【文章內(nèi)容簡介】 對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。 對 地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。 對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 主變壓器容量的選擇 主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電所最大負荷 Smax 的 60％ 70％選擇，對于35110KV 變電站取 60％ ，對于 220500KV 變電所取 70％，但當全部 I、 II 類重要負荷超過上述比例時，應按滿足全部 I、 II類重要負荷的供電要求選擇，即：SN=()Smax/(n1)(MVA)或 SN＞ =S(I+II)/(n1)(MVA) 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、 標準化。 . . 主變壓器型式的選擇 選擇主變壓器，需考慮如下原則： 當不受運輸條件限制時，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電站，均應選用三相變壓器。 當發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為 500KV 時，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定選用三相變壓器、兩臺 50%容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為 300MW、并直接升到 500KV 的，宜選用三相變壓器。 對于 500KV 變電所，除需考慮運輸條件外，尚應根據(jù)所供負荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組 時，當一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電。如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等，確定是否需要備用相。 繞組數(shù)量和連接形式的選擇 具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但需要裝設無功補償設備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器。 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接 方式只要有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國 110KV及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接； 35KV 亦采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。 35KV 以下電壓，變壓器繞組多采用△連接。由于 35KV采用丫連接方式，與 2 110 系統(tǒng)的線電壓相位角為 0，這樣當變壓變比為 220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時，否則就不能與現(xiàn)有 35KV系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器，全國投運這類變壓器約 40～ 50 臺。 主變壓器選擇結(jié)果 此 220KV中間變電站是 YZ電 廠 2*350MW機組電力外送的配置工程，未來 510年最大供電負荷 550MW，主變壓器建設規(guī)模為 2*180MVA。近期準備上一臺，電壓等級為 220/110/10KV。由于此變電站 110KV 側(cè)接重要負荷，而 10KV 側(cè)僅滿足一般的廠用電。因此所選主變壓器的容量比為 100/100/50，所選主變壓器的型號和各參數(shù)如下： . . 變壓器型號為： SFPSZ9180000/220 容量： 180MVA 電壓比（降壓變壓器）高壓（無勵磁調(diào)壓）： kV% ?? 中壓： 115 低壓： kV 聯(lián)結(jié)組標號 ： YN/yn0/d11 空載損耗： 142 kW 負載損耗： 585 kW 空載電流： % 短路阻抗：高壓 中壓： 13%； 高壓 低壓： 23%； 中壓 低壓： 8% 三個繞組的容量比為： 100%/100%/50% 低壓繞組在最里面（靠鐵心），中壓繞組在中間，高壓繞組在最外面。 可以采用：強迫油循環(huán)風冷卻。 因此，該變電站主變選用兩臺型號為 SFPSZ9180000/220 的變壓器。 . . 4 所用電設計 變電站站用母線采用單母 分段接線方式。當有兩臺站用變采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障。對于容量不大的變電站，為了節(jié)省投資，所用變壓器高壓側(cè)可用高壓熔斷器代替高壓斷路器。 所用變選擇 所用變壓器負荷計算原則： a、連續(xù)運行及經(jīng)常短時運行及經(jīng)常斷續(xù)運行的設備應予以計算； b、不經(jīng)常短時及不經(jīng)常斷續(xù)運行的設備不予計算； 所用變壓器容量選擇 負荷計算采用換算系數(shù)法，所用變壓器容量 STN（ kVA）應滿足 STN? K1P1+P2+P3 式（ ） 式中 K1所用動力負荷換算系數(shù)，一般取 P P P3所用動力、電熱、照明負荷之和， kW。 經(jīng)分析，我們把所用電的主要負荷中：主充電機、浮充電機、蓄電池室通風、屋內(nèi)配電裝置通風歸為動力負荷，把交流電焊機、檢修實驗用電、載波、照明負荷和生活用電歸為電熱及照明負荷。則： )( 2 KWP ?????? )()(321KWPPKWP????????????? ??? 因此： K V AS N ???? 由以上數(shù)據(jù)查表得選擇所用變的型號及相關參數(shù)如下表 ： 表 型號 額定電壓 (kV) 額定容量（ KVA） 連接 組別 損 耗（ KW） 阻抗電壓 空載電流 高壓 低壓 空載 負載 SCB10500/ % ?? 500 Yyn0 4% % 所用電接線圖 最近幾年，變電站都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛的采用晶閘管整流或復式整流裝置取得直流電源，因此要求交流所用電源可靠連續(xù)，電壓穩(wěn)定。 變電站的主要站用電負荷是變壓器冷卻裝置，直流系統(tǒng)中的充放電裝置和晶. . 閘管整流設備，照明、檢修及供水和消防系統(tǒng)，小型變電站，大多只裝 1臺站用變壓器，從變電站低壓母線引進，站用變 壓器的二次側(cè)為 380/220V 中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。對于中性變電站或裝設有調(diào)相機的變電站，通常都裝設 2臺站用變壓器，分別接在變電站低壓母線的不同分段上， 380V 站用電母線采用低壓斷路器進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。 因而本設計兩臺所用變分別接于 10KV 母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為備用，平時運行當一臺故障時，另一臺能夠承擔變電所的全部負荷。因此采用單母線分段的接線方式，接線圖如下所示： 圖 所用電接線圖 . . 5 220KV 變電站電氣部分短路計算 等值電路圖 系統(tǒng)阻抗： 220KV 側(cè)電源，歸算至本所 220KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA） ,110KV 側(cè)電源容量為 500MVA，歸算至本所 110KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA）， 10KV 側(cè)為無窮大系統(tǒng)，變壓器型號為 SFPS7— 180000/220。 SN=180MVA 其中高中、高低、中低阻抗電壓（ %）分別為 13， 23， 8。簡化圖如下圖所示： 圖 9)13238(21%)%%(21%1)23813(21%)%%(21%14)82313(21%)%%(21%)21()13()32(3)13()32()21(2)32()13()21(1???????????????????????????????KKKKKKKKKKKKUUUUUUUUUUUU 設 SB=100MVA， UB=Uav . . 1 8 01 0 01 0 091 0 0%0 0 1 8 01 0 01 0 011 0 0%0 7 1 8 01 0 01 0 0141 0 0%3*32*21*1?????????????????NBKTNBKTNBKTSSUXSSUXSSUX 10KV 側(cè)短路計算 f(3)1短路時 , 示意圖如下： 圖 f(3)1短路的等值電路圖 0 2 212121210 3 7 2121*****3322*1??????????????TTTIXXXXXX 因此由圖可知： )()( ?????X 因此： . . 11*k ??? ?XI 短路電流的有名值為： KAKAIIIKAU SIBkkBBB 1003** ????????? 沖擊電流： KAi sh ??? 短路容量： MV AS K ???? 220KV 側(cè)短路計算 f(3)2短路時，示意圖如下圖所示。 圖 f(3)2短路的等值電路 圖 短路電流的標幺值： KAI k 1* ???? . . 短路電流的有名值： KAKAIIIKAU SIBkkBBB 1003** ????????? 沖擊電流： KAi sh ??? 短路容量 MV AS K ???? 110KV 側(cè)短路計算 f(3)3短路時 圖 f(3)3短路的等值電路圖 短路電流標幺值： KAI k 1* ???? 短路電流有名值： . . KAKAIIIKAU SIBkkBBB 1003** ????????? 沖擊電流： KAi sh ??? 短路容量： MV AS K ???? 將上述三種短路情況總結(jié)于下表： 表 短路計算成果表 短路點 基準電壓 短路電流 沖擊電流 短路容量 S (K) (KA) (KA) (MVA) 10kv側(cè) 220kv側(cè) 231 110kv側(cè) 115 . . 6 導體和電氣設備的選擇 正確選擇電氣設備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也 不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。 本設計，電氣設備的選擇包括：斷路器和隔離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導線的選擇。 電氣設備的選擇 電氣設備選擇的一般原則： 按正常條件選擇導體和電器 按短路情況進行動，熱穩(wěn)定性校驗（熔斷器不用校驗熱穩(wěn)定性）。 應力求技術(shù)先進與經(jīng)濟合理。 選擇導體時應盡量減少品種。 擴建工程應盡量使新老電氣設備型號一致。 選用新產(chǎn)品，均應 具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 電氣設備選擇的一般條件： 按正常工作條件選擇：導體和電器的正常工作條件是指額定電壓、額定電流和自然環(huán)境條件三個方面。 1）額定電壓選擇： 在選擇設備時一般按照導體和電器的額定電壓 UN不低于安裝地點電網(wǎng)額 定電壓 UNS的條件選擇，即： UN≥U Ns 式（ ） 2）額定電流選擇： 在規(guī)定的周圍介質(zhì)極限溫度下，導體和電器的額定電流 IN 應不小于流過設備的最大持續(xù)電流 IWmax， 即： IN＞ Imax 式（ ） 由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低 5%時出力保持不變，故其相應回. . 路的最大持續(xù)工作電流 IWMax =(IN為電機的額定電流 )；母聯(lián)斷路器和母線分段斷路器回路的最大持續(xù)工作電流，一般取該母線上最大一臺發(fā)電機或一組變壓器的；母線分斷器回路的最大持續(xù)工作電流，按母線上事故切除最大一臺發(fā)電機時，這臺發(fā)電機額定電流的 50%80