【正文】 電和不致使重要用戶停電。 (3) 短路電流計算 對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。 電氣主接線的具體設(shè)計步驟 (1) 分析原始資料 ① 本工程情況 變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量等?？梢匀菀椎貜某跗谶^渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 分析電力系統(tǒng)可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電 站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負荷類型和類別、設(shè)備制造水平及運行經(jīng)驗等諸多因素。它是發(fā)電廠和變電所高電壓大電流的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 （ 2）變電所的設(shè)計，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結(jié)合國情合理地確定設(shè)計方案。 lightning protection。本次設(shè)計為110kV 變電站電氣部分初步設(shè)計，并繪制了電氣主接線圖。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站可靠的運行與國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。 primary systerm。 表 11 負荷情況分析 電壓等級 負荷名稱 每回最 負荷（ kVA） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度 35kV 東城花園 5000 1 架空 15 槐店鄉(xiāng) 9000 1 架空 8 耐火材料廠 5000 1 架空 7 化肥廠 10000 1 架空 11 白鯊針布 4000 1 架空 3 保險公司 7000 1 架 空 4 機械廠 8000 1 架空 5 10kV 17 中 2020 1 架空 5 醫(yī)院 3000 1 架空 3 農(nóng)藥廠 700 1 架空 7 紫水小區(qū) 1200 1 架空 4 紫旋庭院 1000 1 架空 5 鑫鴛鴦集團 500 1 架空 2 面粉廠 600 1 架空 5 區(qū)政府 2020 1 架空 7 設(shè)計的工作應(yīng)遵循的主要原則 （ 1）變電所的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程的 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃進行 ，做到遠、近期結(jié)合，以 2 近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴建的可能。 3 2 電氣主接線 電氣主接線概述 電氣主接線又稱電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備 以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能的生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相連接圖。因故障或檢修，導(dǎo)致的停電機會越少、停電影響范圍越小、停電時間越短、停電后恢復(fù)供電越快，供電可靠性就越高。尤其是火電廠和變電站，在設(shè)計主接線時應(yīng)有發(fā)展擴建的余地。 電能損耗少：在變電站中電能損耗主要來自于變壓器，經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。 適用范圍： 110~220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回； 35~63kV 配電裝置的出 6 線回路數(shù)不超過 3 回； 6~10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回時選用。 綜合上述分析，篩選得到以下兩種接線方案。 適用范圍： 110~220kV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時，或當(dāng) 110~220kV 配電裝置在系統(tǒng)中處于重要地位，出線回路為 4 回及以上時。 方案Ⅱ在可靠性上稍有提升，但是經(jīng)濟性上卻比比方案Ⅰ差，考慮到設(shè)置旁路母線的條件所限 (35kV～ 60kV 出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為 2～ 3 天。其供電要求是：任何時間都不能停電。 化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過程伴隨著許多化學(xué)反應(yīng)過程，一旦電力供應(yīng)中止了就會造成產(chǎn)品報廢，造成極大的經(jīng)濟損失，所以應(yīng)屬于一級負荷。 紫旋庭院：生活小區(qū)屬于三級負荷。 為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 變壓 器各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)： 65807 中壓側(cè)： 53360 低壓側(cè)： 12447 由以上可知此變電所中的主變壓器應(yīng)采用三繞組。發(fā)電廠或變電站很少采用有載調(diào)壓， 220kV 及以上的降壓變壓器僅在電網(wǎng)電壓變化較大時采用有載調(diào)壓。容量大于 10000kVA 的變壓器，常采用人工風(fēng)冷。此變壓器容量大于10000kVA，有上面分析可知，宜選用強迫空氣冷卻方式，即風(fēng)冷式。因站用負荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段 10kV 母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺站用變壓器，分別從 110kV 側(cè)兩條分段母線引接，并采用暗備用的方式。 進行無功功率的就地平衡的原因是電力系統(tǒng)供電區(qū)域幅員寬廣，從降低網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電壓質(zhì)量考慮，無功 功率不易長距離輸送，負荷所需的無功功率應(yīng)盡量就地供應(yīng)。各組應(yīng)能隨電壓波動實現(xiàn)自動投切。 隨著電路的性質(zhì)不同， cos? 的數(shù)值在 0~1 之間變化，其大小取決于電路中電感、電容及有功負荷的大小。 ① 串聯(lián)電抗器作用如下： 降低電容器組的涌流倍數(shù)和涌流頻率，是得益于選擇回路設(shè)備和保護電容器；與電容器容抗全調(diào)諧后，組成某次諧波的交流濾 波器，可降低該次諧波電壓值；若處于過調(diào)諧狀態(tài)下，即為一種并聯(lián)電容器裝置，并部分的降低該次諧波電壓值，提高電壓質(zhì)量。為了合理配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)，需進行短路計算。 11U%? = 12U%= 23U%= s 1 1 1 1 3 2 32 1 2 2 3 1 33 1 3 2 3 1 2U % 1 / 2 ( U % U % U % ) 1 / 2 ( 1 0 .5 1 7 .8 6 .5 ) 1 0 .9U % 1 / 2 ( U % U % U % ) 1 / 2 ( 1 0 .5 6 .5 1 7 .8 ) 0 .4 0U % 1 / 2 ( U % U % U % ) 1 / 2 ( 1 7 .8 6 .5 1 0 .5 ) 6 .9ss? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?＋ － ＋ －＋ － ＋ － －＋ － ＋ － 取基準(zhǔn)容量為： SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓為 UB=Uav 又依公式（ 43）和（ 44） BBIS? 3 BU （ 43） 2BBXU? BS （ 44） 各側(cè)平均額定電壓分別為 kV 37kV 115kV 變壓器各側(cè)阻抗標(biāo)幺值為 11(TSXU ? 1 0 0 ) ( BS?22) 1 0 .9 / 1 0 0 1 0 0 / 5 0 0 .2 1 8(NTSSXU? ? ??（ ） （ ）1 0 0 ) ( BS?33) 0 / 1 0 0 1 0 0 / 5 0 0(NTSSXU? ? ??（ ） （ ）1 0 0 ) ( BS? ) 6 .9 / 1 0 0 1 0 0 / 5 0 0 .1 3 8NS ? ? ?（ ） （ ） 當(dāng)系統(tǒng)容量設(shè)計時計算值為 500MVA，短路電流的計算系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖 41 所示，因為本設(shè)計僅有系統(tǒng)側(cè)有電源，并且兩臺變壓器型號相同，各側(cè)的阻抗標(biāo)幺值也相同，可以對變壓器各側(cè)阻抗進行相應(yīng)化簡，進而對等值電抗圖進行相應(yīng)的化簡，得到如圖 42 所示的等值電路圖。 （ 4）在正常接線方式時通過設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。然后，對 10kV 側(cè)進行無功補償，以提高電壓 18 質(zhì)量和降低網(wǎng)絡(luò)損耗。 本變電所設(shè)計是在 10kV 母線上進行無功補償，對系統(tǒng) 10kV 母線側(cè)進行無功補償，將功率因數(shù)提高至 。此時，各組應(yīng)能隨電壓波動實行自動投切。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無功補償裝 置的道理。 S 站 =(110%)= 106kVA 所用變型式的選擇 10kV 級 S9 系列三相油浸自冷式銅線變壓器，是全國統(tǒng)一設(shè)計的新產(chǎn)品，是我國國內(nèi)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較先進的銅線系列配電變壓器。變電站的主要負荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。類似于強迫油循環(huán)水冷，采用潛油泵強迫油循環(huán)，同時用風(fēng)扇對油管進行冷卻。一般適于 7500kVA 以下較小容量變壓器。變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。 容量為 300MW 及以下機組單元接線的變壓器和 330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器?？紤]到該變電站為一重要地區(qū)變電站，與地方用電緊密聯(lián)系。 各側(cè)負荷的大小 ? ?nct i= 1 1+ %c o sPSK ??? ? （ 31） 11 式中： cS —— 某電壓等級的計算負荷； tK —— 同時系數(shù)； %? —— 該電壓等級的線損率； P——— 用戶的負荷； cos? — 負荷所對應(yīng)的功率因數(shù) 35kV 側(cè)負荷如下： 3 5 k = 0 . 9 [ +VS ? （ 5 9 + 5 + 1 0 + 4 + 7 + 8 ） 0 . 8 5 ] ( 1 5 % ) 5 3 . 3 6 M V A? ? ? 10kV 側(cè)負荷如下： 1 0 k = 0 . 9 ( 2 / 0 . 9 3 / 0 . 8 0 . 7 / 0 . 8 2 1 . 2 / 0 . 8 5 1 / 0 . 8 0 . 5 / 0 . 8 0 . 6 / 0 . 8 52 / 0 . 8 5 ) ( 1 5 % ) 1 2 . 4 4 7VS M V A? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 110kV 側(cè)負荷如下： 1 1 0 k 3 5 k 1 0 k= + 53 .3 6 + 12 .4 47 = 65 .8 07V V VS S S M V A? 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器，用于兩種電壓等級交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器。 17 中：學(xué)校屬于一級負荷。 III 類負荷： I、 II 類負荷以外的其它負荷，必要時可長 時間停電。 站用電接線如圖 27 所示： 圖 27 單母線分段接線圖 綜上所述可選擇 110kV 側(cè)采用單母分段接線為主接線， 35kV 側(cè)采用單母分段接線為主接線， 10kV 側(cè)采用單母分段線接線為主接線，站用電為單母分段接線。 單母分段接線如圖 25 所示 圖 25 單母分段接線圖 主要優(yōu)缺點：單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件 (母線及母線隔離開關(guān) )等故障或檢修時，均需使整個配電裝置 停電。 圖 23 單母分段接線圖 適用范圍： 110~220kV 配電裝置的出線 冋路數(shù)為 3~4 回； 35~63kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4~8 冋； 6~10kV 配電裝置出線為 6 回及以上時選用。 在可靠性與靈活性方面第 II 種方案明顯合理，雖然此站僅有兩回出線，但考慮到此站為一重 要的終端變電站，需要較高的可靠性和靈活性，經(jīng)綜合分析，決定選第 II 種方案為設(shè)計的最終方案。 本變電站電氣主接線設(shè)計 110kV側(cè)主接線方案 依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》最終出線回路數(shù) 2～ 4 回、主變壓器 2～ 3 臺時，可采用線路變壓器組、橋形 、擴大橋形、單母線和單母線分段接線。 ④ 環(huán)境條件 當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。 經(jīng)濟性應(yīng)從以下幾個方面考慮： 降低一次投資：主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護不過復(fù)染，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電站推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器。 （ 2）靈活性 電力系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。 選擇電氣主接線時的設(shè)計原則 主接線的設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟的充分了論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實際工程確認的最佳方案。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容 （ 1）原始資料分析； （ 2）電氣主接線的設(shè)計； （ 3）主變壓器的選擇； （ 4）無功補償和電容器的選取； （ 5）最大持續(xù)工作電流及短路計 算； （ 6）主要電氣設(shè)備的選擇； （ 7）繼電保護規(guī)劃； （ 8）防雷保護設(shè)計； （ 9）配電裝置設(shè)計。平均海拔 200 米，最高氣溫 40 度，最低氣溫 10 度，年平均氣溫 20 度，最熱月平均氣溫 30 度，土壤濕度25 度。之后，對變電站進行了相應(yīng)的防雷保護規(guī)劃，從而完成了一次部分的設(shè)計。 摘要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質(zhì)量的要求日益加深。最后，對變電站的主變壓器進行相應(yīng)的保護規(guī)劃以及配電裝置設(shè)計，從而完成了 110kV 電氣部分的設(shè)計。冬季主導(dǎo)風(fēng)向：西北；最大風(fēng)速 25 米每秒；覆冰厚度 8 毫米。 本章小結(jié) 國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改