【正文】 量； 7． 計(jì)算短路電流的沖擊值； (1) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的 衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。 （ 4） 線路電抗標(biāo)幺值： *02BL BSX X LU? （ ） 式中 0X —— 線路單位長(zhǎng)度的電抗值，其中，單根導(dǎo)線為 ，二分裂導(dǎo)線為 ； L —— 線路的長(zhǎng)度， km。在此計(jì)算中，選取基準(zhǔn)容量 SB=1000MVA，基準(zhǔn)電壓 UB為各電壓級(jí)的平均額定電壓（ 115kV、 37kV、 ）。 6． 系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。 4． 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 。 2． 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同 。 4． 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn) 定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。 2． 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 一般規(guī)定 1． 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10 年）。 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 16 4． 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 2． 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 《電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定： 對(duì)于 35kV110kV 變電所，可 按 主 變 壓 器 額 定 容 量 的10%30%作為所 有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o功量，地區(qū)無功或距離電源點(diǎn)接近的變電所取較低者；地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較低者； 地區(qū)無功缺額較多或距離電源點(diǎn)某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 15 較遠(yuǎn)的變電所取較高者。5% 0.4 Y,yn0 0 1.6 4 因本 站有許多無功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。 站用變型式的選 擇 考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。因站用負(fù)荷較重要，考慮 到該 變電所 具有兩臺(tái)主 變壓器和兩段 10kV 母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。 表 主變參數(shù) 表 型號(hào) 電壓組合及分接范圍 阻抗電壓 空載電流 連接組 中壓 高壓 低壓 高 中 高 低 中 低 1． 3 YN，yn0,d11 SFSZ740000/110 110106?? % 37177。我國(guó) 110kV及以上電壓變壓器繞組都采用 0Y 連接； 35kV采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多 通過消弧線圈接地。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定對(duì)電力系統(tǒng)一般要求 10kV 及以下 變電所 采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。由于 變電所 建成后第五年總負(fù)荷增加到 ，建成十年后總負(fù)荷增加到 ,故選兩臺(tái) 40MVA的主 變壓器就可滿足負(fù)荷需求。 2． 根據(jù) 變電所 所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。 2． 對(duì)地區(qū)性孤立的一次 變電所 或大型專用 變電所 ，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè) 幾 臺(tái)主變壓器的可能性。 即確定了本次設(shè)計(jì)主接線的最優(yōu)方案 （主接線圖見 附圖 ） 。綜合比較 A、B 兩方案 ， 并考慮本 變電所 10kV 出線為 6 回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 10kV 側(cè)主接線方案 。 B 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： （ 1） 母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； （ 2） 對(duì)雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對(duì)重要用戶的供電 ； （ 3） 當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線， 這 樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電 的用戶停電； （ 4） 任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路必須停止工作； （ 5） 當(dāng)出線為雙回線時(shí)，會(huì)使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 B 方案 ： 單母線分段接線（見圖 24） 。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本 變電所 35kV 出線為 2 回，所以選擇 B 方案單母線分段接線為 35kV 側(cè)主接線方案。 B 方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)： （ 1） 當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作； （ 2） 對(duì)雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接于不同母線分段上，以保證對(duì)重要用戶的供電 ； （ 3） 當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，必須斷 開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； （ 4） 任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路必須停止工作； （ 5） 當(dāng)出線為雙回線時(shí)，會(huì)使架空線出現(xiàn)交叉跨越。綜合比較 A、 B 兩方案，并考慮本 變電所 110kV 進(jìn)出線共 6 回，且在系統(tǒng)中地位比較重要，所以選擇 B 方案雙母線接線為 110kV 側(cè)主接線方案。 B 方案的主要優(yōu) 、 缺點(diǎn)： （ 1） 檢修母線時(shí)，電源和出線可以繼續(xù)工作，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電； （ 2） 檢修任一母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路； （ 3） 工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電； （ 4） 可利用母聯(lián)開關(guān)代替出線開關(guān)； （ 5） 便于擴(kuò)建； （ 6） 雙母線接線設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，投資、占地面積較大 ，運(yùn)行中需要隔離開關(guān)切斷電路 ， 容易引起誤操作 ； （ 7） 經(jīng)濟(jì)性差 。 主接線的可靠性與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，辯證統(tǒng)一，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積小、電能損耗少、年費(fèi)用（投資與運(yùn)行）為最小。變電所主接線可靠性擬從以下幾個(gè)方面考慮： 1． 斷路器檢修時(shí)，不影響連續(xù)供電； 2． 線路、斷路器或母線故障及在母線檢修時(shí)，造成饋線停運(yùn)的回?cái)?shù)多少和停電時(shí)間長(zhǎng)短，能否滿足重要的 I、 II 類負(fù)荷對(duì)供電的要求； 3． 變電所有無全所停電的可能性 。 各接線方案的確定 在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠 性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其為技術(shù)先進(jìn)、供電可靠安全、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的電廠和 變電所 。在電廠或 變電所 的進(jìn)出線較多時(shí)（一般超過 4 回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便、有利于安裝和擴(kuò)建。 總之，以設(shè)計(jì)原始材料及設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點(diǎn)，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 4． 在 110220kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時(shí)，采用單母線接線；出線回路數(shù)為 3～ 4 回時(shí)，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5 回及以上，或當(dāng) 0220kV 配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位， 出線回路數(shù)在 4 回及以上時(shí) ，一般采用雙母線接線。 2． 在 610kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時(shí)，一般采用單某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 5 母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時(shí)，采用單母分 段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時(shí)，可采用雙母線接線。 （ 5） 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性 由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時(shí)，應(yīng)考慮到有擴(kuò)建的可能性 。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便，或造成不必要的停電。 （ 3） 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便 電氣主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該予以遵循。因?yàn)殡娔艿陌l(fā)送及使用必須在同一時(shí)間進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個(gè)環(huán)節(jié) 出現(xiàn) 故障，都將影響到整體。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證， 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定 變電所 主接線的最佳方案。主接線案的確定與電力系統(tǒng)及 變電所 運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求 ， 在設(shè)計(jì)的過程中 ， 根據(jù)變電站的地理環(huán)境 ， 容量和各回路數(shù)確定變電站電氣主接線和站用電接線 并選擇各變壓器的型號(hào) 、 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算 、 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖 、 并計(jì)算各電壓等級(jí)側(cè)的短路電流 、列出短路電流結(jié)果表 、 計(jì)算回路持續(xù)工作電流 、 選擇各種高壓電氣設(shè)備 、并根據(jù) 相關(guān) 技術(shù)條件和短路電流計(jì)算結(jié)果表校驗(yàn)各高壓設(shè)備 。 設(shè)計(jì)原始資料 的出線 變電所 的電壓等級(jí)為 110kV/35kV/10kV， 設(shè)兩臺(tái)主變，變電所 最終規(guī)模的進(jìn)出線回路數(shù)為： 110kV： 省電網(wǎng) 35kV： 3 回（ 電源進(jìn)線 ） 10kV： 6 回（終端用戶） 負(fù)荷情況 35kV、 10kV 負(fù)荷情況見下表。這就為實(shí)現(xiàn) 變電所 無人值守提供了前提條件。 變電所 發(fā)展概況 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集 變電所 中的控制、保護(hù)、測(cè)量、中央信號(hào)、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。 本設(shè)計(jì)針對(duì) 變電所 進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、繼電保護(hù)及 變電所 防雷等。 選題意義 變電所 是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的提高 ,變電所 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮著越來越強(qiáng)大的作用 ,少人或無人值守 變電所 將成為今后變電運(yùn)行的主流方式，對(duì)原有電站及新建電站實(shí)現(xiàn)無人值守勢(shì)在必行。電氣主接線是 發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著變電所 電氣設(shè)備的選擇、 配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝 置方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠 、 靈活、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定 性 的作用。 目 錄 .................................................................................................IX 1 緒 論 ............................................................................................ 1 選題背景 .................................................................................... 1 選題意義 .................................................................................... 1 變電所發(fā)展概況 ......................................................................... 2 設(shè)計(jì)原始資料 ............................................................................ 2 變電所的出線 ...................................................................... 2 負(fù)荷情況 .............................................................................. 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .................................................................................... 3 2 電氣主接線的選擇 ....................................................