【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負(fù)荷均衡，又需限制短路電流的供電系統(tǒng)。故不選擇分裂變壓器。普通三繞組變壓器：價(jià)格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調(diào)試靈活，滿足各種繼電保護(hù)的需求。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無(wú)激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個(gè)系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)。它的供電可靠性也高。所以，本次設(shè)計(jì)的變電所，選擇普通三繞組變壓器。主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220KV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：①樞紐變電所二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的1～，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運(yùn)行電壓控制在水平的波動(dòng)范圍不超過(guò)10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。②電網(wǎng)任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓，在任何情況下嚴(yán)禁超過(guò)電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓正常情況下不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%～100%。調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。5%以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。由于該變電所的電壓波動(dòng)較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。連接組別的選擇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。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，而且全星形接法，零序電流沒有通路，相當(dāng)于和外電路斷開，即零序阻抗相當(dāng)于無(wú)窮大，對(duì)限制單相及兩相接地短路都有利，同時(shí)便于接消弧線圈限制短路電流。但是三次諧波無(wú)通路，將引起正弦波的電壓畸變，對(duì)通訊造成干擾，也影響保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度。如果影響較大，還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。我國(guó)規(guī)定110KV以上的電壓等級(jí)的變壓器繞組常選用中性點(diǎn)直接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會(huì)使電流、電壓畸變。采用△接法可以消除三次諧波的影響。所以應(yīng)選擇Yo/Yo/△接線方式。故本次設(shè)計(jì)的變電所，選用主變壓器的接線組別為：YN,a0,d11接線。4. 容量的確定按照《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足：（1）不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷；（2）應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，變壓器實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷率（運(yùn)行負(fù)荷與額定容量的比值）～。絕大多數(shù)變電所的負(fù)荷率在50%左右，變電所的一、二級(jí)負(fù)荷約占其全部負(fù)荷的30%～80%。結(jié)合《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》對(duì)不同冷卻方式的變壓器規(guī)定了允許過(guò)負(fù)荷能力和相應(yīng)時(shí)間（）。通過(guò)查閱《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五章主變壓器選擇相關(guān)規(guī)定和要求，考慮到遠(yuǎn)景規(guī)劃以及變壓器的過(guò)負(fù)荷能力，按一臺(tái)主變壓器停運(yùn)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70～80%來(lái)選擇主變壓器容量。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所給參數(shù)：110kV側(cè)112MW，35kV側(cè)52MW，%，功率因素，得出變電所主變壓器總負(fù)荷：〔（128+36）（1+%）〕247。= MVA。單臺(tái)變壓器容量：（70～80%）＝～。5 、主變壓器選擇根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五章主變壓器選擇相關(guān)繞組數(shù)量和連接方式的規(guī)定，在220kV及以上變電所中，宜采用三繞組變壓器。通過(guò)查閱《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》變壓器和電抗器相關(guān)資料，選擇兩臺(tái)220kV三繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓SFPS7180000/220型電力變壓器。技術(shù)數(shù)據(jù)見下表：名稱參數(shù)名稱參數(shù)型號(hào)SFPS7180000/220連接組標(biāo)號(hào)YN,a0,d11額定容量（kVA）180000阻抗電壓 （％）高－中14額定電壓（kV）高壓2202％高－低24中壓121中－低8低壓11空載電流（％）負(fù)荷損耗（KM）650空載損耗（KM）2206 對(duì)所選主變壓器進(jìn)行檢驗(yàn)按總負(fù)荷的80%計(jì)算本站重要負(fù)荷，80%＝，130%＝208MVA，結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行中變壓器的實(shí)際負(fù)荷率（一般小于70%，20870％＝ MVA），檢驗(yàn)出主變壓器短時(shí)過(guò)載能力大于重要負(fù)荷的占有率，說(shuō)明該站變壓器容量選擇合理。10年后總負(fù)荷容量：取負(fù)荷自然增長(zhǎng)率為4%時(shí)，10年后總負(fù)荷容量：146MVAe10= MVA。（《發(fā)電廠電氣部分》P35公式L=L0emx）以上結(jié)果說(shuō)明：1）、本站常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量與供出負(fù)荷容量基本持平，本站能保持常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2)、滿足當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，另一臺(tái)變壓器要能承擔(dān)本站總負(fù)荷的70%以上容量的要求。3)、10年后本站變壓器容量將全部被帶滿。二 所用變壓器選擇 依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》有關(guān)所用電的要求，總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器。結(jié)合本站實(shí)際，采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的單母線分段接線，兩臺(tái)變壓器互為暗備用。本站所用電容量為164000%247。＝，按照單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)不小于60%負(fù)荷的原則，為保證斷路器操作及設(shè)備檢修時(shí)電源可靠，按80%選擇所用電容量，80%=，查《發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》〉35 kV低損耗鋁線電力變壓器技術(shù)參數(shù)附表12本設(shè)計(jì)220 kV站用變選擇為SL7100/35，得以下參數(shù)。 站用變壓器選擇結(jié)果表型號(hào)額定容量（kVA）電壓組合（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SL7315/3510035Y，yn0第16節(jié) 變電所所及變?cè)O(shè)計(jì)所用電由于負(fù)荷很少，主要負(fù)荷是主變壓器的冷卻設(shè)備以及蓄電池組的充電設(shè)備或整流操作電源、照明、檢修等用電負(fù)荷，低壓側(cè)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制接線方式，按單母線分段運(yùn)行，主要負(fù)荷分別從不同段接電源，兩段互為暗備用。所用電接線圖（圖1）第17節(jié) 最優(yōu)電氣主接線1最優(yōu)電氣主接線:2 所用變接線圖：第二章 短路電流計(jì)算第21節(jié) 短路電流計(jì)算概述一、短路電流計(jì)算的目的意義一、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。也是為了正確選擇35kV～220kV高壓配電裝置的電器及導(dǎo)體，計(jì)算大運(yùn)行方式下流過(guò)電氣設(shè)備的短路電流。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。3. 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)的選擇為滿足導(dǎo)線及電氣設(shè)備的選擇，在需要進(jìn)行設(shè)備選擇的地方都短路電流計(jì)算，按通過(guò)可能最大短路電流的原則，結(jié)合本站主接線方案，確定以下短路電流計(jì)算點(diǎn)。 為選擇220kV架空出線、母聯(lián)橋、斷路器及其他相關(guān)設(shè)備和元件，按最大元件負(fù)荷電流原則選擇d1點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)； 為選擇110kV母線、斷路器及其他相關(guān)設(shè)備和元件，選擇d2點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)； 為選擇35kV母線、斷路器及其他相關(guān)設(shè)備和元件，選擇d3點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)，選擇35kV電纜出線及相關(guān)設(shè)備選擇d4點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)；1)根據(jù)選定的變電所主接線繪制計(jì)算電路圖 2)繪制等值電路圖依據(jù)變電所供電負(fù)荷情況，系統(tǒng)情況，主變壓器相關(guān)參數(shù)以及選定短路點(diǎn)的技術(shù)要求，根據(jù)計(jì)算電路：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22節(jié) 短路電流計(jì)算過(guò)程一、基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj取各級(jí)的平均電壓：Uj =Up= , 基準(zhǔn)電流Ij=基準(zhǔn)電抗X j= 本次設(shè)計(jì)變電所共設(shè)有 220kV、110kV、35kV、三個(gè)電壓等級(jí)，將以上基準(zhǔn)值計(jì)算如下表：參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手則》第四章‘短路電流計(jì)算’（常用基準(zhǔn)值表4－1） 常用基準(zhǔn)值表（Sj=100 MVA） 名稱符號(hào)常用基準(zhǔn)值額定電壓（kV）Ue1035110220基準(zhǔn)電壓（kV）Uj37115230基準(zhǔn)電流（kA）Ij基準(zhǔn)電抗Xj132529距離Km34＋()4769二、變壓器參數(shù)型號(hào)：SFPS7180000/220額定容量：180MVA接線組別：Y，y，d額定電壓： 242177。2%/121/額定容量比：180/180/180MVA阻抗電壓：UAB=14% UAC=24% UBC=%三、標(biāo)幺值計(jì)算電路元件的標(biāo)幺值等于元件有名值與元件基準(zhǔn)值之比，計(jì)算公式如下：電壓標(biāo)幺值：U*= 容量標(biāo)幺值：S*= 電流標(biāo)幺值：I*=電抗標(biāo)幺值：線路元件電抗計(jì)算為簡(jiǎn)化計(jì)算，將本次設(shè)計(jì)各線路元件電抗取平均值計(jì)算如下：根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P121表43‘各類元件電抗平均值’表， 35kV三芯電纜平均電抗：X正序=X負(fù)序=。：1)220kV進(jìn)線線路總電抗有名值：X1=69=，標(biāo)么值：X1*= X1247。Xj =247。529=2) 電源側(cè)總電抗3) 系統(tǒng)總電抗4)110kV架空線路阻抗，有名值：X=47=，標(biāo)么值：X= X247。Xj =247。132=5)35kV架空出線總電抗有名值：X=34=，標(biāo)么值：X*= X247。Xj =8247。=6)35kV單回電纜出線總電抗有名值：X=4=，標(biāo)么值：X*= X20247。Xj =247。=7)變壓器電抗計(jì)算《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》110kV主變壓器選擇結(jié)果表中知以下參數(shù)：型號(hào)阻抗電壓（U%）高中（UAB%）高低（UAC%）中低（UBC%）SFPS7180000/2201424三饒組變壓器按以下方法進(jìn)行簡(jiǎn)化（《發(fā)電廠和變電所電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P35）：名稱接線圖及等值電抗圖標(biāo)么值計(jì)算公式XAB*， XAC*，XBC*等值電抗計(jì)算公式XA*，XB* ，XC*三繞組變XAB* =UAB%Sj/(100Se)XAC*=UAC%Sj/(100Se)XBC*=UBC%Sj/(100Se)XA*=1/2（XAB* +XAC* XBC*）XB*=1/2（XAB* + XBC* XAC*）XC*=1/2（XAC*+ XBC* XAB*）數(shù)據(jù)代入標(biāo)么值計(jì)算公式可求出XAB*， XAC*，XBC*以上結(jié)果代入等值電抗計(jì)算公式可求出XA*，XB* ，XC*四、短路電流計(jì)算（1） d1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，UP=230kV，X=（計(jì)算電抗）三相短路電流兩相短路電流：= == kA (中： 沖擊系數(shù)Kch查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）》P141表418，（推薦值Kch=），則Kch=，=) 短路電流沖擊值全電流最大有效值短路容量（2） d2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，UP=115kV短路總電抗三相短路電流兩相短路電流：= == (其中： 沖擊系數(shù)Kch查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）》P141表418，（推薦值Kch=），則Kch=，=)短路電流沖擊值全電流最大有效值短路容（3） d3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，UP=37kV短路總電抗三相短路電流兩相短路電流：= ==（ kA）(其中： 沖擊系數(shù)Kch查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）》P141表418，（推薦值Kch=），則Kch=，=)短路電流沖擊值全電流最大有效值短路容量（4） d4點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，UP=37kV短路總電抗三相短路電流兩相短路電流：= ==（ kA）(其中： 沖擊系數(shù)Kch查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）》P141表418，（推薦值Kch=），則Kch=，=)短路電流沖擊值全電流最大有效值短路容量第23節(jié) 短路電流計(jì)算成果表附表 21 短路電流結(jié)果表短路點(diǎn)支路名稱暫態(tài)短路電流（kA）兩相短路電流（k V）短路電流沖擊值（kA）全電流最大有效值（kA）短路容量S178。（MVA）d 1220kV母線1530．5