【正文】 cosφ= 5，負(fù)荷同時(shí)率為 ， Ⅰ 、 Ⅱ 級(jí)負(fù)荷 比例如表二所示， 線路損耗為 6%。 ． 220kV 和 110kV 側(cè)出線主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 ，后備保護(hù)時(shí)間為 2s；變壓器主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 ，后備保護(hù)時(shí)間為 1s； 220kV 和 110kV 側(cè)斷路器燃弧時(shí)間按 考慮。 ．本站擬建地區(qū)位于山坡上，南面靠丘陵，東西北地勢(shì)平坦、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、 該變電所的所址， 地勢(shì)平坦，交通方便。 土壤電阻率為 10 2歐 米。 該地區(qū)年最高氣溫 40℃ ,最熱月平均最高氣溫度 32℃。 表一 110kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資 料 如下： 用戶名稱(chēng) 最大負(fù)荷（ kW） 回路數(shù) 重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%) 煉鋼廠 43000 2 65 表二 10kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資 料 如下： 序號(hào) 用戶名稱(chēng) 最大負(fù)荷（ kW） 回路數(shù) 重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%) 1 礦機(jī)廠 2100 2 50 2 機(jī)械廠 800 2 45 3 汽車(chē)廠 2300 2 72 4 電機(jī)廠 1800 2 36 5 煉油廠 2020 2 76 6 飼料廠 500 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 5 最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù) Tmax=5600h，同時(shí)率取 ，線路損耗取 6%。 2．待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接情況： 3． 設(shè)計(jì) 任務(wù) ： ． 選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)； ．設(shè)計(jì) 本變電所的電氣 主接線 ； ． 進(jìn)行必要的 短路電流計(jì)算 ； ．選擇 和檢驗(yàn)所需的 電氣設(shè)備 ； ．選擇 和檢驗(yàn) 10kV 硬 母線 ； ．選擇 220kV、 110kV、 10kV 主母線的支持絕緣子及穿墻套管。 ．選擇限流電抗器（如有必要裝設(shè)）及 10kV 最大一回負(fù)荷出線電纜。 ．電氣配電裝置設(shè)計(jì)： ． 220kV、 110kV 側(cè)配電裝置選擇。 ． 10kV 側(cè)配電裝置選擇。 ．防雷及接地裝置設(shè)計(jì)。 ．進(jìn)行繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。 4． 設(shè)計(jì)成果 。 。 。 ．繪制變電所電氣主接線圖。 ．繪制變電所平面布置圖。 第一章 主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式的選擇 第一節(jié) 概述 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 6 變壓器是各級(jí)（電壓等級(jí)）變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級(jí)之間交換功率的重要任務(wù)。同時(shí)，由電力系統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，進(jìn)行合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。因此，確定合理的變壓器的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。 電力變壓器分為單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮 到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電所以后的擴(kuò)建情況來(lái)選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。 第二節(jié) 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 本次所設(shè)計(jì)的變電所是市郊區(qū) 220KV 降壓變電所，它是以 220KV 受功率為主，把所受的功率通過(guò)主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)市區(qū)的供電。因此，選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。 為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。因?yàn)?，兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小，適用遠(yuǎn) 期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建。并且，當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 第三節(jié) 主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘繎?yīng)按變電所建成近期（ 5～ 10年）規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期（ 10～20 年）的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所主變壓器容量，應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其 余變壓器容量在過(guò)負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性能的變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的 70%～ 80%。該變電所是按 70%全部負(fù)荷來(lái)選擇。因此，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器變電所的總裝容量為：∑ se = 2（ ） = 。 第四節(jié) 主變壓器型式的選擇 一、主變壓器相數(shù)的選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 7 選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來(lái)選擇。 本次設(shè)計(jì)的變電所，位于市郊區(qū)，交通便利，不受運(yùn)輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用稻田、丘陵，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330KV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。 故本次設(shè)計(jì)的變電所選用三相變壓器。 二、繞組數(shù)的選擇 具有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器的各側(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(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。 一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。 三繞組變壓器主要分為：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。 自耦 變壓器：它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點(diǎn)，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。 分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。分裂變壓器適用兩端供 電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍大，故不選擇分裂變壓器。 普通三繞組變壓器的價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。 三、主變調(diào)壓方式的選擇 調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱(chēng)為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。 5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱(chēng)為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%。 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和 供電的可靠性， 220KV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 8 ①樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的 1～ 倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動(dòng)范圍不超過(guò) 10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%。 ②電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過(guò)電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%～ 100%。 因此，選用無(wú)激磁調(diào)壓方式。 第五節(jié) 計(jì)算及選擇 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的要求，并 結(jié)合本變電所的具體情況和可靠性要求，選用兩臺(tái)同樣型號(hào)的無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓三繞組自耦變壓器。 一、 主變?nèi)萘康倪x擇 變壓器的最大負(fù)荷為 : ?? oo PKMP 其中： oK 是負(fù)荷同時(shí)率，取 ， ?oP 是各部分最大負(fù)荷的累加值。 對(duì)具有兩臺(tái)主變的變電所，其中一臺(tái)主變的容量應(yīng)大于 70%的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷。兩者中，取最大值作為確定主變的容量依據(jù)?？紤]到變壓器梅天的負(fù)荷不是均衡的，計(jì)及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于在 過(guò)負(fù)荷期間中的消耗，故先選較小容量的主變作過(guò)負(fù)荷能力計(jì)算，以節(jié)省主變投資。 ? Me ? 其中：功率因數(shù) ?cos =。 二、 過(guò)負(fù)載能力校驗(yàn) 經(jīng)計(jì)算，一臺(tái)主變應(yīng)接帶的負(fù)荷為 eS =34350KVA，先選用兩臺(tái) 31500KVA 的變壓器進(jìn)行正常的過(guò)負(fù) 荷能力校驗(yàn)。 先求出變壓器低載運(yùn)行時(shí)的欠負(fù)荷系數(shù)為 )( tItItIK2122221211 ??????? ??????? Kttt n nn 由 1K 及過(guò) 負(fù)荷小時(shí)數(shù) T查“變壓器正常過(guò)負(fù)荷曲線”得過(guò)負(fù)荷倍數(shù) 2K =。 得變壓器的正常過(guò)載能力 )( K V ASKS e ????? ，故需加 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 9 大主變的容量，考慮到今后的發(fā)展，故選用兩 OSFP740000/220 三繞組變壓器。 第二章 電氣主接線選擇 第一節(jié) 前言 變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分是主接線，它由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì) 電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。 為滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求和便于擴(kuò)建。按照SDJ279《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。 一、可靠性 ：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 主接線可靠性要求：斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的 回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。 二、靈活性 ：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求；為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電；為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過(guò)渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造 為最小。 三、經(jīng)濟(jì)性 ：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 1）投資省：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過(guò)復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器； （ 2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。 （ 3）電能損失少：經(jīng)濟(jì) 合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。 第二節(jié) 主接線的接線方式選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 11 主接線的接線方式有：?jiǎn)文妇€接線、單母分段、單母分段帶旁路母線、橋形接線、一個(gè)半斷路器（ 3/2） 接線、雙母接線、雙母線分段接線等。按 SDJ288《 220~500KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定， 220KV 配電裝置出線在 4 回以及以上時(shí)，宜采用雙母線及其他接線。 故本設(shè)計(jì)中考慮了兩個(gè)方案： 方案 1 采用雙母線接線，該接線變壓器接在不同母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任