【正文】 S)。(2)短路計(jì)算時(shí)間選擇電氣設(shè)備時(shí)，除考慮上述計(jì)算條件外，還必須正確估計(jì)短路計(jì)算時(shí)間：斷路器的實(shí)際開斷時(shí)間tk，短路熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間td。②短路的種類。Iy的確定：Iy=Ie= KθIe (47)式中，Kθ——環(huán)境溫度修正系數(shù)； Ie——載流導(dǎo)體的額定載流量； θ0e——載流導(dǎo)體的基準(zhǔn)環(huán)境溫度； θ0——實(shí)際環(huán)境溫度。由于回路的最高運(yùn)行電壓通常在線路首端，它比電網(wǎng)額定電壓只高5%—10%，因此按工作電壓選擇的條件為： Ue ≥ Uwe (46)式中，Ue ——電氣設(shè)備額定電壓(KV)； Uwe——電氣設(shè)備所在電網(wǎng)額定電壓(KV)。電氣設(shè)備的安裝地點(diǎn)也影響所選設(shè)備的型式。對(duì)安裝在海拔1000m地區(qū)的電器，外絕緣一般應(yīng)予加強(qiáng)，可選用高原型產(chǎn)品或選用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。工廠排出的含有二氧化硫、硫化氫、氨等成分的煙氣、粉塵等對(duì)電氣設(shè)備危害較大。在積雪和覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對(duì)地閃絡(luò)，重冰區(qū)應(yīng)選破冰厚度大的隔離開關(guān)。③風(fēng)速。表42 選擇電氣設(shè)備的環(huán)境溫度安裝場(chǎng)所環(huán)境溫度最高最低屋外年最高溫度年最低溫度電抗器室該處通風(fēng)設(shè)計(jì)最高排風(fēng)溫度屋內(nèi)其他處該處通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度。 電氣設(shè)備選擇的一般條件 電氣設(shè)備選擇的一般原則和環(huán)境條件(1)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；②應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；③力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理；④與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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)品均具有可靠地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。計(jì)算中，通常只選擇可能出現(xiàn)的最大電動(dòng)力瞬時(shí)值作為計(jì)算的依據(jù)。(1)兩根平行導(dǎo)體之間電動(dòng)力的計(jì)算。短路電流熱效應(yīng)θd的計(jì)算查閱相關(guān)手冊(cè)進(jìn)行。短路后，導(dǎo)體溫度急劇升高，θd 時(shí)短路后導(dǎo)體的最高發(fā)熱溫度，短路被切除，導(dǎo)體溫度逐漸下降，最后與環(huán)境溫度相同。導(dǎo)體內(nèi)不通過電流時(shí)，其溫度與周圍實(shí)際環(huán)境溫度θ0 相等；當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)發(fā)出熱量。(2)電氣設(shè)備發(fā)熱的兩種情況①正常情況下通過工作電流產(chǎn)生的長(zhǎng)期發(fā)熱，其發(fā)熱溫度較低但連續(xù)持久②因短路電流通過產(chǎn)生的短時(shí)發(fā)熱，其發(fā)熱溫度高但持續(xù)時(shí)間極短。②接觸電阻增加。②任意出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。這是非故障段母線可以繼續(xù)運(yùn)行，縮小了母線故障的停電范圍。內(nèi)橋接線適用于變壓器不需要經(jīng)常改變運(yùn)行方式、輸電線路較長(zhǎng)、線路故障幾率較高、穿越功率較小的場(chǎng)合。(1)高壓側(cè)接線：橋形接線，適用于只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，內(nèi)橋接線橋壁置于線路斷路器的內(nèi)側(cè)，如圖44所示 內(nèi)橋接線的特點(diǎn)如下：線路發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)故障線路的斷路器跳閘，其余三條支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。有母線的主接線形式包括單母線和雙母線。但接線過于簡(jiǎn)單，又可能給運(yùn)行帶來不便，或造成不必要的停電。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)注意發(fā)電廠或變電所在電力系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件，并應(yīng)滿足下列要求：(1)保證必要的供電可靠性和供電質(zhì)量主接線的可靠性主要指當(dāng)電路發(fā)生故障或電氣設(shè)備檢修時(shí)，主接線在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒐收匣驒z修所帶來的不利影響限制在一定范圍內(nèi)，以提高供電的能力和電能的質(zhì)量。若采用方案二，則變電站b和c均為終端變電站，這樣可是線路保護(hù)簡(jiǎn)化，去掉b到c的線路保護(hù)。其基本參數(shù)如下：表41 主變參數(shù)型號(hào)額定容量(KVA)額定電壓 (KV)連接組標(biāo)號(hào)空載損耗(KW)負(fù)載損耗(kw)空載電流(%)短路阻抗(%)SFZ950000/11050000高壓 110177。干式變壓器以空氣作為冷卻介質(zhì)，其它則以變壓器油作為冷卻介質(zhì)。變壓器的熱量通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種方式散發(fā)出去。 變壓器冷卻方式的確定變壓器運(yùn)行時(shí)，鐵芯及繞組中均有能量損耗。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。110kv及以上的變壓器高壓側(cè)三相繞組采用YN連接方式，低壓側(cè)三相繞組采用D連接方式；35kv及以下的變壓器，高壓側(cè)三相繞組采用Y連接方式，低壓側(cè)三相繞組采用D連接方式。本站選擇雙繞組普通式變壓器。對(duì)于330kv及以下電力系統(tǒng)，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)一般都選用三相變壓器，因?yàn)閱蜗嘧儔浩飨鄬?duì)而言投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了運(yùn)行維護(hù)量。變電所中變壓器越多，其利用率越高，供電可靠性也越高。 變壓器臺(tái)數(shù)的確定變電所變壓器臺(tái)數(shù)的確定，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、供電負(fù)荷大小、運(yùn)行方式、供電可靠性等條件進(jìn)行綜合考慮。(6)按負(fù)荷密度選擇變電所主變壓器的容量供用電負(fù)荷密度高的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，一般應(yīng)建設(shè)大中型變電所，電壓等級(jí)為110kv、220kv。\40MVA\50MVA三種。在一個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)中，同一級(jí)電壓的主變單臺(tái)容量不宜超過三種。(2)按電壓等級(jí)選擇主變?nèi)萘孔冸娝髯內(nèi)萘窟x擇的一般原則為電壓等級(jí)越高，變電所密度低，主變?nèi)萘烤瓦x擇的越大。圖41 變電站的選址此地位于縣郊，村莊分布稀疏、交通便利，110kv變電站經(jīng)濟(jì)供電半徑為120公里，能滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。按照工藝要求、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)合理、有利管理、方便生活的原則，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理布局與全面規(guī)劃。(3)以變電站經(jīng)濟(jì)供電半徑和變電站個(gè)數(shù)為基礎(chǔ)，以變電站覆蓋圓覆蓋供電區(qū)域內(nèi)所有負(fù)荷為目標(biāo)，確定變電站站址。 變電站選址方法傳統(tǒng)的規(guī)劃方法是以方案比較為基礎(chǔ)，由專家指定若干可行方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行決策。(2)靠近道路，方便大型設(shè)備的運(yùn)輸和線路進(jìn)出。 (6) 10kv側(cè)采用單母線分段接線，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器將故障切除，保證正常母線不間斷的供電，保證了供電的可靠性。10kv側(cè)采用單母線分段接線，戶內(nèi)配電裝置，10kv側(cè)出線6回。施工設(shè)計(jì)是施工的依據(jù)，重點(diǎn)要表達(dá)施工情況，達(dá)到施工設(shè)計(jì)的要求，詳細(xì)注明尺寸和所用設(shè)備材料[68]。③斷面圖。這是最重要的一張圖紙，是所有其他圖紙的依據(jù)。變電站設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。在設(shè)計(jì)變電站時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“小容量、密布點(diǎn)、線路半徑宜短不宜長(zhǎng)”的原則，將高壓線路深入負(fù)荷中心，合理確定變電站的布點(diǎn)、位置，以縮短中低壓配電線路的供電半徑，保證在優(yōu)化供電半徑的范圍內(nèi)。 變電站建設(shè)在電網(wǎng)中的地位變電站站址優(yōu)化和主變?nèi)萘窟x擇是影響電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)建設(shè)投資等方面的一個(gè)重要因素。這給負(fù)荷預(yù)測(cè)工作帶來了極大的困難。 在選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)技術(shù)后，建立負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行預(yù)測(cè)工作。(3)對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)的預(yù)處理在經(jīng)過初步整理之后，還要對(duì)所用資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)處理，即對(duì)歷史資料中的異常值的平穩(wěn)化以及缺失數(shù)據(jù)的補(bǔ)遺，針對(duì)異常數(shù)據(jù)，主要采用水平處理、垂直處理方法。 (1)調(diào)查和選擇歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)資料多方面調(diào)查收集資料，包括電力企業(yè)內(nèi)部資料和外部資料，從眾多的資料中挑選出有用的一小部分，即把資料濃縮到最小量。 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法目前能用于工程的預(yù)測(cè)方法很多，大體可分為兩類：一類是確定性預(yù)測(cè)方法，把電量和電力負(fù)荷預(yù)測(cè)用一個(gè)或一組方程來描述，他與變量之間有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如經(jīng)濟(jì)計(jì)量預(yù)測(cè)法、時(shí)間序列法、相關(guān)法和最小二乘法等等。(2)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)是指日負(fù)荷預(yù)測(cè)和周負(fù)荷預(yù)測(cè)，分別用于安排日調(diào)度計(jì)劃和周調(diào)度計(jì)劃，包括確定機(jī)組起停、水火電協(xié)調(diào)、聯(lián)絡(luò)線交換功率、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、水庫(kù)調(diào)度和設(shè)備檢修等，對(duì)短期預(yù)測(cè)，需充分研究電網(wǎng)負(fù)荷變化規(guī)律，分析負(fù)荷變化相關(guān)因子，特別是天氣因素、負(fù)荷類型等和短期負(fù)荷變化的關(guān)系。為了選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)組類型和合理的電源結(jié)構(gòu)以及確定燃料計(jì)劃等，還必須預(yù)測(cè)負(fù)荷及電量。適應(yīng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，能滿足城市和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和生活用電需要的電網(wǎng)網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的第一步就是要做好負(fù)荷預(yù)測(cè)。 負(fù)荷預(yù)測(cè) 負(fù)荷預(yù)測(cè)的意義現(xiàn)代的電力系統(tǒng)十分龐大，有無(wú)數(shù)個(gè)電氣元件組成，發(fā)電機(jī)組有千臺(tái)，用戶分布在整個(gè)供電區(qū)，要使電能能達(dá)到“產(chǎn)”“銷”的動(dòng)態(tài)平衡，必須對(duì)用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，按用戶需求來編制發(fā)電機(jī)機(jī)組的開停計(jì)劃，只有這樣才能保證可靠的供電，也只有這樣才能達(dá)到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)比較薄弱，單線單變情況較多，有些縣只有一路110kv電源，當(dāng)線路停電時(shí)，造成大面積停電。邢臺(tái)電網(wǎng)由500kv彭村和廣元變電站、邢臺(tái)電廠和邯邢4條220kv聯(lián)絡(luò)線為電源支撐。 電網(wǎng)基本情況河北南網(wǎng)是華北電網(wǎng)的重要組成部分，其供電 區(qū)域包括河北省南部的保定、石家莊、邢臺(tái)、邯鄲、衡水、滄州6個(gè)地區(qū)。近年來，隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，該地區(qū)的工業(yè)得到迅速發(fā)展：鋼鐵制造工業(yè)、冶金工業(yè)、新能源、新型建材等相繼建立，形成了該縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，有力帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。無(wú)霜期年平均為197天，平均年降水量520毫米，多集中在78月份。(4)運(yùn)行管理系統(tǒng)的自動(dòng)化。如測(cè)量控制裝置、繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置、防誤閉鎖裝置、以及在線狀態(tài)檢測(cè)裝置等都是都采用高速網(wǎng)絡(luò)通信連接，并具備對(duì)外光纖網(wǎng)絡(luò)通信接口。與常規(guī)站項(xiàng)目比起，智能變電站具有如下特點(diǎn)：(1)一次設(shè)備的數(shù)字化、智能化。將變電設(shè)備裝在車輛上，以供臨時(shí)或短期用電場(chǎng)所的需要[3]。箱式變電站是由工廠設(shè)計(jì)和制造的，結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、可靠性高、安裝方便，廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)和公園等場(chǎng)所。(3)地下變電站。室外變電站除控制、直流電源等設(shè)備放在室內(nèi)外，變壓器、隔離開關(guān)、斷路器等主要設(shè)備均布置在室外。企業(yè)變電站是大中型企業(yè)的專用變電站，電壓等級(jí)為35—220kv，1—2回進(jìn)線。這樣的變電站主要起中間環(huán)節(jié)作用。 變電站的分類(1)樞紐變電站。一個(gè)電網(wǎng)多數(shù)由多個(gè)電源點(diǎn)提供電能，這些電能的集中必須通過樞紐升壓變電站來實(shí)現(xiàn)。(2)降低電壓，分配電能。變電站的主要電氣設(shè)備有電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線及各種無(wú)功補(bǔ)償裝置。因此對(duì)電力系統(tǒng)的研究正在進(jìn)一步的發(fā)展中。繼電保護(hù)已經(jīng)發(fā)展成為電廠中的一種專門技術(shù)了。整個(gè)系統(tǒng)容量增加，單臺(tái)機(jī)組和電廠規(guī)?？杉哟?，更多的投入大型、特大型高效率機(jī)組，從而是整個(gè)系統(tǒng)火電廠的供電煤耗率和供電成本以及電廠運(yùn)行、維護(hù)和管理的成本降低[2]。由于各區(qū)域電網(wǎng)可分享備用容量，在出現(xiàn)事故時(shí)最有效的利用現(xiàn)有發(fā)電容量，進(jìn)行緊急事故的相互支援，從而減少用于備用的安裝容量。檢修和緊急事故備用互助支援，減少備用發(fā)電容量。由于各區(qū)域電網(wǎng)的用電構(gòu)成、負(fù)荷特性、電力消費(fèi)習(xí)慣存在一定差異，各電網(wǎng)的年負(fù)荷曲線、周負(fù)荷曲線和日負(fù)荷曲線將不同，使得各電網(wǎng)高峰用電負(fù)荷可能不出現(xiàn)在同一時(shí)間，相互錯(cuò)開。目前，全國(guó)出現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的趨勢(shì)，可以產(chǎn)生更顯著的經(jīng)濟(jì)效益：(1)更經(jīng)濟(jì)合理的開發(fā)一次能源，優(yōu)化電能資源配置，實(shí)現(xiàn)水、火電資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。這種由單臺(tái)發(fā)電機(jī)供電的方式，由于用戶的用電隨著季節(jié)、日月、晝夜而不同。我國(guó)在70年代建成了西北的330kv線路，80年代建成了東北、華中、華北的500kv輸電線，并形成了近十個(gè)大型電力系統(tǒng)[2]。這些技術(shù)使高壓及超高壓的大功率遠(yuǎn)程輸電線路陸續(xù)實(shí)現(xiàn)[1]。1906年發(fā)明了懸鏈?zhǔn)浇^緣子，它比針柱式絕緣子耐受的電壓可以提高很多倍，而且機(jī)械強(qiáng)度也大為增加，可以承受更粗重的導(dǎo)線。1897年英國(guó)工程師布朗取得羊角形出頭的斷路器專利。除了在接通后開關(guān)觸點(diǎn)要接觸良好外，隨著功率和電流的增大，開關(guān)斷開時(shí)產(chǎn)生的火花就成為電弧了。歐洲各國(guó)興辦電廠數(shù)目也迅速增加，電力工業(yè)已經(jīng)成為重要的產(chǎn)業(yè)部門了。1888年多里沃—多布羅夫斯基創(chuàng)立三相制，在1991年建成由法國(guó)勞芬水電廠至德國(guó)法蘭克福的三相交流高壓輸電線路。1882年他在法國(guó)建造了57千米的輸電線，將密士巴赫水電站的電能輸送到巴黎博覽會(huì)，功率約為3馬力，始端電壓為1413v，終端電壓為850v，線路損失高達(dá)總能量的78%。從發(fā)電廠向用戶輸送電能的問題，早在1873年法國(guó)佛泰因在維也納國(guó)際博覽會(huì)上用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，輸電到一千米以外的電動(dòng)機(jī)，成功的驅(qū)動(dòng)了一臺(tái)水泵。從此中國(guó)翻開了電力工業(yè)的第一頁(yè)。電機(jī)的進(jìn)步及交流電的應(yīng)用，使工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力來源問題得到解決，只要有人集中建造發(fā)電廠，再用導(dǎo)線就可以將電能輸送到各個(gè)工廠及千家萬(wàn)戶，對(duì)每個(gè)用戶來說只要具備電動(dòng)機(jī)就成為動(dòng)力來源了。為發(fā)電機(jī)的發(fā)明做了理論鋪墊。磁在我國(guó)古代最早應(yīng)用于指南針，從磁石到司南、指南魚、指北龜，人們認(rèn)識(shí)到地球的磁性，磁極是成對(duì)出現(xiàn)的、發(fā)現(xiàn)了地球的水平傾角、電流的磁效應(yīng)等重要的現(xiàn)象陸續(xù)被人們發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)磁的認(rèn)識(shí)越來越深。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變電站的二次系統(tǒng)正在向數(shù)字化、智能化發(fā)展。絕緣技術(shù)及斷流技術(shù)的發(fā)展使變壓器的容量也得以不斷擴(kuò)大，從而促進(jìn)了大規(guī)模電力系統(tǒng)的形成。 變電站一次及二次設(shè)備的發(fā)展 變電站一次設(shè)備的發(fā)展由電力系統(tǒng)傳輸來的電能經(jīng)隔離開關(guān)、斷路器、然后經(jīng)過變壓器進(jìn)行電壓變換，將電能傳輸?shù)絽R流母線再進(jìn)行電能的分配。變電站的位置、變電站與系統(tǒng)的連接方式、變電站的容量、變電站的主接線形式等因素將影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)性乃至影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于受到絕緣水平和制造工藝的限制，發(fā)電機(jī)端發(fā)出的電壓僅為2030k v，由s=ui可知當(dāng)傳輸功率一定時(shí)，電壓越低，電流越大，傳輸過程中的電能損耗就越大，這樣到遠(yuǎn)距離的輸電線路末端，電壓將可能不能滿足用戶的要求，因此，為了降低電能損耗，提高末端電壓，必須將電壓升高，再進(jìn)行電力傳輸。本變電站采用架構(gòu)式避雷針進(jìn)行直擊雷防護(hù)，用避雷器進(jìn)行過電壓侵入波的防護(hù)。但是由于受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓器容量等因素的限制，增容方式并不適用于所有的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運(yùn)行，但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的兩臺(tái)斷路器都斷開，從而影響了其他未發(fā)生故障線路的運(yùn)行。 ? 調(diào)查當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況并考慮510年的發(fā)展規(guī)劃，本變電站選擇5