电压有有效值的选择择:电压等级KV35110-220灭弧电压有效值查手册,选出如下下设备:型号额定电压KV灭弧电压KV工频放电电压KVV冲击放电电压KVV灭弧电压选择KV≥≤FZ-3535418410413435FZ-110J110100224268310110×0.8＝＝88FZ-220J220200448536630220×0.8＝＝176·7.3防雷接地“防雷在于接地”,,这句话含义义说明各种防防雷保护装置置都必须配以以合适的接地地装置。将雷雷电泄入大地地，才能有效效地发挥其保保护作用。接地是指将将地面上的金金属物体或电电气回路中的的某一节点通通过导体与大大地保持等电电位,电力系统的的接地按其功功用可分三类类:工作接地::根据电力系系统正常运行行的需要而设设置的接地，它它所要求的接接地电阻值约约在0.5-110的范围内内。保护接地::不设这种接接地，电力系系统也能正常常运行,但为了人身身安全而将电电气设备的金金属外壳等加加以接地,它是在故障障的条件下才才发挥作用的的,它所要求的的接地电阻值值处于1-10的范范围内。防雷接地地:用来将雷电电流顺利泄入入大地,以减小它所所引起的过电电压,它的性质似似乎介于前两两种接地之间间,它防雷保护护装置不可缺缺少的组成部部分，它有些些像工作接地地;但它又是保保障人身安全全的有力措施施,而且只有在在故障下才发发挥作用，它它又有些像保保护接地,它的阻值一一般在1-30的范范围内。由此可见,接地电电阻取10较合适。查接地装置置(冲击系数)与(接地装置的的冲击利用系系数)表,选用一字形形的接地体。查得:＝0.45＝(式中:—冲击电流下的电阻阻;—工频电流下下的电阻)＝0.45×10＝＝4.5·7.4变电所的的防雷保护变电所是重要的电电力枢纽,一旦发生雷雷击事故,就会造成大大面积停电。一一些重要设备备如变压器等等,多半不是自自恢复绝缘,其内部绝缘缘如故发生闪闪络,就会损坏设设备。因此,变电所实际际上是完全耐耐雷的。变电所的雷害事故故来自两个方方面:一是雷直击击变电所;二是雷击输输电线路产生生的雷电波沿沿线路侵入变变电所。对直击雷的防护一一般采用避雷雷针或避雷线线。对雷电侵侵入波的防护护的主要措施施是阀式避雷雷器限制过电电压幅值,同时辅之以以相应措施,以限制流过过阀式避雷器器的雷电流和和降低侵入波波的陡度。为了防止变电所遭遭受直接雷击击,需要安装避避雷针、避雷雷线和辅设良良好的接地网网。装设避雷雷针(线)应该使变电电所的所有设设备和建筑物物处于保护范范围内。还应应该使被保护护物体与避雷雷针(线)之间留有一一定距离，因因为雷直击避避雷针(线)瞬间的地电电位可能提高高。如果这一一距离不够大大，则有可能能在它们之间间发生放电，这这种现象称避避雷针(线)对电气设备备的反击或闪闪络。逆闪络络一旦出现,高电位将加加到电气设备备上，有可能能导致设备绝绝缘的损坏。为为了避免这种种情况发生,被保护物体体与避雷针间间在空气中以以及地下接地地装置间应有有足够的距离离。按实际运行经验校校验后，我国国标准目前推荐和应满足下式式要求:≥0.2＋0.1hh,≥0.3≥0.2×4.5＋＋0.1×≥0.3×4.5·7.5变电所的的进线段保护护变电所限制雷电侵侵入波的主要要措施是装设设避雷器,避雷器动作作后，可将侵侵入波幅值加加以限制,使变压器受受到保护。为为了限制侵入入波的陡度和和幅值,使避雷器可可靠动作，变变电所必须有有一段进线段段。若没有次次线段，雷直直击变电所附附近导线时,流过避雷器器的雷电流幅幅值和陡度是是有可能超过过容许值的,因此,对于这种线线路,在靠近变电电所的一段进进线上,必须加装避避雷线或避雷雷针,以减少变电电所的雷害事事故。其作用用是降低陡度度和限制电流流。·7.6接地装装置无论是工作接地还还是保护接地地，都是经过过接地装置与与大地连接，接接地装置包括括接地体和接接地线两部分分。1）接地体（网）待设计变电所为长长方形，则接接地网也可取取为长方形，若若取直径为48mm，长为250cm的钢管作接接地体，埋深深0.8m,接地体之间间连接一般用用镀锌扁钢，应应保证接地地地电阻R≤4Ω。2）接地线接地线是连接接地地体和电气设设备接地部分分的金属部分分的金属导体体，一般接地地采用截面积积不小于4mm*112mm的扁钢，直直径不应小于6mm的圆钢。本章小结本章从变电站设计计的面积出发发，选择了避避雷针的个数数及高度、避避雷器的型号号以及防雷接接地的方式。在在最后，也简简述了边点所所的进线段保保护和接地装装置。第8章无功补偿电力系统统的无功功率率平衡是系统统电压质量的的根本保证。在在电力系统中中,整个系统的的自然无功负负荷总大于原原有的无功电电源,因此必须进进行无功补偿偿。合理的无无功补偿和有有效的电压控控制,不仅可保证证电压质量,而且将提高高电力系统运运行的稳定性性、安全性和和经济性。无功补偿偿设备包括系系统中的并联联电容器、串串联电容器、并并联电抗器、同同步调相机和和静止型动态态无功补偿装装置等。·8.1提高功率率因数的意义义在用电设设备中按功率率因数划分，可可以有以下三三类：电阻性性负荷、电感感性负荷、电电容性负荷。在在用电设备中中绝大部分为为感性负荷。使使用电单位功功率因数小于于1。功率因数数降低以后，将将带来以下不不良后果：1）使电力系统内电气气设备的容量量不能充分利利用，因发电电机和变压器器电流是一定定的，在正常常情况下是不不允许超过的的，功率因数数降低，则有有功出力将降降低，使设备备容量不能得得到充分利用用。2）由于功率因数降低低，如若传输输同样的