【正文】 設計、研究成果， 掌握變電所設計的過程和方法，并歸納、創(chuàng)新出自己的研究方案。 （ 1）主變?nèi)萘亢托吞柕倪x擇是根據(jù)負荷發(fā)展的要求。 （ 2）電氣主接線的設計確定主接線的形式對變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、供電可靠性、運行靈活性、檢修是否方便以及經(jīng)濟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)濟性三項基本要求。靈活性的基本要求是滿足調(diào)度時靈活性的要求，滿足檢修時靈活性的要求以及滿足擴建時靈活性的要求，大的電力工程往往要分期建設，從最初的主接線過渡到最終的主接線，每次過渡都應該比較方便，對已運行部分影響小，改建的工程量不大。并將計算值 列表備用。應選擇的電氣設備如下：各電壓等級的母線、斷路器、隔離開關、電壓及電流互感器。對于軟母線來說不用校驗其動穩(wěn)定，對于開關來說不用校驗其開斷能力。 本論文中待設計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，擔負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務。 本論文《 110KV 某市變電站電氣部分設計》，首先通過對原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負荷選擇主變壓器，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種待選主接線方案進行了技術比較，淘汰較差的方案，確定了變電站電氣主接線方案。再根據(jù)計算結果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行主要電氣設備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關、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)絡經(jīng)濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟效益 。由于任務書給定 的是一個三個電壓等級的變電站，而且每個電壓等級的負荷均較大，故采用三繞組變壓器 2 臺，運行主變壓器的容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 1020 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。通常每臺變壓器容量應當在當一臺變壓器停用時，另一臺容量至少保證對 60%負荷的供電，并考慮事故過負荷能力選擇變壓器容量，亦即短路時可承擔 100%的負荷。 (Sm 為變電站最大負荷 )考慮變壓器有 倍事故過負荷 能力，則*=78%，即退出一臺時，可以滿足 78%的最大負荷。在兩小時內(nèi)進行調(diào)度，使主要負荷減至正常水平。 Sn=25000%=125KVA滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 選 SJL1160 型，選擇結果如表 22： 表 22 站用變壓器參數(shù)表 型號及容量(KVA) 低壓側額定電壓(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 ： 兩臺主變可方便于運行維護和設備的檢修同時能滿足站用負荷的供電要 兩臺求。繞組的確定本站具有三種電壓等級，且通過主變各側繞組功率均達到該變壓器容量的 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接近正弦波，附加損耗和局過熱的情況大為改善，同時限制諧波向高壓側轉移。它對電氣設備選擇、配電裝置的布置及運行的可靠性和經(jīng)濟性等都有重大影響。因事故被迫停電的機會也少，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組、變壓器或線路，還能滿足系統(tǒng)在事故檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求，不致過多影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在滿足上述要求后，應使接線的投資和運行費達到最經(jīng)濟。 主接線設計的基本要求 變電站的電氣主接線應根據(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、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設備特 點等條件確定。 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、二次部分在運行中可靠性的綜合。評價主接線可靠性的標志是：斷路器檢修時是否影響停電； 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否對重要用戶的供電；變電 站全部停電的可能性。可以靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最少。 中壓側有 4 回出線，低壓側有 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。當一段母線發(fā)生故障，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行，各段并列運行，各段分列運行等運行方式，便于分段檢修母線，減小母線故障影響范圍。 當然這種接線也有它本身的缺點，那就是在檢修母線或斷路器時 會造成停電，特別在夏季雷雨較多時，斷路器經(jīng)常跳閘，因此要相應地增加斷路器的檢修次數(shù)，這使得這個問題更加突出。該接線形式所用斷路器少，四個回路只需三個斷路器，具有可觀的經(jīng)濟效益。因此，線路的投入和切除比較方便。但是當變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回未發(fā)生故障的運行。 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，四個回路只需三個斷路器，具有可觀的經(jīng)濟效益。 但當任一臺變壓器故障或是檢修時，能快速的切除故障變壓器，不會造成對無故障變壓器的影響。此外，當電網(wǎng)有穿越性功率經(jīng)過變電站時，也采用外橋接線。該接線方法具有單母分段接線優(yōu)點的同時 , 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。 但同時我們也看到 ,增加了一組母線和兩個隔離開關，從而增加了一次設備的投資。 10KV 側：采用雙母線接線。 缺點：增加一組母線和多個隔離開關，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 ,年運行小時數(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)以上各個方案的初步經(jīng)濟與技術性綜合比較 ,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：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需要三臺斷路器。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠 、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。任何一臺變壓器或線路故障或停運時，不影響其他回路的運行；分段斷路器運行時，兩端母線需解列運行，全部斷電的可能性稍小一些，不易誤操作。優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需要三個斷路器。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)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。其計算的目的主要有以下幾個方 面：電氣主接線的比較。在設計屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗軟導線的相間和相對的安全距離。 短路電流計算方法 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，造成的危害也最嚴重。三相短路用文字符號 k 表示。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 110KV 母 線短路點的短路計算 網(wǎng)絡化簡如圖 23： 圖 23 K1 點短路等值圖 X? *=Xs= XL*1= Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 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)技術學院畢業(yè)設計 10 35KV 母線短路點的短路計算 圖 24K2 點短路等值圖 網(wǎng)絡化簡如圖 2 25： X? *=X3=XS 2 21 ???? XX = Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 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)技術學院畢業(yè)設計 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 母線短路點的短路計算 圖 25 K3 點短路等值圖 網(wǎng)絡化簡如圖 2 27： X? *=X4=31133131131 ))(( XXXXXX XXXXXXDDS ????? ???? = ))(( ???? ???? = 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 Xjs=Xmd ??bnSS= 因為 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)技術學院畢業(yè)設計 13 第 4 章主設 備選擇及校驗 由于電氣設備和載流導體的用途以及工作條件各異，因此他們的選擇校驗項目和方法也完全不相同。應滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境校核。同類設備應盡量減少品種。 選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的實驗數(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)品應經(jīng)上級批準。根據(jù)我國當前制造情況，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，大容量機組釆用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。t dz≤It178。t dz== It178。t dzIt178。 110KV 進線斷路器 11 112 的選擇及校驗 1．電壓：因為 Ug=110KV Un=110KV 所以 Ug= Un 2．電流：查表 31 得： =＝ 108A 選出斷路器型號為 SW41101000 型。 35KV 母線斷路器 1 13 132 的選擇及校驗 1．電壓：因為 Ug=35KV Un=35KV 所以 Ug= Un 2．電流：查表 31 得： =＝ 433A 選出斷路器型號為 ZW235600 型，如表 33： 表 33 35KV 母線斷路器參數(shù)表 型號 電壓(KV) 額定電流(A) 額定斷開 電流(KA) 動穩(wěn)定電流(KA) 4s 熱穩(wěn)定電流(KA) 合閘時間(s) 固有分閘時間(s) 額定 峰值 ZW235 35 600 17 因為 In=600A ==433A 所以 In 3．開斷電流： Idt≤Ikd 因為 Idt= Ikd= 所以 IdtIkd 4．動穩(wěn)定： ich≤im