【正文】 最近幾年設(shè)計(jì)的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續(xù)、電壓穩(wěn)定，因此要求有兩個(gè)電源。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 23（ b）所示。 212 變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 待設(shè)計(jì)變電站由 6KM處的系統(tǒng)變電所用 35KV雙回架空線路供電，以 10KV 電纜供各車間供電。 （ 2）對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主要變壓器停運(yùn)后，其余變壓器在計(jì)算過負(fù)荷能力及允許時(shí)間內(nèi)，滿足Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，一臺(tái)主變壓器停運(yùn)后，其余變壓器應(yīng)能滿足全部供電負(fù)荷的70%～ 80%。 215 主變壓器繞組數(shù)的確定 國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有 35KV、 24 10KV 兩個(gè)電壓等級(jí)且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 ? 2?%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%，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴，由于待設(shè)計(jì)變電所的符合均為Ⅰ、Ⅱ類重要負(fù)荷，為確保供電質(zhì)量，有較大的調(diào)整范圍，我們選用有載調(diào)壓方式。故 采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對(duì)油管道進(jìn)行冷卻，把變壓器中熱量帶走。 （ 3） 強(qiáng)迫空氣冷卻：又簡(jiǎn)稱風(fēng)冷式。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構(gòu)成變壓器的油循環(huán)。 綜 表 21 變壓器型號(hào) 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連 接組 標(biāo)號(hào) 損耗（ KW） 阻抗電壓（％） 空載電流（％） 高壓 低壓 空載 負(fù)載 SZ98000/35 8000 35 10.5 Ynd11 4 5 27 22 所用變的選擇 目前可供選擇的所用變壓器的型式有油浸式和 干式兩種，后者又分為普通干式和環(huán)氧樹脂澆注式等。 由于油浸式變壓器屋內(nèi)布置需要防火防爆小間，且要考慮通風(fēng)散熱以及事故排油設(shè)施，因此，待設(shè)計(jì)變電所采用干式變壓器。 222 所用變?nèi)萘康倪x擇 28 所用變壓器負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算 負(fù)荷。 K1—— 所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 K1=； 上得該變電所的主變型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表 11 所示 ∑ P2—— 電熱及照明負(fù)荷之和（ KW） 。 變電所中各種電器設(shè)備必須能承受短路電流的作用，不致因過熱或電動(dòng)力的影響而損壞。為限制故障范圍，保護(hù)設(shè)備安全，繼電保護(hù)裝置必須整定在主回路通過短路電流的準(zhǔn)確動(dòng)作。 32 計(jì)算短路電流的目的 短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常 運(yùn)行影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)該著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后腰盡量限制所影響的范圍。 31 （ 2） 繼 電保護(hù)的配置和整定。 （ 4） 通 信干擾。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對(duì)導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。例如，選擇效驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，一般只需近似計(jì)算通過該設(shè)備的最大可能的三相短路電流值。短路 電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)如下： （ 1） 短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)是對(duì)稱的三相系統(tǒng)。 （ 4） 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。 33 短路故障稱為電力系統(tǒng)的橫向故障，由斷線造成的故障，稱為電力系統(tǒng)的縱向故障。 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求 卻是相同的。 ㈡、額定電壓和最高工作電壓 導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓 ewU ，故所選電器和電纜允許最高工作電壓 maxyU 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 maxgU ，即： maxmax gy UU ? 一般電纜和電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220KV 及以下時(shí)為 eU ；額定電壓為 330~500KV 時(shí)為 eU 。對(duì)于 110KV 以下電氣設(shè)備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2021m 以下使用。 我國(guó)生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度 ?? 為 25℃，當(dāng)裝置地點(diǎn)環(huán)境溫度在5~50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，導(dǎo)體允許通過的電流可按上式修正。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： dwch ii ? 或 dwch II ? 式中 chi 、 chI —— 短路沖擊電流幅值及其有效值； dwi 、 dwI —— 允許通過穩(wěn)定電流的幅值和有效值。 42 高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) 421 對(duì)高壓斷路器的基本要求 斷路器在電路中擔(dān)負(fù)特別重要的任務(wù)，必須滿足一下基本要求： 43 （ 1） 工作可靠。開斷能力的不足可 能發(fā)生觸頭跳開后電弧長(zhǎng)期的續(xù)燃，導(dǎo)致斷路器本身爆炸飛狐，引起事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式，即在發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘，切除故障點(diǎn)的短路電流，經(jīng)很短時(shí)間后斷路器又自動(dòng)重合閘，恢復(fù)正常供電。 422 額定電流的計(jì)算 44 變壓器一次側(cè)額定電流： 11 3INNc US? 00 ??? AI cg 3 3 1m a x ???? 變壓器二次側(cè)額定電流： AUSINNc 22???? AI cg 8 6 2m a x ???? 當(dāng)按運(yùn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)： AU QPINg 500103 3 9 1 07 7 4 032222m a x39。 maxgI 與 maxgI 相差不大，以下均已 maxgI 為基準(zhǔn)選設(shè)備。 (2)高 壓熔斷器熔管的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。 選擇熔體時(shí)，應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間、熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)之間以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性 。 ②電力電容器運(yùn)行過程中的涌流。 保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇： bgmnR KI?I 式中 K —— 系數(shù)，當(dāng)不考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取 ～ ；當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取 ～ ； bgmI —— 電力變壓器回路最大工作電流， A。同時(shí)，尚需用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流校驗(yàn)三相斷流容量的下限值，以保證熔斷器有足夠的熔斷電流。銅的電阻率低，抗腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度大，是很好的導(dǎo)體材料。例如 35 kV 及以下，一 般采用三相鋁芯電纜； 110 kV 及以上采用單相充油電纜；直埋地下，一般選用鋼帶鎧裝電纜；敷設(shè)在高差較大地點(diǎn)，應(yīng)采用不滴流或塑料電纜。部分導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，見下表 43 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定： 58 JIS gmax? 式中 maxgI — 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流。 ? ?AII gg 1 4 m a x39。校驗(yàn)其電壓損耗： 60 35 kV 架空線路相間距取 mm1500 則其幾何均距 mD m ???? 查 70?LGJ ，幾何均距為 時(shí)的電阻 kmR / ?? kmX / ?? 35 kV 架空線長(zhǎng) km6 ，線路末端 3 9 1 07 7 4 0 jQjPS ???? ? ? VU lXQlRPUN **** 00 ?????????? ? ? VUU Nyx 1 7 5 %5 3 ?????? VUVU yx ????? 合格。如果容量不足，可將兩個(gè)二次繞組串聯(lián)。 電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)，應(yīng)根據(jù)不同的用途選擇，準(zhǔn)確度等級(jí)可分為 、 、 10 級(jí)等幾個(gè)不同的等級(jí)。負(fù)荷分配應(yīng)在滿足相位要求下盡量平衡，接地點(diǎn)一般設(shè)在配電裝置端子箱處。 ㈡電壓互感器類型的選擇 根據(jù)用途和二次負(fù)荷性質(zhì)，選擇電壓互感器的類型及二次接線方式。這樣電流互感器額使用數(shù)量較多，應(yīng)根據(jù)需要合理配置。 對(duì)于高壓斷路器要盡量置于保護(hù)區(qū)之內(nèi)。用于 110 kV 及以下電網(wǎng)，當(dāng)線路沒有分支線時(shí)，裝在線路末端的變電所；當(dāng)線路上有多個(gè)負(fù)荷分支線時(shí)，將串聯(lián)補(bǔ)償裝置設(shè)在線路總壓降約一半的附近變電所內(nèi)。 并聯(lián)補(bǔ)償裝置 并聯(lián)補(bǔ)償裝置分 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置、并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置和超高壓并聯(lián)電抗器和調(diào)相機(jī)等。當(dāng)裝設(shè)電容補(bǔ)償裝置引起的高次諧波含量超過允許值時(shí)，應(yīng)在回路中設(shè)置串聯(lián)電抗器，也可兼做限制涌流電抗器，需要限制短路電 流時(shí)，還可兼做限流電抗器。 調(diào)相機(jī)克為專用的也可由同容量的汽輪發(fā)電機(jī)改造為調(diào)相運(yùn)行機(jī)組，因它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行管理維護(hù)工作量大，建筑物也較大，故目前已經(jīng) 很少采用。它向電。此外，在發(fā)電廠有時(shí)將發(fā)電機(jī)改作調(diào)相機(jī)；在變電所中，或可將并補(bǔ)償裝置連接在 110 kV 母線上。 (2) 靜補(bǔ)償是采用晶體管器件構(gòu)成的高效靜補(bǔ)裝置，它向電網(wǎng)提供可快速無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無(wú)功，降低電壓波動(dòng)和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和降低工頻過電壓的功能。它們向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無(wú)功，以補(bǔ)償多余的感性無(wú)功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電網(wǎng)電壓。一般將串聯(lián)補(bǔ)償裝置與線路中間的開關(guān)站或變電所合建在一起。 串聯(lián)補(bǔ)償裝置 （ 1）對(duì) 110 kV 及以下電網(wǎng)中串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，主要用于減少線路電壓降，降低受端電壓 波動(dòng)，提高供電水平和質(zhì)量。 測(cè)量?jī)x表和過流保護(hù)裝置，要求在小電流接地系統(tǒng)中兩相都裝設(shè)電路互感器。 443 互感器的配置 ㈠電壓互感器的配置 在變電所的運(yùn)行中，各種測(cè)量?jī)x表及保護(hù)裝置都要測(cè)量得各級(jí)的電壓的數(shù)值，而且要求不受運(yùn)行方式改變的影響，所以在每條母線或每段母線上，以及橋式接線的兩端都必須配置電壓互感器。 ㈠按額定電壓選擇 所選電壓互感 器一次側(cè)額定電壓必須與安裝處電網(wǎng)的額定電壓一致，二次側(cè)額定電壓一般為 100V。 由于二次電流已標(biāo)準(zhǔn)化為 5A，負(fù)荷主要決定于外部阻抗 2Z ，其表達(dá)式為 63 jds RR ??? ? ZZ 2 式中 2Z —— 二次負(fù)荷的外部阻抗， ? ； ?sZ —— 連接儀表串聯(lián)繞組的阻抗， ? ； dR —— 二次連接 導(dǎo)線的電阻， ? ； jR —— 連接導(dǎo)線接頭的接觸電阻， ? 。 在電流互感器周圍空氣溫度一定的條件下，連續(xù)流過互感器的一次電流，允許為其額定值的 120％。 432 10 kV 電纜的選擇與校驗(yàn) （ 1） 定電壓： maxmax gy UU ? kVUU Ng a x ?? （ 2） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面： ? ?AU QPINg5 0 0103 3 9 1 07 7 4 0*3 2222m a x ?????? ? ? 查導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度表得 2/ mmAJ ? 2m a x mmJIS g ??? 61 根據(jù)以上數(shù)據(jù)初步選用 YJLV — 10 ， S=300 的電力電纜。 m a x ??? 合格 （ 3）電暈損耗條件： 35 kV 及以下線路，導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度小，通常不會(huì)產(chǎn)生電暈，因此不考慮電暈損耗。該變電所的歷年平均最高氣溫為 攝氏度。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。鋁的電阻率雖為銅的 倍，但密度只有銅的%30 ，我國(guó)鋁的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格較低，一般都采用鋁質(zhì)材料。 56 序號(hào) 計(jì)算參數(shù) 選擇 KN2 型 校驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 1 工作電壓 10kV UN 10kV 合格 2 ZI// 額定開斷電流 kAUSINek d 100?? 合格 序號(hào) 計(jì)算參數(shù) 選擇 RW935 型 校驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 1 工作電壓 35kV UN 35kV 合格 2 ZI// 額定開斷電流 kAUSINek d 57?? 合格 43 進(jìn)線與出線的選擇與校驗(yàn) 母線及電纜的選擇原則 敞露母線一般按下列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)： 1)導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式； 2）導(dǎo)體截面； 3）機(jī)械強(qiáng)度； 4）電暈； 5)熱穩(wěn)定； 6）動(dòng)穩(wěn)定；電纜則按額定電壓和上述 1)、 2）、 4）項(xiàng)及允許的電 壓降選擇和校驗(yàn)。 (5)除保護(hù)防雷用電容器的熔斷器外，當(dāng)高壓熔斷器的斷流容量不能滿足被保護(hù)回路短路容量要求時(shí)，可在熔斷器回路中裝設(shè)限流電阻等措施限制短路電流。 (3) 保護(hù) 35kV