【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 站是小型水電站，干式變壓器和油浸式變壓器相比較，雖然干式變壓器的本體價(jià)格較油浸變壓器高，但是干式變壓器的冷卻介質(zhì)及絕緣介質(zhì)都是空氣，而不是變壓器油，不需要像油浸變壓器那樣安裝在單獨(dú)的防爆間隔內(nèi)，也不需要排油措施。因此本水電站的廠(chǎng)用變壓器用干式變壓器較合適。 8 廠(chǎng)用變壓器連接組別的選擇 由于 Yyn0 接線(xiàn)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，消耗的材料也比 較少，所以本水電站的廠(chǎng)用變壓器連接組別采用 Yyn0。 廠(chǎng)用變 壓器 的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算的容量和電壓等級(jí)初步選擇變壓器型號(hào) 側(cè)廠(chǎng)用變壓器： 表 13 廠(chǎng)用變壓器的參數(shù) 型號(hào) 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(fù)載 SG3200/6 6 200 Yyn0 3 % % 35kV 側(cè)廠(chǎng)用變壓器： 表 14 35KV 廠(chǎng)備用變壓器的參數(shù) 型號(hào) 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(fù)載 SCB10200/35 35 200 Yyn0 6% % 廠(chǎng)用變壓器的引接點(diǎn) 本 水電站 廠(chǎng)用變壓器分別從兩個(gè) 地方 引接 ，一個(gè)接到發(fā)電機(jī)出口 母線(xiàn) 上 ，另外一個(gè)接到 35kV 母線(xiàn)上。正常運(yùn)行時(shí) 廠(chǎng)用變壓器承擔(dān)全部自用負(fù)荷， 35kV 廠(chǎng)用變壓器停用，當(dāng) ，則備用變壓器擔(dān)負(fù)全部自用負(fù)荷。 9 第 2 章 電氣 主接線(xiàn)的選擇 電氣主接線(xiàn)的基本要求 （ 1）保證必要的可靠性和電能的質(zhì)量。當(dāng)主電路發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)在電路結(jié)構(gòu)上使故障的影響限制在一定范圍內(nèi)，不致造成事故的擴(kuò)大。對(duì)主接線(xiàn)可靠性的保證有助于提高和保障事故狀態(tài)下的電能質(zhì)量。 （ 2）主接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，操作簡(jiǎn)便。水電站多處山區(qū)，地形復(fù)雜，電氣設(shè)備布置及進(jìn)出線(xiàn)走廊均受一定限制。應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化接線(xiàn)，并盡量減少電壓等級(jí)和進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)，力求設(shè)備切換所需的操作步驟減少，以減少可能因誤操作而造成事故。 （ 3）具有必要的運(yùn)行靈活性。主接線(xiàn)在正常情況下應(yīng)能滿(mǎn)足所需要的各種運(yùn)行方式；在發(fā)生故障時(shí) 要便于采取相應(yīng)的事故運(yùn)行措施；在設(shè)備檢修時(shí)應(yīng)盡量不中斷供電或縮小停電范圍和縮短停電時(shí)間。 （ 4）考慮發(fā)展的可能性和分期工程過(guò)渡。多數(shù)水電站按流域規(guī)劃和水能計(jì)算的最優(yōu)規(guī)模作一次性開(kāi)發(fā)，其最終裝機(jī)容量不能任意擴(kuò)展。 （ 5）技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。在考慮主接線(xiàn)的可靠性時(shí)，應(yīng)盡量采用已成熟的先進(jìn)技術(shù)和新型電氣設(shè)備。 電氣 主接線(xiàn)的特點(diǎn) （ 1）水電站一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)很少接有大功率用戶(hù)，而用電較高電壓送點(diǎn)，故主變壓器容量多按機(jī)主容量確定。 （ 2）除徑流水電站外，其余電站大都擔(dān)負(fù)系統(tǒng)調(diào)峰，調(diào)頻和事 故備用，利用小時(shí)數(shù)一般較低，因此開(kāi)停機(jī)頻繁。 （ 3）水電站開(kāi)機(jī)程序比較簡(jiǎn)單，機(jī)組起動(dòng)迅速，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 （ 4）水電站規(guī)模確定后，一般不考慮擴(kuò)建。但規(guī)劃設(shè)計(jì)中明確分期建設(shè)的電站，則在主接線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)予以考慮。 （ 5）水電站多處山區(qū)，地形復(fù)雜，電氣設(shè)備布置及進(jìn)出線(xiàn)走廊均受一定限制，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化接線(xiàn) ，避免在水電站設(shè)置復(fù)雜的變電樞紐（階梯除外），并盡量減少電壓等級(jí)和進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)。 （ 6）在同一河流上的階梯水電站和地理位置相近的幾個(gè)水電站，它們之間既有電的聯(lián)系，又有水的聯(lián)系，設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)時(shí)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。 （ 7）主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮并妥善解決近區(qū)負(fù)荷的供電問(wèn)題。 （ 8）水電站的站用負(fù)荷較小，工作電源一般不從高壓側(cè)引接。備用電源可引自地區(qū)配電網(wǎng)，或保留施工變電所來(lái)解決問(wèn)題。 10 電氣主接線(xiàn)的選擇 方案一 ： 35KV 采用單母線(xiàn)接線(xiàn)， 采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，如圖 21。 圖 21 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少， 運(yùn)行時(shí) 操作方便，投資少，便于擴(kuò)建 ； （ 2）變壓器數(shù)量少，投資省，電能 損失??； （ 3） 隔離開(kāi)關(guān)僅在檢修時(shí)用來(lái)隔離電源，誤操作的可能性小，適應(yīng)性強(qiáng)，主變壓器負(fù)荷變化不完全影響發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量； 缺點(diǎn)：（ 1） 該電氣主接線(xiàn)的工作 可靠性 和 靈活性 較 差； （ 2）母線(xiàn)范圍（各回路斷路器觸頭以?xún)?nèi)的母線(xiàn)電路）內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，與母線(xiàn)相連的所以有電源回路均需切除，全部負(fù)載中斷供電，直至故障排除； （ 3）母線(xiàn)或任一母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)需停電檢修，全部回路停止供電； （ 4）某一回路的設(shè)備（斷路器后線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)）需檢修時(shí)，該回路應(yīng)停止供電； 11 方案二： 35KV 采用單外僑接線(xiàn)， 采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn) ，如圖 22 圖 22 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）接線(xiàn)簡(jiǎn)單，高壓斷路器數(shù)量少，進(jìn)出線(xiàn)減少 ，且線(xiàn)路的運(yùn)行變壓器的干擾； （ 2）一臺(tái)主變壓器回路故障或檢修，不影響線(xiàn)路和另一臺(tái)變壓器運(yùn)行； （ 3）當(dāng)任意一段母線(xiàn)及其所接隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，只需短時(shí)間停機(jī)，帶分段隔離開(kāi) 關(guān)拉開(kāi)后，仍保持另一段母線(xiàn)所接機(jī)組送電，可靠性與靈活性比單母高。 缺點(diǎn)：（ 1）一回出線(xiàn)故障或檢修，電站一半功率需暫停輸出，帶線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后，全部功率可由另一半回路送出； （ 2）橋連斷路器檢修時(shí)，二回出線(xiàn)需解列運(yùn)行，如有 穿越功率通過(guò)將受影響； （ 3）分段隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修需全場(chǎng)停機(jī)。 12 方案三： 35KV 采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)， 采用擴(kuò)大單元接線(xiàn) ，如圖 23 圖 23 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰， 減少了變壓器及斷路器的數(shù)量，配電裝置簡(jiǎn)單，減小投資和運(yùn)行費(fèi)用，占地面積小， 運(yùn)行維護(hù)方便； （ 2）減少主變壓器高壓側(cè)出線(xiàn)，簡(jiǎn)化高壓側(cè)接線(xiàn)和布置，整個(gè)電氣接線(xiàn)投資較??； （ 3） 當(dāng)任意一段母線(xiàn)及其所接隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，另一段母線(xiàn)的機(jī)組可繼續(xù)向電網(wǎng)送電，可靠性與靈活性比單母高 缺點(diǎn)：（ 1）兩臺(tái)機(jī)組接一臺(tái)主變壓器， 故障影響范圍較大，主變壓器故障或檢修時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)容量不能送出，可靠性略差。 （ 2） 在母線(xiàn)和母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路必須停止工作；引出線(xiàn)的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電。 13 主接線(xiàn)的比較與確定 （ 1）主接線(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較： （ 2）主接線(xiàn)的確定 由于水電站裝機(jī)容量為 2 1500+2600kw，并且電站在系統(tǒng)中不占很重要的地位，即使裝機(jī)臺(tái)數(shù)很多，經(jīng)論證后采用一臺(tái)變壓器以 35KV 升壓送電在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上也是合理的。電站因年運(yùn)小時(shí)數(shù)不大，三臺(tái)機(jī)滿(mǎn)發(fā)的機(jī)會(huì)少，經(jīng)常出現(xiàn)一臺(tái)或兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，此時(shí)電站可選擇某臺(tái)主變壓器停止運(yùn)行，從而降低了主變壓器的損耗，減小電站運(yùn)行費(fèi)用，所以當(dāng)選取兩臺(tái)主變壓器時(shí)，電站的投資成本將增大（現(xiàn)對(duì)于一臺(tái)主變壓器而言），而且變壓器的占地面積也相應(yīng)增大。 綜上所述：我們?cè)O(shè)計(jì)的主接線(xiàn)采用方案一。 項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三 可靠性 在變壓器側(cè)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，變壓器停止工作，發(fā)電機(jī)停機(jī)；引出線(xiàn)的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電，可靠性差。 在變壓器側(cè) 隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，該支路變壓器停止工作，線(xiàn)路經(jīng)跨條連接，恢復(fù)供電；引出 線(xiàn)的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電，可靠性好。 在 變壓器側(cè) 隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，該支路變壓器停止工作，經(jīng)母聯(lián)合閘，給線(xiàn)路供電；引出線(xiàn)的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電，可靠性較好。 靈活性 調(diào)度靈活，檢修變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，要停機(jī)，擴(kuò)建麻煩，靈活性差 調(diào)度靈活，檢修一臺(tái)變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，不影響線(xiàn)路供電，擴(kuò)建方便，靈活性好 調(diào)度靈活，檢修一臺(tái)變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，不影響線(xiàn)路供電，擴(kuò)建方便，靈活性好 經(jīng)濟(jì)性 投資省，站地面積小，電能損失少 投資較大，站地面積小，電能損失大 投資較大，站地面積小，電能損失大 14 第 3 章 短路電流的計(jì)算 概 述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，在運(yùn)行中必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障發(fā)生故障是發(fā)生各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路主要有三相短路、兩相短路和單相短路。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)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(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 一、短路電流計(jì)算的目的 在選擇電氣主接線(xiàn)時(shí)，為了比較各種接線(xiàn)方案或確定某一接線(xiàn)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。 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。 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(xiàn)的相間和相對(duì)地的安全距離。 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)。 按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電 流。 二、短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 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(xiàn)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(xiàn)方式。 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。 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(xiàn)方式時(shí)短路電流為最大的地 點(diǎn)。 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。 15 各元件參數(shù)的計(jì)算 一、基準(zhǔn)值的選取 100BS MVA? ； B avUU? 表 31 基準(zhǔn)值 表 額定電壓UN ( kV) 6 35 基準(zhǔn)電壓UB ( kV) 37 二、計(jì)算各元件參數(shù) 系統(tǒng)如圖 31所示 ： 圖 31 計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值 100BS MVA? ； B avUU? 發(fā)電機(jī) 1：1* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 2：2* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 3：3* 1000 . 2 1 6 . 8 72 . 6 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 16 變壓器 4：4* % 7 .5 1 0 0 1 .1 91 0 0 1 0 0 6 .3k BNU SS? ? ? ? ? ? 線(xiàn)路 5和線(xiàn)路 6：5 * 6 * 22 1000 . 4 7 . 9 0 . 2 337BL avSL U? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 變壓器 7:7* % 1 2 . 1 1 0 0 0 . 1 11 0 0 1 0 0 1 1 0k BNU SS? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 8：8* 1000 . 3 3 1 . 2 22 3 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 線(xiàn)路 9：9* 22 1000 . 4 7 7 0 . 2 3110BL avSL U? ? ? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 10：1 0 * 1000 . 3 5 0 . 6 54 6 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 畫(huà)等值電路圖 ： 圖 32 化簡(jiǎn)等值電路圖 把串聯(lián)支路相加，并聯(lián)支路并聯(lián)得： 11 * 7* 9 * 10 * ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 2 * 5 * 6 *1 1 1 0 . 2 3 0 . 1 22 2 2? ? ? ? ? ? ? ?13 *1 * 2 * 3 *11 1 1 11 1 111. 9 11. 9 7? ? ? ?? ? ? ????? ???? ??? ? ??? 17 化簡(jiǎn)得如圖 33： 圖 33 繼續(xù)簡(jiǎn)化： 8 * 1 1 *1 4 * 1 2 *8 * 1 1 *1 . 2 2 0 . 9 9 0 . 1 2 0 . 6 71 . 2 2 0 . 9 9? ? ? ?? ? ? ?