【文章內(nèi)容簡介】 32） 9 * tanQP ?? （ 33） 公 式 32 中 dK 為同時(shí)系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取值為 . 計(jì)算過程如下： 1出線： 221 c o s 1 0 . 8t a n 0 . 7 5c o s 0 . 8?? ???? ? ?， 1 0 .9 8 6 0 7 7 4dNP K P k W? ? ? ? 3 0 3 0 t a n 7 7 4 0 . 7 5 5 8 0 . 5Q P k W?? ? ? ? 其它線路計(jì)算如上，略去計(jì)算過程。負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表 。 表 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 負(fù)荷名稱 額 定 容 量 NP （ kW） 額定 電壓 （ kV） 負(fù) 荷 特 性 cos? tanφ 供電線路長度 (m) P (kW) Q (kVar) 1 出線 860 6 200 774 2 出線 400 6 250 360 252 3 出線 760 6 100 684 4 出線 1600 6 80 1440 1080 水源變電所 1200 6 200 1080 生 活區(qū)變電所 2021 6 90 1800 1350 鍋爐變電所 1100 6 100 990 污水處理電源 1200 6 80 1080 810 10 7 7 4 3 6 0 6 8 4 1 4 4 0 1 0 8 0 1 8 0 0 9 0 0 1 0 8 0 8 1 1 8 8 . 1 1 8P k W M W? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 5 8 0 2 5 2 6 1 2 1 0 8 0 6 7 0 1 3 5 0 7 4 3 8 1 0 6 0 9 7 a r 6 . 0 9 7 a rQ k V M v? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?22 228 .1 1 8 6 .0 9 7 1 0 .1 5S P Q M V A? ? ? ? ?? ? ? 功率因數(shù) 8 .1 1 8c o s 0 .8 01 0 .1 5PS? ? ? ??? 考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)的負(fù)荷： 1 0 . 8 5 * 0 . 8 5 * 1 0 . 1 5 8 . 6 3S S M V A? ? ??? 取每年的負(fù)荷增長率為 2%?? ，則考慮五年規(guī)劃（即 n＝ 5）時(shí)的計(jì)算負(fù)荷為： ? ? 5211 ( 1 0 .0 2 ) * 8 .6 3 9 .5 2nS S M V A?? ? ? ? ??? 4 變壓器的選擇 主變壓器的選擇 變壓器容量和臺數(shù)的確定 （ 1） 變電站主變壓器容量，一般應(yīng)按 5— 10 年規(guī)劃負(fù)荷來選擇，并適當(dāng)考慮到 1020年的負(fù)荷發(fā)展，對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市替代相結(jié)合。 （ 2） 對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺主變壓器停運(yùn) 時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證對用戶的一類及二類負(fù)荷的供電；對一般性變電站，當(dāng) 1 臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%~80%。同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 3）對于大城市郊區(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(shè)兩臺主變壓器為宜。故該變電站單臺變壓器的容量至少應(yīng)為： 20 . 7 * 0 . 7 * 9 . 5 2 6 . 6 7S S M V A? ? ?? 變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇 （ 1） 相數(shù)的選擇：主變壓器是采用 三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》可知，當(dāng)不受運(yùn) 11 輸條件時(shí)，在 330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器。 （ 2） 繞組數(shù)與繞組連接方式的選擇：由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》可知，對于深入引進(jìn)至負(fù)荷中心、具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器；而且 35kV電壓等級的變壓器均采用“ Y”連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。此降壓變電站滿足此條件，故選用雙繞組“ Y”型連接的變壓器； （ 3） 調(diào)壓方式 ：變壓器調(diào)壓方式有兩種，一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 ? 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%。 35kV電壓等級的變壓器一般采用有載調(diào)壓方式。 （ 4）冷卻方法：電力變壓器的冷卻方式隨變壓器形式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)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。對于中、小型變壓器，通常采用油浸自冷。 由上選擇本次設(shè)計(jì)中主變壓器的型號為： SZ98000/35，其中 S三相， Z有 載調(diào)壓，容量 8MVA，電壓等級 35kV。 SZ916000/35 型變壓器技術(shù)參數(shù)如表 。 表 SZ98000/35 型變壓器的技術(shù)參數(shù) 型號 SZ98000/35 額定容量 8000kVA 電壓組合 高壓 35 高壓分接范圍 ? 2*% 低壓 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 YN d11 空載損耗 負(fù)載損耗 空載電流 0%I 短路阻抗 %kU 所用變壓器的選擇 所用變壓器的選擇原則： （ 1）額定電壓的選擇 所用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)所用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確 12 定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和所用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。本設(shè)計(jì)中引接電源電壓等級為 35kV，所用網(wǎng)絡(luò)電壓為 ，故所選變壓器的電壓比應(yīng)為35/. （ 2）變壓器的臺數(shù)和型式 本設(shè)計(jì)中所用網(wǎng)絡(luò)電壓等級為 ，故可選用兩臺全容量雙繞組變壓器，一臺作為主變，一臺作為備用變壓器。 （ 3）所用 變壓器的容量 所用變壓器的容量必須滿足所用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率，所用低壓工作變壓器的容量應(yīng)有 10%左右的裕度。 總上所述，選擇本次設(shè)計(jì)所用變壓器的型號為 SZ9630/10, 其中 S三相， Z有載調(diào)壓，容量 630kVA，電壓等級 10kV。 SZ9630/10 型變壓器的技術(shù)參數(shù)如表 。 表 SZ9630/10 型變壓器的技術(shù)參數(shù) 型號 SZ9630/10 額定容量 630kVA 電壓組合 高壓 高壓分接范圍 ? 4*% 低壓 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Y yn0 空載損耗 負(fù)載損耗 空載電流 0%I 短路阻抗 %kU 5 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如變壓器、電動機(jī)、感應(yīng)爐等。都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載，在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電動機(jī)約占全部負(fù)荷的 50%以上。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源， 13 才能維持 一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 電力系統(tǒng)中的無功電源由三部分組成： 一是發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率（一般為有功功率的 40%~50%）； 二是無功功率補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)）輸出無功功率； 三是 110kV及以上電壓線路的充電功率； 電力系統(tǒng)中如無功功率小，將引起供電電網(wǎng)的電壓降低。電壓低于額定電壓值時(shí)，將使發(fā)電、送電、變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時(shí)，用戶的電動 機(jī)將不能啟動甚至造成燒毀。所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的。 無功補(bǔ)償計(jì)算 補(bǔ)償前功率因數(shù) cos ?? ， tan ?? ，補(bǔ)償后 39。cos ? ? ， 39。tan ? ? ；則需要補(bǔ)償?shù)臒o功為： 39。( t a n t a n ) 0 . 7 5 8 . 1 1 8 ( 0 . 7 5 0 . 4 8 4 ) 1 . 6 2 v a rcQ P M? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 無功補(bǔ)償裝置 無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。并聯(lián)補(bǔ)償裝置又可分為同期調(diào)相 機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、靜補(bǔ)裝置等幾大類。 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)在過勵磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在我國經(jīng)常在樞紐變電所安裝同步調(diào)相機(jī)，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)電壓需要，向電網(wǎng)提供快速無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性的無功，降低電壓波動和波形畸變率，全面提高電壓質(zhì)量，并兼有減少有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低工頻過電壓的 功能。其運(yùn)行維護(hù)簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但 14 設(shè)備造價(jià)太高，本設(shè)計(jì)中不宜采用。 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。 綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞健? 并聯(lián)電容器裝置的分組 一、分組原則： （ 1）對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設(shè)備相連 接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。 （ 2）配電所裝設(shè)的并聯(lián)電容器裝置的主要目的是為了改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。此時(shí)，為保證一定的功率因數(shù)，各組應(yīng)能隨負(fù)荷的變化實(shí)行自動投切。負(fù)荷變化不大時(shí)，可按主變壓器臺數(shù)分組，手動投切。 （ 3）終端變電所的并聯(lián)電容器裝置，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償主變壓器的無功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動實(shí)行自動投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動不應(yīng)超過 %。 二、分組方式 并聯(lián)電容器的分組方式主要有等容量分組、等差級數(shù)容量分組、帶總斷路器的等容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。這幾種方式中等 容量分組方式，分組斷路器不僅要滿足頻繁切合并聯(lián)電容器的要求，而且還要滿足開斷短路的要求，這種分組方式應(yīng)用較多，因此采用等容量分組方式。 并聯(lián)電容器的接線 并聯(lián)電容器裝置的接線基本形式有星形和三角形兩種。經(jīng)常采用的還有由星形派生出的雙星形，在某種場合下，也有采用由三角形派生出的雙三角形。 從《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（一次部分） 502 頁 表 9— 17 可比較得出，應(yīng)采用Y 形接線，因?yàn)檫@種接線適用于 6kV 及以上的并聯(lián)電容器組，并且容易布置，布置清晰。 并聯(lián)電容器組裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無 功功率，為了 15 在發(fā)生單相接地故障時(shí)不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點(diǎn)不接地方式。 選用 BFM11— 300— 3 型號的高壓并聯(lián)電容器 6 臺。額定電壓 11kV。額定容量 300kVar。 6 短路電流的計(jì)算 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時(shí)指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系 統(tǒng)中，還指單相和多相接地。 電力系統(tǒng)的短路故障類型 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障，主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電流都大于兩相和單相短路電流。在計(jì)算短路電流時(shí)，通常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng)。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的 65~70%，兩相短路約占 10~15%，兩相接地短路約占 10~20%，三相短路約占 5%。 短路電流計(jì)算的一般原則 （ 1） 計(jì)算短路電流用于驗(yàn)算電器和導(dǎo)體的開斷電流、動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)按 本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容計(jì)算。一般應(yīng)以最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為依據(jù)，并適當(dāng)考慮電網(wǎng) 510 年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行計(jì)算。 （ 2）計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行計(jì)算。短路點(diǎn)應(yīng)選擇在適中電流為最大的地點(diǎn)。 16 （ 3） 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流驗(yàn)算。 （ 4） 計(jì)算某一電壓級的短路電流時(shí)，應(yīng)用平均電壓。 （ 5） 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時(shí)，一般采用標(biāo)幺值方法、短路功率法進(jìn)行計(jì)算。 短路電流計(jì)算的目的 （ 1）電氣主接線比選； （ 2）選擇導(dǎo)體和電器； （ 3）確定中性點(diǎn)接地方式； （ 4）計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺； （ 5）確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距； （ 6）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； （ 7）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 短路電流計(jì)算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認(rèn)為電