【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 利用小時(shí)數(shù)Tmax =3500h以上，本設(shè)計(jì)中取Tmax =4000h。三) 110kV側(cè)需先確定其進(jìn)線回路后，才可以選擇滿足規(guī)程要求的電氣主接線類型?，F(xiàn)將回路確定分析、計(jì)算如下。1. 110kV側(cè)進(jìn)線回路數(shù)及導(dǎo)線選擇本變電站主變?nèi)萘繛?=63 MVA，電源距離為50km， MVA，全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量取全部容量的70%，即：63 MVA70%= MVA。 1) 導(dǎo)線選擇根據(jù)《架空線路設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，對(duì)年利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。其計(jì)算公式為：S= Ig / J式中，S為導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面（mm2）（待求值）, Ig為回路最大持續(xù)工作電流（A），J為經(jīng)濟(jì)電流密度（可查《發(fā)電廠電氣部分》P114圖426）。本變電站110kV進(jìn)線導(dǎo)線按上計(jì)算公式確定經(jīng)濟(jì)截面。因任務(wù)書要求35kV線路Tmax = 3500h以上，所以，取本站110kV進(jìn)線年利用小時(shí)數(shù)Tmax=4000h，查《發(fā)電廠電氣部分》P114圖426，得J= A/mm2，按S=UI計(jì)算最大持續(xù)工作電流：Ig=S247。U= 63 MVA247。（110kV）=；將已知值代入計(jì)算公式：S = Ig /J=247。1. 28 =258（mm2）查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》P115 附表121 ‘LGJ鋼芯鋁絞線規(guī)格及長(zhǎng)期允許載流量’表，本站110kV進(jìn)線導(dǎo)線選用LGJ240/30型鋼芯鋁絞線便可滿足要求，LGJ240/30型導(dǎo)線參數(shù)為： mm2（＞S=258mm2），＋80℃時(shí)他長(zhǎng)期允許載流量為662A（＞Ig=）。根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)導(dǎo)線所選型號(hào)高于LGJ70時(shí)，可不做電暈電壓校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)不對(duì)LGJ240/30型導(dǎo)線做電暈電壓校驗(yàn)。2) 回路數(shù)選擇查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》P24 表31‘各電壓等級(jí)線路合理輸送容量及輸送距離’表，110kV單回線路合理輸送容量為10～50 MVA（＞ MVA），合理輸送距離150～50km（＞本站電源距離50km ）。因此，將本站110kV進(jìn)線確定為單回LGJ240/30型導(dǎo)線供電，已能滿足輸送容量及輸送距離要求。2. 確定110kV側(cè)電氣主接線類型已知本110kV變電站進(jìn)線為一個(gè)回路， 該回線帶本站2臺(tái)主變。根據(jù)《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》，規(guī)定原文“35～110kV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線，超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。35～63kV線路為8 回及以上時(shí)，可采用雙母線接線。110kV線路為6 回及以上時(shí)宜采用雙母線接線”?？芍瑵M足規(guī)程要求并適合本設(shè)計(jì)110kV側(cè)的電氣主接線類型只有單母線接線一種類型。110kV側(cè)電氣主接線初選接線方案唯一，即單母線接線，其優(yōu)缺點(diǎn)如下表：序號(hào)方案優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)1單母線接線接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電110kV側(cè)接線方案結(jié)論：110kV變電站進(jìn)線選定為一個(gè)回路。110 kV側(cè)電氣主接線為單母線接線。第三節(jié) 確定電氣主接線圖以上對(duì)各電壓等級(jí)側(cè)電氣主接線已選擇，其結(jié)果是：110kV采用單母線接線，35kV采用雙母線接線，10kV采用單母線分段接線。經(jīng)計(jì)算110kV進(jìn)線一回，35kV出線10回，10kV出線16回；根據(jù)以上基本參數(shù)，將本次設(shè)計(jì)變電站電氣主接線簡(jiǎn)易圖確定如下。經(jīng)后續(xù)設(shè)計(jì)后，再進(jìn)一步完善主接線圖。第四節(jié) 主變和站用變選擇根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，及任務(wù)書給定的參數(shù)，選擇變壓器。一、 110 kV主變壓器的選擇及主要參數(shù)兩臺(tái)容量 2 180。，涉及110kV、35kV、10kV三個(gè)電壓等級(jí)。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五章‘主變壓器選擇’P217的規(guī)定，①相數(shù)選擇主要要考慮：制造條件、可靠性要求、運(yùn)輸條件等因素，②繞組數(shù)量選擇主要依據(jù)：在具有三種電壓等級(jí)的變電站中，若通過(guò)主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)該變?nèi)萘康?5%以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電站裝置有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變宜采用三繞組變壓器。③繞組連接方式選擇主要要考慮：變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運(yùn)行。在我國(guó)，電力系統(tǒng)變壓器繞組連接方式只有Y、△兩種，一般規(guī)定，110kV及以上側(cè)變壓器繞組采用Y連接，35kV側(cè)繞組也采用Y連接，35kV以下側(cè)采用△連接。④對(duì)于110kV及以下變壓器，宜考慮至少有一級(jí)電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。因此，本站主變宜選擇三相三繞組有載調(diào)壓變壓器，現(xiàn)將本站主變具體型號(hào)和相關(guān)參數(shù)說(shuō)明如下。查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》P106附表113‘110 kV三繞組有載調(diào)壓變壓器’表，本設(shè)計(jì)110 kV主變選擇為SFSZL731500/110，得以下參數(shù)。 110kV主變壓器選擇結(jié)果表型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）高壓中壓低壓SFSZL731500/11031500121177。8%177。2%阻抗電壓（%）連接組別空載電流（%）損耗()kw高中高低中低空載短路1718YN，yn0,d11175二、 10 kV站用變壓器的選擇及主要參數(shù)本設(shè)計(jì)任務(wù)書已確定了本站站用電負(fù)荷為63 kVA。1. 按《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變電站站用變負(fù)荷一般按Ⅱ類負(fù)荷考慮。按上述原則確定本次設(shè)計(jì)變電站的站用變，已能滿足供電要求。2. 站用變選擇容量時(shí)，需考慮10%的備用容量，并取功率因素cosj =，則本站用變最終需選擇最大容量應(yīng)≥63 kVA。取80kVA3. 有載調(diào)壓變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)站用變，因此，本站用變負(fù)荷考慮由本站10kV側(cè)的兩段母線各出一個(gè)回路供電，采用10kV雙繞組變壓器。4. 現(xiàn)將本站站用變具體型號(hào)和相關(guān)參數(shù)說(shuō)明如下。查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》P98附表16‘10 kV雙繞組變壓器’表，本設(shè)計(jì)10 kV站用變選擇為S980/10，得以下參數(shù)。 10kV站用變壓器選擇結(jié)果表型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）阻抗電壓（%）連接組別空載電流（%）損耗(kw)高壓低壓空載負(fù)載S980/108010177。5%4Y，yn0第五節(jié) 變電站站用電設(shè)計(jì)根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變電站站用電負(fù)荷，其可靠性要求不如發(fā)電廠那樣高。站用電負(fù)荷一般由變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、油處理設(shè)備、檢修工具以及站用采曖、通風(fēng)、照明、供水等部分組成。這些負(fù)荷都不大，因此，常采用動(dòng)力與照明混合供電的方式進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)任務(wù)書中，對(duì)站用電負(fù)荷未提出特殊性要求，因此，本站用電接線方案按常規(guī)設(shè)計(jì)考慮，即，（自動(dòng)空氣開關(guān)）進(jìn)行分段，各用電負(fù)荷以低壓成套配電裝置供電，并將負(fù)荷平均地布置、高壓側(cè)（10kV）采用高壓斷路器進(jìn)行負(fù)荷控制?？紤]站用變?cè)诒菊镜牡匚缓椭匾?，分別將本站兩臺(tái)站用變接于10kV分段母線的各段上，這樣有利于站用變互為備用。以80kVA的站用電變負(fù)荷全部帶滿來(lái)確定站用負(fù)荷回路的最大電流：I=S/U=80/（10）=?，F(xiàn)將站用電接線圖繪制如下，設(shè)備具體選型見后續(xù)章節(jié)。第六節(jié) 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求，本次設(shè)計(jì)變電站要求對(duì)10kV側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)。初始條件為：35/10kV側(cè)無(wú)電源。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第九章的相關(guān)說(shuō)明，無(wú)功功率包括容性無(wú)功功率及感性無(wú)功功率兩部分的內(nèi)容。因此，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)需要做電容補(bǔ)償、電抗補(bǔ)償兩部分計(jì)算。一. 原則性條文說(shuō)明：1. 電力系統(tǒng)的平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件。無(wú)功功率平衡遵循分層（如電壓）平衡的原則。對(duì)于不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)功功率平衡與補(bǔ)償?shù)男问绞遣煌摹?. 10kV配電線路的無(wú)功補(bǔ)償宜配置高壓并聯(lián)電容器，或在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器，電容器安裝容量不宜過(guò)大，一般約為配電變壓器總?cè)萘康?—10%，且在線路最小負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)向變電站倒送無(wú)功。3. 對(duì)于直接供電的終端變電站，安裝的最大容性無(wú)功應(yīng)等于裝置所在母線上的負(fù)荷按提高功率因素所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量與主變壓器所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量之和。本設(shè)計(jì)中，不考慮主變壓器所需補(bǔ)償，只計(jì)算母線上所需的補(bǔ)償。4. 利用并聯(lián)電容器組的投切，可以滿足電網(wǎng)無(wú)功變化要求時(shí)，則不需另外安裝并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置。本設(shè)計(jì)中，對(duì)此條規(guī)定無(wú)法求證。設(shè)計(jì)按常進(jìn)行。二. 所需的容性無(wú)功量計(jì)算：本變電站10kV母線上的有功負(fù)荷P：P=12回＋ MVA（站用）=。查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》P477表98‘為得到所需cosj每kVA有功負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功量’表，則，本變電站10kV母線上所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功量Qc為：Qc=103。占主變總?cè)萘康陌俜直龋?47。63==%。為允許的補(bǔ)償范圍。三. 電抗器在容性補(bǔ)償回路中串入電抗器，可有效預(yù)防母線電壓陡然升高現(xiàn)象的發(fā)生。因此，低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償通常采用電抗器與電容器相配合的方式進(jìn)行。四. 結(jié)論通過(guò)以上分析，本次設(shè)計(jì)變電站10kV母線上采用并聯(lián)電容器的方式對(duì)10kV側(cè)容性無(wú)功負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償，并聯(lián)電容器容量確定為22Mvar。采用串聯(lián)電抗器的方式對(duì)并聯(lián)電容器進(jìn)行限流。并分別將本站兩組補(bǔ)償裝置接于10kV分段母線的各段上，以便在相對(duì)運(yùn)行方式時(shí)按需要分組投切。查《城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)改造設(shè)備使用手冊(cè)》P141，P712，將電容器選型為單相紙膜電容器：BW212/20001W，將電抗器選型為三相干式空芯電抗器：CKSCKL1200/1012。無(wú)功補(bǔ)償接線方式簡(jiǎn)圖如下：第二章 短路電流計(jì)算第一節(jié) 短路電流計(jì)算概述一、短路電流計(jì)算的目的意義1. 電力系統(tǒng)短路的危害及種類在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程，使短路電流值大大增加，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。另外，導(dǎo)線也會(huì)受到很大的電動(dòng)力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路還會(huì)引起系統(tǒng)功率分布的變化，影響發(fā)電機(jī)輸出功率的變化。短路種類有：三相短路；兩相短路；單相短路接地；兩相短路接地。2. 為什么進(jìn)行短路電流計(jì)算為使所選電器設(shè)備和導(dǎo)體有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要， 而進(jìn)行短路電流計(jì)算。二、短路電流計(jì)算的基本假定和計(jì)算方法1. 基本假定：1) 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行2) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同3) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。4) 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。5) 系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%接在高壓母線上，50%接在系統(tǒng)側(cè)。6) 短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間。7) 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。8) 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都忽略不計(jì)。9) 元件計(jì)算參數(shù)均取其定額值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。10) 輸電線路的電容忽略不計(jì)。11) 用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。2. 計(jì)算方法常采用短路電流運(yùn)算曲線法計(jì)算參數(shù)，一般按三相短路計(jì)算。在網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化中，對(duì)短路點(diǎn)具有局部對(duì)稱或全部對(duì)稱的網(wǎng)絡(luò)，同電位點(diǎn)可以短接，其間的電抗可以略去。三、短路點(diǎn)的選擇一般選擇最大運(yùn)行方式下通過(guò)電器設(shè)備的短路電流最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。四、限制短路電流的措施限制短路電流的措施有：提高系統(tǒng)的電壓等級(jí)；直流輸電；在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強(qiáng)聯(lián)系后，將次級(jí)電網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行；在允許的范圍內(nèi)，增大系統(tǒng)的零序主抗，減少變壓器的接地點(diǎn)等。第二節(jié) 短路電流計(jì)算一. 確定合適的短路電流計(jì)算點(diǎn)：為選擇10～110kV配電裝置的電器設(shè)備和導(dǎo)體，而計(jì)算最大運(yùn)行方式下流過(guò)各電器設(shè)備和導(dǎo)體的短路電流。經(jīng)過(guò)對(duì)本次設(shè)計(jì)變電站電氣主接圖分析，共選擇7個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)ddddddd7。各短路計(jì)算點(diǎn)確定如下圖。對(duì)上圖有以下說(shuō)明：1. 選擇短路計(jì)算點(diǎn)d1在110kV進(jìn)線母線上，以便對(duì)110kV進(jìn)線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、110kV母線進(jìn)行選擇；2. 選擇短路計(jì)算點(diǎn)d2在35kV母線上，并按最大運(yùn)行方式的要求，略去母聯(lián)開關(guān)的影響，將35kV母線簡(jiǎn)化如上圖，以便對(duì)35kV進(jìn)線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、35kV母線進(jìn)行選擇；3. 選擇短路計(jì)算點(diǎn)d3在10kV母線上，并按最大運(yùn)行方式的要求，略去分段開關(guān)的影響，將10kV母線簡(jiǎn)化如上圖，以便對(duì)10kV進(jìn)線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、35kV母線進(jìn)行選擇；4. 選擇短路計(jì)算點(diǎn)d4在35kV出線上，以便對(duì)35kV出線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)進(jìn)行選擇。因35kV側(cè)10回架空出線的元件參數(shù)均相同，所以，只取一個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)。5. 10kV出線包含三種不同性質(zhì)的負(fù)荷，因此，選擇三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)ddd7，并分別對(duì)應(yīng)于10kV電容器出線回路、10kV電纜出線回路、10kV架空出線回路。以便依據(jù)負(fù)荷性質(zhì)選擇設(shè)備。6. 本圖電抗（元件）編號(hào)范圍為0～33，為了和后續(xù)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化電抗（元件）編號(hào)有所區(qū)別，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化計(jì)算電抗（元件）編號(hào)可從101開始。7. 本圖電抗值均為標(biāo)么值，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化電抗值也應(yīng)取為標(biāo)么值，以免造成計(jì)算錯(cuò)誤。二. 短路電流基本計(jì)算過(guò)程參考《發(fā)電廠和變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第四章‘短路電流計(jì)算’，對(duì)本次設(shè)計(jì)變電站各短路計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。高壓短路電流的計(jì)算，一般只計(jì)及各元件（變壓器、電抗器、線路）的電抗，采用標(biāo)么值計(jì)算。1. 元件參數(shù)計(jì)算1) 基準(zhǔn)值計(jì)算基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj取各級(jí)的平均電壓：Uj =Up= ,