【文章內容簡介】 側采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kV 側采用單母線分段 接線方式 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 35kV 側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關的數(shù)目，接線復雜，投資增大。 方案二的主接線圖如下： 圖 3— 2 方案二主接線圖 方案三： 110kV 側采用雙母線接線方式， 35kV 側采用單母線分段接線方式， 10kV側采用雙母線接線方式。 對于上述三種方案綜合考慮： 該地區(qū)海拔 185m，海拔并不高，對變電站設計沒有特殊要求，地勢 平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫 +40176。 C，年最低氣溫 10176。 C，年平均氣溫河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 15 +12176。 C，最熱月平均最高溫度 +34176。 C。最大風速 30m/s，覆冰厚度為 10mm，屬于我國第 V標準氣象區(qū)。 因此 110kV 側采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟性要求，對于 35kV 側采用單母線分段接線方式而 10kV 側采用雙母線接線形式。 綜合各種因素，宜采用第三種方案。 第 4 章 變電站主變壓器選擇 變壓器是電力系統(tǒng)中主要的電氣設備之一。其擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?，確定合理的變壓器臺數(shù)、容量和 型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。 主變壓器的選擇 一、 主變壓器臺數(shù)的選擇 在變電站設計過程中，一般需要裝設兩臺主變壓器，以保證對用戶供電的可靠性。對 110kV 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設 2— 4 臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設計中裝設兩臺主變壓器。并且兩部變壓器并列運行時必須滿足以下條件： (1)并列變樂器的額定一次、二次電壓必須對應相等。即并列變壓器 的電壓比必須相同，允許差值不超過 ％。如果并列變壓器的電壓比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導致繞組過熱甚至燒毀。 (2)并列變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。由于并列運行變樂器的負荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大．可能導致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過 110％。 (3)并列變壓器的連接紀別必須相同。即所有并列變壓器一次、：次電壓的相序和 相位都必須對應地相同，否則不能并列運行。假設兩臺變壓器并列運行， ‘臺為Yyno 型連接，另一臺為 Dynll 型連接，則它們的二次電壓將出現(xiàn) 30。相位差，河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 16 從而在兩臺變壓器的二次繞組間產(chǎn)生電位差，并在兩變壓器的二次側產(chǎn)生一個很大的環(huán)流，能使變壓器繞組燒毀。 (4) 并列運行的變壓器容量比應小于 3； 1。即并列運行的變壓器容量應盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時，變壓器間的環(huán)流將相當顯著，特別是容量小的變壓器容易過負荷或燒毀 。由于變壓器是一種高可靠性的電器，兩部變壓器同時故障 的可能性極小，不予考慮。 二、 主變壓器容量的選擇 主變容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。 根據(jù)變電所所帶負荷的性質和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。判定電力系統(tǒng)安全性的一種準則。又稱單一故障安全準則。按照這一準則 ,電力系統(tǒng)的 N 個元件中的任一獨立元件（發(fā)電機、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應不造成因其他線路過負荷跳閘而導致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當這一準則不能滿足 時，則要考慮采用增加發(fā)電機或輸電線路等措施。 N－ 1 原則與可靠性分析相比較 ,它的計算簡便 ,不需搜集元件停運率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡便的安全檢查準則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應用。但對“獨立元件”的定義不盡相同，如有的公司規(guī)定為一輸電元件（線路或變壓器）和一發(fā)電機組，或者兩臺發(fā)電機組。中國某些電力部門在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了 N－ 1 原則，一般規(guī)定一個獨立元件為一臺發(fā)電機組，或一條輸電線路，或一臺變壓器。判斷線路是否過負荷，通常使用線路發(fā)熱條件的載流量極限值。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停 運時，其余主變壓器的容量一般應滿足 60%（ 220kV 及以上電壓等級的變電所應滿足 70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部 I 類負荷 ?S 和大部分 II 類負荷 ?S (220kV 及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內，應滿足全部 I 類負荷 ?S 和II類負荷 ?S )，即 ?? ?????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)(1n m a x （ 41） 最大綜合計算負荷的計算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 17 式中， imaxP — 各出線的遠景最大負荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的自然功率因數(shù)； tK — 同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。 結合原始材料可得： 35kV 側： 11 LL PQ ? tan? =2 tan（ ） = 22 LL PQ ? tan? =2 tan（ ） = 33 LL PQ ? tan? =3 tan（ ） = 44 LL PQ ? tan? = tan（ ） = 55 LL PQ ? tan? = tan（ ） = 66 PLQL ? tan? =2 tan（ ） = 解得： M V AS )(1 ??????? 10kV 側： 39。1LQ = 39。1LP tan? = tan（ ） = 39。2LQ = 39。2LP tan? = tan（ ） = 39。3LQ = 39。3LP tan? = tan（ ） = 39。4LQ = 39。4LP tan? = tan（ ） = 39。5LQ = 39。5LP tan? = tan（ ） = 39。6LQ = 39。6LP tan? =1 tan（ ） = 39。7LQ = 39。7LP tan? = tan（ ） = 39。8LQ = 39。8LP tan? = tan（ ） = QL9’ =PL9’ tan? =2 tan（ ） = QL10’ =PL10’ tan? =1 tan（ ） = QL11’ =PL11’ tan? =1 tan（ ） = 由 22ca ca caS P Q?? S 總 =S1+S2= 取 tK =，則： M V AS ax 3 5 . 0 54 9 ???? 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 18 由以上分析得 MVASS N 0 4 8 5 m a x ???? 因此主變容量為： M VAS N ? 三、 主變壓器型號的選擇 變壓器有單相變壓器和三相變壓器。在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高，多用于 500kV 以上的變電所內，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價格低，占地面積小，并且運行時損耗減小 12～ 15％。只有受變 壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，在工程設計上在 330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。因此在本次設計中采用三相變壓器組。 ： 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當發(fā)電廠只升高一級電壓時或 35kV 及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當發(fā)電廠有兩級升高電壓時，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡變壓器，其主要作用是實現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。 110kV 及以上電壓等級的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組 變壓器作聯(lián)絡變壓器。當中壓為中性點不直接接地電網(wǎng)時，只能選用普通三繞組變壓器，自耦變壓器特點是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系。電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面和損耗，所以與同容量、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟效益非常顯著。但是，由于自耦變壓器在高壓電網(wǎng)和中壓電網(wǎng)之間有電氣連接，故具備了過電壓從一個電壓等級的電網(wǎng)轉移到另一個電壓等級電網(wǎng)的可能性。例如，高壓側電網(wǎng)發(fā) 生過電壓時，它可通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，使其絕緣受到危害。如果在中壓電網(wǎng)出現(xiàn)過電壓時，它同樣進入串聯(lián)繞組，可能產(chǎn)生很高的感應過電壓。為了防止高壓側電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，在中壓繞組其它兩相出現(xiàn)過電壓，要求自耦變壓器的中性點必須直接接地。 3．調壓方式的確定 為了保證供電質量可通過切換變壓器的分接頭開關，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 19 稱為無激磁調壓，調整范圍通常在177。 2 ％以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達 30％，其結構復雜 ，價格較貴。發(fā)電廠在以下情況時，宜選用有載調壓變壓器： （ 1）當潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時； （ 2）具有可逆工作特點的聯(lián)絡變壓器，要求母線電壓恒定時； （ 3）發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)下運行時。 變電所在以下情況時，宜選用有載調壓變壓器： （ 1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負荷變化幅度很大的情況時，又要求滿足電能質量往往需要裝設有載調壓變壓器； （ 2） 330kV 及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設有載調壓變壓器； （ 3） 110kV 及以下的無人值 班變電站，為了滿足遙調的需要應裝設有載調壓變壓器。 4. 繞組接線組別的確定 我國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“ YN”聯(lián)接； 35kV 采用“ Y”聯(lián)接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35kV 以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“ D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11 等形式。近年來，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側均接成星形。這種接線零序組抗大，有利于限制短路電流，也便于在中性點處連接消弧線圈。缺點是正弦波電 壓波形發(fā)生畸變，并對通信設備產(chǎn)生干擾，同時對繼電保護整定的準確度和靈敏度均有影響。 5．冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻、水內冷變壓器、 SF6 充氣式變壓器等。 主變壓器選擇結果 根據(jù)以上計算和分析結果，查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》可得，選擇的主變壓器型號為：沈陽變壓器廠生產(chǎn)的 SFSZ925000/110。 主要技術參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 8 %（ kV）；中壓 — 177。 2 %（ kV）；低壓— （ kV） 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 20 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： （ kw） 短路損耗： 空載電流： % 阻抗電壓（ %）： 高 中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低%)13( ??SU ，因此選擇 SFSZ925000/110 型變壓器兩臺。 第 5 章 短路電流計算 電力系統(tǒng)正常運行的破壞多半是由短路故障引起的，短路時，系統(tǒng)從一種狀態(tài)劇變到另一種狀態(tài)，并伴隨有復 雜的暫態(tài)現(xiàn)象。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。短路的原因很多，主要由以下幾個方面： （ 1） 元件損壞，如：設備絕緣部分自然老化或設備本身有缺陷，正常運行時 （ 2） 擊穿短路；以及設計、安裝、維護不當所造成的設備缺陷最終發(fā)展成短路等。 （ 2）氣象條件惡劣。例如雷擊造成的閃絡放電或避雷動作，架空線路由大風或導線覆冰引起電桿倒塌等； （ 3）人為事故，工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屑性短路，人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物 進入帶電設備內形成短路事故等等。 （ 4）其他，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 短路的危害 （ 1