【導讀】變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。是為了保證供電的可靠性、安全性以及滿足遠。根據(jù)負荷計算，確定主變的型號及臺數(shù)。兩臺并列運行；通過對主接線預選方案的經(jīng)濟和技術比較，確定主接線的接線方式；量，確定繼電保護的保護種類和方式，過流保護保護和差動保護為變壓器的主保護，瓦斯保護作為其后備保護；防雷設計根據(jù)變電所的大小確定避雷針的個數(shù)和高度。所電氣部分設計，能夠滿足變電所穩(wěn)定安全供電的要求。所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包。含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出。重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全。復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。

　　

【正文】 用下列幾種電源： ①獨立于正常電源的柴油發(fā)電機組； 長春工業(yè)大學學士學位論文 15 ②供電網(wǎng)絡中獨立于正常電源的專門供電線路； ③蓄電池； ④干電池。 （ 2）二級負荷對供電電源的要求 二級負荷也屬于重要負荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺（這兩臺變壓器不一定在同一變電所）。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時，二級負荷應不致中斷供電，或中斷供電 后能迅速恢復供電。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回 6kV 及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復。如果采用電纜線路，則必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應能承擔全部二級負荷。 （ 3）三級負荷對供電電源的要求 三級負荷屬于不重要的一般負荷，對供電電源沒有特殊要求。 負荷計算 供電系統(tǒng)要能夠可靠地正常運行，就必須正確地選擇系統(tǒng)中的所有元件，包括電力變壓器、開關設備和導線電纜等。所選元件除應滿足工作電壓和頻率的要求外，最重 要的是要滿足負荷電流的要求，因此有必要對系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設備和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如果計算負荷確定過大，將使電氣設備和導線電纜選得過大，造成浪費。如果計算負荷確定過小，又將使電氣設備處于過負荷下運行，不只是增加了電能損耗，更危險的是產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至燒毀，引發(fā)火災！由此可見，正確確定計算負荷意義重大。但由于負荷情況復雜，影響計算負荷的因素很多，雖然各類負荷的變化有一定的規(guī)律可循，但是仍難準確確定計算負荷的大小。實際上，負荷也 不是一成不變的，它與設備性能、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)者的技能熟練程度及能源供應的狀況等多種因素有關，因此負荷計算也只能力求接近實際。 我國普遍采用的確定計算負荷的方法，主要是需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是國際上通用的確定計算負荷的方法，最為簡便實用。二項式法應用的局限性較大，但在確定設備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支線路的計算負荷時，較之采用需要系數(shù)法合理，且其計算也較簡便。 為滿足電力系統(tǒng)對無功的需要，需要在用戶側裝設電容器，進行無功補償，使用戶的功率因數(shù)提高， 66kV線路用戶功率因數(shù)提高到 為宜， 11kV線路用戶功率因數(shù)應不低于 。 ?? it pKP （ 31） ? ? ???????? ? 長春工業(yè)大學學士學位論文 16 式 中 P ——總的有功計算負荷； tK ——負載同時率 （取 ） 。 ?? tanφipQ （ 32） )3112123( ???????? ? 式 中 Q ——總的無功計算負荷； tanφ ——調(diào)整后的對應于 φcos 的正切值。 22 QPSC ?? （ 33） 22 ?? ? 式 中 cS ——總的視在計算負荷； 主變壓器臺數(shù) 及其容量 的確定 一個縣市地區(qū)、一個城市郊區(qū)、一個大型企業(yè)，在建設新變電站時，首先應考慮當?shù)厣駮?jīng)濟的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。根據(jù)當?shù)仉娋W(wǎng)結構的現(xiàn)狀，最高供電負荷和售電量的現(xiàn)狀及增長趨勢，確定新建變電站的規(guī)模，合理選擇變電站的變壓器容量和臺數(shù)。 變電站主變壓器容量和臺數(shù)是影響電網(wǎng)結構、可靠性和經(jīng)濟性的一個重要因素。變電站主變壓器容量和臺數(shù)不同，電網(wǎng)中變電站總數(shù)、變電站的主接線形式和電力系統(tǒng)的接線方式也就不同，必然對電網(wǎng)的經(jīng)濟性和可靠性產(chǎn)生不同的影響。所以在變電站擴容或新建時，必須合理選擇主變壓器容量和臺數(shù)。 主變壓器 臺數(shù) 的 選擇 變電站主變電器臺數(shù)的選擇，應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、供電負荷大小、運行方式、供電可靠性等田間進行綜合性分析比較后確定。 變電站當一臺變壓器退運時，其余變壓器必須保證向下一級配電網(wǎng)供電，即滿足N－ 1 的電網(wǎng)安全供電的準則，滿則變電站供電的可靠性。 35～ 220kV變電所一般應配置兩臺 或以上變壓器，當一臺變壓器退運時，其負荷自動轉移至正常運行的變壓器，此時變壓器的負荷不應超過其短時允許的過載容量，以及通過電網(wǎng)操作將變壓器的過載部分轉移至沖壓電網(wǎng)。 根據(jù)《電力工程設計手冊》規(guī)定， 為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變，當只有一個電源或變電 站可由低壓側電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。本設計 變電 站 有兩回 電源 進線 ， 且低壓側電源 只能由這兩回進線取得 ， 故選擇兩臺主變壓器。 [25] 長春工業(yè)大學學士學位論文 17 主變壓器的容量的確定 （ 1） 確定原則 兩臺變壓器的容量必須滿足綜合最大負荷的需要，且一臺主變的 容量能滿足全部負荷的 75%。 當一臺主變停運時，另一臺能滿足全部重要負荷的需要（包括全部的 一級 負荷和80%的 二級 負荷）由于待建變電所無 一級 負荷，故按 上條 原 則確定。 （ 2） 容量 計算 a） 兩臺變壓器的變量，必須滿足最大負荷的需要，且一臺主變的容量能滿足全部負荷的 75%。 %75c o sKK eo ????? ? ?ibe PS （ 34） = %. 0 50. 8 530 00 )10 0010 0020 0010 0020 0030 00( ?????????? = A? 根據(jù)計算結果，確定變 壓器的容量為 10000 A?kV 。 由于該設計變電 站 沒有 一級 負荷，故新主變?nèi)萘繛? A?kV 查產(chǎn)品目錄：選擇主變型號為 SZ1110000/66。 [14] b） 電壓等級的確定 高壓側：按電網(wǎng)的額定電壓 66kV。 低壓側：考慮供電線路末端電壓保證 11kV，變壓器二次額定電壓高于線路末端電壓 5%， 即 。 c） 主變形式 臺數(shù)： 2 臺 相數(shù)：三相雙繞組 選取主變的型號及參數(shù) 選取主變的型號及參數(shù)見表 31： 表 31主變的型號及參數(shù) 型號 額定容量 kVA 額定電壓 kV 聯(lián)結組標號 SZ1110000/66 10000kVA （ 66177。 8%） /11 YN d11 空載損耗 kW 負載損耗 kW 空載電流 % 短路阻抗 %KU % 9 長春工業(yè)大學學士學位論文 18 符號代表意義： S — 三相 Z — 有載調(diào)壓 11 — 設計序號 10000 — 額定容量 66 — 高壓側額定電壓 無功功率補償 變壓器阻抗 ???????? 2 22 2N NKT S UPR （ 33） ??????? 066910% 22N NKT S UUX （ 34） 單臺變壓器阻抗損耗 kWSsPPNkTR 000 212 22 ?????????????????????????? （ 35） va 000 212 71010010 00092100%22kSsSUQNNKTX ?????????????????????????? （ 36） 單臺變壓器導納功率損耗 kWPP TG 3 5 0 01000 0 ???? （ 37） v a r1 0 01 0 0 0 0 00 kSIQ NTB ????? （ 38） 兩臺變壓器中的功率損耗 ? ? ? ?TBTXTGTR jPP ???????2 （ 39） ? ? ? ? ????? j j?? 負荷總有功和無功 kWPPP TT 1 1 1 6 31 1 31 1 0 5 0 ?????? ? ?TGTRT PPP ????? 2 （ 310） 長春工業(yè)大學學士學位論文 19 va kQ TT ?????? ? ?TBTXT Q ????? （ 311） AkVQPS TTT ?????? 2222 （ 312） 補償前的功率因數(shù) 04 111 16 3c o s ??? TTSP? （ 313） ? 所以需要補償 需要補償?shù)臒o功公式 ? ?21 t a nt a n ?? ?? TPQ 補 （ 314） ? ? ? ?? ? r c c o st a r c c o st a n1 1 1 6 3 ??? ? ? ??? K? 表 34 電容器的型號及參數(shù) 型號規(guī)格 額定電壓 kV 額定容量kVar 額定電容 μF 1W 200 臺數(shù)為 ? 臺 ， 總的容量為 arkV14002020 ?? 補償后 的功率因數(shù)： .0 7 4 31 4 0 7 4 31111c o s22 ??????? ???????????? ???總總Q?? 91 （ 315） 所以符合補償?shù)囊? 長春工業(yè)大學學士學位論文 20 第 4 章 短路 電流 計算 短路電流計算的目的，規(guī)定和步驟 短路計算的目的 在發(fā)電廠和變電站的電氣設計中，短路電流計算是其中一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面： （ 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 （ 2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約 資金，這就需要進行全面的短路電流計算。計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和去頂電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。 （ 3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相相對地的安全距離。 （ 4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 （ 5）接地裝置的設計，也需用短路電流。 短路計算的一般規(guī)定 （ 1） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； （ 2） 短路發(fā)生在短路 電流為最大值的瞬間； （ 3） 所有電源的電動勢相位角相同； （ 5） 所有接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式； （ 6） 計算容量應考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃； （ 7） 應按最嚴重的情況進行校驗； （ 8） 應注意選擇短路點。 計算步驟 （ 1）繪制短路計算電路圖并根據(jù)短路計算的目的確定短路計算點。 （ 2）選定標么值的基準，取 MVASd 100? , ? ,求出 所有短路計算點電流的基準值 dI 。 （ 3）計算短路電路的所有元件的電抗標么值。 （ 4）繪出短路電路的等效電路圖。 長春工業(yè)大學學士學位論文 21 （ 5）針對各短路計算點分別簡化電路，求出總電抗標么值，然后按有關公式計算所有的短路電流和短路容量。 基準值及標幺值的計算 （ 1）基準值的計算 ① 基準容量通常選 MVASd 100? 基準電壓 UUU AVd ?? （ 41） 式中 dU —— 基準電壓，單位為 kV； AVU —— 平均電壓，單位為 kV； NU —— 額定電壓，單位為 kV。 高壓側的基準電壓 ?dU 低壓側的基準電壓 ?dU ②基準電流 ddd USI 3? （ 42） 高壓側的基準電流 kAId 1001 ??? 低壓側的基準電流 kAId 1002 ??? （ 2） 計算短路電流中各主要元件的電抗標幺值 ① 電力系統(tǒng) （已知 AMVSoc ?? 1000 ） 0010 0*1 ??? OCdSSX （ 43） ②架空線路（查手冊得 kmX / ?? , kml 30? ） *2 ??????? dHdUSlXX （ 44