【文章內(nèi)容簡介】 ，一般需要裝設(shè)兩臺主變壓器，防止其中一臺出現(xiàn)故障或檢修時中斷對用戶的供電。對 110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè) 2— 4 臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設(shè)計中裝設(shè)兩臺主變壓器。 變壓器容量的選擇 (1) 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 (2) 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足 60%（ 220kV及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足 70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部 I 類負荷 ?S 和大部分 II 類負 荷 ?S (220kV 及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負荷 ?S 和 II 類負荷 ?S )，即 ?? ?????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)(1n m a x （ 41） 最大綜合計算負荷的計算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中， imaxP — 各出線的遠景最大負荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的自然功率因數(shù)； tK — 同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。 因此，由原始材料可得： 35kv側(cè)： Sjs=*（ 8000/+5000/） *(1+5%)=(MVA) 10kv側(cè)： Sjs=(*3500/+2*5000/+2*1500/+2020/+1500/)*(1+5%) =21(MVA) 由上述計算結(jié)果可知： 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 6 10KV 側(cè) PLMAX=21(MVA) 35KV 側(cè) PLMAX=(MVA) 高壓側(cè) PLMIN=*(21+)= (MVA) 變電站用電負荷 Pz為： Pz=(MVA) 所以變電站最大負荷 Smax 為： Smax=+=(MVA) 主變壓器型號的選擇 (1) 相數(shù)選擇 變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在 330kv及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高。只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計中采用三相變壓器組。 (2) 繞組數(shù)選擇：在具有三種電壓等級的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該 。 變壓器容量的 15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無功補償設(shè)備 時，主變壓器宜選用三繞組變壓器。 (3) 繞組連接方式的選擇：變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用符號 Y 表示，如果將中性點引出則用ＹＮ表示，對于中＼低壓繞組則用ｙ及ｙｎ表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用符號Ｄ表示，低壓繞組用ｄ表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點不直接接地系統(tǒng)時，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會對通信設(shè)備 產(chǎn)生干擾，并對繼電保護整定的準確性和靈敏度有影響。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 7 變壓器選擇結(jié)果 表 12 主變壓器型號及參數(shù) 型號及容量(KVA) 額定電壓 (KV) 連接組 別 損耗(KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 空 載 負 載 高 中 高 低 中 低 高 中 低 SFSL731500/110 101? 2? % 121? 2? % ? 2? % 35? 2? % YN,yn0,d11 38 25 表 13 自用變壓器型號及參數(shù) 型號 額定容量 (KVA) 額定電壓(KV) 連接組 別 損耗 (W) 阻抗 電壓 (%) 空載 電流 (%) 空載 短路 SC980/10 80 Y,yn0 340 1140 4 2 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 8 2 短路電流計算 短路計算的目的、規(guī)定與步驟 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾方面： (1) 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等，均需進行必要的短路電流計算。 (2) 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都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約 資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 (3) 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。 短路計算的一般規(guī)定 計算的基本情況 (1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負載下運行。 (2) 所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）。 (3) 短路發(fā)生在短路電流為 最大值時的瞬間。 (4) 所有電源的電動勢相位角相等。 (5) 應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 計算步驟 (1) 選擇計算短路點。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 9 (2) 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。 ① 首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。 ② 選取基準容量 Sb和基準電壓 Ub（一般取各級的平均電壓）。 ③ 將各元件的電抗換算為同一基準值的標幺值的標幺電抗。 ④ 繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 (3) 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 Xnd。 (4) 求計算電抗 Xjs。 (5) 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值（運算曲線只作到Xjs=）。 ① 計算無限大容量（或 Xjs≥ 3）的電源供給的短路電流周期分量。 ② 計算短路電流周期分量有 名值和短路容量。 變壓器的參數(shù)計算及短路點的確定 變壓器參數(shù)的計算 基準值的選?。?MVASb 100? ， bU 取各側(cè)平均額定電壓 (1) 主變壓器參數(shù)計算 由表 查明可知： U12%= U13%= U23%= U1%=(U12%+U13%U23%)=(+)= U2%=(U12%+U23%U13%)=(+)=0 所以 U2%=0 U3%=(U13%+U23%U12%)=(+)= 電抗標幺值為： XTH=U1%/100*SB/SN=*100/= XTL=U2%/100*SB/SN=0/100*100/=0 XTZ=U3%/100*SB/SN=*100/= (2) 站用變壓器參數(shù)計算 由表 查明： 4%?dU X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*100/=50 (3) 系統(tǒng)等值電抗 4 5 ?? bUSlrX BS 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 10 短路點的確定 此變電站設(shè)計中，電壓等級有四個，在選擇的短路點中，其中 110KV 進線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級下只需選擇一個短路點；在另外三個電壓等級下，同理也只需各選一個短路點。 依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下： 圖 21 短路等值圖 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 11 各 短路點的短路計算 短路點 d1的短路計算 (110KV母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 所示： 圖 22 d1 點短路等值圖 Xf1=Xs＝ x0l （ Sj/U j2）＝ 150（ 100/1152）＝ Xjs1=Xf1 Sn/Sb= 1000/100= 因為 Xjs1=3 所以 I*=I∞ *=*= 1/Xjs1=1/= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 115)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 110=(MVA) 短路點 d2的短路計算 (35KV母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡為： 圖 23 d2 點短路等值圖 Xf2=Xs+(X1+X2)//(X1+X2)=+(+0)//(+0)= Xjs2=Xf2 Sn/Sb= 1000/100= 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 12 I*=I∞ *=*= 1/Xjs2= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 37)=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= =(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 35=(MVA) 短路點 d3的短路計算 (10KV母線 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡為： 圖 24 d3 點短路等值圖 Xf3=Xs+(X1+X3)//(X1+X3)=+(+)//(+)= Xjs3=Xf3 Sn/Sb= 1000/100= I*=I∞ *=*= 1/Xjs3= Ib=Sb/(√ 3 Ub)=100/(√ 3 )=(KA) In=Ib Sn/Sb = 1000/100=55(KA) I= I∞ ==I*In=I∞ *In=*In= 55=(KA) ich= I= =(KA) ich= I= =(KA) S=√ 3 I Un=√ 3 10=(MVA)河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書 13 3 繼電保護基本知識 繼電保護概述 研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過 程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件，使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。 3,2 繼電保護的任務(wù) 當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。 基本原理和保護裝置的組成 繼電保護裝置的作用是起到反事故的自動裝置的作用，必須正確地區(qū)分“正?！迸c“不正?！边\行狀態(tài)、被保護元件的“外部故障”與“內(nèi)部故障”，以實現(xiàn)繼電保護的功能。因此，通過檢測各種狀態(tài)下 被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據(jù)反映的物理量的不同，保護裝置可以構(gòu)成下述各種原理的保護： (1) 反映電氣量的保護 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比值 (阻抗 )和它們之間的相位角改變等現(xiàn)象。因此，在被保護元件的一端裝沒的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發(fā)生故障時這些基本參數(shù)與正常運行時的差別．就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護裝置。