【導(dǎo)讀】此次設(shè)計(jì)的題目是“南苑110kV降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)”。主要任務(wù)是根據(jù)變。所主變壓器進(jìn)行保護(hù)。使變壓器安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

　　

【正文】 T5 為降壓變壓器 。 各繞組電抗百分?jǐn)?shù)為： U1%=(U12%+U13%U23%)=（ +） = U2%=(U12%+U23%U13%)=（ +） =0 U3%=(U13%+U23%U12%)=（ 17+） = )(100 %1*1 ?? ??? N BT SSUX 010 0%2*2 ?? NBT SSUX 2 0 0 0 1 0 0 0%3*3 ????? N BT SSUX 在所設(shè)計(jì)的變電所中所選擇的變壓器： 各繞組電抗百分?jǐn)?shù)為： U1%=(U12%+U13%U23%)=（ 18+） =11 U2%=(U12%+U23%U13%)=（ 18+） =7 U3%=(U13%+U23%U12%)=（ +） =－ ≈ 0 )20(100 10011100 %1*1)8(7 ????? N BT SSUX 00 1 0071 00 %2*2)8(7 ????? N BT SSUX 0100%3*3)8(7 ?? NBT SSUX 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算 在原始資料中的發(fā)電機(jī)， 發(fā)電機(jī) 技術(shù)參數(shù)均摘自《電工手冊(cè)》第二分冊(cè) 如 表 34 所示： 17 表 3— 4 發(fā)電機(jī)參數(shù)列表 發(fā)電機(jī) 項(xiàng)目 （ TH） QF62 QF2122 QF2252 額定容量(MVA) 6 12 25 額定電壓（ kV） () () 額定電流（ A） 172 688 1375(825) 2860(1716) 功率因數(shù)（ cos∮ ） 效率（ %） () 同步電抗（ xd） % % %(%) %(%) 瞬變電抗（ xd’） 38% % 20%（ %） %(%) 超瞬變電抗（ xd”） % % %(%) %(%) 負(fù)序電抗（ x2） % %(%) %(%) 零序電抗（ x0） % %(%) %(%) 定子接線 Y Y Y YY(Y) 根據(jù)上表 數(shù)據(jù)，依據(jù)表 3— 2 中的公式 對(duì)原始材料中所給的發(fā)電機(jī)進(jìn)行 標(biāo)幺值的計(jì)算： 25MW 的發(fā)電機(jī)： )( 2.2)25( ????? NFNNF XSUX .)*25( ?????? NBFnbFF SSXXXX 12MW 的發(fā)電機(jī)： 4 2 )( )12( ????? NFNNF XSUX .)*12( ?????? NBFnbFF SSXXXX 6MW 的發(fā)電機(jī)： )( )6( ????? NFNNF XSUX 18 2 3 .)*6( ?????? NBFnbFF SSXXXX 的發(fā)電機(jī)： 8 6 8 )( )( ????? NFNNF XSUX .)*( ?????? NBFnbFF SSXXXX 線路參數(shù)的計(jì)算 線路標(biāo)幺值及有名值計(jì)算： Xl=X0L （ 3— 15） 20* BBbll USLXXXX ??? （ 3— 16） X0每千米線路所給的阻抗，取 。 L線路公里數(shù)。 168kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 168= 5 0 8 1 )115( 220)*168( ?????? BBbll USLXXXX 78kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 78= 2 5 3 )115( 220)*78( ?????? BBbll USLXXXX 26kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 26= 0 7 8 6 )115( 220)*26( ?????? BBbll USLXXXX 18kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 18= )37( 220)*18( ?????? BBbll USLXXXX 14kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 14= 19 0 7 8 6 )115( 220)*14( ?????? BBbll USLXXXX 12kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 12= 0 3 6 2 )115( 220)*12( ?????? BBbll USLXXXX 5kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 5=2 )37(1002 220)*5( ?????? BBbll USLXXXX 2kM 線路參數(shù)計(jì)算： Xl=X0L=179。 2= )37( 220)*2( ?????? BBbll USLXXXX 等值網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn) 根據(jù)前面一節(jié)對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器、線路的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算值，我們對(duì)原始材料中所給的系統(tǒng)圖進(jìn)行化簡(jiǎn)，其中有對(duì) LQ 廠、 YM廠、 HLR 廠、 YkS 廠的化簡(jiǎn)如下： LQ 廠有兩臺(tái) 25MW 和一臺(tái) 12MW 的發(fā)電機(jī) 圖 3— 1 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 111 1*1 ????X YM 廠有兩臺(tái) 25MW 的發(fā)電機(jī) 圖 3— 2 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 20 2 7 5 4 15 4 1 1*2 ???X HLR 廠只有一臺(tái) 12MW 的發(fā)電機(jī) X3*= 圖 3— 3 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 YkS 廠有兩臺(tái) 的發(fā)電機(jī)和一臺(tái) 6MW 的發(fā) 電機(jī) 圖 3— 4 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 5 4 5 111 1*4 ????X 圖 3— 5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 LQ 線路： )*168(*13*11*1* ???????? LTTLQ XXXXX 21 YM 線路： 4 8 0 8 4 2 3 )*14(*2*2* ??????? LTYM XXXX HLR 線路： )*5(*31*32*4*3* ?????????? LTTTH L R XXXXXX YkS 線路： *52*51)*18()*2(*6*4* ?????????? TTLLTY K S XXXXXXX此時(shí)網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)為： 圖 3— 6 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 1 )*78(****3 ??????? LH L RYMLQXXXXX 5 1 7 7 8 8 1 1 )*26(*2**4 ?????? LY K SXXXX 短路點(diǎn) 的 選擇 對(duì)電抗值進(jìn)行重新標(biāo)示如圖 37： d1 點(diǎn)為 110kV進(jìn)線側(cè)短路。 d2 點(diǎn)為 35kV母線處短路。 d3 點(diǎn)為 10kV母線（單母分段處）短路。 d4 點(diǎn)為 10kV出線處短路。 22 圖 3— 7 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 短路計(jì)算 按近期最大運(yùn)行方式所給參數(shù)進(jìn)行短路計(jì)算： IB1=SB/ 3 UB1=100/115 3 =(KA) IB2=SB/ 3 UB2=100/37 3 =(KA) IB3=SB/ 3 UB3=100/ 3 =(KA) 短路點(diǎn) d1 處 *1)1( ????? bnjsd SSXX 圖 3— 8 短路計(jì)算 圖 23 短路點(diǎn) d2 處 圖 3— 9 短路計(jì)算圖 )()11 1(*5*2*1)2( ????????bnjsd SSXXXX 短路點(diǎn) d3 處 圖 3— 10 短路計(jì)算圖 4 0 0 )11 1(*6*5*8*3*2*1)3( ??????????bnjsd SSXXXXXXX 24 短路點(diǎn) d4 處 圖 3— 11 短路計(jì)算圖 ])11 1[( *10*6*5*8*3*2*1)4( ???????????bnjsd SSXXXXXXXX 短路電流表見附 錄 A。 25 第四章 主要電氣設(shè)備選擇 110kV 降壓變電站為終端變電站，要求容量大，占地小。所以在選擇設(shè)備時(shí)要注意滿足設(shè)備無油化小型化等要求，尤其 35kV 側(cè)設(shè)備，要滿足這些要求。 導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先 進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)留有發(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 電氣設(shè)備選擇的基礎(chǔ)知識(shí) 一般原則 （ 1） 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展。 （ 2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 （ 3） 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 （ 4） 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 （ 5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 （ 6） 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正 常運(yùn)行。 （ 1） 長(zhǎng)期工作條件 1） 電壓： 選用的電器在允許最高工作電壓 Umax不低于該回路的最高運(yùn)行電壓 Ug,即 Umax≥ Ug （ 4— 1） 2） 電流： 選用的電器額定電流 In不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)工作電流 , In≥ Igmax （ 4— 2） 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選電器 時(shí)，額定電流應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方 式下回路持續(xù)的工作電流的要求 。 各回路持續(xù)工作電流的計(jì)算見表 41： 26 表 4— 1 各回路持續(xù)工作電流 Igmax 回路名稱 計(jì)算公式 發(fā)電機(jī)或同期調(diào)相機(jī)回路 Igmax==(√3UnCosφn) 三相變壓器回路 Igmax==(√3UnCosφn) 母線分段斷路器或母聯(lián)斷路器回路 Igmax為該母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一組變壓器的持續(xù)工作電流 母線分段電抗器回路 Igmax 為該母線上事故切除最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)，可能能過 電抗器的電流計(jì)算。一般取該臺(tái)發(fā)電機(jī) 50— 80%In 分裂電抗器回路 Igmax 一般按發(fā)電機(jī)或主變壓器額定電流的 70%計(jì)算 主母線 按潮流分布情況計(jì)算 饋電回路 Igmax=2P/(√ 3UnCOSφ ) 注： ① PN、 UN、 IN等都為設(shè)備本身的額定值。 ② 各標(biāo)量的單位為： I（ A）、 U（ kV）、 P（ kW）、 S（ kVA）。 （ 2） 短路穩(wěn)定條件 ` 1） 校驗(yàn)的一般原則 ① 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流， ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)， 可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 2） 短路的熱穩(wěn)定條件： It178。t≥ I∞ 178。tdz （ 4— 3） It t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 (kA) t設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間 (s) 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間 tdz按下式計(jì)算： tdz=tb+td tb繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（ s） td斷路器全分閘時(shí)間（ s） 注：驗(yàn)算導(dǎo)體和 110kV 以下電纜適中熱穩(wěn)定時(shí)，用的計(jì)算時(shí)間釆用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 27 3） 短路的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算： imax≥ ich （ 4— 4） ich 短路沖擊電流峰值（ kA） imax電器允許的極限通過電流峰值（ kA） 表 4— 2 導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目 項(xiàng)目 電器 正常工作條件 短路條件 環(huán)境條件 其他 額定電壓（ kV） 額定電流 （ A） 開斷容 量（ kVA） 準(zhǔn)確等級(jí)二次負(fù)荷 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 溫度 海拔高度 斷 路 器 負(fù)荷開關(guān) 隔離開關(guān) 熔斷器 電 抗 器 電流互感器 電壓互感器 支持絕緣子 穿墻套管 導(dǎo) 線 電 纜 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ○ ○