【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 A— 變壓器電能損失 (kw178。 h) ②三繞組變壓器 △ A＝ n(△ 0P ＋ K△ 0Q )T＋ n1 [(△ kP1 ＋ K△ kQ1 ) max1? ＋ (△ kP2 ＋ K△ kQ2 ) max2? ＋(△ kP3 ＋ K△ kQ3 ) max3? ] 式中 : n— 臺(tái)數(shù) ,T— 三繞組變壓器的年運(yùn)行小時(shí)數(shù) ,K— 無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量 ,系統(tǒng)中的變壓器取 △ 0P ﹑△ 0Q — 分別為 三繞組變壓器的空載有功損耗和空載無功損耗 KW △ kP1 ﹑△ kP2 ﹑△ kP3 — 分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側(cè)繞組的有功損耗 KW △ kQ1 ﹑△ kQ2 ﹑△ kQ3 — 分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側(cè)繞組的無功損耗 KVAR max1? ﹑ max2? ﹑ max3? — 分別為三繞組變壓器一﹑二﹑三側(cè)繞組最大負(fù)荷損耗時(shí)間 h 主變的參數(shù)如下表： 空載損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 % 高中 高低 中低 135 720 1214 2224 79 0Q? ＝ 0I ％179。 10NS ＝ 179。 2400＝ 2160 KQ1? ＝ 1U ％179。 10NS ＝ 14179。 2400＝ 33600 KQ2? ＝ 2U ％179。 10NS ＝－ 1179。 2400＝－ 2400 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 KQ3? ＝ 3U ％179。 10NS ＝ 9179。 2400＝ 21600 T＝ 6500, max1? ＝ 6500﹑ max2? ＝ 4500﹑ max3? ＝ 4000 A? ＝ n(△ 0P ＋ K△ 0Q )T＋ n1 [(△ kP1 ＋ K△ kQ1 ) max1? ＋ (△ kP2 ＋ K△kQ2 ) max2? ＋ (△ kP3 ＋ K△ kQ3 ) max3? ] ＝ 40202200 kw178。 h 方案一與方案二的年運(yùn)行費(fèi)用： 方案一： 1U ＝ a△ A＋ ＝ 4020220＋ ＝ 萬元 方案二： 2U ＝ a△ A＋ ＝ 4020220＋ ＝ （ 4）方案的確定 ① 技術(shù)的比較：?jiǎn)文妇€分段接線簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，有利于變電站的運(yùn)行。雙母線接線可靠性較高，能滿足 220KV變電站。所以，選擇方案一 ② 經(jīng)濟(jì)的比較： 1U ＜ 2U ，方案一投資少，且能滿足技術(shù)的要求。所以，從運(yùn)行費(fèi)用的角度考慮，選擇方案一。 主變的選擇 變電站主變?nèi)萘?，一般?yīng)按 5— 10 年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。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)重要變電站，應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電。對(duì)一般性變電站，當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量，其余，變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷的 60%~70%。 178。 選擇原則 1） 相數(shù) 容量為 300MW 及以下機(jī)組單元接線的變壓器和 330kv 及以下電力系統(tǒng)中，一般220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)投資大，占地多，運(yùn)行損耗也較大。同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工 作量。 2） 繞組數(shù)與結(jié)構(gòu) 電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。 在一發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于 3 臺(tái)，以免由于增加了中壓側(cè)引線的構(gòu)架，造成布置的復(fù)雜和困難。 3） 繞組接線組別 變壓器三繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“ Y”和三角形“ D”。 在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列以要求限制 3 次諧波對(duì)電源等因素。根據(jù)以上原則，主變一般是 Y， D11 常規(guī)接線。 4） 調(diào)壓方式 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過主變的分接開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓。 通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓。因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，對(duì)于 220kv 及以上的降壓變壓器也僅在電網(wǎng)電壓有較大變化的情況時(shí)使用，一般均采用無激磁調(diào)壓，分接頭的選擇依據(jù)具體情況定。 5） 冷卻方式 電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和 容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 178。 本系統(tǒng)中有 110kv 和 35kv 兩個(gè)負(fù)荷等級(jí)，其最大負(fù)荷為 200MW， cos? =，220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 和 70MW， cos? = 總S ＝ 200/+70/＝ （ MVA） 需要選擇的變壓器容量 S＝ 179。 ＝ （ MVA） 選用三繞組變壓器，查手冊(cè)，選出的設(shè)備如下表： SFPS— 7 型 220kv 級(jí)三相三圈無載調(diào)壓變壓器 額定 容量 MVA 容量比 電壓比 組別 空載 損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 % 高中 高低 中低 240 100/100/50 242 177。 2 179。%/121/ YN， yn， d11 135 720 1214 2224 79 本章小結(jié) 本章先從大的方面介紹了電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和主接線的基本接線形式，然后 根據(jù)要求提出了兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，最后從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行了比較，得出本系統(tǒng)所需的主接線形式。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 第 3 章 站用電接線及設(shè)備用電源接線方案 所用電源數(shù)量及容量 1) 樞紐變電所﹑總?cè)萘繛?60MVA 及以上的變電所﹑裝有水冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的邊點(diǎn)所，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器 . 采用整流操作電源或無人值班的變電所 ,裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器 ,分別接在不同等級(jí)的電源或獨(dú)立電源上 . 如果能夠從變電所外引入可靠的 380V 備用電源，上述變電所可以只裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器 . 2) 500KV 變電所裝設(shè)兩個(gè)工作電源 .當(dāng)主變壓器為兩臺(tái)時(shí) ,可以分別接在每一臺(tái)主變壓器的第三繞組上。兩臺(tái)所用變壓器的容量應(yīng)相等 ,并按全所計(jì)算負(fù)荷來選擇 .當(dāng)建設(shè)初期只有一臺(tái)主變壓器時(shí) ,可只接一臺(tái)工作變壓器 . 3) 當(dāng)設(shè)有備用所用變壓器時(shí) ,一般均裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置 . 所用電源引接方式 1) 當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時(shí) ,一般均由這類母線上引接 1～ 2個(gè)所用電源 ,這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟(jì)和可靠性較高的特點(diǎn)。如能由不同電壓等級(jí)的母線上可分別引接兩個(gè)電源 ,則更可保證所用電的不間斷供電 .當(dāng)有旁路母線時(shí) ,可將一臺(tái)所用 變壓器通過旁路隔離開關(guān)接到旁路母線上。正常運(yùn)行時(shí) ,則倒換到旁路上供電 . 2) 由主變壓器第三繞組引接 ,所用變壓器高壓側(cè)要選用大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加裝限流電抗器。 3) 由于低壓網(wǎng)絡(luò)故障機(jī)會(huì)較多 ,從所外電源引接所用電源可靠性較低 .有些工程保留了施工時(shí)架設(shè)的臨時(shí)線路，多用于只有一臺(tái)主變壓器或一段低壓母線時(shí)的過度階段 .500KV變電所多由附近的發(fā)電廠或變電所引接專用線作為所用電源 . 所用變壓器低壓側(cè)接線 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 所用電系統(tǒng)采用 380/220V 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制 ,動(dòng)力與照明合用一個(gè)電源 . 1) 所用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式 .當(dāng)有兩臺(tái)所用變壓器時(shí) ,采用單母線分段接線方式，平時(shí)分列運(yùn)行，以限制故障范圍 ,提高供電可靠性 . 2) 500KV變電所設(shè)置不間供電裝置，向通訊設(shè)備﹑交流事故照明及監(jiān)控計(jì)算機(jī)等負(fù)荷供電 ,其余負(fù)荷都允許停電一定時(shí)間 ,故可不裝設(shè)失壓?jiǎn)?dòng)的備用電源自投裝置 ,避免備用電源投合在故障母線上擴(kuò)大為全所停電事故 . 3) 具備條件時(shí) ,調(diào)相機(jī)專用負(fù)荷優(yōu)先采用由所用變壓器低壓側(cè)直接支接供電的方式 . 所站用電接線 站用電接線應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 變電站的站用電源，是保證正常運(yùn)行的基本電源。通常不少于兩個(gè)。其引接方式有兩種：一種是從母線側(cè)引入，另一種是從主變低壓側(cè)引入。本站由于沒有具體說明，因此采用通過斷路器和隔離開關(guān)從低壓側(cè)引入。 本站是用兩臺(tái) 500KVA變壓器接入，為此，查手冊(cè)，選出站變，如下表： 型號(hào) 高壓 KV 低壓 KV 組別 空載損耗 負(fù)載損耗 空載電流 A S7— 500/35 35 Y， yn0 備用電源 站用 備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時(shí)替代工作電源，起后備作用。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得備用電源。 備用分為名備用和暗備用。本站是地區(qū)性變電所。所以，采用暗備用的方式，兩臺(tái)變壓器相互備用，當(dāng)一臺(tái)退出運(yùn)行時(shí)，由另一臺(tái)承擔(dān)負(fù)荷。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 本章小結(jié) 所用電是比較重要的負(fù)荷，其電能重要取自電站本身，它的安全運(yùn)行一定程度上影響著整個(gè)變電站的安全運(yùn)行。為此，我們應(yīng)謹(jǐn)細(xì)的考慮。在本章中重要論述了變電站站用電的電源的選擇、引接線及備用電源的設(shè)計(jì)。 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 第 4 章 短路計(jì)算 計(jì)算短路電流的目的主要是 為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評(píng)價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)；分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。 在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算應(yīng)按遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年來考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年一般取工程建成后 5— 10年中的某一年。計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)，個(gè)樞紐點(diǎn)的三相短路電流。 短路故障產(chǎn)生的原因 工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)﹑辦公等活動(dòng)以及人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證 持續(xù)﹑安全﹑可靠地運(yùn)行 .但是由于各種原因，系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，使正常運(yùn)行狀態(tài)遭到破壞。 短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有 ： 1） 設(shè)備原因 電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿短路；以及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。 2） 自然原因 氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等 。 3） 人為原因 工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 動(dòng)物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。 短路故障的危害 供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來以下嚴(yán)重后果： 1） 短路電流的熱效應(yīng) 巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。 2） 短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 由于短路電流的電 動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。 3） 短路系統(tǒng)電壓下降 短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對(duì)用戶帶來很大影響。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時(shí)電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。 4） 不對(duì)稱短路的磁效應(yīng) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不對(duì)稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)。 5） 短路時(shí)的停電事故 短路時(shí)會(huì)造 成停電事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。 6） 破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解 短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。 短路電流計(jì)算的目的 220KV 變電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 1） 電主接線比選 短路電流計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。 2） 選擇導(dǎo)體和電器 如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)力穩(wěn)定， 計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)短路器的遮斷能力等 。 3） 確定中性點(diǎn)接地方式 對(duì)于 35KV 、 10KV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點(diǎn)接地方式。 4） 選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算 在考慮正確、合理地裝設(shè)保