摘摘 要要 本次設(shè)計(jì)為 110KV 變電站的初步設(shè)計(jì)書 首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及 所有負(fù)荷的參數(shù) 分析負(fù)荷發(fā)展趨勢 從負(fù)荷增長方面闡明了建站的必要性 然后 通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮 并通過對負(fù)荷資料的分析 安全 經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮 確定了 110kV 35kV 10kV 以及站用電的主接線 對電氣設(shè) 備的選型作了詳細(xì)的說明和計(jì)算 短路電流的計(jì)算有嚴(yán)格的計(jì)算書 又通過負(fù)荷計(jì) 算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù) 容量及型號 最后 根據(jù)最大持續(xù)工作電流及 短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果 做出線路保護(hù) 變壓器保護(hù) 母線保護(hù) 防雷保護(hù) 從而完 成了整個(gè)變電站設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 變電站 負(fù)荷計(jì)算 主接線 電氣設(shè)備選型 繼電保護(hù) ABSTRACT The design of 110 KV substations is for preliminary design First according to the task given system and line book and all the parameters make the analysis of load development trend From the load increasing illustrates the necessity of the establishment of construction and then through the generalization of substation and outlet to consider and through the analysis of the data of load safety economy and reliability into consideration determine the 110 KV and consumers 10 kV power station as well as 35kV main connection Analyses the argumentation of 110 KV substations auto switch manner of various advantages of electrical equipment selection and calculation the detailed description of short circuit current calculation have strict calculations And through the load calculation and scope of supply determined the main transformer capacity and models Finally according to the maximum continuous working current and short circuit calculation results of calculation make line protection transformer protection bus bar protection lightning protection substation to finish the whole design Keywords Transformer substation Consideration of load Main Connection the choice of Electrical Equipment Relay 目目 錄錄 1 1 概述概述 1 1 課題來源 1 1 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 1 3 設(shè)計(jì)范圍 1 1 4 設(shè)計(jì)分工 1 1 5 設(shè)計(jì)的基本要求 2 1 6 基礎(chǔ)資料 2 1 6 1 原始背景資料 2 1 6 2 變電站負(fù)荷情況分析 4 2 2 電氣主接線方案的確定電氣主接線方案的確定 5 2 1 選擇原則 5 2 1 1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 6 2 1 2 主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 8 2 2 主接線的方案與分析 8 2 2 1 110KV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) 9 2 2 2 35KV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) 11 2 2 3 10KV 側(cè)主接線設(shè)計(jì) 12 2 2 4 所用電設(shè)計(jì) 13 3 3 主變壓器臺數(shù)和容量主變壓器臺數(shù)和容量的的選擇選擇 14 3 1 變壓器的選擇原則 14 3 2 主變壓器型式的選擇 14 3 3 主變中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì) 15 3 3 1 110kV 側(cè)中性點(diǎn)接地方式 15 3 3 2 35kV 10kV 側(cè)中性點(diǎn)接地方式 15 3 4 主變?nèi)^緣 半絕緣 繞組材料等問題的解決 16 3 5 變壓器臺數(shù)的選擇 16 3 6 變電站負(fù)荷計(jì)算 17 3 7 變壓器容量的選擇 18 3 7 1 主變?nèi)萘窟x擇及校驗(yàn) 18 3 7 2 所用變選擇 19 4 4 短路電短路電流流的計(jì)算的計(jì)算 21 4 1 短路概述 21 4 2 短路電流計(jì)算的目的 22 4 3 短路電流計(jì)算的條件 22 4 3 1 基本假定 22 4 3 2 一般規(guī)定 23 4 4 短路電流的標(biāo)么值算法 23 4 5 短路電流計(jì)算結(jié)果 24 5 5 變電所電變電所電氣氣設(shè)備設(shè)備選選擇擇 29 5 1 概述 29 5 2 選擇設(shè)備的基本原則 30 5 3 斷路器的選擇 31 5 3 1 選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求 31 5 3 2 斷路器的主要參數(shù) 31 5 3 3 斷路器選擇其他考慮因素 31 5 3 4 110kV 斷路器的選擇 32 5 3 5 35kV 斷路器的選擇 33 5 3 6 10kV 斷路器的選擇 34 5 4 隔離開關(guān)的選擇 34 5 4 1 隔離開關(guān)的作用 35 5 4 2 形式結(jié)構(gòu) 35 5 4 3 選擇條件 35 5 4 4 選擇隔離開關(guān)基本要求 35 5 4 5 110kV 隔離開關(guān)的選擇 36 5 4 6 35KV 隔離開關(guān)的選擇 36 5 4 7 10kV 隔離開關(guān)的選擇 37 5 5 母線的選擇 37 5 6 電流互感器的選擇 39 5 7 電壓互感器的選擇 40 6 6 繼電保護(hù)繼電保護(hù)配配置置 42 6 1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 42 6 2 保護(hù)裝置的裝設(shè)原則 43 6 3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù) 44 6 4 繼電保護(hù)的選擇要求 45 6 5 繼電保護(hù)的裝置選擇與整定 46 6 6 線路末端短路電流 46 6 7 線路保護(hù)整定 46 6 8 變壓器保護(hù) 48 6 8 1 變壓器裝設(shè)的保護(hù)種類 48 6 8 2 變壓器保護(hù)的整定方法 50 6 8 3 變壓器差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 52 6 9 母線保護(hù) 52 7 7 防雷接地防雷接地保保護(hù)護(hù) 54 7 1 變電所可能出線大氣過電壓的種類 54 7 2 直擊雷保護(hù) 54 7 3 避雷針裝設(shè)注意問題 54 7 4 雷電侵入保護(hù) 55 7 4 1 保護(hù)措施 55 7 4 2 避雷器的設(shè)置 55 7 5 變電站的保護(hù) 56 總總結(jié)結(jié) 57 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 58 致謝致謝 59 附錄附錄 110KV110KV 變電站電氣主接線圖變電站電氣主接線圖 60 1 1 1 概述概述 1 1 課題來源 本課題為本人畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 具有一定的實(shí)踐性和可行性 為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 需要 根據(jù)有關(guān)單位的要求 決定修建一座 110KV 變電站 本變電站和電力系統(tǒng)中 的 S1 S2 發(fā)電廠形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 負(fù)荷分為 35KV 和 10KV 兩個(gè)等級 1 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 中華人民共和國電力公司發(fā)布的 35kV 110kV 無人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程 征求意見稿 2 某 110kV 變電站工程設(shè)計(jì)委托書 3 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 電氣一次部分 1 3 設(shè)計(jì)范圍 1 所區(qū)總平面 交通及長度約 20 米的進(jìn)所道路的設(shè)計(jì) 2 所內(nèi)各級電壓配電裝置及主變壓器的一 二次線及繼電保護(hù)裝置 3 系統(tǒng)通信及遠(yuǎn)動(dòng) 4 所內(nèi)主控制室 各級電壓配電裝置和輔助設(shè)施 5 所區(qū)內(nèi)給排水設(shè)施及污水排放設(shè)施 6 所區(qū)采暖通風(fēng)設(shè)施 消防設(shè)施 7 所區(qū)內(nèi)的規(guī)劃 8 編制主要設(shè)備材料清冊 9 編制工程概算書 1 4 設(shè)計(jì)分工 1 110kV 配電裝置以出線門型架為界 10kV 電纜出線以電纜頭為界 電纜溝道 至圍墻外 1 米 2 所外專用通信線 光纖系統(tǒng)通信 施工用電 用水等設(shè)施由建設(shè)單位負(fù)責(zé) 2 1 5 設(shè)計(jì)的基本要求 1 必須遵照國家標(biāo)準(zhǔn) 認(rèn)真執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 并應(yīng)該做到保障人身 和設(shè)備的安全 供電可靠 電能質(zhì)量合格 2 積極采用新技術(shù) 提高自動(dòng)化水平 盡量結(jié)合具體情況采用定型設(shè)計(jì) 做 到工程技術(shù)先進(jìn) 經(jīng)濟(jì)合理 安全適用 確保設(shè)計(jì)質(zhì)量 3 根據(jù)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì) 必要時(shí)可分期建設(shè) 做到遠(yuǎn) 近結(jié)合 以近期為主 適當(dāng)考慮工程擴(kuò)建發(fā)展的可能 4 從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā) 樹立設(shè)計(jì) 施工 運(yùn)行的整體觀念 防止片面性和絕對 化 5 必須從全局考慮 統(tǒng)籌兼顧 按照負(fù)荷性質(zhì) 用電容量 工程特點(diǎn)和本地 區(qū)供電條件 合理確定設(shè)計(jì)方案 滿足供電可靠性的要求 電力工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員應(yīng)該堅(jiān)持到現(xiàn)場調(diào)查 收集有關(guān)資料 使設(shè)計(jì)和施工 運(yùn)行檢修相結(jié)合 理論和實(shí)際相統(tǒng)一 1 6 基礎(chǔ)資料 1 6 11 6 1 原始背景資料原始背景資料 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè) 它是一種將 煤 石油 天然氣 水能 核能 風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè) 它為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門快速 穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力 其發(fā)展水平是反應(yīng)國 家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志 隨著社會(huì)的發(fā)展 電能被日益廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常生活中 電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其他形式的能源 例如機(jī)械能 熱能 光能 磁能等 并且 電能的輸送和分配易于實(shí)現(xiàn) 可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所 電能 的應(yīng)用規(guī)模也很靈活以電能作為動(dòng)力 可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化 保證產(chǎn) 品質(zhì)量大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 同時(shí)提高電氣化程度以電能代替其它形式的能源 是節(jié)約能耗消耗的一個(gè)重要途徑 為了滿足市區(qū)生產(chǎn)和生活的供電要求 按照先行的原則 依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展 決定在本區(qū)興建 1 中型 110kV 變電所 該變電所建成后 主要對本區(qū)用戶供電為主 尤其對本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電 改善提高供電水平 同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán) 3 網(wǎng) 提高了本地供電質(zhì)量和可靠性 待建 110kV 變電站地址選在市開發(fā)區(qū)的北部 西鄰一條南北公路 有良好的交通運(yùn)輸條件 電站年負(fù)荷增長率為 5 變電站總負(fù) 荷考慮五年發(fā)展規(guī)劃 1 環(huán)境條件 該站位于市開發(fā)區(qū)的北部 西鄰一條南北公路 占地東西長 69m 南北長 66m 面積 4554m2 合 6 831 畝 該站出線條件較好 110kV 南面進(jìn)出 35kV 北面進(jìn)出 10kV 電纜從西側(cè)進(jìn)出 電纜溝 交通方便 靠近鄉(xiāng)鎮(zhèn) 職工生活方便 圍墻內(nèi)自然 高差與公路相差 3m 左右 回填土方量較大 1 環(huán)境溫度 15 C 35 C 年平均 15 C 2 相對濕度 月平均 90 日平均 95 3 海拔高度 1000m 4 地震烈度 不超過 8 度 5 風(fēng)速 35m s 6 最大日溫差 25 C 7 土壤電阻率 100 cm 8 地耐力 2 4kg cm2 變電站選址避開了大氣嚴(yán)重污穢和嚴(yán)重?zé)熿F地區(qū)急冬季主導(dǎo)風(fēng)向的影響 周圍 環(huán)境無易燃且無明顯污穢 具有適宜的地質(zhì) 地形和地貌條件 如避開斷層 交通方 便等 并應(yīng)考慮防洪要求 以及鄰近設(shè)施的相互影響 如對通訊 居民生活等 2 環(huán)境保護(hù) 1 變電所僅有少量生活污水 經(jīng)處理后排入滲井 變壓器事故排油污水 經(jīng)事故油池將油截流 污水排入生活污水系統(tǒng) 對周圍 環(huán)境沒有污染 2 噪音方面是指變壓器和斷路器操作時(shí)所產(chǎn)生的電磁和機(jī)械噪聲 對主變及 斷路器要求制造廠保證距離設(shè)備外殼 2 米處的噪聲水平不大于 65bB 以達(dá)到 工業(yè) 企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 的規(guī)定 3 綠化 在所內(nèi)空閑地帶種植草坪及綠籬 以美化環(huán)境 4 1 6 21 6 2 變電站負(fù)荷情況分析變電站負(fù)荷情況分析 本變電站和電力系統(tǒng)中的S1 S2發(fā)電廠形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 如果變電站110kV側(cè)故障 則此環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)就會(huì)瓦解 系統(tǒng)之間的緊密性就被破壞 輕則影響S1 S2發(fā)電廠的出 力 重則可能會(huì)引起系統(tǒng)的解列等嚴(yán)重后果 對35kV側(cè)來講 本所供電對象是的冶 煉廠 焦化廠 鞋廠 洗衣機(jī)廠的廠區(qū)和生活區(qū)及百貨商場及其他散戶 10kV側(cè)供 電對象是造紙廠 化工廠 毛紡廠 水泥廠 紡織廠 水廠 首飾廠的廠區(qū)和生活 區(qū)及市醫(yī)院和A B C三個(gè)居民小區(qū) 一旦停電 就會(huì)造成地區(qū)斷電 斷水等后果 嚴(yán)重影響的人民正常生活 還將造成機(jī)器停運(yùn) 整個(gè)生產(chǎn)處于癱瘓狀態(tài) 嚴(yán)重影響 各廠生產(chǎn)的質(zhì)量和數(shù)量 同時(shí)還可能造成對環(huán)境的污染 因此對本所的運(yùn)行可靠性 必須保證 在非特殊情況下 一般不允許對它們斷電 鑒于以上情況 110kV 側(cè)線路回?cái)?shù)采用 4 回 其中 2 回留作備用 35kV 側(cè)線路 回?cái)?shù)采用 8 回 另有 2 回留作備用 A 廠 B 廠采用雙回路供電 10kV 側(cè)線路回?cái)?shù) 采用 12 回 另有 2 回留作備用 f 廠采用雙回路供電 以提高供電的可靠性 具體 110KV 變電所各電壓級負(fù)荷數(shù)據(jù)如下表 表 1 1 110KV 側(cè)系統(tǒng)線路參數(shù)表 系統(tǒng)1系統(tǒng)2線路參數(shù) S1 MVA 1C XS2 MVA 2C XL1 kM L2 kM L3 kM 6000 388000 45302025 110kV側(cè)線路回?cái)?shù)采用4回 其中2回留作備用 表1 2 35kV負(fù)荷資料見下表 負(fù)荷名稱最大負(fù)荷MWCOS 回路數(shù) 冶煉廠5 80 92 焦化廠5 50 92 鞋廠5 10 91 洗衣機(jī)廠3 70 91 百貨商場2 80 851 散戶3 30 851 35kV負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為0 9 35kV側(cè)線路回?cái)?shù)采用8回 其中2回留作備用 5 表1 3 10kV負(fù)荷資料見下表 負(fù)荷名稱最大負(fù)荷MWCOS 回路數(shù) 造紙廠4 20 851 化工廠3 20 851 毛紡廠3 20 851 水泥廠3 10 851 紡織廠3 40 851 水廠5 20 852 首飾廠2 80 851 市醫(yī)院3 10 91 A居民區(qū)3 20 91 B居民區(qū)3 10 91 C居民區(qū)2 60 91 10kV負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為0 85 10kV側(cè)線路回?cái)?shù)采用12回 另有2回留作備用 2 2 電氣主接線方案的確定電氣主接線方案的確定 電氣主接線是指發(fā)電廠或變電站中的一次設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求連接起來表示生產(chǎn) 匯集和分配電能的電路 也稱為主電路 電氣主接線是由高壓電器通過主接線 按 其功能要求組成接受和分配電能的電路 組成為傳輸強(qiáng)電流 高電壓的網(wǎng)絡(luò) 故稱 為一次接線或電氣主系統(tǒng) 變電所的電氣主接線是變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu) 是 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分 它與電力系統(tǒng)供電電源情況 負(fù)荷對供電可靠 性的要求 配電裝置的布置 繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性關(guān)系 因此 電氣主接線的合理設(shè)計(jì) 必須綜合處理好各個(gè)方面因素 經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證 比較后方可確定 2 1 選擇原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中得地位 負(fù)荷性質(zhì) 出線 回路數(shù) 設(shè)備特點(diǎn) 周圍環(huán)境及變電所得規(guī)劃容量等條件和具體情況 并滿足供電 可靠性 運(yùn)行靈活 操作方便 節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求 具體如下 6 2 1 12 1 1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求主接線設(shè)計(jì)的基本要求 主接線的基本要求 應(yīng)滿足安全性 可靠性 靈活性和經(jīng)濟(jì)性 1 安全性 安全是電力生產(chǎn)的首要任務(wù) 安全性的具體要求 1 高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè) 必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān) 2 低壓斷路器 自動(dòng)開關(guān) 的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè) 必須設(shè)低壓刀 開關(guān) 3 裝設(shè)高壓熔斷器 負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè) 必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān) 4 35KV 及以上線路末端 應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)連鎖的接地刀閘 5 變配電所高壓母線上及架空線路末端 必須裝設(shè)避雷器 裝于母線上的避雷 器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān) 線路上避雷器前不必裝隔離開關(guān) 2 可靠性 保證供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求 主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求 可 靠性的具體要求 1 斷路器檢修時(shí) 不宜影響對系統(tǒng)和負(fù)荷的供電 2 斷路器和母線故障以及母線檢修時(shí)應(yīng)盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)及停運(yùn)時(shí)間 并 要保證對一級負(fù)荷及大部分二級負(fù)荷的供電 3 盡量避免發(fā)電廠 變電所全部停運(yùn)的可能性 4 大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠的特殊要求 5 采用綜合自動(dòng)化 優(yōu)化變電所設(shè)計(jì) 3 靈活性 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度 檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性 1 調(diào)度時(shí) 應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路 調(diào)配電源和負(fù)荷 滿足系 統(tǒng)在事故運(yùn)行方式 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求 2 檢修時(shí) 可以方便地停運(yùn)斷路器 母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 進(jìn)行安全檢修 而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電 3 擴(kuò)建時(shí) 可以容易地從初期接線過渡到最終接線 在不影響連續(xù)供電或停電 時(shí)間最短的情況下 投入變壓器或線路而不互相干擾 并且對一次和二次部分的改 建工作量最少 7 具體來說1變電所的高低壓母線 一般宜采用單母線或單母線分段接線 2兩路 電源進(jìn)線 裝有兩臺主變壓器的變電所 當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí) 兩臺主變壓器一 般分列運(yùn)行 當(dāng)只一路電源供電 另一路電源備用時(shí) 則兩臺主變壓器并列運(yùn)行 3 35KV及以上電源進(jìn)線為雙網(wǎng)絡(luò)時(shí) 宜采用橋形接線或線路變壓器組接線 4 帶負(fù)荷 切換主變壓器的變電所 高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開關(guān) 5主接線方案應(yīng) 與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng) 6電氣主接線方案按企業(yè)發(fā)展規(guī)劃留有一定的發(fā) 展余地 考慮到將來的發(fā)展擴(kuò)建需要 4 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性 靈活性要求的前提下 做到經(jīng)濟(jì)合理 1 投資省 1 主接線應(yīng)力求簡單清晰 以節(jié)省斷路器 隔離開關(guān) 電流和電壓互感器 避雷器等一次設(shè)備 而且應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn) 經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品 2 要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜 以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜 3 要能限制短路電流 以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器 4 如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求 110kV及以下終端或分支變電所 可采用簡易電器 5 由于工廠變配電所一般都選用安全可靠且經(jīng)濟(jì)美觀的成套配電裝置 因此 變配電所主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致 柜型一般宜采 用固定式 只在供電可靠性要求較高時(shí) 才采用手車式或抽屜式 6 中小型工廠變電所一般采用高壓少油斷路器 在需頻繁操作的場合 則應(yīng) 采用真空斷路器或SF6斷路器 2 占地面積小 主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件 優(yōu)化接線及布置 盡量使 占地面積減少 3 電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類 容量 數(shù)量 要避免因兩次變壓而增加電能 損失 工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜 其中電流 電壓互感器柜只供計(jì)費(fèi) 的電能表用 應(yīng)考慮無功功率的人工補(bǔ)償 使最大負(fù)荷時(shí)功率因素達(dá)到國家規(guī)定的 要求 此外 在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中 要避免建立復(fù)雜的操作樞紐 為簡化主接線 發(fā)電 8 廠 變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種 總之 變電所通過合理的接線 設(shè)備無油化 布置的緊湊以及綜合自動(dòng)化技術(shù) 并將通信設(shè)施并入主控室 簡化所內(nèi)附屬設(shè)備 從而達(dá)到減少變電所占地面積 優(yōu) 化變電所設(shè)計(jì) 節(jié)約材料 減少人力物力的投入 并能可靠安全的運(yùn)行 避免不必 要的定期檢修 達(dá)到降低投資的目的 2 1 22 1 2 主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 在選擇電氣主接線時(shí)應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù) 1 發(fā)電廠 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 2 發(fā)電廠 變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 3 負(fù)荷大小和重要性 1 對于一級負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電 且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后 能保 證對全部一級負(fù)荷不間斷供電 2 對于二級負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電 且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后 能 保證對大部分二級負(fù)荷的供電 3 對于三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電 4 系統(tǒng)備用容量大小 裝有2臺組級以上主變壓器的變電所 其中一臺 組 事故斷開 其余主變壓器 的容量應(yīng)保證該所60 的全部負(fù)荷 在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi) 應(yīng)保證用戶 的一級和二級負(fù)荷 5 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體要求 2 2 主接線的方案與分析 目前變電站常用的主接線形式有 單母線 單母線分段 單母線分段帶旁路 雙母線等 我們在比較各種電氣主接線的優(yōu)劣時(shí) 主要考慮其安全可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面 參考 35 110KV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范 第 3 2 3 條 35 110KV 線路為兩回及以下時(shí) 宜采用橋形線路變壓器或線路分 支接線 超過兩回時(shí) 宜采用擴(kuò)大橋形單母線或單母分段的接線形式 35 63KV 線 路為 8 回及以上時(shí) 亦可采用雙目接線 110KV 線路為 6 回及以上時(shí) 宜采用雙母 線接線 9 第 3 2 4 條 在采用單母線 分段單母線或雙母線的 35 110KV 主接線中 當(dāng)不 允許停電檢修斷路器時(shí) 可以設(shè)置旁路設(shè)施 當(dāng)有旁路母線時(shí) 首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線 當(dāng) 110KV 線路為 6 回及以上 35 63KV 線路為 8 回及以上時(shí) 可裝設(shè)專用的旁路斷 路器 主變壓器 35 110KV 回路中的斷路器 有條件時(shí) 亦可接入旁路母線 采用 SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施 第 3 2 5 條 當(dāng)變電站裝有兩臺主變時(shí) 6 10KV 側(cè)宜采用分段單母線 線路為 12 回及以上時(shí)亦可采用雙母線 當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí) 可設(shè)置旁路設(shè)施 綜合以上規(guī)程規(guī)定 結(jié)合本變電站的實(shí)際情況 10kV 側(cè)線路回?cái)?shù)采用 4 回 其 中 2 回留作備用 35kV 側(cè)線路回?cái)?shù)采用 8 回 另有 2 回留作備用 A 廠 B 廠采用 雙回路供電 10kV 側(cè)線路回?cái)?shù)采用 12 回 另有 2 回留作備用 故可對各電壓等級 側(cè)主接線設(shè)計(jì)方案作以下處理 2 2 12 2 1 110KV110KV 側(cè)主接線設(shè)計(jì)側(cè)主接線設(shè)計(jì) 根據(jù) 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 第22條 110 220kV配電裝置中 當(dāng)出線數(shù)為2回 時(shí) 一般采用橋形接線 當(dāng)出線不超過4回時(shí) 一般采用分段單母線接線 本所遠(yuǎn)景出線為4回 符合采用分段單母線接線 從占地面積上看 采用單母 分段也是合理的 同時(shí)規(guī)程第24條規(guī)定 采用單母分段或雙母線的110 220kV配電裝置中除斷路器 允許停電檢修外 一般設(shè)置旁路設(shè)施 110KV側(cè)是本站的進(jìn)線段 它對本站的可靠性有很大影響 擬定以上兩種接線方 案 雙母接線 單母分段帶旁母接線 如下圖2 1 2 2 10 圖 2 1 雙母線接線 圖 2 2 單母線分段帶旁母接線 雙母接線的適用范圍 當(dāng)母線回路數(shù)或母線上電源較多 輸送和穿越功率較大 母線故障后要求迅速 恢復(fù)供電 母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對用戶的供電 系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對接線 的靈活性有一定要求時(shí)采用 各級電壓采用的具體條件如下 1 6 10KV配電裝置 當(dāng)短路電流較大 出線需要帶電抗器時(shí) 2 35 66KV配電裝置 當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí) 或連接的電源較多 負(fù)荷 較大時(shí) 3 110 220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí) 或當(dāng)110KV 220KV配電裝 置 在系統(tǒng)中占重要地位 出線回路數(shù)為4回及以上時(shí) 單母線分段帶旁路接線范圍 1 6 10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí) 2 35 66KV配電裝置出線回路數(shù)為6 8回時(shí) 3 110KV 220KV配電裝置出線回路數(shù)為3 4回時(shí) 到底選用哪種接線方式更為合理 可靠 現(xiàn)對這兩種方案作一比較 如下表2 1 11 表2 1 雙母接線和單母分段待旁母對比表 雙母接線單母分段帶旁母 可 靠性 采用雙母接線 可提高供電可靠 性 通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操 作 可以輪流檢修一組母線及任一回 路的母線隔離開關(guān) 一組母線故障后 能迅速恢復(fù)供電 在運(yùn)行中隔離開關(guān) 作為操作電器 容易發(fā)生誤操作 采用單母分段 對重要用戶可以 從不同分段上引接 當(dāng)一段母線上發(fā) 生故障時(shí) 分段斷路器自動(dòng)將故障段 隔離 保證正常段母線不間斷供電 加設(shè)旁路母線為了檢修出線斷路器 不至中斷該回路供電 具有足夠的可 靠性 靈 活性 靈活性較高 各個(gè)電源和各個(gè)回 路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上 靈活性高 當(dāng)出線斷路器需檢修 則可由分段斷路器來承擔(dān)出線斷路器 繼續(xù)運(yùn)行 經(jīng) 濟(jì)性 采用的設(shè)備也較多 特別是隔離 開關(guān) 投資較多 與雙母接線相比 多用了隔離開 關(guān) 這樣投資增大 同時(shí)所占用的空 間也較大 發(fā) 展擴(kuò)建 適應(yīng)性 向母線左右任何方向擴(kuò)建 均不 會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由分 配 在施工中也不會(huì)造成原有回路停 電 由于接線比較復(fù)雜 操作不太靈 活 不利于發(fā)展及擴(kuò)建 由于本變電站擔(dān)負(fù)著為本區(qū)供電的重任 和電力系統(tǒng)中的S1 S2發(fā)電廠形成環(huán) 網(wǎng)結(jié)構(gòu) 對本變電站的運(yùn)行可靠性必須保證 因此經(jīng)過比較后 決定采用單母分段 帶旁母作為110kV側(cè)的主接線 架空線路型號選用LGJQ 300 2 2 22 2 2 35KV35KV側(cè)主接線設(shè)計(jì)側(cè)主接線設(shè)計(jì) 35KV 側(cè)是本站的一個(gè)出線電壓等級 它向冶煉廠 焦化廠 鞋廠 洗衣機(jī)廠的 廠區(qū)和生活區(qū)及百貨商場及其他散戶供電 對 35KV 側(cè)的主接線設(shè)計(jì)了兩種方案 仍從雙母接線和單母分段帶旁母兩種方案比較 由于35kV回路較多 采用雙母 接線接線后 可以輪流檢修一組母線及任一回路的母線隔離開關(guān) 一組母線故障后 能迅速恢復(fù)供電 各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上 因此就沒有必要采 用增設(shè)旁母 投資也較單母分段帶旁母少 因此經(jīng)過比較后 決定采用雙母線接線 作為35kV側(cè)的主接線 12 2 2 32 2 3 10KV10KV 側(cè)主接線設(shè)計(jì)側(cè)主接線設(shè)計(jì) 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 第23條 6kV和10kV配電裝置中 一般采用分段單母線 或單母線接線 電氣工程設(shè)計(jì)手冊 1規(guī)定 6 10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回以上時(shí) 可采 用單母線分段接線 擬定單母接線和單母分段接線兩種方案 如下圖2 3 2 4 單母接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下三種情況 1 6 10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回 2 35 66KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回 3 110KV 220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回 圖 2 3 單母線分段接線 13 圖 2 4 單母線接線 表 2 2 單母分段和單母接線對比表 方案 項(xiàng)目 方案 I 單母分段 方案 II 單母接線 可 靠 性 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(gè)回路 保證不 間斷供電 可靠 靈 活 性 當(dāng)一回線路故障時(shí) 分段斷路器自動(dòng) 將故障段隔離 保證正常段母線不間斷 供電 不致使重要用戶停電 靈活性和可靠性較差 當(dāng) 母線或母線隔離開關(guān)故障或 檢修時(shí) 必須斷開它所連接 的電源 與之相連的所有電 力裝置在整個(gè)檢修期間均需 停止工作 此外 在出線斷 路器檢修期間 必須停止該 回路的供電 本所10kV側(cè)出線數(shù)為12回 又水廠采用雙回路供電 所以采用單母分段接線方 式 該方式具有較高的可靠性和靈活性 雙回線路分別接到不同母線上 這樣當(dāng)一 回故障時(shí) 另一回可繼續(xù)對其供電而不至使重要用戶停電 2 2 42 2 4 所用電設(shè)計(jì)所用電設(shè)計(jì) 一 所用電源引接方式 在選擇所用變時(shí)一般情況下 廠家不生產(chǎn)110 0 4kV或35 0 4kV的雙繞組變壓器 又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障較多 從所外電源引接所用電源可靠性較低 這樣所用電必須從主 變低壓側(cè) 10kV 母線不同段上各引接一個(gè) 并要加裝限流電抗器 二 所用電接線 電力工程設(shè)計(jì)手冊 1規(guī)定 所用變高壓側(cè)盡量采用熔斷器 所用變的低壓 側(cè)采用380 220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制 動(dòng)力與照明合用 且設(shè)置一個(gè)檢修 電源 本所站變電壓等級10 0 4kV 低壓側(cè)為三相母線制運(yùn)行 且0 4kV側(cè)采用單母分 段接線方式 以保證所用電的可靠性和靈活性 以維護(hù)變電所的正常運(yùn)行 14 3 3 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 3 1 變壓器的選擇原則 變壓器的型式 容量 臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu) 它的確 定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外 還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5 10 年發(fā)展規(guī)劃 輸送功 率大小 饋線回路數(shù) 電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素 進(jìn)行綜合分析和 合理選擇 為了保證每年電容按 10 的增長 并在 10 年內(nèi)能滿足要求 并按下例方案進(jìn) 行綜合考慮 兩臺以上變壓器工作方式有明備用和暗備用兩種 1 明備用方式 即所有主變壓器的容量都滿足的要求 任何情況下都只有 1 臺 運(yùn)行 幾臺主變壓器互相備用 2 暗備用方式 即所有主變壓器的容量之和滿足的要求 正常情況下兩臺主變 運(yùn)行 各承擔(dān) 50 計(jì)算負(fù)荷 故障情況下一臺運(yùn)行 因此 每臺變壓器的容量應(yīng)滿 足安全用電的要求 即保證 類負(fù)荷的供電 一般要求能滿足全部負(fù)荷的 70 80 3 在設(shè)計(jì)中 初期主變壓器可采用明備用方式 隨著負(fù)荷的增加和發(fā)展 后期 可采用暗備用方式 3 2 主變壓器型式的選擇 參考 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 和相應(yīng)的規(guī)程中指出 在具有三種電壓的變電 所中 如果通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15 以上 或在低壓側(cè)雖沒有 負(fù)荷 但是在變電所的實(shí)際情況 由主變?nèi)萘窟x擇部分的計(jì)算數(shù)據(jù) 明顯滿足上述 情況 由于本變電站有三個(gè)電壓等級110 35 10kV 因此應(yīng)采用三繞組變壓器 又考慮 運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和合理性 選用三相式三繞組變壓器 采用三相變壓器比單相變壓器 15 合理之處在于 三相變壓器的損失比單相變壓器平均低12 15 同時(shí)三相變壓器比 單相變壓器在有效材料 Fe和Cn 的重量方面可節(jié)省20 左右 而故障率則因3臺單 相組成一組 為一臺三相變壓器的3倍 同時(shí)就本所來說 負(fù)荷總?cè)萘坎皇呛艽?且 高壓側(cè)電壓級不算高 110kV 根據(jù)規(guī)程 采用三相式最為合理 參考 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 和相應(yīng)規(guī)程指出 變壓器繞組的連接方式必須 和系統(tǒng)電壓一致 否則不能并列運(yùn)行 電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有星 形和三角形兩種 而且為保證消除三次諧波的影響 必須有一個(gè)繞組是三角形的 本變電站所在的電力系統(tǒng)中潮流變化較大 電壓偏移也較大 根據(jù) 變電所設(shè) 計(jì)技術(shù)規(guī)程 19條 電力潮流變化大和電壓偏移大的變電所 如經(jīng)計(jì)算普通變壓器 不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓的要求 應(yīng)盡量采用有載調(diào)壓變壓器 當(dāng)電力系統(tǒng) 運(yùn)行確有需要時(shí) 可裝設(shè)單獨(dú)的調(diào)壓變壓器 同時(shí) 有載調(diào)壓方式能在額定容量范 圍內(nèi)負(fù)荷調(diào)整電壓 調(diào)壓范圍大 可以減少或避免電壓大幅度波動(dòng) 減小高峰 低 谷電壓差 如帶有移相電容器時(shí)還可以充分發(fā)揮電容器的作用 當(dāng)然 它與同容量 的變壓器相比 體積較大 造價(jià)較高 但從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)看是經(jīng)濟(jì)合理的 故選用有載 調(diào)壓方式 繞組連接方式為Yn Yn0 d11 3 3 主變中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì) 3 3 13 3 1 110kV110kV側(cè)中性點(diǎn)接地方式側(cè)中性點(diǎn)接地方式 在110kV及以上電網(wǎng)中 絕緣費(fèi)用在設(shè)備總價(jià)格中占有很大的比重 設(shè)備價(jià)格幾 乎和試驗(yàn)電壓成正比 降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)效益很顯著 因而著重考慮過電壓和絕 緣水平方面的問題 故采用中性點(diǎn)直接接地方式 中性點(diǎn)直接接地可以使系統(tǒng)內(nèi)部 過電壓降低20 30 變壓器可作成分級絕緣 并可采用氧化鋅避雷器作過壓保護(hù) 接地圖為 如圖3 1 圖3 1 110KV側(cè)中性點(diǎn)接地方式圖 3 3 23 3 2 35kV35kV 10kV10kV側(cè)中性點(diǎn)接地方式側(cè)中性點(diǎn)接地方式 16 在電壓等級較低 60kV及以下 的電網(wǎng) 絕緣費(fèi)用在總投資中所占的比重不大 降低絕緣水平的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不甚顯著 著重考慮供電可靠性的要求 一般采用中性點(diǎn) 不接地方式 但是當(dāng)電網(wǎng)單相接地電容電流超過一定數(shù)值后 如果電網(wǎng)發(fā)生單相電 弧接地 接地電弧不易自動(dòng)熄滅 這樣其供電可靠性就受到影響 因此當(dāng)單相接地 電流大于下列數(shù)值時(shí) 中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈接地 30A 3 6kV電網(wǎng) 20A 10kV電網(wǎng) C I C I 10A 20 63kV電網(wǎng) C I 根據(jù)本變電站實(shí)際情況 35kV及10kV側(cè)采用中性點(diǎn)不接地方式 且不需裝設(shè)消 弧線圈 3 4 主變?nèi)^緣 半絕緣 繞組材料等問題的解決 在 110KV 及以上的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中 為了減小單相接地時(shí)的短路電流 有一部分變壓器的中性點(diǎn)采用不接地的方式 因而需要考慮中性點(diǎn)絕緣的保護(hù)問題 110KV 側(cè)采用分級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益比較顯著 并且選用中性點(diǎn)絕緣等電壓等級相當(dāng) 的避雷器加以保護(hù) 35KV 及 10KV 側(cè)為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中的變壓器 其中性 點(diǎn)都采用全絕緣 3 5 變壓器臺數(shù)的選擇 1 對于大城市郊區(qū)的一次變電站 在中 低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下 變電站 以兩臺主變壓器為宜 2 對于孤立的一次變電站或大型工業(yè)專業(yè)用變電站 在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮設(shè)三臺主 變壓器的可能性 3 對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站 其變壓器基礎(chǔ)宜大于變壓器容量的 1 2 級設(shè)計(jì) 以便符合發(fā)展時(shí)更換變壓器的容量 4 對于不重要的負(fù)荷 三級負(fù)荷 供電或一 二級負(fù)荷比重小 小于 30 并且 可由領(lǐng)近變電站取得備用電源時(shí) 可選擇一臺變壓器 5 在下述情況下可選擇兩臺變壓器 1 一 二級負(fù)荷比重大 大于 70 2 有大型沖擊負(fù)荷 大容量高壓電動(dòng)機(jī)或電弧爐等 時(shí) 為減小它們對其他負(fù)荷的影 響 應(yīng)單設(shè)為沖擊負(fù)荷供電的變壓器 3 由于發(fā)展原一臺變壓器容量不夠用而 17 又不能增大容量變壓器時(shí) 4 分期建設(shè)的工程 為節(jié)約投資 提高變壓器運(yùn)行效 率 可分期投入 2 3 臺變壓器 以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果 6 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所 也可 考慮采用兩臺變壓器 7 負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所 雖為三級負(fù)荷 也可采用兩臺或多臺變壓 器 8 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時(shí) 應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展 留有一定的余地 考慮到本所的負(fù)荷情況 重要性以及經(jīng)濟(jì)合理性 應(yīng)選定上兩臺主變的設(shè)計(jì)原則 3 6 變電站負(fù)荷計(jì)算 要選擇主變壓器和站用變壓器的容量 確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電 流 首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷 包括 10kV 負(fù)荷 35kV 負(fù)荷和 110kV 側(cè)負(fù)荷 由公式 3 1 1 cos 1 n i tc p KS 式中 某電壓等級的計(jì)算負(fù)荷 sC 同時(shí)系數(shù) 35kV 取 0 9 10kV 取 0 85 35kV 各負(fù)荷與 10kV 各負(fù) kt 荷之間取 0 9 站用負(fù)荷取 0 85 該電壓等級電網(wǎng)的線損率 一般取 5 P cos 各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù) 1 35KV 側(cè) 其出線回?cái)?shù)采用 8 回 Kt 0 9 結(jié)合變電站 35KV 負(fù)荷情況分析表知 S35KV Kt COS 1 5 maxi P 0 9 5 8 5 5 5 1 3 7 2 8 3 3 0 8 1 05 30 94MVA 2 10KV 側(cè) 其線路回路數(shù)采用 12 回 Kt 0 85 結(jié)合變電站 10KV 負(fù)荷情況分析表知 S10KV Kt COS 1 5 maxi P 0 85 4 2 3 2 3 2 3 1 3 4 5 2 2 8 3 1 3 2 3 1 2 6 0 8 1 05 18 41 40MVA 表 3 1 負(fù)荷分析表 容量 MVA 電壓級 SC Se 2臺 10kV41 4020 7 35kV30 9415 47 3 7 變壓器容量的選擇 1 選擇一臺變壓器時(shí) 當(dāng)負(fù)荷較平穩(wěn)時(shí) 則變壓器容量比全部計(jì)算負(fù)荷大 15 負(fù)荷率為 85 如晝夜或季節(jié)性負(fù)荷波動(dòng)大 則考慮變壓器的過負(fù)荷能力 在負(fù)荷高峰時(shí)變壓器可以適當(dāng)過載運(yùn)行 2 當(dāng)裝設(shè)兩臺或兩臺以上變壓器時(shí) 其容量應(yīng)滿足一臺故障檢修時(shí) 其余變壓 器能保證對一級負(fù)荷和二級負(fù)荷的供電 3 主變壓器總?cè)萘繎?yīng)滿足某一級電壓的最大視在計(jì)算負(fù)荷 降壓變電所與系統(tǒng) 相連的主變壓器臺數(shù)一般不超過兩臺 4 當(dāng)負(fù)荷發(fā)展需要增大容量時(shí) 應(yīng)先考慮更換大容量的變壓器 當(dāng)只有一個(gè)電 源或變電所可有系統(tǒng)中低壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)取得備用電源時(shí) 可裝設(shè)一臺主變壓器 3 7 13 7 1 主變?nèi)萘窟x擇及校驗(yàn)主變?nèi)萘窟x擇及校驗(yàn) 1 負(fù)荷選擇 2 Se 72 34 Se 36 17 MVA 2 負(fù)荷校驗(yàn) 2 1 Se 0 6 72 34 Se 43 40 MVA 3 按上一臺主變時(shí)的校驗(yàn) Se 43 40 MVA 選主變?nèi)萘繒r(shí) 按最大負(fù)荷選擇和校驗(yàn) 再按只上一臺主變校驗(yàn) 所選主變?nèi)?19 量應(yīng)為兩臺40000kVA的變壓器 主變壓器的冷卻方式 根據(jù)主變壓器的型號有 自然風(fēng)冷式 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式 強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)式等 然后自然風(fēng)冷卻適用于7 5MVA以下小容量變壓器 容量大于 10MVA的變壓器采用人工風(fēng)冷 從經(jīng)紀(jì)上考慮 結(jié)合本站選用40MVA的變壓器 贏選 用強(qiáng)迫空氣冷卻 通過查設(shè)計(jì)手冊 得到所選取主變技術(shù)參數(shù)為下表 所選變壓器型號如下表 SFSZ8 40000 110 8 1 25 38 5 10 5 SFSZ8 40000 110 三相 風(fēng)冷 三繞組 有栽調(diào)壓 設(shè)計(jì)序號 額定容量 見變壓參數(shù)表3 2 表3 2 變壓器參數(shù)表 額定電壓 KV 阻抗電壓 損耗 KW 型號 額定 容量 KVA 高 壓 中 壓 低 壓 連 接 組 別 高 低 高中中 低 空載 電流 空 載 負(fù) 載 SFSZ8 40000 11 0 40000 110 8X 1 25 38 5 2 X 2 5 10 5 YN Yn 0 d1 1 18 10 5 6 5 1 371 2 25 0 3 7 23 7 2 所用變選擇所用變選擇 一 所用電源數(shù)量的確定 規(guī)程 第29條 采用整流操作電源或無人值班的變電所 應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變 20 壓器 并應(yīng)分別接在兩條不同母線的電源或獨(dú)立電源上 如能夠從變電所外引入可靠的380V備用電源 上述變電所可只裝設(shè)一臺所用變壓器 第30條 如有兩臺所用變壓器應(yīng)裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置 同時(shí) 電力工程設(shè)計(jì)手冊 說明 1 樞紐變中一般裝設(shè)兩臺所用變 其他變電所中一般裝設(shè)一臺所用變 但容 量在60000kVA以上時(shí) 應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變 2 變電所中裝有強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻變壓器或調(diào)相機(jī)時(shí) 均裝設(shè)兩臺所用變 因此 根據(jù)規(guī)定并結(jié)合本所情況 采用兩臺所用變 平常使用一臺 另一臺備用 二 所用變?nèi)萘康倪x擇 所用電負(fù)荷情況如下表3 3 表3 3 所用電荷負(fù)荷情況表 名稱容量kVA備注 主變壓器風(fēng)扇2 10連續(xù) 經(jīng)常 主充硅20連續(xù) 不經(jīng)常 浮充硅14連續(xù) 經(jīng)常 蓄電池通風(fēng)1 4連續(xù) 不經(jīng)常 蓄電池排風(fēng)1 7連續(xù) 不經(jīng)常 鍋爐房水泵1 7連續(xù) 經(jīng)常 載波室1 7連續(xù) 經(jīng)常 110kV配電裝置電源10短時(shí) 不經(jīng)常 110kVQF冬天加熱1連續(xù) 室外配電裝置照明10連續(xù) 室內(nèi)照明10連續(xù) 根據(jù)所列的表格可得出計(jì)算總?cè)萘?1 5 kVA 因此 本所設(shè)計(jì)兩臺10kV干式變壓器 兩臺變壓器380V電源自動(dòng)投入裝置 保 證低壓母線的可靠供電 變壓器型號 S9 100 10 容量為100kVA 全所事故照明電 源由直流電源供給 21 4 4 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算 4 1 短路概述 供電系統(tǒng)應(yīng)該正常的不間斷地可靠供電 以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行 但是 供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行常常因?yàn)榘l(fā)生短路故障而遭到破壞 因此在變電所的設(shè)計(jì)和運(yùn) 行中不僅要考慮正常運(yùn)行狀態(tài) 還要考慮可能發(fā)生短路故障及非正常工作狀態(tài) 短 路的電流引起的電氣設(shè)備熱效應(yīng)和力效應(yīng)會(huì)使設(shè)備損壞 電壓降落嚴(yán)重影響非故障 元件的正常運(yùn)行 所謂短路 就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī) 定值的大電流 短路一般包括三相短路 兩相短路 兩相接地短路 單相短路 其 中 三相短路是對稱短路 此時(shí)三相電流和三相電壓仍熱是對稱的 只是三相電壓 特大 除三相短路外的其他短路都是不對稱短路 每相電流和電壓數(shù)值不相等 相 角也不同 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí) 由于短路回路存在著電感 電流不能突變 因此 有一個(gè)暫態(tài)過程 短路電流隨時(shí)間變化 最后達(dá)到穩(wěn)定值 短路全電流 id由對稱的 周期分量 iz和不對稱分量 if兩部分合成 即 id iz if 周期分量 iz先開始衰減 然 后逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值 i 非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減 其衰減時(shí)間常數(shù)為 0 05 0 2 造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞 這種損壞可能是由于設(shè) 備長期運(yùn)行 絕緣自然老化或由于設(shè)備本身不合格 絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊 穿 或設(shè)備絕緣正常而被過電壓 包括雷電過電壓 擊穿 或者是設(shè)備絕緣受到外 力損傷而造成短路 工作人員由于違反安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作 或者誤將低電 壓的設(shè)備接入較高電壓的電路中 也可能造成短路 鳥獸跨越在裸露的相線之間或 22 相線與接地物之間 或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣 也是導(dǎo)致短路的一個(gè)原因 短路的后果 短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍 在大電 力系統(tǒng)中 短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安 如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn) 生極大的危害 1 短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度 而使故障元件和短路 電路中的其他元件損害 2 短路時(shí)短路電路中電壓要驟降 嚴(yán)重影響其中電氣設(shè)備 的正常運(yùn)行 3 短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作要造成停電 而且越靠近電源 停電范圍越大 造成的損失也越大 4 嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性 可使并列運(yùn)行的 發(fā)電機(jī)組失去同步 造成系統(tǒng)解列 5 不對稱短路包括單相短路和兩相短路 其短 路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場 對附近的通信線路 電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾 影響其正常運(yùn)行 甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作 4 2 短路電流計(jì)算的目的 在變電所的電氣設(shè)計(jì)中 短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 其計(jì)算的目的 主要有以下幾方面 1 在選擇電氣主接線時(shí) 為了比較各種接線方案 或確定某一接線是否需要采 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) 為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全 可靠 地工作 同時(shí)又力求節(jié)約資金 這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算 例如 計(jì)算某 一時(shí)刻的短路電流有效值 用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值 計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值 用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定 計(jì)算短路電流沖擊 值 用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定 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)線的相間和相對地的安 全距離 4 為限制故障范圍 保護(hù)設(shè)備安全 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí) 需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù) 5 接地裝置的設(shè)計(jì) 也需用短路電流 總的來說 短路電流計(jì)算是變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí) 要考慮供電系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式 在最大運(yùn)行方式下 通過故障元 件的短路電流值最大 作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)及繼電保護(hù)整定計(jì)算的依據(jù) 在最小運(yùn)行方式下 通過保護(hù)安裝處的短路電流值最小 可作為繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏 度的依據(jù) 23 4 3 短路電流計(jì)算的條件 4 3 14 3 1 基本假定基本假定 短路電流實(shí)用計(jì)算中 采用以下假設(shè)條件和原則 1 正常工作時(shí) 三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行 2 所有電源的電動(dòng)勢 相位角相同 3 系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī) 不考慮電機(jī)磁飽和磁滯 渦流及導(dǎo) 體集膚效應(yīng)等影響 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱 定子三相繞組空間相差120 電氣角度 4 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和 即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小 發(fā)生變化 5 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行 其中50 負(fù)荷接在高壓母線 50 負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè) 6 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置 7 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 8 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流 9 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)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