【正文】 變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的 70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。 選用 BFM11— 500— 3型號的高壓并聯(lián)電容器 2臺(tái) 。 并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行 自動(dòng)投切。 （ 2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。SP （ 32） =22 ）（ X?? = 解得 X= 無功補(bǔ)償裝置 無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。 3 110kV及以上電壓線路的充電功率。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)約占全 部負(fù)荷的 50%以上。二級負(fù)荷 應(yīng)由兩回線供電，但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 3 三類負(fù)荷 三類負(fù)荷，又稱為三級負(fù)荷，是指不屬于以上一類和二類負(fù)荷的其他用電負(fù)35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 50 頁 荷。 3 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 負(fù) 荷分析 根據(jù)用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為以下三類： 1一類負(fù)荷 一類負(fù)荷，又稱為一級負(fù)荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。西北方向 20km處一座 35kV變電所 B通過一條架空出線與待 設(shè)計(jì)變電所聯(lián)系，平時(shí)本所與 B變電所有少量功率交換。 根據(jù)我國變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢，應(yīng)選用新型號、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時(shí)間長、免維護(hù)的 SF6 斷路器及高壓開關(guān)柜。 變電所作為 變電站 作為 電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設(shè)計(jì)和配置。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺(tái)主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、 設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。并依據(jù)相關(guān)規(guī)定和章程設(shè)計(jì)其中個(gè)個(gè)步驟，所以能滿足一般變電所的需求。 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 50 頁 2 原始資料 電力系統(tǒng)接線圖 待設(shè)計(jì)變電所進(jìn)線如圖 1 所示： 圖 變電所進(jìn)線示意圖 系統(tǒng)情況 待設(shè)計(jì)變電所通過一條架空線路由正西方向 5km處的一座 110kV變電所 A送電，回路最大傳輸功率不大于 ， A變電所系統(tǒng)容量為 3000MW。 本地區(qū)氣象條件 最高氣溫 C??? 41max? ；最低氣溫 C??? 12min? ；年平均氣溫 Cavy ??? ? ；最熱月平均最高溫度 Cavm ??? 26? 。如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減 產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)過程需要較長時(shí)間才能恢復(fù)、造成社會(huì)秩序混亂、在政治上產(chǎn)生較大影響、交通和通訊樞紐以及城市供水中斷、廣播電視、商貿(mào)中心被迫停止運(yùn)營等。對于一級負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)有兩個(gè)及以上的獨(dú)立電源供電，并輔之一其他必要的非電保安設(shè)施。 負(fù)荷計(jì)算 10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算 ??P +++1++= ??Q *+*+*+1*+*+*= ??S ? ?? 22 )()( QP （ 31） = 22 ? = 功率因數(shù) cos? = 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐等。 2 無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時(shí)，用戶的電動(dòng)機(jī)將不能啟動(dòng)甚至造成燒毀。39。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。但設(shè)備造價(jià)太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。 并聯(lián)電容器裝置的分組 1 分組原則 （ 1）對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。 （ 3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。這幾種方式中等容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，為了在發(fā)生單相接地故障時(shí)不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。 4 主變壓器的選擇 規(guī)程中的有關(guān)變電所主變壓器選擇的規(guī)定 1 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ161— 85 有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。 3 根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展及潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對通信線路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。 當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能保證所供一35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 50 頁 級負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的 60~75%。 再考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)，可按下式算： cSKS 039。S =*= 總安裝容量為 2*（ ?39。 主變形式的選擇 主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在 220kV 的變電所中，可采用單相變壓器組。 我國 110kV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0 連接； 35kV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。 . 主接線的設(shè)計(jì)原則 1 發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； 2 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模； 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 50 頁 3 負(fù)荷大小和重要性； 4 系統(tǒng)備用容量大?。? 5 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。 1 可靠性； 2 靈活性； 3 經(jīng)濟(jì)性。 35kV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) 35kV 側(cè)進(jìn)線一回，由于使用兩臺(tái)變壓器并且還和另一 座變電所聯(lián)絡(luò)，所以出線三回。 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》第二章規(guī)定： 6~10kV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)采用單母線分段接線，當(dāng)短路電流過大、出線需要帶電抗器時(shí)，也可采用35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 50 頁 雙母線接線。 方案二圖： 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 50 頁 進(jìn) 線 進(jìn) 線 1 2 1 進(jìn) 線 2 進(jìn) 線 圖 電器主接線方案二圖 方案二 10kV 側(cè)通過雙母線雖然可以使供電更可靠，調(diào)度更加靈活，但每增加一組母線就使每回路需要增加一組母線隔離開關(guān)，當(dāng)母線故障或 檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 通過比較可以得知還是選方案一比較合適，即 35kV 側(cè)采用單母線接線， 10kV側(cè)采用單母線分段。所謂短路時(shí)指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 50 頁 還指單相和多相接地。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電 流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。當(dāng)然，容量所以 們 在這里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的，其步驟如下： 1 對各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，求出計(jì)算電抗； 2 求出短路電流的標(biāo)么值； 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 50 頁 3 歸算到各電壓等級求出有名值。 4 短路點(diǎn)的種類 一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)的兩相短路時(shí)，中性點(diǎn)有接地系統(tǒng)的以及自耦變壓器的回路中發(fā)生單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的時(shí)候進(jìn)行計(jì)算。則 選擇這兩處做短路計(jì)算。 線路等效圖如下圖所示： 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 50 頁 E 1 E 2X 1X 2X TX Ta 圖 10kV 側(cè)短路等效圖 線路 1 X1 =21B BLUSLX （ 62） =*5*100/372 = 線路 2 X2 =22B BLUSLX =*20*100/372 = 變壓器 XT = 100%KU變SSB （ 63） =*100/=1 取 E1=E2=1 簡化后等效電路圖如下圖所示： X 1 2E 1a189。 1 長期工作條件 （ 1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug，即 Umax? Ug （ 2）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 Ig，即 Ie? Ig 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 50 頁 由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 （ 3）短路的動(dòng)穩(wěn)定條件 dfsh ii ? （ 72） Ish ? dfI （ 73） 式中 shi — 短路沖擊電流峰值（ kA）； Ish — 短路全電流有效值（ kA）； dfi — 電器允許的極限通過電流峰值（ kA）； dfI — 電器允許的極限通過電流有效值（ kA）。 表 選擇高壓電 器應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目表 項(xiàng)目 電壓 電流 斷流容量 短路電流校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 負(fù)荷開關(guān) 隔離開關(guān) 熔斷器 電抗器 電流互感器 電壓互感器 支柱絕緣子 母線 消弧線圈 避雷器 表中 為應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目 環(huán)境條件 按《交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱》（ GB76374）的規(guī)定，普通高壓電 器在環(huán)境最高溫度為 +40C? 時(shí)，允許按額定電流長期工作。在年最高溫度超過 40C? ，而長期處于低濕度的干熱地區(qū)，應(yīng)選用型號帶“ TA” 字樣的干熱帶型產(chǎn)品。因此可選用 LW8— 35A型戶外高壓 SF6斷路器。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 因 此Qk= tI2? =? =[（ kA） 2S]。 選用的斷路器額定電流 630A，去除 %的溫度影響為 ，大于最大持續(xù)工作電流，滿足要求。這也滿足了選擇設(shè)備同類設(shè)備應(yīng)盡量較少品種的原則。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 電 氣 設(shè) 備tIt2 =202? 4=1600[（ kA） 2S]。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 電 氣 設(shè) 備tIt2 =402? 4=6400[（ kA） 2S]。 2按回路持續(xù)工作電流 gxu II ? gI — 導(dǎo)體回路持續(xù)工作電流，單位為 A； xuI — 相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量，單位為 A。 35kV 母線的選擇 35kV的長期工作持續(xù)電流 NN USI 3/)2(m a x ?? = )353/(75002 ?? ? 35kV 變電所電氣部分設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 50 頁 35