【正文】 電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度 (或熱量 ) 不應(yīng)超過(guò)允許值，即滿足熱穩(wěn)定的條件 22j tI t I t? ? () 式中： I? — 短路電流的穩(wěn)態(tài)值； jt — 短路電流的假想時(shí)間； tI — 設(shè)備在 t 秒內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱穩(wěn)定電流； t — 設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間。 或計(jì)算電流。處應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求外，還應(yīng)按當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)境條件校驗(yàn)。8X? = 1200 ( %低中 ?dU + %中高 ?dU – %低高 ?dU ) jNTSS 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 短路電流計(jì)算 14 = 1200?(9+– ) 100120?= () 9X?= 39。*12 0 . 1 3 1 0 01 1 7 . 6djFxSXX S? ?? ? ? ? () ② 100km 長(zhǎng)線路 由原始材料可知 0X = /km? ，則 3 4 0 221 100= 0 . 0 8 1 0 0 220javSX X X l U?? ? ? ? ? ? () ③ 長(zhǎng)線路 由原始材料可知 0X = /km? ，則 5 6 0 222 100= 0 . 0 8 2 . 5 35javSX X X l U?? ? ? ? ? ? () ④ 系統(tǒng)變壓器 % ? ?高 低 ， % ??中高dU ， 9%??低中dU ，則 7X? = 39。 ⑴ 確定基準(zhǔn)值 選 =100jS MVA ，取 1=37kjUV，則 1 1 100 1 .5 k3 3 3 7jj jSIAU? ? ?? () 取 2 ? ，則 2 2 100 5 . 5 k3 3 1 0 . 5jj jSIAU? ? ?? () ⑵ 計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗標(biāo)幺值 ① 發(fā)電機(jī)組 FS ＝ 100/＝ （ MVA） () 39。 三相短路電流計(jì)算 由原始資料可知，待設(shè)計(jì)變電站和系統(tǒng)相連 ,位 35kV終端。標(biāo)幺值的概念是： = 該 量 的 實(shí) 際 值 （ 任 意 單 位 ）某 量 的 標(biāo) 幺 值該 量 的 基 準(zhǔn) 值 （ 與 實(shí) 際 值 同 單 位 ） 所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，標(biāo)幺值表示的物理量是沒(méi)有單位的。 短路電流計(jì)算的方法 計(jì)算方法采用標(biāo)幺值法。 短路電流計(jì)算的目的 為確保電器設(shè)備在短路情況下不致?lián)p壞，減輕短路危害和防止故障擴(kuò)大，必須事先對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。其主接線簡(jiǎn)圖如圖2： 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 主接線方式的選擇 11 圖 2 變電站主接線圖 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 短路電流計(jì)算 12 第四章 短路電流計(jì)算 產(chǎn)生短路原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。 10kV 側(cè)主接線的選擇 10kV 側(cè)通常采用單母線或單母線分段接線，單母線雖使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好，但可靠性差，本變電所 10kV 有配電所、醫(yī)院、學(xué)校等重要負(fù)荷，且出線多，故采用單母線分段接線，可靠性較好，操作方便，重要負(fù)荷已有雙回線，故不考慮設(shè)置旁路母線。從原始資料可知，本變電站是終端變電站， 35kV 側(cè)有三回進(jìn)線， 且一回電源為雙回線供電，采用 單母線接線其供電可靠性基本能滿足要求，但為了倒閘操作方便，同時(shí)提高供電可靠性， 考慮長(zhǎng)期發(fā)展，因此本變電所 35kV 母線側(cè)采用單母線分段接線。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，主接線若采 用雙母線，必然供電可靠性較高，但占地大、投資大、操作易出差錯(cuò)，所以 不考慮；橋式接線雖然設(shè)備 較 少，但線路沒(méi)有跨越功率，倒閘操作很不方便，亦不考慮。 經(jīng)濟(jì)：在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單、投資少、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。因此，對(duì)變配電所主接線有下列基本要求。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 電氣主接線的形式將影響配電裝置的布置、供電可靠性、運(yùn)行靈活性和二次接線、繼電保護(hù)等問(wèn)題。所以電氣主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個(gè)重要組成部分。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。因此 35kV側(cè)采用 Y連接， 10kV 側(cè)采用△接線。 我國(guó) 110kV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0連接； 35kV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。 在關(guān)于繞組上，只有 220 330kV 具有三種電壓的變電所中，若通過(guò)主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。 則 300 .7 =0 .7 8 0 6 6 .6 3 =S ? （ kVA） () 考慮到未來(lái) 5 10 年內(nèi)電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，故選擇每臺(tái)變壓器的容量為 6300kVA 變壓器形式的選擇 主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在 220kV 的變電所中，可采用單相變壓器組。在此時(shí)間內(nèi) ， 完全有可能調(diào)整生 產(chǎn) ， 可切除三級(jí)負(fù)荷。 變壓器容量的選擇 對(duì)有兩臺(tái)變壓器運(yùn)行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺(tái)變壓器容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 60%~ 70%的需要，即 30( ~ )NTSS? ? () 、二級(jí)負(fù)荷 30( )i iiS ? 的需要，即 30( )N T i iiSS??? () 條件 1 是考慮到兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí) ， 每臺(tái)變壓器各承受總計(jì)算負(fù)荷的 50%， 負(fù)載率約為 ， 此時(shí)變壓器效率較高。 雖為三級(jí)負(fù)荷，但是一臺(tái)變壓器供電容量不夠，也應(yīng)裝設(shè)沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 變電站主變壓器的選擇 7 兩臺(tái)及以上變壓器。當(dāng)僅有少量二級(jí)負(fù)荷時(shí)，也可裝設(shè)一臺(tái)變壓器，但變電所低壓側(cè)必須有足夠容量的聯(lián)絡(luò)電源作為備用。 2. 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar） 30 30 iQ K Q? ?? ? () 3. 視在功率計(jì)算負(fù)荷（ kVA） 2230 30 30S P Q?? () （ A） 3030I=3NSU () 變電站 出線端負(fù)荷計(jì)算 10kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表 2： 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 變電站主變壓器的選擇 6 表 2 負(fù)荷列表 序號(hào) 負(fù)荷名稱(chēng) cP (KW) ?cos ?tg cQ (kvar) 1 配電站甲 1200 576 2 配電站乙 2020 1240 3 配電站丙 1200 744 4 配電站丁 1500 930 5 劇場(chǎng) 1500 930 6 醫(yī)院 500 375 7 學(xué)校 200 150 10kV 側(cè)總負(fù)荷計(jì)算： 30iP ?? =1P +2P +3P +4P +5P +6P +7P =1200+2020+1200+1500+1500+500+200 =8100（ kW） () 所以取 K? = 有功負(fù)荷： 30 30 iP K P? ?? ? = 8100=6885（ kW） () 無(wú)功負(fù)荷： 30 30= iQ K Q? ?? =? （ 576+1240+744+930+930+375+150） =（ kvar） () 視在功率： 2 2 2 23 0 3 0 3 0 = 6 8 8 5 + 4 2 0 3 .2 5 = 8 0 6 6 .6 3 k V AS P Q?? （ ） () 主變壓器數(shù)量的選擇 變壓器的臺(tái)數(shù)一般根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、用電容量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜合考慮確定。因此，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有重要意義。如果計(jì)算負(fù)荷過(guò)大，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。按計(jì)算負(fù)荷選擇的電力變壓器、高低壓電器和電線電纜，當(dāng)系統(tǒng)在持續(xù)正常運(yùn)行時(shí)，其發(fā)熱溫度不會(huì)超出允許值，或不影響其使用壽命。 。要求列出最終設(shè)備清單 ，并繪制電氣主接線圖 。 ， 包括高壓斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，高壓熔斷器，電壓、電流互感器，沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 母線，開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括 : 變電站的 及負(fù)荷 情況 ，選擇二至三個(gè)可行的主接線方案，對(duì)這些備選方案進(jìn)行技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)方面的分析，選擇其中一種作為最終的主接線方案，并確定主變壓器型號(hào)。 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 系統(tǒng)連接圖如 圖 1所示，待設(shè)計(jì)變電所和系統(tǒng)相連，為 35kV 終端 。 變電站綜合自動(dòng)化 替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡(jiǎn)化了變電站二次接線。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 變電站綜合自動(dòng)化 系統(tǒng)是利用先進(jìn)的 計(jì)算機(jī) 、現(xiàn)代 電子技術(shù) 、 通信技術(shù)和信息處理技術(shù) 等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備 (包括繼電保護(hù)、 控制 、 測(cè)量 、 信號(hào) 、 故障錄波 、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等 )的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的 運(yùn)行 情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、 控制 和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。 、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的 關(guān)系，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 設(shè)計(jì)原則 ，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 變電站設(shè)計(jì)的要求及原則 變電站設(shè)計(jì)要求 本次設(shè)計(jì)根據(jù)一般變電站設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，主變選擇，主接線選擇，短路電流計(jì)算，設(shè)備選擇和校驗(yàn)，繼電保護(hù)，防雷措施等幾大塊。 ：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為 35～ 110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站 。 ：高壓側(cè)一般為 110～ 220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站 。 ：高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集 2～ 3個(gè)電源，電壓為 220～ 330kV，同時(shí) 又降壓供當(dāng)?shù)赜秒姡@樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站 。變電站 根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類(lèi)： ：位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為 330～ 500kV 的變電站，稱(chēng)為樞紐變電站 。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類(lèi)是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。 對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，還能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。 Relay protection 目 錄 第一章 緒論 ............................................. 1 變電站設(shè)計(jì)的意義 .................................... 1 變電站在電力系統(tǒng)的地位 .............................. 1 變電站設(shè)計(jì)的要求及原則 .............................. 2 變電站設(shè)計(jì)要求 .................................. 2 設(shè)計(jì)原則 ........................................ 2 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 ................................ 2 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 ........................................ 3 第二章 變電站主變壓器的選擇 ............................. 5 負(fù)荷計(jì)算 ............................................ 5 負(fù)荷計(jì)算的目的及意義 ............................. 5 負(fù)荷計(jì)算公式 .................................... 5 變電站出線端負(fù)荷計(jì)算 ................................ 5 主變壓器數(shù)量的選擇 .................................. 6 變壓器容量的選擇 .................................... 7 變壓器形式的選擇 .................................... 7