【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，取5%。結(jié)合原始材料可得：35kV側(cè)：10kV側(cè)：總的負(fù)荷為：取=，則： 此時(shí)， 因此主變?nèi)萘繛椋? （1）相數(shù)選擇變壓器有單相變壓器和三相變壓器之分。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(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高，多用于500kV以上的變電所內(nèi)，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價(jià)格低，占地面積小，并且運(yùn)行時(shí)損耗減小12~15％，只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，在工程設(shè)計(jì)上對(duì)于330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器組。（2）繞組數(shù)選擇：變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器；當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，110kV及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器；自耦變壓器特點(diǎn)是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當(dāng)自耦變壓器用來(lái)聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系。電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面和損耗，所以與同容量、同電壓等級(jí)的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。 （3）調(diào)壓方式的確定 為了滿足供電質(zhì)量要求可通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。2％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％，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。發(fā)電廠在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）當(dāng)潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時(shí)； （2）具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，要求母線電壓恒定時(shí)； （3）發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)。變電所在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負(fù)荷變化幅度很大的情況時(shí)，又要求滿足電能質(zhì)量往往需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （2）330kV及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （3）110kV及以下的無(wú)人值班變電站，為了滿足遙調(diào)的需要應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。 （4）繞組接線組別的確定 我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35kV以下變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。 （5）冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。 （6）對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電可靠性的考慮 電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的影響可分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡者； 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失及人身傷亡者； 三級(jí)負(fù)荷：不屬于前兩級(jí)者。 各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求： 對(duì)一級(jí)負(fù)荷，要求供電系統(tǒng)當(dāng)線路發(fā)生故障停電時(shí)，仍保證其連續(xù)供電，所以應(yīng)由兩個(gè)電源供電。 兩個(gè)電源的要求是： 兩個(gè)電源間無(wú)聯(lián)系； 兩個(gè)電源間有聯(lián)系，但符合下列要求：（1） 發(fā)生任何一種故障時(shí)，兩個(gè)電源的任何部分應(yīng)不致同時(shí)受到損壞；（2） 發(fā)生任何一種故障且保護(hù)裝置正常時(shí)，有一個(gè)電源不中斷供電，并且在發(fā)生任何一種故障且主保護(hù)裝置失靈以至兩電源均中斷供電后，應(yīng)能在有人值班的處所完成各種必要操作，迅速恢復(fù)一個(gè)電源供電。 考慮到變壓器是一種高可靠性的電氣設(shè)備，且在保護(hù)方法上有兩套原理不同的保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)，所以兩部變壓器同時(shí)故障的可能性較小，基本可以保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的不間斷供電，對(duì)于特別重要的一級(jí)負(fù)荷如大型三甲醫(yī)院的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等可以考慮采用不間斷供電模式即除兩個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)供電外還應(yīng)配置不間斷供電系統(tǒng)即UPS和專門的可快速啟動(dòng)并投入供電運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)，并且要求市電的供電開關(guān)和柴油機(jī)的投入運(yùn)行開關(guān)采取聯(lián)動(dòng)處理，UPS只負(fù)責(zé)短暫的過渡性供電任務(wù)。綜合以上分析，為充分保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電的可靠性，應(yīng)在變電所內(nèi)設(shè)置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，又不應(yīng)設(shè)置過多變壓器以降低變壓器的損耗。 主變壓器選擇型號(hào) 在以上分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，查變壓器技術(shù)參數(shù)表可得，選擇的主變壓器型號(hào)：SFSZ925000/110。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：25000kVA額定電壓：高壓—110177。8%（kV）；中壓—177。2%（kV）；低壓— （kV）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：短路損耗：空載電流：%阻抗電壓（%）：高中:；中低；高低。所以，選擇SFSZ925000/110型變壓器兩臺(tái)。 變電所內(nèi)負(fù)荷包括照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、二次部分及動(dòng)力設(shè)備，現(xiàn)代變電所自動(dòng)化程度較高，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)所用電的考慮，確保所用電安全性。變電所蓄電池用電設(shè)計(jì)原則： （1)按放電時(shí)間來(lái)選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足事故全停狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間放電容量的要求。 (2)按放電電流來(lái)選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足在事故運(yùn)行時(shí)，供給最大的沖擊負(fù)荷電流的要求。、直流系統(tǒng)及主控室 變電所所用電屬于必須確保供電的負(fù)荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： ①對(duì)于容量在60MVA及以上或樞紐變電所采用兩臺(tái)所用變供電。 ②兩臺(tái)所用變分別接至變電所最低一級(jí)電壓母線或獨(dú)立電源上，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 ③對(duì)于采用復(fù)式整流、電容儲(chǔ)能等整流電源代替蓄電池時(shí)，其交流供電電源由兩種不同電壓等級(jí)取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 ④能可靠地利用所外380V電源備用時(shí)，需2臺(tái)所變的變電所可裝一臺(tái)所變。 ⑤采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻主變或調(diào)相機(jī)，變電所裝設(shè)兩臺(tái)所用變。 ⑥對(duì)于3～10kV有旁路母線且變電所只有一臺(tái)所用變壓器時(shí)，該變壓器與旁路斷路器分別接至兩段母線上。 ⑦對(duì)無(wú)人值班的變電所，一般采用兩臺(tái)能夠自動(dòng)接入的所用變。 ⑧對(duì)中小型變電所及有人值班的變電所，一般采用一臺(tái)所用變，其容量一般為20kVA。 所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求。所用變壓器低壓側(cè)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制以提高供電可靠性，動(dòng)力和照明公用一個(gè)電源，所內(nèi)一般設(shè)置檢修電源。 本次設(shè)計(jì)在10kV母線上接一臺(tái)10/、低壓側(cè)為Y0接線、正常運(yùn)行時(shí)供給380/220V站用電源。在35kV線路上接一臺(tái)35kV/，作為備用電源。 直流系統(tǒng) 所用電直流供電系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，主要用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和檢測(cè)回路操作電源，也用于各類斷路器的操動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的供電。 本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，蓄電池采用2100AH 免維護(hù)鉛酸蓄電池，N+1熱備份，有較高的智能化程度，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控、遙信及遙調(diào)功能?？蓪?duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。 所用電選擇 選擇原則：%變電所容量計(jì)，設(shè)置2 臺(tái)所用變壓器且能相互備用，兩部變壓器應(yīng)滿足在其中一部故障或者因檢修退出運(yùn)行時(shí)，剩下的一部變壓器應(yīng)能對(duì)變電所內(nèi)的全部負(fù)荷供電，所以在選擇變電所所用電變壓器時(shí)，應(yīng)按一部變壓器就能對(duì)全部負(fù)荷供電選擇變壓器。1. 所用電負(fù)荷:S=%= 3. 所用變?nèi)萘坑?jì)算：SB=KtS==依據(jù)以上原則和分析，選擇的所用變壓器參數(shù): 型號(hào)：S9—80/10 U1e=10177。5%kV U2e= 連接組別：Y，yn0 空載損耗： 阻抗電壓：4（%） 空載電流：（%） 第4章 短路電流計(jì)算短路是指不同電位點(diǎn)經(jīng)小電阻或電弧而連通的情況，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的破壞多半是由短路故障引起的。出現(xiàn)短路時(shí)，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài)，并伴隨有復(fù)雜的機(jī)電暫態(tài)、電磁暫態(tài)和波暫態(tài)現(xiàn)象。 短路的原因很多，主要由以下幾個(gè)方面： （1）元件損壞，如設(shè)備絕緣材料自然老化，設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路； （2）氣象條件惡劣，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷動(dòng)作，架空線路由大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等； （3）違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屑性短路，人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等等。 此外還有其它原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 短路的危害及預(yù)防辦法 短路對(duì)電力系統(tǒng)危害巨大，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn) ： （1）短路回路電流迅速變的很大，此電流稱為短路電流； （2）產(chǎn)生電弧，燒壞故障元件本身及周圍設(shè)備甚至?xí)＜叭松戆踩? （3）短路電流使發(fā)電機(jī)端電壓下降，也使系統(tǒng)電壓大幅下降，不利于負(fù)荷總的交流電機(jī)尤其是重載電機(jī)的運(yùn)行； （4）電力系統(tǒng)短路時(shí)，系統(tǒng)中功率分布的突然變化和電壓嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)工作的穩(wěn)定性，使整個(gè)系統(tǒng)被解列為幾個(gè)異步運(yùn)行的部分； （5）不對(duì)稱短路將產(chǎn)生負(fù)序電流和負(fù)序電壓，過大的負(fù)序電流和負(fù)序電影響汽輪發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行和運(yùn)行壽命； （6）不對(duì)稱接地短路故障將產(chǎn)生零序電流，它會(huì)在鄰近的線路上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，造成對(duì)通信線路和信號(hào)系統(tǒng)的干擾； （7）在某些不對(duì)稱短路（如小接地電流系統(tǒng)）情況下，非故障相電壓升高，加大了系統(tǒng)的過電壓水平，對(duì)線路的絕緣水平的要求提高。 鑒于短路事故對(duì)電力系統(tǒng)的危害巨大，可采取以下措施降低系統(tǒng)中出現(xiàn)短路事故的可能性： （1）做好短路電流的計(jì)算工作； （2）正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流，減小短路持續(xù)時(shí)間； （3）采用電限流電抗器抗器增加系統(tǒng)阻抗，限制短路電流； （4）設(shè)置互鎖裝置，防止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘； （5）帶電安裝和檢修電氣設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行工作票，制度防止誤接線、誤操作，在距帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。 在變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要包括以下幾個(gè)方面： （1）選擇電氣主接線時(shí),為了比較各種接線方案，確定某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),為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作,需要依據(jù)正常運(yùn)行條件選擇設(shè)備并依據(jù)短路條件校驗(yàn)設(shè)備； （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)地安全距離； （4）在整定繼電保護(hù)中繼電器動(dòng)作值時(shí)需以各種短路電流為依據(jù)。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗(yàn)算，若有更嚴(yán)重情況的按更嚴(yán)重的條件計(jì)算，總之，要用最大短路電流校驗(yàn)。 短路電流計(jì)算方法 在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計(jì)算法有運(yùn)算曲線法和計(jì)算機(jī)算法。本設(shè)計(jì)采用運(yùn)算曲線算法。 短路按類型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主，三相短路用文字符號(hào)k表示。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算需要考慮的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。在等效電路圖上，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出求等效總阻抗，再換算成計(jì)算電抗，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，再換算成有名值。電力系統(tǒng)接線圖為： 圖41系統(tǒng)接線圖S1=200MVA XS1= S2=1200MVA XS2= 確定短路點(diǎn)：在本次設(shè)計(jì)過程中，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kV，35kV及10kV母線。首先計(jì)算電路的基準(zhǔn)值：選取。 系統(tǒng)等值電路如下：圖42 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)于三相變壓器： 則：計(jì)算后等值電路如下：圖43 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 110kV側(cè)母線短路計(jì)算電路等值網(wǎng)絡(luò)為：圖44 110kV側(cè)短路的等值電路圖△/Y 變換： 圖45 110kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換： 圖46 110kV側(cè)短路的等值電路圖計(jì)算轉(zhuǎn)移阻抗后則有： 圖47 110kV側(cè)短路的等值電路查計(jì)算曲線數(shù)字表可得：，，換算成有名值為： 35kV側(cè)母線短路計(jì)算 圖48 35kV側(cè)短路的等值電路圖圖49 35kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換：圖410 35k