【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 1740 1640 1804 2220 10701250 總的來(lái)說(shuō)，在無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的應(yīng)用方面，選擇哪一種補(bǔ)償方式，還要依電網(wǎng)的狀況而定，首先對(duì)所補(bǔ)償?shù)木€(xiàn)路要有所了解，對(duì)于負(fù)荷較大且變化較快的工況，這樣的線(xiàn)路采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，節(jié)能 效果明顯。對(duì)于負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)得線(xiàn)路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式，也可使用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 3章 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 變壓器選擇原則 一、考慮變壓器的過(guò)負(fù)荷問(wèn)題 變壓器是具有過(guò)負(fù)荷潛力的，其原因是： （ 1）變壓器在運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷不可能保持恒定不變，在晝夜 24 小時(shí)中，很多時(shí)間低于，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于變壓器的額定容量值。 （ 2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，變壓器運(yùn)行時(shí)周?chē)罡邭鉁貫?40 攝氏度，最高日平均氣溫為 +30 攝氏度，實(shí)際上，即使是我國(guó)最熱的地區(qū)也不可能全年固定維持在這個(gè)溫度上。 （ 3） 選擇變壓器容量時(shí)，有時(shí)要考慮系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)變壓器的過(guò)負(fù) 荷，以保證整個(gè)地區(qū)用電的運(yùn)行狀態(tài)，因此，在正常工作時(shí)，變壓器往往達(dá)不到它的額定值。 二、考慮變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇的問(wèn)題 選擇變電所變壓器的數(shù)量和容量時(shí)，應(yīng)考慮以下的條件： （ 1）用電負(fù)荷的分類(lèi)及不能供電中斷的程度； （ 2）電源可供進(jìn)線(xiàn)的條件； （ 3）負(fù)荷的均衡性，為減少電能損耗，有時(shí)需要選擇兩臺(tái)變壓器； （ 4）有無(wú)大型沖擊負(fù)荷，如某工廠(chǎng)大型的高壓電動(dòng)機(jī)、大型的電爐等； （ 5）運(yùn)輸及建筑物高度等。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定：根據(jù) 《電 力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，與電力系統(tǒng)連接的變壓器一般不超過(guò)兩組。 變電 所主變壓器容量一般應(yīng)按 510 年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇。根據(jù)城市規(guī)劃，負(fù)荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對(duì)于重要變電所應(yīng)考慮以 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量在計(jì)及負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)及Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的供電。 變壓器容量首先應(yīng)滿(mǎn)足在 cS 下，變壓器能夠可靠運(yùn)行。 對(duì)于單臺(tái)： （ 31） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 對(duì)于兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行： （ 32） （ 33） （ 34） 變壓器除滿(mǎn)足以上要求外還需要考慮變電所發(fā)展和調(diào)整的需要，并考慮 510年的規(guī)劃，并留有一定的裕量并滿(mǎn)足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件。 根據(jù)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，一般是采用兩臺(tái)變壓器互為備用。對(duì)于兩臺(tái)互 為備用并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，變電所通常采用兩臺(tái)等容量的變壓器，單臺(tái)變壓器容量視它們的備用方式而定： 1)暗備用：兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的50%，此時(shí)，變壓器的容量應(yīng)按變壓器最大負(fù)荷的 70%選擇 。這種暗備用的運(yùn)行方式具有投資省，能耗小的特點(diǎn)，在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。 2)明備用：一臺(tái)變壓器工作，另一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行作為備用。此時(shí)，兩臺(tái)變壓器按最大負(fù)荷時(shí)變壓器負(fù)荷率為 100%考慮，較暗備用能耗大，投資大，故在實(shí)際中不常采用。 變壓器選擇方法：根據(jù)負(fù)荷計(jì)算出的 ， 由于采用兩臺(tái)變壓器互為暗備用并聯(lián)運(yùn)行，單臺(tái)變壓器容量按 70%* 選擇，并考慮 510 年規(guī)劃，留有 15%的發(fā)展余地。 （ 35） 所選擇的變壓器容量 即可?？紤]兩臺(tái)主變壓器互為暗備用，單臺(tái)容量按計(jì)算容量 的 70%選擇?？紤] 510 年的計(jì)算規(guī)劃并留有一定的裕量， 則所選的變壓器容量大于 即可。 本設(shè)計(jì)所以選擇兩臺(tái)： 2*SFSZ9— 31500/110 型變壓器。其技術(shù)參數(shù)如 表 31： 表 SFSZ931500/110型變壓器技術(shù)參數(shù)表 產(chǎn)品型號(hào) 額定容量（ kVA） 高壓（ KV） 低壓（ kV） 聯(lián)接組 標(biāo)號(hào) 空載損耗（ kW） 負(fù)載損耗 (kW) 空載電流（ %） 短路阻抗（ %） SFSZ931500/110 31500 110 11 Ynd11 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 4章 電氣主接線(xiàn)的確定 電力系統(tǒng)是有發(fā)電廠(chǎng)，變電所，線(xiàn)路及用戶(hù)組成。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，而主接線(xiàn)代表了變電所的電氣部分的主體結(jié)構(gòu) ，是電力系統(tǒng)接線(xiàn)的主要組成部分，是變電所設(shè)計(jì)的首要部分。關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，靈活經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電，變電，輸電，用電是在同一時(shí)刻完成的，所以主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的好壞也影響工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題，必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)因素，力求使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。同時(shí)，主接線(xiàn)是保證電網(wǎng)安全可靠，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置，選擇自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 主接線(xiàn)的基本要求 ： （ 1）安全性 ； （ 2） 可靠性 ； （ 3）靈活性 ； （ 4）經(jīng)濟(jì)性 總之，變電所通過(guò)合理的接線(xiàn)。設(shè)備無(wú)油化。布置的緊湊以及綜合自動(dòng)化技術(shù)，并將通信設(shè)施并入主控室，簡(jiǎn)化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計(jì)，節(jié)約材料，減少人力物力的投入，并能可靠安全的運(yùn)行，避免不必要的定期檢修，達(dá)到降低投資的目的。 主接線(xiàn)方案比較 通常的 5 種主接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)比較，如下表： 表 接線(xiàn)方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 單母線(xiàn) 接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置； 不夠靈活可靠，任一元件（母線(xiàn)及母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān) 等）故障檢修，均需要使整個(gè)配電裝置停電，單母線(xiàn)可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線(xiàn)故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線(xiàn)段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 續(xù) 單母線(xiàn) 分段 用斷路器把母線(xiàn)分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切斷，保障正常母線(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。 當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要在檢修期間停電；當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均等擴(kuò)建。 雙母線(xiàn) 輪 流修理母線(xiàn)而不致使引起供電中斷；修理任何一母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)僅使本回路斷開(kāi)；在工作母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)備用母線(xiàn)能迅速的恢復(fù)供電；修 理其一回路德斷路器時(shí)可利用備用母線(xiàn)及母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)斷路器，不使本回路的 供電長(zhǎng)期中斷。 母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)作用作操作電器，在負(fù)載情況下進(jìn)行各種切換操作過(guò)程的失誤，將引起母線(xiàn)短路，造成極為嚴(yán)重的后果；母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目增加，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。 外橋 聯(lián)絡(luò)斷路器接在主變壓器的外側(cè)，便于變壓器的正常投切操作及切除其故障。適用于線(xiàn)路較短、故障率較低、主變壓器需按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求經(jīng)濟(jì)投切。以及電力系統(tǒng)有較大穿 越功率通過(guò)橋聯(lián)回路的場(chǎng)合。 線(xiàn)路投入和切除時(shí)操作較復(fù)雜 內(nèi)橋 聯(lián)絡(luò)斷路器接在線(xiàn)路斷路器的內(nèi)側(cè)。便于線(xiàn)路的正常投切操作及切除其短路故障，這種接線(xiàn)適用于變壓器不需經(jīng)常切換輸電線(xiàn)路較長(zhǎng)故障，機(jī)會(huì)多穿越功率較少的場(chǎng)合。 變壓器操作較復(fù)雜 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)方案 一、 方案一： 110KV 采用帶母線(xiàn)型內(nèi)橋接線(xiàn)， 10KV 采用帶有母聯(lián)斷路器的雙母線(xiàn)接線(xiàn)型式，母聯(lián)斷路器和橋聯(lián)斷路器均帶有備用電源自動(dòng)投入裝置 。（接線(xiàn)見(jiàn)圖） （ 1） 110KV 帶母線(xiàn)型內(nèi)橋接線(xiàn) 110KV 帶母線(xiàn)型內(nèi)橋接線(xiàn)方式用于兩臺(tái)變壓器進(jìn)出線(xiàn)回路為兩回的情 況。由于本變電所的容量不是很大，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以知道，變壓器的故障率很小，且不經(jīng)常切換，并通過(guò)橋聯(lián)斷路器將兩母線(xiàn)和變壓器聯(lián)系起來(lái)。內(nèi)橋接線(xiàn)在線(xiàn)路的 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 切除或投入時(shí)，不影響其余回路的工作，且操作簡(jiǎn)單。雖然其在切入或投入變壓器時(shí)，要使相應(yīng)的線(xiàn)路停電，并考慮復(fù)雜。但由于現(xiàn)實(shí)中變壓器的故障率很小且不經(jīng)常切換，所以不予考慮。雖然單母線(xiàn)分段較內(nèi)橋接線(xiàn)操作較為方便，靈活，但其增加了兩臺(tái)高壓斷路器的投資。內(nèi)橋接線(xiàn)的可靠性也比較高，對(duì)于本設(shè)計(jì)的變電所已經(jīng)足夠。，從本次設(shè)計(jì)的變電所的地位可知，該變電所是一般的變電所，且是一個(gè)向負(fù)荷 供電的終端變電所。因此可靠性要求不是極高，所以?xún)?nèi)橋接線(xiàn)可以滿(mǎn)足要求。故 110KV 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)橋接線(xiàn)。 （ 2） 10KV 采用帶有母聯(lián)斷路器的雙母線(xiàn)接線(xiàn)的分析 圖 方案一： 110KV采用帶母線(xiàn)型內(nèi)橋接線(xiàn)， 10KV采用帶有母聯(lián)斷路器的雙母線(xiàn)接線(xiàn)型式 由原始資料出線(xiàn) 18 回，則可以知道：負(fù)荷對(duì)供電的可靠性要求比較高。雙母線(xiàn)接線(xiàn)有兩組母線(xiàn)，并可以互為備用。每一電源和出線(xiàn)都裝有一臺(tái)斷路器，并有兩組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，分別與兩組母線(xiàn)相連，兩組母線(xiàn)則通過(guò)母聯(lián)斷路器進(jìn)行聯(lián)系起來(lái)。 二、 方案二： 110KV 采用 單母線(xiàn)分段， 10KV 側(cè)采用單母線(xiàn)分段和帶專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線(xiàn)接線(xiàn)型式。 （接線(xiàn)見(jiàn)圖 ） （ 1） 110KV 單母分段接線(xiàn) 單母線(xiàn)分段用斷路器進(jìn)行分段，這種接線(xiàn)方式可以提高可靠性和靈活性，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩回饋電線(xiàn)路，由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電。根據(jù)實(shí)際的 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，兩母線(xiàn)同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。對(duì) 110KV 等級(jí)進(jìn)出線(xiàn)回?cái)?shù)為 34 回時(shí)可以采用此接線(xiàn)方式，本設(shè)計(jì)變電所 110KV 進(jìn)線(xiàn)為兩回。 （ 2） 10KV 采用單母分段帶旁路接線(xiàn) 斷路器經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷數(shù)次斷路電流，都需要進(jìn)行檢修，為了能使采用單母線(xiàn) 圖 方案二： 110KV采用單母線(xiàn)分段， 10KV側(cè)采用單母線(xiàn)分段和帶專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線(xiàn)接線(xiàn)型式。 分段或雙母線(xiàn)的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不致中斷該回路供電，可增設(shè)旁路。方案二中采用了單母線(xiàn)分段帶專(zhuān)用旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)，從給定的原始資料可以知道，本變電所的出線(xiàn)回路為 18 回，由于回路數(shù)較多則可以考慮架設(shè)專(zhuān)用的旁路母線(xiàn)。該接線(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)有：其提高了供電的可靠性性和靈活性，并可以通過(guò)旁路母線(xiàn)在保證向負(fù)荷不間斷供電的情況下檢 修出線(xiàn)上的斷路器。但這種接線(xiàn)一旦母線(xiàn)故障，有 50%的停電率，這種接線(xiàn)增加了一格旁路斷路器的投資，并且在檢修斷路器時(shí)其倒閘操作繁瑣，根據(jù)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以知道，變電所，發(fā)電廠(chǎng)出現(xiàn)的事故，多數(shù)是由人為誤操作所致。單母線(xiàn)分段帶旁路的接線(xiàn)出現(xiàn)誤操作的幾率很大，所以本設(shè)計(jì)不予采納。 在本方案中采用 雙母線(xiàn)接線(xiàn)較單母線(xiàn)接線(xiàn)具有更高的的可靠性和靈活性。其有顯著的特點(diǎn)： 1） 供電可靠通過(guò)兩組母線(xiàn)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線(xiàn)而不致使供電 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 中斷。一組母線(xiàn)故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)所屬 的一條線(xiàn)路與此隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線(xiàn)其他電路則可以通過(guò)另一母線(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行。 2） 調(diào)度靈活：各個(gè)電源和負(fù)荷可以任意分配到任一母線(xiàn)上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要，通過(guò)倒閘操作可以組成各種運(yùn)行方式： ，一組母線(xiàn)工作，另一母線(xiàn)作為備用，相當(dāng)于單母線(xiàn)運(yùn)行。 ，并通過(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線(xiàn)上，這是目前采用最廣泛的運(yùn)行方式，它的繼電保護(hù)相對(duì)較簡(jiǎn)單。有時(shí)為了系統(tǒng)需要，亦可以將母聯(lián)斷路器斷開(kāi)（處于熱備用狀態(tài)）兩組母線(xiàn)同時(shí)運(yùn)行，此時(shí)這個(gè)變電 所相當(dāng)于分裂為兩個(gè)電廠(chǎng)向各負(fù)荷送電，這種運(yùn)行方式常用于最大運(yùn)行方式時(shí)，以限制斷路電流。 雙母線(xiàn)接線(xiàn)的運(yùn)行方式則可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇，其運(yùn)行的靈活性遠(yuǎn)比單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)的高，這亦是本設(shè)計(jì)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)的一個(gè)原因。 3） 擴(kuò)建容易：在擴(kuò)建時(shí)可以向雙母線(xiàn)左右兩方向擴(kuò)建，均不會(huì)影響兩組母線(xiàn)的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中不會(huì)造成其他回路的停電。 由于雙母線(xiàn)具有較高的可靠性且應(yīng)用廣泛，其繼電保護(hù)也相對(duì)簡(jiǎn)單，繼電保護(hù)對(duì)線(xiàn)路部分主要是保護(hù)母線(xiàn)，并根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，雙母線(xiàn)同時(shí)故障的幾率很小，所以不予考慮雙母 線(xiàn)同行停運(yùn)的可能性雙母線(xiàn)接線(xiàn)較單母線(xiàn)接線(xiàn)具有更高 三、 兩方案的經(jīng)濟(jì)性比較 方案一：使用 110KV 高壓斷路器 3 臺(tái)， 110KV 高壓隔離開(kāi)關(guān) 8 臺(tái)， SFZ9—16000/110 型變壓器， 10KV 等級(jí)斷路器 21 臺(tái)，隔離開(kāi)關(guān) 47 臺(tái)，雙母線(xiàn)。 方案二：：使用 110KV 高壓斷路器 5 臺(tái)， 110KV 高壓隔離開(kāi)關(guān) 10 臺(tái)， SFZ9—16000/110 型變壓器， 10KV 等級(jí)斷路器 17 臺(tái)，隔離開(kāi)關(guān) 46 臺(tái)，單母線(xiàn)分段，一組旁路母線(xiàn)。由此可以知道，方案的得投資較省，經(jīng)濟(jì)性較好。 綜合可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面，從以上的分析可以知道，方案 一具有很顯著的優(yōu)勢(shì)，所以本次設(shè)計(jì)的電氣主接線(xiàn)選擇方案一。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 5章 短路計(jì)算 短路電流的概述 供電系統(tǒng)應(yīng)該正常地不間斷地