【文章內(nèi)容簡介】 站的出線 變電站的電壓等級為 110kV/35kV/10kV， 設(shè)兩臺主變，變電站最終規(guī)模的進出線回路數(shù)為 ： 110kV： 2 回（ 雙電源進線 ） 35kV： 6 回 （終端用戶） 10kV： 12 回 （終端用戶） 二、 負荷情況 35kV、 10kV 負荷情況見下表。 表 11 負荷情況表 電壓等級 負荷級別 最大負荷（ MW） 合計負荷（ MW） 35kV I 8 20 II 8 III 4 10kV I 7 16 II 5 III 4 站用電 I 三、 線路長度 110kV： 架空線， 170 公里 35kV： 架空線， 76 公里 10kV： 架空線， 27 公里 3 第二章 電氣主接線設(shè)計 及短路電流計算 第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計及主變壓器容量選擇 一、 電氣主接線方案初選 根 據(jù) GB5005992《 35—110KV 變電站設(shè)計規(guī)范》，設(shè)計任務書中站給資料中要求，變電站的主接線，應根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足供電可靠，運行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴建，同時應滿足以下條件： 1．當能滿足運行要求時，變電站高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。 2． 35—110KV 線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。 3．當變電站裝有兩臺主變時， 6—10KV 側(cè)宜采用分段單母線。線路 12 回及以下時，變電站 10KV 可用雙母線 ；當不許停電檢修斷路器時，可裝設(shè)旁路設(shè)施。 4．接在母線上的：避雷器和電壓互感器可合用一組隔離開關(guān)，對接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。 根據(jù)以上要求初步選擇主接線如下： （一） 方案一 （接線圖見：附錄 A） 1． 110KV 側(cè)、 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)均采用單母分段的接線方式。 2． 主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇： 2 臺主變?nèi)萘?相同 。 （二） 方案 二 （接線圖見：附錄 A） 1． 110KV 側(cè)采用橋形接線， 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)采用單母分段的接線。 2． 主變?nèi)萘考芭_數(shù)的選擇： 2 臺主變?nèi)萘客桨敢弧? 二、 主接線方案比較 綜上所述，由于方案 二采用橋形接線， 使 用的斷路器比 方案 一少。主變臺數(shù)、型號、參數(shù)均相同，同時又不降低用電和供電可靠性，又符合現(xiàn)場實際和設(shè)計規(guī)程的要求，從經(jīng)濟角度考慮選擇方案二比較合適，達到了工程造價較低，同時考慮了變電站隨著負荷的增加，進行擴建和增容的可能性，因為橋式接線在負荷增加時，可很方便的改造為單母線分段，以適應負荷增加和供電可靠性的要求。 同時，從技術(shù)角度，方案一中斷路器 斷路器 4 之間及母線發(fā)生短路，則斷路器 斷路器 斷路器 5 分別跳閘，即所有負荷由 1 號主變承擔；方案二中當斷路器 3 至變壓器繞組內(nèi)及斷路器 2 右側(cè)發(fā)生短 路，則斷路器 斷路器 3 及變壓器中、低側(cè)分別跳閘，即所有負荷由 1 號主變承擔。再如，方案一如母線發(fā)生短路，斷路器斷路器 斷路器 3 分別跳閘， 2 號主變停止向負荷供電；方案二中內(nèi)橋斷路器 2側(cè)母線發(fā)生短路，斷路器 斷路器 2 號主變中、低壓側(cè)分別跳閘，停止向負荷 4 供電。 由以 上 分析，方案一和方案二在技術(shù)上是相當?shù)模鴱慕?jīng)濟上講，方案一比方案二多用了兩組斷路 .兩組隔離開關(guān)和母線，所以，最終確定方案二為本設(shè)計的主接線。 三、 主變壓器的選擇 1. 運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 10—20 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。由于任務書 給定的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負荷均較大，故采用三繞組變壓器 2 臺，運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 10—20 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。并應考慮變壓器正常運行和事故過負荷能力，以變壓器正常的過負荷能力來承擔變壓器遭受的短時高峰負荷，過負荷值以不縮短變壓器的壽命為限。通常每臺變壓器容量應當在當一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對 60%負荷的供電，并考慮事故過負荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時可承擔 100%的負荷。 2. 主變?nèi)萘窟x擇 Sn＝ 。 (Sm為變電站最大負荷 ) 3. 兩臺主變可 方便于運行維護和設(shè)備的檢修同時能滿足站用負荷的供電要 兩臺求。 ： ① ．相數(shù)的確定 為了提高電壓質(zhì)量最好選擇有載調(diào)壓變壓器。 ② ．繞組的確定 本站具有三種電壓等級，且通過主變各側(cè)繞組功率均達到該變壓器容量的 15%以上，故選三繞組變壓器。 ③ ． 繞組 的連接方式 考慮系統(tǒng)的并列同期要求以及三次諧波的影響，本站主變壓器繞組連接方式選用Y0/Y/△ － 11。 采用 “△ ”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。 ： 考慮變壓器有 倍事故過負荷能力，則 *=78%，即退出一臺時，可 以滿足 78%的最大負荷。本站主要負荷占 60%，在短路時（ 2 小時）帶全部主要負荷和一半左 右 Ⅰ 類負荷。在兩小時內(nèi)進行調(diào)度，使主要負荷減至正常水平。 Sn=?cos （ 21） =(22+16)/ ==24783KVA 選 SSPSL25000 型，選擇結(jié)果如表 21： 5 表 21 主變壓器參數(shù)表 型號及容量(KVA) 額定電壓 高 /中 /低(KV) 連接組 損耗 (KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 運輸重量(t) 備注 空載 短路 高中 高低 中低 SSPSL25000 110/△ 1211 148 1718 6 四、 站用變壓器的選擇 由主變壓器容量為 25000KVA，站用電率為 %，可選用變壓器容量。 Sn=25000%=125KVA 選 SJL1—160 型，選擇結(jié)果如表 22： 表 22 站用變壓器參數(shù)表 型號及容量(KVA) 低壓側(cè)額定電壓(KV) 連接組 損耗(KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 總重(t) 備注 空載 短路 SJL1—160 Y/Y012 4 3 第二節(jié) 短路電流計算 在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面： 在選擇電氣主接線時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一 時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計，也需要短路電流。 一、 短路電流的計算目的 1．電氣主設(shè)備的選擇和比較 2．電氣設(shè)備和載流導體的選擇和校驗 3． 繼電保護整定計算 6 二、 短路電流計算點的確定 1．確定原則：計算短路電流時，短路點的 選擇，應使站選擇的電氣設(shè)備和載流導體通過可能最大的短路電流。 2．短路點的確定，根據(jù)以上原則，選擇了 4 個短路點。 3．基準值的選取： Sb＝ 100MVA Ub 取各側(cè)平均額定電壓 三、 計算步驟 1．選擇計算短路點 2．畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖 首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支，線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗 Xd” 3．選取基準容量 Sb 和基準電壓 Ub（一般取后級的平均電壓） 4．將各元件電抗換算為同一基準值的標么值 5．給出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號 6．化簡等值網(wǎng)絡(luò)，為計算不同短路點的短路電 流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗 ndX 。 7．求計算電抗 jsX 。 8．由運算曲線查出（各電源供給的短路電流周期分量標么值運算曲線只作到j(luò)sX =）。 9．計算無限大容量（或 jsX =3）的電源供給的短路電流周期分量。 10．計算短路電流周期分量有名值和短路容量。 11．計算短路 電流沖擊值。 12．計算異步電動機攻擊的短路電流。 13．繪制短路電流計算結(jié)果表。 四、 變壓器、線路及電抗器的參數(shù)計算 （一） 變壓器參數(shù)的計算 XB*.1—高壓繞組電抗 XB*.2—中壓繞組電抗 XB*.3—低壓繞組電抗 Ud(12)%—高壓與中壓繞組短路電壓百分值 Ud(13)%—高壓與低壓繞組短路電壓百分值 Ud(23)%—中壓與低壓繞組短路電壓百分值 7 1． 主 變壓器參數(shù)計算 由表 21 查明，選 SSPSL—25000 型號參數(shù)： Ud(12)%= Ud(13)%=18 Ud(23)%= Ud1%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(13)% Ud(23)%) =1/2(+) =11 Ud2%= 1/2(Ud(12)%+ Ud(23)% Ud(13)%) =1/2(+) = Ud3%= 1/2(Ud(23)%+ Ud(13)% Ud(12)%) =1/2(+) =7 XB*.1=2510010011100 %1 ??? nbd SSU= (21) XB*.2=25100100 %2 ???? nbd SSU= (22) XB*.3=251001007100 %3 ??? nbd SSU= (23) 3．站用變壓器參數(shù)計算 由表 22 查明：選 SJLI—160 型號參數(shù)： Ud%=4 XB*.4=% ??? nbd SSU=8 (24) （二） 線路參數(shù)計算 110kV 線路： XL*1 =XOL1?2bbUS=168? ?2115100= (25) 35kV 線路： XL*2 =XOL2?2bbUS=78? ?2115100= (26) 10kV 線路： XL*3 =XOL3?2bbUS=26? ?2115100= (27) （三） 電抗器的參數(shù)計算 1．出線電抗器電抗標幺值參數(shù)計算： In= X*N10033003 m ax, ??NNUU= A (28) 8 所以取 In=200 A 由表 42 查得： Ib= A XK.* = XK 3 ??????bNNb UUII = (29) 2．分段電抗器電抗標幺值參數(shù)計算： In=200 A XK=10 查表可得： XK.*= 五、 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡 依據(jù)本變電站選定的接線方式及設(shè)備參數(shù)，進行網(wǎng)絡(luò)化簡如下： （系統(tǒng)最大運行方式時，歸算到 Sb＝ 100MVA 的等值電抗 Xs＝ ） 圖 22 六、 110kV 母線 短路點 1K 的短路計算 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 23： 9 圖 23 X? *=Xs= XL*1= Xjs=Xmd ??bnSS= (210) 因為 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = bI = 11531003 ??bbUS = KA (211) nI = bI ??bnSS= KA (212) I = I * nI == KA (213) = * nI == KA (214) ?I = ?I * nI == KA (215) 1I = 1I * nI == KA (216) ich= I == KA (217) ioh= I == KA (218) S = 3 I Un= 3 ? 110= MVA (219) 10 七、 35KV 母線 短 路點 2K 的短路計算 圖 24 圖 25 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 2 25： X? *=X3=XS 2 21 ???? XX = (220) Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = bI = 3731003 ??bbUS = KA nI = bI ??bnSS = KA I = I * nI == KA = * nI == KA ?I = ?I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA 11 ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3 ? 35= MVA 八、 10KV 母線 短路點 3K 的短路計算 圖 26 圖 27 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 2 27： X? *=X4=31133131131 ))(( XXXXXX XXXXXXDDS ????? ???? (221) = ))(( ???? ???? = Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = 12 bI = ??bbUS = KA nI = bI ??bnSS = KA I = I * nI == KA = * nI == KA ?I = ?I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3 ? 10= MVA 九、 10KV 出線 短路點 4K 的短路計算 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 2 29： 圖 28 圖 29 X? *=X4=2311331 31131 ))(( DDDS XXXXXXX XXXXXX ?????? ???? (222) 13 = ))(( ????? ???? = Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 Xjs= 〉 3 所以 I *= *= ?I *= 1I *=jsX1 = = In= Ib ??bnSS= I″= I∞= = ?I In= I∞*In= *In== bI