【正文】 0%～ 80%；出線回路的 Imax除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。 ⑴ 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 ① 額定電壓和最高工作電壓 所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最 高運(yùn)行電壓，即 Ualm ≥ Usm 一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220kV 及以下時為 ；額定電壓是 330～ 500kV 時是 。 盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。 電氣選擇的條件 正確的選擇電器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。 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則 ⑴ 應(yīng)能滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； ⑵ 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； ⑶ 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； ⑷ 與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； ⑸ 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； ⑹ 選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 圖 10kV 母線短路等值電路圖 1 圖 10kV 母線短路等值電路圖 2 ⑵ 全部電廠對短路點(diǎn) d2的轉(zhuǎn)移電抗值及計算電抗值 )(21)(21 3113 ????? ttt XXX 轉(zhuǎn)移電抗： 4 7 9 8 )//////(10 ????? tDCBAff XXX 計算電抗： 7 1 00 0 1 00 01 80 01 80 02 00 04 ???????? ? bfjs S SXX ⑶ 通過查計算曲線得到 0～ 4s 內(nèi)不同時間短路電流標(biāo)幺值，然后求其有名南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁，共 69 頁 值 短路電流標(biāo)幺值計算公式：101jsp XI ?? 有名值計算公式：avptpt USII 3??? 表 短路點(diǎn) d3 的短路電流表 時間 (s) 0 1 2 3 4 標(biāo)幺值 有名值（ kA） 電氣設(shè)備與母線的選擇 概述 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，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)的重要條件。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁，共 69 頁 圖 220kV 母線短路等值電路 圖 1 圖 220kV 母線短路等值電路圖 2 211 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 322 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 313 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 3 0 6 3 0 1 3 0 544 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 4 5 6 3 0 3 6 3 655 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX 3 6 6 3 0 3 6 0 646 ??? ???? ?? LLL LL XXX XXX ⑵ 各電廠對短路點(diǎn) d1的轉(zhuǎn)移電抗值 5 7 4 5 0 )4 0 (5 0 0 )( 2 3131 ?? ???????????? XX XXXXXXX BAAfA )()( 1 3232 ?? ???????????? XX XXXXXXX ABBfB )()( 5 6464 ?? ???????????? XX XXXXXXX DCCfC9 4 0 3 6 )4 5 (3 6 5 )( 4 6565 ?? ???????????? XX XXXXXXX CDDfD ⑶ 將 A、 B 兩廠合并，求其對短路點(diǎn) d1的轉(zhuǎn)移電抗值 )()())(( 321 21)//( ????? ???????? ??? XXXXX XXXXX BA BABAf南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁，共 69 頁 ⑷ 將 C、 D 兩廠合并，求其對短路點(diǎn) d1的轉(zhuǎn)移電抗值 )()())(( 654 54)//( ????? ???????? ??? XXXXX XXXXX DC DCDCf ⑸ 將 A、 B、 C、 D四廠合并，求其對短路點(diǎn) d1的轉(zhuǎn)移電抗值 )//()//()//()//()//////( ???????DCfBAfDCfBAfDCBAf XX XXX ⑹ 四廠合并后對短路點(diǎn) d1的計算電抗為 )//////(220 ??????? ?bDCBAfjs SSXX ⑺ 通過查計算曲線得 0～ 4s 內(nèi)不同時間短路電流標(biāo)幺值，然后求其有名值 avptpt USII 3??? 表 短路點(diǎn) d1 的短路電流表 時間 (s) 0 1 2 3 4 標(biāo)幺值 有名值（ kA） 110kV 母線短路點(diǎn) d2的短路電流計算 ⑴ 等值電路圖如圖 和圖 。 A 基準(zhǔn)電壓： Ub=Uav (kV) 115 230 短路電流計算的步驟 ⑴ 計算各元件電抗標(biāo)幺值，并折 算到同一基準(zhǔn)容量下； 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁，共 69 頁 ⑵ 給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖； ⑶ 選擇短路點(diǎn)； ⑷ 對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，計算出計算電抗，通過查計算曲線來求出短路電流的標(biāo)幺值，其中計算曲線只作到 xjs= 為止，當(dāng) xjs≥ 時可以近似地認(rèn)為短路周期電流的幅值已不隨時間而變，直接按下式計算即可 jsP xI1?? ⑸ 列出短路電流計算并得出結(jié)果。 短路計算基本假設(shè) ⑴ 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； ⑵ 所有 電源的電動勢相位角相同； ⑶ 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而發(fā)生變化； ⑷ 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流； ⑸ 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。 ⑶ 選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點(diǎn)時，應(yīng)按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點(diǎn)。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)按只在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 ⑸ 按接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁，共 69 頁 ⑶ 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 短路計算的目的及假設(shè) 短路電流計算目的 ⑴ 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(jìn)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(yán)重，應(yīng)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(yùn)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(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(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 A 通過計算，本變電所所用變壓器選用型號為 59125/10 型變壓器，其主要參南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁，共 69 頁 數(shù)見表 。 ⑴ 對經(jīng)常、連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備和連續(xù)而不經(jīng)常運(yùn)行的設(shè)備，即連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)均應(yīng)全部計入 ，按下式計算 NPP? 式中的 NP —— 電動機(jī)額定功率， kW。 A； 1K —— 動力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 ～ ； 1P —— 總動力負(fù)荷， kW； 2P —— 總加熱負(fù)荷， kW； 3P —— 總照明負(fù)荷， kW。 所用變壓器容量的計算 在選擇所用變壓器容量時，首先要進(jìn)行所用變壓器的負(fù)荷統(tǒng)計。在 220kV 變電所，當(dāng)所用變壓器接于 10kV配電裝置主母線時，主母線與 10kV 配電網(wǎng)相連，通過主變壓器調(diào)壓分接開 關(guān)和投切電容器組來調(diào)整 10kV 母線電壓，其波動范圍在 10kV 配電網(wǎng)允許的范圍內(nèi)，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁，共 69 頁 一般不超過 5％。 220～ 500kV 變電所， 380/220V 系統(tǒng)一般沒有大型電動機(jī)，電壓波動如超過 5%可采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器，因此所用變壓器阻抗的選擇主要考慮限制低壓側(cè)短路電路的水平。 ⑵ 變壓器阻抗的選擇。低壓側(cè)中性點(diǎn)浮動位 移也小，低壓側(cè)電壓也比較穩(wěn)定。低壓側(cè)單相接線短路時，高壓側(cè)也有短路電流（正序、負(fù)序），容易實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)。 Yyn 接線在低壓側(cè)單相接地時，因變壓器零序阻抗大，而高壓側(cè)零序電流小，所以無法實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)。 所用變壓器的選擇 所用變壓器主要參數(shù)選擇 ⑴ 繞組接線。 A 經(jīng)過計算和分析可確定主變壓器的容量要為最接近 130 MV A 一臺主變停運(yùn)（檢修）時，主變要滿足的容量： S =SΣ = = MV A 110kV 和 10kV的總共負(fù)荷為 : S=(+) = MV 主變壓器容量的計算 110kV和 10kV負(fù)荷的同時系數(shù)都為 ； 110kV與 10kV負(fù)荷同時系數(shù)為 ，故有： 110KV 電壓等級側(cè)全部負(fù)荷： Smax =（Σ Pmax/COSθ） =[（ 40 + 27 + 23 + 14） / + 38/ ] = = MV由于一般變電所中，大約有 25%的非重要負(fù)荷，在事故狀態(tài)下可以切除，因此，采用 Se=，對變電所保證重要負(fù)荷來說明是可行的。 ⑹ 對兩臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量可按下式確定為 Se= 即按 80%的全部負(fù)荷選擇，因此變電所的總安裝容量為 ∑ Se=2 PM= 當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時，可保證對 80%負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為 40%，則可保證 98%負(fù)荷供電。此時，以變壓器的正常過負(fù)荷能力來承擔(dān)變壓器所遭受的短時高峰負(fù)荷（連續(xù)運(yùn)行時間不宜超過 1h），過負(fù)荷 以不縮短變壓器的壽命為限。原蘇聯(lián)在選擇單臺變電所的額定容量時，計及變壓器允許的經(jīng)常性過負(fù)荷。變壓器的過負(fù)荷能力，取決于晝夜負(fù)荷曲線的負(fù)荷系數(shù)，以及晝夜和年溫度變化特點(diǎn)，并取決于變壓器的冷卻方式。 ⑷ 如果變壓器容量按條件 Se≥∑ PM選出，那么，當(dāng)曲線的尖峰負(fù)荷只占很短時間（ ～ 1h）時，則變壓器長時間工作在欠載狀態(tài)下，從而增大了變壓器的安裝容量。 主變壓器容量的選擇 ⑴ 為了正確的選出變壓器額定容量，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電所的年及日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。若正常運(yùn)行時，高、低壓同時向中壓供電，則高壓繞組的端電壓應(yīng)為受電設(shè)備額定電壓的 100%，分接頭可根據(jù)要求選用177。 3）雙繞組和三繞組變壓器的變比和分接頭可按制造標(biāo)準(zhǔn)選擇，即變壓器低壓側(cè)的線間電壓為受電設(shè)備額定電壓的 105%，高、中壓側(cè)則為 110%，并帶有177。 ②降壓結(jié)構(gòu)。 2）三繞組變壓器在制造上有兩種基本組合方式： ①升壓結(jié)構(gòu)。 ⑷ 三繞組 變壓器的選擇 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁，共 69 頁 具有三種電壓的變電所，例如 2 1 35/10kV，一般采用三繞組變壓器。因此，在新設(shè)計的變電所中，大都采用這種型式的變壓器。 ⑵ 變電所中的主變壓器在系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相。通常一次變電所采用 80%，二次變電所采用 60%。這種裝設(shè)方法可以提高變電所的供電可靠性，變壓器的單臺容量以及安裝的總?cè)萘拷钥捎兴?jié)約，且可根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際增長的進(jìn)程，分期逐臺裝設(shè)變壓器，而不致積壓資金。 對于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺大型變壓器，當(dāng)一臺 發(fā)生故障時，要切斷大量負(fù)荷是很困難的。 變電所變壓器的選擇 主變壓器的選擇 主變壓器臺數(shù)的確定 為保證供電的可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，但一般不超過兩臺變壓器。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁，共 69 頁 各級電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式 ⑴ 220kV 及 110kV 均采用中性點(diǎn)直接接地。所以適用于 110kV 及以上電網(wǎng)中。 中性點(diǎn)直接接地 直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設(shè)備須立即切除，增加了斷路器 負(fù)擔(dān)，降低供電連續(xù)性。 ⑶ 中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地 當(dāng)接地電容電流超過允許值時，也可采用中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地方式。在 663kV 電網(wǎng)中，則采用中性點(diǎn)不接地方式，但電容電流不能超過允許值，否則接地電弧不易自熄，易產(chǎn)生較高弧光間歇接地過電壓，波及整個電網(wǎng)。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁，共 69 頁 圖 所用電接線方式 中性點(diǎn)運(yùn)行方式 中性點(diǎn)非直接接地 ⑴ 中性點(diǎn)不接地 中性點(diǎn)不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運(yùn)行兩小時，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。由于考慮到該電廠需要的可靠性，方案Ⅱ可以滿足其供電需要，故最終方案選用方案Ⅱ單母線分段接線。 投資相對較高 、 設(shè)備數(shù)量稍多。