【文章內(nèi)容簡介】 所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 （ 3） 地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為 110~220KV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個地區(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。 （ 4） 終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失。 （三） 電力系統(tǒng)供電要求 （ 1） 保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。 （ 2） 保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量，和波形質(zhì)量三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是 否超過給定值來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定值的 5%? ，給定的允許頻率偏移為%HZ? 等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。 （ 3） 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為 1/3，而且電能在變換，輸送，分配時的損耗絕對值也相當(dāng)客觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能消耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗，有極其重要的 意義。 （四）電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn) （ 1） 電能生產(chǎn)的重要性：電能與其它能量之間轉(zhuǎn)換方便，易于大量生產(chǎn)，集中管理，遠(yuǎn)距離輸送，自動控制，因此電能是國民經(jīng)濟(jì)各部門使用的主要能源，電能供應(yīng)的中斷或不足將直接影響國民經(jīng)濟(jì)各部門的正常運(yùn)行。這就要求系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 （ 2） 系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：發(fā)電機(jī)，變壓器，電力線路，電動機(jī)等原件的投入和退出，電力系統(tǒng)的短路等故障都在一瞬間完成，并伴隨暫態(tài)過程的出現(xiàn)，該過程非常短促，這就要求系統(tǒng)有一套非常迅速和靈敏的監(jiān)視，檢測，控制，和保護(hù)裝置。 5 （ 3）電 能發(fā)，輸，配，用的同時性： 電能的生產(chǎn)，分配，輸送和使用幾乎是同時進(jìn)行，即發(fā)電廠任何時候生產(chǎn)的電能必須等于該時刻用電設(shè)備使用的電能與分配，輸送過程中損耗的電能之和，這就要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于運(yùn)行調(diào)度。 （五）電力系統(tǒng)的額定電壓 （ 1） 額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率 S=3UI。當(dāng)輸出功率一定時，電壓越高，電流越小，線路，電氣等的載流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同是由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓越高，對絕緣水 平的要求則越高，變壓器，開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，但從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。 （ 2） 用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓于用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路沿線的實(shí)際電壓于用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。 （ 3） 變壓器額定電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，又相當(dāng) 于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于用電設(shè)備額定電壓。由于變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為 5% ，當(dāng)供電線路較長時，為使正常運(yùn)行時變壓器二次測電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高 5% ，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次測額定電壓應(yīng)較用電設(shè)備額定電壓高 10% ，只有當(dāng)變壓器二次測與用電設(shè)備間電氣距離很近時，其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電 壓的 倍。 6 二、 主接線設(shè)計(jì) （一）對電氣主接線的基本要求 電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線設(shè)計(jì)代表了變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動裝置和控制方式的抑定都有決定性的關(guān)系，對電氣主接線的基本要求，概括的說包括可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 電 氣主接線的設(shè)計(jì)原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針，政策，技術(shù)規(guī)定為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠，調(diào)度靈活，滿足多項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行維護(hù)方便，盡可能節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠，先進(jìn)，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀的原則。 （二） 所要選擇的主接線形式 由負(fù)荷資料知， 35KV 上近期無負(fù)荷。而 10KV 的負(fù)荷中有原料、溶出、沉降、分解、蒸發(fā)、焙燒車間等負(fù)荷，若斷電將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，因而需要保證供電的可靠性；同時，由于 10KV 分解車間分解攪拌屬對電力供應(yīng)的 可靠性要求也是較高的，綜合考慮 35KV 站的投資規(guī)模，故而在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在保證供電的可靠性的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟(jì)因素。 1. 35KV、 10KV 接線形式的選擇 表 接線形式方案對比 單母線分段Ⅰ 雙母線分段Ⅱ 供電可靠性 對重要用戶可以從不同分段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電。當(dāng)一條母線發(fā)生故障是還能保證另一條母線的正常供電。供電可靠性較高。 供電可靠，母線分段使檢修任一回路都不用停電。 運(yùn)行靈活性 接線簡單清晰，運(yùn)行操作方便。 接線相對復(fù)雜，調(diào)度靈活 節(jié)約投資 少用了斷路器、隔離開關(guān)，占地面積小，較經(jīng) 濟(jì)。 雙母分段占地面積大，土建投資大，所用的隔離開關(guān)多。不夠經(jīng)濟(jì)。 7 經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。 本期從東海電廠出 35KV 線路 2 回，直接至氧化鋁廠，根據(jù)設(shè)計(jì)原則可采用單母線分段的接線形式。如下圖 A B C35KV35KVA B C35KVA B C35KVA B C35KV35KV 6～ 10kV 配電裝置出線回路數(shù)目為 6 回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。 本期 10KV 出線回路數(shù)為 12 回，可采用 單母線分段。如下圖 A B C A B C A B C A B CA B CA B C A B C A B C10kv 10kv 10kv 10kv10kv 10kv 10kv 10kv10kv 10kv 具體接線請?jiān)斠姼戒浺恢械碾姎庵鹘泳€圖。 8 三、 負(fù)荷計(jì)算 表 負(fù)荷原始資料： 電壓 等級 線路名稱 最大負(fù)荷 MVA 負(fù)荷組成 （ %） 自然功率 Ifmax (A) 線長 km 備注 一級 二級 三級 10KV 原料車間 20% 20% 182 溶出車間 20% 20% 沉降車間 20% 58 分解車間 70% 30% 107 蒸發(fā)車間 30% 30% 87 被燒車間 5 30% 30% 114 備用一 備用二 備用三 （一）計(jì)算負(fù)荷 綜合最大計(jì)算負(fù)荷： %)1)(c os( m a x. ?? ?? ? itjs PKS K t — 同時系 數(shù)，對于出線回?cái)?shù)較少的情況，可取 ~,出線回?cái)?shù) 9 較多時，取 ~。在本設(shè)計(jì)中， 10KV 中取 ， 6KV 中取 ? %— 線損，取 5% 1. 對于 35KV 段負(fù)荷的計(jì)算 . m a x35 ( ) (1 % )c o sit PSK ????? MVA =179。（ +++++） /179。（ 1+5%）= 10KV 段負(fù)荷的計(jì)算 . m a x6 ( ) (1 % )c o sit PSK ????? =[+ （ + ）/++(+)/]179。（ 1+5%） = 綜上：總的計(jì)算負(fù)荷： ? ?? jsjs ss += 10 四、 變電站主變壓器的選擇 （一） 繞組數(shù)量和連接方式的確定 1. 繞組數(shù)量確定原則 國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分有雙繞組普 通式、三繞組式、自偶式、以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有 35kv、 10kv兩個電壓等級且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通變壓器。 依據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊》規(guī)定指出： 第 條 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(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Ｙ和△型兩種。高中低三側(cè)繞組如何組合，要根據(jù)具體工程來定。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用Ｙ 0 連接， 35KV 亦采用Ｙ型，其中性點(diǎn)通過消弧線圈接地。 35KV以下電壓變壓器繞組都采用△連接。本設(shè)計(jì)中變電站電壓等級為 35/10KV，接線方式采用 YN/d11 的接線方式。 （二）主變阻抗及調(diào)壓方式選擇 根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電氣一次部分），變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。 主變阻抗選擇原則： ① 各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮 流計(jì)算、無功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮； ② 對普通兩繞組變，目前有“降壓型”一種； 為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓方式有兩種，一種稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在 177。 2179。 %以內(nèi)；另一種成為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá) 30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，在下例情況下選用：接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變壓器分接頭質(zhì)量。所以選用 有載調(diào)壓 。 11 （三） 變壓器中性點(diǎn)接地方式和中性點(diǎn)設(shè)計(jì) 電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式有： 1. 10KV 和 35KV 側(cè)中性點(diǎn)接地方式的選擇 10～ 35KV 側(cè)采用中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。 10～63KV 電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式，但當(dāng)單相接地故障電流大于 30A（ 10KV）或 10A（ 35KV）時，中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地。裝消弧線圈時 ,它可直接接到 35KV 側(cè)中性點(diǎn) ,且兩臺主變可共用一臺消弧線圈。 10KV 側(cè)由于是“⊿”型接線，無中性點(diǎn)，故需加接地變，將中性點(diǎn)引處，以接消弧線圈，接地變的容量應(yīng)大于消弧線圈的容量，一般，應(yīng)在 10KV 級的每一段母線上安裝型號一樣，容量相同的接地變。但是電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產(chǎn)生較高的弧光間隙接地過電壓，波及整個電網(wǎng)，所以可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，即經(jīng)消弧線圈接地。 （四） 主變?nèi)萘窟x擇原則 主變?nèi)萘窟x擇一般按變電所建成以后 5～ 10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年發(fā)展。對城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng) 與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。對有重要?fù)荷變電所考慮一臺主變停運(yùn)時，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電所當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其余主變應(yīng)能保證其余負(fù)荷的 60%。同級電壓的單臺降壓容量的級別不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。 在本變電站中，當(dāng)變電站的一臺變壓器停止運(yùn)行時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的 60%，即 SB =S*60%=。同時應(yīng)該能保證用戶的一級和二級負(fù)荷，Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的總和為： SB=179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。 ＋ 179。＋ 179。 ＋ 179。 ＝ ，綜合以上并考慮變壓器容量必須大于 S總 ，再綜合分析，選擇變壓器容量 SB =40000kVA 三臺，查得 35KV三相雙繞組電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為SFZ1040000/35，其參數(shù)如下表： 12 表 主變型號選擇 型號 編號 電壓組合 （ KV） 聯(lián)接 組別 損耗 （ KW） 空載電流(%) 阻抗電壓 高 低 空載 負(fù)載 SFZ1010000/35 1 35 YN11d 高 — 低： SFZ1010000