【正文】 壓 器 )、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻 。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 連接方式的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。在選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮以下問題。 變電所主變壓器 容量 的選擇 主變壓器容量一般按變電站建成后 5－ 10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10－ 20 年的負(fù)荷發(fā)展 ， 對于城郊變電站主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。因此，在確定主接線時(shí)，電氣主接線要滿足必要的供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、保證供電的電能質(zhì)量，另外主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行方式，具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。 綜合以上，對重要的負(fù)荷出線，在滿足可靠性和靈活性的前提下，采用單母線分段接線方式比雙母線接線經(jīng)濟(jì)，故本變電站 10kV側(cè)出線采用單母線分段接線的方式。 該接線方式具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) 。 從可靠性來看， 方案 1中，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電，可以滿足生產(chǎn)負(fù)荷的要求，可靠性高。 3)110－ 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。 2)35－ 63kV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回時(shí)。變壓器 —線路單元接線、橋形接線、角形接線。 本次設(shè)計(jì)負(fù)荷主要為正常運(yùn)行用電設(shè)備三相電機(jī)，屬于二級負(fù)荷，故障會(huì)對生產(chǎn)造成很大的影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮供電的可靠性和安全性。要求滿足供電的可靠性和安全性要求，保證供電質(zhì)量，而且設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行靈活、操作方便。 變電所的負(fù)荷情況 根據(jù) 該 機(jī)械 制造企業(yè) 提供的資料，工廠負(fù)荷主要為正常運(yùn)行用電設(shè)備三相電機(jī)，均屬于二級負(fù)荷 。 工廠供電設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)原則 ： (1)遵守規(guī)程，執(zhí)行政策 ， 必須遵循國家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針，包括節(jié)約電能， 節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。例如某些對供電可靠 性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會(huì)引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人生事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。但是相比于發(fā)達(dá)國家，我們的人均 擁有發(fā)電裝機(jī)容量和電力消費(fèi)占能源消費(fèi)的比重還很低 。對于設(shè)備的選擇可分為高壓側(cè) (35kV 側(cè) )和低壓側(cè) (10kV側(cè) )兩種。 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產(chǎn)實(shí)際 （ ） 自選 題目 （ √ ） 主 要 內(nèi) 容 收集與本設(shè)計(jì)課題相關(guān)的技術(shù)資料及變電站原始數(shù)據(jù)資料，查閱和學(xué)習(xí)相關(guān)供電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范； 確定整個(gè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 按照收集的資料，完成變電站的負(fù)荷計(jì)算； 變電站主變壓器選擇，變電站短路計(jì)算，完成短路校驗(yàn) ； 變電站主要電氣設(shè)備選擇 ； 變電站防雷接地設(shè)計(jì)； 基 本 要 求 1．遵守畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的紀(jì)律，按時(shí)參加答疑； 2．獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)基 本的科研能力； 3．設(shè)計(jì)說明書一份（不少于 2 萬字）， A0 圖紙一張；英文資料翻譯不少于 3 千字；說明書要求條理清晰、文筆通順，符合畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫規(guī)范的要求；論文、圖紙中的文字符號(hào)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)； 4．完成相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)，并反映在論文中 。它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備。最后就是防雷與接地的設(shè)計(jì)，常用的防雷設(shè)備 有避雷針和 避雷 器 。 在工廠里，電能雖然是工 業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： (1)安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 (4)全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧 ， 必須做到全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)，用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。 本次任務(wù)的主要目的在于疏通、整理大學(xué)四年來所學(xué)知識(shí)，系統(tǒng)地進(jìn)行再學(xué)習(xí)，從一個(gè)比較高的高度來掌握所學(xué)習(xí)過的知識(shí)，體現(xiàn)了由薄變厚再由厚變薄的學(xué)習(xí)理念；培養(yǎng)學(xué)生對于各科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、分析問題的能力和解決實(shí)際問題的能力，最終掌握實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能；檢測大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)成果。本次設(shè)計(jì)的 機(jī)械制造 變電 所 屬于一般 終端 變電所。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊惶粯?，因而為便于電能的匯集和分配，在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。本變電站 35kV可考慮以下 3種方案。 (1)優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 (2)缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需要?jiǎng)幼鲀膳_(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需要解列運(yùn)行；變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長時(shí)期停運(yùn)。因此方案 方案 3可靠性均不如方案 1。尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí)，須短時(shí)切除較多電源和線路，這對大部分負(fù)荷是不允許的。 本設(shè)計(jì)中 的負(fù)荷主要 有 2 回，一回為 2MVA,另一回為 1MVA。對變電站主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟(jì)性有重 要影響。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器?？紤]到變壓器的事故過負(fù)荷能力為 30%，則可保證 98%負(fù)荷供電。 故本設(shè)計(jì)中采用三相變壓器。 全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，但是由于全星形變壓器三次諧波無通路 ， 因此將引起正弦波電壓的畸變。 表 31 SF912500/35 型無勵(lì)磁調(diào)壓風(fēng)冷變壓器技術(shù)參數(shù) 設(shè)備型號(hào) SF912500/35 額定容量（ MVA） 額定電壓（ kV） 高壓 35177。適當(dāng)?shù)淖儔浩鞑粌H能夠節(jié)省投資，還能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。因此，我們采用三相短路 (對稱短路 )來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性 [5]。例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等； 其它。 (2)選擇導(dǎo)體和電器。 盡管電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的作用和條件不一樣，具體選擇方法也不相同，但對它們的具體要求是一樣的。 (2)用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定 。 (1)按開斷電流選擇。 故 選 擇 LW835 型六氟化硫斷路器能滿足要求 ， 由上述設(shè)計(jì)可列表 ： 表 52 LW835 型斷路器校驗(yàn)表 序號(hào) 裝置地點(diǎn)的電氣條件 LW36126 型斷路器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 NU 35kV NetU 合格 2 30I NI 1600A 合格 3 )3(kI brI 25kA 合格 4 )3(shi Ncli 63kA 合格 5 kQ skA2 tI2t 2500 skA2 合格 10kV 側(cè)斷路器選擇 (1)額定電壓的選擇： kVUU NNe t 10?? (59) (2)額定電流的選擇： AUSIetNNT .130 ???? AII N ?? (510) (3)開斷電流選擇： kAII kbr 5 4 )3( ?? (511) (4)按斷路關(guān)合電流選擇： kAii shN c l ?? (512) 據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇 ZN410/100016 型真空斷路器，參數(shù)如下： 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 53 ZN410/100016 型真空斷路器 技術(shù)參數(shù)表 額定電壓 10kV 最高工作電壓 額定電流 1000A 額定開斷電流 16kA 動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值） 40kA 熱穩(wěn)定電流（ 4s 有效值） 16kA 額定關(guān)合電流（峰值） 40kA 固 有分閘時(shí)間 (5)熱穩(wěn)定效驗(yàn)： sst k ??? 因 stk 1? 導(dǎo)體的發(fā)熱主要由周期分量來決定，則 : skAskAQ k 2222 1 0 2 44167 2 8 4 ?????? 即熱穩(wěn)定滿足要求。但為了防止雷電過電壓，也可以裝設(shè)。 (2)中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器，均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。即 shNcl ii ? 。 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 kt 按下式計(jì)算： brprk ttt ?? (52) 式中 prt ― 繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 (s)； brt ― 斷路器全分閘時(shí)間 (s)。具體的條件有以下幾個(gè)方面 ： 長期工作條件 電氣設(shè)備長期工作條件主要考慮電流和電壓兩個(gè)方面，具體如下： (1)電壓 選用電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 NsU ，即：NsN UU ? 。 短路電流計(jì)算 繪制短路電流計(jì)算電路圖 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 K 14 k m 架 空線8 k m 架 空線1 k m 電纜4 k m 電纜2 2 0 變 電 站1 1 0 變 電 站無 窮 大 系 統(tǒng)K 23 5 k V 母 線1 0 k V 母 線0 . 4 k V 母 線K 3 圖 41 短路電流計(jì)算示意圖 確定基準(zhǔn)值 取 MVASd 100? , 35kV 側(cè) kVUd 371 ? ， 10kV 側(cè) kVUd ? ， 側(cè)kVUd ? kAkVM V AUSIddd 11???? (41) kAkVM V AUSIddd 22???? kAkVM V AUSIddd 33???? 計(jì)算短路電路中 各 個(gè)元件電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng) ：由于所接入的系統(tǒng)容量視為無窮大，故 0??sX 架空線和電纜： 220kv 變電站 4km架空線， L1=4km， kmX ?? 1 110kv 變電站 8km架空線， L2=8km， kmX ?? 2 220kv 變 電站 1km電纜， L3=1km， kmX ?? 3 110kv 變電站 4km電纜， L4=4km， kmX ?? 4 22 1111 ???????? dd USXLX (42) 第 4 章 短路電流的計(jì)算 17 2 3 1 0 22 1222 ???????? dd USXLX 22 1333 ???????? dd USXLX 0 3 1 0 22 1444 ???????? dd USXLX 電力變壓器： 根據(jù) SF912500/35 變壓器參數(shù) 可知 %1 ?kU 1008100 % 11*1 ????? T dkT S SUX (43) 根據(jù) SC102500/10 變壓器參數(shù) 可知 %2 ?kU 1006100 %22*2 ?????TdkT S SUX 由以上計(jì)算繪制出等效電路： X1*X3*X2*X4*K 1 K 2 K 3XT 1*XT 2*XT 2*無 窮 大 系 統(tǒng)XT 1* 圖 42 短路計(jì)算等效電路圖 母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 (1)35kV 側(cè)母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算： 總電抗標(biāo)幺值 0 8 6 )//()( 4231)1( ????? ????? ?? XXXXX k 三相短路電流周期分量有效值 AXII kdk k1 8 8 . 5 6 k A)1(1)3( 1 ??? ? ??? (44) 其他短路電流 AIII k k1 8 )3( 1)3( 1)3(1 ??? ?? (45) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 AkAIi sh k3 6 8 )3(1)3( 1 ???? (46) AkAII sh k4 5 8 )3(1)3( 1 ???? (47) 三相短路容量 M V A7 9 1 6 20 8 V A1 0 0)1()3( 1 ??? ? ??? kdk XSS (48) (2)10kv 側(cè)母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算： 總電抗標(biāo)幺值 4 0 8 )1()2( ????? ?? ??? ?? Tkk XXX 三相短路電流周期分量有效值 AXII kdk . 5 0 k A)2(2)3( 2 ??? ? ???