【正文】 電氣畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師意見(jiàn)書意見(jiàn)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定書評(píng) 語(yǔ)：成績(jī)總評(píng)：答辯委員會(huì)主任：答辯小組 組長(zhǎng)：答辯小組 成員：年 月 日變電控制設(shè)計(jì)摘 要變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本論文中待設(shè)計(jì)的變電站是一座降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。本文首先根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求，每側(cè)各選擇幾種待選主接線方案進(jìn)行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。其次通過(guò)對(duì)原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負(fù)荷確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量、繞組數(shù)和繞組連接方式、調(diào)壓方式、冷卻方式等的選擇，最后確定主變壓器。第三就是進(jìn)行短路電流計(jì)算，從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級(jí)的母線時(shí)，其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。再根據(jù)計(jì)算結(jié)果及各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器等）。第四根據(jù)變壓器保護(hù)的配置原則和本變電站的數(shù)據(jù)資料完成本站的主變壓器繼電保護(hù)的配置及整定。最后根據(jù)前面的主接線方案的確定、變壓器的選擇、各電器設(shè)備的選擇以及主變保護(hù)的設(shè)計(jì)等繪制電氣一次主接線圖、保護(hù)原理圖等相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。關(guān)鍵詞： 電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備選擇，主變保護(hù)，設(shè)計(jì)圖紙SUBSTATION CONTROL DESIGNABSTRACTSubstation as an important part of power system, directly affects the whole power system safety and economical operation. This thesis is to design a stepdown transformer substation, plays in the system and the distribution of electricity together, shoulder to rural power plant, the area of the important task. The design according to the first two wiring economical and reliable, flexible operation, each measure each choose two to choose the wiring schemes are pared, the elimination of the poor, determines the substation autoswitch scheme.Then based on the original data analysis and the total load determined according to the substation main transformer windings of the Numbers and capacity, and winding, connection pressure cooling mode, finally determined as the main transformer.The third is to shortcircuit current calculation, from the threephase shortcircuit calculation of shortcircuit occurred in each when the bus voltage level, its shortcircuit current and impulse current steadystate value. According to the calculation results and the voltage level of rated voltage and maximum continuous working current main electrical equipment selection and calibration (including breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, etc.).The fourth according to the principle of transformer protection substation configuration and the data of the main transformer station plete protection configuration and setting .Finally, according to the front of the main wiring schemes, the choice of transformer, electric equipment, the selection of main transformer protection in the design drawing a hook, protect the electric circuit principle diagram .Keywords: the main electrical wiring design；shortcircuit current calculation； electrical equipment selection； main transformer protection ；design drawings 63前 言變壓器是變電所中的主要電器設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需要的各級(jí)使用電壓，以滿足用戶的需要。主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。因此，主變的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)的緊密程度，同時(shí)兼顧負(fù)荷的增長(zhǎng)速度等方面，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃，綜合分析，合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如主變?nèi)萘窟x擇得過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便。設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益。若容量選擇得過(guò)小，可能使變壓器長(zhǎng)期在過(guò)負(fù)荷中運(yùn)行，影響變壓器的使用壽命。則會(huì)限制變電所負(fù)荷的需要，顯然技術(shù)上是不合理的。在生產(chǎn)上電力變壓器有制成單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦、分裂變壓器等，在選擇變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和所設(shè)計(jì)的變電站的自身特點(diǎn)，在滿足變壓器的可靠性的前提下，要充分考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器。第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明第一章 主變的選擇 主變臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)位于平原地區(qū)，無(wú)高產(chǎn)農(nóng)作物的110KV降壓變電所，主要是接受110KV的功率，通過(guò)主變向35KV和10KV線路輸送，是一個(gè)一般的地區(qū)變電站。由于出線中有多回Ⅰ類負(fù)荷，停電會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成重大的影響。因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。并在滿足可靠性的前提下，還要考慮到經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇主變壓器臺(tái)數(shù)。為了提高供電的可靠性，防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故障而造成對(duì)用戶的停電。若變電站裝設(shè)三臺(tái)主變，雖然供電可靠性有所提高，但是投資較大，接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，增大了占地面積和配電設(shè)備及繼電保護(hù)的復(fù)雜性，并帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作的許多復(fù)雜化，并且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大。不宜選用輕型設(shè)備?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障的幾率較小，適合遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)和擴(kuò)建的需要，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)由另一臺(tái)主變壓器可帶全部負(fù)荷的70%，能保證正常供電，故可選擇兩臺(tái)主變壓器。 主變?nèi)萘康倪x擇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，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電站主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該變電站近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都已給定，所以，應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變?nèi)萘俊８鶕?jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷對(duì)一般性變電站當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70～80%。該變電所的主變?nèi)萘渴前慈控?fù)荷的70%來(lái)選擇。因此裝設(shè)兩臺(tái)變壓器后的總的容量為∑Se=2PM=。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)70%負(fù)荷的供電?？紤]到變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為40%，則可保證98%負(fù)荷供電。因?yàn)樵撟冸娝碾娫匆M(jìn)線是110KV側(cè)引進(jìn)，而高壓側(cè)110kV母線負(fù)荷不需要經(jīng)過(guò)主變倒送，其中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負(fù)荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上，因此主變壓器的容量為Se=(SⅡ+SⅢ) （SⅡ，SⅢ分別為35kV，10kV側(cè)的總負(fù)荷）。 主變形式的選擇一、主變相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素，特別是大型變壓器尤其需要考慮其運(yùn)輸可能性保證運(yùn)輸尺寸不超過(guò)遂洞、涵洞、橋洞的允許通過(guò)限額，運(yùn)輸重量不超過(guò)橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)110kV變電站，位于平原地區(qū)，地高產(chǎn)農(nóng)作物，不受運(yùn)輸條件限制，故可選擇三相變壓器，減少了占用良田的面積；而選用單相變壓器相對(duì)來(lái)講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及繼電保護(hù)和二次接線比較復(fù)雜，增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。二、繞組數(shù)的選擇在具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比相對(duì)應(yīng)的兩臺(tái)雙繞組變壓器的都較少。本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電等級(jí)，中、低壓側(cè)負(fù)荷容量均為主變壓器容量的15%以上，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量，及占地面積等因素，因此選擇三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有自耦變壓器、分裂變壓器以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，如耗材料少，造價(jià)低，有功和無(wú)功損耗少，效率高，由于高中壓線圈的自耦聯(lián)系，阻抗小，對(duì)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定作用，還可擴(kuò)大變壓器極限制造容量，便于運(yùn)輸和安裝。自耦變壓器雖有上述許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)。由于自耦變壓器公共繞組的容量最大只能等于電磁容量，因此在某些運(yùn)行方式下，自耦變壓器的傳輸容量不能充分利用，而在另外一些運(yùn)行方式下，又會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，由于自耦變壓器高、中壓繞組間的自耦聯(lián)系，其阻抗比普通變壓器小，它的中性點(diǎn)要直接接地，所以使單相和三相短路電流急劇增加，有時(shí)單相短路電流會(huì)超過(guò)三相短路電流，造成選擇高壓電氣設(shè)備的困難和對(duì)通訊線路的危險(xiǎn)干擾。同時(shí)，自耦變壓器零序保護(hù)的裝設(shè)與普通變壓器不同。自耦變壓器的高、中壓兩側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成的零序電流過(guò)流器上，并根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。自耦變壓器中的沖擊過(guò)電壓比普通變壓器要嚴(yán)重得多，其原因是高、中壓繞組有電的聯(lián)系，高壓側(cè)出現(xiàn)的過(guò)電壓波能直接傳到中壓側(cè)。，另一個(gè)原因是從高壓側(cè)繞組上進(jìn)入的沖擊波加在自耦變壓器的串聯(lián)繞組上，而串聯(lián)繞組的匝數(shù)通常比公共繞組的匝數(shù)少得多，因此在公共繞組中感應(yīng)出來(lái)的過(guò)電壓大大超過(guò)侵入波幅值普通變壓器，當(dāng)一次電壓波動(dòng)時(shí)，為了得到穩(wěn)定的二次電壓，一次繞組匝數(shù)作相應(yīng)調(diào)整，以維持每匝電勢(shì)不變，以及維持鐵芯磁通密度不變，如高壓側(cè)電壓升高則應(yīng)增加高壓繞組，而中性點(diǎn)調(diào)壓的自耦變壓器則要減少匝數(shù)，亦維持二次電壓不變，這就導(dǎo)致每匝電勢(shì)增加，亦即導(dǎo)致鐵芯更加飽和。當(dāng)中、低壓側(cè)負(fù)荷都較大時(shí)，不宜采用自耦變壓器。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(shí)，很大的電流向一側(cè)繞組流去，鐵芯中失去磁勢(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力，在分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大。普通三繞組變壓器價(jià)格在自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的要求，又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)，它的供電可靠性也高。綜上分析，本次設(shè)計(jì)的變電所選擇普通三繞組變壓器。三、主變調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換稱為無(wú)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)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。對(duì)于110kV的變壓器，宜考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓方式，所以本次設(shè)計(jì)的變電站選擇有載調(diào)壓方式。四、連接組別的選擇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△。我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用YO連接，35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地，35kV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，而且零序阻抗較大，對(duì)限制單相短路電流皆有利，同時(shí)也便于接入消弧線圈，但是由于全星形變壓器三次諧波無(wú)通路，因此將引起正弦波電壓的畸變，并對(duì)通訊設(shè)備發(fā)生干擾