【文章內(nèi)容簡介】 為道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設計 3 ?????（）這樣，當一臺變壓器停運，考慮變壓器的過負荷能力為 40%，則可保證 98%的負荷供電。根據(jù)計算，確定變壓器型號為 SFPZ790000/220主要參數(shù)如下高 壓：UN1=230177。8%kV 低 壓：UN2=69kV額定容量：S=90000kVA 阻抗電壓：Uk%=空載損耗：P0=104KW 空載電流：I0%=負載損耗：Pk=359KW 連接組標號：YN,d11本次設計的 220kV降壓變電所采用 2臺主變并列運行的方式。沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 4 第 3 章 變電所電氣主接線的選擇電氣主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連，從而完成輸配電任務，它是變電所的重要組成部分。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬訂都有較大的影響。因此，主接線的設計必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電所的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，合理的選擇主接線方案。 電氣主接線的設計原則和要求 電氣主接線的設計原則設計變電所電氣主接線時，所遵循的總原則：①符合設計任務書的要求；②符合有關(guān)的方針、政策和技術(shù)規(guī)范、規(guī)程；③結(jié)合具體工程特點，設計出經(jīng)濟合理的主接線。為此，應考慮下列情況：1. 明確變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。2. 考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設計應根據(jù) 5～10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡情況和潮流分布，來確定主接線的形式以及連接電源數(shù)和出線回數(shù)。3. 考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響對一級負荷，必須有兩個獨立的電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需要一個電源供電。4. 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性靈活性要求不是很高。發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當母線或斷路器檢修時，是否允許變壓器、線路停運；當線路故障時允許切除線路變壓器道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設計 5 的數(shù)量等，都直接影響主接線形式的選擇。 電氣主接線的基本要求供電的可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，停電會對國民經(jīng)濟各部門帶來巨大的損失，往往比少發(fā)電的價值大幾十倍，會導致產(chǎn)品報廢、設備損壞、人身傷亡等。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。因事故被迫中斷供電的機會越小，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的可靠程度就越高。研究主接線可靠性應注意的問題如下：（1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應與系統(tǒng)要求相適應。如：對于一個小型的終端變電所的主接線一般不要求過高的可靠性，而對于一個大型超高壓變電所，由于它在電力系統(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)運行受到擾動，甚至失去穩(wěn)定，造成巨大損失，因此其電氣主接線應采用供電可靠性高的接線方式。（2）變電所接入電力系統(tǒng)的方式?，F(xiàn)代化的變電所都接入電力系統(tǒng)運行。其接入方式的選擇與容量大小、電壓等級、負荷性質(zhì)以及地里位置和輸送電能距離等因素有關(guān)。（3）變電所的運行方式及負荷性質(zhì)。電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電、用電同一時刻完成。而負荷的性質(zhì)按其重要意義又分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類之分。當變電所設備利用率較高，年利用小時數(shù)在 5000h以上，主要供應Ⅰ類、Ⅱ類負荷用電時，必須采用供電較為可靠的接線形式。（4）設備的可靠程度直接影響著主接線的可靠性。電氣主接線是由電氣設備相互連接而成的，電氣設備本身的質(zhì)量及可靠程度直接影響著主接線的可靠性。因此，主接線設計必須同時考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展大容量機組及新型設備投運、自動裝置和先進技術(shù)的使用，都有利于提高主接線的可靠性，但不等于設備及其自動化元件使用得越多、越新、接線越復雜就越可靠。相反，不必要的接線設備，使接線復雜、運行不便，將會導致主接線可靠性降低。因此，電氣主接線的可靠性是一次設備和二次設備在運行中可靠性的綜合，采用高質(zhì)量的元件和設備，不僅可以減小事故率，提高可靠性，而且還可以簡化接線。此外，主接線可靠性還與運行管理水平和運行值班人員的素質(zhì)有密切的關(guān)系。電氣主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活的進行運行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設備檢修及故障時，也能適應調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。同時設計主接線時應留有發(fā)展擴建的余地。對靈活性的要求如下：（1）調(diào)度時，可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 （3）擴建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并對一次和二次部分的改建工作量最少。在設計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。與使主接線可靠、靈活，必然要選高質(zhì)量的設備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導致投資的增加。因此，主接線的設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理。一般從以下方面考慮：（1）投資省。主接線應簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設備；②使繼電保護和二次回路不過于復雜，節(jié)省二次設備和控制電纜；③限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器；④如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV 及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。（2）占地面積小。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（3）電能損失少。在變電所中，正常運行時，電能損耗主要來自變壓器，應經(jīng)濟合理地選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓器而增加電能損耗。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩回。 電氣主接線的設計程序電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設計階段、技術(shù)設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和驟相同。其具體設計步驟和內(nèi)容如下（1）對原始資料進行分析，具體內(nèi)容如下1）本工程情況。主要包括：變電所類型；設計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠期發(fā)展規(guī)劃（5～10 年） ；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點地方式等。3）負荷情況。負荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負荷在原始資料中雖已提供，但設計時尚應予以辨證地分析。因為負荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設計時，只依據(jù)負荷計劃數(shù)字，而投產(chǎn)時實際負荷小了，就等于積壓資金；否則電量供應不足，就會影響其他工業(yè)的發(fā)展。4）環(huán)境條件。當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應予以重視。對重型設備的運輸條件也應充分考慮。5）設備制造情況。為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設計 7 造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性，經(jīng)濟性和可靠性。（2）擬定主接線方案。根據(jù)設計書任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定若干個主接線方案。因為對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案（近期和遠期） 。應依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個或三個技術(shù)上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。（3）主接線經(jīng)濟比較。（4）短路電流計算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。（5）電器設備的選擇。 主接線的擬定方案及選擇本變電所的電壓等級為 220kV/60kV，220kV 側(cè)有進線 2回，60kV 側(cè)有出線 8回。根據(jù)主接線設計必須滿足供電可靠性，保證電能質(zhì)量，滿足靈活性和方便性，保證經(jīng)濟性的原則，初步在兩側(cè)各擬定兩個主接線方案，進行選擇：220kV側(cè)主接線采用單母線分段和雙母線接線 2種接線方案。60kV側(cè)主接線采用雙母線接線和單母線分段接線 2種接線方案。下面圖及列表比較各種方案的特點，根據(jù)設計要求從中選出最佳方案. 沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 圖 雙母線接線圖 單母線分段帶旁路母線接線道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設計 9 圖 單母線分段接線表 220kV側(cè)接線比較方案項目 單母線分段接線 雙母線接線可靠性①對重要用戶可以從不同段引出兩個回路。②當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。①可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。②檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路。③母線故障后，能迅速恢復供電。靈活性①當出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。②擴建時需向兩個方向均勻擴建。①調(diào)度靈活。②擴建方便。③便于試驗。經(jīng)濟性 ①接線簡單清晰，設備較少。① 增加了母線的長度、隔離開關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多。② 隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設聯(lián)鎖裝置。表 60kV側(cè)接線比較方案項目 雙母線接線 單母線分段接線可靠性電中斷。，只停該回路。，能迅速恢復供電。，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電。靈活性。，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。經(jīng)濟性 。 ，設備較少根據(jù)以上幾種方案的比較以及本次設計變電所的實際情況，一次側(cè)為 2進線，而且根據(jù)負荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運行方式，二次側(cè)出線，有 8回出線，并且用戶基本都是有重要負荷的，因此決定主接線的一次側(cè)采用雙母線接線；二次側(cè)采用雙母線帶旁路接線。沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 10 第 4 章 短路電流計算產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路桿塔也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 短路電流計算的方法 短路電流計算的目的、規(guī)定和步驟一、短路電流計算的主要目的；，或?qū)@些設備提出技術(shù)要求；；，研究限制短路電流的措施；。二、短路電流計算一般規(guī)定計算短路電流所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式） ，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。應按工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的 5～10 年。在正常接線方式時，通過設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。在工程設計中，短路電流計算均應采用實用計算法。即在一定的假設條件下計算出短路電流的各個分量。三、計算步驟實用計算法；（次暫態(tài)網(wǎng)絡圖） ；：將等值網(wǎng)絡化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡，并求出各道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設計 11 電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 ；39。?X ；jsX；；；；。 三相短路電流的計算一、等值網(wǎng)絡的繪制計算短路電流所用的網(wǎng)絡模型為簡化模型，即忽略負荷電流；發(fā)電機用次暫態(tài)電抗表示；認為各發(fā)電機電勢模值為 1，相角為 0。短路電流的計算通常采用標幺值進行近似計算。常取基準容量 為一整數(shù) 100MW或BS1000MW而將各電壓級的平均額定電壓取為基準電壓即 = = ，從而是計算大BUavN為簡化。二、化簡等值網(wǎng)絡采用網(wǎng)絡簡化