【正文】 電壓互感器二次繞組電壓的確定 二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為 100V 的儀表和繼電器的電壓繞組使用，單個(gè)單相式電壓互感器的二次繞組電壓為 100V，而其余可獲得相間電壓的接線方式，二次繞組電壓為 3/100 V，電壓互感器開(kāi)口三角形的輔助繞組電壓用于 35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的電壓為 100/3V，而用于 110kV 及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的為 100V。 （ 3）用于估計(jì)被測(cè)量數(shù)值的標(biāo)記，如電壓表等，其準(zhǔn)確等級(jí)要求較低，要求一般為 3級(jí)即可。 電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)的確定 電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表，繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定，規(guī)定如下： （ 1）用于發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表，所有計(jì)算的電度表，其準(zhǔn)確等級(jí)要求為 級(jí)。 （ 3） 6～ 220kV 電壓等級(jí)的每組主母線上的三相上裝設(shè)電壓互感器，用于同期裝置、測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。 電壓互感器的選擇 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 39 電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： （ 1）發(fā)電機(jī)一般在出口處裝設(shè)兩組電壓互感器，一組 (三只單相、雙繞組 )用于自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，另一組采用三相五柱式或三臺(tái)單相式三繞組互感器，結(jié)成 Yyd 接線，用于測(cè)量?jī)x表，同期和保護(hù)裝置用。 220KV 側(cè)電流互感器的選擇 (1) 220KV出線端 CT 的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選 LCW— 220 式電流互感器 電流互感器技術(shù)參數(shù)表 額定電流比 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1S熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 4300/5 4 =90 80 表 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： = = 滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： =（ =11664 滿足熱穩(wěn)定性要求。 綜上所述，所選的電流互感器 LCWD— 110 滿足動(dòng)熱穩(wěn)定 性要求。 (2) 10KV出線端 CT 的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據(jù)以上兩項(xiàng)，所選的電流互感器和發(fā)電機(jī)端所選電流互感器 LMZ1— 10 相同。 二次負(fù)荷： 應(yīng)不大于互感器在該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的 即： （ ） 式中 動(dòng)穩(wěn)定： （ ） 式中，是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，等于電流互感器極限值，過(guò)電流峰值 esi 與一次繞組額定電流 mI 峰值之比，即 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 37 熱穩(wěn)定： （ ） 10KV 側(cè)電流互感器的選擇 (1) 發(fā)電機(jī)端 CT 的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選 LMZ1— 10 式電流互感器 電流互感器技術(shù)參數(shù)表 額定電流比 準(zhǔn)確級(jí)次 二次負(fù)荷 1S熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 5000/5 =75 90 表 3．動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： = = 滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求 4．熱穩(wěn)定校驗(yàn)： =（ =28125 滿足熱穩(wěn)定性要求。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。對(duì)于 6~20KV 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。 所以，所選 隔離開(kāi)關(guān) 滿足要求 。 220KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇和校驗(yàn) 220KV 出線側(cè)最大持續(xù)工作電流 雙繞組變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流 計(jì)算數(shù)據(jù)表 ： 220kv 側(cè)隔離 開(kāi)關(guān)計(jì)算 數(shù)據(jù)表 U(kV) (kA) (kA) 110 表 根據(jù)計(jì)算初步選擇隔離開(kāi)關(guān)為 GW11— 220(D), 隔離開(kāi)關(guān) 技術(shù)參數(shù)如下： GW11— 220(D)型 隔離開(kāi)關(guān) 參數(shù)表 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 36 型號(hào) 額定電壓 KV 額定電流（ A） 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 (kA) 熱穩(wěn)定電流(kA)（ 4s） GW4— 110 220 1600 125 50 表 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =1600(A)= (A) (KA)=(kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 設(shè)短路計(jì)算時(shí)間： 4s， 短路電流的熱效應(yīng) 為 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 所以，所選 隔離開(kāi)關(guān) 滿足要求 。 10KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇和校驗(yàn) 50MW 發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流 10KV 出線側(cè)最大持續(xù)工作電流 雙繞 組變壓器低壓側(cè)最大持續(xù)工作電流 10kv 隔離開(kāi)關(guān)計(jì)算 數(shù)據(jù)表 U(kV) (kA) (kA) 10 29． 82 表 根據(jù)計(jì)算初步選擇隔離開(kāi)關(guān)為 GN10— 10T, 隔離開(kāi)關(guān) 技術(shù)參數(shù)如下： GN10— 10T 型 隔離開(kāi)關(guān) 參數(shù)表 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 34 型號(hào) 額定電壓 KV 額定電流（ A） 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 (kA) 熱穩(wěn)定電流(kA)（ 5s） GN10— 10T 10 5000 200 100 表 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =5000(A)= (A) (kA)= (kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合 格。 所以，所選斷路器滿足要求 。 關(guān)合 電流校驗(yàn) : =160(KA) (kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =2021(A)= (A) (kA)= (kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 所以，所選斷路器滿足要求 。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 32 關(guān)合 電流校驗(yàn) : =125(KA) (kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =2021(A)= (A) (kA)= (kA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 所以，所選斷路器滿足要求 。 關(guān)合 電流校驗(yàn) : =40(KA) (KA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =5000(A)= (A) (KA)= (KA) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在 10KV~220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SF6 斷路器。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 25 計(jì)算過(guò)程中把 110KV 側(cè)、 10KV 側(cè)電源和系統(tǒng)按照無(wú)窮大功率電源處理。USLxX B?? == () nav215115 。USLxXX B??? == () nav26176 * 。 線路阻抗 =。計(jì)算各個(gè)元件標(biāo)幺值。計(jì)算各個(gè)元件標(biāo)幺值。 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電 器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。 短路電流計(jì)算條件 本次設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算只考慮三相短路為最嚴(yán)重的情況，只對(duì)三相短路進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面： 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需 進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。三繞組變壓器查手冊(cè)選擇的型號(hào)為： SSPSLO 120210/220，三相雙繞組變壓器選擇的型號(hào)為SFPL90000/220。 根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，應(yīng)該選擇三繞組一臺(tái)，三相雙繞組變壓器兩臺(tái)。有載調(diào)壓變壓器的價(jià)格較貴，質(zhì)量不行大大降低其可靠性，所以應(yīng)慎用。且自耦變阻抗較小可能使短路電流增加，故應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。 （ 2） 三繞組普通變壓器和三繞組自耦變壓器的使用條件 使用三繞組變壓器比使用兩臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)。通常與系統(tǒng)具有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和重要變電所，在一種電壓等級(jí)下，主變壓器應(yīng)不少于 2臺(tái)；而對(duì)弱聯(lián)系的中、 小型發(fā)電廠和低壓側(cè)電壓為 610KV 的變電所或與系統(tǒng)只是備用性質(zhì)時(shí)，可只裝一臺(tái)主變壓器；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè) 3臺(tái)主變壓器。 為使變壓器型號(hào)易選，常將兩臺(tái)容量相同的發(fā)電機(jī)接在同一側(cè)，故將 2臺(tái) 50MW 的發(fā)電機(jī)接在 10KV 側(cè)， 1 臺(tái) 100MW 的發(fā)電機(jī)接在 220KV 側(cè)，容量可通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器傳送。由于變壓器的檢修周期長(zhǎng)，而且它可與該母線上的發(fā)電機(jī)檢修相配合，因此不需因檢修增加容量。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 19 （ 2）發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)容量最小、母線負(fù)荷最大時(shí)，經(jīng)主變壓器倒送的功率。 高、中壓電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器應(yīng)按兩級(jí)電網(wǎng)正常與檢修狀態(tài)下可能出現(xiàn)的最大功率交換確定容量，其容量一般不應(yīng)低于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量。 主變壓器容量的選擇 發(fā)電機(jī) — 變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎?yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠用電后，留有 10%的裕度來(lái)確定。 目前在配電變壓器運(yùn)行中，有因容量過(guò)大而欠載運(yùn)行的，也有因過(guò)載或過(guò)電流運(yùn)行而導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱，甚至燒毀的情況。 4 變壓器的選擇 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。 這種接線方式兼顧了旁路母線和母線分段兩方面的 優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)旁路斷路器和分段斷路器分別設(shè)置時(shí)，由于所用斷路器數(shù)量多，設(shè)備費(fèi)用高。 220kv 缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。 110kv 運(yùn)行方式靈活，檢修母線時(shí)，電源和出線都可以繼續(xù)工作，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電。 方案Ⅰ如圖 所示；方案 II 如圖 所示 : : 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 16 2 2 0 k V1 0 k V1 1 0 k VG 1 1 G 2 2G 3 3 圖 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 17 圖 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 18 方案的論證和選擇 方案論證 方案 項(xiàng)目 方案一 方案二 10kv 單母線分段接線，雖然較單母線接線提高了供電可靠性和靈活性，但當(dāng)電源容量較大和出線數(shù)目較多，尤其是單回路供電的用戶較多時(shí)，其缺點(diǎn)更加突出。 （ 3） 220KV 電壓級(jí)。 （ 2） 110KV 電壓級(jí)。 由于 10KV 出線回路 為 14回，而且發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量為 50MW 和 100MW 遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線分段接線不得超過(guò) 24MW 的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線的形式， 2臺(tái) 50MW 發(fā)電機(jī)分別接在兩段母線上，剩余功率通過(guò)主變壓器送往高一級(jí)電壓 220KV 和110kv，同時(shí)，由于 10KV 電壓最大負(fù)荷 48MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 2*50+100MW 發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量，即使在發(fā)電機(jī)檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可以保證該電壓等級(jí)負(fù)荷的要求。 (a ) 內(nèi)橋接線； (b ) 外橋接線圖512 橋 形接線1QFQS11TQS2（ a ）L13QF2T2QFL22QF1T1QF(b)L13QF2TL2 圖 (a)發(fā) 電機(jī)－變壓器單元 （b)發(fā) 電機(jī)－三繞組變壓器單元 （ c)發(fā) 電機(jī)－自耦變壓器單元(a)G圖513 單元 接線G(b)G(c) 橋形接線 (a)內(nèi)橋接線 (b)外橋接線 （ a）發(fā)電機(jī) — 變壓器單元（ b）發(fā)電機(jī) — 三繞組變壓器單元（ c）發(fā)電機(jī) — 自耦變壓 單元接線 器單元 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 15 方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)對(duì)原始資料的分析 ,現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的較佳方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合方式 ,組成最佳的方案。 橋式接線的橋臂由斷路器及其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)組成，正常運(yùn)行時(shí)處于接通狀態(tài)。圖 （ b）是發(fā)電機(jī) — 三繞組變壓器單元接線，為了在發(fā)電機(jī)停止工作時(shí)，變壓器高壓和中壓側(cè)仍能保持聯(lián)系，發(fā)電機(jī)與變壓器之間應(yīng)裝設(shè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。Ⅰ段Ⅱ段圖511 一 臺(tái)半斷路器接線電源Ⅰ 電源ⅡL1 L2 L2WB ⅡWB Ⅰ 圖 帶旁路母線的雙母線接線 一臺(tái)半斷路器接線 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 14 （ 2） 單元接線 如圖 所示，發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī) — 變壓器組，稱為單元接線 。此外，同名回路還宜接在不同側(cè)的母線上。 操作檢修方便。一臺(tái)半斷路器接線的主要優(yōu)點(diǎn)： 可靠性高。 圖510 雙 母線帶旁路接線電源ⅡⅡ段Ⅰ段電源Ⅰ( a )標(biāo)準(zhǔn)