【正文】 此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娬窘ǔ山谪?fù)荷 5～ 10 年規(guī)劃選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～15 年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，本站應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主 變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。為 了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 油浸自冷式就是以油的自然對(duì)流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對(duì)流傳導(dǎo)將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設(shè)備。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再?gòu)?fù)回油箱。 3 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)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，盡可能的節(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)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 （ 2） 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電所 主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 5～ 10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。 （ 4） 考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響 變電所主變的容量和臺(tái) 數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。電器主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有所不同。并綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求 ”。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的而是相對(duì)的。 （ 3） 變電所全部停電的可能性 。 （ 3） 擴(kuò)建的方便性：對(duì)將來要擴(kuò)建的發(fā)電廠，其接線必須具有擴(kuò)建的方便性。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個(gè)方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。對(duì)大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路兼作旁路斷路器的接線。 單母線分段接線如圖 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 Q S 2Q S 3Q F 2Q S 1B Z 線W Ⅰ備 用 一備 用 二Q F dW ⅡB I 線 圖 單母線分段接線 單母線分段帶旁路接線圖如圖 所示 ： Q S 2Q S 1B Z 線W Ⅰ備 用 一 B I 線備 用 二Q F DQ F 1W ⅡQ S DQ S 3 Q S 4Q S 7W PQ S 5Q S 6 圖 單母線分段 分段斷路兼作旁路斷路器的接線 （ 2）方案比較 單母線分段接線 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ① 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常母線不間斷供電，不致使重要用戶停電 。 單母線分段帶旁路接線 ： ① 通過倒閘操作，可檢修與旁路母線相連的任一回路的出線斷路器而不停電，因固定式斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，不重要負(fù)荷停電時(shí)間長(zhǎng)。 ③ 幾乎無線路全部停運(yùn)的可能，若出線全部停運(yùn)的情況，因固定式斷路器的檢修時(shí)間長(zhǎng)，則全部停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)。 ⑤ 設(shè)備少，投資少，土建工作和費(fèi)用較少，可以兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 （ 2）方案比較 雙母線接線 特點(diǎn)： ① 檢修任一組母線，不會(huì)中斷對(duì)用戶的連續(xù)供電（利用 母聯(lián)倒換操作） 。 ⑤ 在特殊需要時(shí)，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作 ⑥ QS 不僅用來隔離電壓，而且還用來倒換操作 ⑦ 擴(kuò)建方便。 4 短路電流計(jì)算 在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。 在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。 ish— 三相短路沖擊電流，用來檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。 （ 2） 認(rèn)為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于不飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流的變化而變化。 （ 5） 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般只計(jì)及發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因?yàn)檫@些元件 X/3R 時(shí)，可以略去電阻的影響。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)將變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行 狀態(tài)，母線上電壓低于電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。其具體計(jì)算步驟如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算到同一基準(zhǔn)容量下； （ 2） 繪制等值網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換 ； （ 3）選擇短路點(diǎn)； （ 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電 流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值； （ 5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值： 短路容量： IUS k ??? 3 （ ） 短路電流沖擊值 : Iish ? （ ） （ 6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。 （ 4） 單相接地短路電 流的計(jì)算： 短路點(diǎn)各序分量電流為： （ ） 短路電流計(jì)算過程 原始資料 系統(tǒng)供電到 110kv 母線上， 10kV 側(cè)無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到 110kV 側(cè)母線上UB=Uav, SB=100MVA. 取基準(zhǔn)容量為： SB=100MVA， 基準(zhǔn)電壓為 UB=Uav， 又依公式：avBB USI 3? ；BBB SUX 2? ， 計(jì)算基準(zhǔn)值如出下表所示 ： 表 變電站網(wǎng)絡(luò)等值電路參數(shù)基準(zhǔn)值取值 電氣量 關(guān)系式 基 準(zhǔn) 值 SB (MVA) 100 UB (kV) UB =Uav 115 IB (kA) /3b B BI S U? XB (? ) BBB SUX 2? 01)1(2)1(1 2 1 xxII dd ???畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 短路計(jì)算 （Ⅰ） 短路計(jì)算過程 說明：在變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備時(shí)，需要用到短路電流。在該系統(tǒng)中分別選擇了 110kV 高壓側(cè)母線 d d d , 10kV 低壓側(cè) 母線 d3， 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖 。 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 6 9 0 . 5 3 E= 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 d2 點(diǎn)短路 等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò) 電抗的標(biāo)幺值： )(*1 ??????? ）（X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算： *I? = ?*I =*21X = = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時(shí)的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? =avBUSI3*? = ?? = 沖擊電流為： kAKIi msh ??????? 短路全電流最大有效值為： ??? = kA... 8613189511 ?? 短路容量為： IUS B?? 3 = M V A.... 951661895107321 ??? （ 3） d3點(diǎn)短路時(shí) ， UP=110kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： 。 。 高壓斷路器的選擇 及校驗(yàn) 高壓斷路器在高壓回路 中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 （ 3）應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長(zhǎng)、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動(dòng)作快，燃弧時(shí)間短、且于開斷電源大小無關(guān)，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復(fù)速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負(fù)荷電流等特點(diǎn)。 （ 2） 額定電流的選擇 maxIIN? IN—— 電氣設(shè)備額定電流， Imax— — 電器所在回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，則 ?NI AI )1 1 0max( ? （ 3） 開斷電流選擇 kII N b r ???? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 根據(jù) UN、 Imax、 INbr 以及安裝條件，查設(shè)備手冊(cè)，可選 LW6110/1600SF6 斷路器。 （ 4）根據(jù)熱穩(wěn)定要求 Kt QtI ?2 對(duì)選定斷路器進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)： skAtI t 222 4 80 0340 ）（??? 取繼電保護(hù)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為最不利時(shí)間 tpr =， tin =， ta=， 計(jì)算時(shí)間為 tk=tpr+tin+ta=++=＞ 1s 所以可忽略非周期分量熱效應(yīng)，只需取周期分量熱效應(yīng)，即 QK = QP。 選擇 隔離開關(guān) 時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求 ： （ 1） 隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔 開。 （ 5） 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠 。 skAtIIIQ kttP kk 222222220 ）（）（ ???????????? 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所 選隔離開關(guān)列表比較見表 。 校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與所選隔離開關(guān)列表比較見表 。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 本變電所 10kV 的最終回路較多，因此 10kV 母線應(yīng) 選硬導(dǎo)體為宜 。 ?KII gmaxmax ?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 歸算到溫度為 t=+16 C? 的最大電流 ： AKII g 6 8 9m a xm a x ??? ? 110kV 母線 可選用 采用 LGJ400/95 鋼芯鋁絞， 其技術(shù)參數(shù)見 表： 表 LGJ400/95 鋼芯鋁絞 參數(shù)表 導(dǎo)體型號(hào) 導(dǎo)體截面 (mm) 導(dǎo)體最高溫度為下值時(shí)的載流量 (A) 外徑 (mm) +70℃ +80℃ LGJ400/95 400 920 921 （ 2） 根據(jù)公式 進(jìn)行 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 式中 QK— 短路電流的熱效應(yīng)； C— 與導(dǎo)體材料及發(fā)熱溫度有關(guān)的系數(shù)， S—— 導(dǎo)體載流截面 (mm2)。 取 k=， mr =， ? =1， a=220cm， r=， 則： 0 0184 1 l gr aU k m r rr? ???? ? ? ? ? ? ?????? 0 0184 1 l gr aU k m r rr? ???? ? ? ? ? ? ??????SCQS K ??min畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 220lg???????? ???????? 顯然： U0＞ UNS滿足要求。 該系統(tǒng)選擇弱電系統(tǒng)的 1A。 10kV 側(cè) TA （ 1） 主變進(jìn)線 TA ①一次回路額定電壓的選擇 kVUN 10? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ②一次回路額定電流的選擇 maxIIN? 因?yàn)?10kV 主變進(jìn)線最大持續(xù)工作電流為 AII Ng 30 00m a x ?? 電抗器 所以 ?NI A3000 ③二次回路額定電流選擇弱電系統(tǒng)的 1A。 skAIK Nt 2221 )(90000)3100()( ??? ??????? skAtIQ K 222 ）（21)( NtIK ⑥根據(jù)動(dòng)穩(wěn)定要求 2 1NI esK ≥ chI 校驗(yàn)： )()( 0 6 0250322 1 KAIKAKI chesN ?????? 因此，所選擇的電流互感器能滿足校驗(yàn)要求。 表 LZZBJ910Q 電流互感器主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓(kV) 設(shè)備最高電 壓(kV) 額定