【文章內(nèi)容簡介】 和二次接線 ，地方電力系統(tǒng)自動化 等 專業(yè) 知識進行復習 。并希望 通過本次 設計能學到新知識 ， 新本領，為今后的工作培養(yǎng)動手能力和 爭加 實踐經(jīng)驗 。 220kV 樞紐 變電所設計 2 料分析 性質分析 本變電所為與電力系統(tǒng)相聯(lián)的地區(qū)變電所，具有三個電壓等級，其供電用戶為二、三類負荷。 220kV 側進線兩回， 110kV 側有 出線 6 回， 10kV 出線 6 回， 且可能帶有一、二類負荷?？紤]到所有負荷中，大部分用戶為工廠，如停電將造成較大的經(jīng)濟損失，所以供電的可靠性應作為設計的重點。 自然條件及地質條件分析 ⑴ 地理位置分析： 本變電所建于縣城邊緣的工業(yè)區(qū)附近，以工業(yè)用戶為主。所區(qū)地勢平坦，配電裝置的布置不必考慮特殊方式。海拔 ，不必采用高海拔設備。（根據(jù)《高壓配電裝置設計技術規(guī)程 》）交通發(fā)達，有鐵路和高等級公路經(jīng)過本所附近，不必過多考慮設備的運輸問題。 ⑵ 氣象分析： 最高氣溫 ℃，最低氣溫 ℃，年平均氣溫 ℃，普通變壓器可正常工作，無需考慮特殊的電氣設備；年平均風速 ，但夏秋季常受臺風影響，所以架空線路的機械強度及對屋外配電裝置的影響應予以考慮；雖全年多盛行東北偏北風，但強風日數(shù)多來自臺風季節(jié)的東南風，所以變電所應以東南、西北走向為宜；全年只有短暫的霜凍（不足 3 天）和結冰現(xiàn)象（不足 1 天），不必考慮覆冰問題；無凍土情況發(fā)生，接地裝置地下部分不必過深即可保證 可靠接地；地震烈度不大，不必設置防震保護，可以考慮采用半高型或高型布置；土壤電阻率小于 500Ω .m，可考慮采用構架式避雷針；年雷暴日數(shù)為 天，防雷裝置的選取應加以考慮；周圍環(huán)境較清潔，化工廠對本所影響不大，但年霧日為 18 天，地處沿海地區(qū)的鹽霧很容易引起污閃，所以對絕緣子串和變電設備外絕緣的影響應予以考慮。 220kV 樞紐 變電所設計 3 負荷統(tǒng)計表 表 3－ 1 負荷統(tǒng)計表 序號 回路名稱 用戶類型 需用系數(shù) 配電容量 kVA 線長 km 供電回數(shù) 1 橋頭渠 甲線 化工廠 12020 100 1 污水處理廠 2020 制藥廠 6000 2 橋頭渠 乙線 半導體公司 8000 100 1 電子儀表廠 4000 電子公司 5000 3 臥龍 甲線 精密五金公司 5000 100 1 金屬材料公司 6000 PCB 工廠 8000 4 臥龍 乙線 醫(yī)院 7000 100 1 學校 6000 機關 5000 5 黃鋪 甲線 機電公司 6000 100 1 啤酒廠 7000 食品加工廠 6000 6 黃鋪 乙線 醫(yī)院 5000 100 1 學校 4000 居民 6000 7 漢中 甲線 航天科技園 6000 12 2 電視機廠 8000 微電子公司 7000 8 漢中 乙線 飲料廠 6000 10 1 學校 3000 居民 4000 9 項店 甲線 通訊公司 4000 13 1 建筑材料公司 7000 居民 3000 220kV 樞紐 變電所設計 4 續(xù) 表 3－ 1 序號 回路名稱 用戶類型 需用系數(shù) 配電容量 kVA 線長 km 供電回數(shù) 10 項店 乙線 汽車配件廠 6000 12 1 塑料制品廠 6000 居民 2020 11 剛角 甲線 紡織廠 6000 14 1 醫(yī)院 5000 居民 4000 12 剛角 乙線 乳品廠 6000 15 1 飼料廠 4000 食品加工廠 5000 主變壓器的選擇 ⑴ 各回路的計算負荷，根據(jù)公式 einkjsi SKS ?? 得 線路 1 1jsS ＝ 12020 ＋ 2020 ＋ 6000 ＝ 15500kVA 線路 2 2jsS ＝ 8000 ＋ 4000 ＋ 5000 ＝ 12150kVA 線路 3 3jsS ＝ 5000 ＋ 6000 ＋ 8000 ＝ 13600kVA 線路 4 4jsS ＝ 7000 ＋ 6000 ＋ 5000 ＝ 12450kVA 線路 5 5jsS ＝ 6000 ＋ 7000 ＋ 6000 ＝ 14900kVA 線路 6 6jsS ＝ 5000 ＋ 4000 ＋ 6000 ＝ 11050kVA 線路 7 7jsS ＝ 6000 ＋ 8000 ＋ 7000 ＝ 15450kVA 線路 8 8jsS ＝ 6000 ＋ 3000 ＋ 4000 ＝ 8400kVA 線路 9 9jsS ＝ 4000 ＋ 7000 ＋ 3000 ＝ 10800kVA 線路 10 10jsS ＝ 6000 ＋ 6000 ＋ 2020 ＝ 10100kVA 線路 11 11jsS ＝ 6000 ＋ 5000 ＋ 4000 ＝ 10750kVA 線路 12 12jsS ＝ 6000 ＋ 4000 ＋ 5000 ＝ 11300kVA ⑵ 變電所最大負荷計算 由 ? ?%11 xSKS j s initjs ?? ??計算 tK —— 同時系數(shù)，一般取 － 。 %x —— 線損率，高低壓網(wǎng)絡的綜合線損率為 ％。 得 jsS ＝ 146450（ 1＋ ％）＝ 對于本所要考慮 5年的發(fā)展前景，系統(tǒng)年負荷增長率為 8％，則 5年后該變電所的總負荷為 9 7 7 7 68 6 2 3 2 5 7 3 %85 ????? ?eeSS mnjsj s z d kVA ⑶ 主變臺數(shù)的確定 本變電所采用經(jīng)濟運行方式，裝設兩臺等容量變壓器，當一臺主變運行時，可保證 60％的負荷供電，考慮變壓器事故過負荷能力為 40％，則可保證對 84％負荷的供電，在事故運220kV 樞紐 變電所設計 5 行 方式下，切除一些三類負荷保證大部分供電。 ⑷ 變壓器容量的確定 裝設兩臺等容量主變，每臺主變的額定容量為 jszde SS ? ，即 1 8 6 6 9 7 7 7 ???eS kVA，所以選擇 120200?eS kVA的變壓器。 根據(jù)實際情況，采用 220kV三相三繞組有載調(diào)壓變壓器。 有載調(diào)壓電力變壓器是輸配電系統(tǒng)中的重要組成部分，適用于電網(wǎng)電壓波動較大而用戶對電壓質量要求較高的場合或負荷中心，在戶內(nèi)、外均可使用。這種變壓器的作用是電網(wǎng)電壓波動時，不間斷 地在帶負荷運行條件下，通過自動或手動改變變壓器高、低壓側線圈的匝數(shù)比，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而保證供電質量，提高用電設備的工作效能和安全可靠性。 目前國產(chǎn)的 63000－ 202000kVA三相三繞組有載調(diào)壓電力變壓器采用片式散熱器來提高冷卻效果，減小運行噪音；增加平衡繞組以減小星形－星形連接繞組的零序阻抗，減小二次諧波電壓幅值，并穩(wěn)定中性點電壓；通過降低變壓器鐵芯磁通密度來降低噪音；采用外鐵芯變壓器（殼式變壓器）來增強抗短路能力和降低損耗。 查中國水利水電出版社《電氣設備實用手冊》，選用 220kV 低損耗三相三 繞組 SFPS 系列有載調(diào)壓變壓器，其技術數(shù)據(jù)見表 3－ 2。 表 3－ 2 變壓器技術數(shù)據(jù) 型 號 額定電壓（ kV） 連接 組 標號 損耗（ kW） 高壓 中壓 低壓 短路 空載 SFPSZ720200/220 220 121 35 YN， yn0, d11. 480 144 空載電流（％） 阻抗電壓（％） 生 產(chǎn) 廠 高低 高中 中低 2224 1214 79 湖北變壓器廠 主接線的確定 電氣主接線的設計應滿足供電可靠，接線簡單、清晰，操作、檢 修方便，投資少，年運行費用低等要求。 第一 可靠性：是否能夠保證變電所的正常運行并提供高質量電能。檢修電氣設備時是否影響對重要用戶的供電，是否有造成變電所全停的可能性。 第二 靈活性：從運行方面看，是否能以正常方式投入和切除變壓器，是否能滿足事故運行方式、檢修運行方式和其他特殊運行方式，是否能夠安全、方便的檢修斷路器、隔離開關等電氣設備而不影響對大部分用戶的供電；從擴建角度看，從初期接線到最終接線的改造過程中，設備的改動是否最小。 第三 經(jīng)濟性：是否具有分期建設的可能性，投資及年運行費用是否最低。 經(jīng)過分析 確定本所的主接線見附圖（ 1）。 220kV 樞紐 變電所設計 6 短路電流計算目的 ⑴ 選擇和校驗電氣設備； ⑵ 繼電保護整定； ⑶ 確定是否采取限流措施。 假設條件和原則 ⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行； ⑵ 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行； ⑶ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； ⑷ 元件的電阻都可忽略不計； ⑸ 所有計算都為三相短路情況下，并全部考慮為金屬性短路； ⑹ 220KV 線路忽略線路阻抗。 系統(tǒng)簡化阻抗圖 圖 4－ 1 等效電路圖 短路電流的計算方法 ⑴ 根據(jù)保護整定值的計算和經(jīng)驗選擇短路點； ⑵ 畫等效電路； ⑶ 計算出每個電抗元件的電抗標么值； ⑷ 計算各短路點的計算電抗； ⑸ 計算短路電流和沖擊電流。 220kV 樞紐 變電所設計 7 ⑴ 取 100?BS MVA, avB VV ? 。 ⑵ 最大運行狀態(tài)下，電抗標么值 ?X 。 ⑶ 最小運行狀態(tài)下，電抗標么值 ?X 。 ⑷ 根據(jù)手冊 上提供變電所系統(tǒng)阻抗標么值為 ， 100?jS MVA，計算本變電所的短路電流，并據(jù)此選擇電氣設備。 三繞組變壓器根據(jù)公式NBSSVx ?? 100% 來計算，由 SFPSZ7120200/220 技術數(shù)據(jù)，選定 ? ? ? ? ? ? 8%23%13% 323121 ??? ??? sss VVV ， ，則有 ? ? ? ? ? ?? ? ,14%%%21% 3231211 ???? ??? ssss VVVV ? ? ? ? ? ?? ? ,1%%%21% 3132212 ????? ??? ssss VVVV ? ? ? ? ? ?? ? ,9%%%21% 2131323 ???? ??? ssss VVVV 所以有 , %11 ??? sT Vx , %22 ???? sT Vx .0 7 5 2 01 0 01 0 0%33 ??? sT Vx ⑴ 系統(tǒng)進線長度 L 100? km，電抗 0 301 001 20 ????x。 ⑵ 110kV 側出線 L 510 010 02*11 ＝， ???? xkm L 2*12 ＝， ???? xkm 220kV 樞紐 變電所設計 8 L 2*33 ＝， ???? xkm L 1 151 001 00 2*44 ＝， ???? xkm L 1 151 001 00 2*55 ＝， ???? xkm L 1 151 001 00 2*66 ＝， ???? xkm ⑶ 10kV 側出線 L 2*77 ＝，＝ ???xkm L 2*88 ＝，＝ ???xkm L 2*99 ＝，＝ ???xkm L 2*1010 ＝，＝ ???xkm L 2*1111 ＝，＝ ???xkm L 2*1212 ＝，＝ ???xkm 最大運行方式下各短路點電流的計算 ⑴ 對 1f 點 01 xx ?? 三相短路電流 13m i n00)3(1 ＝?????? ????BBVSxx EI kA 兩相短路電流 ? ? ? ? 9 3121 ＝??????? II kA 沖擊電流 ? ? 311 ＝?????? Ii ch kA ⑵ 對 2f 點 )( ????????? TT xxxx 三相短路電流 220kV 樞紐 變電所設計 9 13m i n20)3(2 ＝?????????? ?BBVSxx EI kA 兩相短路電流 ? ? ? ? 9 3222 ＝??????? II kA 沖擊電流 ? ? 8 322 ＝?????? Ii ch kA ⑶ 對 3f 點 2 6 5 7 5 1 6 ???????? TT xxxx 三相短路電流 13m i n30)3(3 ＝?????????? ?BBVSxx EI kA 兩相短路電流 ? ? ? ? 3323 ＝??????? II kA 沖擊電流 ? ? 0 333 ＝?????? Ii ch kA ⑷ 對 4f 點 )( ??????????? bTT xxxxx 三相短路電流 13m i n40)3(4 ＝??????