【正文】 、中性點經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網(wǎng)中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。 在變電站內(nèi)必須有一臺變壓器中性點接地，故選擇 中性點經(jīng)消弧線圈接地 。 主變壓器冷卻方式 的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。 自然風冷卻：一般只適用于小容量變壓器。 強迫油循環(huán)水冷卻，雖然 有 散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點 ， 但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。所以，選擇強迫油循環(huán)風冷卻。 本次設(shè)計變電站主變的確定 變壓器 型號為 SFPSZ7120200/220 的 220KV 雙繞組有載調(diào)壓變壓器，設(shè) 具體河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 8 參數(shù)如下 表 31 ： 31 變壓器的技術(shù)參數(shù) 型號 SSPL2120200/220 聯(lián)接組標號 Yn， d11 額定容量 kVA 120200 空載電流 % 額定電壓 (KV) 高壓 低壓 220177。8％ 110 2 ??％ 阻抗電壓％ 14 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 9 第 4 章 電氣主接線設(shè)計 主接線選擇的主要原則 基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟。 原則如下： 變電所主接線要與變電所在系統(tǒng)中的地位、作用相適應。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位，作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。 變電所主接線的選擇應考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，還應滿足電網(wǎng)出故障時應處理的要求。 各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所性質(zhì)，電壓等級、進出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況，供電負荷的重要性和本地區(qū)的運行習慣等因素。 近期接線與遠景接線相結(jié)合，方便接線的過程。 在確定變電所主接線時要進行技術(shù)經(jīng)濟比較。 主接線設(shè)計的基本要求 設(shè)計的合理性直接影響電力系統(tǒng)運行的可靠性，靈活性及對電器的選擇、配電裝置、繼電保護、自動控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，我們要重視電氣主接線的設(shè)計 。 根 據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》： 110kV～ 220kV 配電裝置出線回路 不超過 2 回 時一般選用單母線接線； 出線回路 3～ 4回 時一般選用單母線分段接線，故 220KV 側(cè) 選用單母線接線與單母線分段接線兩種方案進行比較決定。 一般規(guī)定當 220KV 線路有五回及以上、 110KV 線路有 7回及以上是，可采用專有旁路斷路器的帶旁路母線的雙母接線，故 110KV 側(cè)選用專有旁路斷路器的帶旁路母線的雙母接線。 主接線的分類 母線是接受和分配電能的裝置，是電氣主接線和配電裝置的重要環(huán)節(jié)，電氣主接線一般按有無母線分類，即分為有母線和沒母線兩大類。 有母線的主接線形式包括單母線和雙母線。單母線又分為單母線無分段和單母線有分段、單母線分段帶旁母線等形式；雙母線 分為普通雙母線、雙母線分段、一臺半斷路器、雙母線及雙母線帶旁母 、變壓器 — 母線接線等形式。 無母線的主接線形式重要有單元接線、橋型接線和角型接線。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 10 其中適合本課題的接線方式有：單母接線和單母分段接線、單母分段帶旁母線 ， 專有旁路斷路器的帶旁路母線的雙母接線。 主 接線 的選擇 110KV 側(cè) 110kV母線上近期負荷為 8回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》可知， 110kV出線為 8 回及以上時 裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知， 110kV出線為 8回，裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》、《發(fā)電廠電氣部分》和原始資料， 110kV 主接線形式如圖 41： 圖 41 110kV主接線形式圖 220KV 側(cè) 110kV～ 220kV 配電裝置出線回路 不超過 2 回 時一般選用單母線接線； 出線回路 3～ 4回 時一般選用單母線分段接線，故 220KV 側(cè) 選用單母線接線與單母線分段接線兩種方案進行比較決定。 根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案 ： 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 11 表 41 兩種方案進行比較 方案 項目 方案 I單母線分段接線 方案 II 單母線分段帶旁母接線 可靠性 ① 對重要用戶可以 從不段引出兩個回路 ② 當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線 不間斷供電 用斷路器把母線分段后 ,對重要用戶可從不同段引出兩個回路 ,可靠，適合用于屋外布置，可采用高壓斷路器，這樣可保證進出線檢修時不中斷供電 靈活性 ① 當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 ② ② 當出線為雙回路時，常使用架空線路出現(xiàn)交叉跨越 當一回線路故障時 ,分段 斷路器自動將故障段隔離 ,并與旁路配合保證正常段母線不間斷供電 ,不致使重要用戶停電 。 經(jīng)濟性 占地面積小，且投資少，宜采用屋內(nèi)配電裝置，經(jīng)濟性好。 接線簡單， 高壓設(shè)備多 ,占地大 ,投資較方案 I高 。 可擴性 擴建需要均勻向兩方擴建，造成占地相對較大 占地面積大，方便擴建 由以上比較結(jié)果知，這兩種方案都有較好的可靠性和靈活性。由于本變電站在整個系統(tǒng)中 占有 重要地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，綜合考慮，結(jié)合本次設(shè)計具體情況， 220KV 側(cè)選用方案I。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 12 第 5 章 短路電流計 算 短路是電力系統(tǒng)最常見、并且對電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生嚴重影響的故障。短路的結(jié)果將使系統(tǒng)電壓降低、短路回路中電流大大增加，可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和損壞電氣設(shè)備。所以電氣設(shè)計和運行，都需要對短路電流運行計算。 概述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會破壞用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在 三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計算的目的及假設(shè) 短路電流計算目的 短路電流計算目的是： 1）在選擇電氣主接線時，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，均需進行必要的短路電流計算。 2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 5）按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計 /論文 13 短路電流計算的一般規(guī)定 短路電流計算的一般規(guī)定是： 1）驗算導體和電器動穩(wěn) 定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，應按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按只在切換過程中可能并列運行的接線方式。 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 3）選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點時，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路 驗算。 短路計算基本假設(shè) 短路計算基本假設(shè)是： 1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； 2）所有電源的電動勢相位角相同； 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小而發(fā)生變化； 4）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； 5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響； 6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 短路電流計算基準值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值： 基準容量： gS = 100MVA 基準電壓： gU （ KV） 115 230 基準電流： jI （ KA） 短路電流計算的步驟 1）計算各元件電抗標幺值，并折算到同一基準容量下； 2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡圖； 3）選擇短路點； 4）對網(wǎng)絡進行化簡，把供電系統(tǒng)看成為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 14 量的衰減求出電流對短 路點的電抗標幺值，并計算短路電流的標幺值、有名值； 標幺值： **1 = d iI Xd 有名值： *di d jI I I? 5）計算短路容量、短路電流沖擊值； 短路容量： 3 gS U I? 39。39。 短路電流沖擊值： 39。39。 I = I 6）列出短路電流計算并得出結(jié)果。 短路電流計算 過程 和結(jié)果 考慮最大運行方式為兩臺主變兩測并列運行，最大短路電流為母線三相短路的電流 ，選擇短路點為： D1： 220kV 母線三相短路點 D1： 110KV母線三相短路點 ： 基準容量： Sj=100MVA 基準電壓： Uj=220/115 額定電壓： 220177。 2 ％ /110 2 ?? ％ 基準電流： Ij1=Sj/√ 3*Uj=100/√ 3*220= KA Ij2=Sj/√ 3*Uj=100/√ 3*115=100/≈ KA ： X變壓器 =(Ud%/100) (Sj/Se) *1X = *2*X =(Ud%/100) (Sj/Se) =(14/100)*(100/120)= 電力系統(tǒng)阻抗標幺值： *S = 系統(tǒng)的等值電路圖如下所示： 圖 31 系統(tǒng) 等值電路圖 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計 /論文 15 1當 D1點短路時 : Id1*=1/ *S =1/= 2當 D2點短路時 : 由化簡圖得 : Id2*=1/( *S + *1X //*2*X)=1/(+)= 3根據(jù)公式 : I= Ij I* 則有 : I1〃 = Ij1 Id1* = ≈ I2〃 = Ij2 Id2* = ≈ ich1=√ 2 I1〃 = I1〃 = ≈ KA ich2=√ 2 I2〃 = I2〃 = ≈ Ich1= I1〃 = ≈ Ich2= I2〃 = ≈ 3 短路電流計算 結(jié)果 51 51短路電流結(jié)果匯總?cè)缦卤恚? 短路類型 編號 短路點名稱 短路電流周期分量起始有效值（ KA） I〃 短路全電流最大有效值（ KA） Ich 短路電流沖擊值（ KA） ich 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 /論文 16 三相 D1 220kV母線（并列） D2 110kV母線（并列） 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計 /論文 17 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇 和校驗 概述 導體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣 線路和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要條件。在進行設(shè)備選擇時，應根據(jù)工程實際情在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合理的電氣設(shè)備。 電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應做到技術(shù)先進、經(jīng) 濟合理、安全可靠、運行 方便和適當?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運需要。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流情況下保持正常運行。 電氣設(shè)備的選擇和校驗 原則