【正文】 cosφ= 5，負(fù)荷同時率為 ， Ⅰ 、 Ⅱ 級負(fù)荷 比例如表二所示， 線路損耗為 6%。 ． 220kV 和 110kV 側(cè)出線主保護動作時間為 ，后備保護時間為 2s；變壓器主保護動作時間為 ，后備保護時間為 1s； 220kV 和 110kV 側(cè)斷路器燃弧時間按 考慮。 ．本站擬建地區(qū)位于山坡上，南面靠丘陵，東西北地勢平坦、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、 該變電所的所址， 地勢平坦，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)計資 料 如下： 用戶名稱 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)計資 料 如下： 序號 用戶名稱 最大負(fù)荷（ kW） 回路數(shù) 重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%) 1 礦機廠 2100 2 50 2 機械廠 800 2 45 3 汽車廠 2300 2 72 4 電機廠 1800 2 36 5 煉油廠 2020 2 76 6 飼料廠 500 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 5 最大負(fù)荷利用時數(shù) Tmax=5600h，同時率取 ，線路損耗取 6%。 2．待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)的連接情況： 3． 設(shè)計 任務(wù) ： ． 選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和型號； ．設(shè)計 本變電所的電氣 主接線 ； ． 進行必要的 短路電流計算 ； ．選擇 和檢驗所需的 電氣設(shè)備 ； ．選擇 和檢驗 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： ． 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。 ．進行繼電保護的規(guī)劃設(shè)計。 4． 設(shè)計成果 。 。 。 ．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、臺數(shù)及形式的選擇 第一節(jié) 概述 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 6 變壓器是各級（電壓等級）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，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)。同時，由電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，進行合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟技術(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)濟運行的保證。 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，要根據(jù)原始資料和設(shè)計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮 到經(jīng)濟性來選擇主變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。 第二節(jié) 主變壓器臺數(shù)的選擇 本次所設(shè)計的變電所是市郊區(qū) 220KV 降壓變電所，它是以 220KV 受功率為主，把所受的功率通過主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個市區(qū)的供電。因此，選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。 為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。因為，兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小，適用遠 期負(fù)荷的增長以及擴建。并且，當(dāng)一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔(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)考慮遠期（ 10～20 年）的負(fù)荷發(fā)展。對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。該所近期和遠期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠期總負(fù)荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運時，其 余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性能的變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，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)荷來選擇。因此，裝設(shè)兩臺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（論文）報告紙 7 選擇主變壓器的相數(shù)時，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計變電所的實際情況來選擇。 本次設(shè)計的變電所，位于市郊區(qū)，交通便利，不受運輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用稻田、丘陵，當(dāng)不受運輸條件限制時，在 330KV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。 故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。 二、繞組數(shù)的選擇 具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護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，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，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，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護的裝設(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，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平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應(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)計的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。 普通三繞組變壓器的價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，滿足各種繼電保護的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。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，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。 5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 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（論文）報告紙 8 ①樞紐變電所二次側(cè)母線的運行電壓控制水平應(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，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過 10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的 95%。 ②電網(wǎng)任一點的運行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運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，選用無激磁調(diào)壓方式。 第五節(jié) 計算及選擇 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的要求，并 結(jié)合本變電所的具體情況和可靠性要求，選用兩臺同樣型號的無勵磁調(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)荷同時率，取 ， ?oP 是各部分最大負(fù)荷的累加值。 對具有兩臺主變的變電所，其中一臺主變的容量應(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，計及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用于在 過負(fù)荷期間中的消耗，故先選較小容量的主變作過負(fù)荷能力計算，以節(jié)省主變投資。 ? Me ? 其中：功率因數(shù) ?cos =。 二、 過負(fù)載能力校驗 經(jīng)計算，一臺主變應(yīng)接帶的負(fù)荷為 eS =34350KVA，先選用兩臺 31500KVA 的變壓器進行正常的過負(fù) 荷能力校驗。 先求出變壓器低載運行時的欠負(fù)荷系數(shù)為 )( tItItIK2122221211 ??????? ??????? Kttt n nn 由 1K 及過 負(fù)荷小時數(shù) T查“變壓器正常過負(fù)荷曲線”得過負(fù)荷倍數(shù) 2K =。 得變壓器的正常過載能力 )( K V ASKS e ????? ，故需加 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 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)計的首要部分是主接線，它由高壓電器設(shè)備通過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)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對 電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護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。 為滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求和便于擴建。按照SDJ279《變電所設(shè)計技術(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，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的 回路數(shù)和停運時間，并要求保證對一級負(fù)荷全部和大部分二級負(fù)荷的供電；盡量避免變電所全部停運的可靠性。 二、靈活性 ：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。 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)在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調(diào)度要求；為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行或停止對用戶的供電；為了擴建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造 為最小。 三、經(jīng)濟性 ：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。 （ 1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護不過復(fù)雜，以利于運行并節(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、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。 （ 3）電能損失少：經(jīng)濟 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（論文）報告紙 11 主接線的接線方式有：單母線接線、單母分段、單母分段帶旁路母線、橋形接線、一個半斷路器（ 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)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定， 220KV 配電裝置出線在 4 回以及以上時，宜采用雙母線及其他接線。 故本設(shè)計中考慮了兩個方案： 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，運行可靠性高，任