【正文】 地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有 4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有 11 回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、雙母線的接線方式，經(jīng)過分析、綜合、組合和比較，提出三種方河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 案。 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，檢修母線時(shí)不中 斷供電，任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電，可靠性高。 方案二： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方圖 21 方案一主接線圖 1 0 k V Ⅰ 段1 0 k V Ⅱ 段3 5 k V1 1 0 k V河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 式， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)， 不中斷對(duì)該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高、靈活性增加；缺點(diǎn)是，增設(shè)旁路母線后、配電裝置占地面積增大、增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目、接線復(fù)雜、投資增大，方案二的主接線圖如下所示。 3 5 k V Ⅰ 段 3 5 k V Ⅱ 段1 0 k V Ⅰ 段1 0 k V Ⅱ 段1 1 0 k V圖 22方案二電氣主接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 對(duì)于上述三種方案綜合考慮： 該地區(qū)海拔 170m，海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫 +42176。 C，年平均氣溫 +14176。 C。 《 35kV~ll0kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條：當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，6~l0kV 側(cè)宜采用單母分段接線，線路為 12 回及以上時(shí)，也可采用雙母線，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)采用第三種方案。 在變電站設(shè)計(jì)過程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以保證對(duì)用戶供電的可靠性。并且兩部變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿足以下條件： (1)并列運(yùn)行變壓器的一次額定、二次額定電壓必須對(duì)應(yīng)相等。如果并列變壓器的電壓變比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過熱甚至燒毀，影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。由于并列運(yùn)行的變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，差值不超過 10％。即所有并列變壓器一次、二次電壓的相序和相位都必須對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。即并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時(shí)，變壓器間的環(huán) 流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過負(fù)荷或燒毀。 由于功率因數(shù)降低對(duì)供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因數(shù)，降低無功功率的輸送量，提高系統(tǒng) 及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟(jì)、合理地供電的需要。 二是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高，有兩種方法： （ 1）采用同步電動(dòng)機(jī)替代異步電動(dòng)機(jī)工作，由于同步電機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，故維護(hù)不方便，此外投資和損耗較大，又不便于檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用。它具有有功損耗小、運(yùn)行維護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減方便、個(gè)別電容器損壞不影響整體使用等特點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償。 ???????????? )ta n( ta n 21 ?? ?? iPQi 計(jì)算后得需補(bǔ)償?shù)臒o功功率 Q= 需裝設(shè) ： 1 024 4 5 939。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 主變壓器容量選擇的依據(jù)： （ 1）主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。當(dāng)這一準(zhǔn)則不能滿足時(shí)，則要考慮采用增加發(fā)電機(jī)或輸電線路等措施 。中國一些電力部門在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了 N－ 1 原則，一般規(guī)定一個(gè)獨(dú)立元件為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組或一條輸電線路或一臺(tái)變壓器，通常使用線路極限發(fā)熱條件下的載流量來判斷線路是否過負(fù)荷運(yùn)行。 在本設(shè)計(jì)中，結(jié)合任務(wù)書所給原始材料可得： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 對(duì)于 35kV 側(cè)， )(1 ???????S MVA 對(duì)于 10kV 側(cè)， 則 總的負(fù)荷為： 5 4 8 ??? SSS總 MVA 取 tK =，則： 8 3 .0 55 4 8 ????axS MVA 此時(shí)， 5 8 4 3 m a x ???? SS N MVA 因此主變壓器容量為： ?NS MVA （ 1）相數(shù)選擇 變壓器有單相變壓器和三相變壓器之分，在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器，單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高，多用于 500kV 以上的變電所內(nèi)，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價(jià)格低，占地面積小，并且運(yùn)行時(shí)損耗減小 12~15％，只有受變壓器 的制造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，在工程設(shè)計(jì)上對(duì)于 330kV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器，因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或 35kV 及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器；當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器， 110kV 及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器；自耦變壓器特點(diǎn)是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電 路上也有聯(lián)系。電磁傳輸功率的大小決定變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面和損耗，所以與同容量、同電壓等級(jí)的普通變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。 M V AS 1 0 ????????????河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 （ 4）繞組接線組別的確定 我國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“ YN”聯(lián)接； 35kV 采用“ Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 35kV 以下變壓器三相繞組都采用“ D”聯(lián)接。 （ 5）冷卻方式的選擇 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、 SF6 充氣式變壓器等。所以，要格外考慮一級(jí)負(fù)荷供電可靠性。 考慮到變壓器是一種高可靠性的電氣設(shè)備，且在保護(hù)方法上有兩套原理不同的保護(hù)共同構(gòu)成主保護(hù)，所以兩部變壓器同時(shí)故障的可能性較小，基本可以保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷的不間斷供電，對(duì)于特別重要的一級(jí)負(fù)荷如大型三甲醫(yī)院的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等可以考慮采用不間斷供電模式即除兩個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)供電外還應(yīng)配置不間斷供電系統(tǒng)即 UPS和專門的可快速啟動(dòng)并投入供電運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)，并且要求 市電的供電開關(guān)和柴油機(jī)的投入運(yùn)行開關(guān)采取聯(lián)動(dòng)處理， UPS 只負(fù)責(zé)短暫的過渡性供電任務(wù)。 主變壓器型號(hào)選擇 在以上分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，查變壓器技術(shù)參數(shù)表可得，選擇的主變壓器型號(hào)：SFSZ925000/110。 8 %（ kV）；中壓 — 177。 所以，選擇 SFSZ925000/110 型變壓器兩臺(tái)。 變電所蓄電池用電設(shè)計(jì)原則： （ 1)按放電時(shí)間來選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足事故全停狀態(tài)下長時(shí)間放電容量的要求。 所用電、直流系統(tǒng)及主控室 變電所所用電屬于必須確保供電的負(fù)荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： (1)對(duì)于容量在 60MVA 及以上或樞紐變電所采用兩臺(tái)所用變供電； (2)兩臺(tái)所用變分別接至變電所最低一級(jí)電壓母線或獨(dú)立電源上，并裝設(shè)備用電源自動(dòng)投切 裝置； (3)對(duì)于采用復(fù)式整流、電容儲(chǔ)能等整流電源代替蓄電池時(shí)，其交流供電電源由兩種不同電壓等級(jí)取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置； (4)能可靠地利用所外 380V 電源備用時(shí)，需 2臺(tái)所變的變電所可裝一臺(tái)所變； (5)采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻主變壓器或調(diào)相機(jī)，變電所裝設(shè)兩臺(tái)所用變。所用變壓器低壓側(cè)采用 380/220V 中性點(diǎn)直接接地的三相四線制以提高供電可靠性，動(dòng)力和照明共用一 個(gè)電源，所內(nèi)一般設(shè)置檢修電源。 直流系統(tǒng) 所用電直流供電系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，主要用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和檢測(cè)回路操作電源，也用于各類斷路器的操動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的供電。可對(duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。 所用電負(fù)荷 : S= %= 所用變?nèi)萘坑?jì)算： SB=KtS= = 依據(jù)以上原則和分析，選擇的所用變壓器參數(shù) : 型號(hào)： S9— 80/10 U1e=10177。出現(xiàn)短路時(shí)，系統(tǒng)從一種狀態(tài)快速變化到到另一種狀態(tài) ，并伴隨有復(fù)雜的機(jī)電暫態(tài)、電磁暫態(tài)和波暫態(tài)現(xiàn)象。 此外還有其它原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 鑒于短路事故對(duì)電力系統(tǒng)的危害巨大，可采取以下措施降低系統(tǒng)中出現(xiàn)短路事故的可能性： （ 1）做好短路電流的計(jì)算工作； （ 2）正確選擇繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流，減小短路持續(xù)時(shí)間； （ 3）采用限流電抗器增加系統(tǒng)阻抗，限制短路電流； （ 4）設(shè)置互鎖裝置，防止帶負(fù)荷拉刀閘、帶電合接地刀閘； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 （ 5） 帶電安裝和檢修電氣設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度防止誤接線、誤操作，在距帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電流驗(yàn)算，若有更嚴(yán)重情況的按更嚴(yán)重的條件計(jì)算，總之，要用最大短路電流校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)采用運(yùn)算曲線算法。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：發(fā)生單相短路 的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。 在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算需要考慮的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 短路電流計(jì)算 電力系統(tǒng)接線圖為： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 S1=200MVA XS1= S2=1200MVA XS2= 確定短路點(diǎn)：在本次設(shè)計(jì)過程中，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kV， 35kV 及 10kV 母線。 系統(tǒng)等值電路如下： 對(duì)于三相變壓器： ? ? ? ? %%)32()13()21(2111 ???????? ??? SSSSS UUUUU ? ? ? ? %%)13()32()21(2212 ????????? ??? SSSSS UUUUU 圖 42 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 X S 1X L 3X S 2X L 2X L 1X L 4X T 1 1X T 2 1X T 1 2 X T 1 3X T 2 2 X T 2 3 S 1 S 2W B 1W B 2 W B 31 1 0 k V甲 變L 3L 4L 1L 2F S 市 變圖 41 系統(tǒng)接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 ? ? ? ? %%)21()13()32(2313 ???????? ??? SSSSS UUUUU 則， 2510 0 10 011* 21* 11 ??????? N BSXX S SUXX 0* 22* 12 ?? XX XX 25100 13* 23* 13 ??????? N BSXX S SUXX 0 3 6 1 1 51 0 221* 1 ???? AVBLL USXX