【正文】 電流標幺值： 11I ??? ??? X 次暫態(tài)短路電流有名值： 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 18 kAUSI B I ????? ??? 沖擊電流： kAI 7 5 6 4 7 sh ???? 全電流最大有效值： kAIch 7 7 6 4 7 ???? 短路容量： MVAIUS n ????? d2 點短路時： 等值網絡為 圖 43 次暫態(tài)短路電流標幺值： 11I ??? ??? X 次暫態(tài)短路電流有名值： kAUSI B I ????? ??? 沖擊電流： kAIsh 5 6 ???? 全電流最大有效值： kAIch ???? 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 19 短路容量： M V AIUS n 5 6 ????? d3 短路時： 等值網絡為 圖 44 次暫態(tài)短路電流標幺值： 11I ??? ??? X 次暫態(tài)短路電流有名值： I ????? ? ??USI B 沖擊電流： kAIsh 4 7 3 0 ???? 全電流最大有效值： kAIsh 3 0 ???? 短路容量： M V AIUS n ????? 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 20 第五章 電氣設備的選擇 概述 導體和電器的選擇是變電所設計的主要內容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟的重要條件。8? % 177。 基準值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值： 基準容量： BS = 100MVA 基準電壓： avU （ kV） 37 115 短路電流計算的步驟 1）計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下； 2）給系統(tǒng)制訂等值網絡圖； 3）選擇短路點； 4）對網絡進行化簡，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幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 15 4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開 斷電流一般按三相短路驗算。 2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應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。 短路電流計算的一般規(guī)定 1）驗算導體 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，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5～ 10年）。 3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 短 路計算的目的及假設 短路電流計算是變電所電氣設計中的一個重要環(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。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。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。 短 路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，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。 最后選出方案 1和方案 3進行進一步比較。35kV 側選用單母線分段帶旁路母線接線，可靠性較高，但不夠經濟。 方案 5 圖 35 此方案 110kV 側和 10kV側均選用單母線分段接線，可靠性和經濟性都較高， 35kV 側華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 13 選用單母線分 段帶旁路母線接線，可靠性較高，但是不夠經濟，故不選用此方案。 故此方案可靠性和經濟性都較高，可以考慮此方案。當變壓器故障時，需停相應的線路。 方案 3 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 12 圖 33 此方案 110kV 側選用內橋接線， 35kV 側和 10kV側選 用單母線分段接線。 35kV 側選用的雙母線接線，它具有供電可靠、調度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點。 內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較 多 而變壓器又不需經常切除時，采用內橋式接線。 故此方案可靠性較高，也較經濟，可以考慮此方案。 當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 電氣主接線設計的基本原則是以設計任務為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、實用、經濟、美觀的原則。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經濟性的要求等密切相關，并對電氣設備選擇和布置、繼電保護和控制方式等 都有較大的影響。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 一般當連接的進出線回路數在 11 回及以下時，母線不分段。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電。 雙母線分段接線 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作 母線用各自的母聯斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。其特點有：供電可靠、調度靈活、擴建方便等特 點。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線接線連接。 單母線分段帶旁路母線的接線 單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。但是，由于這種接線對重要負荷必 須采用兩條出線供電，大大增加了出線數目，使整體母線系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要負荷的出線回路較多、供電容量較大時，一般不予采用。 在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關分段，任一母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關，完成即可恢復供電。 單母線接線適用于 110～ 220kV 配電裝置的出線回路數不超過兩回， 35～ 60kV，配電裝置的出線回路數不超過 3 回， 6～ 10kV 配電裝置的出線回路 數不超過 5 回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母線接線方式。②調度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側發(fā)生短路時，有較大的短路電流。缺點：①可靠性差。各出線回路輸入功率不一定相等，應盡可能使負荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上 的傳輸。 單母線接線及單母線分段接線 單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進線回路。在不受運輸條件許可下，都采用三相變壓器，以簡化布置。 經濟性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟合理。 靈活性：主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 可靠性：安全可靠是電力生產的首要 任務，保證供電可靠和電能質量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產和分配的首要要求。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關 系。 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 7 第三章 主接線的設計 主接線概述 電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡。考慮到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風冷冷卻方式。但考慮到為使各繞組能夠充分利用，在這里應選用 100/100/100。 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 6 連接組別的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。 5%以內，另一種是帶負荷切換稱為有載調壓，調整范圍可達 30%。 2)電網任一點的運行電壓，在任何情況下嚴禁超過電網最高電壓，變電所一次側母線的運行電壓正常情況下不應低于電網額定電壓的 95%～ 100%。所以，本次設計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。又能滿足調度的靈活性，它還分為無激磁調壓和有載調壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。由于本次所設計的變電所，受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。 分裂變壓器： 分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴 20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當低壓側繞組產生接地故障時，很大的電流向一側繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產生巨大的短路機械應力。電網電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側都需直接接地，這樣就會影響調度的靈活性和零序保護的可靠性。自耦變壓器，高中壓側的零序電流保護，應接于各側套管電流互感器組成零序電流過濾器上。 由于自耦變壓器高壓側與中壓側有電的聯系，有共同的接地中性點，并直接接地。 在生產及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。 繞組數的選擇 在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。 單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數的選擇 當不受運輸條件限制時，在 330kV以下的變電所均應選擇三相變壓器。因此，在正常運行情況下，主變傳送的最大總容量為 60MVA。因此主變壓器的容量為： ? 總單 臺 主變容量的確定計算 本設計任務中 110kV側電源為無限大系統(tǒng)，該側的 2回出進線負荷功率由該無限大系統(tǒng)供給，不需通過主變傳送； 35kV 側最大負荷 40MW，最小負荷 25MW,功率因數為 ，該側共 8 回出線，需要由兩臺主變壓器供電。因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量為： 3 5 1 03 5 1 03 5 1 0c o s c o sk V k Vk V k Vk V k VPPS S S ??? ? ? ?總 當一臺變壓器停運時，可保證對 60%負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力為華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 4 40%，則可保證 98%負荷供電，而高壓側 110kV 母線的負荷不需要通過主變倒送，因為，該變電所的電源引進線是 110kV側引進。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小。 因此選擇主變臺數時，要確保供電的可靠性。 主變壓器臺數的選擇 由原始資料可知，我們本次所設計的變電所是郊區(qū) 110kV 降壓變電所，它是以 110kV受功率為主。 在生產上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據原始資料和設計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇主變壓器。如果主變壓器容量造的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷 中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） 2 第一章 原始數據 變電站類型： 110kV 降壓變電所 . 電壓等級： 110/35/10kV . 負荷情況： 35kV 側：最大 40MW，最小 25MW， Tmax = 5000小時， cosφ = 10kV 側：最大 20MW，最小 12MW， Tmax = 5000 小時， cosφ = . 出線情況： 110kV 側： 2 回 (架空線 ) LGJ185/20km； 35kV 側： 8回 (架空線 )； 10kV 側： 12回 (電纜 ) . 系統(tǒng)情況： (1)系統(tǒng)經雙回線給變電所供電； (2)系統(tǒng) 110kV 母線電壓滿足常調壓要求； (3)系統(tǒng) 110kV 母線短路電流標幺值為 25（Ｓ B＝ 100MVA）。 通過本次畢業(yè)設計 ，不僅 鞏固 了 專業(yè)知識， 而且 培養(yǎng) 了 我們運用所學知識去分析和解決與本專業(yè)相關的實際問題 的 能力。 內容為 110kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設計，正是最為常見的常規(guī)變電所，并根據變電所設計 的基本原理設計，務求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設計 過 程。然而，所有的變化發(fā)展都是根據變電設計的基本原理而來，因此對于變電設計基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。 The power distribution system 華北電力大學成人教育畢業(yè)設計（論文） III 目 錄 摘要 ................................................................. I 前言 ...........................