【正文】 kVA)額定電壓(kV)空載 電流(%)空載 損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)阻抗電壓(%)連接組標(biāo)號(hào)高壓中壓低壓高中高低中低高 中高 低中低SFSZ720000/11020000110125YN,yn0,d11第 節(jié) 站用變壓器選擇《35～110kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電站中，宜 裝設(shè)兩臺(tái)容量相同可互為備用的站用變壓器，分別接到母線的不同分段上。變電站 的主要負(fù)荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、 檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等。380V 站用電母線可采用低 壓斷路器（即自動(dòng)空氣開關(guān)）或閘刀進(jìn)行分段，并以低壓成套配電裝置供電。10kV 級(jí) S9 系列三相油浸自冷式銅線變壓器，是全國(guó) 統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品，是我國(guó)國(guó)內(nèi)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較先進(jìn)的銅線系列配電變壓器。表 站用變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓(kV)空載電流(%)損耗(W)阻抗電壓(%)連接組標(biāo)號(hào)高壓低壓空載短路S9100/101001029015004Y,yn0第4章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。4) 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，一般有以下規(guī)定：1) 計(jì)算的基本情況a) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；b) 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；c) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；d) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；e) 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；f) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。2) 接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。4) 短路種類一般按三相短路計(jì)算。5) 短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。其具體步聚如下：1) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)2) 繪制等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。3) 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗X∑。5) 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)么值。7) 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。9) 計(jì)算異步電機(jī)供給的短路電流10) 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 短路電流計(jì)算結(jié)果本變電站短路電流計(jì)算結(jié)果如下（計(jì)算過(guò)程見(jiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算書第3章）：。表 短路電流計(jì)算結(jié)果短路 點(diǎn)編 號(hào)短路類型0s 短路電 流周期 分 量有名 值 I 39。 (kA)2s 短路電 流有名 值 I (kA)4s 短路電 流有名 值 I (kA)短路電 流 沖 擊 值 i (kA)短路全 電 流最大 有 效 值 I sh (kA)短路容 量S 39。 (MVA)f1三相短路f 2三相短路f 3三相短路39。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。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。1) 按正常工作條件選擇電器a) 額定電壓和最高工作電壓在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓 U N 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNs的條件選擇，即UN≥UNsb) 額定電流電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度θ0 下，電器的長(zhǎng)期允許電流。2) 按短路情況校驗(yàn)a) 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電器時(shí)，電器各部件溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。b) 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：i) 熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。iii) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。ii) 短路種類 一般按三相短路驗(yàn)算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按 最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。c) 短路計(jì)算時(shí)間 校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí)，還必須合理的確定短路計(jì)算時(shí)間。開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷計(jì)算時(shí)間 tbr應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間 tpr1和斷路器固有分閘時(shí)間之和，即Tbr＝tpr1+tin 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接 入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、 保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。其最大特點(diǎn)是能斷開電路中負(fù)荷電流和短路電流。計(jì)算數(shù)據(jù)LW11110UNs110(kV)UN110(kV)Imax(A)IN1600(A)I(kA)INbr(kA)ish(kA)iNcl80(kA)Qk2(kA t3969(kA2計(jì)算數(shù)據(jù)UNs35(kV)UN(kV)Imax(A)IN1600(A)I(kA)INbr(kA)ish(kA)iNcl80(kA)Qk2(kA t3969(kA2s)2I ts)ish(kA)ies80(kA)(3)10kV 線路側(cè)：選擇 KYN28A12(Z)/ 型高壓開關(guān)柜。s)2I ts)ish(kA)ies80(kA)計(jì)算數(shù)據(jù)KYN28A12(Z)/UNs10(kV)UN12(kV)Imax(A)IN1250(A)I(kA)INbr(kA)ish(kA)iNcl80(kA)Qk2(kA t3969(kA2計(jì)算數(shù)據(jù)KYN28A12(Z)/UNs10(kV)UN12(kV)Imax(A)IN2000(A)I(kA)INbr(kA)ish(kA)iNcl80(kA)Qk2(kA t3969(kA2但隔離開關(guān)無(wú)滅弧 裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。2)倒閘操作 投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成。 本變電站隔離開關(guān)的選擇(1)110kV：選擇 GW5110Ⅲ/100080計(jì)算數(shù)據(jù)GW5110Ⅲ/100080UNs110(kV)UN110(kV)Imax(A)IN1000(A)Qk2(kA t2311(kA2s)2I ts)ish(kA)ies83(kA) 電流互感器的選擇互感器（包括電流互感器 TA 和電壓互感器 TV）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò) 元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備 的正常運(yùn)行和故障情況。使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地， 從而保證了設(shè)備和人身的安全。35kV線路側(cè)選用LZZB835型支柱式、LRD3LR35 型裝入式電流互感器，校驗(yàn)合格，配置位置參見(jiàn)主接線圖；35kV變壓器側(cè)選用 LRD3LR35 型裝入式電流互感器，校驗(yàn)合格，配置位置參見(jiàn)主接線圖。 電壓互感器的選擇110kV出線選用TYD110/ 3型成套電容式電壓互感器，校驗(yàn)合格。35kV母線選用JDZXW35型單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器，校驗(yàn)合格。 第 節(jié) 高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害。10kV母線電壓互感器選用RN210/，校驗(yàn)合格。它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電路、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來(lái)接受和分配電能的裝置。2)保證運(yùn)行可靠。3)便于檢修、巡視和操作。5)安裝和擴(kuò)建方便。普通中型配電裝置，我國(guó)有豐富的經(jīng)驗(yàn)，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能 力好，造價(jià)比較低，缺點(diǎn)是占地面積較大；半高型配電裝置占地面積為普通中型的47%，%，同時(shí)，該型布置在運(yùn)行檢修方面除設(shè)備上方有 帶電母線外，其余布置情形與中型布置相似，能適應(yīng)運(yùn)行檢修人員的習(xí)慣與需要。本變電站有三個(gè)電壓等級(jí)，110kV 主接線不帶旁路母線，配電裝置采用屋外中型單列布置；35kV 主接線帶旁路母線，配電裝置采用屋外半高型布置；10kV 配電裝置 采用屋內(nèi)成套高壓開關(guān)柜布置。2)變電站設(shè)備與架空輸電線相聯(lián)接，輸電線上的過(guò)電壓波會(huì)運(yùn)動(dòng)至變電站，對(duì)電氣設(shè)備過(guò)程威脅。3)變電站內(nèi)都安裝有貴重的電氣設(shè)備，如變壓器等，這些電氣設(shè)備一旦受損，一方面會(huì)對(duì)人民的生活和生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失，造成嚴(yán)重后果；另一方面，這些設(shè)備的 修復(fù)困難，需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和大量金錢，給電力系統(tǒng)本身帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失。4)為了充分發(fā)揮防雷設(shè)備的保護(hù)作用，變電站應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。本站東西向長(zhǎng) 99m，南北向?qū)?8m，占地面積6732m2，35kV終端桿高 。 侵入波過(guò)電壓防護(hù)已在輸電線上形成的雷閃過(guò)電壓，會(huì)沿輸電線路運(yùn)動(dòng)至變電站的母線上，并對(duì)與母線有聯(lián)接的電氣設(shè)備構(gòu)成威脅。 進(jìn)線段保護(hù)所謂進(jìn)線段保護(hù)是指臨近變電站 1～2km 一段線路上的加強(qiáng)型防雷保護(hù)措施。 三繞組變壓器和變壓器中性點(diǎn)的防雷保護(hù)三繞組變壓器只要在低壓任一相繞組直接出口處裝一個(gè)避雷器即可。 第二部分110kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè) 計(jì) 指導(dǎo)教師 第 1 章 負(fù)荷計(jì)算第 節(jié) 主變壓器負(fù)荷計(jì)算電力系統(tǒng)負(fù)荷的確定，對(duì)于選擇變電站主變壓器容量，電源布點(diǎn)以及電力網(wǎng)的接 線方案設(shè)計(jì)等，都是非常重要的，電力負(fù)荷應(yīng)在調(diào)查和計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)于近期 負(fù)荷，應(yīng)力求準(zhǔn)確、具體、切實(shí)可行；對(duì)于遠(yuǎn)景負(fù)荷，應(yīng)在電力系統(tǒng)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā) 展遠(yuǎn)景規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，負(fù)荷發(fā)展的水平往往需要多次測(cè)算，認(rèn)真分 析影響負(fù)荷發(fā)展水平的各種因素，反復(fù)測(cè)算與綜合平衡，力求切合實(shí)際。3) 110KV側(cè)P1=15000+1500030000+8000=8(MW)10KV側(cè)所需負(fù)荷功率可通過(guò)主變壓器由110KV母線取得。本變電站采用第二種計(jì)算方法。本變電站需要計(jì)入的經(jīng)常性電力負(fù)荷為：主變壓器風(fēng) 扇，蓄電池的充電和浮充電機(jī)組、蓄電池室通風(fēng)、取暖、照明等；短時(shí)不經(jīng)常及斷續(xù) 不經(jīng)常運(yùn)行的設(shè)備如檢修負(fù)荷等不計(jì)算再內(nèi)。計(jì)算公式如下：電力負(fù)荷：∑S g 1= P1 K fη cos?(kVA)照明和加熱負(fù)荷：S g 2 = ∑ P2 (kVA)所用電總負(fù)荷：S g = S g1 + S g 2 (kVA)本變電站所用變壓器選擇計(jì)算結(jié)果如表 所示。1)畫出計(jì)算電路圖，如圖 (a)所示。選取 SB=100MVA，VB=115kV，計(jì)算各元件的標(biāo)幺值。3)計(jì)算各短路點(diǎn)的短路電流當(dāng)短路發(fā)生在 f1 點(diǎn)時(shí)，①計(jì)算各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗，如圖 (a)所示。對(duì)于發(fā)電機(jī)G1用汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表，對(duì)于G2用水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表，系統(tǒng) S 提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式 Ips*1= = 計(jì)算。③計(jì)算短路電流的有名值，將所得結(jié)果填入表 。⑤計(jì)算短路全電流最大有效值，將所得結(jié)果填入表 。當(dāng)短路發(fā)生在 f 2 點(diǎn)時(shí)，①計(jì)算各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗，如圖 (b)所示。對(duì)于發(fā)電機(jī)G1用汽輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表，對(duì)于G 2 用水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表，系統(tǒng) S 提供的短路電流直接用轉(zhuǎn)移電抗公式 Ips*2==