【正文】 電廠之間，變壓器尺寸是否超過運(yùn)輸途中的隧洞、涵洞、橋洞的允許通過限額；變壓器重量是否超過運(yùn)輸途中車輛、船舶、碼頭、橋梁等運(yùn)輸工具或基礎(chǔ)設(shè)施的允許承受能力。二、繞組數(shù)的確定一般當(dāng)最大機(jī)組容量為 125MW 及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，亦可選用自耦變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量達(dá)不到額定容量的 15%時則選用兩臺雙繞組變壓器。三、繞組接線組別的確定變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。因此，變壓器的三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體的工程來確定。在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素。由于國內(nèi)外電力水平的發(fā)展，近年來，國內(nèi)外亦有采用全星性接線組別的變壓器。通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。2﹪以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30﹪，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。綜上所述，因為所設(shè)計的變電所為大型地區(qū)性樞紐變電所，考慮到它在系統(tǒng)中的地位及電壓等級，該所應(yīng)采用自動有載調(diào)壓，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻的三相三繞組變壓器或自耦變壓器。目前常用的主接線形式有：單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段帶旁路、1 個半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。在 70 年代，由于當(dāng)時受電氣設(shè)備制造技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)等條件的制約，為了提高系統(tǒng)供電可靠性，產(chǎn)生了從簡單到復(fù)雜的主接線演變過程。在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合主接線可靠性，靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮各類主接線方式，擬定一個安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方式。短路器或母線故障檢修時，盡量減少停電運(yùn)行的回路數(shù)和停運(yùn)時間，并保證對Ⅰ類負(fù)荷全部及Ⅱ類負(fù)荷大部分供電。大型機(jī)組突然起，停時對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生后果等因素。經(jīng)濟(jì)性問題分析在滿足可靠性，靈活性兩個條件時，應(yīng)盡可能采用投資少，占地面積少，電能損耗小，年運(yùn)行費(fèi)用小的方案。通過倒換操作可以形成不同的運(yùn)行方式，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的適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行調(diào)度和潮流變化需要，調(diào)度靈活。不引起原來回路停電；有雙回路架空線是可以順序布置，不會因連接不同母線時出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建方便。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作設(shè)備，易發(fā)生誤操作，為避免隔離開關(guān)誤操作，需在斷路器，刀閘之間加連鎖裝置。適用范圍：在 35KV—60KV 配電裝置，當(dāng)出現(xiàn)回路數(shù)超過八回時或連接的電源較多負(fù)荷較大。雙母帶旁路母線接線優(yōu)點(diǎn)：兼有單母分段和雙母線的優(yōu)點(diǎn)；較雙母線接線時的負(fù)荷分散，具有高度的可靠性，靈活性。缺點(diǎn)：多增設(shè) 3 臺斷路器和相應(yīng)的 6 臺隔離開關(guān)，建設(shè)投資比較大，占地面積較大。適用范圍：110KV 出線在 7 回以上，220KV 出線為 5 回以上對于在系統(tǒng)居重要地位的配電裝置，110KV 出線為 6 回以上，220KV 出線為 4 回以上。一臺半斷路器接線優(yōu)點(diǎn)：任一母線發(fā)生故障，只跳開與母線相連的所有斷路器，任何回路可不停電。隔離開關(guān)不作為操作電器，只承擔(dān)隔離電壓的任務(wù)，減小了誤操作的幾率，對任何斷路器檢修都可不停電。使用范圍：330KV—500KV 高壓配電裝置及系統(tǒng)中地位較重要的發(fā)電廠及變電所。對重要用戶可以以不同段引出兩回路，有兩個電源供電。缺點(diǎn)：其中一段母線或母線側(cè)隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線上所有回路都要在檢修期間停電。擴(kuò)建時須向兩個方面均衡延伸。2）110—220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 3—4 回。方案二：220KV 側(cè)采用雙母接線，110KV 側(cè)和 35KV 側(cè)均采用單母分段帶旁路接線，變壓器采用自耦變壓器。進(jìn)行方案比較時，一般不必計算全部費(fèi)用，只算出方案不同部分的投資，可用下式計算： (萬元)10(???式中：——主體設(shè)備投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置及明顯的增修0O橋梁、公路和拆遷等費(fèi)用；—不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工、電纜溝道開挖費(fèi)用等，?對 220Kv 取 70、110KV 取 90。綜合投資指標(biāo)隨各時期市場經(jīng)濟(jì)變化而浮動。?—變壓器的電能損失，本設(shè)計應(yīng)采用三繞組變壓器，所以 按下式A? A?計算： i1 23322110 )(()()()( tSQKPSQKPSQKPnnmi NiNiNi?? ?????? ??????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 12 頁式中：n —相同變壓器的臺數(shù)—每臺變壓器額定容量(KVA)NS每臺變壓器的空載有功損耗(KW)、無功損耗(Kvar) ；0QP?、分別為每臺變壓器的高壓、中壓、3221 KKKQP?、低壓短路有功損耗(KW)、無功損耗 (Kvar)；—n 臺變壓器 i 時段的高壓、中壓、低壓所承擔(dān)的總負(fù)荷321iiiS、(KVA)—對應(yīng) i 時段的時間數(shù)(h)itK—無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，即多發(fā)或多供 1Kvar 無功功率，在電力系統(tǒng)中所引起的有功功率損耗(KW)增加的值，一般變電所取 ～，本次設(shè)計取 m —時段總段數(shù) )(2132()31()2???????KKPP)1()2()1( )2()3()3(3 ???KKK式中： 分別為每臺變壓器高—中壓、高—低壓)()1()21(??PP、間、中—高壓間的額定短路損耗(KW)。 %)%(2132()31()2?????KKKK UU)1()2()1( )2()3()3(3 ???KKKK式中： 、 、 —每臺變壓器百分值( ％)表示高壓)21(U)1()3(U—中壓、高壓—低壓、中壓—低壓繞組的短路電壓。若某方案的0 大而 u 小，或反之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，有兩種方法：靜態(tài)比較法：它是以設(shè)備、材料和人工等的經(jīng)濟(jì)價值固定不變作為前提，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)價值與時間無關(guān)。設(shè)第一方案的 O 大，而U 小，第二方案的。動態(tài)比較法。一般發(fā)電廠建設(shè)工期較長，各種費(fèi)用的支付時間不同，發(fā)揮的效益亦不同，太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 14 頁所以應(yīng)按復(fù)利的計算原則進(jìn)行方案比較，即將兩個方案處于同等可比的基礎(chǔ)上比較其經(jīng)濟(jì)效益。以年費(fèi)用 A 為最小來確定最佳方案。8%/121/。即選擇自耦變壓器比較經(jīng)濟(jì)。但在本設(shè)計。主接線方案比較表方案一 方案二可靠性三繞組變壓器絕緣水平較高，不存在過電壓問題自耦變壓器高、中繞組間有電氣聯(lián)系，因此存在公共繞組絕緣受過電壓危害靈活性1 中性點(diǎn)接地方式靈活聯(lián)合運(yùn)行方式時，必須知道繞組間負(fù)荷分方案項目 目太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 19 頁2 可實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓3 保護(hù)整定比較簡單布，以確定該方式是否允許經(jīng)濟(jì)性1 年運(yùn)行費(fèi)用較高2 價格較貴1 年運(yùn)行費(fèi)用低2 價格便宜通過分析比較可知，在技術(shù)上(可靠性、靈活性)第 1 方案明顯合理，經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅱ占優(yōu)。第二章 短路電流計算第一節(jié) 概述在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，時常會發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障（簡稱短路） 。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗表明，單相接地短路占大多數(shù)。總之，產(chǎn)生短路的原因有主觀的也有客觀的，只要運(yùn)行人員加強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格按規(guī)定辦事，就可以把短路故障控制在一個很低的限度內(nèi)。在發(fā)電廠、變電所以及電力系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行過程中，都必須先進(jìn)行短路計算，以此作為合理選擇電氣接線、選用有足夠熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備和截流導(dǎo)體、確定限制短路電流的措施，在電力系統(tǒng)中為合理地配置各種繼電保護(hù)并整定其參數(shù)。短路電流計算的目的：電氣主接線的比較；選擇導(dǎo)體和電器；確定中性點(diǎn)接線方式；計算軟導(dǎo)線的短路搖擺；確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。電氣角度；所有電源的電磁勢相位角相同；電力系統(tǒng)各元件的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；電力系統(tǒng)中所有電源都額定負(fù)荷下工作；同步機(jī)都具有自動調(diào)節(jié)勵磁裝置；短路時發(fā)生的短路電流為最大值的瞬間；除計算短路電力衰減時間常數(shù)的低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計；不考慮短路的電弧電抗的變壓器的短路電流；元件計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；1線路的電容忽略；1用概率統(tǒng)計法則制定短路電路的運(yùn)算曲線。在計算 時，( 即異步電動機(jī)的啟動電抗 )，可用啟動電流求得：xstI1?x00jIUE??其中 為正常時電動機(jī)的端電壓， 為正常時吸收的電流。另一種I 10?E是運(yùn)用疊加原理，其中 ，其中 為電網(wǎng)對短路點(diǎn)的等值電抗，這種??Xf1I?方法具有一般的意義，即電網(wǎng)中任一點(diǎn)的短路電流交流分量初始值等于該點(diǎn)短路前的電壓( 開路電壓) 除以電網(wǎng)對該點(diǎn)的等值電抗(該點(diǎn)向電網(wǎng)看進(jìn)去的等值電抗) ，這時所有發(fā)電機(jī)的電抗為 。一般運(yùn)用疊加原理，從已知的正常運(yùn)行情況求得短路點(diǎn)開路電壓，然后將所有電源短路接地，化簡合并電網(wǎng)求得網(wǎng)絡(luò)對短路點(diǎn)的等值電抗 ，則可求得?X短路點(diǎn)電流，計算步驟：l、作出系統(tǒng)在短路前的等值電路；分析計算短路前的運(yùn)行狀況及確定短路點(diǎn)的開路電壓和各待求量的正太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 22 頁常分量；計算短路后各待求量的故障分量。以上方法在計算各時刻的短路電流時仍是比較復(fù)雜的，這對工程上的實(shí)用計算是不大合適的，為此，我們可以運(yùn)用曲線來計算任意時刻的短路電流，其計算步驟如下：l、網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗；求各電源的計算電抗 。注意：當(dāng)電流的計算電抗值 ≥3 時，可以按無窮大電源系統(tǒng)供給短路jsX電流進(jìn)行計算， 3 時，按有限電源供給計算。第二節(jié) 短路點(diǎn)的選擇及各元件標(biāo)幺值的計算一、畫出所選方案的連接圖及有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)(見圖 2—1)太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 23 頁 圖 21 短路電流計算接線圖三繞組變壓器的阻抗電壓：= = =%1KU2KU%3KU二、等值電路圖(見 22)己知 220KV 系統(tǒng)容量為 2022MVA，系統(tǒng)歸算至變電所 220KV 母線總電抗標(biāo)幺值 =；110KV 系統(tǒng)容量為 1000MVA：系統(tǒng)歸算至變電所20*CX110KV 母線總電抗標(biāo)么值 =，且均以 1000MVA 為基準(zhǔn)，則計算電抗10*CX標(biāo)幺值時，取 =2022MVA，U j=UpBS ??1=????220(????????)=20222022= ??39。3=??＂ 3=(????2%100)(????????)=?202290=?(舍去 ) ??39。其中母聯(lián)斷路器的短路點(diǎn)選在利用母聯(lián)斷路器向備用母線充電時的備用母線故障，即母線短路，全部短路電流 220KV 系統(tǒng)電源和 110KV 系統(tǒng)電源送來流過母聯(lián)斷路器及備母，故選擇 220KV、110KV、35KV 母線上發(fā)生三相短路，即選取 D1（3） 、D 2（3） 、D3（3） 作為短路點(diǎn)。12??????計算電抗： ???SXjs總計算： chI、由于計算電抗 3，因此按有限電源供給的短路電流進(jìn)線計算：js查運(yùn)算曲線： I*?得：短路點(diǎn)總電流：太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）紙第 26 頁Ip* ???US總沖擊電流： 二、D 2(3)點(diǎn)短路時等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(圖 2—4).39。12???9239。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。應(yīng)考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件。整個工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。二、技術(shù)條件長期工作條件：A：額定電壓 (電氣額定電壓 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓NSU?NU)NSUB：額定電流： ( 應(yīng)不小于回路在各種合理運(yùn)行方式下的最NMAXINI大持續(xù)工作電流 )AXC：機(jī)械負(fù)載：符合安全系數(shù)。B：短路的動穩(wěn)定檢驗： chesI?C：短路的熱穩(wěn)定校驗： ktQ2絕緣水平：在工作電壓和過電壓作用下電器的內(nèi)外絕緣必須保證可靠性。濕度：一般電氣設(shè)備可使用在 20?C 時溫度為 90％的環(huán)境中。第二節(jié) 高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇由于 SF6 斷路器結(jié)構(gòu)簡單，滅弧能力強(qiáng)，絕緣水平高，維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計選用 SF6 斷路器。斷路器的校驗應(yīng)校驗熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、開斷電流及短路關(guān)合電流。一、220KV 側(cè)高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇正常運(yùn)行方式下，最大持續(xù)工作電流： ????????=900003 220=248??根據(jù) ≤ ， ≤ ,查電力工程手冊可初步選出：gUNmaxIn斷路器 LW15—220／2500隔離開關(guān) GW4—220D／600校驗：∵固有分閘時間： = 后備保護(hù)時間： = prt滅弧時間： s（ 一般取 ~）02.?at6SF開斷計算時問： =++=根據(jù) D2(3)點(diǎn)計算電抗查短路電流計算曲線并換算成有名值= ==*= ==由于 =1s，故不計非周期熱效應(yīng)：Kt 12)861..()( ???????IIQ= ])[(2sA 6402??tI ??tI所選斷路器和隔離開關(guān)合格因為：＞ 滿足關(guān)合電流要求esIch＞ 滿足開斷電流要求Nbr＞ 滿足動穩(wěn)定要求rIch＞ 滿足熱穩(wěn)定要求t2KQ二、110KV 側(cè)高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇