【文章內容簡介】 ，根據(jù)電網結構、變電站地理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會經濟狀況，因地制宜地制定設計方案；除按照電網規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網中地位和作用考慮其控制方式外，其與電網配合、繼電保護及安全自動裝置等均應能滿足運行方式的要求；自動化技術裝備上要堅持安全、可靠、經濟實用、正確地處理近期建設與遠期發(fā)展關系，做到遠近結合；節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網造價，又滿足了電網安全經濟運行；對一、二次設備及土建進行必要簡化，取消不必要措施；滿足備用電源自投、無功功率和電壓調節(jié)的要求。以支持當?shù)毓I(yè)用電 要求，為其可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實的基礎。 變電站的基本情況 為滿足清河開發(fā)區(qū)用電要求，提高對開發(fā)區(qū)供電的可靠性和電能質量，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬建設一座 110/35/10KV的區(qū)域性終端變電站，設計原始資料要 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，另一回由北郊變經大明湖供給形成環(huán)形網絡 2） 電壓等級： 110/35/10KV 3） 設計容量：擬設計安裝兩臺主變壓器 4） 進出線及負荷情況： ① 110KV側， 2 回進線、 4 回出線； ② 35KV側， 2 回進線、 6 回出線； ③ 10KV側， 2 回進線 、 14 回出線； 5） 所設計變電所具有高可靠性、電力建設造價盡量低的特點，同時所有一次設備的實時狀態(tài)信息通過上位機界面顯示出來。 變電站相關基本概念 ① 按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經濟上造成重大損失，如造成重大設備損壞，打亂重點企業(yè)生產次序并需要長時間的恢復，重要鐵路樞紐無法工作，經常用于國際活動的場所的負荷。 ② 一級負荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但 故障時不相互影響不同母線段供電）。 ③ 同時率 ： 各用戶負荷最大值不可能在同一時刻出現(xiàn)，一般同時率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點有關。 對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，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，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：高壓側以交流潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集 23 個電源，電壓為 220330kv，同時降壓供當?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)電網瓦解。 ⑥ 地區(qū)變電所：高壓側一般為 110220kv，向當?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝@是一個地區(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，接近負荷點，高壓側多為 110kv 經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 負荷計算 負荷資料 1） 35KV 側： 最大負荷為 42MW， cosφ =，重要負荷占 65%； 2） 10KV 側：具體負荷情況如表 21所示。 表 21 10KV用戶負荷統(tǒng)計資料 負 荷計算 負荷計算采用：需用系數(shù)法計算電力負荷。公式如下： NEdca PKP ? （ 21） ?tancaca PQ ? （ 22） 22 cacaca QPS ?? （ 23） )3/( Ncaca USI ? （ 24） 最大負荷時： 1） 35KV出線側負荷計算 ? ? M V a rPQ LL 8 0 2 r c c o st a n42t a n ??????? ? 2） 10KV出線側負荷計算 ? ? 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 用戶名稱 最大負荷（ kW） cosφ 回路數(shù) 1 礦機廠 1800 2 2 機械廠 900 2 3 電機廠 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。 ????? ? 于是母線側的總負荷為： 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)在最大運行方式下的計算負荷為： 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、變壓器的臺數(shù)、變壓器的型式、繞組連接方式、變壓器的調壓方式和對變壓器的阻抗選擇。一下分別根據(jù)本次設計進行詳細的闡述。 主變壓器容量和臺數(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)劃負荷選取，并適當?shù)目紤]到遠期 10~20 年的負荷發(fā)展。再者，可根據(jù)變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變故障或檢修停運時，其余主變容量在計及過負荷能力后的允許時間內，應能保證用戶的 一級和二級負荷，一般性變電所，應能保證全部負荷的 70%。 根據(jù)負荷計算： M V AQPS ccc 22m a xm a xm a x 22 ????? 主變壓器的臺數(shù)，對于開發(fā)區(qū)的一次變電站應以裝設兩臺變壓器為宜，故選擇兩臺 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、可靠性及運輸條件等因素，在不受運輸條件限制時， 330KV 及以下的變電所均應選用三相變壓器，對具有三種電壓的變電所，如果通過主變壓器各側繞組的功率均達到 該變壓器容量的 15%以上時，采用三繞組變壓器，本變電站變壓器各側繞組的功率均達到了總容量的 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)具體工程來確定，我國 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 . 調壓方式的選擇 普通 型的變壓器調壓范圍很小，僅為 177。 5%而且當調壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調壓）時，僅靠調整普通變壓器的分接頭就無法滿足要求，有載調壓的調整范圍較大，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量的情況下，有載調壓變壓器可以實現(xiàn)。因此選用有載調壓變壓器。 主變壓器阻抗的選擇 對于三繞組變壓器目前在制造商有兩種基本的組合方式，即“升壓結構”和“降壓結構”。“升壓型”的繞組排列順序為自鐵芯向外一次為中、低、高，所以變壓器中壓側阻抗最大?！敖祲盒汀?的繞組排列順序為自鐵芯向外依次為低、中、高，所以高、低壓側阻抗最大。 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： Yn/yn0/d11 調壓范圍為：高壓 110177。 8% 中壓 3 、 177。 2% 低壓 、 、 、 11 阻抗電壓為：高 — 中 高 — 低 7 中 — 低 結構形式為：降壓結構 空載 損耗（ kW）： 負載損耗（ kW）： 空載電流（ %）： 無功補償 無功補償可以保證電壓質量、減少網絡中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時對增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 無功補償方式有兩種：即高壓集中補償和低壓分散補償。補償裝置分為串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置兩類。 補償作用 1）對 110KV 及以下電網中的串聯(lián)電容補償裝置：用以減少線路電壓降，降低受端電壓波動，提高供電電壓，在閉合電網中，改善潮流分布，減少有功損耗。 2）在變電所中，并聯(lián)電抗補償裝置常 接在主變壓器的低壓側，對調相機，并聯(lián)電容補償裝置和靜止補償裝置都直接連接或通過變壓器并接于需補償無功的變電所、換流站的母線上，也可連接在變電所 110KV 電壓母線上。 3）補償裝置設置于發(fā)電廠、變電所、配電所、換流站或開關站中，大部分連接在這些廠站母線上，也有的補償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線路上。 補償容量的計算 根據(jù)設計原始資料得知，該站 10KV 側出現(xiàn)部分需要補償，要求功率因數(shù)補償?shù)? 以上，根據(jù)該站情況采用在低壓側并聯(lián)電容器的方法進行補償。 要求補償?shù)臒o功容量為： ? ?39。ta nta n ?? ??? PQ c (28) 其中 39。 ?? ，故 39。 ?? 。 每相補償?shù)碾娙葜禐椋? 23/ ??cQC? （ 29） 則每項補償?shù)木唧w情況如下： 8 1） 礦機廠： 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 ，每相裝設一個電容器。 2） 機械廠： 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 ，每相裝設一個電容器。 3） 電機廠： 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 ，每相裝設一個電容器。 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 ，每相裝設一個電容器。 5） 冶金廠： MwkwP ?? 5 ??