【正文】 民經(jīng)濟(jì)計劃的年份相一致。根據(jù)《電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)部分，特別是： 第 條：系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)在國家計劃經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)下，在審議后的中期、長期電力規(guī)劃的基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)整體出發(fā)，進(jìn)一步研究提出系統(tǒng)設(shè)計的具體方案；應(yīng)合理利用能源，合理布局電源和網(wǎng)絡(luò)，使發(fā)、輸、變電及無功建設(shè)配套協(xié)調(diào)，并為系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)計，系統(tǒng)自動裝置設(shè)計及下一級電壓的系統(tǒng)等創(chuàng)造條件。 （ 4） 變電站設(shè)計除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行的國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。按照負(fù)荷性質(zhì)，用電容量，工程特點和地區(qū)供電條件，綜合國情合理地確定設(shè)計方案。以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。同時提高電氣化程度以電能代替其他形式的能源，是節(jié)約能源消耗的重 要途徑。電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其他形式的能源，例如：機(jī)械能、熱能、光能、磁能等，并且電能的輸送和分配易于實現(xiàn)，可以輸送它到工作場所和生活場所。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 2 第 1 章 變電站總體分析 引言 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，它是一種將煤、石油、天然氣、 水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)化成電能這個二次能源的工業(yè)，他為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門的快速、穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 220kV 側(cè)為主功率輸出， 110kV 側(cè)以接受功率為主。 該變電所是一個地區(qū)性重要的降壓變電所，它主要承擔(dān) 220kV 及110kV 兩個電壓等級功率的交換，把接受功率全部送往 110 kV 側(cè)線路。其功能運行情況、容量大小直接影響下級負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)及生活用電 。降壓變電站通常遠(yuǎn)離發(fā)電廠而靠近負(fù)荷中心。 變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。為了能更好地合理開發(fā)一次能源，減少電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量，提高供電的可靠性及電能質(zhì)量，進(jìn)而形成強(qiáng)大的聯(lián)合電力系統(tǒng)，更好 地為工農(nóng)業(yè)和人民生活服務(wù)，就需要建設(shè)各種樞紐變電站和區(qū)域性供配電站。已 經(jīng) 投入運營的三峽水電站， 更 促使了全國電力系統(tǒng)的形成，成為全國電力系統(tǒng)的樞紐。因此，電力工業(yè)的發(fā)展水平已成為衡量一個國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 這可以說是現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。 電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進(jìn)一步向高電壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)的方向發(fā)展。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 1 緒 論 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力工業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官，也隨之有了很大的發(fā)展。 因為 電能具有便于輸送 、 分配 、 使用 、 控制等優(yōu)點，被 廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn)，世界各國電力工業(yè)發(fā)展和運行的經(jīng)驗告訴我們：電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益就愈好，應(yīng)變事故的能力就愈強(qiáng)。 由于電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，是工 業(yè)的先行，只有電力工業(yè)優(yōu)先發(fā)展，整個國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。 鑒于此， 我 國已 經(jīng) 形成東北、華北、華東、華中、西北和西南聯(lián)營等跨?。▍^(qū)）的聯(lián)合電力系統(tǒng)。根據(jù)我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，目前已形成新的發(fā)展戰(zhàn)略： “ 西電東輸，南北互供，全國性聯(lián)網(wǎng) ” 的發(fā)展戰(zhàn)略。 變電站是匯集電源、升降電壓和分配電力場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。升壓變電站通常是發(fā)電廠升壓部分，緊靠發(fā)電廠。 輸送和分配電能是十分重要的一個環(huán)節(jié)，變電站使電廠或上級電站經(jīng)過調(diào)整后的電能輸送給下級負(fù)荷，是電能輸送的核心部分。 本次設(shè)計的變電站為 220KV降壓雙繞組 變電站，其下級負(fù)荷為 110KV級 地區(qū)負(fù)荷外 及其它負(fù)荷。因此此次220 kV降壓變電所的設(shè)計具有 220 kV、 110 kV 二個電壓等級。本次所設(shè)計的變電所是樞紐變電所，全所停電后，將影響整個地區(qū)以及下一級變電所的供電。 隨著社會的發(fā)展，電能日益被用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常生活中。電能的應(yīng)用規(guī)模也很靈活，以電能作為動力，可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動化，保證產(chǎn)品質(zhì)量的大幅度提高。 經(jīng)過對電力系統(tǒng)的正確分析才能選擇變電站的正確設(shè)計方案，電力系統(tǒng)的分析應(yīng)滿足以下幾點： （ 1）變電站的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程的 5— 10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行做到遠(yuǎn)，近期結(jié)合。 （ 2）變電站的設(shè)計，必須以全出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧 。 （ 3） 變電站的設(shè)計，必須堅持節(jié)約用地的原則。 變電站設(shè)計的必要性及規(guī)模 該變電站除供地區(qū)負(fù)荷外 ,還承擔(dān)鄰近變電所能量傳輸 。設(shè)計方案應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、過度方便、運行靈活、切實可行，以經(jīng)濟(jì)、可靠、質(zhì)量合格和充足的電能來滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門與人民生活不斷增長的需要。系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)審查后，二至三年進(jìn)行編制，但有重大變化時，應(yīng)及時修改。 站址的選擇 盡量靠近負(fù)荷中心，這樣可縮短低壓配電線路，降低損耗； 進(jìn)出線方便，便于變電站站內(nèi)外走線免于復(fù)雜化； 靠近電源側(cè)，這對總降壓變電站和高壓配電站 的站址選擇尤為重要； 設(shè)備運輸方便； 避開劇烈震動和高溫場所，提高安全運行，如不能避開則采取防震和隔熱措施； 避開多塵和有腐蝕性氣體的場所或設(shè)在 去上風(fēng)側(cè)，提高設(shè)備使用壽命； 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室及其他經(jīng)常積水場所的正下方，也不宜與之相貼鄰，防止受潮； 不應(yīng)設(shè)在有爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境的正下方或正上方，以免引起火災(zāi)及其設(shè)備損壞，若不能避開，則應(yīng)按規(guī)定選用防爆防火型設(shè)備，并采取相應(yīng)的安全措施； 高壓配電站宜于 車間變電站合建，可以大大降低費用，并可減少運行維護(hù)費用； 要不妨礙企業(yè)單位的發(fā)展 ，且本身有擴(kuò)建的可能，變電站站址的選擇應(yīng)考慮企業(yè)單位的發(fā)展規(guī)劃，一般宜考慮 10~20 年，既不妨礙企業(yè)或車間的發(fā)展，也使變電站本身有擴(kuò)建的可能，特別對獨立式變電站更應(yīng)考慮到位。系統(tǒng)運行可靠性的破壞，將引起系統(tǒng)設(shè)備損壞或供電中斷，以致造成國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)停頓和人民生活秩序的破壞，甚至發(fā)生設(shè)備和人身事故。 一級負(fù)荷：如停止供電，將會危害生命、損壞 設(shè)備、產(chǎn)生廢品和使生產(chǎn)過程混亂，給國民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失，或者使市政生活發(fā)生重大混亂。 三級負(fù)荷：指所有不屬于一級及二級的負(fù)荷，如非連續(xù)生產(chǎn)的車間及輔助車間和小城鎮(zhèn)用電等。 負(fù)荷資料 （ 1） 系統(tǒng)短路電抗 X*= （ 2） 該變電站除供地區(qū)負(fù)荷外 ,還承擔(dān)鄰近變電所能量傳輸。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 5 第 3 章 主變的選擇 主變臺數(shù) 和容量 的考慮原則 變壓器的容量、臺數(shù)直接影響到變電站的電氣主接線形式和配電裝置的 結(jié)構(gòu)。如果變壓器的容量選擇過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運行電能的損耗，設(shè)備未能充分發(fā) 揮效益；若容量選的過小，將可能滿足不了變電站的電力負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的。 在進(jìn)行主變壓器的選擇之前，應(yīng)該了解變壓器的選擇原則，主要包括變壓器容量、臺數(shù)的確定原則，主變壓器型號的確定原則： 1． 主變壓器的臺數(shù)、容量應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮； 2． 在有一級，二級負(fù)荷的變電站中，應(yīng)該裝設(shè)兩臺主變電壓器。如果變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)中取得足夠能量的備用電源時，可以裝設(shè)一臺主變壓器 ； 3． 裝設(shè)兩臺及其以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開一臺時，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶一級負(fù)荷和部分二級負(fù)荷（一般不應(yīng)小于主變壓器容量的 60%）； 4． 具有三種電壓等級的變電站中，如果通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到主變壓器容量的 15%時，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。規(guī)程規(guī)定：裝有一臺主變電壓器的變電站，當(dāng)一臺主變電壓器運行時，其余主變電壓器的容量應(yīng)不小 于 60%的全部負(fù)荷，并且盡可能保證對 I II 類電力負(fù)荷不間斷供電，即 （ n1） TNS. ≥ 遠(yuǎn) ， 這里的 n 代表變壓器的臺數(shù)。 選擇條件： n TNS. ? jsS 2 TNS. ? jsS = Smax=140MVA TNS. ? jsS = 140=98MVA 所以變壓器的容量選擇 120MVA。而選擇主變壓器的相數(shù)時，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計變電 所的實際情況來選擇。故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。 主變調(diào)壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性， 110KV 及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)： 樞 紐變電 站 二次側(cè)母線的運行電壓控制水平應(yīng)根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電 網(wǎng)額定電壓的 1～ 倍，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過 10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。 調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。由于中低壓側(cè)所供一二級負(fù)荷比重不同，電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。 變壓器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。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0 連接；35KV 亦采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線接地。 由 以上 可 知，此變電站 ： 110KV 和 220KV 側(cè) 都 采用 Y0接 。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運行安全以及對通信線路的干擾。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。 在變電站內(nèi)必須有一臺變壓器中性點接地，故選擇 中性點經(jīng)消弧線圈接地 。 自然風(fēng)冷卻：一般只適用于小容量變壓器。所以，選擇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。8％ 110 2 ??％ 阻抗電壓％ 14 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 9 第 4 章 電氣主接線設(shè)計 主接線選擇的主要原則 基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位，作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所性質(zhì)，電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況，供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運行習(xí)慣等因素。 在確定變電所主接線時要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。因此，我們要重視電氣主接線的設(shè)計 。 一般規(guī)定當(dāng) 220KV 線路有五回及以上、 110KV 線路有 7回及以上是，可采用專有旁路斷路器的帶旁路母線的雙母接線，故 110KV 側(cè)選用專有旁路斷路器的帶旁路母線的雙母接線。 有母線的主接線形式包括單母線和雙母線。 無母線的主接線形式重要有單元接線、橋型接線和角型接線。 主 接線 的選擇 110KV 側(cè) 110kV母線上近期負(fù)荷為 8回出線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》可知， 110kV出線為 8 回及以上時 裝設(shè)專用旁路斷路器。 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》、《發(fā)電廠電氣部分》和原始資料， 110kV 主接線形式如圖 41： 圖 41 110kV主接線形式圖 220KV 側(cè) 110kV～ 220kV 配電裝置出線回路 不超過 2 回 時一般選用單母線接線； 出線回路 3～ 4回 時一般選用單母線分段接線，故 220KV 側(cè) 選用單母線接線與單母線分段接線兩種方案進(jìn)行比較決定。 ② ② 當(dāng)出線為雙回路時，常使用架空線路出現(xiàn)交叉跨越 當(dāng)一回線路故障時 ,分段 斷路器自動將故障段隔離 ,并與旁路配合保證正常段母線不間斷供電 ,不致使重要用戶停電 。 接線簡單， 高壓設(shè)備多 ,占地大 ,投資較方案 I高 。由于本變電站在整個系統(tǒng)中 占有 重要地位，要求保證某些重要的用戶不可中斷供電，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性，綜合考慮，結(jié)合本次設(shè)計具體情況， 220KV 側(cè)選用方案I。短路的結(jié)果將使系統(tǒng)電壓降低、短路回路中電流大大增加，可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和損壞電氣設(shè)備。 概述 電力系統(tǒng)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，因為它們會破壞用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運行。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。 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(jī)會最少。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。 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(jìn)行全面的短路電流計算。 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 13 短路電流計算的一般規(guī)定 短路電流計算的一般規(guī)定是： 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，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 5～ 10 年）。 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動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 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。 短路電流計算基準(zhǔn)值 高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用