【文章內(nèi)容簡介】 之間交換功率的重要任務(wù)，在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙 繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電所的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇主變壓器。 主變壓器臺數(shù)的選擇 （ 1）對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 （ 2）對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。 （ 3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電站，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1～ 2級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 根據(jù)本變電站 110kv 變電站一次 初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)書可知： 主變臺數(shù)及容量：待建 DK110kV 變電站主變臺數(shù)及容量為：本期 2 ，遠(yuǎn)景規(guī)劃： 2 。電壓等級：待建 DK110kV 變電站有三個(gè)電壓等級，分別為： 110kV、 35kV 和 10kV。 故可選擇兩臺型號為 SFS731500/110 的變壓器。 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 16 主變壓器參數(shù)如下圖所示 : 型號 額定 容量 額定電壓（ KV) 空載電流 空載損耗 阻抗電壓（ %） 高壓 中壓 低壓 高中 高 低 中低 （ KVA) （ %） (KW) SFS7 31500/110 31500 115 46 18 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 17 第 4章 短路電流計(jì)算 第 節(jié) 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 。 短路電流計(jì)算的目的主要有以下幾方面： （ 1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 （ 2）在選擇 電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻短路電流的有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。 （ 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)線的相間和相對低的安全距離。 （ 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 （ 5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 第 節(jié) 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 ． 1 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，一般有以下規(guī)定： 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行； （ 2）同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）； （ 3）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； （ 4）所有電源的電動(dòng)勢相位角相同； （ 5）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)正常運(yùn)行； （ 6）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流的沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 18 考慮。 . 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），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 . 計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 5~10 年）。 . 短路種類 一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 . 短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大地點(diǎn)，稱為短路 計(jì)算點(diǎn)。對于帶電抗器的 6~10kv 出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前。選擇其余的導(dǎo)體和電氣時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。 第 節(jié) 短路電流計(jì)算的步驟 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用實(shí)用計(jì)算曲線法。其具體計(jì)算步驟如下： . 繪制等值網(wǎng)絡(luò) （ 1）選取基準(zhǔn)功率 BS 和基準(zhǔn)電壓 B avUU? ； （ 2）發(fā)電機(jī)電抗用 39。39。dx ，略去各網(wǎng)絡(luò)元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵(lì)磁支路； （ 3）無限大功率電源的內(nèi)電抗等于零。 （ 4）略去負(fù)荷。 . 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 19 按網(wǎng)絡(luò)變換的原則，將網(wǎng)絡(luò)中的電源合并成若干組，例如，共有 g 組，每組用一個(gè)等值發(fā)電機(jī)代表。無線大功率電源（如果有的話）另成一組。求出各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 fix （ i=1,2,? ,g）以及無限大功率電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 fsx 。 . 將前面求出得轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行規(guī)算，便得到各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的計(jì)算電抗。 1 , 2 , .. ., 8 )Nij s i f iBSx x iS? ??（ 式中， NiS 為第 i臺等值發(fā)電機(jī)的額定容量，即由它所代表的那部分發(fā)電機(jī)的額定容量之和。 . 由 12, , ...j s j s j s gx x x 分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算曲線找出指定時(shí)刻 t 各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周期電流標(biāo)幺值 1 * 2 * *, , ...,P t P t P t gI I I 。 . 網(wǎng)絡(luò) 中無限大功率電源供給的短路電流周期是不衰減的，并由下式確定 *1PSfsI x? ．計(jì)算短路電流周期分量的有名值。 第 i 臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為 * * * 3i i iNiP t P t N i P tavSI I I IU?? 無限大功率電源提供的短路電流為 * * * 3BP s P s B P savSI I I IU?? 短路點(diǎn)周期電流的有名值為 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 20 **1 33igNi BP t P t P Si A V A VS SI I IUU???? 式中， avU 應(yīng)取短路處電壓級的平均額定電壓； NiI 為規(guī)算到短路處電壓級的第 i 臺等值發(fā)電機(jī)的額定電流； BI 為對應(yīng)于所選基準(zhǔn)功率 BS 在短路處電壓級的基準(zhǔn)電流。 。 。 第 節(jié) 短路電流計(jì)算結(jié)果 ． 本變電站短路電流計(jì)算結(jié)果如下 三相短路電流計(jì)算電路圖： 等值電路圖： 0 0110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 21 ． 三相短路電流計(jì)算結(jié)果： 短路點(diǎn)編號 短路類型 穩(wěn)態(tài)短路電流 沖擊短路電流 K1 三相 短路 K2 三相 短路 K3 三相 短路 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 22 第 5章 高壓電器設(shè)備選擇 第 5． 1 節(jié) 電氣選擇的一般條件 電器選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的 選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。 . 按正常工作條件選擇電氣 （ 1）額定電壓和最高工作電壓 在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓 NU 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇，即 N NSUU? （ 2）額定電流電 器的額定電流 NI 是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流maxI ，即 maxNII? （ 3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤其是小環(huán)境）條件當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件是，應(yīng)采取措 施。 . 按短路情況校驗(yàn) （ 1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電器時(shí)，電器各部件溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 2tkI t Q? 式中 KQ 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 23 ,tIt 電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。 （ 2）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 es sh es shi i I I? ?或 式中 esi 短路沖擊電流幅值及其有效值； shi 電器允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定： 1）熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 2）采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 3）裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 （ 3）短路電流計(jì)算的條件 為使電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)使用電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，做驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定： 1）容量和接線：按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃（一般為本工程建成后 5~10 年）；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式。 2）短路種類：一般按三相短路驗(yàn)算，若其它短路種類較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。 3）計(jì)算短路點(diǎn)：選擇通過電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。 （ 4）短路計(jì)算時(shí)間 檢驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí)，還必須合理的確定短路計(jì)算時(shí)間。驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間為繼電 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間之和。 開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷電流，故電器的開斷計(jì)算時(shí)間應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間和短路器固有分閘時(shí)間之和。 110KV 變電站電氣一次初步設(shè)計(jì)書 24 第 節(jié) 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退