【正文】 電所的主要部分，電氣主接線的方式直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置護，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。 我國電力工 業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。為了滿足國內(nèi)的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。 （ 2） 確定本變電所的電壓等級為 220kV/110kV/10kV， 220kV是本變電所的電源電壓， 110kV 和 10kV 是二次電壓。 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料 110kV 用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料如表 11。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 2 變壓器和主接線 主變壓器的選擇 變電所主變壓器容量的選擇按變電所建成 510 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn) 期 1020年的負(fù)荷發(fā)展對城郊變電所，主變壓器容量與城市規(guī)劃相結(jié)合。 110kV 重要負(fù)荷 1iP = iK P= 44000=28600kW 其中，因為重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)是 65%，所以系數(shù) iK 取 10kV 最大負(fù)荷為 2mP = 0K ∑ kP = (1800+1100+2100+2200+1600+400) =8280kW 因為所有工廠不一定同時運轉(zhuǎn)，所以同時率 0K 取 ； ∑ P為 10kV所有用戶的總負(fù)荷。 70％負(fù)荷容量為 Se=∑ Pm/cosφ = (44000/+8280/) =38158 kVA 式中 為負(fù)荷同時率； 為考慮線損的系數(shù)； Pm 為最大負(fù)荷。 過負(fù)荷能力校驗 經(jīng)計算一臺主變應(yīng)接帶的負(fù)荷為 38157 kVA，單單選擇一臺主變無法滿足要求，先選用兩臺 31500 kVA 的變壓器進(jìn)行正常過負(fù)荷能力校驗。 8 %kV，主要參數(shù)如表 21。兩臺主變分別接在不同母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運行可靠性高，任一條母線或母線上的設(shè)備檢修，均不需停掉線路。 圖 22 雙母線接線 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 110kV 配電裝置主接線選擇 110kV 出線僅為兩回，按照規(guī)程要求，宜采用橋式接線。 圖 23 內(nèi) 橋 式 接 線 10kV 配電裝置主接線選 擇 10kV 出線共 11 回，按照規(guī)程要求，采用單母線分段接線，對重要回路，均以雙回線路供電，保證供電的可靠性。繼電保護裝置的整定和電氣設(shè)備的選擇均需要短路電流數(shù)據(jù)。 短路電路計算的目的和說明 短路電流計算 (1) 電氣主接線型式的比較和選擇。 有關(guān)本變電所短路電流計算的說明 (1) 計算短路電流的接線方式采用發(fā)生最大短路電流的正常接線方式短路電流周期分量即是該方式下的最大三相短路電流 I，短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。 (5) 不計負(fù)荷對短路點的影響，不計回路各處（線路、設(shè)備等接觸處，短路點電?。╇娮?，不計線路電納和變壓器導(dǎo)納，即只計及電抗的影響。 斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能是正常運行時用來倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電路和退出運行，起著控制作用，當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時能快速切除故障，保證無故障部分正常運行起保護作用。 Im= Se/ 3 Ue= 31500/220 3 =113 A 式中 為開斷系數(shù)； 根據(jù)以上條件 ,選擇 LW1220/2021 型 6SF 斷路器 額定開斷電流校驗 INbr=40＞ I＂ = 熱穩(wěn)定校驗 由于 tk=1，故不計非周期熱效應(yīng) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 Qk = (I2 +10 2I2kt+I2 tk) tk12 = (+10 +) = kA2 表 41 220kV斷路器的選擇結(jié)果 設(shè)備選型 計算數(shù)據(jù) 技術(shù)數(shù)據(jù) UN (kV) Igmax (A) I″ (kA) ish (kA) QK (kA2S) UN (kV) IN (A) Inbr (kA) ies (kA) I2tt (kA2S LW1220/2021 220 113 39． 01 99． 46 1738． 77 220 2021 40 100 6400 110kV 斷路器 形式：室外 6SF 額定電壓： UN≥ UNS 額定電流： IN≥ Im 式中 UN 和 UNS分別為 電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV； IN和 Im 分別是電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A。 動穩(wěn)定校驗 極限通過峰值電流 ies=80＞ 故選擇 SFM110110/2021 型 6SF 斷路器能滿足要求，選擇結(jié)果如表 42。 表 43 10kV斷路器的選擇結(jié)果 設(shè)備選型 計算數(shù)據(jù) 技術(shù)數(shù)據(jù) UN (kV) Igmax (A) I″ (kA) ish (kA) QK (kA2S) UN (kV) IN (A) Inbr (kA) ies (kA) I2tt (kA2S） ZN1210/1600 10 1241 281 10 1600 80 2977 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中的常用電器，它需與斷路器配套使用，但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。 表 44 220kV隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 選 型 : GW10220/1600 計 算 數(shù) 據(jù) 技 術(shù) 數(shù) 據(jù) UN（ kV） 220 UN（ kV） 220 Igmax(A) 113 IN(A) 1600 ich(kA) ies(kA) 100 Qk（ kA2s） I2Nbr． t（ kA2s） 4800 備 注 戶外型 110kV 隔離開關(guān) 形式：室外 額定電壓： UN≥ UNS 額定電流： IN≥ Im 式中 UN 和 UNS分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV； IN 和 Im 分別是電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A。 電流互感器的選擇 電流互感器選擇的具體技術(shù)條件 一次額定電壓： UN1≥ UNS1 一次額定電流 IN1≥ I1max 二次電流 5A 額定容量校驗 SN2≥ S2=I2 N2 Z21 動穩(wěn)定校驗 ies≥ iM 熱穩(wěn)定校驗 I2 t t≥ Qk 220KV 電流互感器的選擇（不校負(fù)荷） 負(fù)荷電流 主變 I= 3NNSU= 3 220?= 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 選擇型號 主變選用 LCWB2220W/200,額定變比 900／ 5，準(zhǔn)確度級 級 ． 動穩(wěn)定校驗 2 IN1Kes= 2 80 101 .8 A k A? ? ? ? 所以動穩(wěn)定滿足。 S 動熱穩(wěn)定滿足要求 110kV 電流互感器的選擇 負(fù)荷電流 主變 110kV側(cè) I= Se/ 3 Ue=226 A 選擇型號 LCWD— 110 額定電流比 300/5 級次組合 D1/D2/ 級 動穩(wěn)定校驗 2 IN1Kes = 2 125kA = kA 熱穩(wěn)定校驗 由于 tk1s，故不計非周期熱效應(yīng) Qk = Q p = (I2 +1022 ktI +I2 tk) tk12 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 = (+10 +) = kA2 表 46 10kV各出線電流值 名 稱 礦機廠 機械廠 汽車廠 電機廠 煉油廠 飼料廠 電流值（ A） 122 71 143 149 109 27 I= %3N NSPU? = ( ) 50% 3 10 3 10? ? ? ? ?????= 主變和分段間隔 CT 選 600/5 出線 CT 選 200/5 型號選擇 LBJ— 10 動穩(wěn)定校驗 主變 2 IN1Kes = 2 90kA = kA 出線 2 IN1Kes= 2 215kA = kA 熱穩(wěn)定校驗 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 34 由于 tk1s，故不計非周期。 S Qk = kA2 S (IN1Kt)2 = ( 90)2 = 6516 kA2 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 表 45 110kV隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 選 型 : GW5110/630 計 算 數(shù) 據(jù) 技 術(shù) 數(shù) 據(jù) UN（ kV） 110 UN（ kV） 110 Igmax(A) 226 IN(A) 630 ich(kA) ies(kA) 50 Qk（ kA2s） I2Nbr． t（ kA2s） 1600 備 注 屋外型 電流電壓互感器的選擇 互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反應(yīng)電氣設(shè)備的正常運行和故障情況。 220kV 隔離開關(guān) 形式：室外 額定電壓： UN≥ UNS 額定電流： IN≥ Im 式中 UN 和 UNS分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓， kV； IN 和 Im 分別是電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流， A。 按一臺主變最大持續(xù)工作電流考慮及遠(yuǎn)期考慮 Im= Se/ 3 Ue= 31500/10 3 =1241 A 式中 為開斷系數(shù)； 根據(jù)以上條件 ,選擇 ZN101600 型真空斷路器 額定開斷電流校驗 INbr=＞ I＂ = 熱穩(wěn)定校驗 因 kt =1s，故不計非周期熱效應(yīng) Qk= kt ［ I＂ 2+10 （ I2kt ）（ I2kt ） + （ Ikt ）（ Ikt ）］ /12 = (+10 +)/12 =281kA2s 3= kA2S 式中 I為短路電流值； I2kt 、 Ikt 為差短路電流曲線表得到。 S 3=2977 kA2 S 式中 I為短路電流值； I2kt、 Ikt 為差短路電流曲線表得到。 10kV 為避免外界的 影響，故選戶內(nèi)型，且為保證供電可靠性及運行維護檢修的方便，同時為減少占地面積，因此， 220kV及 110kV 選用 6SF開關(guān)， 10kV選用真空 開關(guān)。 系統(tǒng)的等值電抗圖和短路點的選擇 在圖 31中，短路點 d1選在 220kV 母線上， d2 選在 110kV 母線橋上，兩臺主變壓器分列運行， d3 選在 110kV 線路出口，兩臺主變壓器并列運行， d4 選在 10kV 母線上，兩臺主變壓器分列運行， d5 選在 10kV 線 路出口，兩臺主變壓器并列運行。 (3) 短路電流的計算采用標(biāo)幺值進(jìn)行的實用計算法。 (3) 研究限制短路電流的措施，為線路裝設(shè)限流電抗器等提供依據(jù)。 根據(jù)本變電所電源側(cè) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃，計算出系統(tǒng)最大運行方式下的短路電流。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 變電所電氣主接線圖 圖 24 電氣主接線圖 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 3 短路電流計算 為了保證電力系統(tǒng)安全運行，在設(shè)計選擇電器設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以 保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊?？紤]到主變不會經(jīng)常投切和對線路操作及檢修的方便性，110kV 配電裝置采用內(nèi)橋式接線。又由于 每個電源點都有兩回線路，一回線路停運時，仍滿足 N1 原則。 220kV 配電裝置主接線選擇 根據(jù) SDJ288《 220～ 500kV 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，“ 220kV 配電裝置出線在 4 回及以上時，宜采用雙母線及其他接線”。 由 K1= 及過負(fù)荷小時數(shù) T=2 查“變壓器正常過負(fù)荷曲線”得過負(fù)荷倍數(shù) K2= 得變壓器的正常過載能力 S2= 31500=39690＞39240,故所選主變?nèi)萘繚M足大于等于 70％的全部負(fù)荷要求。 若要選擇的變壓器符合要求必須滿足 70％負(fù)荷容量大于全部重要負(fù)荷容量，即 Se＞ Si 應(yīng)根據(jù) Se 選擇主變?nèi)萘俊? 對于具有兩臺主變的變電所，其中一臺主變的容量應(yīng)大于等于 70％河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷，兩者中，取最大值作為確定主變?nèi)萘康囊罁?jù)。 主變?nèi)萘康倪x擇 該設(shè)計是由 220kV 經(jīng)變電站變?yōu)?110kV 和 10kV 兩個電壓等級，由于最大負(fù)荷、重