【正文】 ?? Tkk XXX 1*1*2 ??? kk XI kAIII dkk *22)3( ???? kAish ??? M V AS k ??? （ 3） 3K 點(diǎn)短路 ： ? 7 4 3 *** 21231 ????? lkk XXX 1*31 ??kI kAIII dkk * 23131)3( ???? kAish ??? M V AS k ??? *** 22232 ????? lkk XXX 1*32 ??kI kAIII dkk * 23232)3( ???? kAish ??? M V AS k ??? 以下計(jì)算過程同上，計(jì)算結(jié)果如表 42中 兩相短路 兩相短路為不對(duì)稱短路。是在最大運(yùn)行方式下的短路。不考慮故障時(shí)的并列運(yùn)行情況下的短路 。 本變電所的短路電流計(jì)算采取簡(jiǎn)單的方法，全部只按照其正常運(yùn)行情況（也就是全分裂運(yùn)行， 35kV 和 10kV 母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。因此，多電壓等級(jí)供電系統(tǒng)中不同電壓級(jí)的標(biāo)么電壓都等于 1，多有變壓器的變比的標(biāo)么值為 1，所以短路回路總標(biāo)么電抗可直接由各元件標(biāo)么電抗相加求出，避免了多級(jí)電壓系統(tǒng)中電抗的換算。 在標(biāo)么 制計(jì)算中，取各級(jí)基準(zhǔn)電壓都等于對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)下的平均額定電壓，所以各級(jí)電壓的標(biāo)么值等于 1。因此， 4 個(gè)基準(zhǔn)值中只有兩個(gè)是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓為給定值，再按計(jì)算式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗，即 ddd 3SI U? d2dd SUX ? 基準(zhǔn)值的選取時(shí)任意的，但是為了計(jì)算方便，通常取 100MVA 為基準(zhǔn)容量，取線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓為給定值，即 Sd=100MVA， Ud=Uav=。標(biāo)么值是指任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值，即 標(biāo)么值 =物理量的有名值 /物理量的基準(zhǔn)值 標(biāo)么值是一個(gè)相對(duì)值，沒有單位。 對(duì)于高壓供電系統(tǒng)，因回路中各元件的電抗占主要成分，短路回路的電阻可忽略不計(jì)，則上式變?yōu)? kavK X3UI (3) ? 標(biāo)么制法 計(jì)算具有許多個(gè)電壓等級(jí)供電系統(tǒng)的短路電流是，若采用有名制法計(jì)算，必須將所有元件的阻抗都?xì)w算到同一電壓下才能求出短路回路的總阻抗，從而計(jì)算出 短路電流，計(jì)算過程繁瑣并容易出錯(cuò)，這種情況采用標(biāo)么制法較為簡(jiǎn)便。 有名制法 在企業(yè)供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，如短路回路的阻抗為 Rk、 Xk，則三相短路電流周期分量的有效值為 22(3)kkavK XR3 UI ?? 式中 Uav— 短路點(diǎn)所在線路的平均額定電壓， kV。而短路電流周期分量可由電源電壓及短路回路的等值阻抗按歐姆定律計(jì)算。 4 根據(jù)故障的實(shí)際情 況，進(jìn)行故障分析，找出事故的原因。 2 作為校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)，以便確定所選的設(shè)備，在發(fā)生斷路故障時(shí)是否會(huì)被破壞。進(jìn)行短流計(jì)算可以為確定系統(tǒng)主接線及運(yùn)行方式，檢驗(yàn)電氣設(shè)備、繼電保護(hù)整定，采取限流措施等提供主要數(shù)據(jù)。 4 短路電流計(jì)算 計(jì)算短路電流的必要性 短路電流是 供電系統(tǒng)中比較常見，而且危害較大的嚴(yán)重故障。不過，不過雙母線接線所需用的設(shè)備投資多，接線復(fù)雜，操作安全性較差。 而雙母接線（圖 32b）兩組母線之間用斷路器聯(lián)絡(luò)，每一回線路都通多一臺(tái)斷路器和兩臺(tái)隔離開關(guān)分別接到兩組母線上。對(duì)主要用戶，采用雙回路或環(huán)形供電，對(duì)一般回路可采用 單回路供電或干線式供電。所以多用于一，二級(jí)負(fù)荷，且進(jìn)線較多的變電所。 對(duì)二次側(cè) 10KV 供電系統(tǒng)的接線方式，考 慮到該變電站的電源回路有兩回，配合兩臺(tái)主變壓器的全橋式接線，更能保證供電的可靠性，如圖 32 所示。在三種接法中全橋接線的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)線路、變壓器的操作均方便，運(yùn)行靈活，且易于擴(kuò)建成單母線分段式的中間變電所，其缺點(diǎn)就是設(shè)備多、投資大。缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋不方便，所以適用于進(jìn)線距離較長(zhǎng)，變壓器切換少的終端變電站。 （ b）內(nèi)橋接線（圖 31b）。缺點(diǎn)是倒換線路是操作不凡便，變電站一側(cè)無(wú)保護(hù)。 （ a）外橋接線（圖 31a）。 在 35kV 側(cè)的母線考慮到供電可靠性，變電站的兩臺(tái)變壓器通常采 用橋式主接線。 方案的比較 為了保證供電的可靠性，以及考慮變電站所處位置的重要性， 35kV 電源進(jìn)線回路應(yīng)該引自兩個(gè)不同的地方，這樣可也大大提高供電電源的可靠性。若能滿足繼 電保護(hù)要求時(shí)，也可采用線路分支接線。 6— 10KV 配電裝置，可不設(shè)旁路母線，對(duì)于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路向用戶單獨(dú)供電，以及不允許停電的單母線，分段單母線的配電裝置，可設(shè)置旁路母線，采用雙母線 6— 10KV 配電裝置多不設(shè)旁路母線。 3510kV 配電裝置中，一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)橹匾脩舳嗍请p回路供電，且斷路器檢修時(shí)間短，平均每年約 23天。 具有經(jīng)濟(jì)性，投資少，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。 接線應(yīng)簡(jiǎn)單，清晰且操作方便。 3 電氣主接線方案的確定 電氣主接線方案確定的必要性 電氣主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠，變電所本 身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備的選擇配電裝置選擇，繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確外理為各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。39。 . ??? 6196/572639。39。10.39。PP39。%/ 100 )(U%/ 100[ISQ39。39。 N. T10ca ??? 。補(bǔ)償后一臺(tái)運(yùn)行的負(fù)荷率略有減小 0 . 7 56 0 1 8 / 8 0 0 0/SS39。/39。 因補(bǔ)償前后有功計(jì)算負(fù)荷不變，故有 6 0 1 81 9 6 45 6 8 939。 4）補(bǔ)償后 10kv 側(cè)的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)為 k v a r 1 9 6 42 0 2 53 9 8 9Q39。tan 35 ?? ，取平均負(fù)荷系數(shù) Klo=，則可得： v a r137439。設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)提高到39。按一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)因故停運(yùn)計(jì)算，則負(fù)荷率為 0 0 06 9 4 8. ??? TNca SS? kW36450 .8 71 1 .5PPP 2K2 0T ????????? ? v a r518])100/%(100/%[ 20. kUISQ KTNT ????? ? 以上個(gè)參數(shù)均由查表所得。 分析解決此問題的思路如下：先計(jì)算無(wú)償時(shí)主變壓器的最大功率損耗，由于無(wú)功損耗與負(fù)荷率的平方成正比，故出現(xiàn)變壓器最大功率損耗的運(yùn)行方式為一臺(tái)使用，一臺(tái)因故停運(yùn)的情況，據(jù)此計(jì)算 35kV 側(cè)的補(bǔ)償前負(fù)荷及功率因數(shù)，并求出當(dāng)功率因數(shù)提至 時(shí)所需要的補(bǔ)償容量，該該數(shù)值就可以作為 10kV 母線上應(yīng)補(bǔ)償?shù)娜萘?。所以符合的功率因?shù)越接近 1越好。 隨著電路的性質(zhì)不同， cosφ的數(shù)值在 01之間變化，其大小取決于電路中電感、電容及有功負(fù)荷的大小。 S— 視在功率， kVA U— 線電壓有效值， kV。 三相交流電路功率因數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 UI3PQP PSPc os 22 ????? 式中 P— 有功功率， kW。交流電路中由于存在電感和電容，故建立電感的磁場(chǎng)和電容的電場(chǎng)都需要電源多供給一部分不作機(jī)械功的電流，這部分電流叫做無(wú)功電流。對(duì)于大中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)，利用自勵(lì)式進(jìn)相機(jī)進(jìn)行的 單機(jī)就地補(bǔ)償來提高功率因數(shù)，節(jié)電效果顯著。目前用戶高壓配電網(wǎng)主要采用并聯(lián)電力電容器組來提高負(fù)荷功率因數(shù)，即所謂集中補(bǔ)償法，部分用戶已采用自動(dòng)投切電容補(bǔ)償裝置。 變壓器容量型號(hào)經(jīng)查表可選為 SF78000， 35/,如表 23 所示 表 23 主變壓器參數(shù)表 型 號(hào) 規(guī) 格 電壓（ kV） 連 接 組 別 阻抗電壓 %kU 高壓 低壓 S7 8000 35 Yd11 空載電流 0%I 損 耗（ kW） 重量（ T） 外 型 尺 寸 ??長(zhǎng) 寬 高 空載 短路 45 功率因數(shù)補(bǔ)償與電容器柜選擇 功率因數(shù)是用電戶的一項(xiàng)重要電氣指標(biāo)。其基本計(jì)算公式為 ?? Ndca PKP 需用系數(shù)的含義：一個(gè)用電設(shè)備組的需用系數(shù)可表示為 lavlosid KKK ??? 式中 Ksi— 設(shè)備同時(shí)系數(shù)； Klo— 設(shè)備加權(quán)平均負(fù)荷系數(shù)； av? — 設(shè)備組的各用電設(shè)備的加權(quán)平均效率； l? — 供電線路的平均效率。 所謂需用系數(shù)法就是利用需用系數(shù)來確定用電戶或用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法。鑒于以上幾種方法的介紹，本次設(shè)計(jì)采用需用系數(shù)法。利用系數(shù)法以平均負(fù)荷作為計(jì)算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系，這種計(jì)算方法目前積累的實(shí)用數(shù)據(jù)不多，且計(jì)算步驟較為繁瑣，故工程應(yīng)用較少。需用系數(shù)法 計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際，尤其對(duì)各用電設(shè)備容量相差較小且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，因此，這種計(jì)算方法采用最廣泛。 2 負(fù)荷計(jì)算與變壓器選擇 負(fù)荷計(jì)算的必要性 為一個(gè)企業(yè)或用戶供電，首先要解決的是企業(yè)要用多少度電，或選用多大容量變壓器等問題，這就需要進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，為正確地選擇變壓器容量與無(wú)功補(bǔ)償裝置，選擇電氣設(shè)備與導(dǎo)線、以及繼電器保護(hù)的整定等提供技術(shù)參數(shù)。通過它我不僅復(fù)習(xí)鞏固了專業(yè)課程的有關(guān)內(nèi)容，而且拓寬了知識(shí)面，增強(qiáng)了工程觀念，培養(yǎng)了變電站設(shè)計(jì)的能力。最熱月室外最高氣溫月平均： Cmw ?44?? 最熱月室內(nèi)最高氣溫月平均： Cmn ?30?? 。 變電站原始資料及其分析 表 11 全所負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 設(shè) 備 名 稱 負(fù)荷等級(jí) 電 壓 kV 線路類型 電 機(jī) 型 式 最大 單機(jī) 容量 kW 工 作 設(shè) 備 臺(tái) 數(shù) 工作 設(shè)備 總?cè)? 量 kW 需 用 系 數(shù) dK 功 率 因 數(shù) cos 離變 電所 的距 離 km 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 10 C X 125 88 1000 2 2 10 C Y 100 78 800 3 1 10 C Y 155 108 1300 4 3 10 K X 55 96 830 5 2 10 C X 40 92 780 所內(nèi) 6 2 10 K X 55 158 1600 7 2 10 K X 75 65 750 8 3 10 C X 40 40 350 9 3 10 K X 30 34 320 10 3 10 K X 30 35 325 11 3 10 K X 40 42 380 12 3 10 K X 30 32 290 注 1：線路類型： C—— 電纜線路； K—— 架空線 注 2：最大容量電機(jī)型式： Y— 繞線異步； X— 鼠籠異步； T— 同步 35kV變電所是一城區(qū)變電所，主要針對(duì)城區(qū)南部的供電而設(shè)計(jì)，電所的進(jìn)線是雙回路 35kV架空電源線。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，近些年來焦作市區(qū)的經(jīng)濟(jì)情況也得到了極大地提高，這當(dāng)然得益于很多企業(yè)的蓬勃發(fā)展。 變電站是聯(lián) 系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。隨著電力體制改革的不斷深化和多元投資主體的形成，從今年到 2020 年，每年投產(chǎn)裝機(jī)容量都將達(dá)到 5000 萬(wàn)千瓦左右，繼今年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量突破 4 億千瓦和水電裝機(jī)容量 1億千瓦之后，電力工業(yè)將很快實(shí)現(xiàn)新的跨越，預(yù)計(jì)到 2020 年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到 億千瓦，到 2020 年達(dá)到 億到 10億千瓦。 1 緒論 我國(guó)的電力及變電站發(fā)展概述