【正文】 21 XT 1XT 1XT 2XT 2XT 3XT 3f 1Xdf 2f 31 1 0 k V 側(cè)35kV側(cè)1 0 k V 側(cè) 圖 41 系統(tǒng)等值電抗圖 X1X2X3f 1Xdf 2f 31 1 0 k V 側(cè)35kV側(cè)1 0 k V 側(cè) 圖 42 系統(tǒng)化簡圖 化簡后，圖中阻抗的標幺值如下所示： 112233d/ 2 0 .2 1 8 / 2 0 .1 0 9/ 2 0/ 2 0 .1 3 8 / 2 0 .0 6 9X 0 .1 5TTTXXXXXX? ? ???? ? ?? 35kV 側(cè)短路時， f3 處短路 時，等值電路圖如下所示： X1X 2Xdf21 1 0 k V 側(cè)3 5 k V 側(cè) 圖 43 35kV 側(cè)短路。 短路計算步驟 所選出的 SFSZ950000/110 型變壓器參數(shù)。 （ 5）在工程設計中，短路電流計算一般采用實用計算，即在一定的假設條件下算出短路電流的各個分量。 （ 3）在各種短路類型中應選短路類型最嚴重的情況，一般按照三相短路進行計算。 短路電流計算的一般規(guī)定 （ 1）應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，一般為本期工程建成后 5～ 10 年。 （ 3）為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關斷路器跳閘。 19 4 最大持續(xù)工作電流及短路計算 各回路最大持續(xù)工作電流 max max=3 NS U I （ 41） 式中： maxS —— 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負荷容量 NU ——— 各電壓等級額定電壓 maxI —— 最大持續(xù)工作電流 則最大持續(xù)工作電流為 max max=IS 3 NU （ 42） 各側(cè)的最大持續(xù)工作電流如下： 35kV 側(cè) m a x = 5 3 .3 6I 3 3 5 = k?（ ） 0 . 8 8 A 10kV 側(cè) m a x = 1 2 .4 4 7I 3 1 0 = k?（ ） 0 . 7 1 9 A 110kV 側(cè) m a x = 6 5 . 8 0 7I 3 1 1 0 = k?（ ） 0 . 3 4 5 A 表 41 各側(cè)最大持續(xù)工作電流結果 電壓等級（ kV） 110 35 10 最大持續(xù)工作電流 (kA) 短路計算 短路電流計算的目的 （ 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。 本章小結 在各電壓等級的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設備之一，它擔任著向用戶輸送功率，或者在兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，本章首先對負荷情況進行了分析計算，根據(jù)負荷情況完成對主變?nèi)萘俊⑴_數(shù)以及型式的選擇，以取得最佳的運行效 果。 ② 熔斷器作用： 本設計用噴逐式熔斷器來保護電容器。 （ 5）無功補償裝置的設置 本次設計的并聯(lián)電容器補償裝置，采用斷路器來投切，向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功，已補償多余的的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓質(zhì)量。 10kV 側(cè)補償前的功率因數(shù)為： 1 0 1 1c os P / S 11 000 / 12447 ? ? ? ? 負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量為： 1 1 0 1Q P ( t a n t a n 39。 （ 4）無功補償容量選擇 通常情況下 110kV 的變電所是在 35kV 母線和 10kV 母線上進行無功補償。當 cos =1? 時，表示電源發(fā)出的視在功率全為有功功率，即 S=P， 17 Q=0；當 cos =0? 時，則 P=0，表 示電源發(fā)出的功率全為無功功率，即 S=Q。 三相交流電路功率因數(shù)的數(shù)學表達式為 22c o s = 3P P PS UIPQ? ??? （ 32） 式中： P— 有功功率， kW； Q— 無功功率， kVar； S— 視在功率， kVA； U— 線電壓有效值， kV； I— 線電流有效值， A。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應超過 %。 變電所的并聯(lián)電容器裝置是電力系統(tǒng)無功補償?shù)闹匾O備，應優(yōu)先選用，主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。 110kV 電壓等級的變電所一般均應配置可投切的無功補償設備，補償設備大部分連接在變電所的母線上，也有 的補償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線路上。 （ 3）電站的無功補償 終端變電所的并聯(lián)電容器補償主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。 （ 2）無功補償?shù)脑恚? 把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量，而感性負荷釋放能量時，容性負荷吸收能量，能量在兩種負荷之間交換。從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。 在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。合理的無功補償和有效的電壓控制，不但可保證電壓質(zhì)量，還將提高電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。 表 32 站用變壓器參數(shù) 型號 S9125/10 容量（ kVA） 125 額定電壓 高壓（ kV） 10 低壓（ kV） 阻抗電壓 4% 連接標號 Y， yn0 損耗（ W） 空載 350 短路 1750 空載電流 % 無功補償和電容器的選取 （ 1）無功補償?shù)淖饔茫? 電力系統(tǒng)的無功功率平衡主要的目的是為了保證電壓質(zhì)量，無功功率遵循的是分（電壓）層和分（供電）區(qū)就地平衡的原則。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意一臺變壓器因故障被切斷后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。 15 所用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應滿足經(jīng)常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之 用。 所用變臺數(shù)的確定 《 35～ 110kV 變電所設計規(guī)范》規(guī)定，對大中型變電站，通常裝設兩臺站用變壓器。這些負荷容量都不太大，因此變電站的站用電壓只需 一級，采用動力與照明混合供電方式。2% 低 — 壓 聯(lián)結組號 YNyn0d11 損耗 空載 負載 225kW 空載電流 % 阻抗電壓 高 中 % 高 低 % 中 低 % 所用變壓器的選擇 變電站的站用負荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。 附：主變型號的表示方法 第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料 第一部分：相數(shù) S—— 三相； D—— 單相 第二部分：冷卻 方式 J—— 油浸自冷； F—— 油浸風冷； S—— 油浸水冷； G—— 干式； N—— 氮氣冷卻； FP—— 強迫油循環(huán)風冷卻； SP—— 強迫油循環(huán)水冷卻 14 第三部分：繞組數(shù) S—— 三繞組 F—— 分裂繞組 第四部分：調(diào)壓方式 Z—— 有載調(diào)壓 表 31 主變壓器參數(shù) 型 號 SFSZ950000/110 容 量 50 MVA 容 量 比 100 100 100 阻抗電壓 高 — 壓 110177。近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。 ⑤ 強迫油循環(huán)導向冷卻。 ④ 強迫油循環(huán)風冷卻。 ③ 強迫油循環(huán)水冷卻。簡稱為風冷式。為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。 ① 自然風冷卻。 110kV 及以下變壓器應至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓，因為這種方式容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動。 2 %）以內(nèi)和 30%。我國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用 YN 連接，中性點直接接地； 35kV 采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 10kV 系統(tǒng)中性點不接地，繞組多采用△連接。電力系統(tǒng)常用的繞組連接方式 只有星形 (Y)和三角形 (△ )兩種。 （ 3）繞組接線組別 在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，主變的接線組別一般都選用 YNd11 接線。 本站經(jīng) 110kV 降壓為 35kV 和 10kV 兩個電壓等級，多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組通過容量應達到該變壓器額定容量的 15%以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用兩臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟上更為合理。因為單臺變壓器組占地多、相對投資大、運行損耗也大，同時配電裝置復雜，維修工作量大，故本變電站選用三相變壓器。 （ 1）相數(shù)的確定 主變選擇三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、運輸條件和可靠性要求等因素。對于有重要負荷的變電所，應考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一 級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的 70％ ~80％。對城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修 時，另一臺主變壓器可承擔70%的負荷保證全變電站的正常供電。當裝設三臺及三臺以上時，變電站的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時增大了占用面積和配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化。 （ 2）對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設計時可裝設三臺主變壓器，以提高供電可靠性。變壓器是變電站中的主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，需合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術上的不合理。 區(qū)政府：是國家政府屬于一級負荷。 鑫鴛鴦集團：中斷供電不會造成重大的經(jīng)濟損失，屬于二級供電。 紫水小區(qū)：生活小區(qū)屬于三級負荷。 醫(yī)院：若中斷供電將造成人員的生命危害，所以屬于一級負荷。 機械廠：機械廠的 生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應屬于二級負荷。 白鯊針布：若中斷紡織廠的電力供應，就會引起跳線，打結，從而使產(chǎn)品不合格，所以應屬于二級負荷。 耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應屬于三級負荷。 （ 2）本設計中的負荷分析如下 東城花園：居民生活小區(qū)對供電無特殊要求屬于三級負荷。供電要求：僅在必要時可短時停電（幾分鐘到幾十分鐘）。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。 10 3 負荷計算及變壓器選擇 負荷分類及定義 （ 1）在電力系統(tǒng)中，按重要性的不同將負荷分為三類： I 類負荷：即使短時停電也將造成人員傷亡和重大設備損壞的最重要負荷，如礦井、醫(yī)院、電弧煉鋼爐等。 本章小結 主接線代表了變電站電氣部分主體結構，是本次設計的首要部分。兩臺站用變壓器分別從 10kV 母線處引接，正常情況下可分列運行，分段開關設有自動投入裝置，每臺站用變壓器應能擔負本段負荷的正常供電，在另一臺站用變壓器故障或檢修停電時，工作者的站用變壓器應能擔負另 一段母線上的重要負荷，以保證變電站的正常運行。 )，綜合考慮而言，采用方案Ⅰ。 單母帶旁路接線如圖 26 所示： 圖 26 單母帶旁路接線圖 這種接線方式適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為 35~110kV 的變電 9 站較為實用，具有足 夠的可靠性和靈活性。單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電 ,并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器。 10kV側(cè)主接線方案 依據(jù)《電力工程電氣設計手冊》 10kV 配電裝置有出線 6 回以上時，宜采用單母線分段接線，也可采用單母分段帶旁路的接線方式。 35~63kV 配電裝置，當出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多、負荷較大時； 6~10kV 配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時選用。對于， 110~220kV 輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一 般規(guī)程規(guī)定，110~220kV 雙母線接線的配電裝置中，當 110kV 出線回路數(shù)達 7 回，或 220kV 出線回路數(shù)達 5 回時，一般應裝設專用旁路母線。 雙母線接線如圖 24 所示 圖 24 雙母線接線圖 主要有缺點：它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。但是，一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方 7 向均衡擴建。 單母分段接線如圖 2