【正文】 *%低壓 YN d11 變電所接入系統(tǒng)的方式的確定方案一：本變電站采用從220kv變電站和110kv變電站各引入一條電源進(jìn)線的方案，如圖所示方案二：從220kv變電站引兩路電源進(jìn)線，如圖所示：經(jīng)反復(fù)論證，決定選擇方案二，即從220kv變電站引入兩路電源進(jìn)線。另外，方案一中變電站b和c要考慮相互備用，兩個變電站都要裝設(shè)備用電源自動投入裝置，這樣使保護(hù)配置更加復(fù)雜圖圖42 方案一示意圖 圖43 方案二示意圖所以經(jīng)以上分析，新建110kv變電站以終端變電站的形式接入系統(tǒng)較好，接線簡單，運(yùn)行可靠，檢修維護(hù)工作量小[10]。(2)具有一定的運(yùn)行靈活性電氣主接線不僅在正常運(yùn)行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求，靈活的改變運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的供電；而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時，能盡快地退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并且在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。(4)應(yīng)具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性(5)技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理在確定主接線時，應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)和新型的設(shè)備。單母線又分為單母線不分母線分段、單母線分段帶旁路等形式；雙母線又分為雙母線不分段、雙母線分段、3/2斷路器接線、雙母線帶旁路母線等形式。變壓器故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均自動跳閘，使未故障線路的供電受到影響，須經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)對線路的供電。 (2)二次側(cè)接線：二次側(cè)采用單母線分段接線，其特點(diǎn)如下：母線分段后，可提高供電可靠性和靈活性。當(dāng)分段斷路器斷開運(yùn)行時，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝有備用電源自動投入裝置，分段斷路器斷開運(yùn)行有利于限制短路電流。綜上，本站的電氣主接線繪制如下： 圖45 主接線示意圖 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的特性 電氣設(shè)備的發(fā)熱效應(yīng)(1)發(fā)熱對電器設(shè)備的影響①機(jī)械強(qiáng)度下降。導(dǎo)體的接觸處，如果溫度過高接觸表面會強(qiáng)烈氧化，使得接觸電阻增加，溫度便隨著增加，因而可能導(dǎo)致接觸處松動或燒熔。電氣設(shè)備絕緣的老化和金屬機(jī)械強(qiáng)度的降低除與溫度有關(guān)外，還決定于發(fā)熱的時間。使其溫度升高；若導(dǎo)體通過其額定電流Ie 則溫度將穩(wěn)定上升到導(dǎo)體的長期發(fā)熱允許溫度θe ；若導(dǎo)體通過的電流為某一值Ig ，則其升高的穩(wěn)定溫度θg 可用下式計(jì)算： θg =θ0 +(θe –θ0e )(Ig /Ie)2 (43)式中，θ0e——基準(zhǔn)環(huán)境溫度。由于短路電流超出正常許多倍，雖然通流的時間很短但溫度卻上升到很高的數(shù)值，以至超出短時發(fā)熱允許溫度，使氣設(shè)備的有關(guān)部分受到損壞。 電器和載流導(dǎo)體的電動力效應(yīng)載流導(dǎo)體位于磁場中，要受到磁場力的作用，這種力稱為電動力。 當(dāng)無限長的兩根平行導(dǎo)體通過電流，并假定電流集中在各導(dǎo)體的軸線上時，根據(jù)《電工基礎(chǔ)》的有關(guān)知識，導(dǎo)體間的相互作用力可用下式計(jì)算： F= i2 (l/a) (44)式中,F——作用于導(dǎo)體中的瞬時合力(實(shí)際作用力沿導(dǎo)體長度均勻分布)(N)；L——平行導(dǎo)體長度(m)；A——兩根導(dǎo)體軸線間的距離(m)；i1 i2——分別通過兩根導(dǎo)體的瞬時電流(KA)。三相短路時，瞬時出現(xiàn)的最大電流為短路沖擊電流ich（3）。(2)環(huán)境條件①溫度。當(dāng)無資料時取最熱月平均最高溫度加5℃②日照。一般高壓電器可在風(fēng)速≤35m/s的環(huán)境下使用。⑤濕度。在此地區(qū)可采用防污型絕緣子或選高一級電壓的產(chǎn)品，以及采用屋內(nèi)配電裝置來解決。⑧地震。(2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓就是銘牌或技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)出的線電壓。(3)按工作電流選擇電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度θ0e下，發(fā)熱溫度不超過長期發(fā)熱允許溫度時所允許長期通過的最大電流。Igmax的確定：①由于發(fā)電機(jī)、變壓器和調(diào)相機(jī)在電壓降低5%時，出力不變，故其相應(yīng)回路的Igmax=(Ie為電機(jī)額定電流)②母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機(jī)或變壓器的Igmax ③母線分段電抗器的Igmax應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機(jī)跳閘時，保證該段母線負(fù)荷所需電流；④出線回路的Igmax除考慮線路正常負(fù)荷外，還應(yīng)考慮事故時其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。一般按三相短路驗(yàn)算。具體計(jì)算參照手冊進(jìn)行。(4)短路動穩(wěn)定校驗(yàn)短路時，電氣設(shè)備承受的電動力效應(yīng)決定于沖擊短路電流，為了校驗(yàn)方便，制造部門通常用額定動穩(wěn)定電流，即通過的極限電流峰值來表示電器承受電動效應(yīng)的能力，因此，滿足開關(guān)電器動穩(wěn)定的一般條件是 ide≥ich(3) (49)式中，ide——電氣設(shè)備的額定動穩(wěn)定電流(KA)； ich(3)——三相短路沖擊電流(KA)。S)； Qd——在短路熱穩(wěn)定計(jì)算時間內(nèi)，短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)(KA2 校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時，必須在計(jì)算電路圖上確定電器和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路地點(diǎn)，這些地點(diǎn)稱為短路計(jì)算點(diǎn)。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，其接線應(yīng)按采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不考慮在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。因此，按工作電流選擇的條件為： Iy ≥Igmax 式中，Iy——導(dǎo)體和電器長期允許通過電流，AIgmax——各種可能運(yùn)行方式下回路最大持續(xù)工作電流，A，一般認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行超過4min即為持續(xù)工作電流。正常情況下，選擇電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得小于該回路的最高運(yùn)行電壓。 按正常運(yùn)行條件選擇(1)按環(huán)境條件選擇選擇電氣設(shè)備時，應(yīng)在當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件滿足要求的條件下，盡量選擇普通型產(chǎn)品。電器的一般使用條件為海拔≤1000m。⑥污穢。④冰雪。如果制造部門未提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中可暫按電器額定電流的80%選擇設(shè)備。當(dāng)電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度高于40℃，但不高于60℃時，環(huán)境溫度每增高一度，%；當(dāng)使用環(huán)境溫度低于40℃時，環(huán)境溫度每降低一度，%，但最大不得超過額定電流的20%。由于三相短路和兩相短路的沖擊電流的關(guān)系是ich(2)=(2/)ich(3)，所以經(jīng)過計(jì)算的兩相短路時兩故障平行母線間的最大電動力小于三相短路時的最大點(diǎn)動力即F(2) F(3)，因此選擇電氣設(shè)備校驗(yàn)動穩(wěn)定時，應(yīng)采用三相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。(2)三相短路時導(dǎo)體之間電動力的計(jì)算實(shí)際工作中，常見的是三相系統(tǒng)母線水平敷設(shè)，三相母線的相互位置以及各相瞬時電流對承受電動力作用的大小和方向有重要影響。因此，把導(dǎo)體和電器承受短路電流電動力效應(yīng)的能力，稱為電動力穩(wěn)定，簡稱動穩(wěn)定。如果導(dǎo)體在短路電流作用下，t時間內(nèi)產(chǎn)生熱效應(yīng)θd 不超過它所允許的熱效應(yīng)Qre，則θd不會超過θde，就認(rèn)為該導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定要求。(4)短路情況下均勻?qū)w的短時發(fā)熱短路時，短路電流流過導(dǎo)體的時間，一般為零點(diǎn)幾秒到幾秒，這是一種短時發(fā)熱的狀況。(3)正常情況下均勻?qū)w的長期發(fā)熱均勻?qū)w就是沿全長有相同截面和材料的導(dǎo)體。有機(jī)絕緣材料長期受到高溫作用，將逐漸變脆和老化，以至絕緣材料失去彈性、絕緣性能下降、使用壽命大為縮短。例如，鋁導(dǎo)體在長期發(fā)熱時，溫度超過100℃其抗拉強(qiáng)度便急劇降低。 單母線分段的缺點(diǎn)是：①當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。當(dāng)分段斷路器QFd 接通運(yùn)行時，任意一段母線發(fā)生故障時，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器QFd 和接在故障段上的電源回路斷路器便自動斷開。如需切除變壓器T1，應(yīng)首先斷開斷路器QF1和聯(lián)絡(luò)斷路器QFL ，再拉開變壓器側(cè)的隔離開關(guān)，使變壓器停電，然后重新合上斷路器QF1和聯(lián)絡(luò)斷路器QFL ，圖44 內(nèi)橋接線示意圖QF1QF2QFL1T2T恢復(fù)線路WL1的供電。 本變電站主接線的確定由于本變電站有兩路電源進(jìn)線、兩臺主變，所以高壓側(cè)選用內(nèi)橋形接線，低壓側(cè)采用單母線分段接線。 電氣主接線的基本類型電氣主接線一般按有無母線分類，即分為有母線和無母線兩大類。復(fù)雜的電氣主接線不僅不利于操作，還容易造成誤操作而發(fā)生事故。電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有重大影響。方案一中變電所b和c均為非終端變電站，保護(hù)配置較復(fù)雜，運(yùn)行操作也很復(fù)雜，并且供電不可靠，b到c間的線路利用率低。 變壓器的選擇結(jié)果綜上所述，選擇SFZ9—50000/110型變壓器。通常有干式、油浸自冷、油浸風(fēng)冷以及強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻等多種。變壓器的溫升除了和其輸出功率有關(guān)外，還和變壓器的散熱能力有關(guān)。本變電站為110kv無人值班變電站，所以選用有載調(diào)壓變壓器。通過切換變壓器的分接頭改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。主變壓器連接組別一般選用YN，d11或Y，d11常規(guī)接線。(2)繞組數(shù)的確定變壓器按繞組數(shù)分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。 變壓器型式的確定(1)相數(shù)的確定電力變壓器的相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，主要考慮變壓器制造水平、可靠性要求和運(yùn)輸條件等因素。符合這種要求的變壓器運(yùn)行率計(jì)算如下： T=KP(N1)/NP*100% (42)式中，T——變壓器運(yùn)行率；K——變壓器短時允許過載率； N——變壓器臺數(shù)； P——單臺變壓器額定容量?？砂匆韵鹿竭x擇： P=PdSj S=P/COSΦ (41)式中，S——主變?nèi)萘?KVA)； Pd ——負(fù)荷密度(kw/km2)； Sj ——經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)用電面積(km2)； cosΦ ——功率因數(shù)。國家《城市電力規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中規(guī)定，電網(wǎng)容載比一般為220kv電網(wǎng)：—；35—110kv電網(wǎng)：—。、。(4)同級電壓的單臺變壓器容量的級別同級電壓的單臺變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行主變?nèi)萘康南盗谢?biāo)準(zhǔn)化。一般采取負(fù)荷平衡法選擇變電所主變?nèi)萘俊? 變電站選址考慮當(dāng)?shù)氐慕煌顩r及供電范圍，決定將變電站建在本區(qū)省道324的交界處的東北方向?？傮w規(guī)劃是建站的總的安排，既在擬建變電站的場地上，對變電站的站區(qū)、生活區(qū)、水源地、進(jìn)出線走廊、道路、供排水管線、防排洪措施、施工、擴(kuò)建等項(xiàng)目工程用地進(jìn)行安排、布置。(2)以變電站建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)，確定變電站經(jīng)濟(jì)供電半徑，變電站經(jīng)濟(jì)容量，變電站個數(shù)。(5)符合防洪防震等有關(guān)要求。 變電站選址原則(1)靠近負(fù)荷中心，以減少線路投資和電能損失。但變壓器故障較少，一般不經(jīng)常切換，因此內(nèi)橋接線在變電所中應(yīng)用較多。 (3)110kv電源進(jìn)線從220kv變電站取得，110kv側(cè)采用內(nèi)橋接線，戶外配電裝置。⑤主要材料設(shè)備匯總表(4)工程概算 施工設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)應(yīng)對初步設(shè)計(jì)做局部的方案修改，使設(shè)計(jì)更加合理和完善。②總平面布置圖。(2)計(jì)算書一般包括以下幾部分①短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇②配電裝置尺寸的確定和校驗(yàn)③構(gòu)架受力的計(jì)算④直流設(shè)備及通信系統(tǒng)的選擇(3)圖紙①主接線圖。 變電站設(shè)計(jì)的內(nèi)容變電站設(shè)計(jì)就是要確定這個站的主變?nèi)萘?、接線方式、設(shè)備選型等進(jìn)行計(jì)算確定。結(jié)構(gòu)不合理將直接導(dǎo)致網(wǎng)損增加、電壓合格率降低、供電可靠性差、運(yùn)行及建設(shè)費(fèi)用增加等一系列不良后果。第3章 變電站的設(shè)計(jì)方案 變電站建設(shè)流程變電站建設(shè)一般要經(jīng)過以下流程：(1)地質(zhì)勘探；(2)變電站的科學(xué)研究；(3)變電站的立項(xiàng)確認(rèn)；(4)變電站的初步設(shè)計(jì)；(5)申報材料準(zhǔn)備；(6)制作申請函；(7)向供電部門遞交申請函；(8)提交申報材料；(9)申報材料審批；(10)變電站初步設(shè)計(jì)；(11)初步設(shè)計(jì)審批；(12)變電站施工設(shè)計(jì)；(13)施工設(shè)計(jì)審批；(14)土建施工；(15)設(shè)備安裝；(16)工程驗(yàn)收；(17)整改；(18)送電。眼前還是一片農(nóng)田或舊房，即使造了廠房也還不知道辦什么廠。當(dāng)由于模型選擇不當(dāng)而造成預(yù)測誤差過大時，就需要改換模型，必要時，還可同時采用幾種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，以便對比選擇。 (2)歷史資料的整理一般來說，由于預(yù)測的質(zhì)量不會超過所用資料的質(zhì)量，所以要對所收集的與負(fù)荷有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行審核和必要的加工整理，來保證資料的質(zhì)量，從而為保證預(yù)測質(zhì)量打下基礎(chǔ)，即要注意資料的完整無缺，數(shù)字準(zhǔn)確無誤，反映的都是正常狀態(tài)下的水平，資料中沒有異常的分離項(xiàng)，還要注意資料的補(bǔ)缺，并對不可靠的資料加以核實(shí)調(diào)整。其基本過程如下。對中、長期負(fù)荷預(yù)測，要特別研究國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家政策等的影響。 負(fù)荷預(yù)測的分類(1)超短期負(fù)荷預(yù)測是指未來1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測，在安全監(jiān)視狀態(tài)下，需要5～10s或1～5min的預(yù)測值，預(yù)防性控制和緊急狀態(tài)處理需要10min至1h的預(yù)測值。最大負(fù)荷功率預(yù)測對于確定電力系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備及輸變電設(shè)備的容量是非常重要的。電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)是編制一個安全可靠。110kv網(wǎng)絡(luò)既薄弱又復(fù)雜，不但供電可靠性差、網(wǎng)損高，而且難以滿足日益增長的負(fù)荷需求[5]。110kv電網(wǎng)存在的問題：一、單電源情況較多，不滿足供電可靠性要求。邢臺電網(wǎng)作為河北南網(wǎng)的重要組成部分，以220kv和110kv為主網(wǎng)架，在承擔(dān)著邢臺地區(qū)的電力供應(yīng)的同時，還肩