【文章內(nèi)容簡介】 。 方案二： 220KV 采用 3/2 接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母 接線 ， 為單母分段接線。 方案三： 220KV 采用 雙母帶旁母 接線， 110K 采用雙母接線， 為單母分段接 線。 方案四： 220KV 采用 雙母帶旁母 接線， 110KV 采用雙 母 帶 旁母 接線， 10KV 為單母分段接線。 1．主接線方案的可靠性比較 1） 220kV 采用 3/2 接線方式時(shí)，任一母線故障或檢修，均不致于停電，除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電，甚至兩組母線同時(shí)故障（或一組檢修，另一組故障時(shí)）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送 。 220kv 雙母帶旁路，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對來是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會破壞雙母線 運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對來可靠性即提高了。 2） 110kV 采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不至中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時(shí)需要停電 從當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展和保證附近一類負(fù)荷供電來看，雙母接線這種方案不滿足供電可靠性 。 110KV 采用雙母帶旁路，并且設(shè)計(jì)專用的旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母線接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響停電，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對來 是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會破壞雙母線運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對來可靠性即提高。 3） 10KV 雖無出線，但為了滿足所用電的可靠性，有用裝設(shè)兩臺所用變壓器，為互為備用方式運(yùn)行，其接線方式為單母分段接線方式。 經(jīng)過從供電可靠性方面比較，淘汰了 供電可靠性不符合要求的接線，剩余兩種接線，方案二： 220KV 采用 3/2 接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母接線， 為單母分段接線 ； 方案四： 220KV 采用雙母帶旁母接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母接線， 10KV為單母分段接河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 13 線。 二、經(jīng)濟(jì)性比較 （一）綜合投資 綜合投資計(jì)算公式（包括主設(shè)備投資及不可預(yù)見的附加費(fèi)用） Z=Z0*(1+a/100) (萬元 ) Z0 —— 主設(shè)備的綜合投資，包括變壓器和配電設(shè)備 a —— 不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)， 220Kv 取 70 參考《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》 雙母線帶旁路接線 Z0=113+（ +*4） +++*3+ = (萬元 ) Z= Z0*(1+70/100)= (萬元 ) 3/2斷路器接線 Z0=113+（ +*4） +++*3++*4 = (萬元 ) Z= Z0*(1+70/100)= (萬元 ) （二）電能損失 0 0 0( ) 1 / 2 ( )A n P K Q T n P K Q? ? ? ? ? ? ? ? ?( 1S 2/ nS 2+ 2S 2/ nS 2+ 3S 2/ nS 3nS ) T 式中 n—— 相同變壓器臺數(shù) nS —— 每臺變壓器額定容量 1S ， 2S ， 3S —— n 臺變壓器三側(cè)分別負(fù)擔(dān)的最大總負(fù)荷 T—— 對應(yīng)負(fù)荷使用小時(shí)數(shù) 0P? ， 0Q? —— 每臺變壓器的空載有功損耗、無功損耗 0Q? =I0%/100 I0%—— 每臺變壓器空載電流百分?jǐn)?shù) P? —— 每臺變壓器短路有功損耗 Q? —— 每臺變壓器短路無功損耗 %dU —— 變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù) K—— 無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，系統(tǒng)變電站取 0T —— 變壓器全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，一般取 8000h 則本站兩變壓器的電能損耗為： A? =2*（ 195+**120210/100） *8000+1/2*2(700+**120210/100) *[(27000/)2*4500+(30000/)2*3900]=15760000 （ Kwh） （三）運(yùn)行費(fèi)用 12U a A U U? ? ? ? （萬元） 河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 14 1U —— 檢修維護(hù)費(fèi)用，取 2U —— 折舊費(fèi)，取 a —— 電能電價(jià)，取 元 A? —— n 變壓器年電能損失 雙母帶旁路接線年運(yùn)行費(fèi)用： U=*15760000/10000+(+)*= (萬元 ) 3/2 斷路器接線年運(yùn)行費(fèi)用： U=+(+)*= (萬元 ) 由以上計(jì)算可以看出，雙母帶旁路的綜合投資、年運(yùn)行費(fèi)用比一個(gè)半斷路器的費(fèi)用低，而且雙母帶旁路出線分布和發(fā)展適應(yīng)性更靈活。因此，最優(yōu)方案為 220Kv、 110Kv雙母帶旁路， 10Kv 單母分 段。 中性點(diǎn)接地方式 變電站變壓器中性點(diǎn)的接地方式由電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式?jīng)Q定。常見的接地方式有直接接地、經(jīng)消弧線圈接地和不接地。中性點(diǎn)不接地最簡單，單相接地允許帶故障運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，供電連續(xù)性好，接地電流僅為電容電流，但要求有較高的過電壓水平，不宜于 110Kv 及以上電網(wǎng)。經(jīng)消弧線圈接地可免除不接地系統(tǒng)由于電容電流過大引起的過電壓。中性點(diǎn)直接接地方式，單相故障電流很大，線路或電器設(shè)備須立即切除，增加了斷路器負(fù)荷，降低了供電連續(xù)性，但過電壓較低，相應(yīng)絕緣水平較低，減少了設(shè)備造價(jià)，適用于 110Kv 及以上 系統(tǒng)，并且《電力設(shè)備接地技術(shù)規(guī)程》規(guī)定， 110Kv 及以上系統(tǒng)一般采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式。 因此，本變壓器 220Kv、 110Kv 中性點(diǎn)經(jīng)接地刀閘接地，以便運(yùn)行調(diào)度。根據(jù)電力網(wǎng)運(yùn)行方式靈活選擇接地點(diǎn)，并在中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙作為雷電過電壓、操作過電壓保護(hù)。 第四章 短路電流計(jì)算 一、短路電流計(jì)算的目的 在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算提供依據(jù)等。 在選擇電器主接線時(shí)，為了比較各種接線方 案，或確定某一接線是否需要，采取限制短路電流的措施等，需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行，和故障情況下都能安全可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，需要全面的短路電流計(jì)算。 河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 15 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間 和相對地的安全距離。 設(shè)計(jì)接地裝置時(shí)，需用短路電流。 在選擇繼電保護(hù)和整定計(jì)算式，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1．計(jì)算的基本情況 2．系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行 3．短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 4．所有電源的電動勢相位角相同 5．應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件 6． 由計(jì)算書中的短路計(jì)算得出短路計(jì)算成果表如下： 短路點(diǎn) BU (KV) I (KA) I? (KA) S (MVA) ich (KA) Ich (KA) d1 點(diǎn) 220 836 d2 點(diǎn) 110 562 d3 點(diǎn) 329 第五章 電氣設(shè)備的配置、選擇和校驗(yàn) 一、 求各回路的最大持續(xù)工作電流 Igmax 220KV 側(cè)： Igmax =2Ie +ICY Ie 主變 的額定電流 ICY 母線穿越電流 Ie =Sn /（ 3 *Un ） =120/（ 3 *220） =（ KA） ICY =Sn /（ 3 *Un ） =（ 3 *220） =(KA) 主變回路 Igmax = =*= (KA) 220KV 母線 ： Igmax =2*+=(KA) 110KV 側(cè)： Igmax = Ie =Sn /（ 3 *Un ） =120/（ 3 *110） =(KA) Igmax =*=(KA) ： Igmax =Ie 時(shí) Ie =Sn /（ 3 *Un ） =120/（ 3 *10） = （ KA） 考慮到站用實(shí)際負(fù)荷只有 ,為了留出一點(diǎn)的站用空間按 計(jì)算， Igmax =（ 3 *10） =(KA) 河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 16 二、 結(jié)合短路計(jì)算情況，各電壓側(cè)正常工作情況及短路情況見下表： 分類 電壓 最大持續(xù)工作電流 Igmax (KA) 沖擊電流ich (KA) 全電流有效值Ich (KA) 短路容量S (MVA) 220KV母線 836 110KV 側(cè) 562 10KV側(cè) 329 斷路器的配置、選擇和校驗(yàn) 一 .高壓斷路器的選擇 高壓斷路器是變電站主要電氣設(shè)備之一， 其選擇的好壞，不但直接影響變電站的正常狀態(tài)下運(yùn)行，而且也影響在鼓掌條件下是否能可靠地分?jǐn)唷? Uzd ≥ Ue Uzd ：制造廠保證的最高工作電壓， KV Ue ：斷路器的額定電壓， KV Ie ≥ Ig Ie ：斷路器的額定電流， A Ig ：回路持續(xù)工作電流， A Sdn ≥ S ； Ikd ≥ I Sdn 、 Idn ： 斷路器的額定斷電流容量和斷流量 S 、 I ： Os 短路容量和次暫態(tài) 電流 二、 220KV 側(cè)斷路器的選擇和校驗(yàn) 考慮到設(shè)備的統(tǒng)一性，所有 220KV 側(cè)斷路器均選用同一型號，其額定電壓，額定電流及開斷電流均按母聯(lián)斷路器最嚴(yán)重運(yùn)行狀態(tài)選擇。 1． 220KV 側(cè) 斷路器 的 選擇 220KV 側(cè)斷路器要求：額定電壓 220KV， Ie ＞ ,開斷電流 Ikd 〉 ,根據(jù)要求，選用 LW6220I 型斷路器，其參數(shù)如下表： 型號 額定電壓（ KV） 額定電流（ KA） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 固有分閘 時(shí)間（ S） 1S(5S) LW6220/3150 220 40 100 LW6220型斷路器動穩(wěn)定電流 Idw =110KA電流，斷路器安裝點(diǎn)的最大短路沖擊電流ich =, Idw ＞ ich ，所以滿足動穩(wěn)定需求。 校驗(yàn)公式：要 求 2 *tdI t Q? 河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 17 求短路電流的計(jì)算時(shí)間 tjs tjs =td +tb tb ：主保護(hù)動作時(shí)間 td ：斷路器 固有分 斷 時(shí)間 1） LW6220 型斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn) （ 1）主保護(hù)動作時(shí)間 tb =， td = tjs =td +tb =+=（ S） ? =I /I? =查周期分量等值時(shí)間曲線可知 tjz = ＜ tjs ＜ 1S ，故應(yīng)考慮非周期分量的熱效應(yīng)，有： tjf =?2 =* =（ S） 即得短路電流的發(fā)熱量為： Qd =I?2 （ tjz +tjf ） = *（ +） =1。 45（ KA2 S） 斷路器允許熱效應(yīng)： Qxu = 402 *4=6400（ KA2 S） 所以， Qd ＜ Qxu ，故主保護(hù)動作時(shí)，滿足熱穩(wěn)定要求。 （ 2）斷路器的后備保護(hù)動作時(shí) tb = td = tjs =td +tb =+=（ S） ? =I /I? =查周期分量等值時(shí)間曲線可知 tjz = 由于 tjs ＞ 1S，故可略去非周期分量的熱效應(yīng)，取： tjf =0（ S） 短路電流的發(fā)熱量為： Qd =I?2 （ tjz +tjf ） = *=（ KA2 S） 斷路器允許熱效應(yīng)： Qxu = 6400（ KA2 S） 所以， Qd ＜ Qxu ，故當(dāng)主保護(hù)拒動時(shí)，也可滿足熱穩(wěn)定要求。 三、 110KV 側(cè)斷路器的選擇和校驗(yàn) 考慮到設(shè)備的統(tǒng)一性，所有 110KV 側(cè)斷路器均選用同一型號，其額定電壓，額定電流及開斷 電流均按母聯(lián)斷路器最嚴(yán)重運(yùn)行狀態(tài)選擇。 1． 110KV 側(cè)斷路器的選擇 110KV 側(cè)斷路器要求：額定電壓 110KV， Ie ＞ ,開斷電流 Ikd ＞ ,根據(jù)要求，選用 LW6110 型斷路器，其參數(shù)如下表： 河北 XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 18 型號 額定電壓（ KV） 額定電流 I（ KA） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 固有分閘時(shí)間（ S） 全開 斷時(shí) （ S） LW6110/3150 110 125 50 2． 短路動穩(wěn)定校驗(yàn) LW6110型斷路器動穩(wěn)定電流 Idw =125KA電流，斷路器安裝點(diǎn)的最大短路沖擊電流ich =, Idw ＞ ich ，所以滿足動穩(wěn)定需求。 3． 熱穩(wěn)定校驗(yàn) （校驗(yàn)變壓器回路斷路器） 校驗(yàn)公式：要求 2 *tdI t Q? 求短路電流的計(jì)算時(shí)間 tjs tjs =td +tb tb ：主保護(hù)動作時(shí)間 td ：斷路器固有分閘 時(shí)間 1） LW835/1600型斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn)（ 1）主保護(hù)動作時(shí)間 tb =， td = tjs =td +tb =+=（ S） ? =I /I? =查周期分量等值時(shí)間曲線可知 tjz = ＜ tjs ＜ 1S ，故應(yīng)考慮非周期分量的熱效應(yīng)，有： tjf =?2 =* =（ S） 即得短路電流