【正文】 所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器一般先用三繞組變壓器。(6).500kV變電所可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。(7).對于深入負(fù)荷中心的變電所，為簡化電壓等級和避免重復(fù)容量，可采用雙繞組變壓器。負(fù)荷大，出線多，且農(nóng)用電受季節(jié)影響大，所以考慮初期用兩臺大容量主變。隨著未來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可再投入一臺變壓器。此待建變電站坐落在郊區(qū)，10kV主要給某開發(fā)區(qū)供電，35kV主要給下面鄉(xiāng)鎮(zhèn)及幾個大企業(yè)供電。確定變壓器容量:(1).變電所的一臺變壓器停止運(yùn)行時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的60%，即:=S∑60%=60%＝(MVA)(2).單臺變壓器運(yùn)行要滿足一級和二級負(fù)荷的供電需要一，二級負(fù)荷為:15+10+++= 變壓器類型的確定 相數(shù)的選擇變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時，在330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，均選用三相變壓器。因此待建變電站采用三相變壓器。規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，因?yàn)橐慌_三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比兩臺雙繞組變壓器都較少。三繞組變壓器通常應(yīng)用在下列場合：(1).在發(fā)電廠內(nèi)，除發(fā)電機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)連接或向用戶供電。(3).在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統(tǒng)需要相互連接。本待建變電站具有110kV,35kV,10kV三個電壓等級所以擬采用三繞組變壓器。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面積和損耗，所以與同容量、同電壓等級的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。因此，綜合考慮選用自耦變壓器。本變電站所選用的主變?yōu)樽择钚腿@組變壓器。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生三相短路時，未故障相對地電壓不升高，因此，電網(wǎng)中設(shè)備各相對地絕緣水平取決于相電壓，使電網(wǎng)的造價(jià)在絕緣方面的投資越低，當(dāng)電壓越高，其經(jīng)濟(jì)效益越明顯，因此我國規(guī)定電壓大于或等于110kV的系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地。 變壓器類型的確定綜上所述和查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表31 變壓器型號型號及容量(kVA)額定容比高壓/中壓/低壓(%)額定電壓高壓/中壓/低壓(kV)空載損耗(kW)負(fù)載損耗(kW)空載電流%阻抗電壓(% )高中高低中低SFS763000/110100/100/50121/7730018表32 變壓器型號型號額定容量(kVA)重量(T)外形尺寸(MM)油重運(yùn)輸重總重LBHHLTSSZ963000/1106300078804890605087202000繞組排列方式:由原始資料可知，變電所主要是從高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主，向低壓側(cè)供電為輔。電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線。論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施，擬出幾個把三個電壓等級和變壓器連接的方案，對選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。電氣主接線的可靠性不是絕對的。 靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。通常設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。如盡量多采用輕型開關(guān)設(shè)備等。由于本變電站占用農(nóng)田所以要盡量減少用地。電能損耗主要來源變壓器，所以一定要做好變壓器的選擇工作。 電氣主接線的基本原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各種技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。(2).較之不分段的單母線供電可靠性高，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時的停電范圍縮小了一半。(3).運(yùn)行比較靈活。(4).可采用雙回線路對重要用戶供電。缺點(diǎn):(1).任一分段母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進(jìn)出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴(yán)重的缺點(diǎn)。這對于電壓等級高的配電裝置也是嚴(yán)重缺點(diǎn)。方案(二) 不分段的雙母線 圖42 不分段的雙母線接線示意圖雙母線接線的特點(diǎn)：(1).可輪流檢修母線而不影響正常供電。(3).工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電。(5).便于擴(kuò)建。方案(三) 單母分段帶旁路接線圖43 單母分段帶旁路接線示意圖單母分段帶旁路接線的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):(1).單母分段帶旁路接線方式采用母線分?jǐn)嗦菲骱团月纺妇€斷路器，供電可靠性比單母分段接線更高，運(yùn)行更加靈活，一般用在35110kv的變電所的母線。缺點(diǎn)(1).單母分段帶旁路接線倒閘操作比較復(fù)雜，占地面積比較大，花費(fèi)比較高。方案(二)由于雙母線接線具有較高的可靠性，這種接線在大、中型發(fā)點(diǎn)廠和變電站得到廣泛的使用。因此此方案不可行。 35kV側(cè)方案(一) 單母線分段接線圖44 單母線分段接線示意圖對用斷路器分段的單母線的評價(jià)為:優(yōu)點(diǎn)：(1).具有單母線接線簡單、清晰、方便、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)。與用隔離開關(guān)分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關(guān)短路時，非故障母線段可以實(shí)現(xiàn)完全不停電，而后者則需短時停電。分段斷路器可以接通運(yùn)行，也可斷開運(yùn)行。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2).檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。因?yàn)殡妷旱燃壐叩臄嗦菲鳈z修時間較長，對用戶影響甚大。內(nèi)橋接線的特點(diǎn)為：(1).線路操作方便。(2).正常運(yùn)行時變壓器操作復(fù)雜。為此，在實(shí)際接線中可采用設(shè)外跨條來提高運(yùn)行靈活性。方案(三) 外橋接線圖46 外橋接線示意示意圖外橋接線的特點(diǎn)為： (1).變壓器操作方便。如線路檢修或故障時，需斷開兩臺斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短時停電，這剛好與內(nèi)橋相反，概括為“外橋外不便”。此外，在實(shí)際接線中可采用設(shè)內(nèi)跨條來提高運(yùn)行靈活性。以上三種方案比較：方案(一)雖此主接線供電可靠性與靈活性高，此方案適合出線回路比較多的，因此此方案可行。故35kv側(cè)應(yīng)采用方案(一)的接線。(2).便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置缺點(diǎn)：(1)不夠靈活可靠，任一元件(母線及母線隔離開關(guān)等)故障或檢修均需使整個配電裝置停電。方案(二) 單母線分段接線圖48 單母線分段接線示意圖優(yōu)點(diǎn):(1).具有單母線接線簡單、清晰、方便、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)。與用隔離開關(guān)分段的單母線接線相比，母線或母線隔離開關(guān)短路時，非故障母線段可以實(shí)現(xiàn)完全不停電， 而后者則需短時停電。分段斷路器可以接通運(yùn)行，也可斷開運(yùn)行。方法是將雙回路分別接引在不同分段母線上。(2).檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。因?yàn)殡妷旱燃壐叩臄嗦菲鳈z修時間較長，對用戶影響甚大。(2).旁路母線是為檢修斷路器而設(shè)的，通常采用可靠性高，檢修周期長的SF6 斷路器，或氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備時，可取消旁路母線。以上三種方案比較：方案(一)的雖接線簡單、清晰、設(shè)備少、操作方便，投資少，便于擴(kuò)建，但供電可靠性差，不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，方案(三)在供電可靠性與靈活性方面能滿足本站供電要求，但考慮到接線較復(fù)雜，占地面積大且費(fèi)用較高，所以也不符合要求，而方案(二)恰好符合本站設(shè)計(jì)所須的可靠性與經(jīng)濟(jì)性的要求，所以10kv側(cè)采用方案(二)的接線。綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖,見附圖一。短路電流直接影響電器的安全，危害主接線的運(yùn)行。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿足而選不到符合要求的電氣設(shè)備。 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個重要內(nèi)容。⑵.選擇導(dǎo)體和電器。⑷.在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 短路電流計(jì)算條件 基本假定:⑴.正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；⑵.所有電源的電動勢相位、相角相同；⑶.電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；⑷.短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；⑸.不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；⑹.除去短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；⑺.元件的計(jì)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；⑻.輸電線路的電容忽略不計(jì)。 短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果 計(jì)算步驟在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下：(1).選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值；(2).畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；(3).選擇短路點(diǎn)；(4).按短路計(jì)算點(diǎn)化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；(5).利用實(shí)用曲線算出短路電流。第6章 配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。電器設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。在進(jìn)行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。(1).電壓選用電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug，即:Umax≥Ug(2).電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即:Ie≥Ig由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。所選用電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時的最大作用力。(2).用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。 環(huán)境條件環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔、地震。C時，允許按照額定電流長期工作。C時，% ；當(dāng)?shù)陀?40186。C，%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。高壓斷路器主要功能是：正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切斷故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。高壓斷路器全型號的表示和含義如下： 高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn)(1).選擇高壓斷路器的類型，按目前我國能源部要求斷路器的生產(chǎn)要逐步走向無油化，因此6—220kV要選用SF6斷路器。(3).斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)電流。(5).校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實(shí)際開斷的短路電流周期分量有效值來進(jìn)行選擇，當(dāng)斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計(jì)算也可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行選擇。(7).動穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。 110kV側(cè)斷路器的選擇:(1).該回路為110kV電壓等級，故可選用六氟化硫斷路器。(3).回路額定電壓Ue≥110kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流ImaX==(kA) (4).為了維護(hù)和檢修的方便，選擇統(tǒng)一型號的SF6斷路器。故選I=所選斷路器的額定開斷電流I。②短路關(guān)合電流的校驗(yàn)在斷路器合閘之前，若線路已存在斷路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時及產(chǎn)生巨大的短路電流，更容易發(fā)生觸頭破壞和遭受電動力的損壞。此時還要求能夠切斷電流。所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動穩(wěn)定電流為80kA，則短路關(guān)合電流滿足要求，因?yàn)槠鋭臃€(wěn)定的校驗(yàn)參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。則短路持續(xù)時間t=++=2s。以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用OFPT(B)110斷路器。(2).斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)斷路器。所選斷路器的額定開斷電流I=25kV＞IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。③熱穩(wěn)定校驗(yàn)，選擇熄弧時間t=。以前述的方法算得Qz== kA2s因?yàn)槎搪烦掷m(xù)時間1s，非周期分量忽略不計(jì)，即Qk=Qz=允許熱效應(yīng)Ir2t=2524=2500kA2s＞Qk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。 10kV側(cè)斷路器的選擇(1).該回路為10kV電壓等級，故可選用真空斷路器。(3).回路額定電壓為10kV，因此必須選擇額定電壓Ue≥10kV的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流Imax=＝(kA)(4).初選SN910真空斷路器，主要數(shù)據(jù)如下：表63 SN