【正文】 尤其在建所初期，若主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺(tái)單相變壓器故障，會(huì)使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_(tái)三相變壓器，則不會(huì)造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。 繞組數(shù)量和連接形式的選擇 具有三種電壓等級(jí)的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般選用三繞組變壓器。 變壓器繞組的 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有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國(guó) 110KV 及以上電壓，變壓器繞組多采河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 10 用丫連接； 35KV 亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。 35KV以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。由于 35KV 采用丫連接方式，與2 110 系統(tǒng)的線電壓相位角為 0，這樣當(dāng)變壓變比為 220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，否則就不能與現(xiàn)有 35KV 系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個(gè)或兩個(gè)繞組全星接線的變壓器，全國(guó)投運(yùn)這類變壓器約 40～50 臺(tái)。 主變壓器選擇結(jié)果 查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為180MVA。 由于升壓變壓器有兩個(gè)電壓等級(jí)，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)》選定主變型號(hào)為： SFPS718000/220。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 180000（ KVA） 額定電壓：高壓 — 220177。 2 % ；中壓 — 121； 低壓 — （ KV） 連接組標(biāo)號(hào)： YN/yn0/d11 空載損耗： 178(KW) 阻抗電壓（ %）：高中： ；中低： ；高低： 空載電 流（ %）： 所以一次性選擇兩臺(tái) SFPS7180000/220 型變壓器為主變。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 11 第 3 章 所用電設(shè)計(jì) 變電站站用母線采用單母分段接線方式。當(dāng)有兩臺(tái)站用變采用單母線接線方式，平時(shí)分列運(yùn)行，以限制故障。對(duì)于容量不大的變電站，為了節(jié)省投資，所用變壓器高壓側(cè)可用高壓熔斷器代替高壓斷路器。 所用變選擇 ：所用電負(fù)荷按 %變電所容量計(jì)，設(shè)置 2 臺(tái)所用變相互備用。 : S=215000%=430KVA ： SB= S=301KVA 所用變壓器 參數(shù) : 型號(hào) ： S9— 315/10 U1e=177。 5%（ KV） U2e=（ KV） 連接組別： Y， yn0 空載損耗： （ KW） 阻抗電壓： 4（ %） 空載電流： （ %） 所用電接線圖 變電站的主要站用電負(fù)荷是變壓器冷卻裝置，直流系統(tǒng)中的充放電裝置和晶閘管整流設(shè)備，照明、檢修及供水和消防系統(tǒng)，小型變電站，大多只裝 1 臺(tái)站用變壓器，從變電站低壓母線引進(jìn)，站用變壓器的二次側(cè)為 380/220V 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制系統(tǒng)。對(duì)于中型變電站或裝設(shè)有調(diào)相機(jī)的變電站，通常都裝設(shè) 2 臺(tái)站用變壓器，分別 接在變電站低壓母線的不同分段上， 380V 站用電母線采用低壓斷路器進(jìn)行分段，并以低壓成套配電裝置供電。 因而本設(shè)計(jì) 兩臺(tái)所用變分別接于 10KV 母線的 Ⅰ 段和 Ⅱ 段，互為備用，平時(shí)運(yùn)行當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)能夠承擔(dān)變電所的全部負(fù)荷 。 接線圖 如下所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 12 圖 31 所用電接線圖 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 13 第 4 章 220KV 變電站電氣部分短路計(jì)算 在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。 所謂 短路 是指一切不正常的相與相之間或相與地發(fā)生通路的情況。 產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以 下幾個(gè)方面： ，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等。 。例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。 ，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路和設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等。 ，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 在三相系統(tǒng)中 短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。 三相短路也叫對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與運(yùn)行正常時(shí)仍處與對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都不是對(duì)稱短路。 電 力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)很少發(fā)生，但情況較嚴(yán)重，應(yīng)給與足夠的重視。況且，從短路計(jì)算方法來看，一切不對(duì)稱短路的計(jì)算，在采用對(duì)稱分量法后，都?xì)w結(jié)為對(duì)稱短路的計(jì)算。因此，對(duì)三相短路的研究具有重要的意義。 短路電流的計(jì)算目的 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算 。 短路電流的危害 在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短 路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 14 生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。 計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算 。 短路 電流的計(jì)算 為 了簡(jiǎn)化短路電流的計(jì)算方法，在保證計(jì)算精度的情況下，忽略次要因素的影響，做出一下規(guī)定： ，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢(shì)和電流是對(duì)稱的。 ，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 。 ，這個(gè)規(guī)定在計(jì)算短路電流時(shí)，所造成的誤差 很小。唯一例外的是電抗器，應(yīng)該采用加于電抗器端點(diǎn)的實(shí)際額定電壓。 因?yàn)殡娍蛊鞯淖杩雇ǔ１绕渌杩勾蟮亩?，否則，誤差偏大。 ，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件 X/3R 時(shí)，可以略去電阻的影響。只有在短路點(diǎn)總電阻大于總電阻的 1/3 時(shí)才加以考慮，此時(shí)采用 Z∑ =X∑。 ，應(yīng)該考慮對(duì)短 路電流值的影響。有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響 在母線附近的大容量電動(dòng) 機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，在母線上發(fā)生三相短路，短路點(diǎn)的電壓立即降低。電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 。 ，距短路點(diǎn)遠(yuǎn)的電源與近的電源不能合并。 幺值 3,可以認(rèn)為電源容量為無限大容量的系統(tǒng) ,短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。 短路電流計(jì)算結(jié)果 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 15 表 41 短路計(jì)算成果表 短路點(diǎn) 基準(zhǔn)電壓 (KV) 短路電流 (KA) 沖擊電流 (KA) 短路容量(MVA) 10KV 母線 220KV 母線 230 110KV 母線 115 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 16 第 5 章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè) 計(jì)的主要內(nèi)容之一。在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作特點(diǎn)，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。為了保障高壓電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)一般條件有：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定等校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓或負(fù)荷的變化，常高于 電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇 ，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇 、 導(dǎo)線的選擇。 電 氣設(shè)備選擇的一般原則： 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)； 應(yīng) 力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理； 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種； 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號(hào)一致； 選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 17 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到 要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在 10KV~220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用 SF6 斷路器。 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： 額定電壓校驗(yàn) ： UN≥UNs 額定電流校驗(yàn)： I N＞ Ima x 開斷電流： INbr＞ I″ 動(dòng)穩(wěn)定： ies＞ ish 熱穩(wěn)定： It2t Qk 同樣，隔離開關(guān)的選擇條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求。 220KV 出線、主變側(cè) （ 1）、主變斷路器的選擇 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 m a x 1 . 0 5 1 8 0 0 0 0 4 9 6 . 0 1 ( )3 2 2 0 AI ???? 具體選擇如下： ： UN≥UNs=220KV ： IN＞ Ima x= ： INb r＞ I″= 具體參數(shù)如下表： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 18 表 51 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) SW6220/1200 UNs 220KV UN 220KV Imax IN 1200A I″ INbr 21KA i sh INcl 55KA QK [（ KA） 2s] It 2t 1764[（ KA） 2s] i sh i es 55KA 由表可知，所選斷路器滿足要求。 （ 2）、出線斷路器的選擇 m 2 1 8 0 0 0 0I 9 4 4 .8 83 2 2 0ax A???? 由上表可知 SW6220/1200 同樣滿足出線斷路器的選擇。 表 52 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) SW6220/1200 UNs 220KV UN 220KV Imax IN 1200A I″ INbr 21KA i sh INcl 55KA QK [（ KA）2s] It 2t 1764[（ KA） 2s] i sh i es 55KA （ 3）、主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇如下： ： UN≥UNs=220KV ： IN＞ Ima x= ： i es＞ ish= GW6— 220D/1000— 80，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 53GW6— 220D/1000— 80 技術(shù)參數(shù) 表 型號(hào) 額定電壓KV 額定電流 A 極限通過電流KA 熱 穩(wěn)定電流 KA 峰值 4S GW6220D/100— 80 220 1000 80 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 19 具體參數(shù)如下表： 表 54 具體參數(shù)表 計(jì)算數(shù)據(jù) GW4220D/1000— 80 UNs 220KV UN 220KV Imax IN 1000A QK [（ KA） 2S] It 2t 4=[（ KA） 2S] i sh i es 80KA 由表可知，所選隔離開關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。 （ 4）、 出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇如下： m 2 1 8 0 0 0 0I 9 4 4 .8 83 2 2