【文章內(nèi)容簡介】 跨條”來向用戶供電。 11 圖 220KV 雙母線接線圖 由原始材料可知， 110KV 線路 8回，其中 2 回備用。 110KV 采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功 率較大，母線事故后能盡快恢復供電，母線和母線設備檢修時可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關時需要停電。 圖 110KV 雙母線接線圖 由原始材料可知， 10KV 線路 12回，另預留 2回備用。 10KV 采用單母線分段方式，可保證所用電及重要負荷的供電可以從不同分段出線上取得，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。 圖 10KV 單母線分段接線圖 12 所用電接線 所用電壓等級的確定 因為所用負荷中最大負荷最大負荷為 20Kw，小于 100Kw。所以只需 380V 電壓等級就足夠了。 變電所的所用電負荷，一般都比較小，其可靠性要求不如發(fā)電廠那樣高。變電所的主要所用電負荷是變壓器冷卻裝置（包括風扇、油泵、水泵）、直流系統(tǒng)中的充放電裝置和硅整流設備、空氣壓縮機、油處理設備、檢修工具及采暖、通風、照明及供水等。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，本變電所的所用電壓等級確定為 380/220V,采用動力和照明混合供電方式 。 所用電接線基本要求 所用電接線應滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟和檢修、維護方便等一般要求。 應盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全所停電事故。 充分考慮變電所正常、事故、檢修等運行方式下的供電要求。 應便于分期擴建或連續(xù)施工，要結合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 所用電接線形式 根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，本變電所應采用兩臺所用變壓器，采用單母線分段接線方式，宜同時供電分列運行，以限制故障的范圍，提高供電可靠性。 根據(jù)所用電壓的等級的確定，從 10KV 母線上分段引接。 采用單母線分段接線，可以使重要負 荷及所用電的供電從不同的母線分段取得。當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。 13 圖 所用電接線圖 14 第二章 負荷計算及變壓器選擇 主變負荷、廠用負荷的計算 主變壓器臺數(shù)、容量和型式的確定 主變壓器臺數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次所設計的變電所是市郊區(qū) 220KV 降壓變電所，它是以 220KV 受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦 解，影響整個市區(qū)的供電，因此選擇主變臺數(shù)時，為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主變壓器。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時增大了占用面積，和配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化。而且會造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設備?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機 15 率較小。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔 70%80%的負荷保證全變電所的正常供電。故選 擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性 。 主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪摵桑?5～ 10 年規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應當與城市規(guī)劃相結合，該所近期和遠期負荷都給定，所以應按近期和遠期總負荷來選擇主變的容量。 考慮將來的負荷可能會超出本來的預算，為了有所發(fā)展的余地，選擇的主變壓器的容量為 240MVA。 變壓器型式的選擇 在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無 負荷，但在變電所內(nèi)需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產(chǎn)及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。 自耦變壓器 :它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當高壓側(cè)發(fā)生過電壓時 ，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時，它同樣進入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應過電壓。 由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有共同的接地中性點，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側(cè)的零序電流保護，應接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次設計的變電所所需裝設兩臺變壓器并列運行。電網(wǎng)電壓波動范圍較大，如果 16 選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會影響調(diào)度的靈活性和零序保護的可靠性。而 自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動為177。 8%，故不選擇自耦變壓器。 分裂變壓器： 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應力。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時，如果兩端負荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設計的變電所，受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍 大，故不選擇分裂變壓器。 普通三繞組變壓器： 價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。它的供電可靠性也高。所以，本次設計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。 調(diào)壓方式的選擇 選擇無激勵磁調(diào)壓方式。 通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓，因為可以通過調(diào)節(jié)電機勵磁來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓。當大型發(fā)電機出口裝設有斷路器時，主變壓器兼作廠用的啟動、備用電源。由于大容量機組廠用高壓變壓組多為 △ /△接線方式，在△接線方式下調(diào)壓技術比較復雜，可靠性差，因而為確保系統(tǒng)電壓變動時，保證廠用電系統(tǒng)電壓在允許范圍內(nèi)，在國內(nèi)外均有采用主變壓器為有載調(diào)壓的工程實例。 冷卻方式的選擇 選擇強迫油循環(huán)導向冷卻。 容量在 350MV?A及以上的特大變壓器一般采用 強迫油循環(huán)導向冷卻。它是 以強迫油循環(huán)的方式，使冷油沿指定路徑通過繞組內(nèi)部以提高散熱效率的冷卻方式 。 17 綜上所述和查有關變壓器型號手冊所選主變壓器的技術數(shù)據(jù)如表 所列。 表 主變壓器參數(shù) 型號 SFPSZ9240000/220 聯(lián)接組標號 YN， yn， d11 空載電流 % 空載損耗 (kw) 156 額定電壓 (KV) 高壓 中壓 低壓 220177。 8 % 121 額定容量 MVA 240 240 72 阻抗電壓％ 高－中 高－低 中－低 采用兩臺變壓器接在 220KV電壓母線上 所用變臺數(shù)、容量和型式的確定 系統(tǒng)正常運行時，備用電源不工作，稱為明備用；系統(tǒng)正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用，暗備用實際上是兩個工作電源的互為備用。在大中型發(fā)電廠特別是大型火電廠中， 由于沒臺機組機爐的廠用負荷很大，為了不使每臺廠用變壓器的容量過大，一般均采用明備用方式。 所用變壓器臺數(shù)的選擇 根據(jù)主接線的接線方式，適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺所用變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔的負荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 所用變?nèi)萘康倪x擇 該變電所為中型變電所，且 I、 II 類負荷所占比重為 %，因此應裝設兩臺站用變壓器，分別接在變電所低壓母線的不同分段上。所用總負荷為,通過兩臺站用變壓器來傳送。 18 所用變壓器負荷 計算 P=2*66*+20+14++++2**22+++20+1+1+10= 調(diào)壓方式的選擇 , 選擇有載調(diào)壓方式。 對于 220kv 及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時使用有載調(diào)壓，一般均采用無勵磁調(diào)壓。 110KV 及以下變壓器應至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 冷卻方式的選擇 ,選擇強迫油循環(huán)風冷卻。 容量在 及以上的大容量變壓器一般采 用強迫油循環(huán)風冷卻。 由此可得單臺所變最小容量為 ，所選變壓 器容量應大于。故選擇型號為 S9160/10,容量為 160KVA 的雙繞組變壓器。 表 所用變壓器參數(shù) 型號 S9160/10 聯(lián)接組標號 Yyno 空載電流 % 空載損耗 (kw) 額定電壓 (KV) 高壓 低壓 10177。5% 額定容量 MVA 160 阻抗電壓％ 4 短路損耗 采用兩臺變壓器分別接在 10KV電壓母線不同分段上。 19 第三章 最大持續(xù)工作電流及短路計算 各回路最大持續(xù)工作 電流 110KV側(cè)各回路最大持續(xù)工作電流 10KV側(cè)各回路最大持續(xù)工作電流 20 m a x m a x m a x m a x 333 10( ) ( ) ( ) ( ) 19 63 10 Na b c d CO SUPI I I I A??? ? ? ? ? ???變 變 變 變 站用負荷電流 m a x 1 1 4 . 3() 6 . 63 3 1 0 1NNPIAU C O S ?? ? ???站 用 負 荷 短路電流計算點的確定和短路電流計算結果 圖 系統(tǒng)最大運行方式電氣接線圖 21 圖 系統(tǒng)最大運行方式等值電路圖 在電力系的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行 。 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生短路的情況。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩(wěn)定性。 短路計算的目的及假設條件 短路電流計算是變電所電氣設計中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算目的是： 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要 22 采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 5）按 接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定 1）驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 3）選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在 正常接線方式時短路電流為最大的地點。 4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算。 短路計算基本假設 1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 2）所有電源的電動勢相位角相同。 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 4）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計，及不計負荷的影響。 6）系統(tǒng)短路時是金屬性短路。 23 短路電流計算的步驟 1）計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下。 2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡圖； 3）選擇短路點； 4）對網(wǎng)絡進行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名