【正文】 相結(jié)合，該所近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都給定，所以應(yīng)按近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷，對一般性能的變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%～80%。因此，本變電站主變?nèi)萘繎?yīng)滿足：S≥260=182MVA 所以選擇容量為180MVA或240MVA的變壓器?？紤]變壓器的事故過負(fù)荷能力為40%，即，發(fā)生事故時，允許變壓器短時過載運行。故選擇每臺主變?nèi)萘繛?80MVA。當(dāng)選擇變壓器的相數(shù)時，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計變電所的實際情況來選擇。本次設(shè)計的變電所，位于省會地區(qū)，不受運輸?shù)臈l件限制，而應(yīng)盡量少占用土地，故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設(shè)備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設(shè)計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯(lián)繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯(lián)系外，還有電的聯(lián)系，所以，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生過電壓時，它有可能通過串聯(lián)繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側(cè)電網(wǎng)發(fā)生過電壓波時，它同樣進入串聯(lián)繞組，產(chǎn)生很高的感應(yīng)過電壓。因此自耦變壓器的零序保護的裝設(shè)與普通變壓器不同。由于本次所設(shè)計的變電所所需裝設(shè)兩臺變壓器并列運行。：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組產(chǎn)生接地故障時，很大的電流向一側(cè)繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應(yīng)力。由于本次所設(shè)計的變電所，受功率端的負(fù)荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，這樣它能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動。主變的型式還要根據(jù)經(jīng)濟性、可靠性、安全性等等綜合考慮。（三）主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220KV及以上網(wǎng)絡(luò)電壓應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：，可為電網(wǎng)額定電壓的1～，在日負(fù)荷最大、最小的情況下，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過10%，事故后不應(yīng)低于電網(wǎng)額定電壓的95%。調(diào)壓方式分為兩種，不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。玩過110KV及以上電壓，變壓器三項繞組都采用“Yn”連接，35KV以下高壓電壓，變壓器三項繞組都采用“d”連接。（五）容量比的選擇 由原始資料可知，220KV側(cè)最大輸入功率為260MVA。10KV側(cè)最大負(fù)荷70MVA，最小負(fù)荷25MVA。（六）主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。強迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點。所以，選擇強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。變電站總?cè)萘繛?60MVA，每臺主變壓器容量應(yīng)為260=182MVA；低壓側(cè)負(fù)荷最大容量為70MVA，每臺主變壓器低壓側(cè)容量應(yīng)為70=49MVA。8%/121/11；短路電壓百分值（%）：高壓中壓（U12%）12～14；高壓低壓（U13%）22～24；中壓低壓（U23%）7～9；接法：YN yn0 d11。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。只有局部不對稱時，用三線圖表示。二、主接線的基本形式和要求 主接線的基本形式，就是主要設(shè)備常用的連接方式，它以電源和出線為主題。有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線?？煽啃裕喊踩煽渴请娏ιa(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 （2）靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。 （3）經(jīng)濟性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。三、主接線的接線方式比較電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時，為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器。單母分段用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于：110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。 圖13 單母接線帶旁路接線橋形接線當(dāng)只有2臺變壓器和2跳線路時，宜采用橋形接線。內(nèi)橋接線在線路故障或切除、投入時，不影響其余回路工作，并且操作簡單；適用于線路較長（相對來說線路故障幾率較大）和變壓器不需要經(jīng)常切換的情況。橋形接線使用斷路器少、布置簡單、造價低但可靠性較差 圖14 內(nèi)橋接線 圖15 外橋接線雙母接線它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。對于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110KV）或5回（220KV）時，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。當(dāng)110KV出線在6回以上、220KV出線在4回以上時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。①當(dāng)系統(tǒng)條件允許斷路器停電檢修時（如雙回路供電的負(fù)荷）②當(dāng)接線允許斷路器停電檢修時（每條回路有兩臺斷路器供電，與角形、一臺半斷路器接線等）；③中小型水電站枯水季節(jié)允許停電檢修出線斷路器時。隨著高壓配電裝置廣泛采用六氟化硫斷路器及國產(chǎn)斷路器、隔離開關(guān)的質(zhì)量逐步提高，同時系統(tǒng)備用容量的增加、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于合理與聯(lián)系緊密、保護雙重化的完善以及設(shè)備檢修逐步由計劃檢修向狀態(tài)檢修過度，為簡化接線，總的趨勢將逐步取消旁路設(shè)施。供電對象為包括政府、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)和軍事部門等重要用戶。故不能采用單母接線、橋形接線等可靠性較低的接線方式。220KV側(cè)，由于進線僅兩回。110KV側(cè)，為保證對重要企業(yè)、軍事部門的供電可靠性。10KV側(cè)，由于供電對象為包括企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院的重要一類負(fù)荷，對供電質(zhì)量有很高的要求，而且要保證其可擴建性，綜合考慮，采用單母分段帶旁路的接線方式。鑒于該側(cè)共有兩回進線并連接兩臺主變壓器高壓側(cè)，可以考慮采用供電可靠性較高的雙母線接線或一臺半接線?？梢钥紤]采用雙母線接線或單母線分段接線，以減小故障停電范圍。本設(shè)計中考慮采用單母線分段接線。表11 長風(fēng)小區(qū)220kV變電站電氣主接線備選方案項 目方案A方案B220kV電壓等級雙母線接線一臺半斷路器接線110kV電壓等級雙母線接線單母線分段接線10kV電壓等級單母分段接線單母線分段接線主變壓器三繞組變壓器自耦變壓器五、電氣主接線方案比較從主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性對方案A方案B做定性比較。缺點：所使用設(shè)備數(shù)量較多，占地面積較大，建設(shè)成本較高。缺點：但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復(fù)雜性，且投資大。方案二優(yōu)點：接線簡單，操作方便，占用土地面積小，建設(shè)成本低。10kV電壓等級方案一優(yōu)點：具有雙母線接線的各種優(yōu)點，并且任何時候都有備用母線，可靠性和靈活性較高。方案二優(yōu)缺點同上第三節(jié) 電氣主接線方案確定在對方按A與方案B從可靠性、靈活性和經(jīng)濟性各方面進行比較后，確定變電站電氣主接線方案。為了限制短路電流，便于選擇價格較低廉的電氣設(shè)備，母聯(lián)斷路器應(yīng)斷開。為了限制短路電流，便于選擇價格較低廉的電氣設(shè)備，母聯(lián)斷路器應(yīng)斷開三、10kV電壓等級擬采用雙母線分段接線。當(dāng)在220kV及110kV電壓等級配電裝置中使用高可靠性的六氟化硫（SF6）斷路器及全封閉組合電器（GIS）時，可以不設(shè)置旁路母線。10kV配電裝置采用手車式成套開關(guān)柜時，可不設(shè)旁路設(shè)施。=。故：1 號線X= R=2號線X= R=歸算到=3000MVA下的標(biāo)么值為X1= Z1==X2= Z2==計算變壓器各繞組電抗標(biāo)么值阻抗電壓百分?jǐn)?shù)高——中高——低中——低14239各繞組等值電抗計算：=14% ， =23% ， =9%高、中、低壓側(cè)各繞組短路電壓為=（＋－）=（14＋23－9）%=14%=（＋－）=（14＋9－23）%=0=（＋－）=（23＋9－14）%=9%變壓器各繞組等值電抗標(biāo)么值為：===第二節(jié) 各點短路電流的計算一、D1點短路時（220KV側(cè)短路） 圖22. 220kV系統(tǒng)圖10KV側(cè)無法向短路點提供短路電流，可略去不計。220KV分裂運行故等值電路可畫為下圖：圖23 化簡圖 計算電抗X1js==查運算曲線可知, =t=2s時 =t=4s時 =則點短路電流標(biāo)么值為I==I= I==短路沖擊電流I=（～）I==二、D2點短路時（110KV側(cè)短路）圖24 110kV系統(tǒng)圖10KV側(cè)無法向短路點提供短路電流，可略去不計110KV分裂運行故等值電路可畫為下圖：等值電路可畫為下圖： 圖25 化簡圖 =++=+=X2js=則點短路電流標(biāo)么值為t=2s時 =t=4s時 =短路電流有名值：I= I==短路沖擊電流I=（～）I==三、D3點短路時（10KV側(cè)短路）圖26 10kV系統(tǒng)圖10KV分裂運行故等值電路可畫為下圖 圖27 化簡圖 則點短路電流標(biāo)么值為t=2s時 =t=4s時 =短路電流有名值：短路沖擊電流I=（～）I==第三章 電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟的重要條件。電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的需要。一、一般原則(一)應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；(二)應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；(三)應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；(四)選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；(五)擴建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號一致；(六)選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即 Iy≥Igmax由于變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax = （Ie為電器額定電流）。= 40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。當(dāng)熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩(wěn)定。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點，環(huán)境和使用技術(shù)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。(一) 按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流Iekd應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（td）的短路電流的有效值Ie(td)即：Iekd≥Iz（KA）Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（KA）Iz — 短路電流的有效值（KA）(二) 短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時的安全，斷路器額定關(guān)合電流ieg 不應(yīng)小于短路電流最大