【正文】 、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 在變電站內(nèi)必須有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，故選擇 中性點(diǎn)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(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。 自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。 強(qiáng)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(diǎn) ， 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(hù)工作量較大。所以，選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 本次設(shè)計(jì)變電站主變的確定 變壓器 型號(hào)為 SFPSZ7120200/220 的 220KV 雙繞組有載調(diào)壓變壓器，設(shè) 具體河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 8 參數(shù)如下 表 31 ： 31 變壓器的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) SSPL2120200/220 聯(lián)接組標(biāo)號(hào) 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(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 9 第 4 章 電氣主接線設(shè)計(jì) 主接線選擇的主要原則 基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。 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(yīng)。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位，作用確定對(duì)主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，還應(yīng)滿足電網(wǎng)出故障時(shí)應(yīng)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(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況，供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素。 近期接線與遠(yuǎn)景接線相結(jié)合，方便接線的過程。 在確定變電所主接線時(shí)要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 設(shè)計(jì)的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性及對(duì)電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(jì) 。 根 據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》： 110kV～ 220kV 配電裝置出線回路 不超過 2 回 時(shí)一般選用單母線接線； 出線回路 3～ 4回 時(shí)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(jìn)行比較決定。 一般規(guī)定當(dāng) 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(tái)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(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 10 其中適合本課題的接線方式有：?jiǎn)文附泳€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(fù)荷為 8回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知， 110kV出線為 8 回及以上時(shí) 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(jì)手冊(cè)》、《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(shí)一般選用單母線接線； 出線回路 3～ 4回 時(shí)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(jìn)行比較決定。 根據(jù)要求可以草擬以下兩種方案 ： 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 11 表 41 兩種方案進(jìn)行比較 方案 項(xiàng)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(duì)重要用戶可以 從不段引出兩個(gè)回路 ② 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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(duì)重要用戶可從不同段引出兩個(gè)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(jìn)出線檢修時(shí)不中斷供電 靈活性 ① 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 ② ② 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使用架空線路出現(xiàn)交叉跨越 當(dāng)一回線路故障時(shí) ,分段 斷路器自動(dòng)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(jì)性 占地面積小，且投資少，宜采用屋內(nèi)配電裝置，經(jīng)濟(jì)性好。 接線簡(jiǎn)單， 高壓設(shè)備多 ,占地大 ,投資較方案 I高 。 可擴(kuò)性 擴(kuò)建需要均勻向兩方擴(kuò)建，造成占地相對(duì)較大 占地面積大，方便擴(kuò)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(gè)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(jì)具體情況， 220KV 側(cè)選用方案I。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 12 第 5 章 短路電流計(jì) 算 短路是電力系統(tǒng)最常見、并且對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)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(yùn)行和損壞電氣設(shè)備。所以電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行，都需要對(duì)短路電流運(yùn)行計(jì)算。 概述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)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(duì)于中性點(diǎn)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(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(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)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計(jì)算的目的及假設(shè) 短路電流計(jì)算目的 短路電流計(jì)算目的是： 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。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 5）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 13 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定是： 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn) 定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)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(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按只在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。 4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路 驗(yàn)算。 短路計(jì)算基本假設(shè) 短路計(jì)算基本假設(shè)是： 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； 5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響； 6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。 短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量： gS = 100MVA 基準(zhǔn)電壓： gU （ KV） 115 230 基準(zhǔn)電流： jI （ KA） 短路電流計(jì)算的步驟 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下； 2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； 3）選擇短路點(diǎn)； 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，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(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 14 量的衰減求出電流對(duì)短 路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流的標(biāo)幺值、有名值； 標(biāo)幺值： **1 = d iI Xd 有名值： *di d jI I I? 5）計(jì)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(jì)算并得出結(jié)果。 短路電流計(jì)算 過程 和結(jié)果 考慮最大運(yùn)行方式為兩臺(tái)主變兩測(cè)并列運(yùn)行，最大短路電流為母線三相短路的電流 ，選擇短路點(diǎn)為： D1： 220kV 母線三相短路點(diǎn) D1： 110KV母線三相短路點(diǎn) ： 基準(zhǔn)容量： Sj=100MVA 基準(zhǔn)電壓： Uj=220/115 額定電壓： 220177。 2 ％ /110 2 ?? ％ 基準(zhǔn)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(biāo)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(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 15 1當(dāng) D1點(diǎn)短路時(shí) : Id1*=1/ *S =1/= 2當(dāng) D2點(diǎn)短路時(shí) : 由化簡(jiǎn)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(jì)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(hào) 短路點(diǎn)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(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 16 三相 D1 220kV母線（并列） D2 110kV母線（并列） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 17 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇 和校驗(yàn) 概述 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)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(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(shí)必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng) 濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行 方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)需要。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流情況下保持正常運(yùn)行。 電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 原則