【正文】 60千伏變電站電氣部分設(shè)計(jì)方案負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的在進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料以用戶提供的額定容量為設(shè)計(jì)依據(jù)。但是，能否簡單地用用戶提供的容量來選擇導(dǎo)體和設(shè)備呢？顯然是不能的。因?yàn)楦鳁l線路的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，再有運(yùn)行的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷，也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過額定容量的范圍內(nèi)，時(shí)大時(shí)小地變化著。所以直接用各條線路提供的額定容量選擇設(shè)備，必將導(dǎo)致浪費(fèi)和工程投資的增加，因而，設(shè)計(jì)的第一步需要計(jì)算全所和各條線路的實(shí)際負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算方法——用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計(jì)算?！捎美孟禂?shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。有功總負(fù)荷：∑P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8=550+540+550+580+500+510+550+575=4355(kW)無功總負(fù)荷：∑Q=P1tan（arccosφ1）+P2 tan（arccosφ2）+P3 tan（arccosφ3）+P4 tan（arccosφ4）+P5 tan（arccosφ5）+P6 tan（arccosφ6）+P7 tan（arccosφ7）+P8 tan（arccosφ8）=+++++++=2657(kVar) 有功功率計(jì)算負(fù)荷： () =4355=3484(kW)無功功率計(jì)算負(fù)荷： () =2657=2126(kVar)考慮線損 5%： =3658(kW)=2232(kVar)K、視在功率計(jì)算負(fù)荷：S==4283（KVA）第2章 主變壓器的選擇 主變臺(tái)數(shù)的確定變電所中主變壓器的臺(tái)數(shù)為一臺(tái)或兩臺(tái)。根據(jù)本地區(qū)的負(fù)荷情況以及重要負(fù)荷所占的比例，同時(shí)60千伏系統(tǒng)提供了兩個(gè)電源。因此，考慮供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性選擇兩臺(tái)為宜。這樣在一臺(tái)主變因故障或檢修影響供電時(shí)，仍然可以由備用變壓器向重要負(fù)荷提供電源，保證不間斷供電，滿足供電可靠性的要求。 主變?nèi)萘康拇_定ⅰ主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇。ⅱ根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器容量。并考慮變壓器正常和事故時(shí)的過負(fù)荷能力。對(duì)兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量按不小于負(fù)荷容量的70％來選擇，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70％～80％。對(duì)保證重要負(fù)荷來說是可行的。II主變壓器初步選定為SFZ9－10000/66型三相油循環(huán)風(fēng)冷變壓器 主變壓器繞組的接線方式變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和△，高、低側(cè)繞組如何組合應(yīng)根據(jù)工程確定。我國35KV以下電壓，變壓器繞組都采用Δ型連接，因?yàn)槭亲鳛樽冸娝闹髯儔浩?，所以我選擇了YN,d11接線?？紤]到容量及負(fù)荷的重要性，選擇有載調(diào)壓。 主變壓器容量的計(jì)算考慮同時(shí)系數(shù)、線損及無功補(bǔ)償后得：變電所有功總負(fù)荷：∑P=3658(kW)變電所無功總負(fù)荷：∑Q=Q1 －QC=2232－768=1464(kVar) 負(fù)荷側(cè)容量最大負(fù)荷容量：SMAX==3940（KVA）單臺(tái)變壓器應(yīng)滿足全部負(fù)荷的70%變壓器負(fù)荷容量： S= S70%=394070%=2758（KVA）單臺(tái)變壓器應(yīng)滿足全部Ⅰ類負(fù)荷根據(jù)運(yùn)行條件、供電可靠性、今后發(fā)展和負(fù)荷容量的要求，選擇兩臺(tái)SFZ910000/66型變壓器，并列運(yùn)行。 變壓器主要參數(shù)表內(nèi)容額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組標(biāo)號(hào)短路損耗（kW）空載損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）參數(shù)10000高壓 60177。8%低壓 YN,d11第3章 無功補(bǔ)償 提高功率因數(shù)的意義(1)減小電力網(wǎng)中輸電線路上有功功率損耗和電能損耗。(2)使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量得到充分利用。(3)功率因數(shù)低，使線路的電壓損失增加，負(fù)荷端的電壓下降，甚至低于允許值，嚴(yán)重影響異步電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備正常運(yùn)行。 電容器組總?cè)萘看_定的要求，其中串聯(lián)組數(shù)應(yīng)根據(jù)電力網(wǎng)和電容器的額定電壓確定；，其中并聯(lián)臺(tái)數(shù)應(yīng)按線路正常最大負(fù)荷電流選擇。 并聯(lián)電容器組的基本接線類型并聯(lián)電容器組的基本接線分為星形和三角形兩種，當(dāng)單臺(tái)并聯(lián)電容器的額定電壓不能滿足電網(wǎng)正常工作電壓要求時(shí)，需由兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)電容器串接后達(dá)到電網(wǎng)政黨工作電壓的要求。為達(dá)到要求的補(bǔ)償容量，又需用若干臺(tái)并聯(lián)才能組成并聯(lián)電容器。 并聯(lián)電容器組每相內(nèi)部的接線方式，該接線方式的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)一臺(tái)故障電容器由于熔斷器熔斷后退出運(yùn)行，對(duì)該相的容量變化和與故障電容器串整個(gè)退出運(yùn)對(duì)行，對(duì)該相的容量變化和與故障電容器并聯(lián)的電容器承受的工作電壓影響較小，同時(shí)熔斷器的選擇只需考慮與單臺(tái)電容器相配合，故工程中普遍采用。，該接線方式的缺點(diǎn)為，當(dāng)一臺(tái)故障電容器由于熔斷器熔斷退出運(yùn)行后，對(duì)該相的容量變化和剩余串電容器的斷口絕緣水平應(yīng)等于電網(wǎng)的絕緣水平，致使熔斷器選擇不易，故工程中不采用該接線方式。 功率因數(shù)的計(jì)算在沒有考慮低壓母線（10kV）上裝無功補(bǔ)償裝置情況下，只要滿足有關(guān)的參數(shù)即可選擇主變壓器，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求，則需計(jì)算出補(bǔ)償前的變電所平均功率因數(shù)，則還需在低壓母線上裝設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置，以提高變電所的平均功率因數(shù)。由于用戶負(fù)荷多為感性負(fù)載，因而造成無功功率在線路上的損耗，給系統(tǒng)帶來不利的經(jīng)濟(jì)損失。需要盡可能在負(fù)荷末端進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置選用電力電容器組，安裝在10kV配電室內(nèi)，連接在10kV母線上。經(jīng)過計(jì)算補(bǔ)償前變電所的平均功率因數(shù)COSφ=＜經(jīng)過計(jì)算得出需補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： QC=768(kVar)無功補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷側(cè)功率因數(shù)有功功率計(jì)算負(fù)荷 () =4355=3484(kW)無功功率計(jì)算負(fù)荷 () =2657=2126(kVar)考慮線損 =3658(kW)=2232(kVar)K、視在功率計(jì)算負(fù)荷S==4283（KVA）補(bǔ)償前的10KV負(fù)荷側(cè)平均功率因數(shù) ＝=＝　　　　取補(bǔ)償后的功率因數(shù)cosφ2=需補(bǔ)償?shù)臒o功容量 QC= P1（tanφ1－tanφ2） () =3658（－）=768（Kvar）.　選用Qc＝1200 Kvar 電容器組，—100—1W（Kvar），每臺(tái)電容器容量為100 Kvar，每相4臺(tái)，共三相。，合格。 10KV并聯(lián)電容器成套裝置主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定容量接線方式—100—1W10KV100KvarY無功補(bǔ)償后變壓器的容量：SMAX==3940（KVA）70% SMAX =3940=2758（KVA）＜10000（KVA）無功補(bǔ)償后變壓器的容量仍能滿足要求。 無功補(bǔ)償校驗(yàn)所選變壓器參數(shù)如下：空載損耗：P0 =（kW），空載電流：I0% =；負(fù)載損耗：Pk=（kW），阻抗電壓：Uk% =9；變壓器有功損耗 () =2[+(3940/210000)2] =(kW)變壓器無功損耗 =2[10000+10000(3940/210000)2] =(kVar)補(bǔ)償后高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷取無功補(bǔ)償容量QC=1200(kVar)PR=P1+△PT=3658+=3690(kW)QR=Q1－QC+△QT=2232－1200+=1272(kW) 補(bǔ)償后高壓側(cè)功率因數(shù) ==滿足設(shè)計(jì)要求。第4章 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線的基本要求對(duì)電氣主接線的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性 電氣主接線的選擇為了正確選擇電氣主接線，必須根據(jù)任務(wù)書中指定的設(shè)計(jì)原始資料進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，確定兩個(gè)可行方案。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較審核后，確定最終方案。待設(shè)計(jì)變電所電壓等級(jí)為60/10KV，60千伏側(cè)有兩回進(jìn)線，10千伏側(cè)有8回配出線。 主接線的預(yù)定方案待設(shè)計(jì)的變電所本著：ⅰ靈活性和方便性；ⅱ保證電能質(zhì)量； ⅲ保證供電可靠性 ⅳ經(jīng)濟(jì)性的原則，初步擬定兩種主接線方式：方案一：60千伏側(cè)采用內(nèi)橋接線、10千伏側(cè)采用單母線分段接線，方案二：60千伏側(cè)采用單母線分段、10千伏側(cè)采用用單母線分段帶旁路,對(duì)60千伏側(cè)接線方式進(jìn)行論證考慮重要負(fù)荷的可靠性供電，60KV側(cè)進(jìn)線為雙回線，并采用兩臺(tái)變壓器，可采用內(nèi)橋接線或單母線分段的接線方式。Ⅰ經(jīng)濟(jì)比較 內(nèi)橋接線與單母線分段接線所用一次設(shè)備統(tǒng)計(jì)表接線方式斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器避雷器母線內(nèi)橋接線少少少相同相同無單母線分多多多相同相同有：內(nèi)橋接線較單母線分段接線節(jié)設(shè)備。單母線分段接線電氣設(shè)備使用多，占地面積大，投資多，所以從經(jīng)濟(jì)角度來看，采用內(nèi)橋接線較為經(jīng)濟(jì)。Ⅱ技術(shù)比較優(yōu)、接線方式優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)內(nèi)橋接線接線簡單、清晰、采用設(shè)備少、便于擴(kuò)建或發(fā)展成為單母線分段和雙母線接線。接線不夠靈活。當(dāng)線路斷路器或刀閘故障檢修時(shí)，將造成線路或變壓器停電。當(dāng)變壓器正常投切時(shí)，操做較復(fù)雜。單母線分段接線簡單、清晰、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。接線不夠靈活。當(dāng)母線與母線刀閘故障或檢修時(shí)，將造成整個(gè)配電裝置停電。當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，中斷該回路工作。根據(jù)內(nèi)橋接線與單母線分段接線在經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上比較，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書中的給定條件，以及變壓器不經(jīng)常操作等，選用內(nèi)橋接線為60千伏側(cè)的主接線較為合適。對(duì)10千伏側(cè)接線方式進(jìn)行論證10千伏側(cè)有8條回路，沒有特別重要負(fù)荷，可采用單母線分段或單母線分段帶旁路的接線方式。Ⅰ經(jīng)濟(jì)比較 單母線分段與單母線分段帶旁路接線所用一次設(shè)備統(tǒng)計(jì)表接線方式斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器避雷器母線單母線分段少少相同相同相同少單母線分段帶旁路多多相同相同相同多：單母線分段較單母線分段帶旁路接線節(jié)設(shè)備。單母線分段帶旁路接線電氣設(shè)備使用多，占地面積大，投資多，所以從經(jīng)濟(jì)角度來看，采用單母線分段較為經(jīng)濟(jì)。Ⅱ技術(shù)比較優(yōu)、接線方式優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)單母線分段接線簡單、清晰、倒閘操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。接線不夠靈活。當(dāng)母線與母線刀閘故障或檢修時(shí)，將造成整個(gè)配電裝置停電。當(dāng)進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，中斷該回路工作。單母線分段帶旁路對(duì)重要用戶可以從不同的母線段引出兩個(gè)回路，具有供電可靠性。操作靈活。檢修任一斷路器時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電。4接線簡單、清晰、便于擴(kuò)建。配電裝置復(fù)雜，接線復(fù)雜，運(yùn)行操作復(fù)雜。分段斷路器用作旁路開關(guān)時(shí)，兩段母線并列運(yùn)行。但當(dāng)其一段母線故障時(shí)，整套配電裝置停止工作，在拉開分段刀閘時(shí)恢復(fù)無故障母線工作。斷路器刀閘間的閉鎖復(fù)雜。通過上述在經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上比較，本設(shè)計(jì)采用單母線分段的接線方式。雖然此接線方式比單母分段帶旁路的供電可靠性低，但本次設(shè)計(jì)二次側(cè)的配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜。當(dāng)線路斷路器需要檢修時(shí)，可以用備用手車斷路器代用，使線路停電的時(shí)間非常短。且斷路器采用真空斷路器，真空斷路器可以開斷多次而不必檢修，檢修和維護(hù)工作量少?？梢姡?jīng)過以上措施，完全可以彌補(bǔ)單母線分段接線供電可靠性不高的缺陷，所以10千伏側(cè)采用單母線分段的接線方式。綜合以上分析本變電所采用第一方案即: 60KV側(cè)采用內(nèi)橋接線、10KV側(cè)采用單母線分段接線。 60KV內(nèi)橋、10KV單母線分段方案二：60千伏側(cè)采用單母線分段、10千伏側(cè)采用用單母線分段帶旁路, 60KV單母線分段、10KV單母線分段帶旁路第5章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的是用于選擇合理的電氣主接線；選用有足夠穩(wěn)定度和機(jī)械強(qiáng)度的電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體，確定限制短路電流的措施；確定中性點(diǎn)接地方式；計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺；確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；在電力系統(tǒng)中合理配置各種繼電保護(hù)并整定其參數(shù)等等。電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還需要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行。選擇電氣設(shè)備載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置，以防止故障的擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。 短路計(jì)算的基本步驟。本次設(shè)計(jì)過程，由火電廠和水電廠組成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)短路電流計(jì)算的目的來設(shè)置各元件的連接方式和故障點(diǎn)。由于短路電流是對(duì)各故障點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算。因此，在計(jì)算電路的等值電路圖應(yīng)根據(jù)各故障點(diǎn)分別作出。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換，求轉(zhuǎn)移電抗。：