【文章內(nèi)容簡介】 障多，跳閘頻繁，將影響變電站負(fù)荷的可靠性。 從現(xiàn)階段負(fù)荷的可靠性來說，用戶對(duì)可靠的要求越來越高，已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的供電可靠性提出了更高的要求，同時(shí)由于供電企業(yè)自身的需要增供擴(kuò)銷的內(nèi)在要求，變電站 110KV 側(cè)也可設(shè)計(jì)成雙母線或單母分段山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 帶旁路母線較合適。因此從現(xiàn)場運(yùn)行和供電企業(yè)自身的需要，經(jīng)濟(jì)條件比過去好許多。 由以下分析，最終初步將方案四和方案三淘汰掉，對(duì)方案一和方案二進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。最終確定一個(gè)最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2． 4 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較 △ P0= 本節(jié)是將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì) 比較。經(jīng)濟(jì)計(jì)算是從國民經(jīng)濟(jì)整體利益出發(fā)，計(jì)算電氣主接線各比較方案的費(fèi)用和效益，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。 在經(jīng)濟(jì)比較中，一般有投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。 1．主變壓器的選擇 主變?nèi)萘康拇_定： Sn=?cos = (80+35)/ ==81176KVA 選 SSPSL90000 型，選擇結(jié)果如表 21： 表 21 SSPSL90000型變壓器參數(shù) 型號(hào)及容量(KVA) 額定電壓 高 /中 /低(KV) 連接組 損耗 (KW) 阻抗電壓(%) 空載電流(%) 運(yùn)輸重量(t) 參考價(jià)格(萬元 ) 綜合投資(萬元 ) 空載 短路 高中 高低 中低 高中 高低 中低 SSPSL90000 110/Y0/Y0/△1211 90 90 68 17 6 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 2．主變?nèi)萘勘鹊拇_定 (1)35KV 側(cè)： S2n＝ 80/＝ ＝ 94118KVA %30%%100900002 941182 ?????nnSS (2)10KV 側(cè)： S3n＝ 35/＝ ＝ 41176KVA %%100900002 411763 ????nnSS (3)因 35KV 側(cè)大于變壓器容量的 30%，故確定主變?nèi)萘勘葹?00/100/50。 3．計(jì)算方案一與方案二的綜合投資 Z (1)方案二的綜合投資 (110KV 側(cè)、 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)均要采用雙母線接線 ) ①．主變： 2萬元 ②． 110KV 母線： ( 4)萬元 35KV 母線： (+ 4)萬元 10KV 母線： (+ 4)萬元 以上各項(xiàng)數(shù)字及意義如表 22 所示： 表 22斷路器的項(xiàng)目參數(shù) 斷路器型號(hào) 電壓 進(jìn)出線數(shù) 單母線分段帶旁路 雙母線 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 主變 饋線 投資 增、減一個(gè) 饋路投資 投資 增、減一個(gè) 饋路投資 SW1110 110 2 6 SW235 35 2 6 10 2 6 ③． Z0＝ 2+( 4)+(+ 4)+(+ 4)＝ (其中， Z0為 主體設(shè)備的綜合投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置等設(shè)備的綜合投資 ) ④． Z=Z0(1+α /100)= (1+90/100)= 萬元 (其中， α 為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)， 110KV 取 90) (2)方案四的綜合投資 (110KV 側(cè)、 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)均采用單母分段帶旁路母線接線形式 ) ①．主變： 2萬元 ②． 110KV 母線： ( 4)萬元 35KV 母線： (+ 4)萬元 10KV 母線： (+ 4)萬元 以上各項(xiàng)數(shù)字及意義如表 22 所示： ③． Z0＝ 2+( 4)+(+ 4)+(+ 4)＝ ④． Z=Z0(1+α /100)= (1+90/100)= 萬元 (其中， α 為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)， 110KV 取 90) 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 4．計(jì)算方案一與方案二的年運(yùn)行費(fèi)用 (1)方案二的年運(yùn)行費(fèi)用 △ Q0=I0% Sn/100= 90000/100=1440KVar △ Ps(12)=90KW △ Ps(13)=90KW △ Ps(23)=68KW △ Ps1=1/2(△ Ps(12)+△ Ps(13)△ Ps(23)) =1/2(90+9068) =56kw △ Ps2=1/2(△ Ps(12)+△ Ps(23)△ Ps(13)) =1/2(90+6890) =34kw △ Ps3=1/2(△ Ps(13)+△ Ps(23)△ Ps(12)) =1/2(90+6890) =34kw △ P=△ Ps1+△ Ps2+△ Ps3 =56+34+34 =124kw Ud(12)%=17 Ud(13)%= Ud(23)%=6 Ud1%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(13)% Ud(23)%) =1/2(17+) = Ud2%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(23)% Ud(13)%) =1/2(17+) = Ud3%= 1/2(Ud(23)%+ Ud(13)% Ud(12)%) 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 =1/2(6+) = Ud%= Ud1%+ Ud2%+ Ud3% =+ = △ Q= Ud% Sn/100= 90000/100=15075kWar S1=(35000+80000)/= S2=80000/= S3=35000/= T0=8000h 由 Tmax=5000 τ ＝ 3500h 由以上數(shù)據(jù)可算出△ A： △ A=n(△ P0+K△ Q0)+1/2n(△ P+K△ Q) (nnnn SSSSSSS323222221 ?? )τ =2(+ 1440) 8000+ 221? (124+ 15075) ( 90 00090 000 17690 000 11790 000 5294 22222 ??? ) =331 8000+ (++) 3500 = h U1=2△ A 104+u1+u2 = 104+ + = 萬元 (2)方案一的年運(yùn)行費(fèi)用 因?yàn)椤?A與方案二相同，故這里不做重復(fù)計(jì)算 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 U4=2△ A 104+u1+u2 = 104+ + = 萬元 經(jīng)濟(jì)比較方案一和方案二的綜合投資和年運(yùn)行費(fèi)用，方案一都低于方案二，故最終確定方案一為最優(yōu)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2． 5 10KV 電纜出線電抗器的選擇 1．電壓： Ug≤ Un 所以 Ug＝ 10KV Un＝ 10KV 所以 Ug＝ Un 2．電流： = 352c os3 10/2 ??? ???nUP= 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 3 短路 電流 計(jì)算 選擇電氣設(shè)備、整定繼電保護(hù)、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計(jì)算的最終 目的。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。 短路概述 電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運(yùn)行狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)、短路故障。在電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其相與相之間，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線與相線之間，都是通過負(fù)荷或阻抗連接的。 造成短路原因 電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電 氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。絕緣損壞大多是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行不當(dāng)所致，如由于設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。此外，飛禽及小動(dòng)物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造成短路。 短路危害 ，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚 至幾十倍，如 6— 10kV 的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬甚至幾十萬安。 。 ，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。因此，電氣裝置中所選的各種電氣設(shè)備還應(yīng)有足夠的電動(dòng) (機(jī)械 )穩(wěn)定度。 ，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。 ．特別是靠近短路點(diǎn)處降低得更多，短路點(diǎn)的電壓為零，結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞。當(dāng)電壓降低到額定值 的 80％左右時(shí)，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到 30％一 40％。并持續(xù)達(dá) 1s 以上時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使工廠產(chǎn)品報(bào)廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。 由此可見。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點(diǎn)、類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確 地選擇具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。 3． 4 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 （ 1） 計(jì)算的基本情況： ① 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 ② 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 ③ 短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。 ④ 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。 ⑤ 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。 （ 2）接線方式： 計(jì)算短路電流 時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 （ 3）計(jì)算容量： 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后 5－ 10年） （ 4）短路種類： 一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn) （ 5）短路計(jì)算點(diǎn)： 在正常接線方式中，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。 對(duì)于帶電抗器的 6－ 10KV 出線與廠用分支線回路母線至母線隔離開關(guān)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取電抗器前。選擇其導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。 3． 5 計(jì)算步驟 （ 1）選擇計(jì)算短路點(diǎn) （ 2）畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 ① 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗 Xd。 ② 選取基準(zhǔn)容量 Sb和基準(zhǔn)電壓 Ub(一般取后級(jí)的平均電壓 ) ③ 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值 ④ 給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào) （ 3）求計(jì)算電抗 Xjs （ 4）由運(yùn)算曲線查出 (各電源供給的短路電流周 期分量標(biāo)幺值運(yùn)算曲線只作到 Xjs=)。 （ 5）計(jì)算短路電流周期分量有名值和標(biāo)幺值。 （ 6）計(jì)算短路電流沖擊值。 （ 7）計(jì)算全電流最大有效值。 （ 8）計(jì)算短路容量。 （ 9）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 3． 6 變壓器及電抗器的參數(shù)計(jì)算 變壓器參數(shù)的計(jì)算 1．主變壓器參數(shù)計(jì)算 經(jīng)濟(jì)比較時(shí)已算出： Ud1%= Ud2%= Ud3%= XB*.1= %1 ??? nbd SSU= XB*.2= %2 ??? nbd SSU= XB*.3=90100100 %3 ???? nbd SSU= 2．站用變壓器參數(shù)計(jì)算 山東科 技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 由查明： Ud%=4 XB*.4=% ??? nbd SSU=8 3．電抗器電抗標(biāo)幺值計(jì)算 XK.*= X*N ????? bNNb UUII= 3． 變電所網(wǎng)絡(luò)化簡 依據(jù)本變電所選定的接線方式及設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡如下：（系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，歸算到 Sb＝ 100MVA 的等值電抗 Xs＝ ） S0 . 5— —X s1 1 0 K V0 . 0 1 9_ _ _ _X 10 . 0 1 9_ _ _ _X 1 39。8_ _ _ _ x 20 . 8 3 8_ _ _ _x k 0 . 0 0 3_ _ _ _ _ _ _x 30 . 0 6 9_ _ _ _ _X 3