【文章內容簡介】 a），是在保證了可靠性的前提下最優(yōu)經(jīng)濟方案。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 23（ b）所示。 第 二 章 變壓器的選擇 21 主變的選擇 211 變電站變壓器臺數(shù)的選擇原則 （ 1）對于只供給二類、三類 負荷的變電站，原則上只裝設一臺變壓器。 （ 2）對于供電負荷較大的城市變電站或有一類負荷的重要變電站，應選用兩臺兩臺相同容量的主變壓器，每臺變壓器的容量應滿足一臺變壓器停運后，另一臺變壓器能供給全部一類負荷；在無法確定一類負荷所占比重時，每臺變壓器的容量可按計算負荷的 70%～ 18 80%選擇。 （ 3）對大城市郊區(qū)的一次變電站，如果中、低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設兩臺為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電站，在設計時應考慮裝設三臺主變的可能性；對于規(guī)劃只裝兩臺主變的變電站，其變壓器的基礎宜按大于變壓器容量的 1～ 2級設 計。 212 變電站主變壓器臺數(shù)的確定 待設計變電站由 6KM 處的系統(tǒng)變電所用 35KV 雙回架空 線路供電，以 10KV 電纜供各車間供電。該變電所的一車間和二車間為Ⅰ類負荷，其余的為Ⅱ類負荷。Ⅰ類負荷要求有很高的供電可靠性，對于Ⅰ類用戶通常應設置兩路以上相互獨立的電源供電，同時Ⅱ類負荷也要求有較高的供電可靠性，由選擇 原則的第 2點結合待設計變電站的實際情況，為提高對用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺相同容量的主變壓器。 213 變電所主變壓器容量的確定原則 （ 1）按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，并 適當考慮 10～ 20年的負荷發(fā)展。 （ 2）對重要變電所，應考慮一臺主要變壓器停運后，其余變壓器在計算過負荷能力及允許時間內，滿足Ⅰ、Ⅱ類負荷的供電；對一般性變電所，一臺主變壓器停運 后，其余變壓器應能滿足全部供電負荷的 70%～ 80%。 214 待設計變電所主變壓器容量的計算和確定 變電所主變的容量是由供電負荷（綜合最大負荷） 決定的。 ?? ????????? ????????? )(3 9 1 0700530320300500580500480 )(7 7 4 09507501 4 0 09501 0 0 08507401 1 0 0 KWQ KWP )(8 6 7 13 9 1 07 7 4 0 2222 K V AQPS ????? ?? 每臺變壓器的容量 按計算負荷的 80%選擇。 6 9 3 7%808 6 7 1*%80 ???? SS T （ KVA） 19 經(jīng)查表選擇變壓器的型號為 SZ98000/35 ，即額定容量為 8000 KVA ， 因為%92%10086718000 ???SS N ＞ %80 ，即選擇變壓器的容量滿足要求。 215 主變壓器繞組數(shù)的確定 國內電力系統(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、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設計變電所有 35KV、 10KV 兩個電壓等級且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。 216 主變壓器相數(shù) 的確定 在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來說投資大、占地多、運行規(guī)模也較大，同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作量，待設計變電所謂 35KV 降壓變電所，在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，故選用三項變壓器。 217 主變壓器調壓方式的確定 為了確保變電所供電量，電壓必須維持在允許范圍內，通過變壓器的分接頭開關切換，改變變壓器高壓側繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調壓，調整范圍通常在 ? 2? %以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達 30%，但其結構較復雜，價格較貴，由于待設計變電所的符合均為Ⅰ、Ⅱ類重要負荷，為確保供電質量，有較大的調整范圍，我們選用有 載 調壓方式。 218 主變壓器繞組連接組別的確定 變壓器的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形兩種，因此對于三相雙繞組變壓器的高壓側， 110KV及以上電壓等級，三相繞組都采用“ YN”連接， 35KV 及以下采用“ Y” 連接；對于三相雙繞組變壓器的低壓側，三相繞組采用“ d” 連接，若低電壓側電壓等級為 380/220V，則三相繞組采用“ yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“ Ynd11” 常規(guī)連接的變壓器連接組別。 20 219 主變壓器 冷卻方式的選擇 電力變壓器的冷卻方式，隨其型號和容量不同而異，一般有以下幾種類型： （ 1） 自然風冷卻：一般適用于 7500KVR 一下小容量變壓器，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管型輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。 （ 2） 強迫油循環(huán)水冷卻：對于大容量變壓器，單方面加強表面冷卻還打不到預期的冷卻效果 。故采用潛油泵強迫油循環(huán)，讓水對油管道進行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利散熱效率高、節(jié)省材料、減少變壓器本體尺寸，但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關附件且對冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會嚴重地影響油的絕緣性能。故油壓應高于水壓 ～ ，以免水滲入油中。 （ 3） 強迫空氣冷卻：又簡稱風冷式。容量大于等于 8000KVA 的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使 有輻射器的散熱裝置仍達不到要求時，常采用人工風冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺電動風扇，用風吹冷卻器， 使油迅速冷卻，加速熱量散出，風扇的啟停可以自動控制，亦可人工操作。 （ 4） 強迫油循環(huán)導向風冷卻：近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構成變壓器的油循環(huán)。 （ 5） 強迫油循環(huán)風冷卻：其原理與強迫油循環(huán)水冷相同。 （ 6） 水內冷變壓器：變壓器繞組用空心導體制成，在運行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)將變壓器中熱量帶走，但水系統(tǒng)比較復雜且變壓器 價格比較高。 待設計變電所主變的容量為 8000KVA,為使主變的冷卻方式既能達到預期的冷卻效果，有簡單、經(jīng)濟，我們選用強迫空氣 冷卻，簡稱風冷卻。 綜上得該變電所的主變型號及相關參數(shù)如下表 11 所示： 表 21 變壓器型號 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連 接組 標號 損耗 （ KW） 阻抗電壓（％） 空載電流（％） 高壓 低壓 空載 負載 SZ98000/35 8000 35 Ynd11 21 22 所用變的選擇 目前可供選 擇的所用變壓器的型式有油浸式和干式兩種，后者又分為普通干式和 環(huán)氧樹脂澆注式等。三種變壓器作為自用變各具有特點。油浸式的特點是過載能力強，屋內外均可布置，維修簡便，價格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻介質，屋內外必須要有防火防爆小間，同時檢修、維護復雜；干式變壓器的特點是無油，防火性能較好，布置簡單，可就近布置在中壓開關柜附近，縮短了電纜長度并提高供電可靠性，還可節(jié)省間隔及土建費用，但過載能力低，絕緣余度小，在有架空線路直接連接的場合不宜使用，一面遭受感應雷過電壓；環(huán)氧樹脂澆注式的特點 是具有一定的防塵耐潮和難燃的優(yōu)點，比普通干式變更佳，但價格相對昂貴。隨著干式變壓器生產(chǎn)技術的不斷進步，已能生產(chǎn)出散熱性能更好、體積小、過載能力大的干式變壓器。 由于油浸式變壓器屋內布置需要防火防爆小間，且要考慮通風散熱以及事故排油設施，因此，待設計變電所采用干式變壓器。 221 所用變 臺數(shù)的選擇 待設計的變電所中采用 2 臺所用變。且分別接在兩個獨立引接點。正常運行時各分擔一半的自用負荷；當其中一個電源停電或發(fā)生故障時，由另一臺所用變 擔負全部自用負荷。 222 所用變 容量的選擇 所用變壓器負荷計算采用換 算系數(shù)法，不經(jīng)常 短時及不經(jīng)常斷續(xù)運行的負荷均可不列入計算負荷。當有備用所用變壓器時，其容量應與工作變壓器相同。 所用變壓器容量按下式計算： S≥ K1∑ P1+∑ P2 式中 S—— 所用變壓器容量（ KVA） 。 ∑ P1—— 所用動力負荷之和（ KW） 。 K1—— 所用動力負荷換算系數(shù)，一般取 K1=； 22 ∑ P2—— 電熱及照明負荷之和（ KW） 。 經(jīng)分析，我們把 所用電的主要負荷中： 主充電機、浮充電機、 蓄電池室通風、屋內配電裝置通風歸為動力負荷，把交流電焊機、檢修實驗用電、載波、照明負 荷和生活用電歸為電熱及照明負荷。則： )( KWP ??????? )( KWP ??????? ?????? ?? PPKS （ KVA） 由以上數(shù)據(jù) 查表 得選擇所用變的型號及相關參數(shù)如下表 12所示： 表 22 型號 額定電壓 (kV) 額定容量（ KVA） 連接 組別 損耗（ KW） 阻抗電壓 空載電流 高壓 低壓 空載 負載 S9100/35 %535? 100 Yyn0 % % S9 80 Yyn0 % % 第三章 短路電流的計算 31 短路的基本知識 電力系統(tǒng)正常運行方式的破壞多數(shù)是由于短路故障引起的，系統(tǒng)中將出現(xiàn)比正常運行時的額定電流大許多倍的短路電流，其數(shù)值可達幾萬甚至幾十萬安。因此，在變電所設計中必須全面地考慮短路故障各種影響。 變電所中各種電器設備必須能承受短路電流的作用，不致因過熱或電動力的影響而損壞。例如，斷路器必須能斷開可能通過的最大短路電流；電流互感器應有足夠的過電流倍數(shù)；母線效驗短路時要承受最大應 力；接地裝置的選擇也與短路電流的大小有關等。 短路電流的大小也是比較主接線方案、分析運行方式時必須考慮的因素。系統(tǒng)短路 23 時還會出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點處尤為嚴重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。為限制故障范圍，保護設備安全，繼電保護裝置必須整定在主回路通過短路電流的準確動作。 由于上述原因，短路電流計算稱謂變電所電氣部分設計的基礎。選擇電氣設備時通常用三相短路電流，效驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流或單相接地電流。工程設計主要計算三相短路電流。 32 計算短路電流的目的 短路故障對電力系統(tǒng) 的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統(tǒng)的設計，設備的選擇以及系統(tǒng)運行中，都應該著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后腰盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。 短路電流計算具體目的是； （ 1） 選擇電氣設備。電氣設備，如開關電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗是以短路電流計算結果為依據(jù)的 。 （ 2） 繼電保護的配置和整定。系統(tǒng)中影配置哪些繼電保護以及繼電保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡各支路中的分布，并要作多種運行方式的短路計算。 （ 3） 電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設計中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容 。 （ 4） 通信干擾。在設計 110KV 及以上電壓等級的架空輸電線時，要計算短路電流，以確定電力線對臨近架設的通信線是否存在危險及干擾影響。 （ 5） 確定分裂 導線間隔棒的間距。在 500KV 配電裝置中，普遍采用分裂導線做軟導線。當發(fā)生短路故障時，分裂導線在巨大的短路電流作用下，同相次導線間的電磁力很大，使導線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴重情況下，該張力值可達故障前初始 24 張力的幾倍甚至幾十倍，對導線、絕緣子、架構等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構受力，工程上要按最大可能 出現(xiàn)的短路電流確定分裂導線間隔的安裝距離。 短路電流計 算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等。 33 短路電流實用計算的基本假設 考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實際情況，要進行準確的短路計算是相當復雜的，同時對解決大部分實際問題，并不要求十分精確的計算結果。例如，選擇效驗電氣設備時，一般只需近似計算通過該設備的最大可能的三相短路電流值。為簡化計算，實用中多采用近似計算方法。這種近似計算法在電力工程中被稱為短路電流實用計算。它是建立在一系列的假設基礎上的，其計算結果稍偏大 。短路電流實用計算的基本假設如下： （ 1） 短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)是對稱的三相系統(tǒng)。 （ 2） 電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機電勢的相角在短路過程中都相同，頻率與正常工作時相同。 （ 3） 變壓器的勵磁電流和電阻、架空線的電阻和相對地電容