【正文】 的原 始資料確定變電所的主接線；通過負(fù)荷計算確定主變壓 器臺數(shù)、容量及型號。同時完成配電裝置的布置、防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計。 through the calculations of load to determine the main transformers39。 at the same time I plete the design about the distribution devices39。此設(shè)計任務(wù)旨在體現(xiàn)對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力，同時檢驗本專業(yè)學(xué)習(xí)四年以來的學(xué)習(xí)結(jié)果。通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了 110kV， 35kV， 以及站用電的主接線，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，在根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算結(jié)果，對設(shè)備進(jìn)行了選型校驗，同時考慮到系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置，因此對繼電保護(hù)做了簡要說明。 變電所是電力轉(zhuǎn)換站，用以提高或降低電壓，并分配用電量。從發(fā)電廠送電到用戶家中的過程中， 車輛在上高速公路前須在交流道先行加速；同理，電廠發(fā)出的電要先經(jīng)過變電所升高電壓才可大量快速的輸送。 ． 2 電源的基本情況 1．電源分析 與本所相連接的電源有兩個 110KV，具體情況如下： 1） 電源 1：來自地區(qū)變電所 110KV 母線，發(fā)電機(jī)容量可視為無線大，地區(qū)變電所 110KV 母線最大短路容量 2700MVA，最小短路容量 2300MVA，距離本所 35KM。 ． 3 用戶的基本情況 1） 負(fù)荷參數(shù)表 負(fù)載名稱 統(tǒng)計容量 負(fù)荷性質(zhì) 需要系數(shù) 自然功率因數(shù) 供電距離 1車間 850 1類 2車間 1450 3車間 1400 1類 4車間 1700 5車間 1900 2類 6車間 1200 1類 2） 35KV 負(fù)荷參數(shù) 負(fù)載名稱 統(tǒng)計容量 需用系數(shù) 自然功率因數(shù) 供電距離 用戶 1 3000 用戶 2 4000 用戶 3 4500 用戶 4 2500 本變電所的設(shè)計原則 變電所的所用電是變電所的重要負(fù)荷，因此，在所用電設(shè)計時應(yīng)按照運(yùn)行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電所發(fā)展規(guī)劃，妥善解決因建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電所安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第二章 負(fù)荷計算與無功功率補(bǔ)償 要選擇主變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù) 工作電流。 1)各組負(fù)荷計算公式 ： 有功功率 P＝ Kx∑ Pei 無功功率 Q=P tgΦ 視在功率 S= 22 QP ? 式中：∑ Pei:每組設(shè)備容量之和， KW； Kx:需用系數(shù)； CosΦ :功率因數(shù) 2) 總負(fù)荷的計算： 有功功率： P∑ =Kt∑ P 無功功率： Q∑ =Kt∑ Q 視在功率： S∑ = 22 ?? ?QP 自然功率因數(shù)： COSΦ 1 = P∑ / S∑ 式中： Kt:組間同時系數(shù)，取為 ～ ． 1 負(fù)荷計算 表 負(fù)荷計算結(jié)果 負(fù)載名稱 裝機(jī)容量 負(fù)荷性質(zhì)（類別） 需用系數(shù) 功率因 數(shù) 實際容量 供電距離（ km） P(kW) Q(kvar） S（ kVA） 1 車間 850 1類 323 409 521 2 車間 1450 1類 725 967 1208 3 車間 1400 1類 658 877 1097 4 車間 1700 2類 867 1156 1445 5 車間 1900 2類 969 1292 1615 6 車間 1200 1類 480 607 774 全廠總負(fù)荷 8500 4022 5308 6660 考慮同時系數(shù)總負(fù)荷 7650 3620 4777 5994 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 35KV 的負(fù)荷計算 表 負(fù)荷計算結(jié)果 變壓器的選擇 ． 1 變壓器臺數(shù)的 由原始資料可知，我們本次設(shè) 計的變電站是一個位于城鎮(zhèn)邊的 110KV 降壓變電所，主要是接受 110KV，通過主變向 35KV 和 線路輸送，是一個一般的地區(qū)變電站。因此選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠性 為了提高供電的可靠性，防止因一臺主變故障或檢修時影響整個變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故障而造成對用戶的停電。 ． 2 變壓器容量的選擇 根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。所以，兩臺主變壓器應(yīng)各自承擔(dān) 15MVA。 故選兩臺 的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求 ． 3 主變相數(shù)的選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素，特別是大型變壓器尤其需要考慮其運(yùn)輸可能性保證運(yùn)輸尺寸不超過遂洞、涵洞、橋洞的允許通 過限額，運(yùn)輸重量不超過橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時，在 330KV 及以下的變電所均應(yīng)選用三相變壓器。本次所設(shè)計的變電所具有三種電等級，中、低壓側(cè)負(fù)荷容量均為主變壓器容量的 15%以上，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量，及占地面積等因素，因此選擇三繞組變壓器。 綜上分析，本次設(shè)計的變電所選擇普通三繞組變壓器。切換方式有兩種：不帶電切換稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%。 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(yùn)行。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 YO 連接， 35KV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地， 35KV 以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 本次設(shè)計的變電所的三個電壓等級分別為 110KV、 35KV 和 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 ，所以選用主變的接線組別為 YN,yn0,d11 接線方式。 主變壓器一般 采用的冷卻方式有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻 ,小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻 ,大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本體尺寸，其缺點(diǎn)是這樣的冷卻方式要有一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量大。 綜上所述，故選擇主變型號為 SSZ10－ 15000/110 變壓器。電力系統(tǒng)要求用 戶的功率因數(shù)不低于 ，因此，必須采取措施提高功率因數(shù)。電氣主接線設(shè)計是依據(jù)變電所的最高電壓等級和變電所的性質(zhì)，選擇出某種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關(guān)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(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全 部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。 單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。 單母分段帶旁路母線 這種接線方式在進(jìn)出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35110KV 的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回 線路的暫時停運(yùn)；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運(yùn)。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 外橋形接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。高壓側(cè)斷路器檢修時，變壓器較長時期停運(yùn)。 雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 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(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。向雙母線的左右任何的一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)個別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗時，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān) 作為倒換操作電器，容易誤操作。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 適用范圍： 610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時； 35KV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多、負(fù)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(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。占地面積較大。 電氣主接線的選擇 電氣主接線 根據(jù)資料顯示 ,由于 的出線為 6 回，其中所用電 6 回，且有一類負(fù)荷，可以初步選擇以下兩種方案： 1)單母分段帶旁母且分段斷路器兼作旁路斷路器 , 6～ 10kV 配電裝置出線回路數(shù)目為 6 回及以上時，如果 有一類負(fù)荷可采用單母線分段帶旁路接線 , 如圖 。 圖 雙 母線接線 表 主接線方案比較 方案 項目 方案Ⅰ 單母分段帶旁母 方案Ⅱ 雙母接線 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 技術(shù) ① 不會造成全所停電 ② 調(diào)度靈活 ③ 保證對重要用戶的供電 ④ 任一斷路器檢修，可以用利用旁路不會造成停電 ⑤ 擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建 ①供電可靠 ②調(diào)度靈活 ③擴(kuò)建 方便 ④便于試驗 ⑤易誤操作 經(jīng)濟(jì) ①占地少②設(shè)備少 ③可選擇用分段斷路器兼作旁路斷路器 ①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ②投資和占地面大 經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。 35kV 電氣主接線 根據(jù)資料顯示 ,由于 35KV 的出線為 4 回，一類負(fù)荷較多，可以初步選擇以下兩種方案： 1）單母分段帶旁母接線且分段斷路器兼作旁路斷路器，電壓等級為 35kV～ 60kV，出線為 4～ 8 回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案Ⅰ。 上述兩種方案如圖 及圖 所示。 圖 單母線分段接線 表 110KV 主接線方案比較 ` 方案Ⅰ內(nèi)橋接線 方案Ⅱ單 母分段 技術(shù) ①接線清晰簡單 ②調(diào)度靈活，可靠性不高 ① 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡單這一特性?？蛇x用投資小的方案Ⅰ 。 短路計算的目的 1）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。 3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 經(jīng)濟(jì) ①占地少 ②使用的斷路器少 ①設(shè)備少、投資小 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 根據(jù)《導(dǎo)體的電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》和《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，短路電流計算公式如下 ： 基準(zhǔn)電流ddd USI 3? 基準(zhǔn)電抗ddd IUX 3? 短路電流有效值)(39。Kdk X IIII?? ??? 沖值電流 39。39。 IIKi shsh ???? 短路全電流 39。51..1 II sh ?? 系統(tǒng)阻抗值kdSSX ? 線路阻抗值202 CdUSLXX ?? 各繞組等值電抗 S(12)U%取 17％， S(23)U%取 6％， S(31)U%取 ％ S 1 S ( 1 2) S ( 3 1) S ( 2 3)1U % = U % + U % U %21 17 10 .5 6) 10 .7 52?? ? ?（ ） = （ S 2 S ( 1 2) S ( 2 3) S ( 3 1)1U % = U % + U % U %21 17 6 10 .5 ) 6. 252?? ? ?（ ） = （ S 3 S ( 2 3) S (