【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則以及本設(shè)計(jì)的要求，該變電所裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器容量的選擇 主變壓器容量的確定原則（1）主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。（2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。（3）同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。本變電所主變壓器容量的確定本設(shè)計(jì)中該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)情況及發(fā)展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長(zhǎng)率為10%。，則2001年該地區(qū)負(fù)荷的視在功率為：。根據(jù)該地區(qū)負(fù)荷水平增長(zhǎng)率10%，可確定未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷，如2002年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；2003年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；2004年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率；……2011年該地區(qū)的負(fù)荷有功功率,視在功率該地區(qū)未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷情況如表31所示。根據(jù)主變壓器容量的確定原則，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%，可以確定單臺(tái)變壓器的額定容量。2001年變電所單臺(tái)主變壓器的額定容量: SN ==(MVA)5—10年規(guī)劃負(fù)荷：2006年變電所單臺(tái)主變壓器的額定容量: SN5==(MVA)2011年變電所單臺(tái)主變壓器的額定容量: SN10==121(MVA)綜合考慮以上選擇原則和本變電所的負(fù)荷情況，確定變電所單臺(tái)主變壓器的額定容量： SN=120MVA 。表31 該地區(qū)未來5～10年的規(guī)劃負(fù)荷情況年份負(fù)荷2001年2002年2003年2004年2005年2006年P(guān)(MW)6066S(MVA)年份負(fù)荷2007年2008年2009年2010年2011年―P(MW)―S(MVA)― 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數(shù)的的選擇選擇主變壓器的相數(shù)，需考慮如下原則：當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時(shí)，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。對(duì)于單機(jī)容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器。對(duì)于500KV變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺(tái)（或一組）變壓器故障或停電檢修時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺(tái)單相變壓器故障，會(huì)使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_(tái)三相變壓器，則不會(huì)造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。對(duì)于容量、阻抗、電壓等技術(shù)參數(shù)相同的兩臺(tái)或多臺(tái)主變壓器，首先應(yīng)考慮共用一臺(tái)備用相。備用相是否需要采用隔離開關(guān)和切換母線與工作相相連接，可根據(jù)備用相在替代工作相的投入過程中，是否允許較長(zhǎng)時(shí)間停電和變電所的布置條件等工程具體情況確定之。根據(jù)以上選擇原則以及原始資料分析，本變電站選用三相變壓器作為主變壓器。在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器一般選用三繞組變壓器。變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接；35KV亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35KV以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。由于35KV采用丫連接方式，與2110系統(tǒng)的線電壓相位角為0，這樣當(dāng)變壓變比為220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，否則就不能與現(xiàn)有35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個(gè)或兩個(gè)繞組全星接線的變壓器，全國(guó)投運(yùn)這類變壓器約40～50臺(tái)。本設(shè)計(jì)中變電所具有三種電壓等級(jí)，即220kV、110kV和35kV，需選用三繞組變壓器，變壓器繞組的連接方式為丫/丫/△。查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分》，選定變壓器的額定容量為120MVA。這里選擇三繞組變壓器，所選變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示：型號(hào)：SFPS7120000/220額定容量(kVA)：120000額定電壓（kV）: 高壓—220177。2%177。4% ；中壓—121 ；低壓—連接組標(biāo)號(hào)：YN/yn0/d11空載損耗(kW)：129負(fù)載損耗（kW）：高中：477；高低：150；中低：102阻抗電壓（%）： 高中：14；高低：23；中低：空載電流（%）：所以選擇兩臺(tái)SFPS7120000/220 型變壓器為主變壓器。第4章 短路電流計(jì)算高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件（即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算。在為選擇電氣設(shè)備而進(jìn)行的短路電流計(jì)算中，如果系統(tǒng)阻抗（即等值電源阻抗）不超過短路回路總阻抗的5%～10%，就可以不考慮系統(tǒng)阻抗，將系統(tǒng)作為“無限大”電力系統(tǒng)處理，按這種假設(shè)所求得的短路電流雖較實(shí)際值偏大一些，但不會(huì)引起顯著誤差以致影響所選電氣設(shè)備的型式。另外，由于按無限大電力系統(tǒng)計(jì)算得到的短路電流是電氣裝置所通過的最大短路電流，因此，在初步估算裝置通過的最大短路電流或缺乏必需的系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，都可認(rèn)為短路回路所接的電源容量是無限大電力系統(tǒng)。由于在本設(shè)計(jì)的原始資料中未提及220kV系統(tǒng)、110kV系統(tǒng)的電源容量和等值電源內(nèi)阻抗，因此，可近似將系統(tǒng)看作無限大電源系統(tǒng)。 電路各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算主變壓器的各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：取，則系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值計(jì)算：已知220kV系統(tǒng)短路容量為，110kV系統(tǒng)短路容量為,則可求得兩系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值：變電所簡(jiǎn)化電路圖如下圖所示： 圖41 簡(jiǎn)化電路圖 三相短路電流計(jì)算 220KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：系統(tǒng)的等效電路圖如圖42所示。 （a） (b) (c) (d) (e) 圖42 等效電路圖及簡(jiǎn)化過程因?yàn)槭菬o限大電源容量系統(tǒng)，所以次暫態(tài)短路電流為：有名值為：沖擊電流瞬時(shí)值：短路電流的最大有效值：短路容量： 110KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：等效電路圖及簡(jiǎn)化過程如圖43所示。 （a） (b) (c) 圖43等效電路圖及簡(jiǎn)化過程圖 因?yàn)槭菬o限大電源容量系統(tǒng)，所以次暫態(tài)短路電流為：沖擊電流瞬時(shí)值：短路電流的最大有效值：短路容量： 35KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：等效電路圖及簡(jiǎn)化過程如圖44所示。（a） （b） (c) (d) 圖44 等效電路圖及簡(jiǎn)化過程圖沖擊電流：短路電流的最大有效值：短路容量：短路電流計(jì)算結(jié)果列表于下：表41 短路計(jì)算結(jié)果表（有名值）短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓(kV)短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路容量(MVA)K12306030K21151912K3371144 兩相短路電流計(jì)算主要進(jìn)行兩相直接短路時(shí)的短路電流計(jì)算。 220KV母線發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：設(shè)系統(tǒng)中K1點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，則故障處的短路電流：110KV母線發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：設(shè)系統(tǒng)中K2點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，則故障處的短路電流：35KV母線發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：設(shè)系統(tǒng)中K3點(diǎn)發(fā)生b、c兩相直接短路，則故障處的短路電流： 第5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(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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(duì)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(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中，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。電氣設(shè)備選擇的一般原則：（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（4）與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；（6）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號(hào)一致；（7）選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(yùn)行。同時(shí)，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表51所示：表51 高壓電器技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電 壓（kA）額定電 流(A額定容 量(kVA)機(jī)械荷 載(N)額定開斷電流(kA)短路穩(wěn)定性絕緣水平熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定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電流互感器√√√√√√7電壓互感器√√√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(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，現(xiàn)一般選用真空、SF少油和壓縮空氣等斷路器作為10kV～220kV的開關(guān)電器。 表52 高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇及其校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目額定電壓額定電流開斷電流額定關(guān)合電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器隔離開關(guān)――同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，其型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 220kV主變、出線側(cè)主變斷路器的選擇與校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流 具體選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）額定開斷電流選擇：選擇LW6—220/2500，其技術(shù)參數(shù)如下表：表53 LW6—220/2500技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定工作電壓(kV)最高工作電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關(guān)合電流（峰值）（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）（kA）額定開斷時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)LW6220/250022025225004010040100（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t Qk 。熱穩(wěn)定電流計(jì)算時(shí)間： 因?yàn)槭菬o限大電源系統(tǒng)，所以 可知 It2t ，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?所以滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 具體參數(shù)如下表： 表54 具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)LW6—220/2500220kV220kV2500A40 kA100 kA6400100 kA由表可知，所選斷路器滿足要求。出線斷路器的選擇與校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： 由上表可知LW6—220/2500同樣滿足