【正文】 731 2 0 07 7 2 137320xx 5 2 332*)1(21*)2(11??????????? kAII ch 1 4 7 9 8 5 )0( ???? 10kV 側(cè)母線短路計算 X S 1S 1X L 2 X S 2X L 3S 2X L 1 X L 4X T 1 1X T 2 1X T 1 3 X T 2 3圖 412 10kV 側(cè)短路的等值電路圖 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 34 Y/△變換： 0 . 3 S 10 . 0 1 6 3 0 . 1 7 1 00 . 0 3 3 8S 20 . 0 1 3 50 . 2 1 5圖 4 1 30 . 1 3 5圖 413 10kV 側(cè)短路的等值電路圖 0 . 3 1 6 3 0 . 2 0 4 80 . 3 7 3 1圖 414 10kV 側(cè)短路的等值電路圖 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 35 計算轉(zhuǎn)移阻抗后網(wǎng)絡化簡為： 5 3 1 1 0 02 0 02 6 5 * 1 ???? BNJS USXX * 2 ???? BNJS USXX 即認為周期分量不再衰減。 裸導體應根據(jù)具體情況，按導體截面、電暈、動穩(wěn)定性和機械強度，熱穩(wěn)定性來選擇 和校驗，同時也應注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面可以使年計計算： JIS max? （ 55） 式中 maxI — 正 常運行方式下導體的最大持續(xù)工作電流，計算式不考慮過負荷和事故時轉(zhuǎn)移過來的負荷； J — 經(jīng)濟電流密度，常用導體的 J 值，可根據(jù)最大負荷利用時數(shù) maxT ，由經(jīng)濟電流密度曲線中查出來。長度在 20 米以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。 (3)最大負荷電流要小于導線的安全工作電流，不能因為過負荷而造成導線發(fā)熱嚴重進而降低導線的絕緣性能和機械強度直至引發(fā)斷線事故。 短路電流計算 電力系統(tǒng)接線圖為： 甲 變L 3L 4L 1L 2F S 市 變河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 26 S1=200MVA XS1= S2=1200MVA XS2= 確定短路點：在本次設計過程中，為了方便選擇電氣設備及校驗，選取的短路點為 110kV， 35kV 及 10kV 母線。 選擇導體和電器時，導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗算，若有更嚴重情況的按更嚴重的條件計算，總之，要用最大短路電流校驗。 所用電選擇 選擇原則：所用電負荷按 %變電所容量計，設置 2 臺所用變壓器河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 23 且能相互備用，兩部變壓器應滿 足在其中一部故障或者因檢修退出運行時，剩下的一部變壓器應能對變電所內(nèi)的全部負荷供電，所以在選擇變電所所用電變壓器時，應按一部變壓器就能對全部負荷供電選擇變壓器。 (5)采用強迫油循環(huán)水冷 卻主變或調(diào)相機，變電所裝設兩臺所用變 。 所以，選擇 SFSZ925000/110 型變壓器兩臺。所以，要格外考慮一級負荷供電可靠性。當發(fā)電廠只升高一級電壓時或 35kV 及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器；當發(fā)電廠有兩級升高電壓時，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡變壓器， 110kV 及以上電壓等級的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡變壓器；自耦變壓器特點是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 17 二是采取人工補償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得 以提高，有兩種方法： （ 1）采用同步電動機替代異步電動機工作，由于同步電機是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，故維護不方便，此外投資和損耗較大，又不便于檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用。由于并列運行河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 16 的變壓器的負荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過 10％。 綜合以上分析，本設計采用第三種方案。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 對于上述三種方案綜合考慮： 圖 23 方案三接線圖 1 1 0 k V3 5 k V Ⅰ 段3 5 k V Ⅱ 段1 0 k v河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 15 該地區(qū)海拔 170m，海拔并不高，對變電站設計沒有特殊要求，地勢平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫 +42176。 電氣主接線的基本形式 由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同，且各回路饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，在進出線較多（一般超過 4回）的場合，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。 （ 3）短路電流計算和主要電氣設備選擇與校驗 對選定的電氣主接線選擇適當短路點進行短路電流計算，并選擇校驗合理的電氣設備包括導線、斷路器、隔離開關、互感器等。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 9 包括本地區(qū)負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等 。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。 電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一。 (1) 運行的可靠性 運行可靠性的幾個評價標準：斷路器檢修時是否影響導致供電中斷；設備和線路故障檢修時，停電支路數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的不間斷供電。半地下變電站是指主變布置在地上， 其它主要電氣設備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其它主要電氣設備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。 近年來電氣一次設備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設備不斷出現(xiàn)，電氣設備趨于無油化，采用 SF6 氣體絕緣的 設備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn) GIS 向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應用范圍不斷擴大。而在歐美發(fā)達國家，各個電壓等級變電站都能實現(xiàn)無人值守 ,由此可見，在國內(nèi)外無人值守變電站之間、國內(nèi)外變電站自動化系統(tǒng)之間都還有很大的差異。 我國現(xiàn)階段電力設備的額定電壓分三類： 第一類額定電壓在 100V 以下，這類電壓主要用與國民經(jīng)濟的照明、蓄電池及開關設備的操作電源中； 第二類額定電壓高于 100V，低于 1000V，這類電壓主要用于低壓三相電動機及照明設備，常見的有 380V 和 660V； 第三類額定電壓高于 1000V，這類電壓主要用于發(fā)電機、變壓器、輸配電線路及設備。國家標準規(guī)定： 3000MW 以及上系統(tǒng)不超過177。 負荷對變電所供電的要求 (1)保證可靠的持續(xù)供電：電力系統(tǒng)供電的可靠性是其能不間斷供電的可靠程度。本文同時對變電所防雷保護尤其是雷電沿導線進入變電所的侵入波保護進行了簡單的分析并且還考慮了變電所接地網(wǎng)的設計，最后繪出了電氣主接線圖及配電裝置圖。 根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用，可將變電站分為下列幾類： （ 1) 樞紐變電站 樞紐變電站是位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓部分起匯集多個電源作用的電壓為 330~500kV 的變電站，樞紐變電站是整個系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，樞紐變電站一旦停電，將引起大面積停電事故，嚴重影響國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活，重者將引起系 統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。良好的電能質(zhì) 量即供電的技術合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術指標要達到一定的標準。 (3)保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：衡 量電力系統(tǒng)經(jīng)濟性的兩個重要指標是煤耗率和網(wǎng)損率。 我國變電站及其設計的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及新變化 新世紀以來，我國電力系統(tǒng)進入了一個快速發(fā)展階段，電力建設得到長足發(fā)展。 在變電站綜合自動化領域中，智能化電器的發(fā)展，特別是智能化開關設備、光電式互感器等機電一體化設備的出現(xiàn)，變電站自動化技術即將進入新階段，這些新技術的日趨成熟帶來全數(shù)字化的變電站新概念。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系 統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。 第 2 章電氣主接線設計 電氣主接線根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設備相互之間的連接關系，以及本變電站 (或發(fā)電廠 )與電力系統(tǒng)的電氣連 接關系，電路中的高壓電氣設備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。 (3)操作應盡可能簡單、方便 主接線應簡單清晰、明了、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 7 運行人員掌握。 對于變電站的電氣主接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應盡可能采用較少斷路器的或不用斷路器的接線，如線路 — 變壓器組接線，若能滿足繼電保護要求時，也可使用線路分支接線。 （ 1）分析原始資料 包括變電站類型，設計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。 這往往是設計能否成立的重要前提，為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設備的性能、制造能力和供貨情況、價格等情況匯集并分析比較，保證設計的可行性。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： (1)主要設備器材費，包括設備原價、主要材料 (鋼材、木材、水泥等 )費、設備運雜費 (含成套服務費 )、備品備件購置費、生產(chǎn)器具購置費等。 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟性的要求，高壓河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 11 側(cè)有 4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有 11 回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、雙母線的接線方式，經(jīng)過分析、綜合、組合和比較，提出三種方案： 方案一： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方 式， 35kV 側(cè)采用雙母線接線方式，10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式。 C，最熱月平均最高溫度 +36176。對 110kV 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體工程情況裝設 2~4 臺主變壓器，以便減小單臺容量，因此，在本次設計中裝設多臺主變壓器。 (4)并列運行的變壓器容量比應小于 3： 1。 補償后變壓器 10kV 側(cè)無功率因數(shù)要達到： 2 ?? 2 ?? 無功補償量： M V arQ39。 N－ 1 原則與可靠性分析相比較 ,它的計算簡便 ,不需搜集元件停運率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡便的安全檢查準則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應用。 （ 3）調(diào)壓方式的確定 為了滿足供電質(zhì)量要求可通過切換變壓器的分接頭開關，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。 綜合以上分析，為充分保證對一級負荷供電的可靠性，應在變電所內(nèi)設置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性，又不應設置過多變壓器以降低變壓器的損耗。 (2)按放電電流來選擇蓄電池的容量，其容量應能滿足在事故運行時，供給最大的沖擊負荷電流的要求。 本次設計在 10kV 母線上接一臺 10/ 接地變壓器、低壓側(cè)為 Y0接線、正常運行時供給 380/220V 站用電源。出現(xiàn)短路時，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài)，并伴隨有復雜的機電暫態(tài)、電磁暫態(tài)和波暫態(tài)現(xiàn)象。 短路按類型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。 查計算曲線數(shù)字表可得： ? ? *01 ?I ， ? ? * ?I ， ? ? *11 ?I 換算成有名值為： ? ?kAUSIUSIIAvNAvN1 5 8 1 2 0 08 3 12 0 04 0 4 332*)0(21*)0(10???????????? ?kAU