【正文】 he design has given full play to the reliability, stability and continuity of system. So the design has realized a practical electrical scheme. Key words： Substation； Load； Short circuit current； Main connection。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。 變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 變電站 在電力系統(tǒng)的地位 電力系統(tǒng)是由變壓器，輸 電線路，用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備 [2]。 其中變電站是聯(lián) 系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。全所停電后，只是用戶受到損失。并依據(jù)相關(guān)規(guī)定和章程設(shè)計(jì)其中個(gè)個(gè)步驟，所以能滿足一般變電站的需求。 、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)采用效率高、能耗低、性能較先進(jìn)的電器產(chǎn)品。 ，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。通過(guò) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各 設(shè)備間 相互交換 信息 、數(shù)據(jù) 共享 ，完成變電站 運(yùn)行 監(jiān)視和 控制 任務(wù)。 變電站綜合自動(dòng)化是提高變電站安全穩(wěn)定 運(yùn)行 水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要 技術(shù) 措施。 圖 1 系統(tǒng)連接圖 變電所出線端 10kV 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表 1: 表 1 變電所出線端 10kV負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 序號(hào) 負(fù)荷名稱 cP (KW) ?cos ?tg cQ (kvar) 1 配電站甲 1200 2 配電站乙 2020 3 配電站丙 1200 4 配電站丁 1500 5 劇場(chǎng) 1500 6 醫(yī)院 500 7 學(xué)校 200 要求：針對(duì)給定樞紐變電站，設(shè)計(jì)其主接線形式，選擇主變壓器及其他高壓設(shè)備，并進(jìn)行簡(jiǎn)單保護(hù)配置，實(shí)現(xiàn)具有 實(shí)用性的變電站電氣方案。 ，選擇必要的短路點(diǎn)，進(jìn)行短路計(jì)算，列出短路計(jì)算結(jié)果。并針對(duì)一般條件和各設(shè)備的特殊要求對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校 驗(yàn)。 。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 變電站主變壓器的選擇 5 第二章 變電站主變壓器的選擇 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的及意義 計(jì)算負(fù)荷作為選擇供配電系統(tǒng)中各元件的依據(jù)，尤其是主變壓器。 計(jì)算負(fù)荷是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。如果計(jì)算負(fù)荷過(guò)小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏小造成運(yùn)行時(shí)過(guò)熱，增加電能損耗和電壓損失，甚至使設(shè)備和導(dǎo)線燒毀，造成事故。 負(fù)荷計(jì)算公式 本設(shè)計(jì)用到的負(fù)荷計(jì)算公式如下 : 荷（單位為 kW） 30 30 iP K P? ?? ? () 其中 PK?? 為 同期系數(shù)。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器： 在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時(shí)，多臺(tái)變壓器可保證一、二級(jí)負(fù)荷的供電可靠性。 根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小，相應(yīng)投入變壓器的臺(tái)數(shù)，可以做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)約電能。 考慮到用電設(shè)備組中含有一級(jí)負(fù)荷，故本變電站 選用兩臺(tái)主變壓器。而在事故情況下 一臺(tái)變壓器承受總計(jì) 算負(fù)荷時(shí) ，只過(guò)載 40%， 可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。條件 2是考慮在事故情況下 ， 一臺(tái)變壓器仍能保證一、二 級(jí)負(fù)荷的供電。當(dāng)今社會(huì)科技日新月異，制造運(yùn)輸以不成問(wèn)題，因此采用三相變壓器。此次設(shè)計(jì)的變電所只有 35kV 和 10kV 兩個(gè)電壓等級(jí)，所以采用雙繞組變壓器。 35kV 及以下電壓，變壓器繞組都采用 △連接。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 變電站 主變壓器的選擇 8 根據(jù)上述的討論選用 35kV 級(jí) 6SZ 系列有載調(diào)壓電力變壓器，該變壓器的型號(hào)為6SZ — 6300/ 3： 表 3 6SZ － 6300/35型變壓器技術(shù)參數(shù) 主變型號(hào) 額定容量 /NS kVA 聯(lián)接組別 空載損耗 0 /P kW? 短路損耗 /kP kW? 空載電流 0%I 阻抗電壓 %kU 質(zhì)量 （ kg） 6SZ －6300/35 6300 Y， d11 35 1 15900 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 主接線方式的選擇 9 第三章 主接線方式的選擇 電氣主接線概述 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線 ，也稱 主電路。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)得安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電 所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn) 生直接的影響。電氣主接線對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行起著重要作用。 安全：應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。 靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。 電氣主接線設(shè)計(jì) 35kV 側(cè) 主接線的選擇 從原始資料 分析 可知， 35kV 母線有 3 回出 線，線路分布較為簡(jiǎn)單。現(xiàn)采用以下二種主接線進(jìn)行比較：即單母線、單母線分段接線，分析見表 4： 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 主接線方式的選擇 10 表 4 主接線方式比較 單母線接線 單母線分段 可靠性 當(dāng)母線有故障或檢修時(shí)，整個(gè)母線需停電，靈活性較差 當(dāng)出線開關(guān)檢修，該回路停電 繼電保護(hù)簡(jiǎn)化，動(dòng)作可靠性高 一段母線發(fā)生故障時(shí)，分?jǐn)鄶嗦菲髯詣?dòng)將故障切除，保證正常母線不間斷供電 當(dāng)出線開關(guān)檢修，該回路停電 繼電保護(hù)簡(jiǎn)化，動(dòng)作可靠性高 靈活性 當(dāng)母線有故障或檢修時(shí)，整個(gè)母線需停電，靈活性較差 擴(kuò)建裕度大，容易擴(kuò)建 一臺(tái)開關(guān)檢修或故障，操作都較簡(jiǎn)單，且操作過(guò)程不影響其它出線正常運(yùn)行，操作較為靈活 擴(kuò)建裕度大，容易擴(kuò)建 經(jīng)濟(jì)性 投資較少，占地面積較小 投資較大，占地面積小 倒閘操作 倒母操作比較簡(jiǎn)單 主變檢修時(shí)，斷開相應(yīng)的 DL及拉開相應(yīng)刀閘即可，不會(huì)影響線路的運(yùn)行，倒母操作比較簡(jiǎn)單 從以上分析可知，雖然單母線接線從經(jīng)濟(jì)性方面考慮要優(yōu)于單母分段，但可靠性、靈活性均不如單母線分段。本變電所電源側(cè)有雙回路供電，不用增設(shè)旁路母線。 綜上所述，本變電站 35kV 與 10kV 側(cè)均采用單母線分段接線。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過(guò)電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。所謂短路時(shí)指相與相之間通過(guò)電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。計(jì)算短路電流的目的是： ； ； ，選擇限制短路電流的措施； 。進(jìn)行運(yùn)算的物理量，不使用具體單位的值，而是用其相對(duì)值表示，這種計(jì)算方法叫做標(biāo)幺值法?；鶞?zhǔn)值可以任意選定，依計(jì)算方便而取。分別由距變電站 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 短路電流計(jì)算 13 和 10km 的兩處電源供電 。39。7X? = 1200 ( %低高 ?dU + %中高 ?dU – %低中 ?dU ) jNTSS = 1200? (+) 100120? = () 8X? = 39。9X? = 1200( %低高 ?dU + %低中 ?dU – %中高 ?dU ) jNTSS = 1200?(+9– ) 100120?= () ⑤ 主變壓器 由表 3 得 % ? ， 6300NTS kVA? ，則 **1 0 1 1 % 7 . 5 1 0 01 0 0 1 0 0 6 . 3kjNTUSXX S?? ? ? ? ? ? () ⑶ 等效電路圖 0 . 0 3 3 9 0 . 0 4 0 4 0 . 0 0 8 21 . 1 9 0 41 . 1 9 0 4K 1 k 2 圖 3 等效電路圖 ⑷ k1 點(diǎn)的短路 計(jì)算 ① 總電抗標(biāo)幺值 **i( 1)kXX? ?? ? =++= () ② 三相短路電流周期分量初始值與有效值 j1( 3 )1( k 11 . 5= = 1 8 . 1 8 k A0 . 0 8 2 5k II X??? ? ） () (3) (3)( 1) 1kkII? ? ?? = () ③ 短路沖擊電流與沖擊電流有效值 ( 3 ) ( 3 )( 1 ) 5 5 18. 18sh k ki I k A??? ? ?= () ( 3 ) ( 3 )( 1 ) 1 1 18. 18sh k kI I k A??? ? ?= () ④ 三相短路容量 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 短路電流計(jì)算 15 ( 3 )1 *( 1)1000 .0 8 2 5jkkS M V AS X????? = () ⑸ k2 點(diǎn)的短路 計(jì)算 ① 總電抗標(biāo)幺值 * * * *10 11( 2 ) ( 1 ) //kkX X X X?????? =+ = () ② 三相短路電流周期分量初始值與有效值 2( 3 )2* ( 2 )5 . 5 8 . 1 2 k0 . 6 7 7 7jkkI k AIAX??? ? ?? () (3) (3)( 2) 2kkII? ? ?? = () ③ 短路沖擊電流與沖擊電流有效值 ( 3 ) ( 3 )( 2 ) 5 5 2sh k ki I k A??? ? ?= () ( 3 ) ( 3 )( 2 ) 1 1 2sh k kI I k A??? ? ?= () ④ 三相短路容量 ( 3 )2 *( 2 )1000 .6 7 7 7jkkS M V AS X????? = () 以上計(jì)算列成短路計(jì)算如表 5： 表 5 短路電流統(tǒng)計(jì)表 短路點(diǎn) 短路點(diǎn)額定電壓(kV) 短路點(diǎn)平均電壓(kV) 短路電流周期分量 有效值(kA) 短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)值(kA) 短路沖擊電流 有效值(kA) 短路沖擊電流 最大值(kA) 短路容量 (MVA) k1 35 37 K2 10 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五章 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 16 第五章 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 高低壓電氣設(shè)備選擇的一般要求 高低壓電氣設(shè)備的選擇，必須貫徹國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情的要求。 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1． 電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。 ⑵ 短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力應(yīng)不超過(guò)設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件 maxshii? () 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五章 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 17 或 maxshII? () 式中： shi ， shI — 短路電流的沖擊值和沖擊有效值 。 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 斷路器和隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn) ⑴ 35kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn) 最大工作持續(xù)電流： .max = 3Nw NSI U 6300= 1 .3 1 2 2 .8 33 3 7 A??? () 額定電壓選擇 ： gNUU? () 額定電流選擇 ： wmaxNII?? () 開斷電流選擇 ： (3)Nbr KII? () ① 斷路器的選擇與校驗(yàn) 由于 35kV 側(cè)開關(guān)操作不頻繁，為節(jié)省投資，擬定采用少油開關(guān)， 查手冊(cè)選擇戶內(nèi)少油開關(guān) ，其型號(hào)為： SN10－ 35/1250 NU =35KV= gU () IN＝ 1250A＞ = () ( 3 )20 k br KI A I A? ? ? () 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) : shi =dfi =50kA () 滿足要求。 KQ = 2jIt? =2? =[（ kA） 2S] () tIt2 =202? 4=1600[（ kA） 2S]