【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 2?% YN,yn0,d11 38 125 站用變壓器的選擇 站用變壓器的選擇的基本原則 (1)變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)； (2)阻抗電壓及調(diào)壓 型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過(guò)額定電壓的 %? ； (3)變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率 。 站用變壓器型號(hào)的選擇 參考《發(fā)電廠電氣部分》，選擇站用變壓器如下： 表 15 站用變壓器型號(hào)及參數(shù) 型號(hào) 額定容量 (KVA) 額定電壓 (KV) 連接組 損耗 (W) 阻抗電壓(%) 空載電流(%) 空載 短路 SC980/10 80 ,yn0 340 1140 4 2 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 2 短路電流計(jì)算 短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟 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)。其計(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、可靠地工作，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)刻的 短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)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)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。 短路計(jì)算的一般規(guī)定 、計(jì)算的基本情況 (1)電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 (2)所有同步電機(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時(shí)的瞬間。 (4)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。 (5)應(yīng)考慮對(duì)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(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。 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。 計(jì)算步驟 (1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 (2)畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖。 ①首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 ②選取基準(zhǔn)容量 Sb和基準(zhǔn)電壓 Ub（一般取各級(jí)的平均電壓）。 ③將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn) 值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。 ④繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。 (3)化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 Xnd。 (4)求計(jì)算電抗 Xjs。 (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=）。 ①計(jì)算無(wú)限大容量（或 Xjs≥ 3）的電源供給的短路電流周期分量。 ②計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。 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)。 依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下： 圖 21 短路等值圖 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算 短路點(diǎn) d1 的短路計(jì)算 (110KV 母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖 ： 圖 22 d1點(diǎn)短路等值圖 Xf1=Xs＝ x0l （ Sj/U j2）＝ 150（ 100/1152）＝ Xjs1=Xf1 Sn/Sb= 1000/100= 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 因?yàn)?Xjs1=3 所以 I*=I∞ *=*= 1/Xjs1=1/= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 115)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 110=(MVA) 短路點(diǎn) d2 的短路計(jì)算 (35KV 母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為： 圖 23 d2點(diǎn)短路等值圖 Xf2=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=+(+0)//(+0)= Xjs2=Xf2 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs2= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 37)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 35=(MVA) 短路點(diǎn) d3 的短 路計(jì)算 (10KV 母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 圖 24 d3點(diǎn)短路等值圖 Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=+(+)//(+)= Xjs3=Xf3 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs3= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 )=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=55(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= 55=(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 10=(MVA) 短路點(diǎn) d4 的短路計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)只需在圖 ，如下圖所示： 圖 25 d4點(diǎn)短路等值圖 Xf4=Xf3+X4=+50= Xjs2=Xf4 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs3= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 )=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 =(MVA) 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表 總結(jié)以上各短路點(diǎn)短路計(jì)算，得如下短路電流結(jié)果表： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 表 21 短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 基值 電壓 )(kVUb 基值 電流 )(kAIb 支路名稱 支路計(jì)算電抗 jsX 額定 電流 0S短路電流周期分量 穩(wěn)態(tài)短路電流 短路電流沖擊值 )(kAIch 全電流 有 效值 )(kAIoh 短路容量 )(MVAS?? 標(biāo) 幺 值 ??I 有 名 值 )(kAI? 標(biāo) 幺 值 ?*I 有 名 值 )(kAI? 標(biāo) 幺 值 * 有 名 值 )( kAI 公式 bbUS3 bnbSSI nII?* nII?* nII * I? I? nUI?3 d1 115 110kv d2 37 35kv d3 10kv 55 d4 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 3 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件 。 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定 一般原則 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。 有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定 導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基 本使用條件。 (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。 表 31 各回路持續(xù)工作電流 回路名稱 計(jì)算公式 變壓器回路 Igmax==√ 3Un 饋電回路 Igmax=Pn/√ 3Uncosφ 注： nnn IUP , 等都為設(shè)備本身的額定值 。 各回路持續(xù)工作電流的計(jì)算 依據(jù)表 ，各回路持續(xù)工作電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 表 32 各回路持續(xù)工作電流結(jié)果表 回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果 110KV母線 =√ 3Un= 31500/√ 3 115= 110KV進(jìn)線 Igmax=Pn/√ 3Uncosφ =31185/(√ 3 115 )= 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 35KV母線 =√ 3Un= 31500/√ 3 = 35KV出線 火電廠一 =S/√ 3Uncosφ =8000/(√ 3 37 )= 火電廠二 =S/√ 3Uncosφ =5000/(√ 3 37 )= 10KV母線 =√ 3Un= 31500/√ 3 = 10KV出線 化工廠 =S/√ 3Uncosφ =3500/√ 3 = 鋁廠（兩回） =S/√ 3Uncosφ =5000/√ 3 = 醫(yī)院（兩回） =S/√ 3Uncosφ =1500/√ 3 =97A 氮肥廠 =S/√ 3Uncosφ =2020/√ 3 = 印刷廠 =S/√ 3Uncosφ =1500/√ 3 =97A =√ 3Un= 653/√ 3 = 高壓電氣設(shè)備選擇 斷路器的選擇與校驗(yàn) 斷路器型式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。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。 (4)動(dòng)穩(wěn)定： ich≤ imax （ 34） 式中： ich —— 斷路器極限通過(guò)電流峰值； imax—— 三相短路電流沖擊值。 (5)熱穩(wěn)定： I∞ 2tdz≤ It2t （ 35） 式中： I∞ —— 穩(wěn)態(tài)三相短路電流； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 其中： ??? zdz tt ，由???? II? 和短路電流計(jì)算時(shí)間 t，可從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》第 112 頁(yè)，查短路電流周期分量等值時(shí)間 t,從而計(jì)算出 dzt 。 斷路器的選擇 根據(jù)如下條件選擇斷路器： 電壓： ng UU ?)(電網(wǎng)工作電壓 電流： ng II ?? )(m a x 最大持續(xù)工作電流 ，各回路的 max?gI 見(jiàn)表 。 各斷路器的選擇結(jié)果見(jiàn)下表： 表 33 斷路器的型號(hào)及參數(shù) 性能指標(biāo) 位置 型號(hào) 額定 電壓 （ KV） 額定 電流 （ A） 額定斷開(kāi)電流（ KA） 動(dòng)穩(wěn)定電 流（ KA） 熱穩(wěn)定 電 流 （ KA） 固有分閘時(shí)間（ s） 合閘 時(shí)間（ s） 變壓器 110KV側(cè) OFP