【正文】 短路對電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點 ： （ 1）短路回路電流迅速變的很大，此電流稱為短路電流； （ 2）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設(shè)備甚至?xí)＜叭松戆踩? （ 3）短路電 流使發(fā)電機端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負荷總的交流電機尤其是重載電機的運行； （ 4） 電力系統(tǒng)短路時，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)被解列為幾個異步運行的部分； （ 5） 不對稱短 地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會在鄰近的線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，造成對通信線路和信號系統(tǒng)的干擾； 鑒于短路事故對電力系統(tǒng)的危害巨大，可采取以下措施降低系統(tǒng)中出現(xiàn)短路事故的可能性： （ 1）做好短路電流的計算工作； （ 2）正確選擇繼電保護 的整定值和熔體的額定電流，減小短路持續(xù)時間； （ 3）采用電限流電抗器抗器增加系統(tǒng)阻抗，限制短路電流； （ 4）設(shè)置互鎖裝置，防止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘； （ 5） 帶電安裝和檢修電氣設(shè)備時，要嚴格執(zhí)行工作票，制度防止誤接線、誤操作，在距帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。 本次設(shè)計直流系統(tǒng)采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用 2 100AH 免維護鉛酸蓄電池， N+1 熱備份，有較高的智能化程度，能實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的遙測、遙控、遙信及遙調(diào)功能 。 (3)對于采用復(fù)式整流、電容儲能等整流電源代替蓄電池時，其交流供電電源由兩種不同電壓等級取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置 。 8 %（ kV）；中壓 — 177。 （ 5）冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻 、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、 SF6 充氣式變壓器等。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 19 結(jié)合原始材料可得： 對于 35kV 側(cè)， M V AS )(1 ??????? 對于 10kV 側(cè)， 則 總的負荷為： MVASSS ???總 取 tK =，則： M V AS ax 8 3 . 0 55 4 8 ???? 此時， MVASS N 5 8 4 3 m a x ???? 因此主變?nèi)萘繛椋?MVASN ? 主變壓器型號的選擇 （ 1）相數(shù)選擇 變壓器有單相變壓器和三 相變壓器之分，在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器，單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高，多用于 500kV 以上的變電所內(nèi)，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價格低，占地面積小，并且運行時損耗減小 12~15％，只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，在工程設(shè)計上對于 330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器，因此在本次設(shè)計中采用三相變壓器。 主變壓器容量的選擇 主變壓器容量選擇的依據(jù)： （ 1）主 變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當(dāng)考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 由于功率因數(shù)降低對供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因數(shù)，降低無功功率的輸送量，提高系統(tǒng)及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟、合理地供電的需要。如果并列變壓器的電壓變 比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過熱甚至燒毀，影響系統(tǒng)運行的安全性。 《 35kV~ll0kV 變電所設(shè)計規(guī)范》第 條：當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時， 6~l0kV 側(cè)宜采用單母分段接 線，線路為 12 回及以上時，也可采用雙母線，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。 如下圖 21 方案一主接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 方案二： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè) 采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜，投資增大，方案二的主接線圖如下： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 方案三： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式， 10kV 側(cè)采用雙母線接線方式。直接費指在安裝設(shè)備過程中直接消耗在該設(shè)備上的有關(guān)費用；間接費指安裝設(shè)備過程中為全工程項目服務(wù)，而不 直接耗用在特定設(shè)備上的有關(guān)費用；稅金是指國家對施工企業(yè)承包安裝工程的營業(yè)收入所征收的營業(yè)稅、教育附加和城市維護建設(shè)稅。 （ 2）主接線方案的擬定與選擇 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)任務(wù)書的要求，在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源進線數(shù)和出線回路數(shù)、變電所內(nèi)電壓級別、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)的考慮，可擬定出若干個可行的主接線方案（近期和遠景）。我國電力安全規(guī)程規(guī)定 35kV 及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，以保證供電可靠性。在 110~220kV 變電所中，一般采用雙母線。 (4)經(jīng)濟上合理 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使建設(shè)投資和年運行費用小，占地面積最少，降低電力系統(tǒng)的運行成本，使其盡可能的發(fā)揮最佳經(jīng)濟效益。 電氣主接線設(shè)計基礎(chǔ) 對電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大的、嚴密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，其主接線的質(zhì)量的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)和人民日常生活。 (1)按照變電站布置方式分類： 110kV 變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電站 3 類。 制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量以及電網(wǎng)運行可靠性的提高，為變電站接河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 5 線簡化提供了可能。 我國變電站的發(fā)展趨向于變電站無人值班運行管理，許多 220 kV 及以下電壓等級變電站已經(jīng)開始由監(jiān)控中心進行監(jiān)控，基本上實現(xiàn)了變電站無人值守。 電力系統(tǒng)的額定電壓 為了使電力設(shè)備的生產(chǎn)實現(xiàn)標準化、系列化并實現(xiàn)各設(shè)備間互換，系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種設(shè)備都是按規(guī)定的額定電壓進行設(shè)計和制造的。7%， 220V 單相供電電壓允許偏差為額定電壓的 +7%、 10%。 （ 3）地區(qū)變電站 地區(qū)變電站是以向地區(qū)用戶供電為主的變電站，是一個地區(qū)或城市的主要變電站，其高壓側(cè)一般為 110 或 220kV，全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 4 畢業(yè)設(shè)計 題目名稱： 110kV 變電站一次部分設(shè)計 院系名稱：電氣工程與自動化學(xué)院 4 摘要 本畢業(yè)設(shè)計主要根據(jù)所給數(shù)據(jù)和要求進行 110kV 變電站一次部分設(shè)計。系統(tǒng)中為了使長距離輸電線路分段，一般匯聚 2~3 個電源，電壓等級為220~330kV，同時又降壓供當(dāng)?shù)刎摵捎秒姡虚g變電所停電以后，將引起本區(qū)域的部分負荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 5%， 10kV 及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的177。因此，降低每向用戶供應(yīng)一度電能損耗的能源和降低變換、輸送、分配時的損耗對于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性又十分重要的意義。國外變電站主要是采用柔性技術(shù)由交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變，而數(shù)字化智能變電站也是國內(nèi)外變電站未來發(fā)展趨勢之一。 依據(jù)我國電力工業(yè)實際情況國情，電力系統(tǒng)的變電所運行技術(shù)有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計出現(xiàn)了一些新的趨勢。變電站設(shè)計的分類可依據(jù)變電站標準方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模 3 個層次進行劃分。電氣主接線直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或者不必要的停電。 我國《變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》對主接線設(shè)計作了如下規(guī)定：在滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。 電力系統(tǒng)中中性點接地方式 是一個綜合問題，它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運行安全以及對附近通信線路的干擾等。對此，應(yīng)予以足夠重視 ,對重型設(shè)備如大容量三相變壓器的運輸條件亦應(yīng)充分考慮。 (2)安裝工程費，包括直接費、間接費及稅金等。缺點是，操作復(fù)雜，10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，一級負荷占 35%左右，二級負荷占 30%左右，一級和二級負荷占 65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是接線簡單清晰，操作方便，造價低，擴展性好，缺點是可靠性靈活性差。最大風(fēng)速 25m/s，覆冰厚度為 8mm，屬于我國第 V 標準氣象區(qū)。即并列變壓器的電壓變比必須相同，否則將引起較大的不平衡電流，所以允許差值不超過 ％。 無功補償措施 無功功率補償?shù)谋匾? 在工企用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變磁場，如電動機利用吸收無功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無功功率的成分就會增加，功率因數(shù)降低，對系統(tǒng)會造成如下影響： （ 1） 使變配電設(shè)備的容量增加； （ 2） 使 供配電系統(tǒng)的損耗增加； （ 3） 使電壓損失增加； （ 4） 使發(fā)電機的效率降低。 ??? k kQrQN 考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè) 312 個，每相 104 個，采取功率補償后的功率因數(shù)即可滿足要求。 對于有一級負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足對 60%（ 220kV 及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計算負荷供電，以及滿足全部 I 類負荷 ?S 和大部分II 類負荷 ?S (110kV 及以上電壓等級的變電所供電，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負荷 ?S 和 II 類負荷 ?S )，即 ?? ????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)~(1n m a x （ 41） 最大 綜合計算負荷的計算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中 imaxP — 各出線的遠景最大負荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的功率因數(shù)； tK — 同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11 等形式。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 (2)兩臺所用變分別接至變電所最低一級電壓母線或獨立電源上，并裝設(shè)備用電源自接裝置 。 直流系統(tǒng) 所用 電直流供電系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，主要用于控制、信號、繼電保護和檢測回路操作電源，也用于各類斷路器的操動電源以及用于直流電動機拖動的供電。 此外還有其它原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 24 等。為了使電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗電氣設(shè)備的短路計算中，以三相短路計算為主，三相短路用文字符號 k)3( 表示。 導(dǎo)體的選擇和校驗 架空電力線路的導(dǎo)線：可以采用鋼芯鋁絞線、鋁絞線、防腐鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞線、鋁合金絞線、鋼芯鋁合金絞線、硬銅線，但系統(tǒng)中一般線路大多采用鋼芯鋁絞線以在保證可靠的前提下提高經(jīng)濟性。 由載流量 RFI alal )( ???? ??可得，正常運行時導(dǎo)體溫度 ? 為 22m a xalal II）（ ?? ???? ??? （ 54) ? 必須小于導(dǎo)體的長期發(fā)熱最高允許溫度 C?70 。 110kV 母線選擇及校驗 按導(dǎo)體的長期發(fā)熱允許電流選擇： AU SI N N 9 031 1 0 3 4 5 4 a x ????? AkII al 2570