【正文】 依據(jù)原始資料，經(jīng)過(guò)分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 11 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(guò)分析、綜合、組合和比較，提出三種方案： 方案一： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方 式， 35kV 側(cè)采用雙母線接線方式，10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜，10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，一級(jí)負(fù)荷占 35%左右，二級(jí)負(fù)荷占 30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占 65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，造價(jià)低，擴(kuò)展性好，缺點(diǎn)是可靠性靈活性差。接線圖如下圖所示。 C，年最低氣溫 8176。 C，最熱月平均最高溫度 +36176。最大風(fēng)速 25m/s，覆冰厚度為 8mm，屬于我國(guó)第 V 標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 因此 110kV側(cè)采用雙母線接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)于 35kV側(cè)采用單母線分段接線方式而 10kV 側(cè)采用雙母線接線形式。 第 3 章 變電站主變壓器選擇 電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的電氣設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，合理確定的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。對(duì) 110kV 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對(duì)大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體工程情況裝設(shè) 2~4 臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量，因此，在本次設(shè)計(jì)中裝設(shè)多臺(tái)主變壓器。即并列變壓器的電壓變比必須相同，否則將引起較大的不平衡電流，所以允許差值不超過(guò) ％。 (2)并列運(yùn)行變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。 (3)并列運(yùn)行變壓器的連接組別必須相同。 (4)并列運(yùn)行的變壓器容量比應(yīng)小于 3： 1。 無(wú)功補(bǔ)償措施 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)谋匾? 在工企用電設(shè)備中，有大量設(shè)備工作需要從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率來(lái)建立交變磁場(chǎng)，如電動(dòng)機(jī)利用吸收無(wú)功功率建立圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這樣系統(tǒng)輸送的電能容量中無(wú)功功率的成分就會(huì)增加，功率因數(shù)降低，對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成如下影響： （ 1） 使變配電設(shè)備的容量增加； （ 2） 使 供配電系統(tǒng)的損耗增加； （ 3） 使電壓損失增加； （ 4） 使發(fā)電機(jī)的效率降低。 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒? 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個(gè)方面采取補(bǔ)償措施： 一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補(bǔ)償裝置情況下的功率因數(shù)，這種方法只能通過(guò)選擇功率因數(shù)較高的電氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)某潭取? （ 2）采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償 ,采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償無(wú)功功率以提高功率因數(shù)是目前供配電系統(tǒng)中采用較為普遍的一種補(bǔ)償方法，也叫移相電容器靜止無(wú)功補(bǔ)償。 補(bǔ)償后變壓器 10kV 側(cè)無(wú)功率因數(shù)要達(dá)到： 2 ?? 2 ?? 無(wú)功補(bǔ)償量： M V arQ39。 ??? k kQrQN 考慮到三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè) 312 個(gè)，每相 104 個(gè)，采取功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)即可滿足要求。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 18 應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 N－ 1原則是判定電力系統(tǒng)安全性的一種準(zhǔn)則，按照這一準(zhǔn)則 ,電力系統(tǒng)的 N 個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件（發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)保證不會(huì)出現(xiàn)因其它線路過(guò)負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。 N－ 1 原則與可靠性分析相比較 ,它的計(jì)算簡(jiǎn)便 ,不需搜集元件停運(yùn)率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡(jiǎn)便的安全檢查準(zhǔn)則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應(yīng)用。 對(duì)于有一級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足對(duì) 60%（ 220kV 及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷供電，以及滿足全部 I 類(lèi)負(fù)荷 ?S 和大部分II 類(lèi)負(fù)荷 ?S (110kV 及以上電壓等級(jí)的變電所供電，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類(lèi)負(fù)荷 ?S 和 II 類(lèi)負(fù)荷 ?S )，即 ?? ????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)~(1n m a x （ 41） 最大 綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： %)1(c o s1 m a xtm a x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 式中 imaxP — 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的功率因數(shù)； tK — 同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。 （ 2）繞組數(shù)選擇 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂 式等型式。因此，當(dāng)自耦變壓器用來(lái)聯(lián)系兩種電壓M V AS 1 0 ??????? ?????河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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。 （ 3）調(diào)壓方式的確定 為了滿足供電質(zhì)量要求可通過(guò)切換變壓器的分接頭開(kāi)關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。因此，普通雙繞組一般選用 YN， d11 接線；三繞組變壓器一般接成 YN， y， d11 或 YN， yn， d11 等形式。 （ 6）對(duì)一級(jí)負(fù)荷的供電可靠性的考慮 一級(jí)負(fù)荷適中那些在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家日常生活起著特別重要作用的中負(fù)荷，一旦中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生重大損失及人身傷亡。 對(duì)一級(jí)負(fù)荷，要求供電系統(tǒng)當(dāng)線路發(fā)生故障停電時(shí)，仍保證其連續(xù)供電，所以應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 綜合以上分析，為充分保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電的可靠性，應(yīng)在變電所內(nèi)設(shè)置兩部以上變壓器，考慮到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，又不應(yīng)設(shè)置過(guò)多變壓器以降低變壓器的損耗。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 25000kVA 額定電壓：高壓 — 110177。 2 %（ kV）；低壓 — （ kV） 連接組別： YN/yn0/d11 空載損耗： 短路損耗： 空載電流： % 阻抗電壓（ %）：高中 : %)21( ??SU ；中低 %)32( ??SU ；高低%)13( ??SU 。 變電所所用電設(shè)計(jì) 變電所內(nèi)負(fù)荷包括照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、二次部分及動(dòng)力設(shè)備，現(xiàn)代變電所自動(dòng)化程度較高，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)所用電的考慮，確保所用電安全性。 (2)按放電電流來(lái)選擇蓄電池的容量，其容量應(yīng)能滿足在事故運(yùn)行時(shí)，供給最大的沖擊負(fù)荷電流的要求。 (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 。 所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求，故宜采用 或 的所用變。 本次設(shè)計(jì)在 10kV 母線上接一臺(tái) 10/ 接地變壓器、低壓側(cè)為 Y0接線、正常運(yùn)行時(shí)供給 380/220V 站用電源。 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(lèi)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?？蓪?duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。 :S= %= ： 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(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 24 等。 短路電流計(jì)算的目的 短路計(jì)算的目的的主要包括以下幾個(gè)方面： （ 1）選擇電氣主接線時(shí) ,為了比較各種接線方案，確定某接線是否需要采取限制短路電流的措施等均需進(jìn)行必要 的短路電流計(jì)算； （ 2）在選擇電氣設(shè)備時(shí) ,為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行和故障情況下都能保證安全、可靠地工作 ,需要依據(jù)正常運(yùn)行條件選擇設(shè)備河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 并依據(jù)短路條件校驗(yàn)設(shè)備； （ 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地安全距離； （ 4）在整定繼電保護(hù)中繼電器動(dòng)作值時(shí)需以各種短路電流為依據(jù)。 短路電流計(jì)算 方法 在電力系統(tǒng)中常用的短路電流計(jì)算法有運(yùn)算曲線法和計(jì)算機(jī)算法。 短路按類(lèi)型分為三相短路、兩相相間短路、單相短路和兩相接地短路。為了使電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主，三相短路用文字符號(hào) k)3( 表示。在等效電路圖上，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出求等效總阻抗，再換算成計(jì)算電抗，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，再換算成有名值。首先計(jì)算電路的基準(zhǔn)值：選取MVASB 100? ， AVB UU ? 。 查計(jì)算曲線數(shù)字表可得： ? ? *01 ?I ， ? ? * ?I ， ? ? *11 ?I 換算成有名值為： ? ?kAUSIUSIIAvNAvN1 5 8 1 2 0 08 3 12 0 04 0 4 332*)0(21*)0(10???????????? ?kAUSIUSIIAvNAvN1 6 4 1 2 0 08 3 12 0 04 0 5 332*)(21*)(???????????? ?kAUSIUSIIAvNAvN1 6 4 1 2 0 08 3 12 0 04 0 5 332*)1(21*)1(11???????????1 . 2 6 5 6S 10 . 8 1 9 5S 2圖 415 10kV 側(cè)短路的等值電路圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 36 kAII ch 4 5 2 5 8 )0( ???? 第 5 章 電氣設(shè)備的選擇 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，盡管各種電氣設(shè)備在系統(tǒng)中的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不盡 相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的：電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件選擇并按短路條件校驗(yàn)。 導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn) 架空電力線路的導(dǎo)線：可以采用鋼芯鋁絞線、鋁絞線、防腐鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞線、鋁合金絞線、鋼芯鋁合金絞線、硬銅線，但系統(tǒng)中一般線路大多采用鋼芯鋁絞線以在保證可靠的前提下提高經(jīng)濟(jì)性。 (2)導(dǎo)線應(yīng)具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不能因?yàn)楦鞣N不利條件的天氣而造成斷線或倒塔事故。 (4)驗(yàn)算導(dǎo)線載流量時(shí)，鋼芯鋁線的允許溫度一般采用 70℃。 一、導(dǎo)體截面的選擇： maxal II ? (51) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 37 當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度 ? 不同于導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度 ?? 時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流應(yīng)該用下式修正 alKII ??al (52) 式中 K — 綜合修正系數(shù)。 由載流量 RFI alal )( ???? ??可得，正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度 ? 為 22m a xalal II）（ ?? ???? ??? （ 54) ? 必須小于導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度 C?70 。綜合考慮，確定一個(gè)比較合理的導(dǎo)線截面，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)截面積，與其對(duì)算費(fèi)用最小。經(jīng)濟(jì)截面積用下式應(yīng)的電流密度稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)電流密度。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 38 二、導(dǎo)體的校驗(yàn)： axr UU mc ? （ 56） 即確保導(dǎo)線到最高電壓下 不出現(xiàn)電暈，以降低網(wǎng)絡(luò)損耗并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 110kV 母線選擇及校驗(yàn) 按導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇： AU SI N N 9 031 1 0 3 4 5 4 a x ????? AkII al 2570