【正文】 用電，但考慮變電站附近工農業(yè)用電發(fā)展要求，故也有留有出線備用間隔， 擬定出線間隔 6回：其中站用變 2回，備用 4回 。 六 、待設計變電站 地位及作用 按照先行的原則，依據(jù)遠期負荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建 一 中型 220kV 變電 站 。 第二章 主變壓器的選擇 主變壓器臺數(shù)及額定容量的確定 N的確定 主變臺數(shù)確定的要求： （ 1）對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設兩臺主變壓器為宜。 考慮到該變電站與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，為了保證供電的可靠性，選用兩臺主變壓器，并河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 5 列運行且容量相等。 (2)根據(jù)變電站所帶負荷的性質和電網(wǎng)結構來確定主變壓器的容量。 對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的 60～ 70%。 要求： N178。 當選兩臺主變時單臺主變容量為： STe ≧ Sjs /N=(MVA) 當一臺變壓 器停運時： （ 120/） *100%=82%70% 即一臺變壓器停運時，可保證對 70%負荷供電，考慮變壓器的事故過負荷能力為 40%，可保證全部負荷供電，符合要求。 主變型號的確定 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 6 一、主變壓器相數(shù)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。 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。 二、繞組 個 數(shù)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。 自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多的優(yōu)點：消耗材料聲，造價低，有功和無功的損耗低，效率高，由于高，中壓線圈的自耦聯(lián)系，阻值小，對于系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的作用，可以擴大變壓器的制造容量，便利運輸和安裝。 在大容量的發(fā)電廠用來做高壓和中壓系統(tǒng)之間聯(lián)絡用的變壓器。 三、主變調壓方式的選擇 為了滿足用戶的用電質量和供電的 可靠性， 220KV 及以上網(wǎng)絡電壓應符合以下標準： ①樞紐變電所二次側母線的運行電壓控制水平應根據(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%，事故后不應低于電網(wǎng)額定電壓的 95%。 調壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調壓，調整范圍通常在177。 由于該變電所的電壓波動較大，故選擇 有 載調壓方式。本次設計中中壓側電壓變化較大，主要由主變高壓項中壓側傳輸，低壓冊負荷較小。 四、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。但是三次諧波無通路，將引起正弦波的電壓畸變，對通訊造成干擾，也影響保護整定的準確度和靈敏度。我國規(guī)定 110KV 以上的電壓等級的變壓器繞組常選用中性點直接地系統(tǒng)，而且要考慮到三次諧波的影響，會使電流、電壓畸變。所以應選擇 Yo/Yo/△接線方式。 五、容量比的選擇 由原始資料可知， 110KV 中壓側為主要受功率繞組，而 10KV 側 主要用于所用電以及無功補償裝置，所以容量比選擇為： 100/100/50。 自然風冷卻：一般只適用于小容量變壓器。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。因選擇兩臺主變壓器，選擇容量為： OSFPSZ7— 120210/220 額定電壓：高壓 220177。 %KV，中壓 121KV，低壓 阻抗電壓 %：高 中 1216%， 高低： 2024%， 中低： 610% 容量化為： 100/100/50 空載損耗： 70KW 連接組標號： Y0/Y0/△ 1211 空 載電流： ％ 短路損耗： 320KW 如圖 ： 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 8 二、站用變的選擇 （ 1）站用變容量確定已知站用變容量為 。 （ 2）繞組的 額定電壓：高壓 10KV,低壓 。 （ 4）繞組數(shù)：采用雙繞組變壓器。 型號 額定容量 （ KVA） 額定電壓（ KV） 接線 組別 阻抗 電壓 重量 （ t） 軌距 高壓 低壓 S91000/10 1000 10? 5% Y,y0n 820 第三章 電氣主接線設計 電氣主接線的設計 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。因此，必須正確處理好各方面的關系。 一、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。 二 、靈活性 ：主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 三、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。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。 主 接線的接線方式選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。 單母線接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。 單母接線適用于： 110～ 200KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回， 35～ 63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回， 6～ 10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。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。 單母分段帶旁路母線 接線 這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為 35～ 110KV 的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 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。 外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。當線路故障時需停相應的變壓器。 一個半斷路器接線 兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母線上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。 雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需要相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，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。 帶旁路母線的雙母線接線 雙母線加旁路母線應設專用旁路斷路器，規(guī)定 220KV線路出線回路數(shù)為 4回及以上；110KV 線路回路數(shù)為 6回及以上； 35KV 線路回路數(shù)為 8回及以上。另外，我國曾特別規(guī)定 110220KV 樞紐變電站，當 220KV 出線為 4回或 110KV 出線為 6回時，也可裝設旁路斷路器。 當 110KV 出線為 7回及以上， 220KV 出線在 4回以下時，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。 原始資料： 變電站類型：降壓變電站 電壓等級： 220/110/ 出線情況： 220KV 出線 4 回， 110KV 出線 4 回， 出線 2 回（架空） 負荷性質：一類負荷、工農業(yè)生產及城鄉(xiāng)生活用電 結合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，權衡各種接線方式的優(yōu)缺點，將各電壓登記適用的主接線方式列出： ① 220KV 有 4回進線，由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負荷增長而擬建的。綜合上面對主接線的介紹， 220KV 部分適用的界限方母聯(lián)斷路器 PM 母聯(lián)兼旁路斷路器 Ⅱ M IM 專用旁路斷路器 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 12 式為雙母線帶旁母及 3/2 接線。 ③ 部分定為單母線分段。 故 10KV 采用單母分段連接。 方案二： 220KV 采用 3/2 接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母 接線 ， 為單母分段接線。 方案四： 220KV 采用 雙母帶旁母 接線， 110KV 采用雙 母 帶 旁母 接線， 10KV 為單母分段接線。 220kv 雙母帶旁路，并設專用的旁路斷路器，其經濟性相對來是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會破壞雙母線 運行的特性，繼電保護也比較容易配合，相對來可靠性即提高了。 110KV 采用雙母帶旁路，并且設計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母線接線的固有運行方式，及不致影響停電，并設專用的旁路斷路器，其經濟性相對來 是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會破壞雙母線運行的特性，繼電保護也比較容易配合，相對來可靠性即提高。 經過從供電可靠性方面比較，淘汰了 供電可靠性不符合要求的接線，剩余兩種接線，方案二： 220KV 采用 3/2 接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母接線， 為單母分段接線 ； 方案四： 220KV 采用雙母帶旁母接線， 110KV 采用雙母 帶 旁母接線， 10KV為單母分段接河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 13 線。因此，最優(yōu)方案為 220Kv、 110Kv雙母帶旁路， 10Kv 單母分 段。常見的接地方式有直接接地、經消弧線圈接地和不接地。經消弧線圈接地可免除不接地系統(tǒng)由于電容電流過大引起的過電壓。 因此，本變壓器 220Kv、 110Kv 中性點經接地刀閘接地，以便運行調度。 第四章 短路電流計算 一、短路電流計算的目的 在變電所和發(fā)電廠的電氣設計中，短路電流計算是一個重要環(huán)節(jié)。 在選擇電器主接線時，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，需要進行必要的短路電流計算。 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 15 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。 在選擇繼電保護和整定計算式，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 Uzd ≥ Ue Uzd ：制造廠保證的最高工作電壓， KV Ue ：斷路器的額定電壓， KV Ie ≥ Ig Ie ：斷路器的額定電流， A Ig ：回路持續(xù)工作電流， A Sdn ≥ S ； Ikd ≥ I Sdn 、 Idn ： 斷路器的額定斷電流容量和斷流量 S 、 I ： Os 短路容量和次暫態(tài) 電流 二、 220KV 側斷路器的選擇和校驗 考慮到設備的統(tǒng)一性，所有 220KV 側斷路器均選用同一型號，其額定電壓，額定電流及開斷電流均按母聯(lián)斷路器最嚴重運行狀態(tài)選擇。 校驗公式：要 求 2 *tdI t Q? 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 17 求短路電流的計算時間 tjs tjs =td +tb tb ：主保護動作時間 td ：斷路器 固有分 斷 時間 1） LW6220 型斷路器熱穩(wěn)定校驗 （ 1）主保護動作時間 tb =， td = tjs =td +tb =+=（ S） ? =I /I? =查周期分量等值時間曲線可知 tjz = ＜ tjs ＜ 1S ，故應考慮非周期分量的熱效應，有： tjf =?2 =* =（ S） 即得短路電流的發(fā)熱量為： Qd =I?2 （ tjz +tjf ） = *（ +） =1。 （ 2）斷路器的后備保護動作時 tb = td = tjs =td +tb =+=（ S） ? =I /I? =查周期分量等值時間曲線可知 tjz = 由于 tjs ＞ 1S，故可略去非周期分量的熱效應，?。?tjf =0（ S） 短路電流的發(fā)熱量為： Qd =I?2 （ tjz +tjf ） = *=（ KA2 S） 斷路器允許熱效應： Qxu = 6400（ KA2 S） 所以， Qd ＜ Qxu ，故當主保護拒動時，也可滿足熱穩(wěn)定要求。 1． 110KV 側斷路器的選擇 110KV 側斷路器要求：額定電壓 110KV， Ie ＞ ,開斷電流 Ikd ＞ ,根據(jù)要求，選用 LW6110 型斷路器，其參數(shù)如下表： 河北 XX 大學畢業(yè)設計（論文 ） 18 型號 額定電壓（ KV） 額定電流 I（ KA） 額定開斷電流（ KA） 動穩(wěn)定電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 固有分閘時間（ S） 全開 斷時 （ S） LW6110/3150 110 125 50 2． 短路動穩(wěn)定校