【文章內(nèi)容簡介】 定連接電容器加可控硅控制的電抗器可控硅開關(guān)操作的電容器加可控硅 控制的電抗器 。 實際上，由斷路器 (電磁型交流接觸器 )操作的電容器和電抗器在電網(wǎng)中正在大量使用，可以說這種補償技術(shù)是靜態(tài)的，因為它不能及時響應(yīng)無功功率的波動。這種裝置以電磁型交流接觸器為投切開關(guān)，由于受電容器承受涌流能力、放電時間及電容器分級以及接觸器操作頻率、使用壽命等因素制約，因而無法避免以下不足： (1)補償是有級的、定時的，因而補償精度差，跟隨性不強(qiáng)，不能適應(yīng)負(fù)荷變化快的場合；受交流接觸器操作頻率及壽命的限制，靜態(tài)補償裝置一般均設(shè)有投切延時功能，其延時時間一般為 30s。對一般穩(wěn)定負(fù)荷，即負(fù)荷變 化周期大于 30s的負(fù)荷，這類補償裝置是有效的，但對一些變化較快的負(fù)荷，如電梯、起重、電克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 焊等，這類補償裝置就無法進(jìn)行跟蹤補償。 (2)不能做到無涌流投入電容器，對于接觸器加電抗器方案，增加損耗較大，對于容性接觸器方案，事故率較大，對金屬化電容器的使用壽命影響很大；目前，低壓電力電容器以金屬化自愈式電容器為主，這種電容器的引線噴金屬端面對涌流承受能力有限，因此，涌流的大小及次數(shù)是影響電容器使用壽命的主要因素。 (3)運行噪聲較大。 (4)由于控制部分的負(fù)載是接觸器的線圈，在投切過程中，造成火花干擾， 影響補償裝置的可靠性和使用壽命。 針對上述問題，基于智能控制策略的 TSC補償裝置正在引起關(guān)注。 TSC 的基本結(jié)構(gòu)如圖 1所示。事實上，如果能夠進(jìn)行動態(tài)無功功率補償則能夠克服以上不足。 圖 1 TSC 的基本結(jié)構(gòu) 將微處理器用于 TSC，可以完成復(fù)雜的檢測和控制任務(wù)，從而使動態(tài)補償無功功率成為可能?；谥悄芸刂撇呗缘?TSC 補償裝置的核心部件是控制器，由它完成無功功率 (功率因數(shù) )的測量及分析，進(jìn)而控制無觸點開關(guān)的投切，同時還可完成過壓、欠壓、功率因數(shù)等參數(shù)的存貯和顯示。因此，與斷路器操作的電容器裝置相比，盡管單臺無觸點開關(guān)的造價比交流接觸器高，但該裝置仍然有以下幾個特點： ① 無涌流，允許頻繁操作； ② 跟蹤響應(yīng)時間快，動態(tài)跟蹤時間 ～ 2s(可調(diào) )； ③ 采用編碼循環(huán) 式投切電容器，可均勻使用電容器，從而延長整個裝置的使用壽命； ④ 具有各種保護(hù)功能，如過壓保護(hù)、缺相保護(hù)及諧波分量超限保護(hù)等 。 靜止無功發(fā)生器 靜止無功發(fā)生器 (static var generator， SVG)又稱靜止同步補償器(STATCOM)，是采用 GTO 構(gòu)成的自換相變流器，通過電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無功，進(jìn)行無功補償。與 SVC 相比，其調(diào)節(jié)速度更快且不需要大容量的電克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 容、電感等儲能元件，諧波含量小，同容量占地面積小，在系統(tǒng)欠壓條件下無功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。 SVG 的等效電路 如圖 2所示。其中，變壓器與補償器可看作逆變器電路。從電力系統(tǒng)一側(cè)來觀察，我們可以把逆變器電路看成是一個產(chǎn)生基波和諧波電壓的交流電壓源，控制補償器基波電壓大小與相位來改變基波無功電流的大小與相位。當(dāng)逆變器基波電壓比交流電源電壓高時，逆變器就會產(chǎn)生一個超前 (容性 )無功電流。反之，當(dāng)逆變器基波電壓比交流電源電壓低時，則會產(chǎn)生一個滯后 (感性 )無功電流，因此能與系統(tǒng)進(jìn)行有功、無功之間的交換。若控制方法得當(dāng)， SVG 在補償無功功率的同時還可以對諧波電流進(jìn)行補償。在穩(wěn)態(tài)情況下， SVG 的直流側(cè)和交流側(cè)之間沒有有功功率交換，無 功功率在三相之間流動，因此直流只需要較小容量的電容即可。此外， SVG 裝置用銅和鐵較少，且有優(yōu)良的補償特性，因此是新一代無功補償裝置的代表，有很大的發(fā)展前途。 圖 2 SVG等效電路 我國首臺 20MvarSVG 于 1999 年 3月并入河南電網(wǎng)試運行。 無功功率補償技術(shù)的發(fā)展趨勢 電力有源濾波器 電力有源濾波器 (active power filter， APF)的基本原理如圖 3所示。 圖 3 電力 有源濾波器的基本原理 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實用的裝置 90％以上為電壓型。從與補償對象的連接方式來看，電力有源濾波器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。并聯(lián)型中有單獨使用、 LC 濾波器混合使用及注入電路方式，目前并聯(lián)型占實用裝置的大多數(shù)。 目前電力有源濾波器仍存在一些問題，如電流中有高次諧波，單臺容量低，成本較高等。隨著電力半導(dǎo)體器件向大容量、高頻化方向發(fā)展，這類既能補償諧波又能補償無功的裝置必然有很好的發(fā)展前景。 第 四 章 220KV 變電站電氣部分短路計算 系統(tǒng)阻抗： 220KV 側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng) A，歸算至本所 220KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA） ,110KV 側(cè)電源容量為 500MVA，歸算至本所 110KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA）。變壓器型號為 SFPS7— 180000/220。 短路的基本類型 指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的一切相與相之間的短接。三相系統(tǒng)中短路的基本類型有兩相短路，單相接地短路，兩相接地短路。 短路電流計算的目的 （ 1）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下，能安全可靠地工作。同時，又力求節(jié)約資金 ，這需要進(jìn)行全面的短路計算。 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 2）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施，均需要進(jìn)行必要的短路電流計算。 （ 3）在設(shè)計屋外配電裝置時，需按短路條件校驗相間和相對地安全距離。 （ 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 （ 5）接地裝置的設(shè)計，也需要短路電流。 短路點的確定 計算短路點應(yīng)選擇在正常接線方式時，短路電流為最大的點。比如變壓器回路的斷路器，應(yīng)比較斷路器前后短路時通過該斷路器的電流值；母聯(lián)斷路器則應(yīng)考慮母聯(lián)斷路器 向備用母線充電時，備用母線故障，流過母聯(lián)斷路器的電流值。 在每個電壓等級選一個短路點， 220kV 電壓等級選在 d1 點， 110kV 電壓等級選在d2點， 10kV 電壓等級選在 d3 點。 計算短路電流的步驟 （ 1）本所的最大運行方式為兩臺主變并列運行，此時阻抗最?。蛔钚∵\行方式為單臺主變運行，此時阻抗最大。 （ 2）本所的短路計算為近似計算， 220kV側(cè)系統(tǒng)可近似看成無窮大系統(tǒng)，而110kV、 10kV 側(cè)正常情況下不接外來電源，所以 d d d3 短路時，該側(cè)提供的短路電源可以忽略不計。 （ 3）計算時，基準(zhǔn)容量 取 100MVA，基準(zhǔn)電壓取各級平均額定電壓，即 220kV側(cè)取 230kV， 110kV 側(cè)取 115kV， 10kV 側(cè)取 。 （ 4）計算項目：三相短路電流、沖擊電流、全電流（具體計算過程詳見設(shè)計計算書）。 （ 5）短路電流計算結(jié)果（見表） 短路電流 短路計算點 I∞(3)(kV) ich (kV) Ich (kV) Iim (kV) d1 d2 d3 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 五 章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。 本設(shè)計，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇 ，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。 氣設(shè)備選擇的一般原則： 應(yīng)滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗； 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理； 選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種； 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號一致； 選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。同時，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表： 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 表 51 高壓電器技術(shù)條件 序號 電器名稱 額定 電 壓 額定 電 流 額定 容 量 機(jī)械 荷 載 額定開 斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 絕緣水 平 KA A KVA N A 1 斷路器 √ √ √ √ √ √ √ 2 隔離開關(guān) √ √ √ √ √ √ 3 組合電器 √ √ √ √ √ √ 4 負(fù)荷開關(guān) √ √ √ √ √ √ 5 熔斷器 √ √ √ √ √ √ 6 PT √ √ √ 7 CT √ √ √ √ √ √ 8 電抗器 √ √ √ √ √ √ 9 消弧線圈 √ √ √ √ √ 10 避雷器 √ √ √ √ 11 封閉電器 √ √ √ √ √ √ √ 12 穿墻套管 √ √ √ √ √ √ 13 絕緣子 √ 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 斷路器的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在 10KV~220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時，可以選用 SF6斷路 器。 220KV 出線、主變側(cè) （ 1）、主變斷路器的選擇與校驗 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 m a x 1 . 0 5 1 8 0 0 0 0 4 9 6 . 0 1 ( )3 2 2 0 AI ???? 具體選擇及校驗過程如下： ： UN≥UNs=220KV ： IN＞ Imax= ： INbr＞ I″= 選擇 SW6— 220/1200，其 SW6— 220/1200 技術(shù)參數(shù)如下表： 表 62 SW6— 220/1200 技術(shù)參數(shù)表 型號