【文章內(nèi)容簡介】 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 第一種方案： 110kV 單母分段帶旁路， 35kV 單母分段帶旁路， 10kV 單母分 段 110KV 10KV 第二種方案： 110kV 內(nèi)橋接法， 35kV 單母分段， 10kV 單母分段 35kV 項目 單位 數(shù)量 設備費 安裝費 SF6 斷路器 臺 256000 110kV 隔離開關 組 24000 110kV 電流互感器 臺 22021 110kV 避雷器 組 66000 110kV 軟母線 跨 進線斷路柜 臺 119300 母聯(lián)隔離柜 臺 69900 母線設備柜 臺 28500 饋線柜 臺 53000 電容保護柜 臺 51000 站用變保護 柜 臺 51000 站用變柜 (空柜 ) 臺 17000 封閉母線橋 三相米 穿墻套管 個 SF6 斷路器 35kV 臺 150000 隔離開關 35kV 組 31500 電流互感器 35kV 臺 38000 電壓互感器 35kV 臺 6000 SF6 斷路器 35kV 臺 150000 隔離開關 35kV 組 31500 電流互感器 35kV 臺 38000 電壓互感器 35kV 臺 6000 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 110kV 第三種方案： 110kV 外橋接法， 35kV 單母分段， 10kV 單母分段 110kV 35kV 設備同第二種方案 10kV 方案同第一種方案 主變的費用為 2*2600000＝ 5202100 第一種方案算得其投資為 ： 5202100+++＝ 元 第二種方案算得其投資為 ： 5202100+++＝ 元 第三種方案算得其投資為 ： 5202100+++＝ 元 可知總投資方面三種方案相差不是很大，出于可靠性及以后的擴建的可能性，采用第一種方案 。 三、 變電站主變壓器的選擇 １．負荷計算 （ 1）只裝一臺主變壓器的 變電所 主變壓器容量 Ｓ 應滿足全部用電設計總計負荷Ｓ 30 的需要，即 Ｓ ≥Ｓ 30 項目 單位 數(shù)量 設備費 安裝費 SF6 斷路器 臺 256000 110kV 隔離開關 組 24000 110kV 電流互感器 臺 22021 110kV 避雷器 組 66000 項目 單位 數(shù)量 設備費 安裝費 SF6 斷路器 臺 256000 110kV 隔離開關 組 24000 110kV 電流互感器 臺 22021 110kV 避雷器 組 66000 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 （ 2）裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量Ｓ 應同時滿足以下兩個條件 : 1 ) 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足總負荷Ｓ 30 的大約 60%— 70%的需要 ,即 Ｓ =( — )Ｓ 30 2 ）任一臺變壓器單獨運行時，以滿足全部一、二級負荷的需要，即 Ｓ ≥Ｓ 30（Ⅰ +Ⅱ） 容量選擇 按變電所所建成 5～ 10 年的規(guī)劃選擇并適當考慮遠期 10－ 20 年的發(fā)展，對城郊變與城郊規(guī)劃結合。根據(jù)變電所負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結構來確定，對有重要的負荷的變電所應考慮一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘吭谟嫾斑^負荷能力后的允許時間內(nèi)能保證用戶 1～ 2 級負荷。對于一般性變電所，當一臺主變停運后嗣，期于主變應保證全部負荷的 70%～ 80%。 Se (~)Smax (~)Smax=(~)*=~ 同級電壓的單臺降壓變壓器容量級別不宜太多，應從全 網(wǎng)出發(fā)，推行標準化系統(tǒng)化。 臺數(shù)確定 對大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構成環(huán)網(wǎng)的情況下裝兩臺。 對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所應考慮裝三臺的可能。 對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所其主變基礎按大于主變?nèi)萘康?1～ 2 級設計以便主變發(fā)展時更換。 根據(jù)以上準則和現(xiàn)有的條件確定選用 2 臺主變?yōu)橐恕? 選擇的條件 2Se≥Sjs(MVA) n=2 根據(jù)容量計算，選擇兩臺 SFSZL31500/110 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 變電站運行方式的確定 該站正常運行方式： 110kV、 35kV、 10kV 母線分段開關（在下面選擇 設備都以該方式下出現(xiàn)的最大短路電流來選擇）在合閘位置， 2 主變變高、變中中性點只投 1 主變， 2 主變變高中性點在斷開位置。 第二章 短路電流的計算 短路故障是破壞電力系統(tǒng)正常運行的常見原因，簡要探討短路故障的成因及短路電流計算的問題。在電 力 系統(tǒng)的設計和運行中，不僅要考慮正常工作狀態(tài)，而且還必須考慮到發(fā)生故障時所造成的不正常工作狀態(tài)。實際運行表明，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障，多數(shù)為各種短路故障。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導體在電氣上被短接，如相與相之間的短接，或在中性點接地系統(tǒng)中一相 或幾相與大地相接以及三相四線制系統(tǒng)中相與零線的短接等。當發(fā)生短路時，電源電壓被短接，短路回路阻抗很小，于是在回路中流通很大的短路電流。 三相短路電流計算是電力系統(tǒng)規(guī)劃、設計、運行中必須進行的計算分析工作。目前，三相短路電流超標問題已成為困擾國內(nèi)許多電網(wǎng)運行的關鍵問題。然而，在進行三相短路電流計算時，各設計、運行和研究部門采用的計算方法各不相同，這就有可能造成短路電流計算結論的差異和短路電流超標判斷的差異，以及短路電流限制措施的不同。如果短路電流計算結果偏于保守，有可能造成不必要的投資浪費：若偏于樂觀 ，則將給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行埋下災難性平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 的隱患。因而，在深入研究短路電流計算標準的基礎上，比較了不同短路電流計算條件對短路電流計算結論的影響，以期能為電網(wǎng)短路電流的計算和限制提供更切合實際的方法和思路。 一、短路產(chǎn)生的原因及危害 產(chǎn)生短路的主要原因，是供電系統(tǒng)中的絕緣被破壞。在絕大多數(shù)情況下，絕緣的破壞是由于未及時發(fā)現(xiàn)和消除設備中的缺陷，以及設計、安裝和維護不當所造成的。例如過電壓、直接雷擊、絕緣材料的老化、絕緣配合不當和機械損壞等；運行人員錯誤操作，如帶負荷斷開隔離開關或檢修后未撤接地線就合斷 路器等；設備長期過負荷，使絕緣加 速老化或破壞；小電流系統(tǒng)中一相接地，未能及時消除故障；在含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)地區(qū)。未考慮電氣間隙與爬電距離 (應符合 GB)等。此外，在電力系統(tǒng)中的某些事故也可能直接導致短路，如電桿倒塌、導線斷線等：或動物、飛禽跨越導體時也會造成短路。 短路電流越大，持續(xù)時間越長，對故障設備的破壞程度越大。短路電流所產(chǎn)生的電動力能形成很大的破壞力，如果導體和它們的支架不夠堅固，可能遭到難以修復的破壞：這樣大的短路電流即使通過的時間很短，也會使設備和導體引起不能允許的發(fā)熱，從而損壞絕緣，甚至使金屬部分退火、變形或 燒壞。短路時由于很大的短路電流流經(jīng)過網(wǎng)路阻抗，必將使網(wǎng)路產(chǎn)生很大的電壓損失。如為金屬性短路，短路點電壓為零，短路點以上各處的電壓也要相應降低很多，一旦電壓低于額定電壓 40％以上時，就會使供電受到嚴重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運行解列，引起嚴重后果。接地短路時，接地相出現(xiàn)的短路電流為不平衡電流，該電流所產(chǎn)生的磁通將對平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 鄰近平行的通訊線路感應出附加電勢，干擾通訊，嚴重時，將危及通訊設備和人身的安全。 為了限制發(fā)生短路時所造成的危害和故障范圍的擴大，需要在供電系統(tǒng)中加裝保護， 以便在故障發(fā)生時，自動而快速地切斷故障部分，以保障系統(tǒng)安全正常運行。這就需要我們準確的計算短路電流的大小。 二、短路電流的計算及影響計算結果的因素 經(jīng)典的短路電流計算方法為：取變比為 ，不考慮線路充電電容和并聯(lián)補償，不考慮負荷電流和負荷的影響，節(jié)點電壓取 ，發(fā)電機空載。短路電流計算的標準主要有 IEC 標準和 ANSI 標準，我國采用的是 IEC 標準。 國標規(guī)定了短路電流的計算方法、計算條件。國標推薦的三相短路電流計算方法是等值電壓源法，其計算條件為： (1)不考慮非旋轉(zhuǎn)負載的運行數(shù)據(jù)和發(fā)電機 勵磁方式； (2)忽略線路電容和非旋轉(zhuǎn)負載的并聯(lián)導納： (3)具有分接開關的變壓器，其開關位置均視為在主分接位置； (4)不計弧 的 電阻： (5)35kV 及以上系統(tǒng)的最大短路電流計算時，等值電壓源取標稱電壓的 ，但不超過設備的最高運行電壓。 采用 IEC 標準進行短路電流計算時，允許用戶任意設定短路電流計算的初值條件?？稍O定的選項包括： (1)變比選擇： 或正常變比； (2)考慮充電電容與否； (3)計及并聯(lián)補償與否； (4)節(jié)點電壓值； (5)發(fā)電機功率因素。變壓器變比增大時，從本母線看出去的變壓器變比增加了，變 壓器支路的等值阻抗將增加，短路電流將減?。悍粗儔浩髦返牡戎底杩箤p小，短路電流將增加。變比的大幅變化對短路電流的影響相對較小；除基于潮流的短路電流計算外，平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 短路電流計算一般均不考慮線路充電電容、線路高抗、低壓并聯(lián)電容器、電抗器等設備的影響。考慮并聯(lián)補償時，短路電流的變化相對較小，而且，考慮并聯(lián)補償后，短路電流的變化有升有降，其中，若是容性補償占主導影響，短路電流增加，反之，則下降；考慮充電電容時，短路電流的變化幅度較大；若同時考慮充電電容和并聯(lián)補償，其影響是兩者的疊加；在短路電流計算中，除基于潮流的短路 電流計算外，發(fā)電機一般設為空載，所以，發(fā)電機的空載電勢與其端電壓相同。若發(fā)電機處于負載狀態(tài)，其空載電勢將太子發(fā)電機端電壓，且在有功功率相同的情況下，功率因素越低，負載率越高，電流越大，空載電勢越大，故障前短路點的母線電壓也越高，所以，短路電流越大：另外節(jié)點電壓的變化時，基于等值電壓源法的短路電流計算結果與電壓值保持線性關系。 此外，基于潮流的短路電流計算、經(jīng)典短路電流計算方法以及用 IEC 推薦的方法 (變比不變，節(jié)點電壓取 )計算結果也有所不同。經(jīng)典計算方法所得的短路電流計算結果偏小，有可能給 系統(tǒng)埋下不安全的隱患； IEC 方法與基于潮流的短路電流結果相差較小，但不同區(qū)域的偏差各不相同，也并不一定能反映系統(tǒng)的最大短路電流水平。若換一個思路，改 用 計算節(jié)點的最大短路電流為計算其最小等值阻抗，則系統(tǒng)的最小等值阻抗是易于求取的，且能符合系統(tǒng)實際的。在此基礎上，根據(jù)各節(jié)點的 最 大可能運行電壓，去求得該節(jié)點的最大短路電流水平，應該是最能反映系統(tǒng)可能的最大短路電流水平的可行方法，據(jù)此合理的選擇保護系統(tǒng)，確保電路安全正常運行 根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路，采用標 幺 值計算，取 Sb=1000MVA，Vb=V