【正文】 電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。 主變壓器容量的選擇(1)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，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～20 年的負(fù)荷發(fā)展。如果變壓器容量選得過大、臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者會(huì)滿足不了變電站負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的，因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電設(shè)備的投資。73 負(fù)荷計(jì)算和主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器?？煽啃愿?。5方案主接線圖如下：圖 22 方案二主接線圖 6 方案比較表 21 主接線比較表 方案確定比較可以看出,三種接線從技術(shù)的角度來看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比單母線可靠性高，雙母帶旁路母線接線比雙母線的可靠性更高。35kV 側(cè)則采用單母線分段接線，出線 12 回,接線簡(jiǎn)單，操作方便，使用的設(shè)備少，從而投資少，而且保證了重要用戶供電，有很好的可靠性和靈活性。（3）雙母線帶旁路母線接線雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。（2）雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：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；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對(duì)變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識(shí)，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，體驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的水平和能力，培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和解決問題的能力的目的。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)，從一定意義上講，實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)，需要強(qiáng)有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應(yīng)，需要優(yōu)質(zhì)高效的電力服務(wù)。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的短路計(jì)算以及各種電力手冊(cè)及其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，并在設(shè)計(jì)中增新、拓寬。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。其次是調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運(yùn)行方式。缺點(diǎn)是：雖然多裝了價(jià)高的斷路器，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。方案主接線圖如下： 圖 21 方案一主接線圖方案二：220kV 側(cè)采用雙母帶旁路母線接線形式，具有比雙母線可靠性更高的接線方式，出線 6 回（其中 2 回備用） ，多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。 單母線分段接線簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，有利于變電站的運(yùn)行。靈活性220kV 側(cè)運(yùn)行相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差。本章是對(duì)變電站主變壓器的選擇。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)8劃相結(jié)合。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。(2)繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“Y”和三角形“D” 。從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，對(duì)于 220kV 及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時(shí)使用，一般均采用無激磁調(diào)壓，分接頭的選擇依據(jù)具體情況定。需用系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際，尤其對(duì)各用電設(shè)備容量相差較小且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，因此，這種計(jì)算方法采用最廣泛。鑒于以上幾種方法的介紹，本次設(shè)計(jì)采用需用系數(shù)法。其基本計(jì)算公式為maxPcdNP??需用系數(shù)的含義：一個(gè)用電設(shè)備組的需用系數(shù)可表示為 (31)1silodavK?式中 —設(shè)備同時(shí)系數(shù)；siK —設(shè)備加權(quán)平均負(fù)荷系數(shù)；lo—設(shè)備組的各用電設(shè)備的加權(quán)平均效率；av?—供電線路的平均效率。目前用戶高壓配電網(wǎng)主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負(fù)荷功率因數(shù)，即所謂集中補(bǔ)償法，部分用戶已采用自動(dòng)投切電容補(bǔ)償裝置。 三相交流電路功率因數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 (36) 2cos3PPSUIQ????隨著電路的性質(zhì)不同， 的數(shù)值在 01 之間變化，其大小取決于電路中電感、電容及有功負(fù)荷的大小。12 功補(bǔ)償容量計(jì)算對(duì)于直接供電的末端邊點(diǎn)所，安裝的最大容性無功量應(yīng)等于裝置所在母線上的負(fù)荷按提高功率因數(shù)所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量與主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量之和。ta1）66kV 側(cè)的補(bǔ)償無功量 2239。kU 為變壓器額定容量。 ??在降壓變電所中設(shè)置的無功功率補(bǔ)償裝置，是實(shí)現(xiàn)無功功率的就地平衡和保證電壓質(zhì)量的重要手段。本站也采用靜止補(bǔ)償裝置。采用整流操作電源或無人值班的變電所,裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器,分別接在不同等級(jí)的電源或獨(dú)立電源上。(3)當(dāng)設(shè)有備用所用變壓器時(shí),一般均裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。(2)由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側(cè)要選用大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加裝限流電抗器。(2)500kV 變電所設(shè)置不間供電裝置，向通訊設(shè)備﹑交流事故照明及監(jiān)控計(jì)算機(jī)等負(fù)荷供電,其余負(fù)荷都允許停電一定時(shí)間,故可不裝設(shè)失壓?jiǎn)?dòng)的備用電源自投裝置,避免備用電源投合在故障母線上擴(kuò)大為全所停電事故。通常不少于兩個(gè)。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得備用電源。175 電氣部分短路計(jì)算 短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來以下嚴(yán)重后果：18(1)短路電流的熱效應(yīng)巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有19效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)短路器的遮斷能力等。(2)短路時(shí)間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。電路元件電氣參數(shù)的計(jì)算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法。在電壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。取 ，各級(jí)基準(zhǔn)電10BSMW?壓為平均額定電壓。2 變的參數(shù)與 1 變的參數(shù)一致。 (4)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般不超過電網(wǎng)額定電壓1.~5的 倍。26 按短路狀態(tài)校驗(yàn)1）校驗(yàn)的一般原則 (1)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱校驗(yàn)。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： (64)eshi?式中： —短路沖擊電流幅值shi —電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值 es4）短路電流計(jì)算條件為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定：（1）容量和接線（2）短路種類（3）計(jì)算短路點(diǎn)275）短路計(jì)算時(shí)間驗(yàn)算熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 和相應(yīng)斷路器的全開kt prt斷時(shí)間 之和，即：brt (65)kprbtt??一般取保護(hù)裝置的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，這是考慮到主保護(hù)有死區(qū)或拒動(dòng)；prt而 是指對(duì)斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘線圈時(shí)起，到各相br觸頭分離后的電弧完全熄滅為止的時(shí)間段。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點(diǎn)是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。因此，高壓斷路器的額定開斷電流 ，不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間的短路電NbrI流周期分量 ，即： ptI (66) NbrptI?當(dāng)斷路器的 較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，簡(jiǎn)化計(jì)算可用 ， 為短N(yùn)brI NbrI?I路電流值。1S?＝kpt式中： —短路電流周期分量tI —短路電流周期分量發(fā)熱的等值時(shí)間p 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。29隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。還應(yīng)根據(jù)配電設(shè)備特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定。 5 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)??220kV 母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變中 220kV 側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。110kV 母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)的最大工作條件與變中 110kV 側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)： 35NsUkV??： ： ??選擇 ，技術(shù)參數(shù)如下表：表 67 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 kA熱穩(wěn)定電流 kA型號(hào) 額定電壓 kV額定電流 A峰值 4s：22 [()]t kIQAs????滿足熱穩(wěn)校驗(yàn)要求?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢?。2）一次回路額定電壓的選擇一次回路額定電壓 應(yīng)滿足：NU36NsU?3）一次額定電流的選擇為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。由同一相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部電動(dòng)力校驗(yàn)。2對(duì)于環(huán)氧樹脂澆注的母線式電流互感器如 型，可不校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 222 21(I)(06)5184[()]307.[().]Nts KKkAsQkAs??????滿足熱穩(wěn)定要求。綜上所述，所選的電流互感器 LB6110 滿足動(dòng)熱穩(wěn)定性要求。41 電壓互感器的選擇 電壓互感器是把一次回路高電壓呀轉(zhuǎn)換為 100V 的電壓,以滿足繼電保護(hù)﹑自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。電壓：額定一次電壓： 1200/3nnUkVV??準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為 級(jí)，查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇 PT 的型號(hào)：TYD—220。電壓：額定一次電壓： ??準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為 級(jí)。對(duì)用于保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器應(yīng)選用專用系列。（1）熔管額定電流的選擇為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流 應(yīng)大于或等NftI于熔體的額定電流 ，即NfsIftNfsI?（2）熔體額定電流的選擇為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外的短路及電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)等沖擊電流時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流應(yīng)根據(jù)電力變壓器回路最大工作電流 按 選擇。?? 導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)導(dǎo)體選擇的一般要求：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。110kV 及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。查發(fā)電廠電氣部分表 C=89，則滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 mC?滿足熱穩(wěn)定要求。當(dāng)環(huán)境溫度為 40℃時(shí)（考慮日照影響：???取 80℃）1)按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)：401 AIA???????滿足要求。2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度 2 ()4(80) c??????????minkfQSC49查表得： C=901fK????滿足熱穩(wěn)定要求。517 防雷及過電壓保護(hù)裝置設(shè)計(jì)防雷保護(hù)裝置是指能使被保護(hù)物體避免雷擊,而引雷于本身,并順利地泄入大地的裝置。因此，為了對(duì)本站覆蓋,采用四支避雷針。所以,123 針是滿足要求的。根據(jù)額定電壓(正常運(yùn)行