【正文】 ，直接關系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。變電所結構的改進、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進、代管理的運用、隊伍素質(zhì)的提高、使火電廠土建施工技術及施工組織水平也相應地隨之不斷提高?，F(xiàn)在根據(jù)電力系統(tǒng)和城市住宅小區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，擬在某地區(qū)新建10kV的變電站。因為電能可以方便的轉化為其他形式的能源，例如：機械能、熱能、光能、磁能等等；并且電能的輸送和分配易于實現(xiàn)，可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所；電能的應用規(guī)模也很靈活。同時提高電氣化程度，以電能代替其他形式的能源，是節(jié)約能源消耗的一個重要的途徑。從整體出發(fā)，深入論證電源布置的合理性，論證其安全可靠性和經(jīng)濟性，并對此進行必要的計算。第2章 電氣主接線的設計 電氣主接線設計的重要性 電氣主接線設計的重要性發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它的設計，直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。－3個方案進行技術、經(jīng)濟比較，選出最好的方案。主接線應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等要求。主接線的可靠性的衡量標準是運行實踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進行可靠的定量計算分析的基礎數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。（2）靈活性：電氣主接線的設計，應當在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運行要求。在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及二次設備，并方便設備的安全措施，不影響電網(wǎng)正常運行和對其他用戶的供電。采用簡單的接線方式，少用設備，節(jié)省設備上的投資。能緩裝的設備，不提前采購裝設；在設備型式和額定參數(shù)的選擇上，要結合工程情況恰到好處，避免以大代小，以高代低；在選擇接線方式時，要考慮到設備布置的占地面積大小，要力求減少占地，節(jié)省配電裝置的征地費用。考慮到電纜的長短會對經(jīng)濟利益造成影響，決定設計一處開閉所并且和一號配電室建立在一起。 變電站主變壓器的選擇 主變壓器的選擇原則—10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10—20年的負荷發(fā)展。對于有重要負荷的變電所，應考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應能保證全部負荷的60%80%。 主變臺數(shù)的確定根據(jù)原始資料，本變電室為住宅小區(qū)專用變電室，出線多，負荷輕，所以考慮每處配電所配置兩臺主變壓器，總共需要四臺主變壓器。 主變壓器容量的確定首先對燕大西苑住宅小區(qū)總電量進行計算： 1樓 總電量：192+192+80+72=536（kW）2樓 總電量：338+282+127+143=890（kW）3樓 總電量：492+524+248+255=1519（kW）4樓 總電量：492+521+248+255=1519（kW）5樓 總電量：523+520+248+255=1546（kW）6樓 總電量：578+578+246+253=1655（kW）7樓 總電量：515+505+79+79=1178（kW）8樓 總電量：408+390+95+95=988（kW）9樓 總電量：408+390+95+95=988（kW）10樓 總電量：416+441+121+137=1115（kW）11樓 總電量：452+527+118+134=1231（kW）12樓 總電量：515+505+79+79=1178（kW）考慮到住宅小區(qū)的地理位置問題及其經(jīng)濟效益，于是設計為1配電室控制1樓至6樓，2配電室控制7樓至12樓。1樓至6樓的總電量：S2=1178+988+1115+1231+1178=6678（kW）7樓至12樓的總電量：S2=536+890+1519+1546+1655=7665（kW）1配電室兩臺變壓器的總容量：ST1+ST2=6678=2337（kW）ST3+ST4=7665=2683（kW）對裝有兩臺變壓器的變電站中，當一臺變壓器斷開時，另一臺變壓器的容量一般保證70%全部負荷供電，但應滿足一類及二類負荷的供電。P全部負荷；n變壓器的臺數(shù)。規(guī)程上規(guī)定，當不受運輸條件限制時，容量為300MW及以下機組單元連接主變壓器和330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，一般選用三相變壓器。繞組的形式主要有雙繞組、三繞組或更多繞組等型式。所以選擇雙繞組變壓器。對于10kV變電所，主變壓器一般采用 常規(guī)接線。通過變壓器的分接頭開關切換，改變變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。其結構復雜，價格較貴，主要適用接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器和接于時而為送端，時而為受端，要求母線電壓恒定時。電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。在水源充足的條件下，為壓縮占地面積，也可采用強迫油循環(huán)水冷卻方式。由于此配電室為住宅小區(qū)的配電室，故當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%，查閱《電力工程電氣設備手冊》，選擇變壓器為：SLZ72000/10，參數(shù)如下：表21 變壓器參數(shù)型號額定電壓阻抗電壓（%）空載損耗（W）短路損耗（W）空載電流（%）連接組別SLZ72000/1010kV300017300Y，d11 電氣主接線方案的設計 電氣主接線的基本形式有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。無匯流母線主要有單元接線、擴大單元接線、橋形接線、角形接線。：適用范圍：a. 6～10kV 配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上b. 35～63kV 配電裝置出線回路數(shù)為4～8回c. 110～220kV 配電裝置出線回路為3～4回適用范圍：6～10kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時。110～220kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時，或當110～220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上。當進出線回路數(shù)為15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段為了保證采用單母線分段或雙母線的配電裝置在進出線斷路器檢修時，不中斷對用戶的供電時采用。10kV母線I段接110kV變電站10kV母線I段，10kV母線II段接110kV變電站10kV母線II段?；芈罚?變壓器的回路數(shù)：22條，2變壓器的回路數(shù)：22條。10kV母線I段接開閉所10kV母線I段，10kV母線II段接開閉所10kV母線II段?；芈罚?變壓器的回路數(shù)：12條2變壓器的回路數(shù)：12條。 本章小結 設計主接線應因地制宜地綜合分析各站的容量，負荷性質(zhì)以及在系統(tǒng)中的地位等條件，依據(jù)國家有關政策及技術規(guī)范，正確確定主接線的形式，合理選擇變壓器的容量，和結構形式。 第3章短路電流計算 短路計算的目的及步驟 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。 短路電流計算的一般規(guī)定（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；（2）所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；（3）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（4）所有電源的電動勢相位角相同；（5）應考慮對短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點的電弧電阻。：計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。若發(fā)電機出口的兩相短路，或直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴重情況進行校驗。 短路電流的計算步驟在工程設計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。（2）選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）。（4）繪出等值網(wǎng)絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 短路電流的計算 短路計算過程系統(tǒng)電抗: 變壓器電抗: 折算到10kV等級電抗110kV變電站到短路點d1的電抗短路點d1的短路電流kA kAkA MVA 110kV變電站到短路點d2的電抗 X2=（Xd1+Xt/2） =(+) (**) = =(Ω)短路點d2的短路電流kA kA kAMVA 表41 短路電流表短路點短路容量 kA kA318MVA kA kA 繪制系統(tǒng)等值阻抗網(wǎng)絡圖圖31 短路等值電路 本章小結本章介紹了短路電流的計算目的及計算的一般規(guī)定，并介紹了工程設計中常采用的運算曲線法計算短路電流的一般步驟。若不滿足，則應提高設備檔次或加限流電抗器。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。因此，在選擇電氣設備時，可按照電氣設備的額定電壓U不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓U的條件選擇，即 U U （41）電氣設備的額定電流I是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。當電氣設備安裝地點的環(huán)境條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。我國目前生產(chǎn)的電氣設備的額定環(huán)境溫度Q。 按短路情況校驗短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。電動力穩(wěn)定是電氣承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：（1）用熔斷器保護的電氣設備，其熱穩(wěn)定由熔斷器時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定；（2）采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定；（3）裝設在電壓互感器回路的裸導體和電氣設備可不校驗動、熱穩(wěn)定。顯然，包括兩個部分，即= （47）式中，斷路器固有分閘時間；斷路器開斷電弧持續(xù)時間，,。高壓斷路器應根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220kV一般采用SF6斷路器。U U （22）I I （23）U 、U 分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；I、Imax分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流，A高壓斷路器的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量，即 。它需要與斷路器配套使用。隔離開關型式的選擇，應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經(jīng)濟比較然后確定。但是由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關合電流的效驗。避雷器與被保護設備并聯(lián)，其作用是釋放過電壓的能量，將過電壓限制在一定水平，從而保護設備的絕緣。，應在變壓器附近增設一組避雷器。 互感器的選擇原則互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器在主接線中的配置與測量儀表、同步點的選擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關。電流互感器設置在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中，為了滿足測量和保護的需要。（滿足要求）表43 電壓互感器型號JDJJ10額定電壓（kV）副繞組/額定容量（UA）最大容量（UA）原繞組副繞組輔助繞組13120010/150250620表44 電流互感器 型號額定電流比級次組合1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)LA10200/5，1/375135表45 避雷器 型號系統(tǒng)標稱電壓kV避雷器額定電壓kV波前沖擊放電的坡前陡度（kV/us）波前沖擊放電電壓kVFS3101010650 380V側設備的選擇表46 斷路器類別型號額定電壓kV額定電流A穩(wěn)定電流峰值kA開斷電流kA動穩(wěn)定電流峰值kV真空20030（4S）2020（1）熱穩(wěn)定校驗：Qd（4′）=1839（kA2S）,It2t =3024 =3600（kA2S），有It2t ≥ Qd（4′） （滿足要求）（2）動穩(wěn)定校驗：Idw = 200（kA） ich = （kA）（滿足要求）表48 電壓互感器型號額定一次電流一次安匝額定二次負荷（）4004001級3級——表49 電流互感器型號額定電流比級次組合1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)400/5，1/375115表410 避雷器型號系統(tǒng)標稱電壓kV避雷器額定電壓kV波前沖擊放電的坡前陡度（kV/us）波前沖擊放電電壓kV9650各單元樓最大工作電流1最大工作電流 153A153A128A=115A2 最大工作電流 539A=449A=203A=228A3最大工作電流 392A=418A=198A=203A4 最大工作電流 392A=418A=198A=203A5最大工作電流