【正文】 因此熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 S Q 承受 ＞ Qd 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 同時(shí) 110KV 母線的最大持續(xù)工作電流為413 A。 2. 各設(shè)備按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，要求短路電流通過設(shè)備時(shí)，其溫升不應(yīng)超過允許值。 根據(jù)上述所獲資料，可以依次計(jì)算出 110KV 側(cè)母線的電抗和主變壓器的各側(cè)電抗： 110KV 側(cè)母線電抗為： X11= L X 0 Sd／ Ud12 =20 100/1152 = 對于三繞組變壓器，其電抗計(jì)算公式為 : 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 X 高 =1/2(X 13+ X12 X23)。 ，確定最大或最小運(yùn)行方式，按照有限大容量或無限大容量，采用標(biāo)幺值計(jì)算。 其中雙母線接線法具有供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。 2. 負(fù)荷的性質(zhì)：鄭州東開發(fā)區(qū)的負(fù)荷主要是各工業(yè)園的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷。 ：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可 靠是電氣主接線的最基本要求。功率因數(shù)是電力用戶的一項(xiàng)重要電氣指標(biāo)，提高負(fù)荷的功率因數(shù)可以使變電站和輸電線路的供電能力得到充分發(fā)揮，并能降低各級線路和電力變壓器的功率損失和電壓 損失，因此無功功率的補(bǔ)償具有重要意義。對各個(gè)冷卻器的工作、輔助或備用等運(yùn)行狀態(tài)，亦能根據(jù)變壓器的負(fù)荷、溫度等情況，自動進(jìn)行調(diào)整?；蛘吒鶕?jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。地震動峰值加速度為，地震基本烈度為 7度。 根據(jù)《河南省“十一五”電網(wǎng)規(guī)劃及 2020 年遠(yuǎn)景目標(biāo)展望》和《鄭州城市電網(wǎng)“十一五”規(guī)劃》， 2020 年鄭州東開發(fā)區(qū)的最大負(fù)荷將達(dá)到 73MW，到了 2020 年鄭州東開發(fā)區(qū)的最大負(fù)荷預(yù)計(jì)將達(dá)到 125MW，“十一五”期間的最大負(fù)荷年平均增長率為 %。變電站作為電能傳輸與控制的樞紐環(huán)節(jié)，它與現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活密切相關(guān)，因此變電站的設(shè)計(jì)具有重要意義。 指導(dǎo)教師 簽字（蓋章） 年 月 日 根據(jù)審查，準(zhǔn)予參加答辯。s power grid situation, mainly through analyzing the level of a regional electricity load。經(jīng)過十年的建設(shè)，鄭州東開發(fā)區(qū)已逐漸發(fā)展成為河南省，鄭州市外商投資的集中區(qū)，出口創(chuàng)匯的基地，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的先行區(qū)和高新技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化的有效載體，并初步形成了以電子信息，食品加工，汽車零部件制造，新材料等為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)集群。 變電站工程站址概況 本工程站址位于鄭州市東開發(fā)區(qū)的東南部，老鄭（州） 中（牟）公路北側(cè)。按照本期工程 35KV 和 10KV 電壓等級的出線統(tǒng)計(jì)各側(cè)用電負(fù)荷。本變電站采用的是降壓型電力變壓器，因此阻抗為降壓型結(jié)構(gòu)的。 35KV 側(cè)暫不采用接地裝置。主接線代表了變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 同時(shí)，在設(shè)計(jì)變電站主接線時(shí)，也應(yīng)考慮到變電站在電力系 統(tǒng) 中的任務(wù)，出線數(shù)量，負(fù)荷性質(zhì)，備用容量，如何限制短路電流， 簡化繼電保護(hù)等一些具體因素而定，比如： 1. 變電站的任務(wù)：本 110KV 變電站的主要任務(wù)是作為鄭州東開發(fā)區(qū)各用電負(fù)荷的電源。母線總長為 20m。 。各側(cè)母線長度 L分別為 20m， 12m， 12m。本設(shè)計(jì)過程只考慮有功功率在系統(tǒng)的傳輸，忽略無功功率，因此功率因數(shù)為 1。通過查閱《電力設(shè)備選型手冊》， 110KV 母線選擇 XWP7 防污型盤形懸式絕緣子。 S Qf＝ kA2 S (I1n 動穩(wěn)定校驗(yàn)： ich＝ 21 kA Iln＝ Kdw＝ 150 2 I1n額定電流比 300／ 5A。 S Q 承受 ＞ Qd 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。按照鋼芯鋁絞線的最大溫升 70℃時(shí)，該型母線可最高通過的最大工作電流為 720A＞ 413 A，因此滿足要求。同理可得 K2 點(diǎn)的短路電流： Id2= Sd / 3 U d2= KA； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 IK2*=1/ X35= ； IK2= IK2* Id2= 8 KA. 取沖擊系數(shù) Kch=,那么可得短路沖擊電流： ich 2= 2 IK ，兩相接地或相間短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重的計(jì)算。 10KV 主接線設(shè)計(jì) 根據(jù)變電站的建設(shè)規(guī)劃分析， l0KV側(cè)除站用變和無功補(bǔ)償裝置外，最終出線為 8回，通過查閱 《現(xiàn)代供電技術(shù)》和《發(fā)電廠電氣部分》 ， 10KV側(cè)的主接線方案初步確定為單母分段和單母線接線法。根據(jù)橋斷路器的安裝位置，可分為內(nèi)橋接線和外僑接線： ：一般適用于線路較長和變壓器不經(jīng)常切換的情況。 c. 擴(kuò)建的方便性：對完成將來的最終接線應(yīng)留有發(fā)展余地。其基本原理是：電容器產(chǎn)生無功并與感性負(fù)荷產(chǎn)生的無功進(jìn)行交換，從而減少負(fù)荷向電網(wǎng)吸收無功功率。 3. 選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的變電站既要向電網(wǎng)傳輸功率，又可能從電網(wǎng)接收功率，那么在要求母線電壓恒定并保證 電能質(zhì)量的情況下，有載調(diào)壓電力變壓器可以實(shí)現(xiàn)。 110KV 出線：規(guī)劃出線 2回，本期建設(shè) 1 回。由此可見，鄭州東開發(fā)區(qū) 110KV 電網(wǎng)存在的主要問題總結(jié)起來有以下三點(diǎn)：第一，電源點(diǎn)單一，運(yùn)行不靈活。而國外目前正在大力發(fā)展智能電網(wǎng)，使電能更為優(yōu)良，電網(wǎng)更加環(huán)保。第三，遵循變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則，合理設(shè)計(jì)各電壓等級側(cè)的一次主接線。第二，依據(jù)負(fù)荷分析選擇變電站的主變壓器和無功功率補(bǔ)償裝置。相比于國外，由于我國的電力行業(yè)技術(shù)起步較晚，現(xiàn)在仍然廣泛采用交流 電網(wǎng)傳輸電能，而目前在我國西部已有建成超高壓直流電網(wǎng)投入使用。與此同時(shí)，由于開發(fā)區(qū)的規(guī)模擴(kuò)大，原有的 35KV 和 10KV 配電網(wǎng)絡(luò)被迫要增大供電半徑，這樣也就增大了電能的損耗。本變電站的建設(shè)規(guī)劃如下： 各側(cè)母線電壓等級為 110KV, 35KV, 10KV 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 主變壓器：規(guī)劃容量 2 40000KVA， 本期安裝一臺 40000KVA主變壓器。 ： 變壓器繞的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，變壓器采用的繞組連接方式只有星形和三角形，我國 ll0KV 及以上的電力變壓器繞組都采用 Y0連接， 35KV 采用 Y連接， 35KV 以下電壓等級、變壓器繞組都采用△連接，因此本變電站主變壓器的繞組連接方式為 Y0／ Y／△ ： 具有有載調(diào)壓功能的電力變壓器的調(diào)整范圍較大，一般在 15%以上。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣 不是按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器保護(hù)。 無功功率補(bǔ)償裝置的選擇 通過前面介紹無功補(bǔ)償?shù)囊饬x，本變電站將采用的無功功率補(bǔ)償裝置是并聯(lián)電力電容器組。 b. 調(diào)度的方便性：變電站在正常運(yùn)行時(shí)，能根據(jù)調(diào)度要求可以靈活地投入電氣設(shè)備和切除故障，滿足變電站在正常運(yùn)行方式和非正常運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。通過查閱 《現(xiàn)代供電技術(shù)》和《發(fā)電廠電氣部分》后確定： 110KV 變電站當(dāng)只有 2臺主變壓器和 2 回線路時(shí)，宜采用橋形接線，橋型接線方式具有投資少，占地面積少，操作較簡單等優(yōu)點(diǎn)。 母線總長為 12m。一般按三相短路 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 電流計(jì)算。 Kch= =21 KA K2 點(diǎn)短路時(shí)總電抗為： 。 110KV 電氣設(shè)備 110KV 母線及主變引接線的選擇 本座變電站 ll0KV 母線及主變引接線均可按線路最大溫升來選取， 110KV 母線的電源進(jìn)線為 2 回，每回線路的最大輸送功率為 75000KVA，那么按照最大輸送功率來計(jì)算最大持續(xù)工作電流： IMAX =＝ SMAX/ 3 UN cosΦ =( 75000)/( 3 ll0 1)＝ 4l3 A 式中： — 線路損耗常數(shù) IMAX —— 最大持續(xù)工作電流 SMAX —— 最大輸送功率 cosΦ=1 通過查閱《電力設(shè)備選型手冊》，選擇 LGJ400/35 鋼芯鋁絞線作為 110KV 母線。 S Q 承受 ＝ IK2 T＝ 3＝ 2977 kA2熱穩(wěn)定倍數(shù)為75，動穩(wěn)定倍數(shù)為 150。額定電流比 600／ 5A。 Krw) 2＝ ( 75) 2＝ 506 kA2 S Qd＝ Qz十 Qf =34+＝ kA2 ll0KV 斷路器的選擇 根據(jù)短路計(jì)算， 110KV 母線在 K1點(diǎn)的短路電流為 KA。 變電站的電氣設(shè)備主要包括：母線，主變壓器引接線，絕緣 子，斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器和熔斷器等幾大類。單位電抗 X 0大小均為 。 ，使之 能正確地切除短路電流。 35KV 主接線設(shè)計(jì) 根據(jù)本座變電站的建設(shè) 規(guī)劃分析，除 2回備用線路， 35KV側(cè)的最終出線為 6回。變電站根據(jù)未來 510 年負(fù)荷的發(fā)展趨勢進(jìn)行設(shè)計(jì)，規(guī)劃裝設(shè)兩臺主變壓器。本設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將根據(jù)變電站的建設(shè)規(guī)模，完成對 110KV 側(cè)， 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)的母線設(shè)計(jì)。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 4. 無功功率補(bǔ)償裝置的選擇 無功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x 由于鄭州東開發(fā)區(qū)的工業(yè)園使用了很多感應(yīng)電動機(jī)，變壓器等設(shè)備，要消耗大量無功功率，因此，有必要對開發(fā)區(qū)的電網(wǎng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。 ： 主變壓器主要采用的冷卻方式有 ：自然風(fēng)冷卻 ；強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，強(qiáng)迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻等。如下表 21所示（單位： KW） : 表 21 35KV和 10KV側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 單位： KW 電壓 等級 負(fù)荷 名稱 最大 負(fù)荷 功率 因數(shù) 回路 數(shù)量 供電 形式 35KV 開 31號線 5010 1回 架空線路 開 32號線 6300 1回 架空線路 開 33號線 8000 1回 架空線路 10KV 開 11號線 1350 1回 架空線路 開 12號線 1406 1回 架空線路 開 13號線 1350 1回 架空線路 開 14號線 1240 1回 架空線路 開 15號線 1450 1回 架空線路 開 16號線 1300 1回 架空線路 開 17號線 1200 1回 架空線路 開 18號線 1008 1回 架空線路 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 負(fù)荷計(jì)算 35KV 電壓等級側(cè)： （線路損耗： 同期系數(shù)： 1） 開 31號線 ： P =5010KW Q = P tanθ = 5010? 2? = KVar 開 32號線 ： P =6500 KW Q = P tanθ = 6300? 2?= KVar 開 33號線 ： P =8300 KW Q = P tanθ = 8000? 2? = KVar P 總 = 5010 + 6300 + 8000 = 19310 KVA Q 總 = + + = KVar S 1 = 22 總總 QP ? = 21255 KVA S 總 1 = 21255 1 = 22318 KVA