鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電站電力系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、論文110KV鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電站電力系統(tǒng)設計申請人：張秋波學科（專業(yè)）：電力系統(tǒng)及其自動化指導教師：陳國聯(lián)2011年 1月網(wǎng)絡教育學院畢 業(yè) 設 計 (論 文) 任 務 書專業(yè)班級 層次 姓名 學號 一、畢業(yè)設計（論文）題目 二、畢業(yè)設計（論文）工作 年 月 日起至 年 月 日止三、畢業(yè)設計（論文）基本要求： 指導教師： 網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)設計(論文)考核評議書指導教師評語： 建議成績： 指導教師簽名： 年月日答辯小組意見：負責人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會意見： 負責人簽名： 年 月 日論文題目：110KV鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電站電氣系統(tǒng)設計學科（專業(yè)）：電力系統(tǒng)及其自動化申請人：張秋波

2、指導教師：陳國聯(lián)摘 要變電站做為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，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。變電站的安全運行對電力系統(tǒng)至關重要。本文對110kV變電站進行了分析設計。文章首先介紹了課題的背景和意義，對課題的研究發(fā)展情況進行了總結；其次分析了負荷和無功補償，并進行了變電所主接線方式設計，在短路電流計算的基礎上，對電氣設備及母線進行了選擇。文章最后進行了變電所防雷保護與接地裝置的設計。關 鍵 詞：110kV變電站 電氣設計 設備選擇 防雷裝置論文類型：理論研究Title：The design of 110KV township Subst

3、ation Electrical SystemSpeciality：power system and its automationApplicant：Zhang QiuboSupervisor：Chen GuolianABSTRACTSubstation as an important part of the power system, which directly affects the entire power system security and economic operation of power plants and the user is to contact the midd

4、le part, plays the role of transformation and distribution of electric energy. Safe operation of the substation of power system is essential.This paper analyzes 110kV substation design. The article first introduces the background and significance of the subject, research and development of the subje

5、ct was summarized; followed by analysis of the load and reactive power compensation and substation main connection methods were designed, in the short-circuit current calculation based on the electrical Equipment and bus were selected. Finally, the article substation lightning protection and groundi

6、ng design.KEY WORDS：110kV Substation Electrical Design Equipment selection Lightning protection devicesTYPE OF THESIS：theory目錄摘 要VABSTRACTVI1 緒論11.1課題的研究背景和意義11.2課題研究發(fā)展現(xiàn)狀11.3文主要工作22負荷預測和無功補償22.1車間負荷預測22.2無功功率補償32.2.1 無功補償?shù)幕驹瓌t3無功補償措施33變電所主接線方式設計43.1主接線方案設計的主要原則43.2主接線方案設計及比較54短路電流的計算64.1短路故障產(chǎn)生的原因64.

7、2短路電流計算的目的64.3短路電流計算方法概述74.4短路電流計算的步驟85電氣設備及母線的選擇95.1選擇電氣設備和母線的主要技術條件105.2所用電源引接方式115.3斷路器，隔離開關的選擇原則115.3.1 斷路器115.3.2 隔離開關125.4母線及各出線的選擇原則126變電所防雷保護與接地裝置的設計136.1防雷保護設計原則146.2防雷裝置設計計算156.3防雷設計的基本經(jīng)驗16致 謝17參考文獻181 緒論1.1課題的研究背景和意義現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力

8、系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線應合理。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設及改造、拉動內(nèi)需的發(fā)展計劃，1lO kV 變電站的建設迅猛發(fā)展。供電可靠性是城網(wǎng)建設改造的一個重要目標，110 kV 變電站設計是城網(wǎng)建設中較為關鍵的技術環(huán)節(jié)，如何設計110 kV 變電站，是城網(wǎng)建設和改造中需要研究和解決的一個重要課題。變電站做為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，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。電氣主接線是發(fā)電廠和變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直

9、接關系著全電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。1.2課題研究發(fā)展現(xiàn)狀各電負荷提供的數(shù)據(jù)是變電所進行電力設計的基本原始資料，但是這些資料通常是不完整的，在設計時必須考慮5到10年的負荷增長情況并如何根據(jù)這些資料正確估計變電所所需要的電力、電量是一個非常重要的問題。負荷計算直接影響著變壓器的選擇，計算負荷是根據(jù)變電所所帶負荷的容量確定的，預期不便的最大假想負荷。這個負荷是設計時作為選擇變電所電力系統(tǒng)供電線路的導線截面，母線的選擇，變壓器容量，斷路器，隔離開關，互感器額定參數(shù)的依據(jù)。根據(jù)城市規(guī)劃，負荷性質，電網(wǎng)結構等綜合考慮確定變電所的總容

10、量。對于重要變電所應考慮以1臺主變壓器停運時其余變壓器容量在計及負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足類及類負荷的供電。對于一般變電所，當一臺主變停運時，其余變壓器的容量應能滿足全部負荷的70%-80%，在目前實際的運行情況變電所中一般均是采用兩臺變壓器互為暗備用并聯(lián)運行。變壓器容量首先應滿足在下，變壓器能夠可靠運行。對于單臺：對于兩臺并聯(lián)運行：+ + +變壓器除滿足以上要求外還需要考慮變電所發(fā)展和調(diào)整的需要，并考慮5-10年的規(guī)劃，以滿足后期用電需求，并留有一定的裕量并滿足變壓器經(jīng)濟運行的條件。1.3文主要工作（1）進行了變電站的負荷預測，闡述了無功補償?shù)囊话惴椒ê驮瓌t；（2）討論了電氣主接線設計的一般

11、要求和原則；（3）對站用電源數(shù)量及容量進行了分析；（4）進行了短路電流計算的分析，闡述了短路電流的危害和原因；（5）進行了防雷及過電保護裝置的設計。2負荷預測和無功補償2.1車間負荷預測負荷預測是配電網(wǎng)規(guī)劃面臨的第一個任務，負荷預測的準確程度直接關系到規(guī)劃方案的質量。按預測時期的長短，負荷預測一般可分為長期，中期，短期和超短期四種。配電網(wǎng)規(guī)劃的負荷預測主要屬于中長期負荷預測。目前對中、長期負荷預測的研究方法主要有：（1）相關分析法相關分析法是將負荷同各種社會和經(jīng)濟因素等聯(lián)合起來考慮，通過尋找電力負荷與影響其變化的相關因素之間的關系或數(shù)學模型，來達到預測的目的。其優(yōu)點是可以清楚地看到可量測因素和

12、負荷增長趨勢的關系，但搜集這些相關因素的資料有時比負荷預測本身更困難。（2）回歸分析法回歸分析法假定負荷同一個或多個獨立變量存在因果關系，通過尋找因果關系的數(shù)學模型，據(jù)此預測出將來負荷值?；貧w分析模型參數(shù)估計技術比較成熟，預測過程相對簡單。但一般為避免數(shù)據(jù)處理過于復雜，常將變量間的關系假定為線性。將偏最小二乘回歸模型應用于年用電量預測，克服了自變量之間多重相關性的問題，使得計算結果更為可靠。在回歸分析中采用了非線性參數(shù)估計計算，從而得到更精確的預測模型。（3）時間序列分析法時間序列法將負荷數(shù)據(jù)當做一個隨時間變化的序列進行處理，通過尋找負荷歷史數(shù)據(jù)序列中的變化模式，并將該模式外推到未來進行預測。

13、當時間過長時會產(chǎn)生較大誤差。（4）趨勢外推法趨勢外推法只需要負荷本身的歷史數(shù)據(jù)，通過尋找負荷歷史數(shù)據(jù)中的負荷變化規(guī)律和特性，并將其變化模式外推到未來進行預測。該方法需要的數(shù)據(jù)量小，但由于沒有對負荷預測中的隨機成分進行統(tǒng)計處理，因此準確度不高。（5）空間負荷預測空間負荷預測不僅在時間上預測未來負荷的增量，而且還預測負荷增長的空間信息。80年代初，美國的wllis等人提出了空間負荷預測的概念。之后運用于空間負荷預測的方法主要有多變量法，趨勢法和用地仿真法。前兩種方法模型簡單，精度不高，己基本上不再采用，現(xiàn)在廣泛應用的是用地仿真法。用地仿真法是通過建立用地仿真模型來模擬小區(qū)發(fā)展情況，將負荷預測的結果

14、分配到每個小區(qū)，具有較高精度，能夠滿足中長期配電網(wǎng)規(guī)劃的要求。（6）人工智能技術隨著人工智能技術的不斷發(fā)展和日益完善，人們又提出了模式識別法，組合預測法，模糊預測法，專家系統(tǒng)法，神經(jīng)網(wǎng)絡法等方法。這些方法發(fā)展都不很成熟，但具有很大的應用潛力。負荷預測的各種方法根據(jù)其自身的特點被應用于不同的場合。趨勢外推法、相關分析法以及時間序列分析法由于其精度不高，只用在一些對精度要求不高的定性分析上?；貧w分析法、灰色模型考慮了隨機因素，預測精度較高，但要建立這些模型較為困難，目前還在進一步研究，這些方法大都應用于要求考慮的隨機量較少的場合。人工智能技術目前越來越多地被應用于負荷預測中，這些方法的預測精度相對

15、較高，但由于發(fā)展還不夠成熟，還在進一步探索?，F(xiàn)在負荷預測的應用往往將多種方法同時進行預測，綜合分析得出一個結果。2.2無功功率補償 無功補償?shù)幕驹瓌t無功補償是配網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分。因為它是保持網(wǎng)絡無功平衡、提高電壓質量、降低網(wǎng)絡損耗的有效措施。當前，配網(wǎng)的狀態(tài)是：無功功率缺額很大、無功補償?shù)呐渲脴O不合理、補償設備的作用沒有充分地發(fā)揮。無功功率平衡是電壓質量的根本保證。整個系統(tǒng)中的自然無功負荷總是大于原有的無功電源，因此必須進行無功補償。合理的無功補償和有效的電壓控制不僅可以保證電壓質量，而且可以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。在配網(wǎng)規(guī)劃原則中，要在補償中堅持“全面規(guī)劃、合理布局、

16、分級補償、就地平衡”的原則。無功補償措施進行網(wǎng)架規(guī)劃時是以最大負荷為依據(jù)，而實際運行時，負荷是變化的，功率因數(shù)也是變化的，通過線路的有功和無功功率都與規(guī)劃計算時大不相同，因此，導致某些負荷點的電壓“越限”。為了使越限的電壓恢復正常，必須采取有效措施無功補償。所謂補償，就是吸收供給適度可變的無功功率，使通過線路的無功潮流最小。補償裝置很多，如：（1）靜電電容器 靜電電容器又稱移相電容器，在電路中有兩種接法：電容和負荷電路并聯(lián)，稱并聯(lián)電容補償；電容和負荷電路串聯(lián)，稱串聯(lián)電容補償。其中，并聯(lián)補償?shù)淖饔茫?）提高負荷的功率因數(shù)；2）降低線路和變壓器中的功率和能量損耗；3）降低線路、變壓器中的電壓損耗；

17、4）提高線路和變壓器的有功傳送能力。（2）并聯(lián)電抗器 在線路末端裝設并聯(lián)線型電抗器，使它產(chǎn)生感性無功功率，與線路上多余的容性無功功率相平衡，達到控制電壓的作用。并聯(lián)電抗器結構簡單，性能可靠，價格相對便宜。在發(fā)電機端也裝設并聯(lián)電抗器，以降低發(fā)電機運行功率因數(shù)而提高電動勢。（3）靜止補償器 能升高或降低電壓，可連續(xù)調(diào)節(jié)，性能好，響應速度快。但相對會產(chǎn)生諧波，投資大。3變電所主接線方式設計變電所電氣主接線設計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應的接線方式。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要組成部分。它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級的線路、無功補

18、償設備最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時也表明在變電所內(nèi)各種電氣設備之間的連接方式。一個變電所的電氣主接線包括高壓側、中壓側、低壓側以及變壓器的接線。因各側所接的系統(tǒng)情況不同，進出線回路數(shù)不同，其接線方式也不同。3.1主接線方案設計的主要原則110kV雙電源供電的變電站一次主接線，應根據(jù)其用電性質、用電容量的大小以及對供電可靠性要求的程度進行選擇。在滿足供電可靠性要求的基礎上，盡量簡化接線，減少開關，節(jié)省投資。設計應滿足以下幾項原則：（1）變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位、作用相適應。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位，作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。（2）變電所主接線的選擇應考慮

19、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，還應滿足電網(wǎng)出故障時應處理的要求。（3）各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所性質，電壓等級、進出線回路數(shù)、采用的設備情況，供電負荷的重要性和本地區(qū)的運行習慣等因素。（4）近期接線與遠景接線相結合，方便接線的過程。（5）在確定變電所主接線時要進行技術經(jīng)濟比較。3.2主接線方案設計及比較(1)一次側主接線采用內(nèi)橋式。此種接線運行方式簡單靈活，較為可靠。兩路電源可同時運行，也可一主一備，供電可靠性較高，是兩臺主變壓器常用的一種接線方式.此種接線方式，一般適用于容量不很大的用戶，且單臺同容量變壓器互為全備用。(2)一次側為單母線分段接線。此種接線方式適用于多臺變壓器運行

20、方式，一般用于用電容量較大的特高層，大型公建和重要工業(yè)用戶.此種結構保護和操作相對復雜，保護采用交流或直流，對供電可靠性要求較高。（3)三路電源供電的接線方式。一般有兩種，一種為甲類供電用戶，一主二備供電方式，如天津電視塔.另一種是供電面積10多萬f的建筑群體或購貨中心，由于供電能力限制，兩種電源不能互為備用，所以需要三路電源，只起雙電源作用。(4)線路變壓器組單元接線方式。此種接線適用于用電容量較小，只要求保安電源的用戶，兩路電源不能起到兩臺變壓器互為備用的作用。而且要求其中一臺變壓器必須滿足全部負荷需要，另一臺變壓器可以只滿足保安電源的需要，它的特點是接線簡單，保護簡單，投資少，并能滿足用

21、戶對供電可靠性的基本要求。(5)雙電源通母線，運行方式一主一備，不能同時運行，適用于允許停電倒閘操作和季節(jié)性用電的用戶。4短路電流的計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求；評價確定網(wǎng)絡方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊網(wǎng)絡設施的影響等。 在電力系統(tǒng)設計中，短路電流的計算應按遠景規(guī)劃水平年來考慮，遠景規(guī)劃水平年一般取工程建成后5-10年中的某一年。計算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運行方式時各樞紐點的三相短路電流。4.1短路故障產(chǎn)生的原因短路是系統(tǒng)常見的嚴重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接

22、。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有 ： （1）設備原因電氣設備、元件的損壞。如：設備絕緣部分自然老化或設備本身有缺陷，正常運行時被擊穿短路；以及設計、安裝、維護不當所造成的設備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。 （2）自然原因氣候惡劣，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）人為原因工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物帶電設備內(nèi)形成短路事故等。4.2短路電流計算的目的 （1）電主接線比選短路電流計算可為不同方案進行技術經(jīng)濟比較，并為

23、確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。 （2）選擇導體和電器如選擇斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器等。其中包括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的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗短路器的遮斷能力等。 （3）確定中性點接地方式對于35kV 、10kV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點接地方式。 （4）選擇繼電保護裝置和整定計算在考慮正確、合理地裝設保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還

24、應計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據(jù)需要計算單相接地電流等。4.3短路電流計算方法概述在發(fā)電廠、變電所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，也是電氣設計的主要計算項目，其目的有以下幾個方面：(1)在選擇電氣主接線時，為比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流措施等均要進行必要的短路電流計算。(2)在選擇電氣設備時，如高壓斷路器，隔離開關等，為保證設備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定

25、電抗器的電抗值。計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流的沖擊值，用以校驗設備的動穩(wěn)定。(3)在計算屋外高壓配電裝置時，需要短路條件校驗的相間和相對地的距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需要以各種短路時的短路電流為依據(jù)。在驗算導線和電氣設備時所用的短路電流一般有以下規(guī)定：(1)計算時需滿足的基本情況： 1)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行。 2)短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。 3)所有電源的電動勢相同。 4)正常工作時三相系統(tǒng)對稱運行。 5)應考慮對短路電流有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。 (2)接線方式：計算短路電流時，所有的接線方式應是可

26、能發(fā)生的最大短路電流的最大運行方式，而不能用在切換過程中可能出現(xiàn)并列運行的接線方式。1)計算容量應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，以及負荷增加情況。2)短路種類一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變器等回路中的單相或兩相接地短路較三相短路嚴重時，應按嚴重的情況校驗。3)短路點的選擇在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點為短路計算點。本設計短路計算點選擇在變壓器110kV側的母線上和10kV母線上，母線上的短路電流在三相短路時最大。4.4短路電流計算的步驟本文短路電流計算主要討論實用計算曲線法，其具體步驟如下： (1)計算系統(tǒng)、線

27、路、發(fā)電機在基準容量下的標幺值并繪制等值網(wǎng)絡： 1)本設計選擇基準容量 =100MVA,=2)發(fā)電機電抗，略去網(wǎng)絡各元件的電阻輸電線路電容和變壓器的勵磁支路，只用其標幺值。3)無限大功率電源內(nèi)阻抗等于零，系統(tǒng)=/4)略去負荷(2)按網(wǎng)絡變換的原則，將網(wǎng)絡中的電源合成為幾組，每一組用一個等值發(fā)電機代表。無限大系統(tǒng)另成一組。求出各等值發(fā)電機對短路點的轉移電抗，以及系統(tǒng)對短路點的轉移電抗。(3)將求出的轉移電抗按相應的等值發(fā)電機容量進行歸算，便得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗。(4)進行化簡，最終化成系統(tǒng)，發(fā)電機對短路點的等值電路。對發(fā)電機求出的計算電抗。并查氣輪機的曲線查出等效電流標幺值最終的短

28、路電流為：=+ =（+）/（ ） =/（* ）(5)繼電保護配置1）系統(tǒng)繼電保護及自動裝置繼電保護是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要屏障，在此設計變電站繼電保護結合我國目前繼電保護現(xiàn)狀突出繼電保護的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運用微機繼電保護裝置及微機監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動化水平。2）主變壓器保護電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要的電氣設備,它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)正常運行帶來嚴重的后果,同時大容量變壓器也是非常貴重的設備, ,因此必須根據(jù)變壓器的保護的容量和重要程度裝設性能良好、動作可靠的保護。5電氣設備及母線的選擇5.1選擇電氣設備和母線的主要技術條件（1）電壓，其允許的最高工作電

29、壓不得低于該回路的最高運行電壓即電網(wǎng)電壓，（2）電流，其長期允許電流不得小于該回路的最大持續(xù)工作電流。（3）機械荷載，電氣設備的機械荷載安全系數(shù)有廠家提供，機械荷載須滿足安裝要求。（4）短路穩(wěn)定條件，導線或電氣設備的動、熱穩(wěn)定及設備的開斷電流，可按三相短路驗算。當單相、兩相接地較三相短路嚴重時，應按嚴重情況驗算。絕緣水平，在工作電壓及過電壓的情況下，其內(nèi)、外絕緣應保證必要的可靠性，電氣設備的絕緣水平應符合國家標準的規(guī)定。按當?shù)丨h(huán)境條件校驗電氣設備，在選擇電氣設備或導體時要考慮設備安裝地點的環(huán)境條件，如：溫度、日照、風速、冰雪、相對濕度、污穢、海拔、雨量，并根據(jù)環(huán)境條件校驗。校驗電氣設備的熱穩(wěn)定

30、和開斷能力時，要必須確定短路計算時間，驗算熱穩(wěn)定的計算時間為繼電保護時間和相應斷路器全開斷時間之和。 =+ =+ 其中：繼電保護時間 斷路器全開斷時間 斷路器的固有分閘時間 滅弧時間斷路器能在最嚴重的情況下開斷電流。在校驗熱穩(wěn)定時，如在選擇母線是，其短路電流時間為繼電保護的主保護時間與斷路器的全開斷時間之和，選擇負荷出線時的短路時間為后備保護時間與斷路器的全開斷時間之和。5.2所用電源引接方式（1） 當所內(nèi)有較低電壓母線時，一般均由這類母線上引接12個所用電源，這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟和可靠性較高的特點。如能由不同電壓等級的母線上可分別引接兩個電源，則更可保證所用電的不間斷供電。當有旁路母

31、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。正常運行時，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的開關設備，否則要加裝限流電抗器。（3）由于低壓網(wǎng)絡故障機會較多，從所外電源引接所用電源可靠性較低.有些工程保留了施工時架設的臨時線路，多用于只有一臺主變壓器或一段低壓母線時的過度階段。500KV變電所多由附近的發(fā)電廠或變電所引接專用線作為所用電源。5.3斷路器，隔離開關的選擇原則 斷路器斷路器是變電所中重要的開關器件，具有滅弧裝置，能夠開斷短路電流和負荷電流，其是母線、變壓器及線路的保護元件。斷路器種類和型式選擇：按照斷路器采用的滅弧介質可以分

32、為油斷路器，壓縮空氣斷路器，六氟化硫斷路器，真空斷路器，隨著開關技術的發(fā)展，現(xiàn)在變電所設計一般是采用六氟化硫斷路器和真空斷路器，而油斷路器基本上被淘汰。本設計選擇LW6126I/3150六氟化硫斷路器和ZN510/1000室內(nèi)真空斷路器。（1）額定電壓和電流的選擇 式中電網(wǎng)額定電壓設備的額定電壓電氣設備的額定電流電網(wǎng)的最大負荷電流。（2）開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流不應小于實際開斷瞬間短路電流周期分量即： 當斷路器的較系統(tǒng)短路電流電流大很多的時候，簡化可用，為短路電流的有效值。（3）短路關合電流的選擇 為了保證斷路器在關合短路電流時的安全，斷路器的額定關合電流不應小于短路電流的最大沖擊

33、值。即（4）短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗 為動穩(wěn)定電流，為斷路器熱穩(wěn)定電流，為熱穩(wěn)定時間。 隔離開關隔離開關是發(fā)電廠，變電所常用的開關器件，它與斷路器配套使用，但隔離開關不能用來接通或開斷短路電流和負荷電流，其主要功能是：隔離電壓，檢修時使檢修設備與電源隔離，以確保檢修安全。倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以改變運行方式，常用隔離開關和斷路器協(xié)同操作來完成。分合小電流，因隔離開關具有一定的分合小電流和電容電流的能力，可以用來分、合避雷器，電壓互感器，空載母線等隔離開關與斷路器相比，額定電壓，額定電流選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗項目相同，但由于隔離開關不能夠開斷、接通短路電流，故不需要進行開斷電流和關合電

34、流的校驗。本設計選用的隔離開關有：戶外型，戶內(nèi)型，出線上選擇型。5.4母線及各出線的選擇原則本設計的母線按最大工作電流選擇： 即最大持續(xù)工作電流要小于等于在該環(huán)境溫度下的導體的長期允許載流量與實際環(huán)境溫度的修正系數(shù)之積，10KV按經(jīng)濟電流密度選擇=/ 即最大持續(xù)工作電流與所選擇導線類型在相應的最大負荷利用小時數(shù)下的經(jīng)濟電流密度之比。導線的動、熱穩(wěn)定校驗，按熱穩(wěn)定校驗確定母線的最小截面： 為短路電流的非周期分量，短路電流周期分量，為所選擇導線的熱穩(wěn)定系數(shù)。如果計算出的小于所選擇的導線截面積即滿足熱穩(wěn)定的要求。動穩(wěn)定校驗： 其中：W截面系數(shù) 母線單位條間應力 母線短路沖擊電流 相間距離取0.75m

35、，絕緣子跨距取1.2m 截面形狀系數(shù)，在相應的形狀曲線上可以查到只要條應力加相間應力小于允許應力即滿足動穩(wěn)定要求。本設計110KV母線按:即2倍的變壓器額定電流，選擇LGJ-150型鋼芯鋁絞線，10KV也按2倍的變壓器額定容量選擇，選擇雙條LMY-100*10鋁導條水平放置。6變電所防雷保護與接地裝置的設計變電所是重要的電力樞紐，一旦發(fā)生雷擊事故，就會造成大面積停電。一些重要設備如變壓器等，多半不是自恢復絕緣，其內(nèi)部絕緣如故發(fā)生閃絡，就會損壞設備。因此，變電所實際上是要全耐雷的。變電所的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(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電所。對直擊雷的防護一般采用

36、避雷針或避雷線。對雷電侵入波的防護的主要措施是閥式避雷器限制過電壓幅值，同時輔之以相應措施，以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。6.1防雷保護設計原則變電所的防雷設計應做到設備先進、保護動作靈敏、安全可靠、維護試驗方便，并在在保證可靠性的前提下力求經(jīng)濟性。防止雷電直擊的主要設備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿架空線路侵入電氣設備和建筑物內(nèi)部的主要設備是避雷器。避雷針有單支，多支，等高與不等高之分?，F(xiàn)實用的比較多的是氧化鋅避雷器和閥型避雷器等。6.2防雷裝置設計計算為了防止變電所遭受直接雷擊，需要安裝避雷針、避雷線和輔設良好的接地網(wǎng)。裝設避雷針(線)應該使變電所的所有設備和建筑物處于保

37、護范圍內(nèi)。還應該使被保護物體與避雷針(線)之間留有一定距離，因為雷直擊避雷針(線)瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發(fā)生放電，這種現(xiàn)象稱避雷針(線)對電氣設備的反擊或閃絡。逆閃絡一旦出現(xiàn)，高電位將加到電氣設備上，有可能導致設備絕緣的損壞。為了避免這種情況發(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的距離。避雷針的位置確定，是變電所防雷設計的關鍵步驟。首先應根據(jù)變電所電氣設備的總平面布置圖確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規(guī)程范圍的要求，初步確定避雷針的安裝位置后再根據(jù)下列公式進行，校驗是否在保護范圍之內(nèi)。 (1)單根避雷針的保護范

38、圍應按下列公式確定：當式中-被保護物高度，m 避雷針的高度，m每側保護范圍的寬度，m 高度影響系數(shù)，當30m, =1, 當30h<120 , = (2)等高避雷針保護范圍確定方法：兩針外側的保護范圍應按單支避雷針的計算方法確定，兩針間的保護最低點高度應按下式計算：式中兩針間保護最低點的高度兩避雷針間的距離兩針間在水平面上的保護范圍的一側的最小寬度按下式計算：當時， ；當時， ；式中保護范圍的一側最小寬度；求出后就可以確定兩針間的保護范圍。(3)三支等高避雷針所形成的外側保護范圍，分別按兩支等高避雷針的計算方法確定；如果在三針內(nèi)側各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度0，則全面積即受到保護。

39、四支以上等高避雷針所形成的四角形或多邊形，可先將其分成兩個或多個三角形，然后按三支等高的避雷針的方法計算確定保護范圍。6.3防雷設計的基本經(jīng)驗(1)在作防雷設計前，應到當?shù)貧庀蟛块T了解最新的當?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)和年平均雷暴次數(shù)，以便確定計算標準。(2)根據(jù)開關場布置形式，確定避雷針的支數(shù)、高度。(3)充分利用進線終端桿的高度，設計安裝避雷針。(4)避雷針與主變壓器應盡量保持1520m的距離，避免對主變壓器的逆閃絡和逆變電壓。(5)應充分考慮跨步電壓的危險，建議避雷針到主控制室的距離不小于10m，獨立避雷針距道路應在3m以上。(6)接地電阻必須符合各種規(guī)程、規(guī)范的要求。(7)在設計標準時和設備選型應留有適當?shù)脑６?。根?jù)防雷及過電壓保護規(guī)范，為防止直接雷擊，在所區(qū)四周設置四