【正文】 (1) 隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)如下條件選擇隔離開關(guān)： 電壓： ng UU ?)(電網(wǎng)工作電壓 電流： ng II ?? )(m a x 最大持續(xù)工作電流 ，各回路的 max?gI 見表 42。 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)的一種，因?yàn)闆]有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流。 2) 校驗(yàn) 變壓器 35KV 側(cè) 斷路器 ① 開斷電流： kddt II ? )( KAIdt ? )(25 KAIkd ? kddt II ? ② 動(dòng)穩(wěn)定： maxiich? )( KAich ? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 24 )(80max KAi ? maxiich? ③ 熱穩(wěn)定： tItI tdz 22 ?? ??????? ?II? )( st ??? 查《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》 第 112 頁 得： )( stz ? )( stt zdz ??????? ? ])[( 22 sKAtI dz ????? ])[(1 8 7 5325 222 sKAtI t ???? 則： tItI tdz 22 ?? 經(jīng)以上校驗(yàn)此斷路器滿足各項(xiàng)要求。 其中： ??? zdz tt ，由?????? II? 和短路電流計(jì)算時(shí)間 t，可從 《 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料 》 第 112 頁，圖 51 中查出短路電流周期分量等值時(shí)間 t,從而計(jì)算出 dzt 。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓 6－ 220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器 ，電壓 110－ 330kV 電網(wǎng)，可選用 SF6 或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。 表 41 各回路持續(xù)工作電流 回路名稱 計(jì)算公式 變壓器回路 nnng USII a x. ?? 饋電回路 ?C O SU PInng 32m a x. ?? 注： ① nnn IUP , 等都為設(shè)備本身的額定值。 (4) 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 (8) 計(jì)算短路電流沖擊值。 (4) 求計(jì)算電抗 jsX 。 2) 選取基準(zhǔn)容量 bS 和基準(zhǔn)電壓 bU （一般取各級(jí)的平均電壓）。 (3) 計(jì)算容量 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 14 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)計(jì)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 5~10 年）。 4) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。 (5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 (2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全 面的短路電流計(jì)算。 對(duì)于本站站用電源的接線形式可設(shè)計(jì)為： 圖 21 站用電接線 為提高站用電的穩(wěn)定性，裝設(shè)的兩臺(tái)站用變，一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)作為備用，當(dāng)其中一臺(tái)檢修時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)變電站的用電。 負(fù)荷率計(jì)算 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 10 (1) 負(fù)荷率的計(jì)算公式： NSS?? （ 12） 式中 ： S —— 實(shí)際負(fù)荷 NS —— 變壓器容量 此變電站中，有兩臺(tái)主變壓器且并列運(yùn)行，在校驗(yàn)負(fù)荷率時(shí)， NS 取兩臺(tái)變壓器容量 和。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá) 30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 9 因?yàn)橛休d分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。降壓型的繞組排列為：鐵芯 — 低壓繞組 — 中壓繞組 — 高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。 (4) 結(jié)構(gòu)型式的選擇 三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。 (3) 繞組連接方式的確定 變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。 主變壓器 型式 的選擇 (1) 相數(shù)的確定 在 330kv 及以下的變電 站 中，一般都選用三相式變壓器。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。經(jīng)過比較 內(nèi) 橋形接線比單母線接線形式少一組斷路器， 110KV 處為兩回進(jìn)線，兩回出線，該變電所應(yīng)用兩臺(tái)降壓變壓器，宜選用 內(nèi) 橋形接線，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上，橋形接線比單母線形接 線有很大的靈活性，所以經(jīng)過技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的比較，橋形接線的優(yōu)勢(shì)大 于單母線的接線形式 。 四種方案 接 線 形式 如下： 方案一 方案二 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 6 方案三 方案四 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 7 最優(yōu)方案確定 (1) 技術(shù)比較 在 初步設(shè)計(jì)的 四種方案中， 110KV 側(cè)有兩種接線形式，分別為單母分段和內(nèi)橋接線，這兩種方案 都可實(shí)現(xiàn)兩條進(jìn)線的并列運(yùn)行或分裂運(yùn)行，當(dāng)在此側(cè)有一回進(jìn)線檢修時(shí)，兩種接線形式都是只停該段線路 ； 估在這四種方案中 110KV 側(cè)在技術(shù)上都滿足要求；而 35KV、 10KV 兩側(cè)都有兩種接線，分別為單母分段和雙母線接線，在 35KV側(cè)， 出線回路數(shù) 為 8 回 以上 ,采用 單母分段接線 形式穩(wěn)定性差，所以在以上兩種方案中優(yōu)選雙母線接線，這樣可以保證在 35KV 側(cè) 的供電穩(wěn)定，可靠 性；在 10KV 電壓等級(jí)比較低，且負(fù)荷不大、出線回路數(shù)少，選擇雙母線比較浪費(fèi) 。 方案一： 110KV 側(cè)采用單母分段接線， 35KV 側(cè)采 用雙母線接線， 10KV 側(cè)采用單母分段接線。 (3) 對(duì) 2 個(gè)方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的主接線方案。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)以及大修費(fèi)、日常小修維護(hù)費(fèi)。所以，兩者必須綜合考 慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 3) 擴(kuò)建 方便。 (2) 靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求 ： 1) 調(diào)度 靈活，操作方便。主接線的可靠性是 由其 組成元件 （包括一 次 和二次設(shè)備）在運(yùn)行中可靠性的綜合。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有 所 不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否 允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 (4) 考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響 變電站主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 2 第 一 章 變電站電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇 變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行的任務(wù)是：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌安排下，合理開發(fā)、利用動(dòng)力資源，用較少的投資和運(yùn)行成本，來滿足國(guó)民經(jīng) 濟(jì)各部門及人民生活不斷增長(zhǎng)的需要，提供可靠充足、質(zhì)量合格的電能。 shortcircuit current。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在設(shè)計(jì)的過程中， 根據(jù)變電站的地理環(huán)境 、 容量 和各回路數(shù)確定變電站 電氣主接線 和站用電接線 ，并選擇 各變壓器的型號(hào)； 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算、畫等值網(wǎng)絡(luò)圖，并計(jì)算各電壓等級(jí)側(cè)的短路電流，列出短路電流結(jié)果表；計(jì)算回路 持續(xù)工作電流、選擇各種高壓電氣設(shè)備，并根據(jù)相關(guān)技術(shù)條件和短路電流計(jì)算結(jié)果表校驗(yàn)各高壓設(shè)備； 為了保證電力系統(tǒng) 供電和穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)行了 無功補(bǔ)償、 主變保護(hù)的設(shè)計(jì) ；最 后為了把所選設(shè)備有一個(gè)合理的布局，進(jìn)行了配電裝置 的 設(shè)計(jì)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明 并表示了謝意。 通過本次設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)的基本方法，鞏固 四 年以來學(xué)過的知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析 問題的能力 ， 而且加深對(duì)變電站的全面了解 。 electrical facilities。 所以在本次設(shè)計(jì)中選擇變電站電氣部分的初步設(shè)計(jì)，是為了更多的了解現(xiàn)代化變電站的設(shè)計(jì)規(guī)程、步驟和要求，設(shè)計(jì)出比較合理變電站 。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個(gè)重要組成部分。 (2) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電站主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 5~10 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。通常對(duì)大型變電站，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 3 根據(jù) 有關(guān) 規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。 因 此， 主接線的設(shè)計(jì)， 不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。 可靈活的投入和切除變壓器、線路 ， 調(diào)配電源和負(fù)荷 ；能 夠滿足系統(tǒng)在 正常、事故、 檢修 及 特 殊運(yùn)行 方式下的調(diào)度要求。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對(duì)已經(jīng)投運(yùn)的變電站進(jìn)行擴(kuò)建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴(kuò)建的可能。 1) 投資省。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺(tái)數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損 失 。 4) 在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 (4) 繪制 最優(yōu)方案 電氣主接線圖。 方案二： 110KV 側(cè)采用單母分段接線， 35KV 側(cè)采用單母分段接線， 10KV 側(cè)采用單母分段。 綜合以上分析，在以上四種方案中 保留方案一 ， 方案四進(jìn)行最優(yōu)方案的確定。 由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為 方案四， 即 110KV 側(cè)為內(nèi)橋接線， 35KV側(cè)為 雙母線 接線， 10KV 側(cè)為單母分段接線。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較同容量的三臺(tái)單相式 變壓器 投資小、占地少、損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。 1) 升壓型。 3) 應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。 (2) 110KV 側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算 % 2035m a x ??? ??? NSS? % 1523m in ??? ??? NSS? (3) 35KV 側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算 % 35m a x ????? NSS? % 23m in ????? NSS? (4) 10KV 側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算 % 20m a x ????? NSS? % 15m in ????? NSS? 由以上計(jì)算，各電壓等級(jí)下的負(fù)荷率均 達(dá)到變壓器各側(cè)繞組的 15%以上，因此所選的變壓器 滿足要求。 站用變壓器的選擇 站用變壓器的選擇的基本原則 (1) 變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)； 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明書 12 (2) 阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電各級(jí)母線的電壓偏移 不超過額定電壓的 %? ； (3) 變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率 。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。 短路 計(jì)算的一般規(guī)定 (1) 計(jì)算的基本情況 1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。 5) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。 計(jì)算步驟 (1) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。 3) 將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。 (5) 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到?jsX ）。 (9) 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 電氣設(shè)備選擇的一般 規(guī)定 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)景發(fā)展 的需要。 (5) 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。 ② 各標(biāo)量的單位為： I（ A）、 U（ KV）、 P（ KW）、 S（ KVA）。 (4) 環(huán)境條件。 (1) 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： 1) 電壓： ng UU ?)(電網(wǎng)工作電壓 （ 41） 2) 電流： ng II ?? )(m a x 最大持續(xù)工作電壓