【正文】 變壓器的選擇要考慮到負(fù)荷將來(lái)可能增加和改造的可能性，必要時(shí)最好留有一定的富余。 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇要依據(jù)以下原則： 1． 為滿(mǎn)足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，根據(jù)負(fù)荷等級(jí)確定變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)具有大量一、二級(jí)負(fù)荷或只有大量二級(jí)負(fù)荷，宜采用兩臺(tái)及以上變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)仍能正常工作。 變壓器的選擇 變壓器類(lèi)型的選擇 一般正常環(huán)境的變電站，可選用油浸式變壓器，且優(yōu)先選用 SL11 等系列低損耗電力變壓器。 外橋接線(xiàn) 裝置簡(jiǎn)單清晰；工作可靠靈活變壓器 切換比較方便。 單母分段接線(xiàn) 接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰；操作方便；便于擴(kuò)建； 可靠性和靈活性高。 表 31 主接線(xiàn)方案比較 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 線(xiàn) 變組接線(xiàn) 接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰；所使用的設(shè)備少，節(jié) 約投資。橋斷路器在進(jìn)線(xiàn)斷路器的外側(cè)（即進(jìn)線(xiàn)側(cè)）。橋斷路器在進(jìn)線(xiàn)斷路器的內(nèi)側(cè)（即變壓器側(cè)）。見(jiàn)圖 33。 南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 圖 31 線(xiàn) 變組接線(xiàn) 2． 單母線(xiàn)接線(xiàn) 所有電源和引出線(xiàn)回路都連接于同一匯流母線(xiàn)上。 電氣主接線(xiàn)的形式 變電所的主接線(xiàn)可以分為有匯流母線(xiàn)的主接線(xiàn)和無(wú)匯流母線(xiàn)的主接線(xiàn)兩大類(lèi)。 4．經(jīng)濟(jì)性。 同時(shí)具備下列兩個(gè)條件的發(fā)電廠(chǎng)、變電所的不同母線(xiàn)就屬于 獨(dú)立電源： （ 1） 每段母線(xiàn)的電源來(lái)自不同的發(fā)電機(jī)； （ 2）每段母線(xiàn)之間無(wú)聯(lián)系，或雖有聯(lián)系但當(dāng)其中一段母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)聯(lián)系，不影響其余母線(xiàn)段繼續(xù)供電。必須保證在任何可能的運(yùn)行方式及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全。用這種方法計(jì)算時(shí)，可由負(fù)荷到電源逐級(jí)計(jì)算，即首先按需要系數(shù)法求得車(chē)間低壓側(cè)有功及無(wú)功計(jì)算負(fù)荷加上本車(chē)間變電所變壓器的有功及無(wú)功損耗，即 得本車(chē)間變電所高壓側(cè)負(fù)荷；其次將全廠(chǎng)各車(chē)間變電所高壓側(cè)負(fù)荷相加，同時(shí)加上廠(chǎng)區(qū)配電線(xiàn)路的功率損耗，再乘以同時(shí)系數(shù)（有功及無(wú)功均取 ），便得工廠(chǎng)降壓變電站低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，然后再考慮無(wú)功影響及降壓變電站主變的功率損耗，其總和就是全廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算方法 工 廠(chǎng)負(fù)荷計(jì)算的方法主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電法。 在做供配電設(shè)計(jì)時(shí)，首先要知道用電量有多少，這就需要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 3．三 級(jí)負(fù)荷： 不 屬 于一級(jí)、二級(jí)的負(fù)荷 為 三 級(jí)負(fù)荷 。 1．一級(jí)負(fù)荷：屬下列情況之一均為一級(jí)負(fù)荷： ① 中斷供電將造成人身傷亡者； ② 中斷供電將造成重大政治影響者； ③ 中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者； ④ 中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂者。 最后設(shè)計(jì)防雷和接地保護(hù)裝置。 本文所做的工作與論文結(jié)構(gòu) 本文以某企業(yè) 35kV 變電所設(shè)計(jì)為研究課題， 著重介紹了 35kV 變電所電氣主接線(xiàn)、電氣平面布置、設(shè)備選型、防雷接地 等方面的設(shè)計(jì)?？傊?發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò) 改善變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站功率損耗，盡可能地提高變電所的靈活性， 最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的?，F(xiàn)在國(guó)家正在重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)， 形成全國(guó)統(tǒng)一的聯(lián)合電網(wǎng)。通過(guò)對(duì)本課題的研究，可以進(jìn)一步了解 相關(guān)技術(shù) 發(fā)展?fàn)顩r，緊跟時(shí)代脈搏，鍛煉自身科學(xué)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立研究等方面的能力。 變電所是聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，一般 安裝有變壓器及其控制和保護(hù)裝置，起著變換和分配電能的作用。 按正常工作條件下選擇設(shè)備的額定電流 、 額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力 。 由于 存在 兩條獨(dú)立電源進(jìn)線(xiàn)，本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)主變壓器，并根據(jù)給定的計(jì)算負(fù)荷 ，選定額定容量為 8000kVA 變壓器 SZ118000/35。 本設(shè)計(jì) 分別 從主接線(xiàn)、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇等幾個(gè)方面對(duì)變電站進(jìn)行了闡述，并繪制出電氣主接線(xiàn)圖、電氣總平面布置圖、防雷 與接地 圖等相關(guān)圖紙。主要電氣設(shè)備 包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、電流互感器、電壓互感器、母線(xiàn)、避雷器 。作 為發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，變換和分配電能的重要組成部分，將面臨 電力體制改革和技術(shù)創(chuàng)新能力的 雙重 挑戰(zhàn)， 如何合理的設(shè)計(jì)一個(gè)變電所， 使之在技術(shù)上、管理上適應(yīng)電力市場(chǎng)化體制和競(jìng)爭(zhēng)需要 ，促 使電網(wǎng)互聯(lián)范圍 的 不斷擴(kuò)大 ，是這次設(shè)計(jì)的主要目的 。 通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)和研究，進(jìn)一步深化理論技術(shù)方面，培養(yǎng)自身實(shí)踐動(dòng)手能力、分析研究及科技創(chuàng)新能力。變電站典型設(shè)計(jì)是將技術(shù)與管理相結(jié)合 ， 通過(guò)典型化、標(biāo)準(zhǔn)化 ，提高工程整體效益。比 較完善的變電站設(shè)計(jì)理論是真正做到了節(jié)約、集約、高效等特點(diǎn)。 表 11 高壓電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定電壓 (kV) 額定容量(每臺(tái)kW) 效率 % 功率 因數(shù) 起動(dòng) 倍數(shù) 臺(tái)數(shù) 線(xiàn)路長(zhǎng)度(M) 異步電動(dòng)機(jī) YR50014 6 630 4 415 異步電動(dòng)機(jī) Y45014 6 250 4 220 同步電動(dòng)機(jī) T630M4 6 1000 2 130 表 22 車(chē)間變電所 變電所 變壓器型號(hào) 額定容量（ kVA） 額定電壓（ kV） 臺(tái)數(shù) 計(jì)算容量 (每臺(tái) T) 供電線(xiàn)路長(zhǎng)度（ M） 高壓 低壓 P(kW) Q(kvar) 1 號(hào) S11 1000 6 2 700 455 400 2 號(hào) S11 1250 6 2 820 540 200 3 號(hào) S11 800 6 2 580 430 400 4 號(hào) S11 1000 6 2 720 380 100 、土壤資料按南京地區(qū)考慮； 操作電源 ：直流 220V； 電能計(jì)量 ：采用高供高計(jì)，兩路 35kV 進(jìn)線(xiàn)各設(shè)置計(jì) 量專(zhuān)用的電流、電壓互感器及計(jì)量屏；設(shè)計(jì)兩臺(tái)所用變。 通過(guò)短路電流計(jì)算，選擇各種電氣設(shè)備，包括變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器和母線(xiàn)等，并對(duì)它們進(jìn)行校驗(yàn)。 負(fù)荷分級(jí) 按照用電設(shè)備對(duì)供電可靠性要求的不同，以及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)上所造成的影響和損失的大小，把電力負(fù)荷分為三級(jí)。 二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：兩回路供電，當(dāng)負(fù)荷較小或者兩回線(xiàn)有困難時(shí)，允許采用 6kV 及以上一回專(zhuān)用線(xiàn)路供電。計(jì) 算負(fù)荷是進(jìn)行供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇變壓器容量、南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 電氣設(shè)備、導(dǎo)線(xiàn)截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。所以，電力負(fù)荷的計(jì)算是做供配電設(shè)計(jì)時(shí)首先要解決的問(wèn)題，應(yīng)想辦法把實(shí)際使用的負(fù)荷盡量正確地計(jì)算出來(lái)。 需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。 1．安全性。對(duì)三級(jí)負(fù)荷采用單電源供電即可；對(duì)于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占大多數(shù)的用戶(hù)，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電；對(duì)特殊重要的一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。主接線(xiàn)應(yīng)在安全、可靠的前提下，力求接線(xiàn)簡(jiǎn)單運(yùn)行靈活，應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式的要求。電氣主接線(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)要兼顧到從初期接線(xiàn)過(guò)渡到最終接線(xiàn)的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地在保證供電的情況下完成過(guò)渡方案的實(shí)施。見(jiàn)圖 31。在正常情況下，一般采用分列運(yùn)行方式，即正常時(shí)分段斷路器 QF3 是斷開(kāi)的，在 QF3 上裝有備用電源自動(dòng)投入裝置，當(dāng)任一電源失電后， QF3 自動(dòng)接通，保證全部線(xiàn)路繼續(xù)供電。按橋斷南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 路器的位置可分為： （ 1） 內(nèi)橋式接線(xiàn)。 （ 2） 外橋式接線(xiàn)。 圖 34 內(nèi)橋式接線(xiàn) 圖 35 外橋式接線(xiàn) 主接線(xiàn)方案的選擇 1． 方案比較 以上介紹的常見(jiàn)的幾種主接線(xiàn)形式其技術(shù)比較見(jiàn)表 31。 母線(xiàn)或連接于母線(xiàn)上的任隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修 時(shí)都將響全部負(fù)荷的用電，可靠性和靈活性差。 變壓器的投切比較復(fù)雜。 6kV 側(cè)單母分段 接線(xiàn)，用戶(hù)可由分別接于兩段母線(xiàn)上的兩條出線(xiàn)同時(shí)供電，當(dāng)任一祖母線(xiàn)故障或檢修時(shí)，用戶(hù)仍可通過(guò)正常母線(xiàn)繼續(xù)供電；而兩段母線(xiàn)同時(shí)故障檢修的概率很小，大大提高了對(duì)重要用戶(hù)的供電可靠性。 本變電站 屬于化工 企業(yè)，選用油浸式低損耗系列變壓器。 由于本變電站是兩路電源進(jìn)線(xiàn)， 負(fù)荷多為一、二級(jí)負(fù)荷， 因此需要兩臺(tái)變壓器。 本站 裝有兩臺(tái)主變壓器 ，且兩臺(tái)變壓器互為暗備 用。 由于變壓器出線(xiàn)為短線(xiàn)路， 僅需補(bǔ)償 一、二次繞組 5%電壓損失， 所以變壓器低壓側(cè)額定電壓為 。 短路點(diǎn)的確定和 短路電流計(jì)算方法 短路 一般用戶(hù)計(jì)算短路電流都是為了選擇設(shè)備的需要，設(shè)備安裝在哪里，哪里就是計(jì)算短路電流的短路點(diǎn) 。取元件所在電壓等級(jí)的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，并可以近似認(rèn)為電氣設(shè)備（除電抗器外）的額定電壓與所在電壓等級(jí)的平均額定電壓相等。 本變電站系統(tǒng)圖可簡(jiǎn)化如圖 41 所示。 X3=X4=X*L1=X*L2= ????2210 2． 變壓器 X5=X6=X*T =NTBk SSU100% = = 由以上計(jì)算可畫(huà)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的等值電路圖 42。A) 綜上所述短路電流計(jì)算結(jié)果如下表 41 所示 表 41 最大運(yùn)行方式下 短路電流計(jì)算表 短路地點(diǎn) 短路點(diǎn)編號(hào) 短路電流次暫態(tài)值 I （ kA） 短路電流穩(wěn)態(tài)值 I? （ kA） 短路電流沖擊值 shi （ kA） 次暫態(tài)短路功率S （ MVA) 綜上所述短路電流計(jì)算結(jié)果如下表 42 所示 。A） 35 kV 母線(xiàn) K1 最大運(yùn)行方式 最小運(yùn)行方式 6 kV 母線(xiàn) K2 最大運(yùn)行方式 最小運(yùn)行方式 南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇設(shè)備的額定電流，額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的條件南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 為 maxiish? （ 54） 式中 shi —— 短路電流沖擊值， kA； maxi —— 電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流， kA。 （ 3） 開(kāi)關(guān)設(shè) 備斷流能力的校驗(yàn) 對(duì)要求能開(kāi)斷短路電流的開(kāi)關(guān)設(shè)備，如：斷路器、熔斷器，其斷流容量不小于安裝處的最大三相短路容量，即 )3( m a xm a x ?? ?? kOF FkOF F IISS 或 （ 55） 式中 max)3( max ?? kk SI 、 —— 三相最大短路電流與最大短路容量； OFFOFF SI 、 —— 斷路器的開(kāi)斷電流與開(kāi)斷容量。 35kV 進(jìn)線(xiàn)斷路器 35kV 側(cè)線(xiàn)路工作電壓為 35kV，線(xiàn)路計(jì)算電流為 ，短路電流為 ，短路電流沖擊值為 。 選擇結(jié)果如下表 53所示。 1． 電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí) 南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)是在額定二次負(fù)載（一般為 5A）下的準(zhǔn)確級(jí)別，主要有 級(jí)（一般用于精密測(cè)量）、 級(jí)（用于電能計(jì)量）、 1 級(jí)（用于盤(pán)式指示儀表）、 3 級(jí)（用于過(guò)電流保護(hù)）、 10 級(jí)（用于非精密測(cè)量及繼電器）、 D 級(jí)（用于差動(dòng)保護(hù)）。 35kV 進(jìn)線(xiàn) 電流互感器 35kV線(xiàn)路側(cè)選擇 LDJ135 型 單相戶(hù)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式 電流互感器，準(zhǔn)確度級(jí)為 （計(jì)量）， 。 南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 表 56 6kV線(xiàn)路電流互感器 LZZBJ910 型電流互感器 關(guān)系 計(jì) 算 值 結(jié)論 額定電壓 10kV 線(xiàn)路工作電壓 6kV 合格 額定電流 800~2500A 線(xiàn)路計(jì)算電流 934A 合格 極限通過(guò)電流峰值 kA 短路電流 沖擊值 合格 熱穩(wěn)定 校驗(yàn) tIt ?2skA ???? 22 3 9 6 9163 imartI ??2 skA ???? 22 滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求 6kV 出線(xiàn)電流互感器 6kV 出線(xiàn)側(cè) 2 號(hào)變壓器 選用 LZZBJ910 型 單相戶(hù)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆筑式 電流互感器，準(zhǔn)確度級(jí)為 。 1． 電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí) 電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)由最大電壓比誤差和相位誤差來(lái)區(qū)分。 （ 2） 兩臺(tái)單相電壓互感器接線(xiàn) 兩臺(tái)單相電壓互感器 V/V 形接線(xiàn)。附加的二次繞組接成開(kāi)口三角形。 （ 3） 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線(xiàn)路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出 線(xiàn) 側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 35kV 高壓熔斷器，選用 型戶(hù)內(nèi)限流式高壓熔斷器。 接地開(kāi)關(guān)的選擇 高壓接地開(kāi)關(guān) 的作用主要是對(duì)于 電器 設(shè)備的檢修。 選擇結(jié)果如下表 58 所示。其采用了非線(xiàn)性伏 安特性十分優(yōu)異的氧氣鋅電阻片，故而避雷器的徒坡，雷電波，操作波下的保護(hù)特性均比傳統(tǒng)的碳化硅避雷器有了極大的改善。 復(fù)合外套金屬氧化鋅避雷器是國(guó)際 90 年代的高科技產(chǎn)品。 選擇結(jié)果如下表 510 所示