【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 6 回及以上時(shí) ,宜采用單母線分段接線方式 。 特點(diǎn)同 35kV主接線 。 變壓器的選擇 變電所設(shè)計(jì)中 ,變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5— 10 年發(fā)展規(guī)劃。輸送功率大小，饋線回路數(shù)，電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。 變壓器容量的選擇應(yīng)遵循以下原則： ① 如需要應(yīng)盡量采用三相變壓器。 ② 按變電所建成后 510 年規(guī)劃負(fù)荷選擇 ,并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)荷發(fā)展 ,對(duì) 城郊變電所 ,主變壓器的容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合 。 ③ 裝有兩臺(tái)以上主變壓器的變電所 ,應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí) ,其余變壓器容量不應(yīng)小于 70﹪的全部負(fù)荷 ,并保證一類二類負(fù)荷的供電 。 選擇 兩臺(tái)三繞組主變壓器 ,考慮一臺(tái)主變的容量應(yīng)不小于全部負(fù)荷的70﹪ ,確定 變壓器所承擔(dān)的負(fù)荷 ? mS 為最大全部負(fù)荷 10kV 等級(jí)的用電負(fù)荷 1S ＝ ? ) 5656( ?????? = 35kV級(jí)用電負(fù)荷 2 1 2 1 2 1 0 1 50 . 8 ( ) 4 5 . 2 2 40 . 9 0 . 8S M V A??? ? ? ? 12mS S S?? 一臺(tái)主變壓器承擔(dān)的容量為 : ? = ( )SS??=(+)= 考慮到今后 510 年發(fā)展 ,選擇 兩臺(tái) 630 00 / 110ZSFSZ ? 主變壓器 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 3 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 及短路電流計(jì)算條件 為了保證電力系統(tǒng)安全，可靠地運(yùn)行，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析中，不僅要考慮系統(tǒng)在正常狀態(tài)下的運(yùn)行情況，還應(yīng)該考慮系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行情況及故障產(chǎn)生的后果，短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)行。為了使電器能承受短路電流的沖擊，提高電能的質(zhì)量，往往通過短路電流計(jì)算選用適當(dāng)容量的電器設(shè)備。 ① 容 量和接線。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5~10 年）；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換中可能短時(shí)并列的接線方式。 ② 短路種類。一般按三相短路驗(yàn)算，若 其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按照最嚴(yán)重的情況計(jì)算。 ③ 計(jì)算短路點(diǎn)。選擇 在正常接線方式時(shí) ， 通過電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。 3。 2 電抗 標(biāo)幺值的 計(jì)算 采用近似計(jì)算法，則： 取基準(zhǔn)容量 Sb=100MVA 基準(zhǔn)電壓 Ub=各額定電壓平均值 則基準(zhǔn)電流 3bb bSI U? 基準(zhǔn)電抗 23bbb bbUUX SI?? ⑴ 對(duì)于 110kV系統(tǒng)， 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 *1X =(Sb 為 100MVA) ⑵ 對(duì)于主變壓器 ， 1 代表高壓， 2 代表中壓， 3 代表低壓 21?U (%)= 31?U (%) = 32?U (%) = 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 1KU (%)= )(21 323121 ??? ?? UUU=21(+)= 2KU (%)= )(21 313221 ??? ?? UUU=21(+)= 3KU (%)= )(21 213231 ??? ?? UUU =21 (+)= *1TX =nbK SSU ?100(%)1 = ? = *2TX =nbK SSU ?100(%)2 = ? = *3TX =nbK SSU ?100(%)3 = ? = 短路電流計(jì)算 圖 31 為系統(tǒng)的接線圖，圖 32 為短路電流計(jì)算用的系統(tǒng)的阻抗圖。 圖 31 系統(tǒng)接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 圖 32 系統(tǒng)短路電流計(jì)算電抗圖 110kV 側(cè)母線短路 電流計(jì)算 圖 33 110kV側(cè)母線短路電流計(jì)算電抗圖 將圖 33進(jìn)行等效變換為 圖 34: 圖 34 等效變 換圖 短路電流標(biāo)幺值 : 1*1 ??I 110kV 側(cè)基準(zhǔn)電流為 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 KAUSIavdd ???? 110kV 側(cè)短路電流有名值為 KAIII dp *11 ????? 短路沖擊電流為 KAIKI pmshsh 2 0 0 ?????? 35kV 側(cè)母線短路 電流計(jì)算 圖 35 35kV 側(cè)母線短路電流計(jì)算電抗圖 圖 35 可 等 效 為下圖 36： 圖 36 等效變換圖 短路電流標(biāo)幺值 : 11*2 ??? ?XI 基準(zhǔn)電流為 KAUSIavdd 10032 ???? 短路電流有名值為 : KAIII dp *222 ????? 短路電流沖擊值為 : 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 KAIKI pmshsh 4 ????? 10kV 側(cè)母線短路 電流計(jì)算 圖 37 10kV側(cè)母線短路電流計(jì)算電抗圖 圖 37 可 等效為 圖 38： 圖 38 等效變換圖 短路電流標(biāo)幺值 : 11*3 ??? ?XI 基準(zhǔn)電流為 : KAUSIavdd 10033 ???? 短路電流有名值為 : *3 3 3 5. 49 9 3. 30 0 18 .1 5dI I I KA? ? ? ? ? 短路電流沖擊值為 : KAIKI pmshsh ????? 各短路點(diǎn)的計(jì)算數(shù)值如下表 31所示 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 表 31 各短路點(diǎn)的計(jì)算值 短路點(diǎn) 短路電流標(biāo)值幺 基準(zhǔn)電流 （ kA） 短路電流有名值 (kA) 沖擊電流 (kA) k1 40 k2 k3 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 4 電氣設(shè)備的選擇 電氣選擇的選擇原則 正確地選擇電氣設(shè)備的目的是使電氣主接線和配電裝置無論在正?；蚬收锨?況下，均能達(dá)到安全，經(jīng)濟(jì)，合理地運(yùn)行。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)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)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 在變電所中，采用 的電氣設(shè)備種類很多，其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(duì)他們的基本要求都是相同的。 電氣設(shè)備選擇的一般要求是： ① 滿足工作要求。應(yīng)滿足正常運(yùn)行、 檢修以及短路和過電壓情況下的工作要求。 ② 適應(yīng)環(huán)境條件。應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件進(jìn)行校驗(yàn)。 ③ 先進(jìn)合理。應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 ④ 整體協(xié)調(diào)。應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致、 適應(yīng)發(fā)展，應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展，留有一定裕量。 電氣設(shè)備選擇的一般原則 ： 電氣設(shè)備要能安全 ，可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并短路條件來校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 (1)按正常工作條件選擇電器 ①按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) 電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)、戶外兩大類。戶外設(shè)備的工作條件比較惡劣，故各方面要求比較高，成本也高。戶內(nèi)設(shè)備不能用于戶外，但戶外設(shè)備可以用于戶內(nèi)，但不經(jīng)濟(jì)。此外，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)根據(jù)不同環(huán)境條件考慮防水、放火、防腐、防塵、防爆以及電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的小環(huán)境，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度。污穢等級(jí)、海拔高度、 地震烈度和覆冰厚度等條件進(jìn)行選擇。 當(dāng)污穢等級(jí)超過使用規(guī)定時(shí) ,可選用有利于防污的電瓷產(chǎn)品 ,當(dāng)經(jīng)濟(jì)上河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 合理時(shí)可采用屋內(nèi)配電裝置。 我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備 使用的額定環(huán)境溫度為 40℃，如周圍環(huán)境溫度高于 +40℃而低于 +60℃時(shí)，其允許電流一般可按每增高 1℃，額定電流減少 %進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 +40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 ② 額定電壓和最高工作電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，通常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備的允許最高工 作電壓 almU 不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 smU ， 即： almU ? smU 一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時(shí)為 NU ；而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓不超過 smU 一 般不超過 NSU ，因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓 NsU 的條選擇 ， 即： NU ? NSU 我國普通電氣設(shè)備額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)是按照海拔 1000m 設(shè)計(jì)的。如果使用在高海拔地區(qū)，應(yīng)選用高海拔產(chǎn)品，或采取某些必要的措施增強(qiáng)電氣絕緣，方可使用。 ③ 額定電流 和最大長時(shí)允許 電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是指在額定周圍環(huán)境溫度 0? 下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ， 即： NI ? maxI 0? C? 由產(chǎn)品生產(chǎn)廠家規(guī)定。我國普通電氣設(shè)備的額定電流所規(guī)定的環(huán)境溫度為 +40 C? 。如果設(shè)備周圍最高環(huán)境溫度與規(guī)定值不符時(shí)，應(yīng)對(duì)原有的額定電流值進(jìn)行修正。方法如下： 當(dāng)環(huán)境最高溫度低于規(guī)定的 0? C? 時(shí)，每低 1 C? 載流量可提高 %，但總提高量不得超過 20%。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 當(dāng)環(huán)境最高溫度高于 0? C? ，但不超過 60 C? 時(shí)，長時(shí)允許電流按下式修正： alI = NIoaloal ?? ?? ?? 39。 式中 al? —— 設(shè)備允許最高溫度， C? ； 39。o? —— 環(huán)境最高溫度，取平均月最高溫度， C? ； alI —— 修正后的長時(shí)允許電流。 修正后的長時(shí)允許電流應(yīng)大于或等于回路的長時(shí)工作電流 ， 即 alI ? I (2)按短路情況校驗(yàn) 按正常情況選擇的電氣設(shè)備是否能經(jīng)受住短路電流電動(dòng)力和熱效應(yīng)的考驗(yàn)，還必須進(jìn)行校驗(yàn)。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，除按一般條件進(jìn)行選擇外，還應(yīng)根據(jù)它們的特殊工作條件提出附加要求。 ①短路熱穩(wěn) 定校驗(yàn) 短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為： rwI =rwkk ttI kA 式中 rwI 、 rwt —— 額定熱穩(wěn)定電流及作用時(shí)間； kI 、 kt —— 最大穩(wěn)定短路電流及作用時(shí)間。 ②電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械 效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： esi ? shi 或者 esI ? shI 式中 shi 、 shI —— 短路沖擊電流幅值及其有效值； esi 、 esI —— 通過電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值及有效值。 技術(shù)規(guī)范規(guī)定對(duì)下列情況不進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定性的 校驗(yàn)： ① 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 21 ② 用限流電阻保護(hù)的電氣設(shè)備和導(dǎo)體，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 ③ 裝電壓互感器回路的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 (3)短路計(jì)算時(shí)間 校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí)，還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間。驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間 kt 為繼電保護(hù)時(shí)間 prt 和相應(yīng)斷路器的全開 斷時(shí)間abt 之和 ， 即 ： kt = prt + abt 而 abt =int +at 式中 abt —— 斷路器全開斷時(shí)間； prt —— 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間； int —— 斷路器固有分閘時(shí)間； at —— 斷路器開斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間，對(duì)少油斷路器為 ~，對(duì)6SF 和壓縮空氣斷路器約為 ~。 開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷時(shí)間brt 應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間 1prt 和斷路器的固有分閘時(shí)間之合 ， 即： brt = 1prt +int 對(duì)于無延時(shí)保護(hù)， 1prt 為保護(hù)啟動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行時(shí)間之和。 電器設(shè)備選擇 斷路器的選擇 高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。其最大特點(diǎn)是能開斷電路中的負(fù)荷電流和短路電流。 為使所 選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，做驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定： ① 容 量和接線。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5~10 年）；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換中可能短時(shí)并列的接線方式。 ② 短路種類。一般按三相短路驗(yàn)算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按照最嚴(yán)重的情況計(jì)算。 ③ 計(jì)算短路點(diǎn)。選擇在正常接線方式時(shí)，通過電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。 （ 1） 110kV側(cè)斷路器的選擇 110kV高壓斷 路器，一般選用電磁操