【正文】 1）額定電壓 通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的 ～ 倍，而電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓波動，一般不超過電網(wǎng)的額定電壓的 倍。 同類設備盡量同一型號，便于設備的維護，訂貨和相互備用 考慮近期 5 年發(fā)展的要求 正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。所選設備正常時應能可靠工作，短路時應能承受多種短路效應。在進行電氣設備選擇時必須符合國家有關經濟技術政策。 21 21 第 5 章 電氣設備選擇 電氣設備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設計的主要內容之一。 ??B 短路周期分量的有效值： ? ?AU SB NBf ????????? 短路沖擊電流： ? ?kAi Mk f ??????? 短路最大有效值： ? ?kAI fk 7 ????? 短路容量： M V AIU fB 1 3 06 7 1 533f ?????? T= 時。 圖 41 標幺值等效電路圖 圖 42 標幺值等效電路圖 15 15 求各元件的電抗標幺值 ： MVASB 100? kV115av ?? UU B 變電站與系統(tǒng)的架空線長度 50km，系統(tǒng)最大方式容量為 3000MVA，相應的系統(tǒng)電抗為 。 一般發(fā)生在母線上的短路電流較 大，故短路點選擇在各側的母線上。 每個元件電氣量的標幺值的基準值都可以任意選定。 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍。 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則： 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。確定短路電流計算時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 短 路電流計算還有很多其他目的，如確定中性點的接地方式，計算軟導線的短路搖擺，輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等 。 電氣主接線方案的比較和選擇： 在發(fā)電廠和變電站的主接線設計中，比較和評價方案時，短路電流計算是必不可少的內容。 . 短路計算的目的 選擇電氣設備： 電氣設備，如開關 電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分 的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的校 驗是以短路電流計算結果為依據(jù)的。 選擇電氣設備時，通常用三相短路電流；校驗繼電保護動作靈敏度時用兩相短路、單相短路電流或或單相接地電流。 短路電流的大小也是比較主接線方案，分析運行方式時必須考慮的因素。主要有三相短路、兩相短路和單相短路。所以綜合考慮，選擇單母線分段接線（方案 1）較為合理。 技術比較 可靠性 較好 較差 高 靈活性 較好 較差 較好 維護性 較好 較差 較好 二次保護 一般 簡單 復雜 經濟比較 略有增加 投資少 投資大 結論 通過以上的比較，單母線分段接線方式與單母線接線方式在可靠性和靈活性方面比單母線較好，維護方便性好。 成事故。 (2)增加了配電 裝置的設備，增加了占地，也增加了工程投資。 (2)可靠性和靈活性較差。兩段接線可提高供電可靠性。 注： ① 長距離輸電線路 線路長度超過 300km 以上； ② 中距離輸電線路 線路長度在 100km 以上， 300km 以下的架空輸電線路和不超過 100km 的電纜線路； ③ 短距離輸電線路 線路長度不超過 100km。 10 10 以上兩種方案比較：兩種方案均具有接線簡單清晰、設備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為了節(jié)省投資，變電站建設初期，可先采用橋形接線，并預留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。此外，在 實際接線中可采用設內跨條來提高運行靈活性。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側變壓器停止運行，需經倒閘操作恢復變壓器工作，造成變壓器短時停電。 方案 2外橋接線特點： (1)變壓器操作方便。為此，在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。 (2)正常運行時變壓器操作復雜。 跨條跨條QSQSQSQS QFQFQFQFQFQF 圖 32 方案 1內橋接線 圖 33 方案 2 外橋接線 方案 1內橋接線特點： (1)線路操作方便。 9 9 110kV側主接線選擇方案 根據(jù)《發(fā)電廠變電站電氣設備》中可有：當有兩臺主變壓器和兩回線路時可采用橋式接 ，橋式接線可分為內橋接線和外橋接線，以后隨著發(fā)展，過渡到單母線分段和雙母線接線。 (2) 線路投入與切除時，操作復雜。 （ 1）內橋接線正常運行時變壓器操作復雜。（ 2） 電壓為 6～ 10kV進出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸出功率較大、短路電流較大的裝置。 增加母聯(lián)斷路器和分段斷路器數(shù)量，配電裝置投資較大。（ 3）電壓為110kV～ 220kV出線為 5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置出線為 4回及以上的裝置。 （ 1） 電壓為 6～ 10kV短路容量大、有出線電抗器的裝置。 （ 1）檢修出線斷路器時該支路仍然會停電。 （ 2）靈活性好。 (1)用于出線不多，容量不大的中、小型發(fā)電廠； (2)35～ 110kV變電站；（ 3）主要用于電壓為 6～ 10kV出線較多的而且對重要負荷供電的裝置中。（ 2）旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作復雜，容易產生誤操作，釀成事故。 單母線分段帶旁路母線接線 與單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。 為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建。（ 3）當出線(1) 6～ 10kV，每段母線容量不超過 25MW；35kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4～ 8回為宜。（ 2）兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提（ 1）當一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作。 適用于不重要負荷和中、小容量 的水電站和變電站中。 表 31 主接線常用基本接線方式 接線 方式 優(yōu)點 缺點 適用范圍 單母線接線 單母線接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，投資少，便于擴建。 經濟性。 （ 2）檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備進行檢修而不致影響電力系統(tǒng)的運行，和對用 戶的供電。 靈活性。 根據(jù)待設計變電站主變的容量為 63000kVA，為使主變的冷卻方式既能達到預期的冷卻效果，又簡單、經濟，所以選用 強迫油循環(huán)風 冷卻方式 7 7 第 3 章 電氣主接線的選擇 的基本要求 可靠性。 （ 6）水內冷。 （ 5）強迫油循環(huán)導向冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用水對油管進行冷卻，額定容量在 120200kVA及以上。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用風扇對油管進行冷卻，額定容量在 40000kVA及以上。簡稱風冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺電風扇，使油迅速冷卻，額定容量在 8000kVA。 無風扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流，額定容量在 10000kVA及以下。即可確定本 110kV降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為 110n dyY n 接線。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型和三角型。 22 .5% 降壓型 高中： 高低： 中低： 注：該型號變壓器為三繞組有載調壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動時，它能在負荷運行條件下自動或手動調壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質量。 表 22 主變壓器型號及相關參數(shù) 變壓器型號 額 容量? ?VAk 額定電壓 （ kV） 空載 損耗 kW 負載損耗 （ kW） 阻抗電壓 (%) 空載 電流 （ %） 高壓 中壓 低壓 高中 高低 中低 高中 高低 中低 SFSZ963000 /110 63000 110177。 本待建變壓器有一、二類負荷， 當調 整 電壓時，需要帶負荷調 整 。 （ 4）在星形 — 星形接線的 變壓器中，需要一個三角形連接的等三繞組。 （ 2）在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要向高壓中壓和低壓供電或高壓和中壓向低壓供電。 三繞組變壓器通常應用下列場合： （ 1）在發(fā)電廠內。 如果受到制造、運輸條件等條件的限制時，可選用單相變壓器組。故選擇兩臺 63MVA的主變壓器就可以滿足負荷要求 在 330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器。對于有重要負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的 60%～ 70% ， S=54MVA 或者用戶的一類負荷和二類負荷 。 1． 確定原則 ： 主變壓器容量一般按變電站建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇并適當考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 主變壓器臺數(shù)的選擇 根據(jù)原始資料可知，本次所設的變電站是 110kV降壓變電站，所設計變電站的電壓等級為三個等級，分別為 110kV、 35kV、 10kV，供電負荷大，一類二類負荷占大部分，屬于有一類負荷的重要變電站。 35kV 側負荷統(tǒng)計 一類負荷： ? ?MVAS 15510 ???Ⅰ 二類負荷： ? ?M V AS 202010 ???Ⅱ 10kV 側負荷統(tǒng)計 一類負荷： ? ?MVAS 615 ???Ⅰ 二類負荷： ? ?M V AS ?????Ⅱ 三類負荷： ? ?MVAS 3?Ⅲ 表 21 負荷統(tǒng)計表 電壓等級 一類負荷(MVA) 二類負荷(MVA) 三類負荷(MVA) 35 kV 15 20 0 10 kV 6 10 3 小計 21 30 3 匯總 54 (MVA) 選擇原則 （ 1） 對 于只供電給二類，三類負荷 的變電站，原則上只裝設一臺變壓器。 在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設計變電站的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇變壓器。它的確定 除了依據(jù)基本原始資料外，還應根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。 2）設計說明書一份（包括短路電流計算的過程及等值電路圖 ） 。 ： 1）變電所電氣主接線圖 1 張（ A3紙）（包括避雷器、電流互感器、電壓互感器等的配置）。 3） 計算短路電流，選擇電氣設備（斷路器、隔離開關、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器）。 ： 表 11 35kV負荷情況表 用戶名 容量（ MVA） 負荷性質 距離（ km） 水泥廠 10 2 15 化肥廠 10 2 10 機械廠 10 1 12 鋼鐵廠 5 1 12 表 12 10kV負荷情況表 用戶 容量（ MVA） 負荷性質 線路類型 距離（ km） 自來水廠 5 1 架空 2 糖廠 2 架空 2 醫(yī)院 1 電纜 紡織廠 3 架空 2 農機廠 2 架空 1 造紙廠 2 架空 2 市政府 2 電纜 1 ： 1） 進行技術、經濟比較，選擇電氣主接線方案。 3 3 目 錄 前言 第 1 章 畢業(yè)設計任務書 ........................................................................ 1 ........................................................................................................... 1 ........................................................................................................... 1 ： ....................................................................................................... 1 ： ..............................................