【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3 主變壓器的選擇 變壓器是主要電氣設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。卻低昂合理變壓器容量是變電站安全運(yùn)行、可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重。所以，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 主變壓器選擇的規(guī)定 （ 1）主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電站，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng) 保證該站全部負(fù)荷的 70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷。 （ 2）根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展和潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對(duì)通信線路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。 （ 3）主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ161 的有關(guān)規(guī)定。 主變器選擇的一般原則與步驟 主變臺(tái)數(shù)的確定原則 （ 1）對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)情況下，變電站裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜 [4]。 （ 2）對(duì)于地區(qū)孤立的一次變 電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器可能性 [4]。 （ 3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電站，其變壓器宜按大于變電器容量的 12級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量 [4]。 主變形式的選擇原則 （ 1） 110kV 一般采用三相變壓器。 （ 2）當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時(shí)，宜采用有載調(diào)壓。對(duì)新建變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓。 （ 3）有三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，一般采用三繞組變壓器。 主變?nèi)萘康拇_定原則 （ 1）為準(zhǔn)確選擇主變?nèi)萘?，要繪制變電站的年及日負(fù)荷曲線，可從 該曲線得出變電站年、日最高負(fù)荷和平均符合。 （ 2）主變?nèi)萘看_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 510年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。 （ 3）變壓器最大負(fù)荷按負(fù)荷下式確定： ?? PKPM 0 （ 31） 8 式中 0K — 符合同時(shí)系數(shù)； ?P — 按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。 對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電站，其變壓器容量可以按下式計(jì)算 : Me PS ? （ 32） 如此，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷能力為 40%，則可保證 84%的負(fù)荷供電。 主變壓器的計(jì)算與選擇 容量計(jì)算 在《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)主變時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶的以及和二級(jí)負(fù)荷，其主變壓器容量應(yīng)滿足“不應(yīng)小于 70%— 80%的全部負(fù)荷”。已知 35kV側(cè)最大負(fù)荷 80MW， 10kV 側(cè)最大負(fù)荷 30MW，由 Me PS ? ，所以 MWS e )3080( ???? 。 考慮到在實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)、規(guī)范，便于維護(hù)、調(diào)試以及安裝檢修，本所選擇相同型號(hào)的 2臺(tái)主變壓器，單臺(tái)變壓器的容量為 。 主變型號(hào)選擇 （ 1）相數(shù)的選擇 查閱《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，在 330kV 及以下的變電站，應(yīng)選用三相變壓器。 （ 2）繞組數(shù)量 根據(jù)《電氣工程電氣設(shè)備電氣一次部分》在具有三中電壓的變電站中，如通過(guò)主變壓器個(gè)側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓 器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器，所以，本站采用三繞組變壓器。 (3）繞組連接方式 110kV、 35kV 側(cè)采用 Y型接線，中性線直接接地； 10kV 側(cè)采用 ? 型接線。 綜合以上分析，根據(jù)設(shè)計(jì)理論原則，本站采用的變壓器為調(diào)壓三繞組變壓器，設(shè)計(jì)計(jì)算容量為 66000KVA.。 確定主變型號(hào)如下： SFPSZ775000/110 變壓器參數(shù)如下表 31： 表 31 主變壓器參數(shù) 型號(hào) 額定容量， KVA 額定電壓， KV 空載損耗， KW 負(fù)載損耗， KW 高壓 中壓 低壓 高 中 高 低 中 低 SFPSZ775000/110 75000 115 90 90 90 9 續(xù)表 31 主變壓器參數(shù) 阻抗電壓， % 空載電流， % 連接組別 綜合投資，萬(wàn)元 高中 高低 中低 YN,yno,d11 13 8 10 4 短路電流計(jì)算 在變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠的工作，需要進(jìn)行全面的短路電流將計(jì)算。 短路電流計(jì)算的步驟為 （ 1） 根據(jù)已知條件和計(jì)算目的畫(huà)出計(jì)算電路并作出等值電路 （ 2） 化簡(jiǎn)電路 （ 3） 計(jì)算短路電流 短路計(jì)算的目的及假設(shè) 短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算是變電站電氣設(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)，為比較個(gè)接線方案或確定一接 線是否需要采取限制短路電流措施，都需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 （ 2） 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為保證電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就要求進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 （ 3） 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置是，需按短路條件檢驗(yàn)導(dǎo)線相間和相對(duì)地的安全距離。 （ 4） 按接地裝置設(shè)計(jì)時(shí)，需用短路電流。 短路電流計(jì)算的基本假設(shè) （ 1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； （ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； （ 3）電力系統(tǒng)各組件的磁路不飽和，及鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流變化； （ 4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器 勵(lì)磁電流； （ 5）組件電阻略去，輸電線路電容略去不計(jì)，也不計(jì)負(fù)荷的影響； （ 6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。 基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算組件電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量： MVASB 100? 基準(zhǔn)電壓： avU （ kV） 37 115 變壓器及電抗器的參數(shù)計(jì)算 主變參數(shù)計(jì)算 11 由變壓器原始數(shù)據(jù)計(jì)算得， ][21%]%%[21%)32()31()21(1 ??????? ??? kkkk UUUU （ 41） ][21%]%%[21%)31()32()21(2 ??????? ??? kkkk UUUU （ 42） ][21%]%%[21%)21()32()31(3 ???????? ??? kkkk UUUU （ 43） 于是， 75100*100 *100 %1*1 ??? NBk SSUX （ 44） 1 1 0 0*1 0 *1 0 0%2*2 ??? NBk SSUX （ 45） *100 *100 %3*3 ????? NBk SSUX （ 46） 網(wǎng)絡(luò)等值變換與簡(jiǎn)化 方案三與方案四短路計(jì)算系統(tǒng)化簡(jiǎn)阻抗圖及各阻抗值，短路點(diǎn)均一樣。 短路點(diǎn) d1 短路計(jì)算（主變 110kV 側(cè)） 基準(zhǔn)電壓 BU =115kV，系統(tǒng)為無(wú)窮大系統(tǒng)，發(fā)生短路時(shí)，有原始資料可知： 系統(tǒng)短路電抗： SX = 網(wǎng)路化簡(jiǎn)如圖所示： d1SXS Idz*=I” *=I∞ *=* =SX1 = （ 47） IB=11531003 ??BBUS= （ 48） I”= I ∞ = =?I IB= I∞ *IB= * IB== kA （ 49） ich=″ = = kA （ 410） Ioh=″ = = kA （ 411） 12 S″ = 3 I″ Uav= 3 115= MVA （ 412） 短路點(diǎn) d2 短路計(jì)算（ 35kV 母線） X4 =X1+X2=+= X5=X4 // X4= X6=X5 + XS=+= Xd∑ *= X6= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB=3731003 ??BBUS= kA I”= I ∞ = =?I IB= I∞ *IB= * IB=1 .56= kA ich=″ == Ioh=″ == kA S″ = 3 I″ Uav= 3 37= 短路點(diǎn) d3 短路計(jì)算（ 35kV 出線） 短路點(diǎn) d3 的計(jì)算與短路點(diǎn) d2 的計(jì)算完全相同，結(jié)果也完全相同，故這里不再重復(fù)計(jì)算。 短路點(diǎn) d4 短路計(jì)算（ 10kV 母線） d 2 x 1 x 2 x 2 x 1 d 2 x 4 x 4 S S d 2 x 5 S S d 2 圖 4 3 圖 4 4 圖 4 6 圖 4 5 X S X S X S X 6 13 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖 47 至圖 410 所示 X7=X1+X3== X8=X7∥X 7=X9=Xs+X8=+= Xd∑ *=X9= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB= ??BBUS= kA I”= I ∞ = =?I IB= I∞ *IB= * IB== kA ich=″ = = Ioh=″ = = S″ = 3 I″ Uav= 3 = MVA 短路點(diǎn) d5 短路計(jì)算（ 10kV 出線） 由于短路電流過(guò)大，需要裝設(shè)限流電抗器。 限流電抗器的選擇： （ 1） 電壓： Ng UU ? gU =10kV， NU =10kV， Ng UU ? （ 2） 電流： Ng II ?max maxgI = （ 3） 初選型號(hào)： NKL10300 （ 4） 選擇電抗值： 設(shè)加電抗器后將短路電流限制到 I=5Ka %*4 9 8 *)1 4 5 9 8 (*)(% * ??????? NB BNBR UI UIXIIX （ 413） d 4 x 1 x 3 x 1 d 4 x 7 S S d 4 x 8 S S d 4 圖 4 7 圖 4 8 圖 4 10 圖 4 9 X S X S X S X 9 x 3 x 7 14 取 %RX =4%，選 41： 表 41 電抗器參數(shù) 型號(hào) 額定電壓， kV 額定電流， A 電抗率， % 動(dòng)穩(wěn)定電流 峰值， kA 1S熱穩(wěn)定電流， kA NKL103004 10 300 4 （ 5)電壓損失與殘壓校驗(yàn) 加電抗器后網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖所示 電抗表幺值： 10100 43100 22* ???????? NBNNRR USIUXX Xd∑ *=X10= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB= ??BBUS= kA I”= I ∞ = =?I IB= I∞ *IB= * IB== kA ich=″ ==13 kA Ioh=″ == 26kA S″ = 3 I″ Uav= 3 = MVA x R S S d 5 圖 4 12 圖 4 11 X 9 X 10 d 5 15 5 電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 各回路最大持續(xù)工作電流一覽表 表 51 最大持續(xù)工作電流表 回路名稱 計(jì)算公式及結(jié)果 主變 110kV側(cè) kAUSINNg a x ????? 35kV母線 kAUSINNg 29 a x ????? 35kV出線 kAUSINg13 10/803 10/m a x ???? 10kV母線 kAUSINNg a x ????? 10kV出線 kAUSINg 10/303 10/m a x ???? 斷路器的選擇及校驗(yàn) 高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路