【正文】 設(shè)計(jì)、研究成果， 掌握變電所設(shè)計(jì)的過程和方法，并歸納、創(chuàng)新出自己的研究方案。 （ 1）主變?nèi)萘亢托吞?hào)的選擇是根據(jù)負(fù)荷發(fā)展的要求。 （ 2）電氣主接線的設(shè)計(jì)確定主接線的形式對(duì)變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、供電可靠性、運(yùn)行靈活性、檢修是否方便以及經(jīng)濟(jì)性等都起著決定性作用。主接線必須滿足可靠 性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。靈活性的基本要求是滿足調(diào)度時(shí)靈活性的要求，滿足檢修時(shí)靈活性的要求以及滿足擴(kuò)建時(shí)靈活性的要求，大的電力工程往往要分期建設(shè)，從最初的主接線過渡到最終的主接線，每次過渡都應(yīng)該比較方便，對(duì)已運(yùn)行部分影響小，改建的工程量不大。并將計(jì)算值 列表備用。應(yīng)選擇的電氣設(shè)備如下：各電壓等級(jí)的母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓及電流互感器。對(duì)于軟母線來說不用校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定，對(duì)于開關(guān)來說不用校驗(yàn)其開斷能力。 本論文中待設(shè)計(jì)的變電站是一座降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。 本論文《 110KV 某市變電站電氣部分設(shè)計(jì)》，首先通過對(duì)原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負(fù)荷選擇主變壓器，同時(shí)根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進(jìn)行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。再根據(jù)計(jì)算結(jié)果及各電壓等級(jí)的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等）。確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益 。由于任務(wù)書給定 的是一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站，而且每個(gè)電壓等級(jí)的負(fù)荷均較大，故采用三繞組變壓器 2 臺(tái)，運(yùn)行主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 1020 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。通常每臺(tái)變壓器容量應(yīng)當(dāng)在當(dāng)一臺(tái)變壓器停用時(shí)，另一臺(tái)容量至少保證對(duì) 60%負(fù)荷的供電，并考慮事故過負(fù)荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時(shí)可承擔(dān) 100%的負(fù)荷。 (Sm 為變電站最大負(fù)荷 )考慮變壓器有 倍事故過負(fù)荷 能力，則*=78%，即退出一臺(tái)時(shí)，可以滿足 78%的最大負(fù)荷。在兩小時(shí)內(nèi)進(jìn)行調(diào)度，使主要負(fù)荷減至正常水平。 Sn=25000%=125KVA滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 選 SJL1160 型，選擇結(jié)果如表 22： 表 22 站用變壓器參數(shù)表 型號(hào)及容量(KVA) 低壓側(cè)額定電壓(KV) 連接組 損耗(KW) 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 總重(t) 備注 空載 短路 SJL1160 Y/Y012 4 3 ： 兩臺(tái)主變可方便于運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備的檢修同時(shí)能滿足站用負(fù)荷的供電要 兩臺(tái)求。繞組的確定本站具有三種電壓等級(jí)，且通過主變各側(cè)繞組功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，故選三繞組變壓器。采用 “△ ”接線的目的就是為三次諧波電流提供通路，保證主磁通和相電勢(shì)接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時(shí)限制諧波向高壓側(cè)轉(zhuǎn)移。它對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性等都有重大影響。因事故被迫停電的機(jī)會(huì)也少，事故后的影響范圍越小，主接線的可靠性就越高。主接線的靈活性表現(xiàn)在：能，滿足調(diào)度靈活，操作方便的基本要求，可以方便地投入或切除某些機(jī)組、變壓器或線路，還能滿足系統(tǒng)在事故檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求，不致過多影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在滿足上述要求后，應(yīng)使接線的投資和運(yùn)行費(fèi)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站所在電力系統(tǒng)中的地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特 點(diǎn)等條件確定。 主接線可靠性的要求 ： 可靠性的工作是以保證對(duì)用戶不間斷的供電。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。評(píng)價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是：斷路器檢修時(shí)是否影響停電； 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否對(duì)重要用戶的供電；變電 站全部停電的可能性?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶的供電?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無(wú)論一次和二次設(shè)備改造量最少。 中壓側(cè)有 4 回出線，低壓側(cè)有 9 回出線，均可以采用單母線、單母分段、單母分段帶旁路和雙母線接線。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。單母線分段接法可以提供單母線運(yùn)行，各段并列運(yùn)行，各段分列運(yùn)行等運(yùn)行方式，便于分段檢修母線，減小母線故障影響范圍。 當(dāng)然這種接線也有它本身的缺點(diǎn)，那就是在檢修母線或斷路器時(shí) 會(huì)造成停電，特別在夏季雷雨較多時(shí)，斷路器經(jīng)常跳閘，因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)，這使得這個(gè)問題更加突出。該接線形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，線路的投入和切除比較方便。但是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該臺(tái)變壓器相連的兩臺(tái)斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障的運(yùn)行。 35KV 和 10KV 與方案 A 一致。與內(nèi)橋法一樣 ,該接線形式所用斷路器少，四個(gè)回路只需三個(gè)斷路器，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 但當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或是檢修時(shí)，能快速的切除故障變壓器，不會(huì)造成對(duì)無(wú)故障變壓器的影響。此外，當(dāng)電網(wǎng)有穿越性功率經(jīng)過變電站時(shí)，也采用外橋接線。該接線方法具有單母分段接線優(yōu)點(diǎn)的同時(shí) , 可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線，從而得到較高的可靠性。 但同時(shí)我們也看到 ,增加了一組母線和兩個(gè)隔離開關(guān)，從而增加了一次設(shè)備的投資。 10KV 側(cè)：采用雙母線接線。 缺點(diǎn)：增加一組母線和多個(gè)隔離開關(guān)，一定程度上增加一次投資。 主接線方案的確定 通過分析原始資料 ,可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要 ,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高 ,因此主接線要求有較 高的可靠性和調(diào)度的靈活性 .根據(jù)以上各個(gè)方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較 ,兼顧可靠性，靈活性 ,我選擇方案 A 與方案 C。 外橋接線： a 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需要三臺(tái)斷路器。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠 、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。任何一臺(tái)變壓器或線路故障或停運(yùn)時(shí)，不影響其他回路的運(yùn)行；分段斷路器運(yùn)行時(shí)，兩端母線需解列運(yùn)行，全部斷電的可能性稍小一些，不易誤操作。優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需要三個(gè)斷路器。適用范圍：適用于較小容 量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況。因此最終確定采用但母線分段接線經(jīng)綜合分析，決定選方案 A 作為最終方案，即 1 3 KV 側(cè)均采用單母線分段接線。在發(fā)生短路是可能產(chǎn)生一下后果： （ 1）通過故障點(diǎn)的短路電流和所燃起的電弧，使故障原件損壞； （ 2）短路電流通過非故障原件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命； （ 3）電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低 ，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量； （ 4）破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方 面：電氣主接線的比較。在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)的安全距離。 短路電流計(jì)算方法 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。三相短路用文字符號(hào) k 表示。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 110KV 母 線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖 23： 圖 23 K1 點(diǎn)短路等值圖 X? *=Xs= XL*1= Xjs=Xmd ??bnSS= 因?yàn)?Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = bI = 11531003 ??bbUS = KA nI = bI ??bnSS= KA I = I * nI == KA = * nI == KA ?I = ?I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3 ? 110= MVA 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 35KV 母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 圖 24K2 點(diǎn)短路等值圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖 2 25： X? *=X3=XS 2 21 ???? XX = Xjs=Xmd ??bnSS= 因?yàn)?Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = bI = 3731003 ??bbUS = KA nI = bI ??bnSS = KA I = I * nI == KA 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 = * nI == KA ?I = ?I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3 ? 35= MVA 10KV 母線短路點(diǎn)的短路計(jì)算 圖 25 K3 點(diǎn)短路等值圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖 2 27： X? *=X4=31133131131 ))(( XXXXXX XXXXXXDDS ????? ???? = ))(( ???? ???? = 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 Xjs=Xmd ??bnSS= 因?yàn)?Xjs=〈 3 所以查表得： I * = * = ?I * = 1I * = bI = ??bbUS = KA nI = bI ??bnSS = KA I = I * nI == KA = * nI == KA ?I = ?I * nI == KA 1I = 1I * nI == KA ich= I == KA ioh= I == KA S = 3 I Un= 3 ? 10= MVA 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 4 章主設(shè) 備選擇及校驗(yàn) 由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途以及工作條件各異，因此他們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也完全不相同。應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境校核。同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合同，特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓6220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓 110330KV 電網(wǎng)，可選用 SF6 或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。t dz≤It178。t dz== It178。t dzIt178。 110KV 進(jìn)線斷路器 11 112 的選擇及校驗(yàn) 1．電壓：因?yàn)?Ug=110KV Un=110KV 所以 Ug= Un 2．電流：查表 31 得： =＝ 108A 選出斷路器型號(hào)為 SW41101000 型。 35KV 母線斷路器 1 13 132 的選擇及校驗(yàn) 1．電壓：因?yàn)?Ug=35KV Un=35KV 所以 Ug= Un 2．電流：查表 31 得： =＝ 433A 選出斷路器型號(hào)為 ZW235600 型，如表 33： 表 33 35KV 母線斷路器參數(shù)表 型號(hào) 電壓(KV) 額定電流(A) 額定斷開 電流(KA) 動(dòng)穩(wěn)定電流(KA) 4s 熱穩(wěn)定電流(KA) 合閘時(shí)間(s) 固有分閘時(shí)間(s) 額定 峰值 ZW235 35 600 17 因?yàn)?In=600A ==433A 所以 In 3．開斷電流： Idt≤Ikd 因?yàn)?Idt= Ikd= 所以 IdtIkd 4．動(dòng)穩(wěn)定： ich≤im