【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 正常運(yùn)行時(shí) ,還要考慮到檢修和事故時(shí) ,不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電 ,一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。顯然 ,這些都會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用的增加 ,與經(jīng)濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾 。所以 ,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 ,保證必要的可靠性 ,不可片面地追求高的可靠性。 （ 2） 靈活性 ① 滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。 根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 ② 滿足檢修時(shí)的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電，并使該設(shè)備與帶電運(yùn)行部分有可靠的安全隔離，保證檢修人員檢修時(shí)的方便和安全。 ③ 滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求 。大的電力工程往往要分期建設(shè)。從初期的主接線到最終方案的確定，每次過(guò)渡都應(yīng)比較方便，對(duì)已運(yùn)行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。 綿陽(yáng)師范 學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮。 ① 節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采取 限制短路電流的措施，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器的數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 ② 電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次壓降而增加電能損失。 ③ 占地面小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)，要注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)大容量電廠或變電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 主接線概述 主接線圖或者叫主電路圖，表示在供電系統(tǒng)中電能的輸送和分配路線的電路，也叫一次電路圖。對(duì)于接線方案的選 擇必須同時(shí)考慮電氣主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。 （ 1）可靠性是變電站的首要問(wèn)題。主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證供電的連續(xù)性，并盡可能減少傳輸中的能量損失。為此，變電站的主接線的可靠性，應(yīng)從以下幾方面考慮： 1）當(dāng)對(duì)斷路器進(jìn)行檢修時(shí)，不宜影響到對(duì)系統(tǒng)的供電。 2）當(dāng)斷路器或母線發(fā)生故障以及當(dāng)對(duì)母線檢修時(shí)，應(yīng)盡可能減少停運(yùn)的回路數(shù)以及停運(yùn)時(shí)間，并且要能夠保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷和全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 3）要盡量避免變電站全部停運(yùn)的可能性。 （ 2）主接線還應(yīng)滿足在檢修、調(diào)度和擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 在檢修時(shí)，可比較方便地停止運(yùn) 行斷路器、母線和繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。 在調(diào)度時(shí)，應(yīng)可較靈活地投入和切除掉變壓器和線路，調(diào)配系統(tǒng)電源及負(fù)荷。 在擴(kuò)建時(shí)，可較方便地從初期的接線逐漸過(guò)渡到最終的接線。當(dāng)出現(xiàn)不直接影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的擴(kuò)建工作量最少。 （ 3）在滿足可靠性、靈活性的前提下，也要滿足經(jīng)濟(jì)性，盡可能使投資省、占地面積小、電能損失少。 變電所主變壓器選擇的優(yōu)化 根據(jù)學(xué)校的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，得知該學(xué)校變電所的原有的供配電設(shè) 計(jì)是靠裝有一臺(tái)主變壓器（ S91600/10）的變電所。 由于此種方案造成能量大量損耗運(yùn)營(yíng)成本較高，所以在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)采用兩綿陽(yáng)師范 學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 臺(tái)變壓器的主接線圖，這樣可以大大減少能量的損耗，長(zhǎng)期投入運(yùn)營(yíng)更節(jié)省投資，提高變壓器的運(yùn)行效率。分散投資一個(gè)以上的主變壓器比直接用一個(gè)大型變壓器更經(jīng)濟(jì)可靠。 由于裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所其中每臺(tái)主變壓器容量 .NTS 應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷 30S 的 60%，最好是總的計(jì)算負(fù)荷 30S 的 70%左右，即 .NTS ≈ （ ～ ） 30S 同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量 .NTS 不應(yīng)小于全部一﹑二級(jí)負(fù)荷之和 30S （Ⅰ +Ⅱ），即 .NTS ≥ 30S （Ⅰ +Ⅱ） 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5~10 年 發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的 60~75%。 由系統(tǒng)分析計(jì)算得知 380V側(cè)的負(fù)荷總量為 。 考慮 ?? 5%的年負(fù)荷增長(zhǎng)率， 5 年規(guī)劃年限內(nèi)計(jì)算負(fù)荷可表示為： iiiiSSnn???? ??? 1 )1()1( ]1)1[(1c ?? （ 31） 式中 1S — 第一年的負(fù)荷； ?— 年負(fù)荷增長(zhǎng)率； n— 規(guī)劃年數(shù)； i— 年利率。 帶入 i=， n=5， ?=5%， 1S = 得 cS =。 再考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)，可按下式算： cSKS 039。?? （ 32） 式中 0K — 負(fù)荷同時(shí)系數(shù) 帶入 0K = 得 ?39。S =。 對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定： AMVSS e ????? ? 39。 （ 33） 總安裝容量為 2?（ ?39。S ） =?39。S 所以采用兩臺(tái) S91250/10 型變壓器。 對(duì)于變壓器的聯(lián)結(jié)組別， 6～ 10kV 配電變壓器有 Yyn0 和 Dyn11 兩種聯(lián)結(jié)組。在我國(guó)目前階段，大多選用 Dyn11（即 ? /0Y 11）聯(lián)結(jié)組。所以本次優(yōu)化設(shè)計(jì)改造也采用 Dyn11 聯(lián)結(jié)組。（圖見(jiàn)附錄） 4 短路電流計(jì)算 標(biāo) 么值法計(jì)算短路電流 相對(duì)值就是實(shí)際有名值與選定的基準(zhǔn)值間的比值，即 標(biāo)么值＝)( )(同實(shí)際值單位基準(zhǔn)值 任意單位實(shí)際值 我們一般先選定基準(zhǔn)容量 Sd 和基準(zhǔn)電壓 Ud。根據(jù)三相交流電路中的基本關(guān)綿陽(yáng)師范 學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 系，推得基準(zhǔn)電流 Id和基準(zhǔn)電抗值分別為 dddSI U? 3 （ 41） dddddUUX SI??23 （ 42） 據(jù)此，可以直接寫出以下標(biāo)么值表示 式 容量標(biāo)么值 *dSS S? (43） 電壓標(biāo)么值 *dUU U? (44） 電流標(biāo)么值 * dd dI III SI?? 3 (45） 電抗標(biāo)么值 * dd dX SXX UX?? 2 (46） 在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，為方便起見(jiàn)通常選擇基準(zhǔn)值 Sd＝ 100MVA，基準(zhǔn)電壓（ Ud）為線路平均額定電壓（ Uc） 。 短路電流的計(jì)算 結(jié)果 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定斷電保護(hù)，需計(jì)算配電系統(tǒng) 380v 側(cè)、 10kv 側(cè)配電線路末端的短路電流，因此選取二個(gè)短路點(diǎn)，分別為 a、 b 點(diǎn)。變電所為兩臺(tái) S91250/10 雙繞組變壓器，其短路阻抗電壓是 5%.采用的是分段單母線接線。 10kV側(cè)： kAkVAMVUSI JJd ?? ??? （ 47） ????? )(22AMVkVSUX JJJ （ 48） 380V側(cè)： kAkVAMVUSI JJd ?? ??? （ 49） ????? 0. 0016100 )(22AMVkVSUX JJJ （ 410） 綿陽(yáng)師范 學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 表 41 電壓，電流，電抗基準(zhǔn) 值（ SJ＝ 100MVA） 基準(zhǔn)電壓 （ kV） 基準(zhǔn)電流 (kA) 基準(zhǔn)電抗 (Ω ) 144 表 42 三相短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn)編號(hào) 短路點(diǎn)額定電壓 平均工作電壓 短路電流周期分量有效值 短路點(diǎn)沖擊電流 短路容量 有效值 最大值 UN /kV Uav /kV I )3(K /kA I? /kA shI /kA shi /kA SK /MVA a b 10 5 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 電氣設(shè)備選擇的一般原則 （ 1） 安全、經(jīng)濟(jì)、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求 。 （ 2） 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、短路和過(guò)電壓等情況下的要求，并考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 （ 3） 應(yīng)保證技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理并重； （ 4） 應(yīng)按照變電站所在地環(huán)境條件進(jìn)行校核； （ 5） 如果是同類設(shè)備，應(yīng)盡可能減少品種； 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 當(dāng)選擇高壓電器時(shí)，應(yīng)保證其在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下正常運(yùn)行。 1 長(zhǎng)期工作條件 （ 1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓 Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug，即 Umax? Ug （ 2）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流 Ig，即 Ie? Ig 由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力想當(dāng)大，雙回路出線的工作電流變化幅度也很大，綿陽(yáng)師范 學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際的需要確定其計(jì)算工作電流。因?yàn)楦邏弘娖鳑](méi)有明確的過(guò)載能力，故當(dāng)選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)保證各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流滿足要求。 （ 3）機(jī)械荷載 所選電器端子的允 許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。 2 短路穩(wěn)定條件 （ 1）校驗(yàn)的一般原則 ① 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，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)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 （ 2）短路的熱穩(wěn)定條件 kt QtI ?2 （ 51） 式中 kQ — 在計(jì)算時(shí)間