【文章內(nèi)容簡介】 0/220。主要參數(shù)如表 。 表 變壓器主要 參數(shù) 額定容量（ KVA） 63000 額定電壓（ KV） 高壓 220177。8*% 低壓 69 連接組標(biāo)號 YN， d11 空載電流（ %） 空載損耗（ KW） 87 負(fù)載損耗（ KW） 290 阻抗電壓（ %） 冷卻方式 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷 國力 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計 3 2 電氣主接線的選擇 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。 設(shè)計原則 （ 1）變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。 （ 2） 220KV 終端變電所的配電裝置，當(dāng)滿足運行要求時，應(yīng)盡量采用斷路器較少的接線，如橋形接線等。 設(shè)計的基本要求 可靠性 （ 1）應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。 （ 2）主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線。 （ 3）要考慮所設(shè)計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 變壓器形式的選擇 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： （ 1）調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 （ 2）檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。 經(jīng)濟(jì)性 （ 1）投資省 a、主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。 b、要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 （ 2）占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng) 造條件，盡量使占地面積減少。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 （ 3）電能損失小 經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 本變電所電氣主接線的選擇 220KV 側(cè)主接線的選擇 根據(jù)《變電所設(shè)計》等書籍中關(guān)于接線形式適用范圍規(guī)定可知， 220KV配電裝置出線回路不超過兩回時，可選用單母線、單母線分段接線，也可使用橋式接線。 下面選取單母線分段和內(nèi)橋接線兩種方案進(jìn)行介紹和比較，從而選擇最佳方案作為本變電所側(cè)一次主接線。 表 220KV側(cè)主接線方案比較 方案一：單母線 分段 方案二：內(nèi)橋接線 特點 當(dāng)一段母線發(fā)生故障后，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不指使重要用戶斷電。 線路的投入和切除比較方便，當(dāng)線路發(fā)生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運行。但是變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回為發(fā)生故障的線路的運行。 可靠性 方案一當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。方案二中當(dāng)控制變壓器的斷路器出現(xiàn)故障時，可由旁路隔離臨時供電。 經(jīng)濟(jì)性 由于兩種方案變壓器型號和容量的選擇均 相同，所以只比較綜合造價。方案一用的斷路器和開關(guān)電器多，占地面積大，故不經(jīng)濟(jì)。 靈活性 方案一用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。方案一有利于擴(kuò)建，而方案二不能擴(kuò)建。 綜上所述，方案一比較靈活、可靠；方案二占地小，投資少，但不利于長遠(yuǎn)發(fā)展。所以綜合考慮選方案一：單母線分段接線為本變電所一次側(cè)主接線。 國力 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計 5 方案一 單母線帶旁路接線 圖 單母線帶旁路接線 方案二 內(nèi)橋接線 圖 內(nèi)橋接線 60KV 側(cè)接線的選擇 可采用的主接線方式有雙母線接線，雙母分段接線以及雙母帶旁路接線。根據(jù)《變電所設(shè)計》所述，有可能停電檢修斷路器，并且 60kV 側(cè)所有用戶都為雙回路供電，因此可不設(shè)旁路母線。 (1)雙母線 優(yōu)點： 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 1）可以輪流檢修母線而不致中斷供電； 2）檢修任一回路隔離開關(guān)時，只停該回路，母線故障后，可迅速恢復(fù)供電； 3）調(diào)度靈活，各電源和負(fù)荷回路可以任意分配到某一組母線上； 4）有利于擴(kuò)建和便于試驗。 缺點：使用設(shè)備多（特別是隔離開關(guān)），配電裝置復(fù)雜，投資較多 ；在運行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作。 接線方式如圖 圖 雙母線接線方式 (2)雙母帶旁路接線 這種接線方式具有很高的可靠性和靈活性，但增加了母聯(lián)斷路器和旁路斷路器數(shù)量，配電裝置投資較大。如果采用 綜上所述，雖然本次設(shè)計任務(wù)書中，所有用戶都有重要負(fù)荷，但都為雙回路供電，雙母線接線就可以滿足供電可靠性與靈活性。為了減少電氣設(shè)備，節(jié)省投資，不選用雙母帶旁路接線 方式。所以二次側(cè)接線方式確定為雙母線接線方式。 國力 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計 7 3 短路計算 概述 所謂短路是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。 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(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、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路桿塔也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其他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。 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路以及兩相接地短路。 由電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少，但情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。從短路計算方法來看，一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都可歸結(jié)為對稱短路的計算。 在短路過程中，短路電流是變化的，其變化情況決定與系統(tǒng)容量的大小，短路點距電源的遠(yuǎn)近，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)是否有調(diào)壓裝置等因素。根據(jù)線路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量 系統(tǒng)兩大類。 為了校驗和選擇電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護(hù)的整定計算，常用到下述短路電流值：短路電流的沖擊值，最大有效值，次暫態(tài)短路電流有效值，以及短路后不同時刻的短路電流周期分量有效值，而短路時刻由網(wǎng)絡(luò)中的條件及所要選用設(shè)備的參數(shù)確定。 短路電流計算的主要目的 （ 1） 電氣主接線的比較與選擇。 （ 2） 選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。 （ 3） 為繼電保護(hù)的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)。 （ 4） 評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。 短路計算中的一般規(guī)定 （ 1）驗算導(dǎo)體和電 器動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)則（一般為本期工程建成后 5～ 10年）。 （ 2）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 （ 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，一般按三相短路驗算。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 電路元件參數(shù)的計算 基準(zhǔn)值 高壓短路電流計算一般只計及各元件（即發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等）的電抗采用標(biāo)準(zhǔn)值計算。為了計算方便，通常取基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA，或 Sj=1000MVA，基準(zhǔn)電壓 Uj 一般用各級的平均電壓，即 Uj=Up=。 當(dāng)基準(zhǔn)容量 Sj（ MVA）與基準(zhǔn)電壓 Uj（ kV）選定后，基準(zhǔn)電流 Ij（ kA）與基準(zhǔn)電抗Xj（Ω）便已確定，如下式： 基準(zhǔn)電流：jjj USI 3? （ ） 基準(zhǔn)電抗：jjjjj SUIUX 23 ?? （ ） 各元件參數(shù)標(biāo) 么值計算 電路元件的標(biāo)么值為有名值與基準(zhǔn)值之比 ，采用標(biāo)么值之后，相電壓和線電壓的標(biāo)么值是相同的，單相功率和三相功率的標(biāo)么值也是相同的，這是標(biāo)么值的優(yōu)點之一。某些物理量可以用標(biāo)么值相等的的另一些物理量來代替，如 I* =S* ，這是標(biāo)么值的另一個優(yōu)點。 標(biāo)么值表示的等值網(wǎng)絡(luò) 按平均額定電壓之比計算： 發(fā)電機(jī) XG = *dX?NjSS () 變壓器 XT= 100%dU NjSS () 線 路 XL =X2pjl USl?? () 三相短路電流周期分量計算 在本次設(shè)計中，所給的電源為發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)，均為有限電源，所以在此只說明有限電源供給的短路電流的計算方法。 國力 220KV 降壓變電所電氣部分設(shè)計 9 影響短路電流變化規(guī)律的主要因素 影響短路電流變化規(guī)律的主要因素有兩個：一個是發(fā)電機(jī)的特性（指 類型、參數(shù)等），另一個是發(fā)電機(jī)對短路點的電氣距離。在離短路點很近的情況下，發(fā)電機(jī)本身特性的不同對短路電流的變化規(guī)律起決定的作用，因此不能將不同類型的發(fā)電機(jī)合并成為一組。如果發(fā)電機(jī)到短路點之間的電氣距離很大時，不同類型發(fā)電機(jī)的特性引起短路電流變化規(guī)律的差異受到極大的削弱，在這種情況下，可以將不同類型的發(fā)電機(jī)合并起來。 應(yīng)用計算曲線的具體步驟如下： （ 1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)； （ 2）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換： （ 3）將前面求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行歸算，便得到各等值發(fā)電機(jī)對短路點的計算電抗： X 1js = XK1 jNSS?1 () X 2js = XK2 jNSS?2 () 式中： SN∑ SN∑ 2??為等值電源 2的額定容量。 （ 4）由計算電抗分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠嬎闱€找出指定時刻各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周期電流的標(biāo)么值； 當(dāng) Xjs＞ 時，由它供給的三相短路電流是不衰減的，其周期分量有效值的標(biāo)么值為： I*=1/Xjs () （ 5）計算短路電流周期分量的有名值。 按下式計算： I? = ??01I I ?1N+ ??02I I ?2N+? () 這些曲線是我國近年來的研究成果。它是采集國內(nèi) 200MW 及以下各種常用機(jī)組參數(shù)，分 析電力系統(tǒng)負(fù)荷分布情況，采用概率統(tǒng)計的方法在計算機(jī)上得到的結(jié)果。 短路點選取 短路電流的計算，是為選擇電氣設(shè)備，如母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等等做準(zhǔn)備的。 短路電流計算要選擇可能出現(xiàn)最大短路電流的點進(jìn)行計算，以確保在發(fā)生突然短路時 電氣設(shè)備不致?lián)p壞。并對繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行整定計算。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 4 電氣設(shè)備的選擇 概述 電氣設(shè)備是按流過設(shè)備的長期最大負(fù)荷電流和額定電壓選擇。按短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗，設(shè)備的額定電壓必須不低于設(shè)備安裝地點的電網(wǎng)額定電壓，額定電流必須不 低于流過設(shè)備的最長期負(fù)荷電流。 一般原則 (1)應(yīng)滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 (2)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 (3)應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 (4)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 (5)同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 選擇的一般問題 高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以及保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運行條件。在高壓電器選擇中的主要問題有下述幾點： (1)高壓電器應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和 電流的要求。 (2)高壓電器應(yīng)滿足安裝地點和使用的環(huán)境條件要求。 (3)高壓電器應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。 (4)高壓電器應(yīng)考慮操作的頻繁