【正文】 K 配電站 I 配電站 II 配電站 III 配電站 IV 441 城市酒店 李家村 720 374 研究所 50 40 萬千百貨 786 576 鴻飛小區(qū) 1783 847 醫(yī)院 564 219 宏業(yè)集 團(tuán) 4586 3506 航空產(chǎn)業(yè)基地 12502 9683 無功補償 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、電動機、西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 感應(yīng)爐等。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時，用戶的電動機將不能啟動甚至造成燒毀 ， 所以進(jìn)行無功補償是非常有必要的 [3]。但設(shè)備造價太高，本設(shè)計中不宜采用。應(yīng)滿足各級電力負(fù)荷的連續(xù)供電要求。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用最小， 選用技術(shù)先進(jìn)而又經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能設(shè)備，降低電能損耗和有色金屬的消耗量，盡量節(jié)省占地面積 ，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益 [5]。通常對于大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和變電站。 當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速 的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施 [7]。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 結(jié)論： A 方案一般適用于 110KV 出線為 4 回的裝置 中； B 方案一般適用于 110KV 出線為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線 4 回及以上的裝置中。 本設(shè)計 變電站主接線 本設(shè)計變電站主接線如圖 35： . . . . . .1 1 01 0W L1W L5W L9W L 1 2Q SQ FT1 T2k Vk V 圖 35變電站主接線 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第 四 章 主變壓器的選擇 主 變壓器臺數(shù)的選擇 主變壓器的容量和臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 因為 本文設(shè)計的 變電站只有兩種電壓等級，所以選用雙繞組變壓器。另外， 普通變壓器的調(diào)整很不方便，而有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，這就需要進(jìn)行全面的短路電 流計算。 短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等 [11]。 目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計中 ，計算短路電流的方法通常是采用實用曲線法，其步驟如下： ⑴ 選擇要計算短路電流的短路點位置 。 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減 ， 求出電流對短路點的電抗標(biāo)幺值，并計算短路西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 電流標(biāo)幺值、有名值 ； 計算短路容量，短路電流沖擊值 。因此，在選擇電氣設(shè)備時，一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇。同時，應(yīng)該按照電氣設(shè)備 在特定的工程安裝使用條件，對電氣設(shè)備的機械負(fù)荷能力進(jìn)行校驗，即電氣設(shè)備的端子允許負(fù)載應(yīng)該大于設(shè)備引線在短路時的最大電動力。 B． 短路種類。 B． 短路開斷計算時間。額定電流也決定了斷路器觸頭及導(dǎo)電部分的截面。I （ 63） 額定斷流容量（ NbrS ） 額定斷流容量也表征斷路器的開斷能力。 全開斷時間 kdt 是表征斷路器開 斷 過程快慢的主要參數(shù)。它是斷路器的極限通過電流，其大小由導(dǎo)電和絕緣等部分的機械強度所決定，也受觸頭的結(jié)構(gòu)形式的影響。當(dāng)電壓不等于額定電壓時，斷路器能可靠切斷的最大短路電流有效值，稱為該電壓下的開斷電流。 高壓隔離開關(guān)保證高壓電氣設(shè)備及裝置在檢修工作時的安全，不能用于切斷、投入負(fù)荷電流或者開斷短路電流，僅可允許用于不產(chǎn)生強大電弧的某些切換操作。在校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，必須確定出電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點，使通過的短路電流校驗值為最大。 （ 3） 短路電流計算條件 。 （ 3） 環(huán)境條件對電氣設(shè)備選擇的影響 。 則三相短路電流周期分量有效值 為 ： kAI k )3( 2 ?? (58) 三相短路沖擊電流最大值 ： kAIi ksh )3( 2 ????? (59) 短路沖擊電流有效值 ： kAII ksh )3( 2 ????? (510) 三相短路容量 為： M V AIUS kavk )3( 21 ????? (511) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 六 章 主要 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備 選擇 的一般 方法 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不同，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。 ⑷ 求其計算電抗 。 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)按選擇在正常接線方式下短路電流最大的地點。 通信干擾。在發(fā)生短路時，由于電源供電回路的阻抗減小以及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路回路中的短路電流值大大增加，可能超過該回路 的額定電流許多倍，對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設(shè)備危害很大。 調(diào)壓方式 的確定 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在一定范圍內(nèi)。因為單相變壓器組相對來說投資大、占地多、運西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 行消耗大，配電裝置結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，增加了維修工作量。 對于只供給 Ⅱ 類、 III 類負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺變壓器。 1)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； 2)對雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對重要用戶的供電； 3)當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線， 這 樣減 少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； 4)任一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； 5)當(dāng)出線為雙回線時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 此外， 主接線應(yīng)具有足夠的靈活性，適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴(kuò)建發(fā)展方便。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 選擇母線主接線形式，應(yīng)考慮以下內(nèi)容： 變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式 [6]。應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 大小和分布、負(fù)荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。在調(diào)度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 已知 補償容量 為： kVarQc 10000? 則，補償后的 最大無功功率為： k V a rQ 5 9 1 51 0 0 0 01 5 9 1 5m a x ??? (210) 視在功率 為： k V AQPS 2 4 4 4 55 9 1 52 3 7 1 8 222m a x2m a xm a x ????? (211) 功率因數(shù) 為： 44523 718c os m a x ??? m asSP? (212) 若 考慮變壓器損耗 ，已知 有功功率 P=， 無功功率 Q=，則 ：最大有功功率為： k V a rP 2 3 9 6 4 42 3 7 1 8m a x ??? (213) 最大無功功率為： k V a rQ 1 3 2 2 25 9 1 5m a x ??? (214) 視在功率 為： 2 2 2 2m a x m a x m a x 2 3 9 6 3 7 1 3 7 .1 2 5 0 0 3S P Q k V A? ? ? ? ? (215) 功率因數(shù) 為： 00323 963c os m a x ??? m asSP? (216) 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 三 章 電氣主接線 設(shè)計 電氣 主接線設(shè)計的基本要求及原則 電氣 主接線設(shè)計的基本要求 安全性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （ 2）無功功率補償裝置（并聯(lián)電容器和 同步調(diào)相機）輸出無功功率。 三級負(fù)荷：中斷供電后造成損失不大或不會直接造成經(jīng)濟(jì)損 失，一 般只需一個電源供電 [2]。負(fù)荷計算過小，則依次選用的設(shè)備和載流部有過熱的危險，輕者使線路和配電 設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。m； 安裝地點、方式 ：戶內(nèi)，二次設(shè)備間組屏安裝或分散安裝 。 待建變電站建設(shè)規(guī)模如表 21 所示： 表 21 待建變電站建設(shè)規(guī)模 序號 項目 最終規(guī)模 本期規(guī)模 1 主變壓器 2 2 2 110kV 出線 2 2 3 10kV 出線 8 8 變電站 選 址概況 按照電力先行的 原則，依據(jù)本地區(qū)遠(yuǎn)期符合發(fā)展規(guī)劃，決定在本地區(qū)建設(shè)一座中型 110kV 降壓變電站。針對不同的供電和用電情況，選取合適的接線方式具有長遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)效益。 本文根據(jù)收集的原始材料進(jìn) 行 110kV 變電站的設(shè)計。主要內(nèi)容包括： 查找、搜集了 110kV 變電站相關(guān)的基本資料 ， 并通過對基本資料進(jìn)行分析，確定了主變壓 器的臺數(shù)、容量及型號； 通過對變電站主接線設(shè)計進(jìn)行分析，確定了110kV 變電站主接線的類型；通過對短路電流進(jìn)行計算，得到各電壓等 級側(cè)的短路電流值，并以此對斷路器、隔離開關(guān)、 電壓互感器 、 電流互感器 、母線、避雷器、高壓熔斷器等設(shè)備進(jìn)行了選型 ， 確定主要電氣設(shè)備的型號及參數(shù)，并進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗，然后根據(jù)最大負(fù)荷電流確定繼電保護(hù)裝置 ， 從而完成了110kV 變電站電氣部分的設(shè)計?？偟膩碚f，變電所主接線應(yīng)該滿足以下基本 要求：保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量；具有一定的方便性和靈活性；具有經(jīng)濟(jì)性，建設(shè)投資和運行費用少，占地面積?。慌渚W(wǎng)自動化，變電所無人化，簡化主接線；具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。該變電站周邊已建成鴻飛小區(qū)、萬千百貨、航空產(chǎn)業(yè)基地等，變電站其他方向空地已被房地產(chǎn)開發(fā)商擬建商品住房，根據(jù)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則中對于環(huán)境影響的要求，該地區(qū)屬于 II 類地區(qū)（已居住、企業(yè)為主的區(qū)域），對周圍環(huán)境要求較高。 負(fù)荷計算 計算負(fù)荷是設(shè)計時作為選擇電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù)， 根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。負(fù)荷計算偏大，則造成設(shè)備的浪費和投資的增大。 10kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表 22 所示 。 （ 3） 110kV 及以上電壓線路的充電功率。 靜止補償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，充分保證人身和設(shè)備的安全。在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正常運行和對其他用戶的供電。 考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響 對一級負(fù)荷，必須有兩個獨立電源供電，并且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，能保證大部分二級負(fù)荷供電。 電氣 主接線 設(shè)計 的基本形式 及其 特點 電氣 主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。 在 610kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路 電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 總之，電氣 主接線 設(shè)計應(yīng)從可靠性與經(jīng)濟(jì)性 綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費用（投資與運行）為最小 [8]。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14