【正文】 ②當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?00m③雷暴日：20 日/年 其它①變電站地理位置：城郊，距城區(qū)約 7km②變電站供電范圍： 110kV 線路：最長 80km，最短 40km；35kV 線路：最長50km，最短 20 km；10kV 低壓饋線：最長 30km，最短 10km；③未盡事宜按照設(shè)計(jì)常規(guī)假設(shè)。華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)22 設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)只作電氣系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，不作施工設(shè)計(jì)和土建設(shè)計(jì)。A. 設(shè)計(jì)的最低要求是：①通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定電氣主接線；②短路電流計(jì)算；③主變壓器選擇；④斷路器和隔離開關(guān)選擇；⑤導(dǎo)線（母線及出線）選擇；⑥限流電抗器的選擇（必要時(shí)） 。B. 設(shè)計(jì)的較高要求是：①完成上述設(shè)計(jì)的最低要求；②選擇電壓互感器；③選擇電流互感器；④選擇高壓熔斷器（必要時(shí)） ；⑤選擇支持絕緣子和穿墻套管；⑥選擇消弧線圈（必要時(shí)） ；⑦選擇避雷器。華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)33 負(fù)荷計(jì)算和主變壓器選擇 負(fù)荷計(jì)算①電壓等級(jí)待建變電所的電壓等級(jí)為 110kV/35kV/10kV。②合計(jì)負(fù)載及類型近期 35kV 側(cè)負(fù)載 3560420kVSkAkV???近期 10kV 側(cè)負(fù)載 近期總負(fù)載 3510()(24.)??????遠(yuǎn)期 110kV 側(cè)負(fù)載 102kVSkkA??遠(yuǎn)期 35kV 側(cè) 35640kVkkV???遠(yuǎn)期 10kV 側(cè)負(fù)載 ??遠(yuǎn)期總負(fù)載 3510()(24.)????????華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)4近、遠(yuǎn)期總負(fù)荷 ???其中一、二類負(fù)荷即重要負(fù)荷合計(jì) ..95S k?????????重 要 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定①主變臺(tái)數(shù)確定的要求：，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜；，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。考慮到該變電站是本地區(qū)重要電源支撐點(diǎn)，含有較大份額的一、二類負(fù)載，故一期工程選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等?？紤]到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，遠(yuǎn)期增加負(fù)載較多，負(fù)荷密度迅速增大，故二期工程增加一臺(tái)主變壓器。②容量的選擇主變壓器容量一般按變電站建成后 5～10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～20 年的負(fù)荷發(fā)展。根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的 60%～70%的要求，并能保證用戶全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要。華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)5()()SeSkVA???::當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān) ～。故近期選兩臺(tái) 25MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。同時(shí)考慮到遠(yuǎn)期變電站的總負(fù)荷增加，新增加的變壓器須與近期的兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，故近期選擇兩臺(tái) 25MVA 的主變壓器，遠(yuǎn)期增加一臺(tái) 25MVA 的變壓器。 ③校驗(yàn)變壓器的負(fù)荷近期變壓器的負(fù)荷率 %????遠(yuǎn)期變壓器的負(fù)荷率 ????由負(fù)荷校驗(yàn)可知，該設(shè)計(jì)方案中近期主變壓器利用率較高，經(jīng)濟(jì)性較好。同時(shí)考慮到待建變電所的負(fù)載中一、二類負(fù)載占了較大份額，這是一種合理的設(shè)計(jì)方案。④校驗(yàn)事故情況下的過載能力近期一臺(tái)主變壓器停運(yùn) %????遠(yuǎn)期一臺(tái)主變壓器停運(yùn) ????考慮到變壓器有一定的過負(fù)荷能力，自然油循環(huán)的變壓器過負(fù)荷不應(yīng)超過50%，故該設(shè)計(jì)的過載能力滿足要求。如果故障進(jìn)一步擴(kuò)大，如遠(yuǎn)期兩臺(tái)主變壓器華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)6同時(shí)停運(yùn)，可采取適當(dāng)?shù)臏p載措施，切斷部分三類負(fù)載，用剩下的一臺(tái)主變壓器維持一、二類負(fù)載的供電。⑤接地方式我國 110kV 及以上電壓變壓器繞組都采用 Y 連接；35kV 采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV 以下電壓變壓器繞組都采用 ? 連接。⑥主變壓器型式的確定具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15% 以上或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三繞組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定對電力系統(tǒng)一般要求 10kV 及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三繞組變壓器。故選擇主變壓器參數(shù)型式為 SFSZ9? 25000/110 型三相三繞組電力變壓器。其容量比為 100/100/50。詳細(xì)參數(shù)為：表 1 所選三相三繞組電力變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓（kV） 阻抗電壓（% ）額定容量（kVA）高壓中壓低壓高－中中—低高—低空載電流（ %）連接組25000 110 11 18 YN,yn0,d11華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)7 主接線的設(shè)計(jì)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB5005992 35～110kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)載性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。按照以上要求對主接線進(jìn)行選擇。①110kV 側(cè)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，35～110kV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋型、線路變壓器組或線路分支接線，超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋型接線、單母線或分段單母線接線。110kV 線路為 6 回以上時(shí)，宜采用雙母線接線。待建變電所 110kV 近、遠(yuǎn)期進(jìn)線共 2 回，出線共 2 回。此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷，且重要負(fù)荷較多，故保留以下兩種備選方案：方案一：單母線帶分段接線方案二：雙母線接線表 2 待建變電所 110kV 側(cè)主接線方案比較方案項(xiàng)目 方案一 方案二，設(shè)備較少 ，靈活性好，靈活性較差 ，便于擴(kuò)建 ，容易誤操作經(jīng)濟(jì)方面 設(shè)備少、投資小 占地大、投資多綜合考慮，雙母線接線的方案雖然在供電可靠性上顯得更滿足負(fù)荷的要求，但華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)8占地大，投資多。相反，待建變電所在選擇主變壓器時(shí)留有一定的安全余量，在負(fù)荷較小的季節(jié)尚可能退出一臺(tái)主變壓器，用雙倍的投資換取略高的可靠性是不劃算的。綜上所述，110kV 側(cè)選用單母線帶分段接線。②35kV 側(cè)待建變電所 35kV 側(cè)近、遠(yuǎn)期合計(jì)出線 8 回，其中一、二類負(fù)荷共 3 回，占總負(fù)荷的 3/8，比重不大，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)，將以下兩種可靠性較高的方案列為備選方案：方案一：單母線分段接線方案二：單母線分段帶旁母接線表 3 待建變電所 35kV 側(cè)主接線方案比較方案 項(xiàng)目 方案一 方案二，設(shè)備較少 ，靈活性好，靈活性較差 電范圍 ，容易誤操作經(jīng)濟(jì)方面 設(shè)備少、投資小 占地大、投資多綜合以上分析，雖然單母線分段帶旁母接線的方案具有供電更可靠，調(diào)度更靈活，但倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，且當(dāng) 6～35kV 配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。參考上面 110kV 開關(guān)選型考慮，對供電可靠性的影響不大，在滿足重要負(fù)荷供電需求的同時(shí)應(yīng)考慮投資的經(jīng)濟(jì)性。綜上所述，35kV 側(cè)選用單母線分段接線。③10kV 側(cè)華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)9根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)變電所有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，6～10kV 側(cè)宜采用分段單母線。線路為 12 回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。待建變電所 10kV 側(cè)近、遠(yuǎn)期合計(jì)出線 12 回，其中重要負(fù)載 4 回。故將以下兩種方案作為備選方案：方案一：單母線分段接線方案二：單母線分段帶旁母接線表 4 待建變電所 10kV 側(cè)主接線方案比較綜合以上分析，雖然單母線分段帶旁母接線的方案具有供電更可靠，調(diào)度更靈活，但倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，且當(dāng) 6～35kV 配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。參考上面 110kV 開關(guān)選型考慮，對供電可靠性的影響不大，在滿足重要負(fù)荷供電需求的同時(shí)應(yīng)考慮投資的經(jīng)濟(jì)性。綜上所述，10kV 側(cè)選用單母線分段接線。方案 項(xiàng)目 方案一 方案二，設(shè)備較少 ，靈活性好，靈活性較差 電范圍 ，容易誤操作經(jīng)濟(jì)方面 設(shè)備少、投資小 占地大、投資多華 中 科 技 大 學(xué) 培 訓(xùn) 班 課 程 設(shè) 計(jì)104 短路電流計(jì)算 基準(zhǔn)值的選取高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件（即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算。為了計(jì)算方便，通常取基準(zhǔn)容量 Sj = 100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)的平均電壓，即 Uj= Up =。當(dāng)基準(zhǔn)容量與基準(zhǔn)電壓選定后，可根據(jù)下式確定基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗：基準(zhǔn)電流 3ddSIU??基準(zhǔn)電抗 23ddXS??具體各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓如下：110kV 側(cè)線路 Ud1 =