【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣 設(shè)備 和導(dǎo)線(xiàn)電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線(xiàn)選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi)，如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線(xiàn)電纜在運(yùn)行過(guò)程中過(guò)早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見(jiàn)正確確定計(jì)算負(fù)荷的重要性 。 35kv 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷 同時(shí)率 ? ， 線(xiàn)損 %5%?? 。 （ 1） 近期綜合最大負(fù)荷的計(jì)算： M V % %1PK m1ii m a xtm a x????????? ??）（）（））（（近 ??S （ 2） 遠(yuǎn)景綜合最大負(fù)荷的計(jì)算： M V % %1PK m1ii m a xtm a x?????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn) ??S （ 3） 遠(yuǎn)景 Ⅰ 類(lèi)負(fù)荷（備用負(fù)荷按 Ⅰ 類(lèi)負(fù)荷計(jì)算） M V % %1PK m1ii m a xt????????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn)Ⅰ ??S （ 4） 遠(yuǎn)景 Ⅱ 類(lèi)負(fù)荷 M V % %1PK m1ii m a xt???????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn)Ⅱ ??S 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 7 6kV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷同時(shí)率 ? ，線(xiàn)損 %5%?? 。 （ 1） 近期綜合最大負(fù)荷的計(jì)算 1 4 . 4 8 8 M V A5 % )+(1)0 . 610 . 8 21 . 20 . 8 520 . 8 21 . 30 . 8 41 . 5(0 . 8 5%1PKm1ii m a xtm a x?????????? ??））（（近 ??S （ 2） 遠(yuǎn)景綜合最大負(fù)荷的計(jì)算 M V % %1PKm1ii m a xtm a x??????????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn) ??S （ 3） 遠(yuǎn)景 Ⅰ 類(lèi)負(fù)荷 的計(jì)算 M V A3 5 % %1PKm1ii m a xt?????????????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn)Ⅰ ??S （ 4） 遠(yuǎn)景 Ⅱ 類(lèi)負(fù)荷 的計(jì)算 M V % %1PKm1ii m a xt?????????????????? ??）（）（））（（遠(yuǎn)Ⅱ ??S 負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果 近期總的最大負(fù)荷 M V A4 6 8 7 m a x ???總近 遠(yuǎn)景總的最大負(fù)荷 鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 M V m a x ???總遠(yuǎn) M V ?????? Ⅱ遠(yuǎn)Ⅰ 主變壓器的選擇 變壓器臺(tái)數(shù)選擇 變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，兩臺(tái)主變互為備用，以免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí) Ⅰ 類(lèi)和 Ⅱ 類(lèi)負(fù)荷中斷供電。對(duì)大型超高壓樞紐變電所，可根據(jù)具體情況裝設(shè)3～ 4 臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量。對(duì)個(gè)別的終端變電所只一個(gè)電源供電可只裝一臺(tái)。本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)主變壓器 。 變壓器容量的選擇 （ 1） 所選的 n 臺(tái)主變壓器 nnS 應(yīng)大于等于變電所的最大計(jì)算負(fù)荷。 M n ? 得 M n ? （ 2） 裝有兩臺(tái)及以上 主 變壓器的變電所中，當(dāng)其中一臺(tái)主 變壓器 停止工作時(shí)其余變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足以下條件： 1） 應(yīng)滿(mǎn)足 60%以上的 的最大綜合計(jì)算 負(fù)荷 m a xn ?）（ 得 M n ? 2） 滿(mǎn)足全部的 Ⅰ 類(lèi) Ⅱ 類(lèi)負(fù)荷 2 6 .6 1 8 M V AS1n n ?）（ 得 M n ? （ 3） 近期只裝一臺(tái)主 變壓器 的校驗(yàn)： M n ? 所以本次設(shè)計(jì)選用容量為 的變壓器 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 9 主變壓器型式的選擇 （ 1）相數(shù)選擇 變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在 330kV 及以下的發(fā)電廠(chǎng)和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高。只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器組。 （ 2） 繞組數(shù)選擇 在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如果通過(guò)主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的 15%以上；或在低壓側(cè) 雖然沒(méi)有負(fù)荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜選用三繞組變壓器。 本次設(shè)計(jì)采用三繞組變壓器。 （ 3） 繞組聯(lián)結(jié) 方式的選擇 變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。 高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào) Y 表示，如果將中性點(diǎn)引出則用 YN 表示，對(duì)于中、低壓繞組則用 y 及 yn表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào) D 表示，低壓繞組用 d 表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)時(shí)，三次諧波沒(méi)有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會(huì)對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度有影響。 （ 4）調(diào)壓方式的選擇 變壓器的調(diào)壓方式分帶負(fù)荷切換的有載調(diào)壓方式和不帶負(fù)荷的無(wú)載調(diào)壓方式兩種。無(wú)載調(diào)壓變壓器的分接頭檔位較少，電壓調(diào)整范圍只有 10%以?xún)?nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達(dá)到 30%，但其結(jié)構(gòu)比無(wú)載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高。所以本次設(shè)計(jì)采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。 （ 5）主變壓器中性點(diǎn)接地方式 110kV 及以上電壓 等 級(jí)系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，所以主變壓器 110kV 電壓 等 級(jí)中性點(diǎn)接地方式 應(yīng)選擇中性點(diǎn)直接接地方式。 在我國(guó) 63kV、 35kV 和 6~10kV 系統(tǒng)均為小電流接地系統(tǒng)，它們的中性點(diǎn)應(yīng)選用中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地或高電阻接地的方式。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，不能構(gòu)成短路回路，故短路電流不大，但故障點(diǎn)與導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地分布電容形成回路，故障點(diǎn)有不太大的容性電流通過(guò)，有可能使故障點(diǎn)的電弧不能自行熄滅并引起弧光接地過(guò)電壓，甚至發(fā)展成相間短路故障，使事故擴(kuò)大。在變 壓器的中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線(xiàn)圈，使消弧線(xiàn)圈產(chǎn)生的感性電流與接地容性電流相鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 抵消，減小了接地故障點(diǎn)的電流，提高了供電可靠性。 35~63kV 系統(tǒng)接地電容電流大于 10A， 6~10kV 系統(tǒng)若接地電容電流大于 30A 時(shí)，應(yīng)選擇經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的接地方式。 具體電容 電流計(jì)算公式如下： 3NC ~ ?? ）（ 式中 L—線(xiàn)路的長(zhǎng)度（ km）； CI —架空線(xiàn)路的電容電流（ A）； NU —線(xiàn)路的額定線(xiàn)電壓（ kV）。 本變電所 35kV 側(cè)系統(tǒng)對(duì)地電容電流： A103 0 7 )81215( 33NC ?????????? ??LUI 由于系統(tǒng)的對(duì)地電容電流小于 10A，故主變壓器 35kV 電壓 等 級(jí)中性點(diǎn)接地方式，應(yīng)選擇中性點(diǎn)不接地方式。 本變電所 6kV 側(cè)系統(tǒng)對(duì)地電容電流： A303 8 0 33NC ???????? ??LUI 于系統(tǒng)的對(duì)地電容電流小于 30A，故主變壓器 6kV 電壓 等 級(jí)中性點(diǎn)接地方式，應(yīng)選擇中性點(diǎn)不接地方式。 （ 6）變壓器的冷卻方式 變壓器的冷卻方式有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷和強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻等，隨變壓器的型式和容量不同而異。 一般 中小型容量的變壓器選擇自然風(fēng)冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷；大容量的變壓器采用強(qiáng) 迫 油循環(huán)風(fēng)冷；對(duì)于水源充足的發(fā)電廠(chǎng)的主變壓器，為節(jié)約用地也可采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻一般用在大型變壓器中，它是在采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷貨強(qiáng)迫油循環(huán)水冷的變壓器中，設(shè)置引導(dǎo)油流向的構(gòu)件，利用油泵加壓的條件使得被冷卻的油沿著油道流動(dòng)使繞組和鐵心都能有效的唄冷卻。本次設(shè)計(jì)采用自然風(fēng)冷 主變壓器選擇結(jié)果 根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，查《發(fā)電廠(chǎng)電氣主系統(tǒng)》可得，選擇的主變壓器型號(hào)為： SFSZ931500/110。 主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 22 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 11 表 22 主變壓器技術(shù)參數(shù)表 型號(hào) SFSZ31500/110 額定容量 /kV? A 31500/31500/31500 額定電壓 /kV 高壓 % ?? 中壓 % ?? 低壓 ， ， ， 11 空載損耗 /kW 短路損耗 /kW 高中 高低 中低 阻抗電壓（ %） 高中 高低 中低 空載電流（ %） 連接組別 YNy0d11 鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 發(fā)電廠(chǎng)和變電所的電氣主接線(xiàn)是指由發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、母線(xiàn)和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線(xiàn)又稱(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠(chǎng)和變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。 對(duì) 電氣主接線(xiàn)的 基本要求 （ 1）可靠性 1)斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 2)斷路器或母線(xiàn)故障以及母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)的多少和停電的時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì) I 類(lèi)負(fù)荷和大部分 II 類(lèi)負(fù)荷的供電。 3)發(fā)電廠(chǎng)、變電所全部停運(yùn)的可能性。 4)大機(jī)組和超高壓的電氣主接線(xiàn)能否滿(mǎn)足對(duì)可靠性的特殊要求。 （ 2） 靈活性 1)操作的方便性。電氣主接線(xiàn)應(yīng)該在滿(mǎn)足可靠性的條件下，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)程中出差錯(cuò)。 2)調(diào)度的方便性。電氣主接線(xiàn)在正常運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)高度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切除故障，停電 時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響用戶(hù)供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 3)擴(kuò)建的方便性。對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠(chǎng)和變電站，其主接線(xiàn)必須具有擴(kuò)建的方便性。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性 主接線(xiàn)在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 變電站電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線(xiàn)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進(jìn)山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 13 取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠(chǎng)或變電站電氣設(shè)計(jì)的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠(chǎng)動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠(chǎng)運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線(xiàn)設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠(chǎng)或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素 ，正確處理他們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線(xiàn)方案。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或委托書(shū)是必不可少的，設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。 (1)接線(xiàn)方式：對(duì)于變電站的電氣接線(xiàn)，當(dāng)能滿(mǎn)足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓 側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線(xiàn)，如線(xiàn)路 —變壓 器組或橋型接線(xiàn)等。若能滿(mǎn)足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線(xiàn)路分支接線(xiàn)。 (2)斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線(xiàn)方式，每回線(xiàn)路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。 (3)為正確選擇接線(xiàn)和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級(jí)電壓最大最小有功和無(wú)功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)： 1. 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60—70%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則取 20—30%； 2. 負(fù)荷同時(shí)率取 —，當(dāng)饋線(xiàn)在三回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，可取 —1； 3. 功率因數(shù) 一般 取 ； 4. 線(xiàn)損平均取 5%。 各 電壓 等 級(jí)電氣主接線(xiàn)設(shè) 計(jì) 在進(jìn)行電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí) ,一般根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求 ,綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬訂 23 個(gè)技術(shù)上能滿(mǎn)足要求的方案進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后確定最佳方案。 設(shè)計(jì)依據(jù) 《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 22 條 110—220kV配電裝置中當(dāng)出線(xiàn)不超過(guò) 4 回，一般采用單母線(xiàn)分段。 《電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 條 35～ 110kV 線(xiàn)路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線(xiàn)路變壓器組或線(xiàn)路分支接線(xiàn)。超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線(xiàn)或分段