【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 跨條”來(lái)向用戶(hù)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(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)時(shí)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(yù)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(fù)荷的供電可以從不同分段出線上取得，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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(jí)的確定 因?yàn)樗秘?fù)荷中最大負(fù)荷最大負(fù)荷為 20Kw，小于 100Kw。所以只需 380V 電壓等級(jí)就足夠了。 變電所的所用電負(fù)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(fù)荷是變壓器冷卻裝置（包括風(fēng)扇、油泵、水泵）、直流系統(tǒng)中的充放電裝置和硅整流設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、油處理設(shè)備、檢修工具及采暖、通風(fēng)、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(jí)確定為 380/220V,采用動(dòng)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(yīng)滿(mǎn)足正常運(yùn)行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求。 應(yīng)盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)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(yùn)行方式下的供電要求。 應(yīng)便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，要結(jié)合遠(yuǎn)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(yīng)采用兩臺(tái)所用變壓器，采用單母線分段接線方式，宜同時(shí)供電分列運(yùn)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(jí)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(fù) 荷及所用電的供電從不同的母線分段取得。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)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(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 主變負(fù)荷、廠用負(fù)荷的計(jì)算 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們本次所設(shè)計(jì)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(guò)主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上。若全所停電后，將引起下一級(jí)變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦 解，影響整個(gè)市區(qū)的供電，因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺(tái)及三臺(tái)以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會(huì)造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī) 15 率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān) 70%80%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選 擇兩臺(tái)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?fù)荷， 5～ 10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變的容量。 考慮將來(lái)的負(fù)荷可能會(huì)超出本來(lái)的預(yù)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(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無(wú) 負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，主變宜采用三繞組變壓器。 一臺(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對(duì)的兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計(jì)的變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)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(shí)，短路電流增大，以及干擾繼電保護(hù)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(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過(guò)電壓時(shí) ，它有可能通過(guò)串聯(lián)繞組進(jìn)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(guò)電壓波時(shí)，它同樣進(jìn)入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過(guò)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(diǎn)，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護(hù)的裝設(shè)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(hù)，應(yīng)接于各側(cè)套管電流互感器組成零序電流過(guò)濾器上。由于本次設(shè)計(jì)的變電所所需裝設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大，如果 16 選擇自耦變壓器，其兩臺(tái)自耦變壓器的高、中壓側(cè)都需直接接地，這樣就會(huì)影響調(diào)度的靈活性和零序保護(hù)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(dòng)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(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時(shí)，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(shì)平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機(jī)械應(yīng)力。分裂變壓器中對(duì)兩端低壓母線供電時(shí)，如果兩端負(fù)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(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。由于本次所設(shè)計(jì)的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動(dòng)范圍 大，故不選擇分裂變壓器。 普通三繞組變壓器： 價(jià)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(mǎn)足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿(mǎn)足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿(mǎn)足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計(jì)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(wú)激勵(lì)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?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)勵(lì)磁來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓。當(dāng)大型發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)有斷路器時(shí)，主變壓器兼作廠用的啟動(dòng)、備用電源。由于大容量機(jī)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(shù)比較復(fù)雜，可靠性差，因而為確保系統(tǒng)電壓變動(dòng)時(shí)，保證廠用電系統(tǒng)電壓在允許范圍內(nèi)，在國(guó)內(nèi)外均有采用主變壓器為有載調(diào)壓的工程實(shí)例。 冷卻方式的選擇 選擇強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 容量在 350MV?A及以上的特大變壓器一般采用 強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。它是 以強(qiáng)迫油循環(huán)的方式，使冷油沿指定路徑通過(guò)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(guān)變壓器型號(hào)手冊(cè)所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如表 所列。 表 主變壓器參數(shù) 型號(hào) SFPSZ9240000/220 聯(lián)接組標(biāo)號(hào) 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(tái)變壓器接在 220KV電壓母線上 所用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，備用電源不工作，稱(chēng)為明備用；系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，備用電源也投入運(yùn)行的，稱(chēng)為暗備用，暗備用實(shí)際上是兩個(gè)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(méi)臺(tái)機(jī)組機(jī)爐的廠用負(fù)荷很大，為了不使每臺(tái)廠用變壓器的容量過(guò)大，一般均采用明備用方式。 所用變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 根據(jù)主接線的接線方式，適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺(tái)所用變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺(tái)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(lèi)負(fù)荷所占比重為 %，因此應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)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(fù)荷為,通過(guò)兩臺(tái)站用變壓器來(lái)傳送。 18 所用變壓器負(fù)荷 計(jì)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(duì)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(shí)使用有載調(diào)壓，一般均采用無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓。 110KV 及以下變壓器應(yīng)至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 冷卻方式的選擇 ,選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 容量在 及以上的大容量變壓器一般采 用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。 由此可得單臺(tái)所變最小容量為 ，所選變壓 器容量應(yīng)大于。故選擇型號(hào)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(hào) S9160/10 聯(lián)接組標(biāo)號(hào) 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(tái)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(jì)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(fù)荷電流 m a x 1 1 4 . 3() 6 . 63 3 1 0 1NNPIAU C O S ?? ? ???站 用 負(fù) 荷 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果 圖 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式電氣接線圖 21 圖 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式等值電路圖 在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)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(duì)于中性點(diǎn)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(duì)稱(chēng)短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，其他類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)短路。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)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(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路計(jì)算的目的及假設(shè)條件 短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算目的是： 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 22 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。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 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）按 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(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（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在 正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。 4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。 短路計(jì)算基本假設(shè) 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)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(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響。 6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。 23 短路電流計(jì)算的步驟 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下。 2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； 3）選擇短路點(diǎn)； 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名