【正文】 第一部分 設(shè)計說明書 1變電所概述及主變壓器的選擇 本變電所所處的自然條件適宜，無特殊氣象條件的要求。交通方便，年最高溫度在350C左右，最低溫度在250C。這些為電氣設(shè)備的選擇提供了良好的條件。待建變電所為220KV降壓變電所，該變電所設(shè)計要求有三個電壓等級分別220/110/35KV。該變電所高壓側(cè)220KV母線有3回出線向負(fù)荷供電；中壓側(cè)110KV母線送出6回線路向附近煉鋼廠供電；在低壓35KV母線送出4回線路向地區(qū)負(fù)荷供電。因此，根據(jù)變電所的電壓等級和出線回數(shù)結(jié)合變電所的分類標(biāo)準(zhǔn)，可知該所在系統(tǒng)中有較高的地位，可以確定本變電所為地區(qū)變電所。 主變壓器的容量和臺數(shù)的選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)備設(shè)計手冊要求對主變壓器進(jìn)行合理的選擇。[3]（1）主變壓器的容量和臺數(shù)應(yīng)根據(jù)變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇。對于城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)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)一臺主變壓器停運(yùn)時，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換的分接頭，從而改變變壓器的變比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶負(fù)荷切換稱為無勵磁調(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(dá)30%。設(shè)置有載調(diào)壓的原則：（1）對于220KV及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大的變化的情況下采用有載調(diào)壓。（2）對于110KV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 變壓器的選擇（1）用作聯(lián)絡(luò)變壓器時，其高中壓側(cè)功率交換很大，而且方向不定其第三繞組一般備用。由于正常運(yùn)行高中壓側(cè)的功率交換要求高，中壓繞組間的阻抗小所以采用降壓型自藕變壓器。 （2）用作降壓變壓器時，我們根據(jù)設(shè)計要求選擇三繞組有載調(diào)壓電力變壓器。 變壓器參數(shù)額定容量型 號電壓等級短路電壓百分比31500KVAOSFPSZ31500/220高中低高中低220121810%2834%1824%空載損耗負(fù)載損耗短路電流百分比容量分配制造商32KW121KW%100/100/50沈變 2主接線方案確定按《電力工程電氣設(shè)備設(shè)計手冊》規(guī)定變電所的主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件的總數(shù)等條件確定。并綜合考慮供電的可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約、擴(kuò)建方便等要求。[3]（1）斷路器停電檢修時，對供電的影響程度。（2）進(jìn)線或出線回路故障，斷路器拒動時停電范圍和停電時間。（3）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)的回數(shù)以及能否保證對重要用戶的供電。. 靈活性 （1）滿足接線過度的靈活性。一般變電所都是分期建設(shè)的，從初期接線到最終接線的形成，中間要經(jīng)過多次擴(kuò)建主接線的設(shè)計要考慮接線過度過程中停電范圍最小。設(shè)備的搬遷最少或不進(jìn)行設(shè)備搬遷。（2）滿足處理事故的靈活性。變電所內(nèi)部或系統(tǒng)發(fā)生故障后，能迅速地隔離故障部分，盡快恢復(fù)供電的方便性和靈活性，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。 經(jīng)濟(jì)性主接線設(shè)計時，在滿足可靠性和靈活性的前提下盡量投資省、占地面積少、電能損耗少。 220KV 側(cè)主接線比較按電力工程設(shè)備設(shè)計手冊規(guī)定[3]220KV配電裝置當(dāng)出線回數(shù)在34回時一般采用單母線分段接線。本次設(shè)計考慮了兩種方案：方案I采用單母線分段接線；方案II采用單母線加旁路母線接線。方案I 方案II 可靠性優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。當(dāng)一組母線故障時能迅速恢復(fù)供電。缺點(diǎn)：增加一組母線，每回路就須要增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障和檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作可以通過 在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置來解決。雙母線單分段與雙母線有相似之處，它是在雙母線的一條母線上增加了分段斷路器。另外還在兩母線之間增加了一組母聯(lián)斷路器和隔離開關(guān)。這種接線克服了雙母線存在的全停電的可能性的缺點(diǎn)，縮小了故障的停電范圍提高了接線的可靠性。其缺點(diǎn)是接線復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作。靈活性根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行的需要，各元件可以靈活地接到任意母線上供電。對于母線檢修和故障處理帶來極大的方便，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。便于試驗(yàn)，當(dāng)個別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時，可將該回路分開單獨(dú)接至一組母線上。其靈活性和雙母線相比有較大的提高，它可以在分段母線的任意分段上進(jìn)行供電。各電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某段母線上，當(dāng)母聯(lián)斷路器故障時也可以不停電。方便向母線左右任意方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線電源和負(fù)荷的均勻分配經(jīng)濟(jì)性增加一組母線使每回線路就需要增加一組母線隔離開關(guān)，增加了配電裝置的占地面積和工程投資。與方案I相比其增加了兩組斷路器和隔離開關(guān)增加了設(shè)備的投資，其經(jīng)濟(jì)性較差。在本次設(shè)計中220KV斷路器采用六氟化硫斷路器，其檢修周期長可靠性高。切出線回數(shù)少，一回線路停運(yùn)時另一回路繼續(xù)供電仍能滿足要求。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性與技術(shù)性后，本設(shè)計220KV側(cè)采用雙母線接線。 110KV 側(cè)主接線比較110KV出線僅兩回接線，按規(guī)程要求一般采用橋型接線。本設(shè)計方案：I采用雙母線接線接線；方案：II采用雙母線帶旁路母線接線。方案I 方案II可靠性優(yōu)點(diǎn)：線路的投入和切除操作方便,線路故障時僅故障線路斷路器斷開其它線路和變壓器不受影響,供電可靠性高。所用斷路器數(shù)少,四個回路中只需三臺斷路器。缺點(diǎn)：當(dāng)橋斷路器檢修停運(yùn),兩回路需要解列運(yùn)行。變壓器的投入和切除復(fù)雜；出線斷路器檢修時,線路需要較長時間停電。優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、清晰、采用設(shè)備少造價低、操作方便、擴(kuò)建容易。缺點(diǎn)：①母線檢修或母線短路要造成整個裝置停電。②母線故障和母線隔離開關(guān)檢修也將造成全部停電。③線路或電源側(cè)發(fā)生短路故障相應(yīng)斷路器拒動也會造成全部停電。因此，可見單母線接線可靠性較差。靈活性每一回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器都不致中斷供電。隔離開關(guān)作為隔離電壓的器件只在檢修時起隔離電源的作用。兩條線路可以輪流供電，可以適應(yīng)調(diào)度的靈活性。在每一個元件故障或檢修均要造成停電，由于沒有其它回路可以切換不能實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度。因此，單母線接線靈活性較差，只適合與供電要求不高的場所。經(jīng)濟(jì)性所用的斷路器數(shù)目少，切無須匯流母線節(jié)約材料。安裝簡單方便，占地面積少節(jié)約投資。與方案I相比需增設(shè)匯流母線使占地面積增加，且斷路器數(shù)目有所增加加大了設(shè)備的投資。由于在110KV 側(cè)主接線中的斷路器采用了可靠性較好的空氣斷路器，其運(yùn)行可靠檢修周期長可以顯著提高了主接線的可靠性。結(jié)合以上的比較綜合考慮各種因素后，在本次設(shè)計中采用雙母線接線方式。 35KV側(cè)主接線比較35KV側(cè)出線有4回，方案：I采用單母線分段；方案：II采用單母線帶旁路母線。按照規(guī)程對重要回路均采用雙電源供電，考慮到35KV采用室內(nèi)配電裝置。為了減少配電裝置的占地、消除火災(zāi)、爆炸等隱患及環(huán)境保護(hù)的要求。主接線一般不采用帶旁路母線的接線方式。單母分段可以提高供電的可靠性和靈活性，對用戶可以從不同段引出饋電線路。由兩個電源供電，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時分段斷路器動作將故障段切除。保證正常段母線不間斷供電，提高了可靠性。與方案II相比較其投資節(jié)約、擴(kuò)建方便。故本次設(shè)計采用單母分段接線。 通過對上述兩方案綜合的比較后，最終確定在本次設(shè)計中的電氣主接線采用方案：I的接線方式（如圖222）。3短路電流的計算(1)為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在選擇電氣設(shè)備時都要用可能流經(jīng)設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定效驗(yàn)，以保證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路電流引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。(2)用于選擇繼電保護(hù)裝置和整定計算。(3)電網(wǎng)接線和發(fā)電廠、變電所電氣主接線的比較、選擇。(4)為確定送電線路對附近通信線路電磁危害的影響。[6](1)短路為金屬性短路，即不計短路點(diǎn)過度電阻的影響。(2)不計變壓器勵磁電流，不計磁路飽和。(3)正常工作時三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。(4)認(rèn)為在短路過程中發(fā)電機(jī)供出的電流全部流向短路點(diǎn)，而所有負(fù)荷支路則認(rèn)為已斷開。（1） 畫出以標(biāo)幺值電抗表示的等值電路圖，網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)荷看成斷開的。（2） 進(jìn)行等值網(wǎng)絡(luò)化簡，簡化成各個電源與短路點(diǎn)之間只經(jīng)過一個電抗直接相連。（3） 將“轉(zhuǎn)移電抗”換算成以各自的電源總?cè)萘繛榛鶞?zhǔn)的另一中標(biāo)幺值，既為“計算電抗”Xca。（4） 根據(jù)Xca在運(yùn)算曲線上