【正文】 SIUSIIAvNAvN1 6 4 1 2 0 08 3 12 0 04 0 5 332*)(21*)(???????????? ?kAUSIUSIIAvNAvN1 6 4 1 2 0 08 3 12 0 04 0 5 332*)1(21*)1(11???????????1 . 2 6 5 6S 10 . 8 1 9 5S 2圖 415 10kV 側(cè)短路的等值電路圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 36 kAII ch 4 5 2 5 8 )0( ???? 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇與校驗是電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一，盡管各種電氣設(shè)備在系統(tǒng)中的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不盡 相同，但對它們的基本要求卻是一致的：電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件選擇并按短路條件校驗。 一、導(dǎo)體截面的選擇： maxal II ? (51) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 37 當(dāng)實際環(huán)境溫度 ? 不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度 ?? 時，其長期允許電流應(yīng)該用下式修正 alKII ??al (52) 式中 K — 綜合修正系數(shù)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 38 二、導(dǎo)體的校驗： axr UU mc ? （ 56） 即確保導(dǎo)線到最高電壓下 不出現(xiàn)電暈，以降低網(wǎng)絡(luò)損耗并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。綜合考慮，確定一個比較合理的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟截面積，與其對算費用最小。 (2)導(dǎo)線應(yīng)具備足夠的機械強度，不能因為各種不利條件的天氣而造成斷線或倒塔事故。在等效電路圖上，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出求等效總阻抗，再換算成計算電抗，根據(jù)計算曲線查出短路電流標幺值，再換算成有名值。 短路電流計算的目的 短路計算的目的的主要包括以下幾個方面： （ 1）選擇電氣主接線時 ,為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進行必要 的短路電流計算； （ 2）在選擇電氣設(shè)備時 ,為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作 ,需要依據(jù)正常運行條件選擇設(shè)備河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 并依據(jù)短路條件校驗設(shè)備； （ 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地安全距離； （ 4）在整定繼電保護中繼電器動作值時需以各種短路電流為依據(jù)。可對每一個蓄電池進行自動管理和保護。 (4)能可靠地利用所外 380V 電源備用時，需 2臺所變的變電所可裝一臺所變 。 2 %（ kV）；低壓 — （ kV） 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： 短路損耗： 空載電流： % 阻抗電壓（ %）：高中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低%)13( ??SU 。 （ 6）對一級負荷的供電可靠性的考慮 一級負荷適中那些在國民經(jīng)濟和國家日常生活起著特別重要作用的中負荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡。 （ 2）繞組數(shù)選擇 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂 式等型式。對于城郊變電所，主變壓器容量河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 無功功率補償?shù)姆椒? 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個方面采取補償措施： 一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過選擇功率因數(shù)較高的電氣設(shè)備來實現(xiàn)，但不能達到完全補償?shù)某潭取? (2)并列運行變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。 因此 110kV側(cè)采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟性要求，對于 35kV側(cè)采用單母線分段接線方式而 10kV 側(cè)采用雙母線接線形式。接線圖如下圖所示。 (3)其他費用。然后從經(jīng)濟技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2~3 個技術(shù)上相當(dāng)，有可能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新技術(shù)，對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進行可靠性定量分析計算比較，最終確定最終方案。對 110kV 及以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)以防止輸電線路電壓升高而以其它方式保證供電的可靠性。在 35kV 變電所中，當(dāng)出線為2回時，一般采用橋型接線；當(dāng)出線為 2回以上時，一般采用單母線分段或單母線接線。 變電站電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基 本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)標準為準繩，結(jié)合工程具體情況，在保證供電安全可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行和維護的經(jīng)濟方便，盡可能地節(jié)省投資，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。戶外變電站是指最高電壓等級的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶外或者戶內(nèi)的變電站。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間縮短。但作為國內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級的 500 kV 和 330 kV 變電站，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 4 即使采用了變電站綜合自動化系 統(tǒng)的，也基本上都是實行有人值守的管理方式。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 3 電力系統(tǒng)的額定電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的 需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟技術(shù)分析后確定的。 頻率質(zhì)量的偏差會影響到某些電氣設(shè)備如電動機和軍用雷達的正常工作。 （ 4）終端變電站 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 終端變電站在輸電線路的終端，接近負荷點，其 高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，全所停電后，只是用戶受到損失，一般不會對系統(tǒng)造成較大影響。首先根據(jù)任務(wù)書所給系統(tǒng)及線路負荷的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過對所建變電站出線的考慮和對負荷資料的分析，在滿足安全性、經(jīng)濟性及可靠性的前提下確定了 110kV、 35kV、 10kV 側(cè)主接線的形式，然后又通過負荷計算及對供電范圍內(nèi)一級負荷供電可靠性的考慮及對 N1 原則的應(yīng)用，確定了主變壓 器臺數(shù)、容量及型號，并依據(jù) N+1 原則設(shè)計了變電所所用電，為以后的計算和設(shè)備選取做好準備，又進行等值網(wǎng)絡(luò)化簡，選擇短路點做出短路等值電路并進行短路計算，根據(jù)短路電流計算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，對包括母線、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、互感器在內(nèi)的電氣設(shè)備進行了選擇和校驗，并根據(jù)工程情況參考有關(guān)技術(shù)手冊確定了變電所的配電裝置。 （ 2）中間變電站 中間變電所的高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)變換功率的作用。 國家標準規(guī)定： 35kV 及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的177。即便是損耗的比率不是特別大，但電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源源總消耗占的比重約為 70％，輸送和分配時的損耗絕對值也非常巨大。由于我國電力建設(shè)起步比較晚，目前我國變電站主要趨勢是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變， 有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流傳輸轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加，屋內(nèi)配電裝置廣泛使用。 數(shù)字化變電站三個最重要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850 標準”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達到標準化，使各種設(shè)備和功能 共享統(tǒng)一的信息平臺。 變電站設(shè)計的主要原則 變電站設(shè)計的基本原則是：安全可靠、技術(shù)先進、投資合理、標準統(tǒng)一、運行高效，時效性和和諧性的統(tǒng)一。主接線的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。太復(fù)雜的接線不但不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡，當(dāng)缺乏足夠的技術(shù)資料時，可采取下列數(shù)據(jù)： 60~70%，如主要農(nóng)業(yè)負荷時則取 20~30%； ~，當(dāng)饋線在三回以下且有大負荷 時，取~1； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 ； ４ .線損平均取 5%。 包括電力系統(tǒng)近期及遠景規(guī)劃（ 5~10 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用 ,本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。 包括當(dāng)?shù)?的最熱月平均氣溫、環(huán)境濕度、覆冰厚度、污穢程度、風(fēng)向水平、水文地質(zhì)情況、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的設(shè)計均有直接影響。除設(shè)備及材料費。 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點是運行方式靈活，檢修母線時不中斷供電，任一組母線故障時僅短時停電，可靠性高。 C。并且兩部變壓器并列運行時必須滿足以下條件： (1)并列運行變樂器的一次額定、二次額定電壓必須對應(yīng)相等。即并列運行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過負荷或燒毀。???????????? )tan( tan 21 ?? ?? iPQi 計算后得需補償?shù)臒o功功率 Q=， 需裝設(shè)的電容器個數(shù)為： 1 0v ar24 v 4 5 939。中國某些電力部門在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了 N－ 1 原則，一般規(guī)定一個獨立元件為一臺發(fā)電機組或一條輸電線路或一臺變壓器，通常使用線路極限發(fā)熱條件下的載流量來判斷線路是否過負荷運行。 （ 4）繞組接線組別的確定 我國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“ YN”聯(lián)接； 35kV采用“ Y”聯(lián)接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35kV 以下變壓器三相繞組都采用“ D”聯(lián)接。 主變壓 器選擇型號 在以上分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，查變壓器技術(shù)參數(shù)表可得，選擇的主變壓器型號： SFSZ925000/110。 所用電、直流系統(tǒng)及主控室 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 22 變電所所用電屬于必須確保供電的負荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： (1)對于容量在 60MVA 及以上或樞紐變電所采用兩臺所用變供電 。在 35kV 線路上接一臺35kV/ 線路所用變一臺，作為備用電源。 短路形成原因 短路的原因很多，主要有以下幾個方面： （ 1）元件損壞，如設(shè)備絕緣材料自然老化，設(shè)計、安裝、維護不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路； （ 2)氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動作，架空線路由大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等； （ 3）違規(guī)操作，例如運行人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屑性短路，人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物進入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等等。電力系統(tǒng)運行經(jīng)驗表明：發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。 本設(shè)計中，要選擇的電氣設(shè)備主要包括：導(dǎo)線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、互感器、和避雷器。 不計日照時，裸導(dǎo)體和電纜的綜合修正系數(shù)為 ????? ???allK a (53) 式中 al? — 導(dǎo)體的長期發(fā)熱最高允許溫度，裸導(dǎo)體一般為 C?70 ； ?? — 導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度，裸導(dǎo)體一般為 C?25 。 按最小截面積進行校驗 sk KQCS 1m in ? （ 57） 當(dāng)所選導(dǎo)體截面積 minSS? 時，即滿足熱穩(wěn)定性要求。 導(dǎo) 線截面影響線路投資和電能損耗：為了節(jié)省投資，要求導(dǎo)線截面小些；為了降低電能損耗，要求導(dǎo)線截面大些。 ： (1)選擇導(dǎo)線截面應(yīng)符合電力 系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃要求：首先要滿足架空架空線路輸送容量的要求，并考慮短期內(nèi)的發(fā)展要求，所選截面最少 5 年內(nèi)不因負荷增加而增加導(dǎo)線截面而增加建設(shè)成本。 在計算電路圖上，將短路計算需要考慮的額定參數(shù)都 表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點，短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 短路的危害及預(yù)防辦法