【正文】 1）額定電壓 通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 ～ 倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般不超過電網(wǎng)的額定電壓的 倍。 同類設(shè)備盡量同一型號(hào)，便于設(shè)備的維護(hù)，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(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。所選設(shè)備正常時(shí)應(yīng)能可靠工作，短路時(shí)應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)必須符合國(guó)家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。 21 21 第 5 章 電氣設(shè)備選擇 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)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(shí)。 圖 41 標(biāo)幺值等效電路圖 圖 42 標(biāo)幺值等效電路圖 15 15 求各元件的電抗標(biāo)幺值 ： MVASB 100? kV115av ?? UU B 變電站與系統(tǒng)的架空線長(zhǎng)度 50km，系統(tǒng)最大方式容量為 3000MVA，相應(yīng)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(diǎn)選擇在各側(cè)的母線上。 每個(gè)元件電氣量的標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值都可以任意選定。 元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)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(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則： 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 短 路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)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(shè)計(jì)中，比較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。 . 短路計(jì)算的目的 選擇電氣設(shè)備： 電氣設(shè)備，如開關(guān) 電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分 的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的校 驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。 選擇電氣設(shè)備時(shí)，通常用三相短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度時(shí)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(yùn)行方式時(shí)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(shù)比較 可靠性 較好 較差 高 靈活性 較好 較差 較好 維護(hù)性 較好 較差 較好 二次保護(hù) 一般 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 經(jīng)濟(jì)比較 略有增加 投資少 投資大 結(jié)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(hù)方便性好。 成事故。 (2)增加了配電 裝置的設(shè)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(zhǎng)距離輸電線路 線路長(zhǎng)度超過 300km 以上； ② 中距離輸電線路 線路長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、造價(jià)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(shè)初期，可先采用橋形接線，并預(yù)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(shí)際接線中可采用設(shè)內(nèi)跨條來提高運(yùn)行靈活性。如線路檢修或故障時(shí)，需斷開兩臺(tái)斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短時(shí)停電。 方案 2外橋接線特點(diǎn)： (1)變壓器操作方便。為此，在實(shí)際接線中可采用設(shè)外跨條來提高運(yùn)行靈活性。 (2)正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 跨條跨條QSQSQSQS QFQFQFQFQFQF 圖 32 方案 1內(nèi)橋接線 圖 33 方案 2 外橋接線 方案 1內(nèi)橋接線特點(diǎn)： (1)線路操作方便。 9 9 110kV側(cè)主接線選擇方案 根據(jù)《發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備》中可有：當(dāng)有兩臺(tái)主變壓器和兩回線路時(shí)可采用橋式接 ，橋式接線可分為內(nèi)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(shí)，操作復(fù)雜。 （ 1）內(nèi)橋接線正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。（ 2） 電壓為 6～ 10kV進(jìn)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(shí)該支路仍然會(huì)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(duì)重要負(fù)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(fù)雜，容易產(chǎn)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(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。 為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。（ 3）當(dāng)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(gè)獨(dú)立的電源，提（ 1）當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，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(fù)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(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 單母線接線 單母線接線簡(jiǎn)單、清晰，采用設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。 經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢修而不致影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，和對(duì)用 戶的供電。 靈活性。 根據(jù)待設(shè)計(jì)變電站主變的容量為 63000kVA，為使主變的冷卻方式既能達(dá)到預(yù)期的冷卻效果，又簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，所以選用 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng) 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(nèi)冷。 （ 5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用水對(duì)油管進(jìn)行冷卻，額定容量在 120200kVA及以上。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用風(fēng)扇對(duì)油管進(jìn)行冷卻，額定容量在 40000kVA及以上。簡(jiǎn)稱風(fēng)冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺(tái)電風(fēng)扇，使油迅速冷卻，額定容量在 8000kVA。 無風(fēng)扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對(duì)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(hào)變壓器為三繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，它能在負(fù)荷運(yùn)行條件下自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量。 表 22 主變壓器型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 變壓器型號(hào) 額 容量? ?VAk 額定電壓 （ kV） 空載 損耗 kW 負(fù)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(fù)荷， 當(dāng)調(diào) 整 電壓時(shí)，需要帶負(fù)荷調(diào) 整 。 （ 4）在星形 — 星形接線的 變壓器中，需要一個(gè)三角形連接的等三繞組。 （ 2）在具有三種電壓等級(jí)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(yīng)用下列場(chǎng)合： （ 1）在發(fā)電廠內(nèi)。 如果受到制造、運(yùn)輸條件等條件的限制時(shí)，可選用單相變壓器組。故選擇兩臺(tái) 63MVA的主變壓器就可以滿足負(fù)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(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的 60%～ 70% ， S=54MVA 或者用戶的一類負(fù)荷和二類負(fù)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(fù)荷選擇并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 根據(jù)原始資料可知，本次所設(shè)的變電站是 110kV降壓變電站，所設(shè)計(jì)變電站的電壓等級(jí)為三個(gè)等級(jí)，分別為 110kV、 35kV、 10kV，供電負(fù)荷大，一類二類負(fù)荷占大部分，屬于有一類負(fù)荷的重要變電站。 35kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類負(fù)荷： ? ?MVAS 15510 ???Ⅰ 二類負(fù)荷： ? ?M V AS 202010 ???Ⅱ 10kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類負(fù)荷： ? ?MVAS 615 ???Ⅰ 二類負(fù)荷： ? ?M V AS ?????Ⅱ 三類負(fù)荷： ? ?MVAS 3?Ⅲ 表 21 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 電壓等級(jí) 一類負(fù)荷(MVA) 二類負(fù)荷(MVA) 三類負(fù)荷(MVA) 35 kV 15 20 0 10 kV 6 10 3 小計(jì) 21 30 3 匯總 54 (MVA) 選擇原則 （ 1） 對(duì) 于只供電給二類，三類負(fù)荷 的變電站，原則上只裝設(shè)一臺(tái)變壓器。 在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電站的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(jí)及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。 2）設(shè)計(jì)說明書一份（包括短路電流計(jì)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(jì)算短路電流，選擇電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器）。 ： 表 11 35kV負(fù)荷情況表 用戶名 容量（ MVA） 負(fù)荷性質(zhì) 距離（ km） 水泥廠 10 2 15 化肥廠 10 2 10 機(jī)械廠 10 1 12 鋼鐵廠 5 1 12 表 12 10kV負(fù)荷情況表 用戶 容量（ MVA） 負(fù)荷性質(zhì) 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(nóng)機(jī)廠 2 架空 1 造紙廠 2 架空 2 市政府 2 電纜 1 ： 1） 進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇電氣主接線方案。 3 3 目 錄 前言 第 1 章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 ........................................................................ 1 ........................................................................................................... 1 ........................................................................................................... 1 ： ....................................................................................................... 1 ： ..............................................