【文章內(nèi)容簡介】 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樞紐變電站二次側(cè)母線的運(yùn)行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電站的位置及電網(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)禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電站一次側(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%。由于該變電站的電壓波動(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。．容量比的選擇由原始資料可知，110kV中壓側(cè)為主要受功率繞組，而10kV側(cè)主要用于地區(qū)性負(fù)荷、所用電以及無功補(bǔ)償裝置，所以容量比選擇為：100/100/50。．主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，自然油循環(huán)強(qiáng)迫風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。自然油循環(huán)強(qiáng)迫風(fēng)冷卻：利用外置冷卻風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)和主變熱油流的加強(qiáng)對(duì)流，提高主變油散熱速度，散熱效率高，無需增加太多的附件，因此，推薦自然油循環(huán)強(qiáng)迫風(fēng)冷卻. 本設(shè)計(jì)原始資料中，220kV側(cè)A、B、C三個(gè)系統(tǒng)電源容量較大，可以認(rèn)為是無限大系統(tǒng)，該側(cè)的4回出線負(fù)荷功率包括本站需要通過主變傳送110及10kV側(cè)負(fù)荷和可能存在的系統(tǒng)穿越；110kV側(cè)沒有電源，系統(tǒng)最大計(jì)算負(fù)荷為42000KVA,該側(cè)共4回出線（兩回備用），單回最大負(fù)荷容量為10500KVA。10kV沒有電源，該側(cè)系統(tǒng)最大計(jì)算負(fù)荷為12000KVA。站區(qū)負(fù)荷最大為2400kVA，因此，在正常運(yùn)行情況下，主變傳送的總?cè)萘繛椋ㄗⅲ海海９ぷ鲿r(shí)，220kV側(cè)通過主變向110kV側(cè)輸送功率S1=42000247。=37200KVA,．220kV側(cè)通過主變向10kV側(cè)輸送功率S2=12000247。+=10668KVA,．主變輸送的最大容量Smax =S1+S2=37155+10668=47823KVA．根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本期采用兩臺(tái)主變，選擇容量時(shí)應(yīng)滿足當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。由此可得單臺(tái)主變最小容量：Smin＝47823＝33477KVA220Kv變電所常用的單臺(tái)主變?nèi)萘繛?1500KVA。由此可選擇兩臺(tái)容量為31500KVA的主變。．I、II級(jí)負(fù)荷校驗(yàn)：110kV側(cè)I、II級(jí)負(fù)荷：42000247。=29725KVA10kV側(cè)I、II級(jí)負(fù)荷：12000247。+=7467KVAI、II級(jí)總負(fù)荷：29725+7467=37192MVAI、II級(jí)總負(fù)荷與主變額定容量之比：37192/31500=，這樣，全部I、II級(jí)負(fù)荷超額定容量7%，滿足單臺(tái)主變長期運(yùn)行要求，符合要求。．主變型號(hào)選擇．主變主要通過高壓繞組從220側(cè)向至中、低壓繞組側(cè)傳送功率，10kV側(cè)最大功率為2400KVA，因此，可選擇容量比為100/100/50。本設(shè)計(jì)主變?yōu)榇笮妥儔浩?，發(fā)熱量較大，根據(jù)現(xiàn)階段主變散熱片制造工藝的提高，在不啟動(dòng)強(qiáng)迫風(fēng)冷的情況下，主變可帶80%負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，再根據(jù)變電站建在郊區(qū)，通風(fēng)條件好，可選用強(qiáng)迫風(fēng)冷卻方式。本變電站為地區(qū)樞紐站，擔(dān)負(fù)起整個(gè)地區(qū)電壓質(zhì)量穩(wěn)定的重任，因此考慮采用有載調(diào)壓變壓器。．變壓器的技術(shù)參數(shù)根據(jù)以上條件選擇，確定采用變壓器的型號(hào)為SFSZ931500/220的220kV三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，具體參數(shù)如下型號(hào)SFSZ1031500/220聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn0，d11空載電流%空載損耗(kw)178短路損耗(kw)650額定電壓(KV)高壓中壓低壓220177。8%121額定容量MVA18018090阻抗電壓％高－中高－低中－低14237型號(hào)中個(gè)符號(hào)表示意義：從左至右S：三相 F：風(fēng)冷卻 S：三繞組 Z：有載調(diào)壓 9：設(shè)計(jì)序列號(hào) 31500：額定容量 220：電壓等級(jí)。第3章 短路電流計(jì)算． 概述在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。．短路計(jì)算的目的及假設(shè)．短路電流計(jì)算是變電站電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算目的是：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。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(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）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。．短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(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后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(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)饔玫漠惒诫姍C(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)按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)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。．短路計(jì)算基本假設(shè)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；4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。．基準(zhǔn)值高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：SB= 100MVA基準(zhǔn)電壓：UB= 115 230kV．短路電流計(jì)算的步驟：1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：Id* = 有名值：Idi = Id*Ij5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：S = VjI?短路電流沖擊值：Icj = ?6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果．具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。 短路計(jì)算等值電路圖220KV110KVXs2Xs1S1X1X2X310KVS2d1d2d3 基準(zhǔn)值及短路點(diǎn)選?。诙搪酚?jì)算的基本假設(shè)前提下，選取基準(zhǔn)容量SB = 100MVA，UB 為各級(jí)電壓平均值（230，115，）。．短路點(diǎn)分別選取變電站的三級(jí)電壓匯流母線：220kV—d1，110kV—d2，10kV—d3。由原始材料可知，提供的A、B、C三系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值均為各電源容量為基值，需要換算成在SB=100MVA下的標(biāo)幺值A(chǔ)系統(tǒng)：X1*＝(100)247。2000=B系統(tǒng)：X2*＝(100)247。1500=C系統(tǒng)：X3*＝(100)247。4000=. 計(jì)算變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值阻抗電壓％高－中高－低中－低14237Vs(12)％＝14％，Vs（13）％＝23％，Ｖs（23）％＝7％高壓側(cè)：Vs1% = （Vs(12)% + Vs(13)%－Vs(23)%）= （14+ 23－7）=15中壓側(cè)：Vs2% = （Vs(12)% + Vs(23)%－Vs(13)%） = （14+7－23）=－1低壓側(cè)：Vs3% = （Vs(13)% + Vs(23)%－Vs(12)%） = （23+7－14）=8：高壓側(cè)：X9* = Vs1%/100SB/SN=＝中壓側(cè)：X10* = Vs2%/100SB/SN＝＝－低壓側(cè)：X11* = Vs3%/100SB/SN＝＝. 3．220kV各線路等值電抗標(biāo)幺值為：A與B之間聯(lián)絡(luò)線：X4* = XABSB/UB2=60＝B與C之間聯(lián)絡(luò)線：X5* = XBCSB/UB2=80＝A與本站之間雙回架空線：X6* =XASB/UB2=60＝B與本站之間單回架空線：X7* =XBSB/UB2=40＝C與本站之間雙回架空線：X8* =XCSB/UB2=100＝. 4．將各標(biāo)幺值標(biāo)注在系統(tǒng)等值電抗圖上（附圖）．等值網(wǎng)絡(luò)簡化．等值網(wǎng)絡(luò)簡化計(jì)算：．Y1*=X1*X4*+ X4*X6*+ X1*X6*=++＝ Y2*=X3*X5*+ X3*X8*+ X5*X8*=++＝∑Y*=+++=+++=+++＝．計(jì)算化簡后A、B、C各系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值X1*= = =X2*= = =X3*= = =．兩臺(tái)主變?nèi)齻?cè)電抗進(jìn)行星形三角—星形變換簡化—三角變換X12*’=X12*”=+=X13*’=X13*”=++=X23*’=X23*”=+=X12* = X12*’= X13* = X13*’=X23* = X23*’=—星形變換X1*==X2*==X3*==．將簡化后的系統(tǒng)等值電抗標(biāo)在圖上（附圖）．A、B、C三系統(tǒng)容量相對(duì)計(jì)算容量來說為無窮大，不考慮短路電流周期分量的衰減，可將并聯(lián)電源支路進(jìn)行合并： E==EA*=1(其中EA*= EB*= EC*，均取1) X*===．最終將系統(tǒng)等值電抗圖化簡如附圖．d1點(diǎn)短路220KVX*d1圖一E110kV母線側(cè)沒有電源，無法向220KV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，等值電路可化間為圖一則d1點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：I d1*〞＝==換算到220kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 = = 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)規(guī)定，遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch = ，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = I″ ==220KV110KVX*X1*X2*Ed2圖二當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich =Kch I″ =I″ = I″ = = kA短路容量 S = UB I″ = 230 =6848MVA．d2點(diǎn)短路如d1處短路類似， 10kV母線側(cè)因沒有電源，無法向110kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，等值電路可化簡為圖二則短路電流則d2點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：I d2*〞＝==換算到110kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″ = I d2*〞 = = 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)規(guī)定，遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch = ，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = I″ ==當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich =Kch I″ =I″ = I″ = = kA短路容量 S = UB I″ = 115 =220kV10kVX*X1*X3*Ed3圖三．d3點(diǎn)短路如d1處短路類似，110kV母線側(cè)因沒有電源，無法向10kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計(jì)，等值電路可化簡為圖三則短路電流則d3點(diǎn)短路電流標(biāo)幺值為：I d3*〞＝==換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″ = I d3*〞 = =根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)規(guī)定，遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch = ，當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)，短路電流全電流最大有效值Ich = I″ ==當(dāng)不計(jì)周期分量衰減時(shí)，短路電流沖擊電流ich =Kch I″ =I″ = I″ = = kA短路容量 S = UB I″ = =．因?yàn)閐3點(diǎn)短路時(shí)，短路電流有名值I″=、短路電流沖擊電流ich =，需要選用重型斷路器，所以必須對(duì)d3點(diǎn)進(jìn)行短路電流限制，采取在兩臺(tái)主變的10kV變低側(cè)加裝串聯(lián)電抗器，限制后的短路電流應(yīng)實(shí)現(xiàn)滿足有名值I″=40kA、短路電流沖擊電流ich =100kA的目的。．選擇限流電抗器．10kV變低側(cè)額定電流 Igmax = = =