【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變電站地理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，因地制宜地制定設(shè)計(jì)方案；除按照電網(wǎng)規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網(wǎng)中地位和作用考慮其控制方式外，其與電網(wǎng)配合、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等均應(yīng)能滿足運(yùn)行方式的要求；自動(dòng)化技術(shù)裝備上要堅(jiān)持安全、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、正確地處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合；節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網(wǎng)造價(jià)，又滿足了電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；對(duì)一、二次設(shè)備及土建進(jìn)行必要簡(jiǎn)化，取消不必要措施；滿足備用電源自投、無(wú)功功率和電壓調(diào)節(jié)的要求。以支持當(dāng)?shù)毓I(yè)用電 要求，為其可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 變電站的基本情況 為滿足清河開發(fā)區(qū)用電要求，提高對(duì)開發(fā)區(qū)供電的可靠性和電能質(zhì)量，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設(shè)一座 110/35/10KV的區(qū)域性終端變電站，設(shè)計(jì)原始資料要 2 求如下： 1） 主供電源由北郊變 110KV母線供給，一回由北郊變直接供給，另一回由北郊變經(jīng)大明湖供給形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 2） 電壓等級(jí)： 110/35/10KV 3） 設(shè)計(jì)容量：擬設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)主變壓器 4） 進(jìn)出線及負(fù)荷情況： ① 110KV側(cè)， 2 回進(jìn)線、 4 回出線； ② 35KV側(cè)， 2 回進(jìn)線、 6 回出線； ③ 10KV側(cè)， 2 回進(jìn)線 、 14 回出線； 5） 所設(shè)計(jì)變電所具有高可靠性、電力建設(shè)造價(jià)盡量低的特點(diǎn)，同時(shí)所有一次設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息通過上位機(jī)界面顯示出來(lái)。 變電站相關(guān)基本概念 ① 按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，如造成重大設(shè)備損壞，打亂重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)次序并需要長(zhǎng)時(shí)間的恢復(fù)，重要鐵路樞紐無(wú)法工作，經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的場(chǎng)所的負(fù)荷。 ② 一級(jí)負(fù)荷供電可靠性要求高，一般要求有一個(gè)以上的供電電源（來(lái)自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來(lái)自同一變電所，但 故障時(shí)不相互影響不同母線段供電）。 ③ 同時(shí)率 ： 各用戶負(fù)荷最大值不可能在同一時(shí)刻出現(xiàn)，一般同時(shí)率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點(diǎn)有關(guān)。 對(duì)所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶的分析，變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類 ： ④ 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為 330500kv 的變電所，成為樞紐變電所 ， 全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓。 ⑤ 中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集 23 個(gè)電源，電壓為 220330kv，同時(shí)降壓供當(dāng)?shù)厥?3 用，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后將引起區(qū)電網(wǎng)瓦解。 ⑥ 地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為 110220kv，向當(dāng)?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝@是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 ⑦ 終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)多為 110kv 經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所 ， 全所停電后僅使用戶中斷供電。 4 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷資料 1） 35KV 側(cè)： 最大負(fù)荷為 42MW， cosφ =，重要負(fù)荷占 65%； 2） 10KV 側(cè)：具體負(fù)荷情況如表 21所示。 表 21 10KV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 負(fù) 荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算采用：需用系數(shù)法計(jì)算電力負(fù)荷。公式如下： NEdca PKP ? （ 21） ?tancaca PQ ? （ 22） 22 cacaca QPS ?? （ 23） )3/( Ncaca USI ? （ 24） 最大負(fù)荷時(shí)： 1） 35KV出線側(cè)負(fù)荷計(jì)算 ? ? M V a rPQ LL 8 0 2 r c c o st a n42t a n ??????? ? 2） 10KV出線側(cè)負(fù)荷計(jì)算 ? ? M V a rPQ LL 1 1 r c c o st a n1 8 0 0t a n 111 39。39。 ????? ? ? ? M V a rPQ LL 6 9 r c c o st a n9 0 0t a n 222 39。39。 ????? ? ? ? M V a rPQ LL 2 9 r c c o st a n2 4 0 0t a n 333 39。39。 ????? ? ? ? M V a rPQ LL 9 6 r c c o st a n2 0 0 0t a n 444 39。39。 ????? ? 序號(hào) 用戶名稱 最大負(fù)荷（ kW） cosφ 回路數(shù) 1 礦機(jī)廠 1800 2 2 機(jī)械廠 900 2 3 電機(jī)廠 2400 2 4 煉油廠 2020 2 5 冶金廠 600 2 6 汽車廠 2100 2 備注 重要負(fù)荷占 62% 5 ? ? M V a rPQ LL 3 8 r c c o st a n6 0 0t a n 555 39。39。 ????? ? ? ? M V a rPQ LL r c c o st a n2 1 0 0t a n 666 39。39。 ????? ? 于是母線側(cè)的總負(fù)荷為： MwPKPKP cDcDc )(39。21m a x ????????????? (25) M V a r QKQKQ cDcDc ) 3 8 6 9 9 1 ( 0 39。21m a x?? ??????????? (26) 則系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的計(jì)算負(fù)荷為： M V AQPS ccc 22m a xm a xm a x 22 ????? (27) 主變壓器的選擇 主變壓器的選擇主要包括變壓器的容量、變壓器的臺(tái)數(shù)、變壓器的型式、繞組連接方式、變壓器的調(diào)壓方式和對(duì)變壓器的阻抗選擇。一下分別根據(jù)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定 主變壓器的容量一般按變電所建成 5~10 年的規(guī)劃負(fù)荷選取，并適當(dāng)?shù)目紤]到遠(yuǎn)期 10~20 年的負(fù)荷發(fā)展。再者，可根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變故障或檢修停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)能保證用戶的 一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，一般性變電所，應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%。 根據(jù)負(fù)荷計(jì)算： M V AQPS ccc 22m a xm a xm a x 22 ????? 主變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)于開發(fā)區(qū)的一次變電站應(yīng)以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜，故選擇兩臺(tái) 40000KVA 主變壓器。 主變壓器型式的確定 6 變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性及運(yùn)輸條件等因素，在不受運(yùn)輸條件限制時(shí)， 330KV 及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器，對(duì)具有三種電壓的變電所，如果通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到 該變壓器容量的 15%以上時(shí)，采用三繞組變壓器，本變電站變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到了總?cè)萘康?15%，故選三相三繞組變壓器。 繞組連接方式選擇 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(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形，如何組合要根據(jù)具體工程來(lái)確定，我國(guó) 110KV及以上電壓變壓器繞組都采用 Y0 連接， 35KV采用 Y連接， 35KV以下電壓等級(jí)變壓器繞組都采用 Δ 連接，所以本變電所主變壓器繞組連接方式為Y0/Y/Δ . 調(diào)壓方式的選擇 普通 型的變壓器調(diào)壓范圍很小，僅為 177。 5%而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際相反（如逆調(diào)壓）時(shí)，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭就無(wú)法滿足要求，有載調(diào)壓的調(diào)整范圍較大，一般在 15%以上，而且，既要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)倒送功率，要求母線電壓恒定保證供電質(zhì)量的情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實(shí)現(xiàn)。因此選用有載調(diào)壓變壓器。 主變壓器阻抗的選擇 對(duì)于三繞組變壓器目前在制造商有兩種基本的組合方式，即“升壓結(jié)構(gòu)”和“降壓結(jié)構(gòu)”?！吧龎盒汀钡睦@組排列順序?yàn)樽澡F芯向外一次為中、低、高，所以變壓器中壓側(cè)阻抗最大?！敖祲盒汀?的繞組排列順序?yàn)樽澡F芯向外依次為低、中、高，所以高、低壓側(cè)阻抗最大。 根據(jù)以上綜合比較，所選主變壓器的特性數(shù)據(jù)如下： 型式： SFSZ1040000/110 連接組別號(hào)： Yn/yn0/d11 調(diào)壓范圍為：高壓 110177。 8% 中壓 3 、 177。 2% 低壓 、 、 、 11 阻抗電壓為：高 — 中 高 — 低 7 中 — 低 結(jié)構(gòu)形式為：降壓結(jié)構(gòu) 空載 損耗（ kW）： 負(fù)載損耗（ kW）： 空載電流（ %）： 無(wú)功補(bǔ)償 無(wú)功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對(duì)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 無(wú)功補(bǔ)償方式有兩種：即高壓集中補(bǔ)償和低壓分散補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩類。 補(bǔ)償作用 1）對(duì) 110KV 及以下電網(wǎng)中的串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：用以減少線路電壓降，降低受端電壓波動(dòng)，提高供電電壓，在閉合電網(wǎng)中，改善潮流分布，減少有功損耗。 2）在變電所中，并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置常 接在主變壓器的低壓側(cè)，對(duì)調(diào)相機(jī)，并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置和靜止補(bǔ)償裝置都直接連接或通過變壓器并接于需補(bǔ)償無(wú)功的變電所、換流站的母線上，也可連接在變電所 110KV 電壓母線上。 3）補(bǔ)償裝置設(shè)置于發(fā)電廠、變電所、配電所、換流站或開關(guān)站中，大部分連接在這些廠站母線上，也有的補(bǔ)償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線路上。 補(bǔ)償容量的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料得知，該站 10KV 側(cè)出現(xiàn)部分需要補(bǔ)償，要求功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)? 以上，根據(jù)該站情況采用在低壓側(cè)并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行補(bǔ)償。 要求補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量為： ? ?39。ta nta n ?? ??? PQ c (28) 其中 39。 ?? ，故 39。 ?? 。 每相補(bǔ)償?shù)碾娙葜禐椋? 23/ ??cQC? （ 29） 則每項(xiàng)補(bǔ)償?shù)木唧w情況如下： 8 1） 礦機(jī)廠： MwkwP 8 0 01 ?? 1?? ??? 1?? ? ? ? ? v ar5 2 a nt a n 39。111 MPQ c ??????? ?? ? ? fQC c ??? 5 5 1 43/105 2 ???????? 故電容值選擇數(shù)值至少為 ，每相裝設(shè)一個(gè)電容器。 2） 機(jī)械廠： MwkwP ?? 2 ?? ??? 2 ?? ? ? ? ? v a r4 0 a nt a n 39。222 MPQ c ??????? ?? ? ? fQC c ??? 2 9 4 2 9 1 43/104 0 ???????? 故電容值選擇數(shù)值至少為 ，每相裝設(shè)一個(gè)電容器。 3） 電機(jī)廠： MwkwP 4 0 03 ?? 3 ?? ??? 3 ?? ? ? ? ? v a r5 0 a nt a n 39。333 MPQ c ??????? ?? ? ? fQC c ??? 5 3 1 43/105 0 ???????? 故電容值選擇數(shù)值至少為 ，每相裝設(shè)一個(gè)電容器。 4） 煉油廠： MwkwP 220204 ?? 4 ?? ??? 9 4 ?? ? ? ? ? v a a nt a n 39。444 MPQ c ??????? ?? ? ? fQC c ??? 1 8 3 1 8 1 43/???????? 故電容值選擇數(shù)值至少為 ，每相裝設(shè)一個(gè)電容器。 5） 冶金廠： MwkwP ?? 5 ??