【正文】 和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)用戶所消耗的無(wú)功功率大約是它們所消耗的有功功率的50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無(wú)功功率可達(dá)用戶消耗的總無(wú)功功率的75%和25%。因此，需要由系統(tǒng)中各類無(wú)功電源供給的無(wú)功功率為總有功功率的1~2倍。由無(wú)功功率的靜態(tài)特性可知，無(wú)功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來(lái)說(shuō)，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無(wú)功電源。無(wú)功電源不足會(huì)使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達(dá)不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無(wú)功補(bǔ)償。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與基本要求 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t(1)根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?0%～20%進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；(2)分級(jí)補(bǔ)償原則，按主變無(wú)功損耗減去電纜充電功率確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?；?0KV和110KV側(cè)電壓不能低于標(biāo)稱電壓；(3)在輕負(fù)荷（2%～30%主變?nèi)萘坑?jì)時(shí)）時(shí)由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補(bǔ)償功率近似抵消； 無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕疽?1)電力系統(tǒng)的無(wú)功電源與無(wú)功負(fù)荷，在各種正常及事故運(yùn)行時(shí)，都應(yīng)實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無(wú)功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。(2)在正常運(yùn)行方式時(shí)，突然失去一回線路，或一臺(tái)最大容量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，或一臺(tái)最大容量的發(fā)電機(jī)（包括失磁）之后，系統(tǒng)無(wú)功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運(yùn)行方式時(shí)，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負(fù)荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。(3)對(duì)于110KV及以上系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。 補(bǔ)償裝置選擇及容量確定 補(bǔ)償裝置的確定(1)同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓177。5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無(wú)功功率起無(wú)功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機(jī)的造價(jià)高，損耗大，維修麻煩，施工期長(zhǎng)。(2)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：在長(zhǎng)距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定度。但對(duì)負(fù)荷功率因數(shù)高（＞）或?qū)Ь€截面小的線路，由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。(3)靜電補(bǔ)償器補(bǔ)償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，兩者結(jié)合起來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無(wú)功功率的靜止補(bǔ)償器，與同步調(diào)機(jī)相相比較，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率 損耗小，但相對(duì)串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，其造價(jià)高維護(hù)較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級(jí)500KV變電所中。(4)并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器是無(wú)功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡(jiǎn)便可靠等優(yōu)點(diǎn)，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于本次設(shè)計(jì)的變電站為110KV降壓變電站，以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋?lái)選擇，以上四種均能滿足要求，但是在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來(lái)考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補(bǔ)償裝置。而原始資料可知，補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 補(bǔ)償裝置容量的選擇(1)負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量計(jì)算利用電容器改善功率因數(shù)需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量為： （21）式中：——負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量（Kvar） ——母線上的最大有功負(fù)荷（KW） ——補(bǔ)償前的最大功率因數(shù)角（） ——補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)角（） ——由所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功值（Kvar/KW）則本站所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功值為：（）由表21，22無(wú)功補(bǔ)償選擇電容器如下表：表24 電容器參數(shù)型號(hào)額定電壓（KV）額定容量（Kvar/KW）2400 主變壓器的選擇在各種電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器型式的選擇在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較同容量的三臺(tái)單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到制造、運(yùn)輸?shù)葪l件限制時(shí)，可選用兩臺(tái)容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可選用單相變壓器。在有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過(guò)容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無(wú)負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，宜采用三繞組變壓器。變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來(lái)確定。我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。 結(jié)構(gòu)型式的選擇三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。(1)升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。(2)降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。(3)應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來(lái)選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)橛休d分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無(wú)載調(diào)壓變壓器。 主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負(fù)荷（當(dāng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷超過(guò)上述比例時(shí)）選擇。即 （22）式中 N——變壓器主變臺(tái)數(shù) 主變壓器型號(hào)的選擇Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%）Sjs最大計(jì)算負(fù)荷（KVA）Pimax 每個(gè)用戶的最大負(fù)荷（KW）Cosφi功率因數(shù)Ke同時(shí)系數(shù)α%線損率（取為5%）全所最大計(jì)算負(fù)荷：Sjs∑=Ke39?！芐js（35,10KV） 10KV線路負(fù)荷計(jì)算表21 10KV負(fù)荷計(jì)算用電單位設(shè)備容量MWkdcostg計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流PcQcSc(Mva)電纜3 無(wú)線電廠 儀表廠 自來(lái)水廠 塑料廠 汽制廠4 配電變壓器A 配電變壓器B 其他 備用2110 小計(jì)（c1`點(diǎn)負(fù)荷） 考慮同期系數(shù) 無(wú)功補(bǔ)償 無(wú)功補(bǔ)償后負(fù)荷c1點(diǎn) T1變壓器損耗 T1變壓器高壓側(cè) T1和T2總計(jì)A39。點(diǎn) 總計(jì)算負(fù)荷A點(diǎn) 35KV線路負(fù)荷計(jì)算表22 35KV負(fù)荷計(jì)算用電單位設(shè)備容量MWkdcostg計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流（A）PcQcSc(Mva)電氣設(shè)備廠18 紡織廠16 礦山機(jī)械廠15 鋼鐵廠10 南配電站15 北配電站16 備用2110 小計(jì)（c1`點(diǎn)負(fù)荷） 考慮同期系數(shù) 無(wú)功補(bǔ)償 無(wú)功補(bǔ)償后負(fù)荷c1點(diǎn) T1變壓器損耗 T1變壓器高壓側(cè) 110KV級(jí)負(fù)荷計(jì)算Sjs∑=*（+）=(MVA)由上述計(jì)算結(jié)果可知：10KV側(cè) PLMAX=(MVA)35KV側(cè) PLMAX=(MVA)高壓側(cè) PLMIN=*(+)= (MVA) 所以變電站最大負(fù)荷Smax為： Smax=(MVA)由以上計(jì)算，查《發(fā)電廠電氣部分》選擇主變壓器型號(hào)如下：表23 主變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)及容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路高中高低中低高中低高中高低中低SSPSL79000011011YO/Y0△1211909068176 站用變壓器的選擇的基本原則(1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；(2)阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過(guò)額定電壓的；(3)變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 站用變壓器型號(hào)的選擇由主變壓器容量為90000KVA，%，可選用變壓器容量。Sn=90000%=450KVA表24 站用變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)低壓側(cè)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路SJL1500Y/Y0/1243短路電流計(jì)算 短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：(1)在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。(3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。 短路計(jì)算的一般規(guī)定、計(jì)算的基本情況(1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 (2)所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。(3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。(4)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。(5)應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。、接