【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)特性可知，無(wú)功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來(lái)說(shuō) ，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無(wú)功電源。無(wú)功電源不足會(huì)使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達(dá)不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無(wú)功補(bǔ)償。 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 6 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞? 本次設(shè)計(jì)的變電站為 220KV降壓變電站， 在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來(lái)考慮，選擇并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式。 容性補(bǔ)償容量按規(guī)程要求按主變壓器容量的 10%～ 30%配置。這里取 20%。因此3 120 72 v a rcQM? ? ? ?。每臺(tái)主變壓器 10kV 側(cè)裝設(shè) 3 組 并聯(lián)電容器，本期裝設(shè) 3 臺(tái) 電容器組，采用組裝式。 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 7 3 電氣主接線的方案設(shè)計(jì) 電氣主接線概述 電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線。 電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： （ 1）運(yùn)行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性，特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電?？?靠響應(yīng)包含：斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 （ 2）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況， .主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，不中斷向用戶的供電并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。此外，由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)靈活性還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。 （ 3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資使其發(fā)揮最大的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 （ 4）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。 主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。 此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中還要考慮到系統(tǒng)專業(yè)對(duì)主接線提供的具體資料系統(tǒng)設(shè)備容量大小，要避免建立復(fù)雜的 操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠，變電所接入的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩種。 電氣主接線的方案選擇 主接線方式介紹 （ 1） 單母線接線 適用范圍： 6~10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 5 回； 35~63kV 配電裝置出線回220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 8 路數(shù)不超過(guò) 3 回； 110~220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 2 回。 （ 2） 單母線分段接線 適用范圍： 6~10kV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)； 35kV 配電裝置出線回路數(shù)為 4~8 回時(shí)； 110~220kV 配電裝置出線回路數(shù)為 3~4 回時(shí)。 （ 4）雙母線接線 適用范圍： 6~10kV 配電裝 置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)； 35kV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò) 8 回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； 110~220kV 配電裝置，出線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)，或 110~220kV 配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上時(shí)。 （ 5） 雙母線分段接線 雙母線分段可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題，而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。但容易 受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在 11 回及以下時(shí)，母線不分段。 主接線的方案選擇 一、方案的擬定 ，擬定一下兩種方案如圖 ： 圖 聯(lián)兩種擬定方案 方案 220kV 110kV 35kV 主變臺(tái)數(shù) 方案一 內(nèi)橋式接線 雙母線 單母線分段 2 方案二 外橋式接線 雙母線 單母線分段 2 二、方案的比 較 ： 側(cè)方案對(duì)比 ： 橋式接線特點(diǎn)： （ 1）可靠性高。無(wú)論哪條回路故障或檢修，均能夠過(guò)倒閘操作迅速切除該回路，不致使二次母線回路長(zhǎng) 時(shí)間停電。 ： （ 2）靈活。操作靈活，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式 （ 3）經(jīng)濟(jì)。由于不需設(shè)母線，沒(méi)有多余設(shè)備，節(jié)約投資。 （ 4）接線簡(jiǎn)單。高壓側(cè)二次無(wú)母線沒(méi)有多余設(shè)備。 方案的綜合比較 :如表 ： 表 方案的比較 項(xiàng)目方案 方案 I 內(nèi)橋式接線 方案 II 外橋式接線 綜合比較 多用于電源線路較長(zhǎng)且易發(fā)生故障和檢修的可能性較多，但變壓器不需要經(jīng)常切換的適用于電源線路較短而變壓器需要經(jīng)常進(jìn)行切換操作以適應(yīng)晝夜負(fù)荷變化大，需要經(jīng)220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 9 35kv 集以上總降壓變電所。 濟(jì)運(yùn)行的總降壓變電所。 結(jié)論 ：由于本變電所距電源 80公里， 線路較長(zhǎng)，經(jīng)綜合比較，本變電所 選擇方案Ⅰ。 側(cè)方案對(duì)比 ，如表 ： 表 方案的比較 項(xiàng)目方案 方案 I 雙母線接線 方案 II 雙母帶旁母接線 可靠性 單條母線檢修時(shí)，電源和出線可繼續(xù)工作，不會(huì)中斷對(duì)用戶供電。工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作。 可以不停電檢修出線斷路器，較雙母線的可靠性更高。 靈活性 母聯(lián)斷路器可以斷開(kāi)運(yùn)行，一組母線工作，一組母線備用。也可以閉合母聯(lián)斷路器運(yùn)行，雙母同時(shí)工作。 倒閘操作復(fù)雜，易產(chǎn)生誤操作，且不利于實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值守。 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性較好， 便于擴(kuò)建。 投資增加，占地面積大。 結(jié)論：由于近年來(lái) 110kV 多采用 6SF 等 斷路器，斷路器設(shè)備可靠性高，基本可以不考慮檢修斷路器的情況，旁母已逐漸失去作用，故選擇方案Ⅰ。 側(cè)方案對(duì)比 ，如表 ： 表 方案的比較 項(xiàng)目 方案 方案 I 單母分段接線 方案 II 單母分段帶旁母接線 可靠性 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。 可不停電檢修出線斷路器，提高供電可靠性。 靈活性 接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便 倒閘操作復(fù)雜，易產(chǎn)生誤操作，且不利于實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值守。 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性較好，便于擴(kuò)建。 投資增加，占地面積大。 結(jié)論：由于近年來(lái) 10kV 基本采用真空斷路器，斷路器設(shè)備可靠性高，開(kāi)斷能力好，可以不考慮檢修斷路器的情況，旁母已逐漸失去作用，故選擇方案Ⅰ。 三、方案確定： 綜上所述，從可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，辯證統(tǒng)一，確定選擇接線方案如 表 ： 表 方案確定 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 10 方案 220kV 110kV 35kV 主變臺(tái)數(shù) 方案 雙母線接線 雙母線接線 單母線分段接線 2 4 所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和要求 所用電壓等級(jí)確定： 變電所一般采用 380/220V。 所用電接線 ： 一、所用電接線要求：所用電接線除應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足下列特殊要求： 1) 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。 2) 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、起動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，切換操作簡(jiǎn)便。 3) 便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供 電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 所用電電源 一、工作電源： 設(shè)置兩臺(tái)所用變 引線從 10kVI、 II 段母線引接 二、備用電源：考慮到本變電所未能從本所以外的地方引入可靠的 380V 備用電源，故選用 2臺(tái)（工作）所用變壓器互為備用。 所用變壓器容量、臺(tái)數(shù)選擇 一、所用變壓器臺(tái)數(shù)選擇 原則：保證安全、可靠供電。 選擇兩臺(tái)所用變互為備用。 二、所用變壓器容量選擇 所用電率 %?yK 主變壓器容量 )k(120210 VASn ? 所用電負(fù)荷 )k(1 4 41 2 0 0 0 0% VASKS nyj ???? 所用變壓器選擇： )k(7221442 VASS jn ??? 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 11 故選擇所用變每臺(tái)容量為 100kVA。 三、型式選擇：選 SC100型三相干式變壓器。技術(shù)參 數(shù)如表 ： 表 所用變壓器參數(shù) 額定容量（ KVA） 分接電壓（ %） 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 外形尺寸（ mm） 長(zhǎng) 179。 寬 179。 高 100 177。 2179。 % Yyn0 1240179。700179。 1400 額定電壓（ KV） 損耗（ W） 重量（ kg） Ud% I0% 高壓 低壓 △ P0 △ P 總重 10 800 3000 1260 生產(chǎn)廠家 新疆特變電工變壓器廠 新建變電所所用電接線 為安全可靠考慮 ， 新建變電所所用電 氣主 接線 采用單母線分段接線方式。其主接線 如圖 ： 380V/220V10kV380V/220V10kV1站變 2站變所用電負(fù)荷所用電負(fù)荷 圖 變電所所用電接線 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 12 5 短路電流的計(jì)算 概述 系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行時(shí)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)常見(jiàn)的、十分嚴(yán)重的故障。所謂“短路”，是指一切發(fā)生在相與相或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）之間的非正常的連接情況。系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路電流劇烈增大，可達(dá)到正常電流的幾倍或幾十倍，產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)，對(duì)載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備造成很大的沖擊和損壞。 短路電流計(jì)算的目的 和內(nèi)容 一、短路電流計(jì)算的目的 。 。 。 障的分析等。 二 、 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 (1)短路點(diǎn)的選?。焊骷?jí)電壓母線、各級(jí)線路末端。 (2)短路時(shí)間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。 (3)短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下最大短路電流；最小運(yùn)行方式下最小短路電流；各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的。 三、 短路電流計(jì)算方法 供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時(shí)，要算出短路電流必須首先計(jì)算出短路點(diǎn)到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數(shù)的 常用 計(jì)算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法 。 1）標(biāo)幺值法 標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺值法，就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺值法，可以省去不同電壓等級(jí)間電氣參量的折算。在電壓220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 13 系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。 2） 有名值法 有名值法就是以實(shí)際有名單位給出電路元件參數(shù)。這種方法通常用于 1kV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計(jì)算。 經(jīng)比較 ：選用標(biāo)幺值發(fā)法計(jì)算比較好。 短路電流的計(jì)算 高壓短路電流計(jì)算一般 只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量： Sj = 100MVA 基準(zhǔn)電壓： UB=Uav（ KV） : 、 115 、 230 ： 取 SB =100MVA， UB =Uav 查閱 SFPSZ7— 120210/220 變壓器參數(shù)，主變阻抗電壓（ %）： %12 ?KU ， %23 ?KU ， %13 ?KU 計(jì)算各繞組電抗： ? ? %%%21% 2313121 ???? KKKK UUUU ? ? %%%21% 1323122 ???? KKKK UUUU ? ? %%%21% 1223133 ???? KKKK UUUU %11 ?????? NBKT SSUX %22 ?????? NBKT SSUX %33 ?????? NBKT SSUX 如圖 ： 220KV 變電所電氣部分的初步設(shè)計(jì) 14 圖 系統(tǒng)化簡(jiǎn)圖 短路電流的計(jì)算 一、 220kV 側(cè)短路計(jì)算： 當(dāng) 短路發(fā)生在短路點(diǎn) d1 時(shí)， 即 10KV 母線側(cè)沒(méi)有電源，無(wú)法向 220KV 側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，可將系統(tǒng)圖繼續(xù)化簡(jiǎn)為 圖 ： 圖 d1 點(diǎn)短路等效圖