【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)濟上主變數(shù)量少一組，經(jīng)濟優(yōu)于方案 1 根據(jù)以上對方案 1 和方案 2 的比較，雖然經(jīng)濟上方案 1 有所欠缺，但是對于穩(wěn)定安全來說，經(jīng)濟性顯的沒那么重要，并且隨著國家的發(fā)展需求，自動化這方面也縣的尤為重要！況且，如果采用方案 2，可能后期的維護費用都將超過方案 1 設(shè)備的安裝費用，因此最終決定采用方案 1！ 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 11 第三章 主變壓器的選擇 為保證供電的可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，所以一般都會裝設(shè)兩臺主變壓 器，考慮到經(jīng)濟因素，一般不超過兩臺變壓器。當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可以考慮裝設(shè)一臺主變壓器。 當變電所裝設(shè)兩臺及以上的主變時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺停運時，其余變壓器容量至少能保證所供的一級負荷或變電所全部負荷的 60%～ 80%。通常一次變電所采用 80%，二次變電所采用 60%。 對于小型水電站來說，一般接在發(fā)電機電壓側(cè)負荷很小有的甚至沒有，所以選者主變的時候可以按照所給水輪發(fā)電機的容量來選擇，從原始資料可以看出，任務(wù)書中以給出了三臺水輪發(fā)電機的容量，根據(jù)我國現(xiàn)在 的變壓器標準容量選擇要求，選擇相近的但大于發(fā)電機容量的產(chǎn)品就可以了！ 主變壓器臺數(shù)的選擇 根據(jù)上面對方案的分析， 1 臺主變壓器可靠性較低，一旦發(fā)生故障或檢修時，則整個電廠將不能向外送電；因此選擇 2臺主變壓器，可以相互作為備用，可靠性高，接線較簡明，投資相對也較為經(jīng)濟。 主變壓器形式的選擇 （ 1） 水電站中主變壓器一般采用三相變壓器，除非因制造和運輸條件限制，并且在 220kV 的樞紐變電站時，采用單相變壓器組。當裝設(shè)一組單相變壓器時，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相。當主變壓器超過一組，且各組容量滿足全所負荷的 75%要求時，可不裝設(shè)備用相。 （ 2） 水電站中的主變壓器在系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器可以帶負荷調(diào)壓，有利于變壓器的經(jīng)濟運行。因此，在設(shè)計水電站主變壓器時，大都采用這種型式的變壓器。 （ 3）與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般采用自耦變壓器，但仍需技術(shù)經(jīng)濟的比較。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 12 （ 4）雙繞組和三繞組變壓器的變比和分接頭可按制造標準選擇，即變壓器低壓側(cè)的線間電壓為受電設(shè)備額定電壓的 105%，高、中壓側(cè)則為 110%，并帶有177。 2 %的分接頭。若正常運行時，高、低壓同時向中壓供電，則高壓繞組的端電壓應(yīng)為受電設(shè)備額定電壓的 100%，分接頭可根據(jù)要求選用177。 2 %、 1%、 3 %或 4 %。 主變壓器主要參數(shù)的選擇 （ 1） 要較合理的選出變壓器額定容量，首先需要繪制水電站的年及日負荷曲線，并從該曲線得出年及日最高負荷和平均負荷。 （ 2） 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，因此，為了確定合理的變壓器容量，必須盡可能把 5～ 10年負荷發(fā)展規(guī)劃做正確計算與評估 （ 3） 變壓器的最大負荷按下式確定為 PM≥ K0∑ P （ 31） 式中 PM—— 變電所最大負荷； K0—— 負荷同時系數(shù)； ∑ P—— 按負荷等級統(tǒng)計的綜合用電負荷。 （ 4） 對于提高供電系統(tǒng)的可靠性，在 1989 年我國原能源部所頒發(fā)的 SDJ2— 88 標準中，規(guī)定當一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證該所全部負荷的 80%，這樣，再將變壓器的過負荷能力考慮進去，大致可以滿足全部負荷的需要。 （ 5） 繞組接線。常用的繞組接線有 Yyn0、 Yd1 YNd1 YNy0 和 Yy0 五種接線方式。其中前三種是最常用的！ Yyn0 連接組的二次側(cè)可以引出中線，成為三相四線制，用于配電變壓器時可兼供動力和照明負載。 Yd11 連接組用于二次側(cè)電壓超過 400V 的線路中，此時變壓器有一側(cè)接成三角形，對運行有利。 YNd11連接組主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)高壓側(cè)的中性點可以直接接地。因此，考慮到中性點接地，繞組接線選用 YNd11 連接組。 由任務(wù)書可以看出，水輪發(fā)電機的容量為 2500KW，電壓為 ， 額定功率因數(shù)為 ，對于 發(fā)電機電壓側(cè)接線采用單元接線方式來說，主變壓器容量 SN的選擇主要按照發(fā)電機容量來確定，并扣除本機組的廠用負荷后，留 10%的裕度西南科技大學本科生畢業(yè)論文 13 來確定 SN=，經(jīng)過計算大概的容量為 3000KW，選擇時容量應(yīng)大于計算容量。對于相數(shù)的選擇，根據(jù)《水電站電氣設(shè)計手冊》有相關(guān)介紹，當運輸條件不受限制時，在 330KV 及以下的電廠及變電所均選用三相變壓器。而且三相變壓器比相同容量的單相變壓器具有和多優(yōu)點，根據(jù)以上分析可知，三相的節(jié)省投資，占地面積小，運行過程損耗小，由于設(shè)計的該電廠的運輸?shù)乩項l件都很好，不受限制，因而選用三相變壓器。 查閱中小型水電站電氣設(shè)計手冊，選擇的主變壓器型號為 S93150/35，同理，對于單母線擴大單元接線，經(jīng)過計算，主變壓器型號選擇 為 S96300/35 查詢手冊可知具體參數(shù)如下表 ： 表 主變型號及參數(shù) 型號 額定容量（ ） 額定電壓（ KV） 損耗 /KW 短路電壓/% 短路電流/% 連接組別 高壓 低壓 空載 短路 S93150/35 33 7 YNd 11 S96000/35 6 52 廠用變壓器的選擇 廠用變壓器 選擇原則：為滿足廠內(nèi)各種負荷的 要求， 一般裝設(shè)兩臺廠用變壓器。首先確定廠用電容量 ， 一般考慮廠用負荷為發(fā)電廠總負荷的 1%~2%,此發(fā)電廠的廠用負荷 定 為總負荷的 2%。 選擇 型號 為 S9100/35/。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 14 第四章 短路電流計算 電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，其中最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種短路，因為它們會破壞用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行以及設(shè)備的安全。 短路是電力系統(tǒng)中非常嚴重的故障，我們所說的短路，是指不正常的相與相之間或相與地發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有四 個：三相短路，兩相短路，兩相接地短路以及單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他類型的短路都是不對稱短路。 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，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路電流計算目的與一般規(guī)律 （ 1）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常情況和故障情況下都能安全、可靠地運行，同時需要考慮節(jié)約資金，因此 需要進行全面的短路電流計算。 （ 2）在選擇繼電保護和進行整定計算時，需要計算各種短路，并以計算出的短路電流為依據(jù)。 （ 3） 計算電氣設(shè)備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及開斷電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，如建成后 5到 10 年。 （ 4）選擇電氣設(shè)備時，對不帶電抗器回路的計算短路點時，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 短路電流計算 短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取基準值如下： 基準容量： Sb= 100MV A 基準電壓： KVUb ? 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 15 基本公式如下： NGbdG SSXX ?? 39。39。* （ 41） NTbSt SSVX ?? 100* （ 42） 2* bbLL USLXX ??? （ 43） bbRRRR USIVXX ??? 3100 %* （ 44） 電氣設(shè)備電抗標幺值 （ 1）發(fā)電機的 等值電抗標幺值 由于所涉及的三臺水輪發(fā)電機的容量和大小都相同，所以他們的電抗標么值大小也相同，因此有如下等式： 39。39。*3*2*1 ???????? NGbdGGG SSXXXX （ 2）主變壓器 等 值電抗標幺值 ??? 11*1 100% NTbSt SSVX ?? ??? 22*2 100% NTbSt SSVX ?? （ 3）各段線路的 等值電抗標幺值 2211*1 ??????? bbLL USLXX 0 2212*2 ??????? bbLL USLXX *3 ???? bbLL USLXX *4 ???? bbLL USLXX 對于出線端，由于四條出線都是相同的，因此選取其中一條線路作為計算 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 16 0 22 25*5 ???????? bbLL USLXX （ 4） 耦合電抗器 等值電抗標幺值 同樣四條線路相同，因此選取其中一個計算 % 2 2* ???? bbRRRR USIVXX （ 5） 總的短路等值電路。如圖 41 圖 41 短路等值電路 （ 6） 簡化電路圖并計算短路電流 將系統(tǒng)圖簡化并代入以上參數(shù)得圖 42： 圖 42 簡化電路圖 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 17 短路點計算 對于電壓等級為 側(cè)來說，短路點有 f1 f2 f3 f4 f5 五個點，分別計算短路時電抗值，具體如下： f1 點發(fā)生短路時如圖 43： 圖 43 f1 點發(fā) 生短路的等值電路圖 全部電廠對短路點 f1點的計算電抗值： *1*1*1*1 ??????? TLG XXXX 起始次暫態(tài)短路電流標么值的計算： *139。39。1* 1XI ? （ 45） 因此短路電流有名值 39。1I 為： AUSIIbB 1003239。39。*39。39。1 ????? 短路容量為： M V AIUS b 4 3 39。39。121 ????? 沖擊電流為： AIKI imim 5 4 39。39。11 ????? 其中 0 0 0 ?以上異步發(fā)電機的選取量為為負荷的沖擊系數(shù)，容imK f2 點發(fā)生短路時如圖 44： 圖 44 f2 點發(fā)生短路的等值電路圖 全部電廠對短路點 f2點的計算電抗值： 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 18 )()(*2*1*3*3*2*2 *3*3*2*2*2 ?????? ???? TGLGLG LGLG XXXXXX XXXXX 起始次暫態(tài)短路電流標么值的計算： *239。39。2* 1XI ? （ 46） 因此短路電流有名值 39。2I 為： AVSIIbB 1003239。39。 2*39。39。2 ????? 短路容量為： M V AIUS b 3 3 39。39。222 ????? 沖擊電流為： AIKI imim 3 3 39。39。22 ????? f3點發(fā)生短路時如圖 45： 圖 45 f3 點發(fā)生短路的等值電路圖 全部電廠對短路點 f3點的計算電抗值： *1*1*3 ????? RXXX 起始次暫態(tài)短路電流標么值的計算： *339。39。3* 1XI ? （ 47） 因此短路電流有名值 39。3I 為： AVSIIbB 1003239。39。 3*39。39。3 ????? 短路容量為： M V AIUS b 3 3 39。39。323 ????? 沖擊電流為： AIKI imim 5 3 39。39。33 ????? f4點發(fā)生短路時如圖 46： 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 19 圖 46 f4 點發(fā)生短路的等值電路圖 全部電廠對短路點 f4點的計算電抗值： 5 5 9 *3*2*4 ????? RXXX 起始次暫態(tài)短路電流標么值的計 算： *439。39。4* 1XI ?