【文章內(nèi)容簡介】 32） 9 * tanQP ?? （ 33） 公 式 32 中 dK 為同時系數(shù)，本設計中取值為 . 計算過程如下： 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?? ? ? ? 其它線路計算如上，略去計算過程。負荷計算結果如下表 。 表 負荷計算結果 負荷名稱 額 定 容 量 NP （ kW） 額定 電壓 （ kV） 負 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? ? ? ??? 考慮同時系數(shù)時的負荷： 1 0 . 8 5 * 0 . 8 5 * 1 0 . 1 5 8 . 6 3S S M V A? ? ??? 取每年的負荷增長率為 2%?? ，則考慮五年規(guī)劃（即 n＝ 5）時的計算負荷為： ? ? 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，一般應按 5— 10 年規(guī)劃負荷來選擇，并適當考慮到 1020年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市替代相結合。 （ 2） 對于有重要負荷的變電站，應考慮當 1 臺主變壓器停運 時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證對用戶的一類及二類負荷的供電；對一般性變電站，當 1 臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%~80%。同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。 （ 3）對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。故該變電站單臺變壓器的容量至少應為： 20 . 7 * 0 . 7 * 9 . 5 2 6 . 6 7S S M V A? ? ?? 變壓器型式和結構的選擇 （ 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、可靠性要求及運輸條件等因素。由《電力工程電氣設計手冊》可知，當不受運 11 輸條件時，在 330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應選用三相變壓器。 （ 2） 繞組數(shù)與繞組連接方式的選擇：由《電力工程電氣設計手冊》可知，對于深入引進至負荷中心、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)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 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，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。對于中、小型變壓器，通常采用油浸自冷。 由上選擇本次設計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 型變壓器技術參數(shù)如表 。 表 SZ98000/35 型變壓器的技術參數(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)結組標號 YN d11 空載損耗 負載損耗 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)絡電壓相一致。本設計中引接電源電壓等級為 35kV，所用網(wǎng)絡電壓為 ，故所選變壓器的電壓比應為35/. （ 2）變壓器的臺數(shù)和型式 本設計中所用網(wǎng)絡電壓等級為 ，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荷從電源獲得足夠的功率，所用低壓工作變壓器的容量應有 10%左右的裕度。 總上所述，選擇本次設計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 型變壓器的技術參數(shù)如表 。 表 SZ9630/10 型變壓器的技術參數(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)結組標號 Y yn0 空載損耗 負載損耗 空載電流 0%I 短路阻抗 %kU 5 無功補償 無功補償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應原理工作的電氣設備，如變壓器、電動機、感應爐等。都是依靠磁場來傳送和轉換電能的電感性負載，在電力系統(tǒng)中感應電動機約占全部負荷的 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%）； 二是無功功率補償裝置（并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機）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，將使發(fā)電、送電、變電設備均不能達到正常的出力，電網(wǎng)的電能損失增大，并容易導致電網(wǎng)震蕩而解列，造成大面積停電，產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失和政治影響。電壓下降到額定電壓值的 60%~70%時，用戶的電動 機將不能啟動甚至造成燒毀。所以進行無功補償是非常有必要的。 無功補償計算 補償前功率因數(shù) cos ?? ， tan ?? ，補償后 39。cos ? ? ， 39。tan ? ? ；則需要補償?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? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 無功補償裝置 無功補償裝置分為串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置兩大類。并聯(lián)補償裝置又可分為同期調(diào)相 機、并聯(lián)電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。 同期調(diào)相機相當于空載運行的同步電動機在過勵磁時運行，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，并可以強勵補償容性無功，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，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補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。其運行維護簡單，功耗小，能做到分相補償，對沖擊負荷也有較強的適應性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。但 14 設備造價太高，本設計中不宜采用。 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，又可分散裝設來接地供應無功功率，運行時功率損耗亦較小。 綜合比較以上三種無功補償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補償裝置，并且采用集中補償?shù)姆绞健? 并聯(lián)電容器裝置的分組 一、分組原則： （ 1）對于單獨補償?shù)哪撑_設備，例如電動機、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與該設備相連 接，并與該設備同時投切。 （ 2）配電所裝設的并聯(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，為保證一定的功率因數(shù)，各組應能隨負荷的變化實行自動投切。負荷變化不大時，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償主變壓器的無功損耗。此時，各組應能隨電壓波動實行自動投切。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應超過 %。 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《電力工程電氣設計手冊》（一次部分） 502 頁 表 9— 17 可比較得出，應采用Y 形接線，因為這種接線適用于 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)電容器組裝設在變電所低壓側，主要是補償主變和負荷的無 功功率，為了 15 在發(fā)生單相接地故障時不產(chǎn)生零序電流，所以采用中性點不接地方式。 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備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(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。在計算短路電流時，通常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng)。 運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地的系統(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%。 短路電流計算的一般原則 （ 1） 計算短路電流用于驗算電器和導體的開斷電流、動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時，應按 本工程的設計規(guī)劃內(nèi)容計算。一般應以最大運行方式下的三相短路電流為依據(jù)，并適當考慮電網(wǎng) 510 年的遠景發(fā)展規(guī)劃進行計算。 （ 2）計算短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算。短路點應選擇在適中電流為最大的地點。 16 （ 3） 導體和電器的動穩(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算。 （ 4） 計算某一電壓級的短路電流時，應用平均電壓。 （ 5） 計算高壓系統(tǒng)短路電流時，一般采用標幺值方法、短路功率法進行計算。 短路電流計算的目的 （ 1）電氣主接線比選； （ 2）選擇導體和電器； （ 3）確定中性點接地方式； （ 4）計算軟導體的短路搖擺； （ 5）確定分裂導線間隔棒的間距； （ 6）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓； （ 7）選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 短路電流計算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，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，當這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認為電