【正文】 4．電力系統(tǒng)結(jié)線圖如下：220kv 110kv 待設計變電站S= 70km 三、設計內(nèi)容：1．負荷分析2. 主變壓器選擇 2．電氣主結(jié)線選擇3．短路電流計算4. 電氣設備選擇5．配電裝置規(guī)劃6．繼電保護規(guī)劃四、設計成品：1．設計說明書一份2．變電所電氣主結(jié)線圖一張第一章 主接線的設計第一節(jié) 負荷分析負荷調(diào)整 從設計任務書中知，本變電站只有10kV側(cè)的負荷，有采礦、選礦、冶煉、軋鋼，供水及其它。由于鋼鐵企業(yè)的性質(zhì)，本變電站月負荷效為均衡。一般對不同電壓等級的線路有不同的要求，有以下規(guī)定：（1）；（2）。故選用雙繞組變壓器。 故選擇一臺變壓器的最小容量，為：70%=查產(chǎn)品目錄試選兩臺SFL140000變壓器。 可保證Ⅰ、Ⅱ類負荷,并能帶部份的Ⅲ類負荷正常運行?？紤]到當一臺變壓器故障需檢修時，另一臺變壓器可過負荷運行一段時間，從關系曲線可查出共過負荷運行的時間，如：，則查關系曲線為：運行時間5小時。據(jù)體的時間可根據(jù)不地負荷大小，由手冊中查出相應的過負荷運行時間也就是相應的檢修時間。（2）接線應力求簡單、清晰、操作簡便，不應有多余的設備，并盡量減少操作次序，以避免發(fā)生誤操作。（4）應使接線的投資和運行的費用最經(jīng)濟?？偟膩碚f，對主接線的要求是要可靠而經(jīng)濟。下面就橋形接線的有形接線作一比較。 圖(101)四角形接線形式如上圖。不作操作用，故使誤操作減少，易于實現(xiàn)自動遙控。與相同出線的單母分段相比， 可減少一臺斷路器，如圖(102)分段畫所示，這就比單母分段要節(jié)省投資。此時，若其它回路發(fā)生知事短路故障，接線將被分割成兩個獨立的部份。這是存在的問題之一。如1DL需檢修時，2DL將流過正常時的工頻電流，這就要選用額定電流很大的電器，使投資增大，這是問題之二。另外，這種接線，沒有發(fā)展的可能性。橋形接線如下圖，分內(nèi)橋接線(a)和外橋接線(b)。此變電站的變壓器是不需要經(jīng)常切換的，全線路也較長，故可選內(nèi)橋接線。這樣，可使建設投資分期投入，建造費用低，與四角接線相比，可節(jié)省一臺斷路器，但從內(nèi)橋接線圖看出，當1臺變壓器故障時。這是內(nèi)橋接線的缺點。由于四角形接線運行方式的復雜,使設備投資增大，保護復雜,這從經(jīng)濟上、技術(shù)上都不合適。我們國家現(xiàn)在繼電保護的技術(shù)水平有限，而且四角形保護復雜，在應用當中不受歡迎。內(nèi)橋式接線的繼電保護比四角形簡單，一次接線清晰、整齊、美觀。這樣，當檢修任一臺斷路器時，都可以滿足不開環(huán)運行的要求，出線的電功率合理分配在兩臺變壓器上.二、10kv側(cè)主接線的選擇 1．單母線接線 單母線接線具有簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便，且有利于擴建等優(yōu)點。為了彌補單母線接線的不足，可采取以下措施：（1）母線分段 （2）加設旁路母線2．雙母線接線（1）供電可靠 （2）調(diào)度靈活但設備較多操作復雜，易發(fā)生誤操作等事故。4. 變壓器母線接線 此變電站的低壓側(cè)有六條出線，一條備用。10KV配電裝置可采用戶內(nèi)的配電裝置。下面對兩種方案作一比較，來確定10KV側(cè)接線。供電的可靠性高，檢修任一臺DL時，都不停止供電，并且，檢修隔離開關可不帶電操作。我們加設旁路母線，以母聯(lián)斷路器代替旁路母線斷路器。倒閘操作繁瑣，并且誤操作事故多。 方案一（如上圖）：方案二（如圖102）就避免了無法檢修斷路器時，只需對用戶短時間停電，將備用DL換上即可。初步估算兩方案的投資差不多，由于采用戶內(nèi)配電裝置，減少了由事故引的損失，且方案二運行、維護比方案一要方便。第二章 短路電流計算及電氣設備選擇第一節(jié) 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電所的電器設計中短路電流的計算其中一個重要環(huán)節(jié)，計算的目的主要有以下幾個方面：1. 在選擇電氣主接線時，為比較各種接線方案，或確定某一主接線需采取限制短路電流的措施，均需進行必要的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用于檢驗開關設備的開端能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間的短路電流有效值，用于檢驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路沖擊電流，用于檢驗設備動穩(wěn)定。4. 選擇繼電保護方式和進行整定計算時，須以各種短路時的短路電流為依據(jù)。第二節(jié) 短路電流計算d2 1 120M VA220/121KVUk(%)=70kmS=240MVA110/Uk(%)= 己知：Ｘ1=4Ω/km首先計算各元件參數(shù)的標值電流Ｘ*1=UR﹪SB/100SN=（20．5100）/（100120）＝ Ｘx2=X1LSB/UN2 =0．470100/1152 = X*3=X*4=UR﹪SB/100SN= (100 )/(10040)= 取E*=d1點短路時：其短路回路的等值電抗為： X*∑＝+= 短路電流周期分量的有效值為： 1 1 I*W = ─── = ─── = X*Σ . Iw=I*W 2 1/2）=(kA)若取kimp=,則沖擊電流為： iimp=√2=(kA). 第三節(jié) 電氣設備的選擇及校驗一、電器設備選擇的一般條件（理論部分） 正確選擇電器是使電氣接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件，電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來檢驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。即UN≥UNS②額定電流電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境Q0溫度下，電器的長期允許電流，IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即IN≥Imax 由于變壓器在電壓下降5%時出力保持不變，若變壓器有過負荷運行的可能時，Imax應按過負荷確定，母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺變壓器的Imax。②電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定，滿足動穩(wěn)定的條件為： ies≥iSh 或Ies≥Ish 式中Ish. ish—斷路沖擊電流幅值及其有效值 Ies. ies電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值下列情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定(1)用熔斷器保護的電器，其熱能穩(wěn)定由熔斷時間保證,故可不校驗熱穩(wěn)定(2)采用限流電阻熔斷器保護的設備可不校驗動穩(wěn)定(3)裝設有電壓互感器回路中的裸導體和電器可不校驗動熱穩(wěn)定.二、高壓斷路器的選擇（1）斷路器種類的型式的選擇 按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為多油式斷路器，少油式斷路器，壓縮空氣高壓斷路器SF6斷路器，真空斷路器。（2）額定電流選擇：IN≥Imax（3）額定電壓選擇: UN≥UNS (4)熱穩(wěn)定校驗:I2ct≥QK (5)動穩(wěn)定校驗:ies≥ish四、電流互感器的選擇（1） 一次回路額定電壓和電流的選擇即應滿足：UN≥UNS IN≥Imax(2)二次回路額定電流有5A和1A兩種,一般弱電流系統(tǒng)用1A,強電流系統(tǒng)用5A。（3）電流互感器種類和形式的選擇在選擇互感器時，應根據(jù)安裝地點（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其型式。故熱穩(wěn)定應按下式校驗。 ： 根據(jù)110側(cè)的計算數(shù)據(jù)Uns=110KV , Imax= QR=[(KA)] ish= 查《發(fā)電廠電氣部分》附表，可選用GW4110W型號刀閘。 ，主變最大工作電流Imax= Iw=I = 根據(jù)電流互感器選擇的原則,由產(chǎn)品查得型號為LlWD110型,其參數(shù)為Un=110KA, 電流表與側(cè)量儀表相距離50m,Im=200A Ix=5A ,二次負荷Zzx=, 熱穩(wěn)定倍數(shù)UR=75 動穩(wěn)定UB=130 選擇連接導線截面ra= / 52 = ZN2= 電流互感的接線為不完全星形,則 900 1083 50 S≥ = =(mm) 2WHWH ZN2rarc 熱穩(wěn)定校驗: (75) 2 =205＞[(KA) 2. s]內(nèi)部動穩(wěn)定校驗: √2 In計算由短路電流引起的熱效應： Qk=（Iw）2. T (t=5s) =5 =[(KA)] 列表比較有關數(shù)據(jù)：計算數(shù)據(jù)ZN510IIUns10(kv)Ux=10（KV）Imax(A) Ix=1000AIw t Inbr=20（kA）Iimp Ind =50(KA)Qk[(KA)] Ie2t =1600[(kA)]Iimp Ies =50(kA)通過以上比較，選擇ZN510II型開關能滿足設計要求。列表比較有關數(shù)據(jù)： 計算數(shù)據(jù)GN1910XQ Uns10kvUN10kv ImaxIN1000A Qk[（KA）]Ie2t3969[(KA)] IimpIes80KA由以上比較可知選擇GN1910XQ型刀閘合格。各條出線均采用LA10型電流互感器，下面根據(jù)各條出線的負荷電流，決定各電流互感器的變比。有應為1級。 技術(shù)數(shù)據(jù)：額定電壓：原線圈10/31/2 ：：（1級）150VA二次負荷校驗，根據(jù)保護及儀表情況，作出接負載的三相電路圖： A B C N其中，有功電度表采用DS1型，cosψ=，每一線圈吸收容量為115VA，有功一無功功率表采用101WVAR， cosψ=1,。 下面求電壓互感器的各相副線圈所提供的功率，按一臺變壓器工作考慮：Pab=9+11=(w) Qab=9()1/2=(VA)Sab=(Pab2+Qab2)1/2=(+) 1/2=∮ab=。Pα=√(1/3)Sabcos(∮ab30。–30。) =√(1/3)sin(。)=(VAR)Sa=√(Pa2+Qa2) =√(+) =(VA)Pb=√(1/3)[Sabcos(∮ab +30。)] =√(1/3 )[cos(。)+cos(。)] =(w)Qb=√(1/3) [(∮ab +30)+Scbsin(∮cb 30。) =√(1/3)cos(。)=Qc=1/31/2Scbsin(∮cb +30。+30。 1．如圖，當兩臺主變的一臺停止工作，另一臺繼續(xù)工作，且一段母線負荷全部投入，有主接線分析，母線最大持續(xù)工作電流不超過一臺主變的最大持續(xù)工作電流，故母線最大持續(xù)工作電流為： Imax =*SN103/√3* UN =選取母線間距離： Q=500mm 跨距tL=2600mm2 屋外的溫度按+42℃計算由最大橫向電流Imax，查手冊，25℃時水平布置的8010mm2的鋁母線的最大容許持續(xù)電流為1411A 周圍環(huán)境溫度+42℃，將額定電流修正（查手冊）得：I`e=1411=＜Imax有能滿足最大的工作電流，故不能選用 選用10010mm2的鋁