【正文】 修次數(shù)增多引起系統(tǒng)可靠性降低的問題但同時我們也看到增加了一組母線和兩個隔離開關(guān)從而增加了一次設(shè)備的投資而且由于采用分段斷路器兼做旁路斷路器雖然節(jié)約了投資但在檢修斷路器或母線時倒閘操作比較復(fù)雜容易引起誤操作造成事故方案4110kV側(cè)采用內(nèi)橋法接線 該接線形式所用斷路器少四個回路只需三個斷路器具有可觀的經(jīng)濟效益連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)因此線路的投入和切除比較方便當(dāng)線路發(fā)生故障時僅線路斷路器斷開不影響其他回路運行但是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開從而影響了一回未發(fā)生故障的運行由于變壓器是少故障元件一般不經(jīng)常切換因此系統(tǒng)中應(yīng)用內(nèi)橋接線較多以利于線路的運行操作35kV側(cè)單母線分段接線采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個回路使重要用戶有兩個電源供電單母線分段接法可以提供單母線運行各段并列運行各段分列運行等運行方式便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍任一母線發(fā)生故障時繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘保證正確母線繼續(xù)運行當(dāng)然這種接線也有它本身的缺點那就是在檢修母線或斷路器時會造成停電特別在夏季雷雨較多時斷路器經(jīng)常跳閘因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)這使得這個問題更加突出10kV側(cè)采用雙母線接線優(yōu)點供電可靠通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電檢修任一回路母線的隔離開關(guān)時只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線其他線路均可通過另一組母線繼續(xù)運行調(diào)度靈活各個電源和各個回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化地需要通過倒換操作可以組成各種運行方式擴建方便缺點增加一組母線和多個隔離開關(guān)一定程度上增加一次投資當(dāng)母線故障或檢修時隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作方案5110kV側(cè)采用內(nèi)橋接線法該接線形式所用斷路器少四個回路只需三個斷路器具有可觀的經(jīng)濟效益連接橋斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)因此線路的投入和切除比較方便當(dāng)線路發(fā)生故障時僅線路斷路器斷開不影響其他回路運行但是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開從而影響了一回未發(fā)生故障的運行由于變壓器是少故障元件一般不經(jīng)常切換因此系統(tǒng)中應(yīng)用內(nèi)橋接線較多以利于線路的運行操作35kV和10kV側(cè)采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個回路使重要用戶有兩個電源供電單母線分段接法可以提供單母線運行各段并列運行各段分列運行等運行方式便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍任一母線發(fā)生故障時繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘保證正確母線繼續(xù)運行當(dāng)然這種接線也有它本身的缺點那就是在檢修母線或斷路器時會造成停電特別在夏季雷雨較多時斷路器經(jīng)常跳閘因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)這使得這個問題更加突出方案的初步選擇通過分析原始資料可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要年運行小時數(shù)較高因此主接線要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性根據(jù)以上各個方案的初步經(jīng)濟與技術(shù)性綜合比較兼顧可靠性靈活性我選擇方案2與方案5待完成初步經(jīng)濟比較后再來確定最終方案3主變壓器的選擇與論證在各級電壓等級的變電站中變壓器是主要電氣設(shè)備之一其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)與節(jié)約并重近期以節(jié)約為主因此在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上確定變壓器的經(jīng)濟容量提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟效益31 SJD288規(guī)程中有關(guān)變電站主變壓器選擇的規(guī)定1 主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ16185有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計決定進行凡有兩臺及以上主變的變電站其中一臺事故停運后其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該站全部負(fù)荷的70在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷2 根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展和潮流的變化結(jié)合系統(tǒng)短路電流系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)繼電保護對通信線路的影響調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時應(yīng)采用自耦變壓器3 主變調(diào)壓方式的選擇應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ161的有關(guān)規(guī)定32 主變壓器選擇的一般原則與步驟 主變壓器臺數(shù)的確定原則1 對大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜[4]2 對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性[4]3 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變電器容量的12級設(shè)計以便負(fù)荷發(fā)展時更換變電器的容量[4]主變壓器容量選擇主變壓器容量按變壓器510年的電力負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃來選擇凡裝有兩臺及以上主變壓器的變電所當(dāng)其中一臺主變壓器停止運行后其余主變壓器停止運行后其余主變壓器的容量需能夠承擔(dān)規(guī)定的轉(zhuǎn)移負(fù)荷一般估算其余變壓器需能保證70電力負(fù)荷的供電在考慮變壓器過負(fù)荷能力的允許時間內(nèi)還能保證對一級和二級負(fù)荷的用戶供電[5] 主變壓器形式的選擇原則1 110kV主變一般采用三相變壓器2 當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器對新建的變電站從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器3 具有三個電壓等級的變電站一般采用三繞組變壓器 主變壓器容量的確定原則1 為了準(zhǔn)確選擇主變的容量要繪制變電站的年及日負(fù)荷曲線并從該曲線得出變電站的年日最高負(fù)荷和平均符合2 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進行3 變壓器最大負(fù)荷按下式確定式中負(fù)荷同時系數(shù)按負(fù)荷等級統(tǒng)計的綜合用電負(fù)荷對于兩臺變壓器的變電站其變壓器的容量可以按下式計算如此當(dāng)一臺變壓器停運考慮變壓器的過負(fù)荷能力為40則可保證84的負(fù)荷供電33 主變壓器的計算與選擇 容量計算在《電力工程電氣設(shè)計手冊》可知裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中當(dāng)斷開一臺主變時其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶的一級和二級負(fù)荷其主變壓器容量應(yīng)滿足不應(yīng)小于7080的全部負(fù)荷已知35kV側(cè)最大負(fù)荷90MW10kV側(cè)最大負(fù)荷為18MW由計算可知單臺主變的最大量為 設(shè)負(fù)荷同時率為085 結(jié)論選擇兩臺63MVA的變壓器并列運行 變壓器型號的選擇因為本次設(shè)計中有三個電壓等級且當(dāng)變壓器最小負(fù)荷側(cè)通過的容量大于主變?nèi)萘康?5時宜選用三繞組變壓器 因為S10 S110 15247。085 [1508550085] 23 15所以本設(shè)組變壓器繞組排列順序為由內(nèi)向外10kV35kV110kV綜上所述 主變壓器選用三相三線圈全封閉節(jié)能型降壓變壓器型 號SFSLQ163000容 量63000kVA電壓比12138511kV接線方式組別Y0YO△1211阻抗電壓百分比高中17 高低105 中低6空載損耗215kW短路損耗高中90kW 高低90kW 中低68kW容量比 100100100空載電流16 冷卻方式強迫油循環(huán)水冷4主接線方案的經(jīng)濟比較經(jīng)濟比較是工程設(shè)計中項目或方案經(jīng)濟評價的一個組成部分而且往往是通過經(jīng)濟比較對方案進行篩選后將其優(yōu)選方案再進行國民經(jīng)濟評價財務(wù)評價及不確定性分析電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中經(jīng)濟評價應(yīng)用得到的最為廣泛的是方案經(jīng)濟比較[6]41 方案2與方案5的綜合投資1 方案3的綜合投資110kV側(cè)35kV側(cè)和10kV側(cè)均采用單母分段接線形式①主變?nèi)f元②配電裝置110kV側(cè)萬元35kV側(cè)萬元10kV側(cè)萬元③萬元為主體設(shè)備的綜合投資包括變壓器開關(guān)設(shè)備配電裝置設(shè)備的綜合投資④萬元為不明顯的附加費用比例系數(shù)110kV取902 方案5的綜合投資110kV側(cè)采用內(nèi)橋35kV側(cè)和10kV側(cè)均采用單母分段接線形式①主變?nèi)f元②配電裝置110kV側(cè)查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料表219知綜合投資336萬元35kV側(cè)萬元10kV側(cè)萬元③萬元為主體設(shè)備的綜合投資包括變壓器開關(guān)設(shè)備配電裝置設(shè)備的綜合投資④萬元為不明顯的附加費用比例系數(shù)110kV取9042 方案2與方案5的年運行費用1方案2的年運行費用35kV側(cè)和10kV側(cè)查25頁表23得由以上數(shù)據(jù)可算出 24159萬元1方案5的年運行費用因為與方案2相同故這里不做重復(fù)計算 24035萬元43 最終方案確定經(jīng)濟比較方案2和方案5的綜合投資和年運行費用方案5都低于方案2故最終確定方案5為最優(yōu)方案進行設(shè)計5短路電流計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求評價并確定方案研究限制短路電流措施為繼電保護設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響[7]在變電所的電氣設(shè)計中短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)在選擇電氣設(shè)備時為保證在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作需要進行全面的短路電流計算短路電流計算的步驟為1 根據(jù)已知條件和計算目的畫出計算電路并作出等值電路2 化簡電路3 計算短路電流51 概述造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞引起絕緣損壞的原因有各種形式的過電壓如直接遭受雷擊等絕緣材料的自然老化和污穢運行人員維護不周及直接得機械損傷等[8]在電力系的電氣設(shè)備在其運行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路因為它們會破壞對用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障所謂短路是指一切不正常的相與相之間或相與地對于中性點接地系統(tǒng)發(fā)生通路的情況在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有三相短路兩相短路兩相接地短路和單相接地短路其中三相短路是對稱短路系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)其他類型的短路都是不對稱短路電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明在各種類型的短路中單相短路占大多數(shù)兩相短路較少三相短路的機會最少但三相短路雖然很少發(fā)生其情況較嚴(yán)重應(yīng)給以足夠的重視因此我們都采用三相短路來計算短路電流并檢驗電氣設(shè)備的穩(wěn)定性52短路計算的目的及假設(shè)流的目的短路電流計算是變電所電氣設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)其計算目的是1 在選擇電氣主接線時為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進行必要的短路電流計算2 在選擇電氣設(shè)備時為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作同時又力求節(jié)約資金這就需要進行全面的短路電流計算3 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離4 按接地裝置的設(shè)計也需用短路電流流計算的一般規(guī)定1 驗算導(dǎo)體和電器動穩(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)計規(guī)劃容量計算并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃一般為本期工程建成后510年確定短路電流計算時應(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行的接線方式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)考慮具有反饋作用的異步電機的影響和電容補償裝置放電電流的影響3 選擇導(dǎo)體和電器時對不帶電抗器回路的計算短路點應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點4 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗算算基本假設(shè)1 正常工作時三相系統(tǒng)對稱運行2 所有電源的電動勢相位角相同3 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化4 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流5 元件的電阻略去輸電線路的電容略去不計及不計負(fù)荷的影響6 系統(tǒng)短路時是金屬性短路高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗采用標(biāo)幺值進行計算為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量 100MVA基準(zhǔn)電壓 kV 105 37 115流計算的步驟現(xiàn)在電力設(shè)計部門對復(fù)雜電力系統(tǒng)及發(fā)電廠變電所短路電流的計算幾乎都在計算機上進行作為單位的發(fā)電廠供電公司企業(yè)對設(shè)計驗算設(shè)備改造等需進行短路電流計算時有時勿需專購短路電流計算程序進行手算會更方便概念更清楚[9]計算步驟如下1 計算各元件電抗標(biāo)幺值并折算為同一基準(zhǔn)容量下2 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖3 選擇短路點4 對網(wǎng)絡(luò)進行化簡把供電系統(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短路點的電抗標(biāo)幺值并計算短路電流標(biāo)幺值有名值標(biāo)幺值 有名值 5 計算短路容量短路電流沖擊值短路容量 短路電流沖擊值 53變壓器及電抗器的參數(shù)計算器參數(shù)計算由變壓器原始數(shù)據(jù)計算得Uk1 1075Uk2 625Uk3 025 100MVA 115kV 于是 電抗器電抗標(biāo)幺值的計算54 網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡化方案2與方案5的短路計算的系統(tǒng)化簡阻抗圖及各阻抗值短路點均一樣系統(tǒng)阻抗圖圖51圖51 系統(tǒng)阻抗圖 短路點d1的短路計算主變110kV側(cè)基準(zhǔn)電壓UB 115kV系統(tǒng)為無窮大系統(tǒng)發(fā)生短路時短路電流的周期分量在整個短路過程中不衰減由原始資料可知系統(tǒng)短路電抗 130 00333線路阻抗網(wǎng)絡(luò)化簡如圖圖52 d1點短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡圖次暫態(tài)短路電流標(biāo)幺值 短路點d2的短路計算35kV母線圖53 d2點短路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡圖網(wǎng)絡(luò)化簡如圖所示所以 短路點d3的短路計算35kV出線短路點d3的計算與短路點d2的計算完全相同結(jié)果也完全相同故這里不做重復(fù)計算 短路點d4的短路計算10kV母線圖54 d4點短路時系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化簡圖網(wǎng)絡(luò)化簡如圖所示所以 短路點d5的短路計算10kV出線由于短路電流過大需要裝設(shè)限流電抗器限流電抗器的選擇