【正文】 =,? S總= 一二類負(fù)荷總和 S???? 15MVA。 二．主變壓器容量的確定 主變壓器容量應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行選擇。 因本設(shè)計的電氣設(shè)備數(shù)量和容量都是確定的，且容量相差不大，所以其負(fù)荷計算方法選擇計算較簡單的需要系數(shù)法。 二．負(fù)荷計算的方法 若已知一 個供電范圍的電氣設(shè)備數(shù)量和容量時， 負(fù)荷計算的方法有 ： 需要系數(shù)法、利用系數(shù)法 和 二項式 法；當(dāng)在電氣設(shè)備數(shù)量和容量都不清楚的情況下，可采用各種用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計算，其方法有：負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法、住宅用電指標(biāo)法等。所以根據(jù)“計算負(fù)荷”選擇導(dǎo)體及電器時，在實際運(yùn)行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會超過容許值。因此 110kv,10kv 側(cè)母線可考慮對供電可靠性較高的單 母線分段和雙母線接線兩種接線形式。 由待設(shè)計變電站的建設(shè)性質(zhì)和規(guī)?？芍O(shè)計 變電站主要是為了滿足 某鐵礦生產(chǎn)生活的發(fā)展需要 ,是一個 110/10kv 降壓變電站 ,也是一個地區(qū)性變電站，并且只有兩個電壓等級，因此，主變壓器可選用雙繞組型的。在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為 110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。 （ 3）地區(qū)變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。 二 .變電站的分類 根據(jù)變電站的性質(zhì)可分為升壓和降壓變電站 （ 1）升壓變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電能進(jìn)行升壓處理，便于大功率和 遠(yuǎn)距離輸送。 （ 2）降壓變電站是對電力系統(tǒng)的高電壓進(jìn)行降壓處理，以便電氣設(shè)備的 使用。 （ 2）中間變電所。高壓側(cè)一般為 110～ 220KV，向地區(qū)用戶供電為主的 變電所，這是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，只是用戶受 2 到損失。 由原始資料電力系統(tǒng)接線簡圖可知有來自同一個電力系統(tǒng)的雙電源供 電。 由原始資料所設(shè)計變電站的地理位置示意圖和該地地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件可知，所設(shè)計變電站應(yīng)選址在負(fù)荷中心且地勢較平坦的山谷中，根據(jù)變電站的出線方向來設(shè)計配電裝置的布置，還應(yīng)考慮到變電站的防震防雷防雪等，根據(jù) 110kv 變電站的設(shè)計手冊可知所選電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先考慮室外型。 計算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。 ，是最為常用的一種計算方法，適合用電設(shè)備數(shù)量較多，且容量相差不大的情況。 主要計算公式 如下 ： 有功功率： ????nIpC PciKP 1 無功功率 : ????nIQC QciKQ 1 4 視在功率 : 22 CCC QPS ?? 計算電流 : USI CC 3? 負(fù)荷計算過程見負(fù)荷計算書 第二節(jié) 主變臺數(shù)、容量和型式的確定 一．主變壓器臺數(shù)的確定 在《電力工程電氣設(shè)計手冊》中可知： “ 對大 中 城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜 ” 。在《 電力工程電氣設(shè)計手冊》中規(guī)定對于裝設(shè)兩臺及以上主變壓器的變電所，應(yīng)滿足當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 60%－ 70%。 經(jīng)查設(shè)備手冊，選每臺主變壓器容量為 10 MVA 。一般考慮站用負(fù)荷為變電站總負(fù)荷的 %%，這里取 %計算， % ?總S =? 22964=， ?站S =(110%)=51KVA。 主接線是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備依一定的次序相連接的接受和分配電能的電路。 主接線的選擇直接影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。其主接線的 好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。具體如下 : 1．變電站的高壓側(cè)接線，根據(jù)技術(shù)設(shè)計規(guī)程應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性很高 的場合。 第四章 無功功率補(bǔ)償 第一節(jié) 無功功率補(bǔ)償?shù)谋匾? 在工民用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要夠過向系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變磁場，這使系統(tǒng)輸送的電能容量中無功率的成分增加，功率因數(shù)降低，對系統(tǒng)會造成如下影響： （ 1） 使變配電設(shè)備的容量增加； （ 2） 使供配電 系統(tǒng)的損耗增加； （ 3） 使電壓損失增加； （ 4） 使發(fā)電機(jī)的效率降低。 二是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高，有兩種方法，一是采用同步電動 機(jī)替代異步電動機(jī)工作，由于投資和損耗較大，又不便于維護(hù)、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用。 無功功率補(bǔ)償計算過程見無功功率補(bǔ)償計算書 第 五章 短路電流計算 第一節(jié) 短路的危害和種類 短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。三相短路指供配電系統(tǒng)三相導(dǎo)體間的短路；兩相短路指三相供配電系統(tǒng)中任意兩相導(dǎo)體間的短路；單相短路指供配電系統(tǒng)中任一相經(jīng)大地與中性點(diǎn)或與中線發(fā)生的短路。 為達(dá)到上述目的，需計算出下列各短路參數(shù)： kI 三相短路電流周期分量有效值，用來作為繼電保護(hù)的整定計算和校驗斷路器的額定開斷電流。 S 次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù) 采用標(biāo)幺制計算時，其計算公式為： 133BBKKK SSIIZ UU? ? ? ? （ 5— 1） 2sh sh Ki K I? ? ? （ 5— 2） Ksh II ? （ 5— 3） *39。 其步驟如下 繪制計算 電路圖。 按所選擇的短路計算點(diǎn)繪制出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在進(jìn)行電氣設(shè)備 選擇時必須符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。 一．按正常工作狀態(tài)選擇電氣設(shè)備 ： （ 1） .額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓。母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的 Imax；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負(fù)荷情況下的 Imax。 。故在 110KV 側(cè)和 35KV 側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強(qiáng)、絕緣性能強(qiáng)、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。 三．?dāng)嗦菲餍褪竭x擇 按額定電壓、額定電流選擇；按開斷電流選擇、短路熱穩(wěn)定校驗、短路動穩(wěn) 14 定校驗 第三節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器，它需與斷路器配套使用。 ：投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時，常用隔離開關(guān) 配合短路器，協(xié)同操作來完成 、合小電流：因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電流和電容電流的能力，故一般可用來進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過 2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過 5A 的空載線路?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷海?100、 100/ 3 ）和小電流（ 1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護(hù)等。 環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。 ，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，電壓互感器本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。可按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇或按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇。 電暈電壓校驗 對于 110～ 220kV 裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進(jìn)行校驗，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓 lj maxgUU? （ 6— 3） lj r 0 .3 0 1= 8 4 k m δ r ( 1 + ) lg rδ rU ? （ 6— 4） 式中： k —— 三相導(dǎo)線等邊三角布置時為 1，水平布置時為 ； rm —— 導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，取 ； ? —— 空氣相對密度，取 ； ? —— 相間距離， cm； r —— 導(dǎo)體半徑為， cm； maxgU —— 安裝處的電網(wǎng)工作電壓 熱穩(wěn)定校驗 按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)定進(jìn)行核驗。 一 .各種配電裝置的特點(diǎn) 屋內(nèi)式配電裝置的特點(diǎn)： （ 1）占地面積小 （ 2）室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響 （ 3）污穢空氣影響小 （ 4）房屋建筑投資較大 屋外式配電裝置的特點(diǎn)： （ 1） 土建工作量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短 （ 2）擴(kuò)建方便 （ 3）相鄰設(shè)備之間距離大，便于帶電作業(yè) 18 （ 4）占地面積大 （ 5）受外界環(huán)境影響，須加強(qiáng)絕緣 （ 6）不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響 成套配電裝置的特點(diǎn)是： （ 1）電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊 （ 2）電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現(xiàn)成安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷 （ 3）運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便 （ 4）耗用鋼材較多，造價較高 二 . 配電裝置的型式選擇 配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及 環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。 一般在下列情況下宜采用高型： （ 1）在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū) （ 2）地形條件限制 （ 3）原有裝置需改、擴(kuò)建而場地受限制。總體布置應(yīng)根據(jù)外界條件，依據(jù)配電裝置的電壓等級和型式、出線方向、出線方式和出線走廊的條件、地形情況等因素，并滿足防火及環(huán)境保護(hù)要求，因地制宜進(jìn)行設(shè)計。 (2)當(dāng)路基寬度小于 時且道路亮端不能通過時 ，適當(dāng)位置設(shè)置錯車道。 端子箱、配電箱電纜溝的位置： 電纜溝應(yīng)位于各條母線下方，然后通向主控室，端子箱位于電纜溝旁。 第二節(jié) 變電站主要防雷設(shè)備 變電站遭受雷擊的來源：一是雷直擊與變電站的設(shè)備上；二是架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站 防止雷電直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線；防止雷電波沿線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備有避雷器等。 ，是變電站防雷設(shè)計的關(guān)鍵步驟。 求得 bx后，即可確定兩針間的保護(hù)范圍。據(jù)變電站設(shè)備要求及主接線形式應(yīng)在下列點(diǎn)裝設(shè)避雷器： 110KV、 35KV、 10KV母線各段母線上，主變中性點(diǎn)接地處。選用通流能力強(qiáng)，工頻續(xù)流小，放電時間短，穩(wěn)定性高，殘壓低的避雷器。在工作電壓下，金屬氧化物避雷器實際上相當(dāng)一絕緣體，因而工作電壓不會使氧化鋅閥片燒壞，同時，因無間隙，故大大改善 了陡波下的響應(yīng)特性。四是通流容量大，可以用來限制內(nèi)部過電壓。 二． 110kv 出線側(cè)段斷路器的選擇 （ 1） 額定電壓： Ue=110kV （ 2）額定電流： 按 110KV 出線最大負(fù)荷考慮 34 g m a x 11622 6 1 . 03 3 1 1 0NSI K AU? ? ?? （ 3） 查電氣設(shè)備手冊選擇斷路器型號及參數(shù)如表 122 表 122 110kv出線側(cè) 斷路器型號及參數(shù)表 型號 數(shù)量 技術(shù)參數(shù) 額定電流 I（ A） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流 (kA) 4秒熱穩(wěn)定電流(kA) LW25110/1000 6 1000 25 63 25 （ 4）校驗： ① Ue=110kV=UN ② I=1250AIgmax=61A ③額定開斷電流校驗： 110kV 母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流 kI = LW25110/1000 斷路器的額定開斷電流＝ 25KA 符合要求。 ④動穩(wěn)定校驗 ： 10kV母線短路三相沖擊電流： ish =(kA) ZW1210/2020斷路器的動穩(wěn)定電流 Igf=80kA) ish Igf 符合動穩(wěn)定要求 ⑤熱穩(wěn)定校驗： β //=Ish /kI =查曲線： tep＝ 4秒 10kV 母線 三相短路熱容量： Qdt=kI 2tep=(kA2S) ZW1210/2020 斷路器的 4 秒熱穩(wěn)定電流： It=(kA) It2t= 4=3969(kA2S) 36 kI2tepIt2t 符合熱穩(wěn)定要求 ⑥溫度校驗： ZW1210/2020 斷路器允許使用環(huán)境溫度： 40℃～ 40℃ 本變電站地區(qū)氣溫： 22℃～ 40℃，所以符合要求。 通過以上校驗可知， 10kV 出線側(cè)斷路器的選擇 符合要求。 二． 110kv 出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇 （ 1）額定電壓： Ue=110kV （ 2）額定電流： 按 1