【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，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)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70～80%。 根據(jù) 10kV 側(cè)負(fù)荷的計(jì)算視在功率及實(shí)際中變壓器的各種型號(hào)，本期選擇一臺(tái)容量為 的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。 ： ⑴ 容量為 300MW 及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和 330kV 及以下電力系 統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器（因單相變壓器組相對(duì)投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量；特殊情況例外）。 ⑵ 變壓器三相繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。 我國(guó) 110kV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0連接； 35kV 采用 Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 35kV 以下電壓，變壓器繞組都采用 ? 連接。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制 3次諧波對(duì) 電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般都選用 YN， d11 常規(guī)接線（因全星形接線變壓器用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)， 3次諧波無通路，將引起正弦波電壓畸變，并對(duì)通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響）。 ⑶ 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)。通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓；而變電所一般采用有載調(diào)壓。 根據(jù)以上原則，選擇的主變壓器型號(hào)及參數(shù)如下表所示： 型號(hào) 額定 容量 （ kVA） 額定電壓 （ kV） 空載 電流 （ %） 空載 損耗 （ kW） 負(fù)載 損耗 （ kW） 阻抗電壓 （ %） 高壓 低壓 SFZ7 31500/110 31500 110+/ 8*% ， ， 11 148 第四章 無功補(bǔ)償及電壓調(diào)整 無功補(bǔ)償 因本站有不少無功負(fù)荷，為了防止無功倒送，也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。 本設(shè)計(jì)中 ，各用電負(fù)荷的功率因數(shù)均已達(dá)到 ，故，只需對(duì)主變壓器進(jìn)行補(bǔ)償即可?！霸谌狈Y料時(shí)，對(duì)于 35～ 110kV 變電所，可按主變壓器額定容量的10%～ 30%作為所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量。地區(qū)無功缺額較少或距離電源點(diǎn)較近的變電所，取較低值；地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較高值”。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第 條自然功率未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線。 Qcc=31500*15%=4725（ kvar） 并聯(lián) 電容補(bǔ)償成套裝置（簡(jiǎn)稱并聯(lián)補(bǔ)償成套裝置）適用于工頻電力系統(tǒng)，以提高功率因數(shù)、降低線損、調(diào)整電壓、穩(wěn)定系統(tǒng)，從而提高供電質(zhì)量，充分發(fā)揮供發(fā)電設(shè)備潛力。該裝置主要連接在 6～ 10kV 母線上，與負(fù)荷并聯(lián)使用。本設(shè)計(jì)中，既然只需對(duì)主變壓器進(jìn)行補(bǔ)償，那么，可選擇兩套并聯(lián)補(bǔ)償成套裝置TBB3102400/400 裝設(shè)在 10kV 母線上進(jìn)行補(bǔ)償 —— 中壓集中補(bǔ)償。 電壓調(diào)整 當(dāng)系統(tǒng)的無功功率供應(yīng)比較充裕時(shí)，各變電所的調(diào)壓?jiǎn)栴}可以通過選擇變壓器的分接頭來解決。當(dāng)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷兩種情況下的電壓變化幅度不很大又不要 求逆調(diào)壓時(shí)，適當(dāng)調(diào)整普通變壓器的分接頭一般就可滿足要求；當(dāng)電壓變化幅度比較大或要求逆調(diào)壓時(shí)，宜采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器。 在系統(tǒng)無功不足的條件下，不宜采用調(diào)整變壓器分接頭的方法來提高電壓。因?yàn)楫?dāng)某一地區(qū)的電壓由于變壓器分接頭的改變而升高后，該地區(qū)所需的無功功率也增大了，這就可能擴(kuò)大系統(tǒng)的無功缺額，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平更加下降。從全局來看，這樣做的效果是不好的。 在需要附加設(shè)備的調(diào)壓措施中，對(duì)無功功率不足的系統(tǒng)，首要問題是增加無功功率電源，因此以采用并聯(lián)電容器、調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器為宜。 第五章 短路電流的計(jì)算 短路電流發(fā)生的原因 主要有：①雷擊或高電位侵入；②絕緣老化或外界機(jī)械損傷；③誤操作（最常見的誤操作是帶負(fù)載拉隔離開關(guān)和未拆檢修接地線就合閘引起的短路）；④動(dòng)、植物造成的短路。 從短路發(fā)生的類型來看，單相短路或接地的發(fā)生率最高；從短路發(fā)生的部位來看，線路（尤其是架空線路）上發(fā)生的短路或接地比例最大。我國(guó)的中壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，主要就是為了避免單相接地造成的停電。 短路電流 產(chǎn)生力效應(yīng)和熱效應(yīng)足以使設(shè)備受到 破壞；短路點(diǎn)附近母線電壓嚴(yán)重下降，使接在母線上的其他回路電壓嚴(yán)重低于正常工作電壓，會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，甚至可能造成電機(jī)燒毀等事故；短路點(diǎn)處可能產(chǎn)生電??；不對(duì)稱短路可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生復(fù)雜的電磁過程，從而產(chǎn)生過電壓等新的危害；不對(duì)稱短路使磁場(chǎng)不平衡，會(huì)造成空間電磁污染。 所以，計(jì)算短路電流就是為了：①校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備能否承受可能發(fā)生的最嚴(yán)重短路；②作為設(shè)置短路保護(hù)的依據(jù)；③可通過短路電流大小判斷系統(tǒng)電氣聯(lián)系的緊密程度，作為評(píng)價(jià)各種接線方案的依據(jù)之一。 計(jì)算短路電流可采用有名值法和標(biāo)幺值法。 工 程上計(jì)算短路電流常用標(biāo)幺值法，這是由于工程上常會(huì)遇到各種電氣參量，這些參量在量值上可能差異很大，因此對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析就比較困難，計(jì)算上也甚為不便。標(biāo)幺制就是工程方法中對(duì)“量”進(jìn)行處理的一個(gè)典型體系，總體上講，它有以下一些優(yōu)點(diǎn)：①易于從量值上比較各種元件的特性參數(shù)；②便于從量值的角度判斷電氣設(shè)備和系統(tǒng)參數(shù)的好壞；③在有多個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，能極大地方便短路電流計(jì)算。 在線路阻抗中，架空線路的電抗成分遠(yuǎn)大于電阻成分，可近似認(rèn)為其阻抗為純電抗；電纜線路中，電阻和電抗成分大致相當(dāng)。 另外，在中、高壓系統(tǒng)中，因短路阻 抗以電抗為主，故可認(rèn)為變壓器短路阻抗就是短路電抗；但，對(duì)于低壓系統(tǒng)，或電纜線路的中壓系統(tǒng)，當(dāng)電阻不能忽略時(shí)，就要分別計(jì)算短路阻抗中的短路電阻 *和短路電抗 X *。 三相短路電流的大小取決于電壓大小和短路回路阻抗大小，而短路回路的阻抗是由各種系統(tǒng)元件阻抗構(gòu)成的，這些元件包括變壓器、線路、串聯(lián)電抗器等。 由設(shè)計(jì)出來的主接線抽象得到的簡(jiǎn)單電路如下： 本設(shè)計(jì)中的短路電流計(jì)算并未遵循常規(guī)。已知“系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下折算至變電站高壓側(cè)母線的阻抗標(biāo)幺值為 ， SB=100MVA”， 主變阻抗的 標(biāo)幺值 X*T=[UK（ %） /100]*[SB/SN] =（ ） *（ 100/） ≈ 則，短路回路的等值阻抗 X*∑ =+= 取 E*=1，則 k點(diǎn)處的短路電流 標(biāo)幺值 I*kⅡ =1/ X*∑ =1/≈ 則， k點(diǎn)處的短路電流為 Ik.Ⅱ （ 3） = I*kⅡ *( SB/ UB) =*(100/10) =(kA) 流過電壓等級(jí)Ⅰ的短路電流為 Ik.Ⅰ （ 3） = Ik.Ⅱ （ 3） / k= (kA)，其中 k=110/10 K（ 3） 110/10kV Ⅱ Ⅰ 15km ∞電源 ∽ 第六章 主要電氣設(shè)備選擇 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體 的 用途及工作條件各異 ,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載 流 導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。 電氣設(shè)備選擇的一般原則為： ⑴ 應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 ⑵ 應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 ⑶ 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 ⑷ 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 ⑸ 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 ⑹ 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 校驗(yàn)的一般原則： ⑴ 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。 ⑵ 用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 ⑶ 短路的熱穩(wěn)定條件 QdIrt?2 Qdt—— 在計(jì)算時(shí)間 ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（ KA2S） It—— t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（ KA2S） T—— 設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（ s） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 Ts按下式計(jì)算 t=td+tkd式中 td —— 繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（ S） tkd—— 斷路的全分閘時(shí)間（ s） ⑷ 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： ? ?tdtdtdd III 222 2/1012 ????ii dwch? II dwch? 上式中 ich Ich —— 短路沖擊電流幅值及其有效值 idw Idw —— 允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值 ⑸ 絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。 由于變壓器短時(shí)過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確 的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，安全要可靠，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場(chǎng)的自然條件要求。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則 ：① .按正常工作狀態(tài)選擇 ； ② .按短路狀態(tài)校驗(yàn)。 按正常工作狀態(tài)選擇的具體條件： （ 1） .額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓。一般 220KV 及以下的電氣設(shè)備的最高允許工作電壓為 。所以一般 可以按照電氣設(shè)備的額定電壓 Ue不低于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)的額定電壓 Uew: Ue≥Uew （ 2） .額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流 Ie不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流 Imax: Ie≥ Imax。計(jì)算回路的 Imax應(yīng)該考慮回路中各種運(yùn)行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低 5％時(shí)出力保持不變，所以 Imax＝ Iet。母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的 Imax；出線回路應(yīng)該考慮出線最大負(fù)荷情況下的 Imax。 按短路狀態(tài)校驗(yàn)的具體條件： （ 1） .熱穩(wěn)定校驗(yàn)：當(dāng)短路電流通過所選的電氣設(shè)備時(shí)，其熱效應(yīng)不 應(yīng)該超過允許值： Qy≥ Qd （ 2） .動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：所選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時(shí)，不應(yīng)因短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)而造成變形或損壞： ich≦ idw 6． 1 各級(jí)電壓母線的選擇 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容： ⑴ 、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式； ⑵ 、選擇母線截面的大小； ⑶ 、檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定； ⑷ 、對(duì) 35kV以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否 發(fā)生電暈； ⑸ 、對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。 110kV 母線一般采用軟導(dǎo)體型式。軟導(dǎo)體有鋁絞線、鋼芯鋁絞線、耐熱鋁合金絞線、擴(kuò)徑導(dǎo)線、鋁鎂硅合金導(dǎo)線、銅絞線等種類，主要用于架空電力線路輸送電能及架空避雷線。其中擴(kuò)徑導(dǎo)線一般用于 330kV 及以上超高壓架空輸電線路上；鋁鎂硅合金導(dǎo)線適用于山區(qū)和丘陵地帶，用于重冰區(qū)或大跨越輸電線路等。鋁絞線及鋼芯鋁絞線均適用于架空電力線路作為輸送電能之用。但鋁絞線由于機(jī)械強(qiáng)度低，耐腐蝕性能差，故使用范 圍受到一定限制；鋼芯鋁絞線強(qiáng)度和載流能力在一定范圍內(nèi)均能滿足要求，且施工安裝方便，目前在各級(jí)電壓配電裝置及輸電線路上得到廣泛應(yīng)用。 而 110kV 母線的工作電流： IⅠ =*31500/110√ 3=（ A）， 故，選用 LGJ50型 鋼芯鋁絞線。 10kV母線一般采用硬導(dǎo)體型式。導(dǎo)體通常由銅、鋁、鋁合金及鋼材料制成。銅導(dǎo)體一般在下列情況下才使用： ⑴位于化工廠（其排出大量腐蝕性氣體對(duì)鋁質(zhì)材料有影響者）附近的屋外配電裝置； ⑵發(fā)電機(jī)出線端子處位置特別狹窄以及鋁排截面太大穿