【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 補(bǔ)償裝置可分為兩大類(lèi)：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。 常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇這三種無(wú)功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過(guò)變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電所的母線上。同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無(wú)功功率而起到無(wú)功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于 5MVA 的一般不裝設(shè)。在我國(guó)，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。靜止補(bǔ)償器：靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過(guò)可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無(wú)功功率，以滿(mǎn)足無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 （但此設(shè)備造價(jià)太高，不在本設(shè)計(jì)中不宜采用） 。電力電容器：8電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無(wú)功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。 無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)）現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?10％30％來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量。此設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘繛?40000KVA故并聯(lián)電容器的容量為：4000KVA12022KVA 為宜，在此設(shè)計(jì)中取12022KVA。 并聯(lián)電容器裝置的分組 分組原則并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。對(duì)于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_(tái)設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。對(duì)于 110KV220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò) ％。 分組方式并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。各種分組方式比較a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會(huì)在改變?nèi)萘拷M合的操作過(guò)程中，會(huì)引起無(wú)功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。b、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)9電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無(wú)功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器裝置的接線并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（ △）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來(lái)的雙星形，在某種場(chǎng)合下，也采用有由三角形派生出來(lái)的雙三角形。從《電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （一次部分）中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡(jiǎn)單，而且可靠性、靈敏性都高，對(duì)電網(wǎng)通訊不會(huì)造成干擾，適用于10KV 及以上的大容量并聯(lián)電容器組。中性點(diǎn)接地方式：對(duì)該變電所進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無(wú)功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。10KV 系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會(huì)對(duì) 10KV 系統(tǒng)造成影響。10第 4 章 電氣主接線設(shè)計(jì) 主接線的設(shè)計(jì)原則 主接線設(shè)計(jì)的基本要求主接線的基本要求：應(yīng)滿(mǎn)足可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性。（1）可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿(mǎn)足這個(gè)要求?？煽啃缘木唧w要求：1．?dāng)嗦菲鳈z修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)和負(fù)荷的供電；2．?dāng)嗦菲骱湍妇€故障以及母線檢修應(yīng)盡量減少停電時(shí)間及回?cái)?shù)，并要保證一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。3．盡量避免全所停運(yùn)、停電的可能性。（2）靈活性：主接線應(yīng)滿(mǎn)足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。1．調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。2．檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶(hù)的供電。3．?dāng)U建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。（3）經(jīng)濟(jì)性主接線在滿(mǎn)足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。1．投資?。?）主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。（2）要能使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。（3）要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。（4）如能滿(mǎn)足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110KV 及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。2．占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡量使占地面積減少。3．電能損失少經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類(lèi)、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐。為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電11廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩種。 主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)在選擇電氣主接線時(shí)應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：1．發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用；2．發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模；3．負(fù)荷大小和重要性（1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。（2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。（3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4．系統(tǒng)備用容量大小裝有 2 臺(tái)組級(jí)以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)（組）事故斷開(kāi)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所 60%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。5．系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體要求。 110KV 主接線的選擇根據(jù)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 22 條：110220KV 配電裝置中，當(dāng)出線數(shù)為 2回時(shí)，一般采用橋形接線，當(dāng)出線不超過(guò) 4 回時(shí)，一般采用分段單母線接線。110KV 側(cè)初期設(shè)計(jì)回路數(shù)為 4 回。由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：110KV 側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。110KV 側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電；（2）調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線：（3）擴(kuò)建方便；（4）在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過(guò)比較內(nèi)橋形接線比單母線接線形式少一組斷路器，110KV 處為兩回進(jìn)線，兩回出線，該變電所應(yīng)用兩臺(tái)降壓變壓器，宜選用內(nèi)橋形接線，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上，橋形接線比單母線形接線有很大的靈活性，所以經(jīng)過(guò)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的比較，橋形接線的優(yōu)勢(shì)大于單母線的接線形式。故 110KV 側(cè)采用內(nèi)橋式的連接方式。 35KV 主接線的選擇由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng) 3563KV 配電裝置出線回路數(shù)為 48 回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可12采用雙母線接線?！蹲冸娝O(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 23 條：3560 千伏配電裝置中，當(dāng)出線為 2 回時(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線為 2 回以上時(shí)，一般采用分段單母線或單母線接線。出線回?cái)?shù)較多、連接的電源較多、負(fù)荷大或污穢環(huán)境中的，3560 千伏屋外配電裝置，可采用雙母線接線。由于 35KV 回路為 8 回，采用雙母線接線后，可以輪流檢修一組母線及任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，因此就沒(méi)有必要采用增設(shè)旁母。投資也較單母分段帶旁母少。因此經(jīng)過(guò)比較后，決定采用雙母線接線作為 35KV 側(cè)的主接線。 10KV 主接線的選擇《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 23 條：6KV 和 10KV 配電裝置中，一般采用分段單母線或單母線接線?！峨姎夤こ淘O(shè)計(jì)手冊(cè)》1 規(guī)定：610KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回以上時(shí)，可采用單母線分段接線。本所 10KV 側(cè)出線數(shù)為 10 回，又 c、d 廠采用雙回路供電，所以采用單母分段接線方式。該方式具有較高的可靠性和靈活性，雙回線路分別接到不同母線上，這樣當(dāng)一回故障時(shí)，另一回可繼續(xù)對(duì)其供電而不至使重要用戶(hù)停電。 所用電設(shè)計(jì)一　所用電源引接方式在選擇所用變時(shí)一般情況下，廠家不生產(chǎn) 110/ 或 35/ 的雙繞組變壓器，又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障較多，從所外電源引接所用電源可靠性較低。這樣所用電必須從主變低壓側(cè)（10KV）母線不同段上各引接一個(gè)。并要加裝限流電抗器。二　所用電接線《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》1 規(guī)定：所用變高壓側(cè)盡量采用熔斷器，所用變的低壓側(cè)采用 380/220V 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制，動(dòng)力與照明合用，且設(shè)置一個(gè)檢修電源。本所站變電壓等級(jí) 10/，低壓側(cè)為三相母線制運(yùn)行，且 側(cè)采用單母分段接線方式，以保證所用電的可靠性和靈活性。以維護(hù)變電所的正常運(yùn)行。13第 5 章 電路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：1．在選擇電氣主接線時(shí)，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(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2．在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和確定電抗器的電抗值，計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定，計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。3．在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4．在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5．接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 短路電流計(jì)算的條件1　基本假定短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：1．正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行；2．所有電源的電動(dòng)勢(shì)、相位角相同；3．系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)，定子三相繞組空間相差120。電氣角度。4．電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。5．電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。6．同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。7．短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。148．不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。9．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，元件的電阻都略去不計(jì)。10．元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。11．輸電線路的電容略去不計(jì)。12．用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。2　一般規(guī)定：1．驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的510年） 。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2．選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3．選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4．導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 短路電流計(jì)算 計(jì)算步驟 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖。 首先去掉系統(tǒng)中的所有