【正文】 短路電流表 .............................................................................. 41 第六章 電氣設備選擇計算 ............................................................................................. 42 高壓斷路器的選擇計算 .................................................................................... 42 220KV側 斷路器 .............................................................................................. 42 110KV側斷路器 .............................................................................................. 43 隔離開關的選擇計算 ......................................................................................... 45 220KV側隔離開關 .......................................................................................... 45 110K側隔離開關 ............................................................................................. 46 母線的選擇計算 ................................................................................................ 47 220KV側母線的選擇 ....................................................................................... 47 110KV側母線的選擇 ....................................................................................... 49 10KV側母線接線選擇 ..................................................................................... 50 總結 ............................................................................................................................... 51 參考文獻 ........................................................................................................................ 52 附圖 ............................................................................................................................... 53 IV 設計任務書 設計題目 ： 220kV 變電所電氣一次部分初步設計 設計內容 ：根據(jù)所給定的設計資料，設計一個 220kV變電所的電氣一次部分，包括： 1. 確定電氣主接線； 2. 確定主變壓器的臺數(shù)、容量和型式； 3. 確定所用電接線、 所用變壓器的臺數(shù)、容量和型式； 4. 確定各電壓級的配電裝置型式； 5. 確定電壓互感器和電流互感器的配置； 6. 選擇各電壓級各主要電氣設備。 2. 編寫技術設計計算書，包括： a) 負荷計算及變壓器容量選擇； b) 短路電流計算書； c) 主要電氣設備選擇計算書。 2）擬建變電所概況 L1220kVS1Xc1S2Xc2L2 L3110kV 10kV(預留）擬建變電所 系統(tǒng)與線路參數(shù)表 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 線路參數(shù) S1(MVA) xc1 S2(MVA) xc2 L1(kM) L2(kM) L3(kM) 第 1 組 1800 .38 2200 .41 60 70 74 第 2 組 1850 .36 1950 .42 40 65 68 第 3 組 1780 . 42 2150 .43 50 55 65 第 4 組 1860 .40 2050 .41 55 65 56 3）地區(qū)自然條件 年最高氣溫 40 ℃ 年最低氣溫 － 5 ℃ 年平均氣溫 18 ℃ 4）出線方向 220kV 向北 110kV 向西 10kV 向東南 三、負荷資料 1） 220kV線路 3 回，另預留 1 回備用。 2） 110kV線路 8 回，其中 2 回留作備用。 110kV線路負荷資料 名稱 最大負荷（ MW） cosφ 回路數(shù) 2 組 4 組 VI A廠 36 38 0． 9 2 B 廠 33 35 0． 9 2 A變電所 28 26 0． 9 1 B 變電所 28 30 0． 9 1 C 變電所 26 32 0． 85 1 D 變電所 27 24 0． 85 1 上表中各負荷間的同時系數(shù)為 0． 9。架空。 4） 110kV各負荷與 10kV 各負荷間的同時系數(shù)為 0． 9。 變電所主 接線選擇的主要原則。 ，當 35～ 220kV 線路為雙回時，若無特殊要求，該電壓等級的主接線均采用橋形接線。若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。 ，則應增加相應的旁路設施，其原則基本同前。 、檢修周期長的斷路器以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設旁路設施。 3 500kV 變電所的主接線，根據(jù)目前設備的制造運行水平，采用的接線方式有：一個半斷路器接線，雙母線多分段帶旁路母線接線，多角形接線等。 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關等）故障時檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線的供電。 單母線分段接線 優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。擴建時需向兩個方向均衡擴建。 雙母線接線 優(yōu)點： 1）供電可靠 ,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要。向雙母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原 有回路的停電。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。 適用范圍： 610KV 配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時； 35KV配電裝置，當出線回路數(shù)超過 8回時，或連接的電源較多、負荷較大時； 110220KV配電裝置，出線回路數(shù)為 5回 及以上時，或 110220KV 配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為 4回及以上時。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴建優(yōu)點。占地面積較大。 內橋形接線 優(yōu)點：高壓斷器 數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 缺點：線路的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時 10 停運。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并 且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。 （ 2）運行方式靈活。 缺點： （ 1） 斷路器多，投資大。 適用范圍：在超高壓電網(wǎng)中得到了廣泛的應用，在 330500kv 電壓當進出線為 6 回及以上，配電裝置在系統(tǒng)中有重要地位時一般宜采用一臺半斷路器接線。 220KV 采用雙母接線方式，它具有供電可靠，調度靈活，擴建方便等特點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。 11 圖 220KV 雙母線接線圖 由原始材料可知， 110KV 線路 8回，其中 2 回備用。 圖 110KV 雙母線接線圖 由原始材料可知， 10KV 線路 12回，另預留 2回備用。 圖 10KV 單母線分段接線圖 12 所用電接線 所用電壓等級的確定 因為所用負荷中最大負荷最大負荷為 20Kw，小于 100Kw。 變電所的所用電負荷，一般都比較小，其可靠性要求不如發(fā)電廠那樣高。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，本變電所的所用電壓等級確定為 380/220V,采用動力和照明混合供電方式 。 應盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應盡量避免引起全所停電事故。 應便于分期擴建或連續(xù)施工，要結合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 根據(jù)所用電壓的等級的確定，從 10KV 母線上分段引接。當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。把所受的功率通過主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時增大了占用面積，和配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機 15 率較小。故選 擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性 。 考慮將來的負荷可能會超出本來的預算，為了有所發(fā)展的余地，選擇的主變壓器的容量為 240MVA。 一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。 自耦變壓器 :它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當高壓側發(fā)生過電壓時 ，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時，它同樣進入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應過電壓。因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同。由于本次設計的變電所所需裝設兩臺變壓器并列運行。而 自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動為177。 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?shù)蛪簜壤@組產(chǎn)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(chǎn)生巨大的短路機械應力。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。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。所以，本次設計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。 通常，發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調壓，因為可以通過調節(jié)電機勵磁來實現(xiàn)調節(jié)電壓。由于大容量機組廠用高壓變壓組多為 △ /△接線方式，在△接線方式下調壓技術比較復雜，可靠性差，因而為確保系統(tǒng)電壓變動時，保證廠用電系統(tǒng)電壓在允許范圍內，在國內外均有采用主變壓器為有載調壓的工程實例。 容量在 350MV?A及以上的特大變壓器一般采用 強迫油循環(huán)導向冷卻。 17 綜上所述和查有關變壓器型號手冊所選主變壓器的技術數(shù)據(jù)如表 所列。 8 % 121 額定容量 MVA 240 240 72 阻抗電壓％ 高－中 高－低 中－低 采用兩臺變壓器接在 220KV電壓母線上 所用變臺數(shù)、容量和型式的確定 系統(tǒng)正常運行時，備用電源不工作，稱為明備用；系統(tǒng)正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用，暗備用實際上是兩個工作電源的互為備用。 所用變壓器臺數(shù)的選擇 根據(jù)主接線的接線方式，適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺所用變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔的負荷保證全變電