【正文】 錄 摘要 關(guān)鍵詞： 變電站 ；電氣主接線； 變壓器 ； 設(shè)備選型 ； 繼電保護(hù)。 Ⅱ 1 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇 6 站用變壓器的選擇 33 補(bǔ)償裝置容量的選擇 (3)考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回路多少對(duì)主接線的 影響 對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級(jí)負(fù)荷不間斷供電；三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。 分析可知：從可靠性上，該變電站將為附近的高校進(jìn)行供電，屬于 三級(jí)負(fù)荷，只需要單電源供電， 可靠性要求可適當(dāng)降低，減少投資，因此方案一和方案二為較優(yōu)方案。 主變壓器型式的選擇 相數(shù)的確定 在 330kv 及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá) 30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)橛休d分接開(kāi)關(guān)的切換不能保證同步工作。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 、接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 (1)在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計(jì)算。其選擇的技術(shù)條件與斷路器選擇的技術(shù)條件相同。 ③ 一般保護(hù)用的電流互感器可選用 3 級(jí)，差動(dòng)距離及高頻保護(hù)用的電流互感器宜選用 D級(jí)，零序接地保護(hù)可釆用專(zhuān)用的電流互感器，保護(hù)用電流互感器一般按 10%倍數(shù)曲線進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載電流的損害，屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常 用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護(hù)電壓互感器。 (1)110KV 母線選擇 由表 110KV 母線中 Igmax= 9 4 )2570/()3070( ????K KIal= 252==Igmax 所以選 25 3的矩形鋁母線截面積為 75mm2平放 Ial=252A (2)35KV 母線選擇 由表 35KV 母線中 Igmax= KIal= 632==Igmax 所以選 50 3矩形鋁母線截面積為 250mm2平放 Ial=632A (3)10KV 母線選擇 由表 10KV 母線中 Igmax= KIal= 1360==Igmax 所以選 80 10 矩形鋁母線截面積為 800mm2平放 Ial=1360A 母線的校驗(yàn) (1)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 母線正常運(yùn)行最高溫度為： )()252/()2570(25)/)((22m a xCII alalW????????? ???? （ 316） 參考《發(fā)電廠電氣部分》 243 頁(yè)、表 得： 99?C ，則母線最小截面 minS 為： )(75)(226m inmmmmCKQS SK?????? （ 317） 滿足熱穩(wěn)定。 (2)在正常運(yùn)行方式時(shí)，突然失去一回線路，或一臺(tái)最大容量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，或一臺(tái)最大容量的發(fā)電機(jī)（包括失磁）之后，系統(tǒng)無(wú)功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電 壓崩潰；在正常檢修運(yùn)行方式時(shí)，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負(fù)荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。因此， 需要由系統(tǒng)中各類(lèi)無(wú)功電源供給的無(wú)功功率為總有功功率的 1~2 倍。 母線截面積的選擇 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 各種電壓等級(jí)的配電裝置中，主母線和下引線以及臨時(shí)裝設(shè)的母線，一般均按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面積。 (3)準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器 應(yīng)在那一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。 ① 與儀表連接分流器 、變送器、互感器、中間互感器不低于下要求：與儀表相配合分流器、變壓器的準(zhǔn)確級(jí)為 級(jí)，與儀表相配合的互感器與中間互感器的準(zhǔn)確級(jí)為。 (5)校驗(yàn) 10KV 出線側(cè)斷路器 ① 開(kāi)斷電流： Idt≤ Ikd Idt=(KA) Ikd=(KA) IdtIkd ② 動(dòng)穩(wěn)定： ich≤ imax ich=(KA) imax=(KA) ichimax ③ 熱穩(wěn)定 ： I∞ 2tdz≤ It2t β =I/I∞ =t=2+=(s) 查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》第 112 頁(yè) 得 ： tz=(s) tdz=tz+ =+=(s) I∞ 2tdz= =[（ KA） 2s] It2t= = [（ KA） 2s] 則 ： I∞ 2tdz≤ It2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。 變壓器的參數(shù)計(jì)算及短路點(diǎn)的確定 變壓器參數(shù)的計(jì) 算 基準(zhǔn)值的選?。?MVASb 100? ， bU 取各側(cè)平均額定電壓 (1)主變壓器參數(shù)計(jì)算 由表 ： U12%= U13%= U23%= U1%=(U12%+U13%U23%)=(+)= U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0 所以 U2%=0 U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= 電抗標(biāo)幺值為： X1=U1%/100*SB/SN=*100/= X2=U2%/100*SB/SN=0/100*100/=0 X3=U3%/100*SB/SN=*100/= (2)站用變壓器參數(shù)計(jì)算 由表 ： 4%?dU 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/=50 (3)系統(tǒng)等值電抗 ?? bUSlrX BS 短路點(diǎn)的確定 此變電站設(shè)計(jì)中，電壓等級(jí)有四個(gè)，在選擇的短路點(diǎn)中，其中 110KV 進(jìn)線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級(jí)下只需選擇一個(gè)短路點(diǎn)；在另外三個(gè)電壓等級(jí)下，同理也只需各選一個(gè)短路點(diǎn)。 (3)短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。降壓型的繞組排列為：鐵芯 — 低壓繞組 — 中壓繞組 — 高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大 。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。 方案一： 110KV 側(cè)采用雙母線接線 ， 10KV 側(cè)采用單母分段接線 ， 10kv 側(cè)開(kāi)關(guān)布置室采用單母線分段接線 。 主接線的設(shè)計(jì)原則 主接線的設(shè)計(jì)原則 (1)考 慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用 變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。 32 補(bǔ)償裝置選擇及容量確定 28 母線截面積的選擇 10 計(jì)算步驟 5 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 該變電站設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，站內(nèi)主接線分為 110kV、 10kV 兩個(gè)個(gè)電壓等級(jí)。 3 設(shè)計(jì)步驟 37 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 1 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇 變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。 (4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖 ，提供包括包括線路的原件的保護(hù)方式的選擇和整定計(jì)算 。 由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即 110KV 側(cè)為采用雙母線接線 ， 10KV 側(cè)為單母分段接線。 (1)升壓型。 (3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。 (5)由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到Xjs=）。 (2)校驗(yàn)變壓器 35KV 側(cè)斷路器 ① 開(kāi)斷電流： Idt≤ Ikd Idt=(KA) Ikd=25(KA) IdtIkd ② 動(dòng)穩(wěn)定： ich≤ imax ich=(KA) imax=80(KA) ichimax ③ 熱穩(wěn)定 ： I∞ 2tdz≤ It2t β =I/I∞ =t=2+=(s) 查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》第 112 頁(yè) 得 ： tz=(s) tdz=tz+ =+=(s) I∞ 2tdz= =[（ KA） 2s] It2t=252 = [（ KA） 2s] 則 ： I∞ 2tdz≤ It2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。修正的方法與斷路器 In的修正方法相同。 (4) 變壓器 10KV 側(cè)電流互感器 ① 動(dòng)穩(wěn)定： ich≤√ 2ImKdω ich=(KA)=19176(A) √ 2ImKdω =√ 2（ 1000~1500） 90=127279~190919(A) ich≤√ 2ImKdω ② 熱穩(wěn)定： I∞ 2tdz≤ (ImKt)2 由校驗(yàn)斷路器可知： I∞ 2tdz= =[（ KA） 2s] (ImKt)2 = [(1~) 50]2 =2500~5625[（ KA） 2s] I∞ 2tdz≤ (ImKt)2 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求。但是銅的儲(chǔ)量不多，價(jià)值較貴，因此銅母線只用于空氣中含腐蝕性氣體的屋外配電裝置。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 4 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì) 無(wú)功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。 5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無(wú)功功率起無(wú)功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。 、 10KV出線電纜的選擇 按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面積： 導(dǎo)線和電纜在正常運(yùn)行時(shí)，必須保證它不致因溫度過(guò)高而燒毀，因此， 必須滿足導(dǎo)線和電纜的最大允許持續(xù)電流 Ial不小于其最大工作電流 Igmax，即 IKI ? )/()( 0???? ??? alalK 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 式中， Ial是相應(yīng)于環(huán)境溫度為 0? 時(shí)導(dǎo)線和電纜的長(zhǎng)期允許電流，可查表得出，單位是 A， 是通過(guò)導(dǎo)線和電纜 的最大長(zhǎng)期工作電流，單位是 A， K是溫度修正系數(shù)， 0? 是導(dǎo)線和電纜的額定溫度 。 (4)斷流容量： kdch III ???)(或 （ 314） 式中： chI —— 三相短路沖擊電流的有效值。 Kt—— t秒時(shí)的熱穩(wěn)定倍數(shù)。 隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn) (1)110KV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn) ① 動(dòng)穩(wěn)定： ich≤ imax ich=(KA) imax=50(KA) ichimax ③ 熱穩(wěn)定 ： I∞ 2tdz≤ It2t 由校驗(yàn)斷路器可知 ： I∞ 2tdz= =[（ KA） 2s] It2t=142 5=980 [（ KA） 2s] 則 ： I∞ 2tdz≤ It2t 經(jīng)以上校驗(yàn)此隔離開(kāi)關(guān)滿足各項(xiàng)要求。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓 6－ 220kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器， 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： (1)電壓： Ug(電網(wǎng)工 作電壓 )≤ Un （ 31） (2)電流： (最大持續(xù)工作電流 )≤ In （ 32） (3)開(kāi)斷電流： Idt≤ Ikd （ 33） 式中： Idt—— 斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間 t秒的短路電流周期分量； Ikd —— 斷路器的額定開(kāi)斷電流。 ①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 即 M V ANSS N )1(%)51( m a x8 ??? （ 11） 式中 N—— 變壓器主變臺(tái)數(shù) 主變壓器型號(hào)的選擇 Sjs=Ke(∑ Pimax/cosφ i)（ 1+α %） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)