110KV變電站電氣設(shè)計(jì)摘要：伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)用電的要求越來(lái)越高。變電所的安全、可靠性直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)隆教110

KV變電所進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以適應(yīng)其日益增加的負(fù)載，并提升該地區(qū)的電力供應(yīng)與穩(wěn)定水平，具有較大的現(xiàn)實(shí)與學(xué)術(shù)價(jià)值。論文以隆教110

KV變電所為例，對(duì)變電所的電力系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)。本課題的主要工作包括：本文介紹了隆教地區(qū)用電負(fù)荷的預(yù)報(bào)方法，并對(duì)其歷史發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)2016.2029年的全國(guó)年均用電進(jìn)行了預(yù)報(bào)。在此基礎(chǔ)上，提出了隆教區(qū)電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)。在設(shè)計(jì)中綜合考慮了可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面的因素。對(duì)隆教110KV變電所的主要供電線路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)各個(gè)短路點(diǎn)的短路電流、短路電流的初循環(huán)數(shù)值以及在最大工況下的穩(wěn)態(tài)短路電流的有效數(shù)值進(jìn)行分析，得出最大短路電流的脈動(dòng)值。以及短路總電流的最大有效值。變電站110KV和各線路的參數(shù)是通過(guò)正常運(yùn)行情況、短路情況和動(dòng)、熱穩(wěn)定性檢驗(yàn)來(lái)決定的。以隆教式變流器的出力為依據(jù)，以隆教式風(fēng)電場(chǎng)的出力為依據(jù)，來(lái)決定其出力的大小。通過(guò)對(duì)各站的負(fù)載統(tǒng)計(jì)，來(lái)決定各站的可變?nèi)菽芰ΑｊP(guān)鍵詞：變電站；負(fù)荷預(yù)測(cè)；短路電流；電氣主接線；接地；半戶內(nèi)GIS

Abstract：Withtherapiddevelopmentofnationaleconomy,variousindustrieshavehigherandhigherrequirementsforelectricity.Thesafetyandreliabilityofsubstationaredirectlyrelatedtothedevelopmentofnationaleconomy.ItisofgreatpracticalandacademicvaluetocarryoutscientificplanninganddesignforLongjiao110KVsubstationtoadapttoitsincreasingloadandimprovethepowersupplyandstabilityoftheregion.ThispapertakesLongjiao110KVsubstationasanexample,andcarriesonaseriesofdesigntothepowersystemofthesubstation.Themainworkofthistopicincludes:ThispaperintroducestheforecastingmethodofelectricityloadinLongjiaoarea,analyzesitshistoricaldevelopmenttrendandcharacteristics,andforecaststhenationalaverageannualelectricityconsumptionin2016.2029.Onthisbasis,thedevelopmentgoalofLongDiocesepowergridisputforward.Inthedesign,reliability,flexibility,economyandotherfactorsareconsideredcomprehensively.ThemainpowersupplylineofLongjiao110KVsubstationisdesigned.Onthisbasis,thepulsationvalueofthemaximumshort-circuitcurrentisobtainedbyanalyzingtheshort-circuitcurrentateachshort-circuitpoint,theinitialcyclevalueoftheshort-circuitcurrentandtheeffectivevalueofthesteady-stateshort-circuitcurrentunderthemaximumworkingcondition.Andthemaximumeffectivevalueofthetotalshort-circuitcurrent.Theparametersof110KVsubstationandeachlinearedeterminedbynormaloperation,shortcircuitanddynamicandthermalstabilitytest.BasedontheoutputoftheLongjiaoconverterandtheoutputofLongjiaowindpowerplant,itsoutputisdetermined.Thevariablecapacityofeachstationisdeterminedbytheloadstatisticsofeachstation.KeyWords：Substation;loadforecasting;short.circuitcurrent;mainelectricalwiring;grounding;semi.indoorGIS 目錄TOC\o"1-2"\h\u74571緒論 -1-1緒論1.1選題的背景意義在電力系統(tǒng)中，變電所是必不可少的一部分。其擔(dān)負(fù)著電能變換與重新分布的重要任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全性與可靠性有著重要的意義。隨著大型發(fā)電機(jī)的大量投產(chǎn)，特高電壓長(zhǎng)距離傳輸以及大規(guī)模的大網(wǎng)絡(luò)的形成，電網(wǎng)的安全性變得更加復(fù)雜。對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)革新，必須對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)進(jìn)行全面的技術(shù)革新，才能確保電網(wǎng)的安全性和可靠性，才能滿足電網(wǎng)的現(xiàn)代化經(jīng)營(yíng)要求。變電所的安全、穩(wěn)定、可靠的工作，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性有很大的影響[1]。電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的影響越來(lái)越大。所以，以特高壓電力作為支柱，使各個(gè)層次的電力系統(tǒng)相互配合，形成一個(gè)具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、交互化特征的統(tǒng)一的、強(qiáng)有力的、具有一定意義的電力系統(tǒng)。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等方面將會(huì)產(chǎn)生重要影響[2.3]。在今后的電網(wǎng)建設(shè)中，變電所將成為其中最為關(guān)鍵的一環(huán)。目前，我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是安全、可靠和經(jīng)濟(jì)。電力在改善人們的生產(chǎn)、生產(chǎn)、消費(fèi)等方面有著舉足輕重的地位。因此，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，增加電力負(fù)荷對(duì)當(dāng)?shù)氐闹文芰?，是?dāng)前迫切需要研究的課題。目前，電網(wǎng)亟需得到有效的控制。變電所的結(jié)構(gòu)與其所處的位置密切相關(guān)，它直接影響著電網(wǎng)的整體穩(wěn)定。所以，要對(duì)變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入和系統(tǒng)的分析，并在此基礎(chǔ)上，為保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供了一套技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)合理的控制系統(tǒng)[4]。近年來(lái)，我國(guó)變電所的發(fā)展迅猛，變電所二次設(shè)備逐漸被取代，為未來(lái)“無(wú)人值守”、智能化的變電所奠定了良好的技術(shù)和技術(shù)條件。為了滿足國(guó)家和社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的需求，需要對(duì)電力系統(tǒng)中各種類型的電力系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃。在進(jìn)行電網(wǎng)優(yōu)化的過(guò)程中，要根據(jù)電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際要求以及對(duì)電網(wǎng)的近期、遠(yuǎn)期計(jì)劃進(jìn)行合理的優(yōu)化。以達(dá)到技術(shù).經(jīng)濟(jì)效益的最好效果[5]。近兩年來(lái)，隆教地區(qū)的經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，交通量也得到了快速的提升。但是，目前該區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于區(qū)域的發(fā)展，電力供應(yīng)的短缺已經(jīng)成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。本文所研究的110

kV隆教變電所是一座為隆教鎮(zhèn)提供電力供應(yīng)的漳州市龍海市隆教鎮(zhèn)的一座110kV隆教變電所。距離隆教20多公里的35

kV武榆變電所由于位置限制，不能進(jìn)行新建和改造。由于對(duì)電力市場(chǎng)的日益發(fā)展，單純依靠10

kV輸變電已無(wú)法適應(yīng)；隆教35

kV變電所因位置限制，無(wú)法達(dá)到擴(kuò)容的需要。為了適應(yīng)隆教鄉(xiāng)區(qū)不斷增加的用電負(fù)荷，增強(qiáng)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，對(duì)110

kV的隆教變電所進(jìn)行了科學(xué)、合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。1.2變電站電氣設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度出發(fā)，與中國(guó)的現(xiàn)實(shí)狀況相聯(lián)系，國(guó)家電網(wǎng)建議將電力系統(tǒng)建設(shè)成一個(gè)智慧的電力系統(tǒng)，加油站是一個(gè)重要的組成部分，并用了許多的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)智慧變電站的研究和開發(fā)進(jìn)行了檢驗(yàn)[6]。當(dāng)前，我國(guó)各大電氣公司已經(jīng)能夠承擔(dān)大多數(shù)的智能化變電所的生產(chǎn)任務(wù)。國(guó)家電力公司已將研究與開發(fā)納入“十二五”計(jì)劃，并在全國(guó)范圍內(nèi)加速推進(jìn)了電力系統(tǒng)的智能化。目前，所有的新的變電所建設(shè)項(xiàng)目都是按照“智能化”的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行的。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，在智能化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多年的研究，并獲得了一定的成功，而在這一領(lǐng)域，我們的技術(shù)才剛剛開始[7]。像西門子、

AAB等國(guó)際大公司，在建造了一座智能變電所的示范項(xiàng)目上，已經(jīng)有了重大的進(jìn)展。與二次裝置相比，一次裝置的智能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后，目前，在提高一次裝置的智能程度方面，仍然存在著很多問(wèn)題。比如，現(xiàn)在普遍應(yīng)用的電子學(xué)變換器，其工作穩(wěn)定性就很差。目前，電力一次裝置的智能主要是將常規(guī)一次裝置與集成裝置相結(jié)合，在某種意義上將流程級(jí)的信息進(jìn)行了分享、數(shù)字化。目前，國(guó)內(nèi)外設(shè)備公司都想在一次設(shè)備和二次設(shè)備的集成上取得新的進(jìn)展，從而達(dá)到智能發(fā)展的目的[8]。在國(guó)內(nèi)，110

kV變電所的主接線形式有很多，如單母線的，雙母線的，一端半開關(guān)的等[9]。在設(shè)計(jì)主接線的時(shí)候，要以現(xiàn)實(shí)情況為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，在全網(wǎng)范圍內(nèi)應(yīng)注意其位置，設(shè)計(jì)容量，線路等；根據(jù)裝置的特性，也要注意聯(lián)結(jié)元件的數(shù)目，供電的可靠性，維修操作的方便程度；如投資，變電站遠(yuǎn)景計(jì)劃等。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，由于采用了新工藝及高質(zhì)量的電器，采用簡(jiǎn)易的主線路，在一定程度上提高了系統(tǒng)的可靠性及安全性[10]。所以，在電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的主要連接形式越來(lái)越簡(jiǎn)單。在選擇一種配電系統(tǒng)的時(shí)候，要綜合考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性及技術(shù)環(huán)境的統(tǒng)一性等因素[11]。當(dāng)前，在我國(guó)部分變電所的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)了專家們的研究，逐漸地選擇了一種新穎而又簡(jiǎn)易的變電所，從而可以對(duì)其進(jìn)行有效的提升[12]。目前國(guó)內(nèi)一些110

kV中繼站在其主要線路上均為無(wú)旁路母的兩條母線。同時(shí)，在設(shè)計(jì)終端變電所時(shí)，應(yīng)盡可能地使用線路變壓器的群接線形式[13]。濟(jì)困人口的迅速增長(zhǎng)，對(duì)用電量的要求也與日俱增，造成了我國(guó)用電短缺。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，國(guó)內(nèi)外的一些專家和學(xué)者做了很多的工作，并給出了一些比較好的方法[14]。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，國(guó)內(nèi)外的一些專家和學(xué)者做了很多的工作，并給出了一些比較好的方法[14]。在這一進(jìn)程中，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是人工智能、模式識(shí)別等技術(shù)的發(fā)展，給電網(wǎng)負(fù)載預(yù)報(bào)帶來(lái)了新的生機(jī)，為電網(wǎng)負(fù)載預(yù)報(bào)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐[15]。對(duì)電力系統(tǒng)中的負(fù)載預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行了研究，并與國(guó)際上的對(duì)比，國(guó)內(nèi)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，歐美等國(guó)家早在20世紀(jì)50、60年代就開始進(jìn)行此項(xiàng)工作，并通過(guò)數(shù)十年的摸索，形成了一系列比較完善和完善的電網(wǎng)負(fù)載預(yù)報(bào)系統(tǒng)。目前，用電負(fù)載預(yù)報(bào)的方法對(duì)各種類型的負(fù)載預(yù)報(bào)都有較高的準(zhǔn)確率，并且在許多情況下都有較好的預(yù)報(bào)結(jié)果。目前的預(yù)報(bào)模式越來(lái)越復(fù)雜化，智能化。在我國(guó)的電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)中，模型的構(gòu)建具有以下四個(gè)特點(diǎn)：（1）從單純到繁復(fù)；(2)轉(zhuǎn)移到以非參量為基礎(chǔ)的建模方式；(3)將多種學(xué)科的技術(shù)和方法應(yīng)用到電網(wǎng)的負(fù)載預(yù)報(bào)中，其中包括了人工智能的原理和模式的辨識(shí)；(4)預(yù)報(bào)模式從單個(gè)預(yù)報(bào)模式發(fā)展到多個(gè)預(yù)報(bào)模式的集成預(yù)報(bào)[16-18]。2隆教變電站電氣主接線設(shè)計(jì)2.1隆教片區(qū)電力系統(tǒng)現(xiàn)狀隆教鄉(xiāng)的電力供應(yīng)以35KV五魚變電站華陽(yáng)線、110

KV剛后變電站白塘線路為主。主干線長(zhǎng)21公里，終端電壓偏低。在2012年、2014年、2015年和2016年，隆教區(qū)的電力負(fù)荷分別為25.91、29.55和34.35

MW。距離隆教鄉(xiāng)20多公里的35

KV武榆變電所因位置限制，無(wú)法滿足新建變電所的需要。在隆教鄉(xiāng)，單純依靠10

KV輸電線路的電力供應(yīng)難以應(yīng)付不斷增加的用電負(fù)荷。隆教35

KV變電所因其占地面積小，無(wú)法滿足擴(kuò)容的需要。為此，在2012年年底，為了緩解隆教鄉(xiāng)的低壓狀況，并保證隆教鄉(xiāng)的電力供應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)該變電所進(jìn)行了初步的改建，并于2013年2月正式投產(chǎn)。主變流器的總?cè)萘繛?.3兆瓦.110伏隆教變投入運(yùn)行后，隆教變35伏將被淘汰、拆除.為隆教鎮(zhèn)的工業(yè)、民用電力提供服務(wù)，擬建設(shè)110

KV隆教變電站。2.2變電站進(jìn)出線規(guī)劃方案2.2.1110KV側(cè)系統(tǒng)接入方案現(xiàn)已完成的隆教110

KV風(fēng)電場(chǎng)輸電線路T型與龍?！獚徫簿€的接線。隨著擬建設(shè)的220kgreen變電所2014年投入運(yùn)行，隆教110kgreen風(fēng)電場(chǎng)將由隴海—崗尾線與Green變電所連接，構(gòu)成Green—隆教風(fēng)電場(chǎng)。綠龍.隆教風(fēng)電場(chǎng)在隆教變于2015年投入運(yùn)行后，將其與該風(fēng)電場(chǎng)的輸電線路切斷，并與其相連。110千伏的龍舟目前進(jìn)行2次排位。新的220kgreenIII—隆教風(fēng)力發(fā)電輸電線（2020年）110千伏的龍騰交流結(jié)束后，分3個(gè)回合進(jìn)行比賽。構(gòu)成兩條線路連接綠洲變電所；一條線路連接隆教風(fēng)電場(chǎng)。110

KV電網(wǎng)側(cè)變電所接線3次，其中2次為綠色220

KV變電所，1次為隆教風(fēng)電場(chǎng)；本次共2臺(tái)，其中一臺(tái)為格林公司220

KV變電所，另一臺(tái)為龍崗風(fēng)電場(chǎng)。隆教110

KV變電所（現(xiàn)期為150

MVA，末期為350

MVA)，與之相匹配的是綠龍—隆教變電所110

KV輸電線路的斷接項(xiàng)目，并與之相匹配，構(gòu)成綠.隆教變電所及110

KV隆教變電所的兩條110KV變、兩條110

KV隆教變。圖2.1、2.2、2.3、2.4顯示了目前的和長(zhǎng)遠(yuǎn)的連接計(jì)劃。圖2.12013年力系統(tǒng)在2013年的運(yùn)行情況圖2.22014年電力接入情況圖2.3本期2015年隆教變系統(tǒng)接線圖圖2.4遠(yuǎn)期2020年隆教城外城建工程管線示意圖2.2.210KV側(cè)系統(tǒng)出線方案按照隆教區(qū)域10KV輸電線路的計(jì)劃，一期110KV變電站將同時(shí)開通4條10KV線路。新10

KV六回線（約6公里）：從六回村到龍崗的一段，從變電所出發(fā)，沿著201國(guó)道的右邊，一直往東。電纜總長(zhǎng)度0.2

km，總線長(zhǎng)5.8km.新的白塘10

KV線（約7

km)：在白塘村的隆教線上，在201國(guó)道的左邊，從變電所的變電所出發(fā)，一直延伸到白塘村。按照龍交北計(jì)劃，目前10

KV側(cè)的12條線路與12條線路相連接，而在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，則將36條線路與36條線路相連接。2.3主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定(1)在電網(wǎng)投入運(yùn)行后，應(yīng)在10~20年內(nèi)，充分考慮到電力系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行后的近期用電能力來(lái)確定主變壓器的容量。(2)根據(jù)變電所的負(fù)載特性及電力系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)主變的容量進(jìn)行了合理的計(jì)算。對(duì)于有一個(gè)重要負(fù)荷的供電負(fù)荷變電所，剩余的主變壓器容量應(yīng)該在后許可的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及主變壓器故障的過(guò)載能力，以及電力的主、次負(fù)荷用戶應(yīng)該確保：如果變電站的供電負(fù)荷是一個(gè)通用的負(fù)荷，剩余的主變壓器容量應(yīng)該確保承擔(dān)70%的總負(fù)載故障的時(shí)間。這是一種服務(wù)。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)在2017年和2029年，電網(wǎng)負(fù)荷分別為39.31和85.32MW和85.32

MW。因此，本次試驗(yàn)選擇了50

MVA的機(jī)組，該機(jī)組可以在短期內(nèi)滿足隆教區(qū)的符合要求。按下列公式計(jì)算的長(zhǎng)期荷載：(2.1)其中，n.是變電所的主要變電所的臺(tái)數(shù)。經(jīng)過(guò)對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的變電所數(shù)目的分析，最終選定3座。該工程擬在近期和遠(yuǎn)期分別建設(shè)50

MVA和3個(gè)50

MVA的變電站。2.4電氣主接線選擇2.4.1電氣主接線一般接線形式在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃及變電站的具體條件，來(lái)決定變電站的主要電氣線路。一般情況下，為方便電能的匯聚與分布，4條以上的出入線都要設(shè)有母線，這樣既可以方便地進(jìn)行變電站的安裝與擴(kuò)展，也可以讓主接線圖變得簡(jiǎn)單而方便。容易執(zhí)行的動(dòng)作。110

KV變電所的輸出線超過(guò)4條時(shí)，采用母線聯(lián)接。在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)中，由于各種新技術(shù)和新設(shè)備的使用，使得變電所的主要接線形式不斷地改變。當(dāng)前，在變電所中，以母線為主的線路形式為主，可以將其劃分為無(wú)母線與有母線。2.4.2電氣主接線方案技術(shù)比較與選擇《35KV.110KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中GB50059.2011規(guī)定，110kV輸電線，橋型，加寬內(nèi)橋；單母線，單母線區(qū)段等等.在有兩個(gè)及多個(gè)主變電所的情況下，6.10

KV電力系統(tǒng)的主要線路應(yīng)為單母段。銀隆廣場(chǎng)目前使用的是一座主變電所，110KV側(cè)主變電所的外橋連接方式不適合于該變電所的110

KV側(cè)主變電所的設(shè)計(jì)。110

KV端給出了兩個(gè)解決辦法：第一個(gè)辦法是內(nèi)橋布線，第二個(gè)辦法是擴(kuò)大容量的內(nèi)橋布線；第二種方式為單母線段。10

KV側(cè)的電力總線路為單母線段，變電站的電力總線路為單母線段、四段式；內(nèi)橋接線如圖2.5所示。圖2.5內(nèi)橋接線該方法的特點(diǎn)是：橋式結(jié)構(gòu)具有較大的柔性，故障少的特點(diǎn)；主電路的接線圖也比較直觀；工程費(fèi)用也比較低廉；并可方便地進(jìn)行單母線段、雙母線連接方式等。在計(jì)劃用電負(fù)荷很少且線路運(yùn)行頻率很少的情況下，通過(guò)橋式布局可以有效地節(jié)約投資。在電網(wǎng)運(yùn)行中，隨著負(fù)載的增加，線路的出線次數(shù)增加，可以采用單母線分段的方式，也可以采用雙母線的方式。內(nèi)橋配線特性：進(jìn)線、斷線相對(duì)簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大電流.在斷開電源后，其他電路都可以正常工作，使用方便；但是，由于在啟動(dòng)過(guò)程中，需要將與之對(duì)應(yīng)的電力線也一并切斷，因此，運(yùn)行過(guò)程十分繁瑣。內(nèi)橋式接線：適合于長(zhǎng)距離、無(wú)需切換。單母線分段接線如圖2.6所示。圖2.6單母線分段接線設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)：1)母線分?jǐn)啵瑔文妇€分?jǐn)?，可以?shí)現(xiàn)雙路對(duì)重要負(fù)荷的供電，增加了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，增加了電網(wǎng)的靈活度；2)如果有一條線路出現(xiàn)了檢修或出現(xiàn)了故障，則該線路上的部分會(huì)自動(dòng)切斷檢修或出現(xiàn)了故障的那條線路上的部分，以確保該條線路的正常工作，從而使該區(qū)段的主要負(fù)載能夠得到不中斷的電力供給，從而增加了電力供給的可靠性，并使該區(qū)段的電力供給更加便捷。缺點(diǎn)：1)如果母線的一部分出現(xiàn)了故障或者進(jìn)行了大修，則在大修過(guò)程中，母線的一部分電路會(huì)掉電。2)當(dāng)線路采用雙回路時(shí)，線路有可能與高架線路的線路相交；3)在變電所擴(kuò)容過(guò)程中，必須對(duì)變電所的分割母線進(jìn)行擴(kuò)容。適用范圍：1)當(dāng)10

KV配電設(shè)備有6根或更多根線路時(shí)；2)當(dāng)110

KV配電網(wǎng)中出現(xiàn)4根線路時(shí)。該變電所的110

KV輸電線路在近期和遠(yuǎn)期分別為2次和3次。首先，它具有規(guī)劃簡(jiǎn)潔、安排靈活等特點(diǎn)。第一種方案中，開關(guān)個(gè)數(shù)較低，且能確保重要負(fù)載的安全供應(yīng)，但電源的可靠性較低；方案二適合于線路多、供電可靠、靈活度高、用電設(shè)備多、建設(shè)投資大、占地面積大的情況。大、配電網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜。根據(jù)該車站的具體條件，在該方案中，對(duì)該線路進(jìn)行了內(nèi)橋式的施工，并對(duì)其進(jìn)行了長(zhǎng)期的內(nèi)橋式的施工。該車站的低壓側(cè)主要電力線路為單母線段，長(zhǎng)期為單母線段四段。2.5電氣主接線2.5.1110KV電氣接線110

KV遠(yuǎn)地共3個(gè)出口，與格林電力公司2條220

KV變電所、1條隆教風(fēng)電場(chǎng)相連，均為加大內(nèi)橋式。目前，該項(xiàng)目的兩根進(jìn)線，一根是格林公司220

KV變電站，另一根是隆教風(fēng)電場(chǎng)，另一根是內(nèi)橋式的主變。110

KV變電站采用室內(nèi)GIS裝置，分階段、依次投入使用。鑒于隆教鎮(zhèn)地區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)速度較慢，因此，將于2020年以后實(shí)施隆教變電站三期匯流排的增容工程。所以，在該方案中，不應(yīng)設(shè)置內(nèi)橋式二次斷路器，而僅設(shè)置一臺(tái)絕緣式、一臺(tái)接地式的斷路器。三段母線進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)展，二段母線需要長(zhǎng)時(shí)間的停止運(yùn)行。為保證龍城地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的順利實(shí)現(xiàn)，可以采用如下技術(shù)手段：隆教風(fēng)力發(fā)電隆教110

KV線與青隆教110KV線相連，接點(diǎn)選于青隆教110

KV線#2號(hào)鐵塔和隆教110

KV線#3號(hào)鐵塔（目前新的青隆教#A1號(hào)和新的隆教風(fēng)力發(fā)電#B1號(hào)臨時(shí)交疊已完成轉(zhuǎn)換）。當(dāng)線路T型接地時(shí)，整個(gè)線路都受到設(shè)在綠邊一側(cè)的距離繼電器的保護(hù)。2.5.210KV電氣接線10

KV遠(yuǎn)端36根線路，均為單母線四段型。2主變電所10KV端接二段（Ⅱ、Ⅲ段），并在Ⅰ、Ⅱ段與Ⅲ、Ⅳ段之間配設(shè)一段式開關(guān)。每個(gè)主變電所的10KV端各有12個(gè)出口。本次工程擬建12條10KV輸出線。2.5.3110KV、10KV中性點(diǎn)接地方式主變110

KV側(cè)星型接線方式，中性點(diǎn)經(jīng)帶放電間隙的斷路器或避雷器接地。遠(yuǎn)景情況下，各主變電所需的10

KV母線均需配設(shè)一座地變，且該地變的性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈與母線相接。本工程的10KV段母線接地變電所同時(shí)作為變電所的變電所。在今后的規(guī)劃中，將新建兩座與母線相連的變電所的接地消弧線圈。

3短路電流計(jì)算、主設(shè)備選擇及一體化電源設(shè)計(jì)3.1三相短路電流計(jì)算3.1.1選取基準(zhǔn)值在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于近似單位執(zhí)法的短路電流計(jì)算方法。以100

MVA為基準(zhǔn)，以平均額定電壓為基準(zhǔn)，115KV為基準(zhǔn)，10KV為基準(zhǔn)，10.5KV為基準(zhǔn)。3.1.2計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值隆教110

KV變電所包含的兩臺(tái)綠色變、一臺(tái)隆教風(fēng)力發(fā)電變電所。這個(gè)系統(tǒng)趨于無(wú)限。綠洲變電所110

KV側(cè)母線與車站110

KV進(jìn)線相隔20公里。龍郊風(fēng)電場(chǎng)110

KV側(cè)母線與車站110

KV進(jìn)線相隔5公里。在圖3.1中顯示了該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖。圖3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖主變壓器各繞組的標(biāo)幺值計(jì)算公式：(3.1)其中，Uk%是指電阻的百分?jǐn)?shù)，SB是指電容的基準(zhǔn)，SN是指電容。計(jì)算輸電線阻抗的方程式：(3.2)這里，X1是傳輸線的單元電抗，Xl取,l1是傳輸線的長(zhǎng)度。SB表示基準(zhǔn)的容量，UB表示基準(zhǔn)的電壓。這樣，在該站點(diǎn)的110

KV進(jìn)線距離該綠色變電所110

KV側(cè)母線20公里，線路阻抗標(biāo)幺值為0.0636。主變量的數(shù)值為0.3。在圖3.2中給出了該系統(tǒng)的當(dāng)量電路。圖3.2系統(tǒng)等值電路圖對(duì)該系統(tǒng)的等值電路圖作了等值化處理，并給出了該系統(tǒng)的等值電路簡(jiǎn)圖。圖3.3系統(tǒng)等值電路簡(jiǎn)化圖3.1.3各短路情況下等值電路圖每一種電壓水平下的母線及每一種電壓水平下的接線端子均視為短路點(diǎn)，并進(jìn)行了短路電流的計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)最大負(fù)荷工況下的短路電流進(jìn)行了計(jì)算，并選擇了10

KV母線和10

KV母線作為短路點(diǎn)。當(dāng)10KV主變并聯(lián)時(shí)，10

KV母線也是并聯(lián)的.三相在d.1處出現(xiàn)短路，在圖3.4中表示了該系統(tǒng)的等效電路。圖3.4d.1短路時(shí)系統(tǒng)等值電路圖（2）三相在d.2處出現(xiàn)了三相的短路，在圖3.5中表示了該系統(tǒng)的等效電路。圖3.5d.2短路時(shí)系統(tǒng)等值電路圖（3）三相在d.3處出現(xiàn)了三相的短路，在圖3.6中顯示了該系統(tǒng)的等效電路。圖3.6d.3短路時(shí)系統(tǒng)等值電路圖3.1.4短路電流計(jì)算公式計(jì)算短路電流的單位數(shù)值的方程式：(3.3)這里，XK是當(dāng)量的當(dāng)量短路電阻，I*是一種等價(jià)的短路?；鶞?zhǔn)電流的計(jì)算式：(3.4)在這里，SB表示基準(zhǔn)容量，UB表示基準(zhǔn)電壓。短路電流的計(jì)算方法是(3.5)在三相短路出現(xiàn)后，在三相短路的一半時(shí)間內(nèi)(t=0.01s)，脈沖電流的瞬時(shí)最大。如果不考慮周期成分的衰減，則可以得到以下公式：(3.6)在該公式中，Ich是眾所周知的脈沖電流的值，并且Kch是脈沖系數(shù)，根據(jù)表3.1來(lái)選擇，并且Kch是1.8。

表3.1沖擊系數(shù)當(dāng)三相短路開始后，短路電流的最大有效值Ich在第一個(gè)循環(huán)中出現(xiàn)。如果不考慮周期成分的衰減，則可以得到以下公式：（3.7）在這個(gè)公式中，Ich是一個(gè)眾所周知的脈沖電流（pulsecurrent）的值，并且Kch是一個(gè)脈沖系數(shù)，其中Kch是1.8。3.1.5短路電流計(jì)算結(jié)果該站的短路電流是以110

KV龍浦變電所采用的220

KV格林變電所雙回路并聯(lián)為電源的愿景最大值為基礎(chǔ)進(jìn)行的。在表3.2中給出了短路電流的結(jié)果。表3.2短路電流結(jié)果3.2電氣主設(shè)備選擇3.2.1電氣設(shè)備一般原則與技術(shù)條件主要電力裝置的選型要符合正常運(yùn)行，維護(hù)，斷路，過(guò)壓等方面的需求，并要根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展方向，與實(shí)際的環(huán)境情況相一致；追求技術(shù)上的領(lǐng)先，設(shè)計(jì)上的經(jīng)濟(jì)性；能確保新老設(shè)備在型號(hào)上的一致性；在工程中應(yīng)用的新型電器產(chǎn)品，必須通過(guò)正規(guī)的認(rèn)證。各種類型的高電壓裝置必須符合表3.3。表3.3高壓裝置一般規(guī)范3.2.2主設(shè)備的計(jì)算校驗(yàn)方法（1）額定電壓選定裝置的最大容許操作電壓Umax應(yīng)該不小于所述電路的最大運(yùn)行電壓Ug，也就是說(shuō)：（3.8）3千伏或更高等級(jí)的三相AC表3.4中列出了裝置的最大電壓。表3.4額定裝置額定和最高運(yùn)行電壓（KV）（2）額定電流所選設(shè)備的額定電流Ie應(yīng)該不小于在多種可能操作模式中的線路的持續(xù)操作電流Ig，也就是：(2.9)各線路的持續(xù)操作電流見表3.5。

表3.5不同回路的持續(xù)工作電流（3）額定開斷電流額定的斷開電流Ibr不低于有效的短路電流：(2.10)在這個(gè)公式中，Ibr表示的是額定的斷開電流，I'表示的是有效的短路電流.(4)檢驗(yàn)動(dòng)力學(xué)及熱學(xué)穩(wěn)定性對(duì)于電力裝置的動(dòng)力及熱特性，應(yīng)進(jìn)行最大可能的短路電流試驗(yàn)。在這兩種情況下，一般采用三相短路時(shí)的短路電流數(shù)值。應(yīng)符合下列條件的短路熱穩(wěn)定性：(3.11)在所述公式中，Qdt表示在所述短路電流（kA2·s）表示短路電流中的溫度作用（kA2·s）；（kA）在t秒鐘之內(nèi)可以通過(guò)的具有溫度穩(wěn)定性的有效電流的數(shù)值。；以s表示，t表示該裝置所能容許得熱穩(wěn)流時(shí)間。需要在以下時(shí)間tjs以檢驗(yàn)熱穩(wěn)定性：(3.12)在這個(gè)公式中，tb表示繼電保護(hù)設(shè)備的備用保護(hù)的操作時(shí)間(s),td表示的是斷路器的全開閘時(shí)間（s）。動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的狀態(tài)：(2.13)在上述的公式中，Igf表示的是短路開斷電流，Ich表示的是短路電流沖擊峰值，igf代表的是跳閘電流，而

ich代表的是跳閘電壓的峰值。3.2.3設(shè)備的工作條件確定與設(shè)備參數(shù)選擇（1）110kV電源裝置的工作狀態(tài)與裝置參數(shù)的選取110

KV系統(tǒng)的運(yùn)行情況由主要設(shè)備的運(yùn)行電壓、運(yùn)行電流、短路電流等參數(shù)得出，見表3.6。

表3.6110kV電力裝置操作工況在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)110

KV側(cè)電力裝置運(yùn)行條件的分析，結(jié)合一般裝置的規(guī)范參數(shù)，得出了相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，見表3.7。

表3.7kV端電器的各項(xiàng)指標(biāo)（2）10KV側(cè)電氣設(shè)備的工作條件確定與設(shè)備參數(shù)選擇對(duì)10KV端裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，得出10

KV端裝置的運(yùn)行情況，見表3.8。表3.810kV端電力裝置的操作情況通過(guò)對(duì)10

KV側(cè)電力裝置運(yùn)行條件的分析，結(jié)合一般裝置的規(guī)范參數(shù)，得出了10

KV側(cè)電力裝置運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，見表3.9。表3.910kV端電力裝置的參數(shù)該工程為110

KV，在其上設(shè)置了電磁變流器和電磁變流器，并在其上設(shè)置了智能變流器。3.3導(dǎo)線截面選擇與輸電容量3.3.1格林側(cè)導(dǎo)線選擇110KV.LongAC變壓器的一次變電能力是150

MVA，最后一次變電能力是350

MVA。按照導(dǎo)線橫斷面的計(jì)算，末級(jí)進(jìn)線有三個(gè)循環(huán)（格林循環(huán)兩個(gè)循環(huán)，龍崗循環(huán)一個(gè)循環(huán)）：(3.14)其中，S主要以KVA表示，A是以平方毫米表示的金屬絲橫斷面；Ue是以千伏表示的線路標(biāo)稱電壓；J是以A/m㎡為單位的經(jīng)濟(jì)電流密度，這里是1.15。通過(guò)對(duì)該工程的實(shí)際應(yīng)用，得出了該工程的合理斷面為228.2m㎡。鑒于末級(jí)功率為350

MVA，末級(jí)配電線的經(jīng)濟(jì)橫斷面為684.6m㎡，故本工程擬在末級(jí)配電線上使用本工程中的雙回線。300平方毫米的鋼絲。300m㎡的導(dǎo)線具有65.7

MVA和137.6

MVA（其最大容許溫度80和最大容許電流743

A）的傳輸能力。在N.1線路的故障模式下，按照《35~110

KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，在一臺(tái)主變斷電后，要確保其余主變的負(fù)荷100%滿負(fù)荷，才能進(jìn)行計(jì)算。其負(fù)載容量為變壓器的1.3倍。如果選取負(fù)荷，那么在常規(guī)運(yùn)行時(shí)（3個(gè)主變），主變的負(fù)荷比例K為0.87。在本工程中，其中一條線路失效后，其最大負(fù)荷為：300m㎡的最大傳輸能力是137.6

MVA,130.5

MVA，可以達(dá)到最大傳輸能力的要求.通過(guò)上述分析，確定了選擇300m㎡的線路斷面就能達(dá)到最大主變電容量。為此，本課題選取了300m㎡的橫截面。3.3.2隆教風(fēng)電場(chǎng)側(cè)導(dǎo)線選擇隆教風(fēng)力發(fā)電站24個(gè)機(jī)組，每組2兆瓦，裝機(jī)總數(shù)48兆瓦，當(dāng)量滿載時(shí)間為2386個(gè)小時(shí)。通過(guò)對(duì)導(dǎo)線橫斷面的分析，得出了導(dǎo)線橫斷面為219平方毫米，考慮到單電源的情況，推薦采用240平方毫米的導(dǎo)線。橫斷面導(dǎo)電導(dǎo)線的240平方毫米的經(jīng)濟(jì)傳輸能力是52.6兆瓦。3.3.3變電站各回路導(dǎo)體選擇各等級(jí)的高壓裝置的引出線應(yīng)根據(jù)流經(jīng)線路的最大電流來(lái)選取，斷面應(yīng)根據(jù)受熱情況來(lái)選取；主變進(jìn)線及母連接線的負(fù)荷不應(yīng)低于1.05倍的額定負(fù)荷。110

KV和10KV的出線電纜，其電纜直徑應(yīng)不少于傳輸線直徑。在表格3.10中列出了線路的選取結(jié)果。

表3.10選取導(dǎo)線的情況3.4站用變選擇將轉(zhuǎn)換因子的方法應(yīng)用于火力發(fā)電廠的變送器容量的計(jì)算。荷載的計(jì)算公式是：（3.15）其中，P1是電動(dòng)機(jī)負(fù)荷；P2是用來(lái)加熱的電能；P3為發(fā)光負(fù)荷；該站變電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)值為夏季最大負(fù)荷。表3.11中列出了這些數(shù)據(jù)。

表3.11每臺(tái)機(jī)組的可變負(fù)載由上述分析可知，該變電所的負(fù)載等級(jí)為63.5kVA左右。由于在發(fā)生故障時(shí)，消防水泵、穩(wěn)壓水泵的工作功率都比較大，因此，變電所的變電所容量應(yīng)以80

KVA為宜。該工程的站場(chǎng)供電由地面供電及站場(chǎng)變壓器供電，站場(chǎng)變壓器二次線圈的額定容量為100

KVA。3.5一體化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5.1系統(tǒng)組成電站交直流一體化電源系統(tǒng)包含了電站交流電源、直流電源等設(shè)備，并對(duì)它們進(jìn)行了統(tǒng)一的管理，實(shí)現(xiàn)了共用直流動(dòng)力電池組。3.5.2系統(tǒng)功能要求《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》中的8.4條及Q/GDW383.2009中的6.3.4條及《110(66)KV220KV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中的6.3.4條。每一個(gè)動(dòng)力源在設(shè)計(jì)，配置和監(jiān)視上都應(yīng)該是統(tǒng)一的。并將數(shù)據(jù)上傳到遙控器，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程兩種不同的操作，從而使電廠用電設(shè)備之間進(jìn)行了系統(tǒng)的聯(lián)鎖。(1)各個(gè)供電設(shè)備之間的通信協(xié)定必須是一致的，以達(dá)到數(shù)據(jù)、資料的共享；(2)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該使用DL/T860協(xié)議，并在以太網(wǎng)上通信的方式連接到變電所的后臺(tái)，以便對(duì)整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控、維護(hù)和管理。這個(gè)體系的架構(gòu)在圖表中被描繪出來(lái)。圖3.7變電站站用交直流一體化電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(3)監(jiān)控交流供電的輸入、交流供電的匯流條、直流供電的輸入供電的開關(guān)。電源輸出、電池輸出、DC母線切換、電壓控制等。其中包含交流不間斷電源，通信輸入，遠(yuǎn)程控制，通信等。(4)該系統(tǒng)必須能夠?qū)囌緝?nèi)的交流電源，直流電源，電池，交流電源，不間斷電源，交流電源，等進(jìn)行監(jiān)控。(5)該系統(tǒng)能夠監(jiān)視交流供電線路，直流供電線路，開關(guān)的脫扣報(bào)警等。(6)該系統(tǒng)必須具備對(duì)AC電源轉(zhuǎn)換、充電裝置轉(zhuǎn)換充電方式等進(jìn)行控制的能力。3.5.3直流電源（1）直流系統(tǒng)電壓110

KV變電所的工作用電是220伏，通訊用電是.48伏。（2）電池的型式、容量和數(shù)量保證最后的廢氣，能夠保持母線的電壓等級(jí)，所需的電池組數(shù)應(yīng)為：（3.16）其中，n是存儲(chǔ)單元的數(shù)量；Ue直流母線的額定電壓；UJN是指電池的終端電壓，這里是1.8伏。電池堆的電量可以達(dá)到2個(gè)小時(shí)。電池組件是220伏，200安培，電池的單體是2伏。（3）充電裝置臺(tái)數(shù)及形式DC系統(tǒng)采用220伏的電壓水平。配置一組高頻率的切換式充電器，可實(shí)現(xiàn)N+1的模塊化配置。每個(gè)電池采用3個(gè)20A的模數(shù)電池進(jìn)行充電。（4）交流不停電源系統(tǒng)設(shè)置一套UPS（inverter）電源。使用單一機(jī)構(gòu)。該計(jì)算機(jī)的功率為5千瓦。（5）通信電源部分其中，通訊功率系統(tǒng)采用了直流/直流變換裝置，并采用了N+1的模塊式架構(gòu)。（6）一體化電源系統(tǒng)總監(jiān)控裝置配有一組電能綜合監(jiān)測(cè)設(shè)備?？偙O(jiān)控裝置是綜合供電系統(tǒng)的中央監(jiān)控管理單元，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車站的各種設(shè)施的監(jiān)測(cè)，包括交流電源，直流電源，UPS。并且在所說(shuō)的變電所中，把DL/T860與臺(tái)站控制層相連，對(duì)變電所的供電進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、維護(hù)和管理。該系統(tǒng)采用總線或DL/T860標(biāo)準(zhǔn)與各子系統(tǒng)通訊，并與各子系統(tǒng)通訊。

4無(wú)功補(bǔ)償、消弧線圈的計(jì)算及防雷接地設(shè)計(jì)4.110KV電容器選擇設(shè)計(jì)4.1.1無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算原則(1)110kV變電所的無(wú)功補(bǔ)償能力是指對(duì)變電所內(nèi)部的變電所進(jìn)行的無(wú)功損失和對(duì)負(fù)載端的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。(2)在110

KV變電所電容式無(wú)功補(bǔ)償能力達(dá)到主變最大能力的情況下，在此基礎(chǔ)上，電源側(cè)的功率系數(shù)應(yīng)該大于0.95。(3)批發(fā)縣地區(qū)，在其電力因數(shù)和變電站集中補(bǔ)償電容設(shè)置不多的情況下，可以采用2030%的新變電站進(jìn)行配網(wǎng)。4.1.2主變無(wú)功損耗計(jì)算在圖4.1中表示了一個(gè)變壓器環(huán)路。圖4.1變頻器環(huán)流110kvlong是在交流情況下，它的主變?cè)O(shè)備的容量是50MVA，電壓比是11081.25%/10.5kV，短路阻抗Ud%是15，低壓端的能源系數(shù)cos2是0.9，并且電阻不是變壓器的有功損耗。其阻抗按以下方法進(jìn)行計(jì)算：（4.1）這里，Ue是指電壓的標(biāo)稱，Se是指功率的標(biāo)稱。110KV端的額定電壓是110

KV，并在規(guī)定的范圍內(nèi)；10KV端的額定電壓是10.5

KV；設(shè)計(jì)功率為50兆瓦；通過(guò)分析，得到了系統(tǒng)的高電壓端和低電壓端的阻抗分別為36.3和0.33。該方法考慮了變壓器的阻抗及有功損失，從而使無(wú)功損失及電壓損失的計(jì)算公式得到了簡(jiǎn)化。無(wú)功損耗計(jì)算公式：(4.2)在公式中，將U2設(shè)為10.5

KV，將負(fù)荷的有功和無(wú)功分別表示為P2和Q2。壓力損失的垂向和橫向分布公式：(3.3)(4.4)通過(guò)對(duì)三成負(fù)載與八成負(fù)載情況下，主變網(wǎng)在三成負(fù)載情況下的無(wú)功損失情況進(jìn)行了比較，得出了在三成負(fù)載情況下，主變網(wǎng)在八成負(fù)載情況下的無(wú)功損失情況。表4.1負(fù)荷30%與負(fù)荷80%的情況下的計(jì)算4.1.3無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算在主變電負(fù)荷為30%和80%的情況下，為了將110KV的電源效率提高到0.95，需要對(duì)低電壓的電源進(jìn)行增補(bǔ)：(4.5)經(jīng)過(guò)計(jì)算，30%的負(fù)荷可以用4.4兆瓦來(lái)補(bǔ)償，80%的負(fù)荷可以用10兆瓦來(lái)補(bǔ)償。可以看出，在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，每個(gè)主變壓器要對(duì)10.0兆瓦的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，因此，可以把無(wú)功補(bǔ)償組設(shè)定為4兆瓦+6兆瓦。4.1.4電容器投入后高壓側(cè)功率因數(shù)及主變檔位(1)在表格4.2中給出了高電壓端的功率因素的計(jì)算結(jié)果。

表4.2負(fù)荷在30%，負(fù)荷在80%的情況下，高電壓端的功因系數(shù)的計(jì)算（2）在表格4.3中給出了主要位移的計(jì)算結(jié)果。表4.3在30%負(fù)荷與80%負(fù)荷情況下主要位移位移的計(jì)算4.1.510KV電容器選擇結(jié)果10

KV電容是在對(duì)主變線圈進(jìn)行無(wú)功損失的情況下，得到其電容值。本年度每個(gè)主變位上裝有兩套5%的電容，其電容值為6000千瓦，其電容值為4000千瓦。室內(nèi)構(gòu)架電容組選擇10

KV，鐵芯反應(yīng)器置于屋后。采用單星接地方式，并配有敞口三角形和壓差兩種保護(hù)方式。電容選擇單一的334KV保險(xiǎn)絲。4.210KV消弧線圈選擇網(wǎng)站設(shè)在龍海市的隆教鄉(xiāng)。10千伏特線路主要是高架線路。10

KV電網(wǎng)的電容電流是在下列情況下進(jìn)行計(jì)算的：1、每根10

KV輸電線的平均長(zhǎng)度是0.5

KV，每根10KV輸電線的平均長(zhǎng)度是6.5

KV；2、每個(gè)主變流器按12個(gè)供電線路計(jì)算；（1）對(duì)于10kV的線段而言，所生成的電容器電流是：（4.6）L1表示線纜的全長(zhǎng)為6千米。Un表示10kV的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。S是一條300平方公尺長(zhǎng)的直線。K是由變電站施加給變電站的接地電容電流所引起的額外系數(shù)，在變電站10KV電壓等級(jí)下，這個(gè)數(shù)值是16%。對(duì)10KV電纜進(jìn)行了理論計(jì)算，得到了10KV在工作時(shí)所引起的電容電流為16.2A。在高架電線上生成的電容器電流是：(4.7)公式中，2.7為計(jì)算因子，適合不設(shè)架空接地的情況；3.2是指在有高架接地的情況下使用的系數(shù)；L2是指高架線，全長(zhǎng)78公里；Un是指10KV的系統(tǒng)額定電壓；K是變電所增加的接地電容電流的倍數(shù)，10千伏的變電所用的K是16%。通過(guò)對(duì)該線路的分析，得出了該線路在線路上所引起的電容電流為2.4

A。在此基礎(chǔ)上，得出了在實(shí)際運(yùn)行中，線路的電容電流在18.6

A左右。在該項(xiàng)目中，需要安裝一套接地變壓器的消弧繞組，其消弧繞組的能力可按下面的公式進(jìn)行計(jì)算。(4.8)其中，Q是以KVA表示的補(bǔ)償能力；其中，K是補(bǔ)償因子，超出了原來(lái)的1.35值；Ue是以千伏表示的線路的標(biāo)稱電壓；表4.410kV電網(wǎng)的容量值（單個(gè)母線變壓器）給出了10

KV電網(wǎng)的容量值。本項(xiàng)目是以消弧線圈的理論計(jì)算為基礎(chǔ)，按照《通用設(shè)備》的規(guī)定，在10

KV母線上，安裝一套10

KV可調(diào)地式可調(diào)消弧線圈的家用成套裝置。消弧線圈的容量為315

KVA，與一臺(tái)400

KVA的接地變壓器和一臺(tái)100

KVA的變電站主變繞組。4.3絕緣配合及防雷保護(hù)4.3.1110KV電氣設(shè)備的絕緣配合1）電容器的選用根據(jù)2012年度一般設(shè)備110KV的要求，選擇了110KV的ZnO型避雷器，其技術(shù)參數(shù)見圖4.5。表4.5110kVZnO阻尼器的技術(shù)指標(biāo)2）110kV電力裝置的絕緣水平試驗(yàn)方法在110

KV輸電線路中，通過(guò)過(guò)載電流的大小來(lái)確定設(shè)備的絕緣等級(jí)。在閃電沖擊下，以10

kA的閃電沖擊殘余壓力為基礎(chǔ)，得到了閃電沖擊下的協(xié)調(diào)因子1.4。在該方案中，對(duì)該方案的高電壓端的絕緣等級(jí)進(jìn)行了計(jì)算，并給出了相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。表4.6110kV電力裝置的絕緣等級(jí)4.3.210KV電氣設(shè)備的絕緣配合按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在站臺(tái)上，110KV與10KV的接地類型有差異的情況下，10KV的接地型應(yīng)選擇具有低級(jí)過(guò)電壓保護(hù)的接地型；當(dāng)電壓在1.38歐姆以上時(shí)，其值為1.38°12=16.56

KV.本文所選擇的低電壓端氧化鋅避雷器的主要技術(shù)指標(biāo)，如表4.7所示。

表4.710kVZnO阻尼器的技術(shù)指標(biāo)在對(duì)車站低電壓端電器的絕緣等級(jí)進(jìn)行分析時(shí)，采用1.4的諧波系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。如表4.8所示，該車站的低電壓側(cè)電器的絕緣等級(jí)。表4.810kV電力裝置的絕緣等級(jí)4.3.3主變中性點(diǎn)電氣設(shè)備的絕緣配合1）電容器的選取根據(jù)2012版《一般裝置選型》，選用主變電所小電流接地裝置，并將其用作主變電所小電流接地裝置的參考，其技術(shù)參數(shù)如表4.9所示。表4.9電力系統(tǒng)主變流器的技術(shù)指標(biāo)2）主變中性點(diǎn)電平主變電流過(guò)電壓是主變電流過(guò)電壓的重要指標(biāo)。在這種情況下，它通?？梢缘挚构ぷ鬟^(guò)電壓。所以，在絕緣匹配時(shí)，沒(méi)有考慮到工作波測(cè)試電壓的匹配。閃電沖擊的協(xié)調(diào)性是基于1.5

kA閃電沖擊的殘余壓力，并且協(xié)調(diào)性是1.4。在表4.10中，說(shuō)明了主變電所用的中性點(diǎn)電器的絕緣等級(jí)。表4.10總變壓器的中線電壓等級(jí)4.4變電站接地設(shè)計(jì)在變電所中，一般都是以橫向地線為主接地網(wǎng)，縱地線為二次接地網(wǎng)絡(luò)。該變電所是一種“半封閉式”變電所，該變電所所處的土質(zhì)屬于微酸。根據(jù)《國(guó)網(wǎng)基建部關(guān)于發(fā)布設(shè)計(jì)新技術(shù)推廣應(yīng)用實(shí)施目錄的通知》，提出了以505mm厚的包銅鋼板為主要接地網(wǎng)母線的橫向接地體。以熱穩(wěn)定性及腐蝕狀態(tài)為基礎(chǔ)，對(duì)110KV、10KV設(shè)備接地引線下行使用606m平米的熱鍍鋅扁鋼，豎直接地體使用14.2mm的銅包鋼棒（長(zhǎng)度2.5m）。電器裝置使用的是404平方公尺的熱鍍鋅板。工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的土層以砂土為主，土層的平均電阻率在350

m左右。經(jīng)計(jì)算，地鐵站臺(tái)內(nèi)埋有4根30m深度的接地，外側(cè)埋有3根水平的輻射接地。接地網(wǎng)的總接地電阻為1.3，混凝土路面的階梯電壓能夠滿足安全要求，而接觸電勢(shì)不能滿足要求，所以必須在人工操作機(jī)構(gòu)箱、接線盒附近設(shè)置一個(gè)平衡電壓的裝置。確保工作人員的生命安全。4.4.1計(jì)算條件(1)該工程現(xiàn)場(chǎng)的土壤主要是沙質(zhì)粘性土，其淺部（0m.10m）的平均電阻率大約是350米，最深處（10米30米深）的土壤電阻率在1000米左右。(2)擬在站點(diǎn)上使用的是一種復(fù)合型接地網(wǎng)絡(luò)。水平地地網(wǎng)的埋入深度為0.8m（最外層圈的深度為1.05.0

m)，垂直直地桿長(zhǎng)度為2.5

m，水平地地網(wǎng)的鋪設(shè)距離為67

m。水稻品種繁多。(3)100平方毫米的銅絲用于橫向接地體，而14.2毫米、L=2.5米的銅桿用于縱向接地體。(4)深井用直徑為4.5毫米、長(zhǎng)度為30米、直徑為100毫米的無(wú)縫鋼管進(jìn)行接地網(wǎng)。一共4個(gè)地點(diǎn)。(5)該車站主要接地網(wǎng)絡(luò)（在站中）的面積為3761平方米，其中，總的橫向接地網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)L為871米，總的外部邊緣長(zhǎng)L0為196米。(6)根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間、大容量的系統(tǒng)短路電流來(lái)計(jì)算該系統(tǒng)的短路電流。4.4.2接地線段選取檢驗(yàn)在大接地、大短路時(shí)，由于單相中的短路電流很大，所以在選用時(shí)必須考慮其耐高溫性能。以下是其計(jì)算公式：(4.12)在這個(gè)公式中，Sjd是以m㎡為單位的接地線的最小熱穩(wěn)定度；Ijd是（A）在接地線上流動(dòng)的短路電流中的一個(gè)穩(wěn)定值。Td代表了繼電保護(hù)器的操作時(shí)刻+（0.3.0.5）秒的開關(guān)的全部導(dǎo)通和關(guān)閉時(shí)刻，兩相的接地的短路1.2秒；C是接地本體的耐熱性。當(dāng)單相接地或雙相接的發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)接地線的短路電流見表4.11。表4.11在兩相接地情況下，在兩相接地情況下的短路電流對(duì)于110

KV電網(wǎng)，當(dāng)接地導(dǎo)體部分的接地體是平鋼時(shí)，單相接地：(4.13)接地體為銅排時(shí)：(4.14)(2)在接地導(dǎo)體部分的接地體是平鋼的情況下，按照10KV系統(tǒng)的兩相接的短路：(4.15)接地體為銅排時(shí)：(4.16)(3)對(duì)接地體橫截面的確認(rèn)1)平鋼制的地腳導(dǎo)線該變電所地面設(shè)備可以使用606熱鍍鋅扁鋼作為接地線，在不考慮腐蝕的情況下，僅預(yù)留充足的裕度，以滿足各個(gè)電壓級(jí)別的短路熱穩(wěn)定需求。2)柔性的銅導(dǎo)線在地平線上，在設(shè)備的地面上，以及在地面上的引地線，都使用100毫米的銅絲。在不計(jì)腐蝕的情況下，留出充足的裕度，在不同的電壓水平下，對(duì)接地體的力學(xué)性能進(jìn)行合理的考慮，使接地體在不同的電壓水平下，能夠達(dá)到短路的溫度穩(wěn)定。

5設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性比較5.1應(yīng)用通用設(shè)計(jì)情況及采用GIS方案的說(shuō)明5.1.1本工程應(yīng)用通用設(shè)計(jì)方案形式說(shuō)明本課題從110KV變電所總體設(shè)計(jì)的具體實(shí)施情況出發(fā)，依據(jù)遠(yuǎn)景電力主線路及設(shè)備選擇的原則，并結(jié)合該地區(qū)110

KV變電所的實(shí)際應(yīng)用情況，擬采用下列兩種電力設(shè)計(jì)方案：第一個(gè)方案是按照國(guó)電的A3.3計(jì)劃進(jìn)行的，它是一層半室內(nèi)的布局，主變裝在戶外，110

KV裝置在室內(nèi)的地理信息系統(tǒng)，以及架空線路。方案2采用了國(guó)電集團(tuán)的A2.4方案，房屋整體布局在一幢建筑中，主變電所設(shè)置在房間里，房間里的GIS選擇110

KV，房間里的GIS使用的是架空線。5.1.2本站采用半戶內(nèi)GIS方案的說(shuō)明該站選址在漳州市龍海市201國(guó)道邊的隆教鄉(xiāng)，該區(qū)域?qū)儆诃h(huán)境E類，距海邊一公里左右。該站點(diǎn)的西邊是201國(guó)道，西邊是住宅區(qū)，東邊和南邊是耕地，東北角是河流，交通十分便捷。這個(gè)地點(diǎn)現(xiàn)在是耕地和荒地。隆教鎮(zhèn)因其自然海灘的優(yōu)越條件，吸引了首鋼首信集團(tuán)公司作為南海首個(gè)海灣的投資商，在這里建立了“七彩城”；民盛地產(chǎn)，新華都實(shí)業(yè)集團(tuán)，將在白塘灣國(guó)際度假城市進(jìn)行投資；考慮到土地利用的局限性及城市規(guī)劃的需要，建議站點(diǎn)采用具有較高的安全可靠性、較好的抗污染效果、較低的全壽命周期費(fèi)用、較少的GIS方案。5.2方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較這兩個(gè)方法在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上僅對(duì)其差異進(jìn)行了比較。表5.1列出了這一時(shí)期的技術(shù).經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果。

表5.1目前的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)比在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上只對(duì)兩個(gè)方案的各組成部分進(jìn)行了對(duì)比，最后的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果如表5.2所示。表5.2最后階段的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)比5.3全壽命周期經(jīng)濟(jì)成本（LCC）的分析LCC是一種全壽命周期成本控制的方法，其特征是“全系統(tǒng)”、“全成本”和“全過(guò)程”。該方法能夠更加科學(xué)、合理、有效地對(duì)裝備的壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)。操作與維修階段決定并控制全部工程費(fèi)用。以確保整個(gè)生命周期費(fèi)用最小為目標(biāo)的運(yùn)營(yíng)管理方式。生命周期費(fèi)用主要有：投入費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、失效損失費(fèi)用、工期費(fèi)用和報(bào)廢費(fèi)用。對(duì)變電所主變第一個(gè)室外式及第二個(gè)室內(nèi)式的LCC進(jìn)行了LCC計(jì)算，得出了以下結(jié)論：1、一次投資費(fèi)用折價(jià)IC：以遠(yuǎn)景規(guī)模為基礎(chǔ)計(jì)算的折價(jià)估計(jì)值。如果使用一種主要的外部配置方式，則其折現(xiàn)的一次投資（即動(dòng)態(tài)的一次投資）要比內(nèi)部配置方式二的二次投資低238萬(wàn)元。在現(xiàn)有的規(guī)模下，主變電所外配置的主變電所一次投資費(fèi)用較主變電所二次配置的主變電所二次投入節(jié)省176萬(wàn)元。2、折現(xiàn)操作費(fèi)用OC：主變式戶外安裝1的折現(xiàn)操作費(fèi)用（OC）比室內(nèi)安裝2的折現(xiàn)操作費(fèi)用（OC）高20000元/年，30年后將多出600000元/年；3、斷電折扣損失費(fèi)用(FC)：在不連續(xù)兩年斷電的情況下，在戶外設(shè)置的情況下（0.49個(gè)小時(shí)），在不連續(xù)年斷電時(shí)間（0個(gè)），在該區(qū)域的平均負(fù)載為12

MW時(shí)，對(duì)方案1的斷電損失的折扣費(fèi)用為3650元；4、工期（TC）折價(jià)：主變組戶外安裝1的施工時(shí)間與室內(nèi)安裝2的工期基本一致，工期以同一基準(zhǔn)計(jì)算；5、折現(xiàn)淘汰費(fèi)用(DC)：以110

KV裝置費(fèi)用的5%為基準(zhǔn)，在長(zhǎng)期規(guī)模的方案1中，淘汰費(fèi)用比方案2低6500元，而在目前規(guī)模的方案1中，淘汰費(fèi)用比方案2低9000元。6、110kV設(shè)備的壽命：由于主變的壽命相同，其設(shè)備成本相同，因此其安裝和施工成本相同。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該變電所的生命周期費(fèi)用進(jìn)行了估算，得出：主變電所外部安裝方式1較主變電所內(nèi)部安裝方式2節(jié)省了17828500元。5.4方案推薦通過(guò)本項(xiàng)目第一方案與第二方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和全生命周期成本分析，從投資成本和LCC分析的角度來(lái)說(shuō)，前者比后者節(jié)約了1782850元。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，兩種方法均能達(dá)到110

KV變電所的需要。兩種方法的內(nèi)部布局都使用了GIS裝置。本發(fā)明的特點(diǎn)是：安全可靠，抗污染效果好，施工簡(jiǎn)便，設(shè)備維修方便，工作量小，易于擴(kuò)充；二者的不同之處是：方式1是利用了主變量的橫向散熱器，并將其放置在戶外，而方式2是利用了主變量的本體散熱器，并將其放置在室內(nèi)，所以方式2具有更大的建筑物和占用空間。通過(guò)比較，提出了一種可行的方法。

總結(jié)文章對(duì)110

KV變電所的電力系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并對(duì)該變電所在的長(zhǎng)、短工況下的電力系統(tǒng)進(jìn)行了分析，為該變電所在的電力系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了依據(jù)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的故障分析，可以得到系統(tǒng)的故障診斷結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了變電所的避雷線的設(shè)計(jì)。本文的主要內(nèi)容和主要結(jié)果是：1.針對(duì)該區(qū)域電網(wǎng)現(xiàn)狀，對(duì)其近期的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行了分析和預(yù)報(bào)。但在隆教地區(qū)，因其所需的資料較少，故采用功率彈性因子方法對(duì)其進(jìn)行中期和中期的負(fù)荷預(yù)報(bào)是不合適的。應(yīng)用該方法對(duì)該區(qū)域的中短期電力負(fù)載進(jìn)行了預(yù)報(bào)。對(duì)該區(qū)域2013～2033年的電力需求進(jìn)行了預(yù)估。通過(guò)對(duì)隆教片區(qū)的電力系統(tǒng)進(jìn)行分析，并結(jié)合具體的工程設(shè)計(jì)，來(lái)決定主變電所的安裝數(shù)量及安裝能力。通過(guò)兩種電力線路的比較分析，確定了110

KV系統(tǒng)的內(nèi)橋接地方式，并提出了今后將采取增大內(nèi)橋接地方式。在未來(lái)10

KV線路上，10KV線路將采取單母線段的方式，而未來(lái)10KV線路將改為四段的方式。2.按照隆教片區(qū)的總體布局，得出了該變電所的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的線路圖。在此基礎(chǔ)上，以最大工作狀態(tài)為依據(jù)，給出了該電路的當(dāng)量電路。按照跳閘位置的選取，將110KV側(cè)和10KV側(cè)與主