【文章內(nèi)容簡介】 : 本變電所 主要由屋外配電裝置，主變壓器、主控制室、及 10KV 屋內(nèi)配電裝置和輔助設(shè)施構(gòu)成，屋外配電裝置在整個變電所布置中占主導(dǎo)地位，占地面積大，本所有 220KV、 110KV 各電壓等級集中布置，將 220KV 配電裝置布置在北側(cè)， 110KV 配電裝置布置在南側(cè)，這樣各配電裝置位置與出線方向相對應(yīng)，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變位于電壓等級配電中間，以便于高中低壓側(cè)引線的連接，便于運行人員監(jiān)視控制，主控制樓布置在 10KV 屋內(nèi)配電裝置并排在南側(cè)，有利于監(jiān)視 220KV 及主變。 1)220KV 高壓配電裝置 : 220KV 同樣采用屋外普通中型單列布置，它共有 8 個間隔，近期出線 2 個間隔，遠期沒有，兩臺主變進線各一個間隔，電流互感器及避雷器占一個間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各占一個間隔，間隔寬度為 8米 [14]。 2)110KV 高壓配電裝置 : 采用屋外普通中型布置、斷路器單列布置，且共有 10 個間隔，間隔寬度為14 米，近期出線 5個間隔，兩個連線間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各一個間隔，電壓互感器和避雷器共占一個間隔 [16]。 3) 10KV 高壓配電裝置 : 采用屋內(nèi)配電裝置 ,且采用兩層式。 4)道路 : 因設(shè)備運輸和消防的需要，主控樓、主變 220KV、 110KV 側(cè)配電裝置處鋪設(shè)環(huán)形行車道路，路寬 4 米，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設(shè)，各配電裝置主母線與旁母之間道路寬 3 米，為方便運行人員操作巡視檢修電器設(shè)備，屋外配電裝置內(nèi)設(shè) ～ 1米環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為部分巡視小道，行車道路弧形處轉(zhuǎn)彎半徑不小于 7米。 17 3 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站主變壓器的選擇。 主變壓器的選擇原則 : （ 1） 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當(dāng)考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當(dāng)一臺主變停運時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的 70%～ 80%。 （ 3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性 [11]。 主變壓器臺數(shù)的選擇 : （ 1）對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 （ 2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。 （ 3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 主變壓器容量的選擇 : （ 1）主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，適當(dāng)考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的 70%～ 80%[12]。 （ 3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化 [13]。 8 0 1 0 0 3 5 2 1 5S M V A? ? ? ?總 5 0 . 0 5N0 .8 5S = 0 .7 0 .8 5 S0 .7 0 .8 5 2 1 5 1 6 4 .5NS M V A??? ? ? ? ?總同 時 率 取容 量 確 定 ： ｅｅ （ 31） 18 主變壓器型式的選擇 : 選擇主變壓器，需考慮如下原則： （ 1）當(dāng)不受運輸條件限制時，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器 。 （ 2）當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為 500KV 時，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定選用三相變壓器、兩臺 50%容量三相變壓 器或單相變壓器組。對于單機容量為 300MW、并直接升到 500KV 的，宜選用三相變壓器。 （ 3）對于 500KV 變電所，除需考慮運輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器 故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時，當(dāng)一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等，確定是否需要備用相。 繞組數(shù)量和連接形式的選擇 : 具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但需要裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器 [5]。 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相 位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只要有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接； 35KV亦采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。 35KV 以下電壓，變壓器繞組多采用 △連接。由于 35KV 采用丫連接方式，與 2 110 系統(tǒng)的線電壓相位角為0，這樣當(dāng)變壓變比為 220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時，否則就不能與現(xiàn)有 35KV 系統(tǒng)并網(wǎng)。因而就出現(xiàn)所謂三個或兩個繞組全星接線的變壓器 ，全國投運這類變壓器約 40～ 50臺。 主變壓器選擇結(jié)果 查《電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為 180MVA。 由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)》選定主變型號為： SFPS718000/220。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 180000（ KVA） 額定電壓：高壓 — 220177。 2 % ；中壓 — 121； 低壓 — （ KV） 19 連接組標號： YN/yn0/d11 空載損耗： 178(KW) 阻抗電壓（ %）：高中： ；中低： ； 高低： 空載電流（ %）： 所以一次性選擇兩臺 SFPS7180000/220 型變壓器為主變。 20 4 220KV 變電站電氣部分短路計算 系統(tǒng)阻抗： 220KV 側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng) A，歸算至本所 220KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA） ,110KV 側(cè)電源容量為 500MVA，歸算至本所 110KV 母線側(cè)阻抗為 （ Sj=100MVA）。變壓器型號為 SFPS7— 180000/220。 SN=180MVA 其中高中、高低、中低阻抗電壓（ %）分別為 14， 23， 7。簡化圖如下圖所示： 圖 51 系統(tǒng)圖的等值電路 變壓器的各繞組電抗標幺值計算 : s 1 s ( 1 2 ) s ( 3 1 ) s ( 2 3 )11U % = [ U % + U % U ] = ( 1 4 + 2 3 7 ) = 1 522 s 2 s ( 1 2 ) s ( 2 3 ) s ( 3 1 )U % = [ U % + U % U % ] = ( 1 4 + 7 2 3 ) = 1 s 3 s ( 3 1 ) s ( 2 3 ) s ( 1 2 ) 1U % = [ U % + U % U % ] = ( 2 3 + 7 1 4 ) = 82 設(shè) SB=100MVA， UB=Uav 21 1 BT 1 * NU% S 1 5 1 0 0X = = = 0 . 0 8 31 0 0 S 1 0 0 1 8 0s ?? s2 BT 2 * NU% S 1 1 0 0X = = = 0 . 0 0 61 0 0 S 1 0 0 1 8 0?? s3 BT 3 * NU% S 8 1 0 0X = = = 0 . 0 4 41 0 0 S 1 0 0 1 8 0?? 10KV 側(cè)短路計算 f(3)1短路時 , 示意圖如下： 圖 52 f(3)1短路的等值電路圖 1* 1122X ?? T 1 * T 2 *T 1 * T 2 * T3*XX 0 . 0 0 6 0 . 0 8 3＇ （ X + X + ） = （ + ） = 0 . 0 4 4 T 2 * T 3 *2 * T 2 * T 3 * T 1 *XX1X 39。 = ( X + X + )2X 1 0 . 0 0 6 0 . 0 4 4= ( 0 . 0 0 6 + 0 . 0 4 4 +2 0 . 0 8 3? ） = 22 T 1 * T 3 *3 * T 1 * T 3 * T 2 *XX1X 39。 = ( X + X + )2X 1 0 . 0 8 3 0 . 0 4 4( 0 . 0 8 3 + 0 . 0 4 4 + )2 0 . 0 0 6?? = 三角形變?yōu)樾切危? 1 * 3 *1* 1 * 2 * 3 *X 39。 X 39。X= X 39。 + X 39。 + X 39。 0 .0 3 3 ( 0 .2 4 )0 .0 3 3 0 .0 1 8 0 .2 4 10 .0 4 2??? ??? 2 * 3 *2* 1 * 2 * 3 *X 39。 X 39。X= X 39。 + X 39。 + X 39。 0 .0 1 8 ( 0 .2 4 1)0 .0 3 3 0 .0 1 8 0 .2 4 10 .0 2 3??? ??? 2* 1*3*1* 2* 3*X 39。 X 39。X=X 39。 +X 39。 +X 39。 ?????? 23 圖 53 f(3)1短路的等值電路圖 再次簡化 因為 *1 ? *ASX = *BSX = 所以 * * *A AS 1X =X +X =+ = * * *B B S 3 X = X + X = 0 . 3 6 0 . 0 0 3 = 0 . 3 5 7 **C2X =X 示意圖如下所示 : 圖 54 f(3)1 短路的等值電路圖 再做三角形變換 A * C *A F * A * C *B*XXX = X + X +X0 . 0 5 7 0 . 0 2 30 . 0 5 7 0 . 2 30 . 3 5 70 . 0 8 4?? ? ?? B * C *B F * B * C * A*XX 0 . 3 5 7 0 . 0 2 3X = X + X + 0 . 3 5 7 0 . 0 2 3 0 . 5 2 4X 0 . 0 5 7?? ? ? ? 24 示意圖如下： 圖 55 f(3)1短路的等值電路圖 計算電抗： NNij s B B F * S 500X = X 0 . 5 2 4 2 . 6 2S 1 0 0? ? ? 汽輪發(fā)電機計算曲線， 0s時標么值為 IB0*= 因為 A 電源為無窮大系統(tǒng)所以提供的短路電流為： P* A F *11 I = 1 1 .9 0X 0 .0 8 4?? 所以短路電流有名值為 [11]： F0 50 0 10 0 I = 0. 39 0 11 .9 0 76 .1 543 10 .5 3 10 .5 KA? ? ? ??? 沖擊電流： ( )shi K A? ? ? 短路容量： 3 1 0 . 5 7 6 . 1 5 4 1 3 8 4 . 9 7 7 ( )kS M V A? ? ? ? 220KV 側(cè)短路計算 f(3)2短路時，示意圖如下圖所示。 25 圖 56 f(3)2 短路的等值電路圖 * 1 * 2 *11( ) (0 . 0 8 3 0 . 0 0 6 ) 0 . 0 3 922T T T