【文章內(nèi)容簡介】 靈活 ③ 擴建方便 ④ 便于試驗 易誤操作 ① 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ② 投資和占地面大 經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 3 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。 主變壓器臺數(shù)的確定 ①、對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 ②、對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(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所，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 此 設(shè)計中的變電所符合 ① 情況，故主變設(shè)計為兩臺。 主變壓器容量的選擇 容量選擇的要求：站用變電站的容量應(yīng)滿足正常的負(fù)荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用。 主變壓器容量的確定 主變壓器的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5~10 年規(guī)劃發(fā)展，并適當(dāng)考慮到遠期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展。 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多 ,應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā) ,推行系列化 ,標(biāo)準(zhǔn)化 . k V 8 6 3 )( 3 7 4 )1( 00 ???????? ? ?C O SC aPKS CS —— 某電壓等級的 計算負(fù)荷 tk —— 同時系數(shù) ，取 а %—— 該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取 5% P 、 cos? —— 各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù) 因為此變電站主變選擇是兩臺變壓器 ,單臺變壓器容量式中 Se按一臺主變壓器停運時 ,其余變壓器容量不應(yīng)小于 6080%的全部負(fù)荷或全部重要河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 負(fù)荷，并保證 I類、Ⅱ類負(fù)荷的可靠性供電考慮 : eS ≧ cS 70﹪ = = 所以單臺主變變壓器的容量為 50000kVA 變壓器額定電壓規(guī)定：變壓器一次繞組的額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓。但是，當(dāng)變壓器的一次繞組直接與發(fā)電機的出線端相連時，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機額定電壓相同，即 U1=Ue。變壓器的二次繞組的額定電壓比同級電力網(wǎng)的額定電壓高 10﹪，即 U2= 10KV 及以下電壓等級的變壓器的阻抗壓降在 ﹪以下。若線路短，線路上壓降小，其二次繞組額定電壓可取 。 因此， 高壓側(cè)額定電 壓： 110（ kV） 中壓側(cè)額定電壓： 35 =（ kV） 低壓側(cè)額定電壓： 10 =（ kV） 繞組數(shù)量和連接形式的選擇 具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需要裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器。 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只要有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國 110kV 及以上電壓，變 壓器 三相繞組多采用 YN連接 ,即三相星形接線，中性點直接接地 ； 35kV亦采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。 35kV 以下電壓，變壓器 三相 繞組多采用△連接 即三角形接法 。由于 35kV 采用丫連接方式，與 2 110 系統(tǒng)的線電壓相位角為 0，這樣當(dāng)變壓變比為 220/110/35kV，高、中壓為自耦連接時，否則就不能與現(xiàn)有 35kV 系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器，全國投運這類變壓器約 40～ 50 臺 主變型式 的選擇 10 kV降壓變一般可采 用油浸式和干式兩種 油浸式和干式相比較， 油浸式過載能力強，維修簡便，屋內(nèi)外均可布置，價格便宜。干式變壓防火性能好，布置簡單，屋內(nèi)置，在電壓開關(guān)柜附近，縮 短了電纜長度并提高供電靠性，干凈，但過載能力低，絕緣余度小，價格貴。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 根據(jù)各自特點，結(jié)合本站容量大，過載能力要強，且屬于一般變電所，所以主變適合用油浸式，站用變適用干式。 冷卻方式的選擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。隨著變壓器容量的增大，從左到右冷卻能力越來越強，造價也越高。而冷卻系統(tǒng)故障時，變壓器允許的過負(fù)荷時 間，直接影響冷卻系統(tǒng)的供電可靠性。 根據(jù)要求及維護工作量， 根據(jù)本所主變壓器的容量推薦選用自然風(fēng)冷的冷卻方式。 根據(jù)電氣工程電氣設(shè)計手冊，冷卻系統(tǒng)故障時，變壓器允許 過負(fù)荷， 采用 油浸風(fēng)冷變壓器，當(dāng)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障切除全部風(fēng)扇時，允許帶額定負(fù)荷運行的時間不超過下表規(guī)定值。 表 31 不同溫度下負(fù)荷運行時間對比表 環(huán)境溫度 （ ℃ ） 15 10 0 +10 額定負(fù)荷下允許的最長時間（ h） 60 40 16 10 選型號 型號如表 32 所示 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 表 32 變壓器型號參數(shù)對比表 型號 SZ1050000/110 SSZ1050000/110 額定容量 （ kVA） 額定電壓 (kV) 高 中 低 損耗 (kW) 負(fù)載 空載 空載電流 % 電壓阻抗 % 高中 高低 中低 50000 121? 8 % ? 2 % \ 184 37 50000 121? 8 % ? 2 % \ 213 終上所述，選擇 SSZ1050000/110177。 2 %銅繞組有載調(diào)壓變壓器。之所以選擇它是因為銅的電阻率比鋁的小，機械強度比鋁好，熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 比鋁的好。在兩種用途，結(jié)構(gòu)及外形均相似的情況下，選 擇 SSZ1050000/110177。 2 %更好。 該型號變壓器為銅繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動時，它能在負(fù)荷運行條件下自動或手動調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量，且該變壓器 屬節(jié)能型產(chǎn)品。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 16 4 短路電流的計算 計算短路電流的目的 短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運行中，都應(yīng)該著眼盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論從設(shè)計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。 短路電流計算具體目的是； ⑴ 選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和 熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗是以短路電流計算結(jié)果為依據(jù)的。 ⑵ 繼電保護的配置和整定。系統(tǒng)中影配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。 ⑶ 電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設(shè)計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內(nèi)容。 ① 通信干擾。 在設(shè)計 110kV及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設(shè)的通信線是否存在危險及干擾影響。 ② 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。在 500kV配電裝置中，普遍采用分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。當(dāng)發(fā)生短路故障時，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和 偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構(gòu)受力，工程上要按最大可能出現(xiàn)的短路電流確定分裂導(dǎo)線間隔的安裝距離。 ③ 短路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 17 短路電流的計算步驟 系統(tǒng)等效圖如下： X S 1 X L 1 X L 2 X S 2X L 3 X L 4X T 1X T 3X T 2d1d2d3. ...S1 S2 圖 41 系統(tǒng)等效圖 (1)作電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖的等值電路圖 基準(zhǔn)容量： 100MVA 基準(zhǔn)電壓：各級平均電壓 設(shè)計條件：假設(shè)電源 S S2 為無線大系統(tǒng)，假設(shè) 110kV 線路 L2 為 10km， 110kV 線路 L3 為 7km。 ① 選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓： dS =100MVA 、 1dU =115kV 、 2dU =37kV、 3dU = 則基準(zhǔn)電流 3115 1003 1dd1d ???? USI 10032dd2d ???? USI 1003 3dd3d ???? USI 基準(zhǔn)電抗 X d1 = 221 115 ( )100ddUS ? ? ? X d2= 222 37 ( )100ddUS ? ? ? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 2 233 1 0 .5 1 .1 ( )100ddd UX S? ? ? ? ② 計算各條線路的阻抗值 參考《電力工程電氣設(shè)計手冊》，架空線路的單位電抗統(tǒng)一選 ， 10kV 電纜線的單位電抗統(tǒng)一選 XL2=L2 x1=10 =4()? XL3= L3 x1=7 =()? 它們相對應(yīng)的標(biāo)幺值為 ： X*L2=XL22jjUS =4 2115100 = X*L3=XL32jjUS = 2115100 = 歸算至本變電站 110kV 母線的系統(tǒng)阻抗為 （ 2） 計算短路點 d1 的短路電流參數(shù) 110KV 側(cè)短路電流計算： 則圖 41 可以轉(zhuǎn)化為： X S 1 X 1 2 X L 2X 1 3 X 2 3X1 X2X S 1d1d1d1. .S1 S2X S 2X3X1 X 1 1 圖 42 110KV系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化圖 將圖 52 網(wǎng)絡(luò)中的三角形接線轉(zhuǎn)化為星形接線： X1*= 1 2 1 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 2 4 5X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6????? X2*= 1 2 2 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 2 4 0 . 0 7 6X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6?? ?? = 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 19 ?*3X1 3 2 31 2 1 3 2 3X * X * 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6X * + X * + X * 0 . 2 4 0 . 0 3 6 0 . 0 7 6?? ?? = 電源相對于 d1 的轉(zhuǎn)移電抗： XM*= **s 1 1 0 .3 2 0 .0 2 4 5 0 .3 4 4 5XX? ? ? ? * * * *N s 2 2 2X = X X 0 . 0 5 0 . 0 5 2 0 . 1 2 0 . 2 2 2LX? ? ? ? ? ? 星形接線轉(zhuǎn)化為三角形接線 **39。 * * M3M3 *NXX 0 . 3 4 4 5 0 . 0 0 8 X X X 0 . 3 4 4 5 0 . 0 0 8 0 . 3 6 5X 0 . 2 2 2I ?? ? ? ? ? ? ? **** 33 *M 0 . 2 2 2 0 . 0 0 80 . 2 2 2 0 . 0 0 8 0 . 2 3 50 . 3 4 4 5NI I N XXX X X X ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 分別求Ⅰ、Ⅱ兩條支路的計算電抗： 39。39。* IIj s 1 dXS 0 . 3 6 5 2 5 0 X 0 . 9 1S 1 0 0?? ? ? 39。* I I I Ij s 2 dXS 0 . 2 3 5 1 1 0 0X 2 . 5 8 5S 1 0 0? ?? ? ? 按上述計算結(jié)果查汽輪機的計算表可知： 當(dāng) 0?kt s時 *js1I ? *js2I ? 短路電流周期分量標(biāo)幺值為： f ( 0 ) 25