李科KV變電站畢業(yè)論文

1、摘 要隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設備人身安全密切相關。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設備及配電網(wǎng)絡按一定的接線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能

2、適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術基礎。隨著電力技術高新化、復雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的發(fā)展。關鍵詞 變電站； 輸電系統(tǒng)； 配電系統(tǒng) ；高壓網(wǎng)絡 ；補償裝置AbstractAlong with the economic development and the modern industry developments of

3、quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perf

4、ect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic

5、 performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transfo

6、rmation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric

7、power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.Key words substation；transmission system ； d

8、istribution ； high voltage network ； correction equipment.目錄第一章 緒論1.1 變電站的作用1.1.1變電站在電力系統(tǒng)中的地位電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設備組成的網(wǎng)絡，它包括通過電的或機械的方式連接在網(wǎng)絡中的所有設備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進行生產（發(fā)電機）、變換（變壓器、整流器、逆變器）、輸送和分配（電力傳輸線、配電網(wǎng)），消費（負荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如同步發(fā)電機的勵磁調節(jié)器，調速器以及繼電器等。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。

9、變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：（1） 樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330500kv的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項癱瘓。（2） 中間變電站：高壓側以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚23個電源，電壓為220330kv，同時又降壓供當?shù)毓╇?，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。（3） 地區(qū)變電站：高壓側一般為110220kv，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。（4）

10、終端變電站：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側的電壓為110kv，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。1.1.2電力系統(tǒng)供電要求（1） 保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產停頓，生活混亂，甚至危及人身和設備的安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運行首先足可靠、持續(xù)供電的要求。（2） 保證良好的電能質量：電能質量包括電壓質量，頻率質量和波形質量這三個方面，電壓質量和頻率質量均以偏移是否超過給定的數(shù)來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的正負5%，給定的允許頻率偏移為正負0.20.5%HZ等，波

11、形質量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質量指標，都必須采取一切手段來予以保證。（3） 保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性：電能生產的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗占的比重約為1/3 ，而且在電能變換，輸送，分配時的損耗絕對值也相當可觀。因此，降低每生產一度電能損耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗，又極其重要的意義。1.2 我國變電站及其設計的發(fā)展趨勢1.2.1我國變電站的發(fā)展趨勢近年來，在我國在經(jīng)濟技術領域中取得了快速發(fā)展，特別是計算機網(wǎng)絡技術和通信技術的發(fā)展，為我國變電站的發(fā)展起到了強有力的推動作用，越來越多的新技術新產品應用到變電站方面，具體來說，使我國變電站設計呈現(xiàn)以下發(fā)

12、展趨勢：1. 智能化智能化變電站的發(fā)展是隨著高壓高精度的智能儀器的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展的，特別是計算機高速通信網(wǎng)絡在實時系統(tǒng)中的開發(fā)和應用，使變電站的所有信息采集、傳輸實現(xiàn)的智能化處理提供的強大的物質和理論基礎。智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 緊密聯(lián)結全網(wǎng)。 支撐智能電網(wǎng)。 高電壓等級的智能化變電站滿足特高壓輸電網(wǎng)架的要求。 中低壓智能化變電站允許分布式電源的接入。 遠程可視化。 裝備與設施標準化設計，模塊化安裝。 另外，為了加強對變電站及無人值守變電站在安全生產、防盜保安、火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，越來越多的電力企業(yè)正在考慮建設集中式遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，這促使了電力綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡化發(fā)展。以IP數(shù)

13、字視頻方式，能夠對各變電站/所的有關數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應，適應許多地區(qū)變電站的需要。不過我國目前還沒用完全實現(xiàn)真正意義山的智能化一次設備，一次設備的智能化仍然需要通過一定的二次設備倆轉化實現(xiàn)，一般采用智能終端的模式。目前在國內進行的數(shù)字化變電站項目，雖然大多數(shù)采用此種方式，但是普遍沒有對開關內部的二次回路進行集成化改造，智能終端與開關整合度較低，還有很大的發(fā)展空間。2. 數(shù)字化通過采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實時性較高的通信網(wǎng)絡，因此在此基礎上出現(xiàn)了數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站技術是變電站自動化技術發(fā)展中具有

14、里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產生深遠的影響。數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、維護簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。3. 裝配化 裝配式變電站采用全預制裝配結構的建筑形式，大幅縮短了設計及建設周期，減少了變電站占地面積，節(jié)約了土地資源。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣，裝配式變電站在全國各地均成功試點，成為今后變電站建設的一種新型模式。1.2.2 我國變電站設計的發(fā)展趨勢 依據(jù)我國的國情，以及我國多年來積累的關于變電站設計的實踐和經(jīng)驗，可以看出我國變電站設計的發(fā)展趨勢有以下幾個方面。我國電力建設經(jīng)過多年的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設備、系統(tǒng)內大量信

15、息的實時性等要求越來越高;而隨著科學技術的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計算機及網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術也有了新的飛躍，我國變電站設計出現(xiàn)了一些新的趨勢。1、變電站接線方案趨于簡單化隨著制造廠生產的電氣設備質量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。例如，斷路器是變電站的主要電氣設備，其制造技術近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。特別國外一些知名廠家生產的超高壓斷路器均可達到20年不大修，更換部件費時很短。為了進一步控制工程造價，提高經(jīng)濟效益，經(jīng)過專家反復論證，我國少數(shù)變電站設計已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。 2、大量采用新的電氣一次設備 近年來

16、電氣一次設備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設備不斷出現(xiàn)，設備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設備價格不斷下降，伴隨著國產GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應用面不斷擴大，許多城網(wǎng)建設工程、用戶工程都考慮采用GIS配電裝置。變電站設計的電氣設備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關、SF6開關和機、電組合一體化的小型設備發(fā)展。這些戶外高壓和超高壓組合電器共同特點是以SF6斷路器為核心，與其它高壓電氣設備進行組合，形式繁多。這些設備運行可靠性高、節(jié)省占地面積和空間、施工安裝簡單、運行維護方便，價格介于常規(guī)電氣設備與GIS之間，是電氣設備今后發(fā)展的一個方

17、向，符合我國目前的國情和技術發(fā)展方向。3、變電站占地及建筑面積減少隨著經(jīng)濟和城市建設的發(fā)展，市區(qū)的用電負荷增長迅速，而城市土地十分寶貴，地價越來越昂貴。新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保等要求，追求綜合經(jīng)濟、社會效益，所以建設形式多采用地面全戶內型或地下等布置形式，占地面積有效減少。另外，針對一些110kV及以下變電站實現(xiàn)無人值班，設計中取消了與運行人員有關的建筑和設施，建筑面積更是大為減少。4、變電站綜合自動化技術變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網(wǎng)絡技術等高科技

18、的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障濾波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。變電站綜合自動化技術將會引起電力行業(yè)的重視，成為變電站設計核心技術之一。變電站綜合自動化發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在一下幾個方面：全分散式變電站自動化系統(tǒng).引入先進的網(wǎng)絡技術?？傊?，變電站綜合自動化向著使電力系統(tǒng)的運行和控制更方便、快捷、安全、靈活的方向發(fā)展。1.3 變電站設計的主要原則和分類變電站設計的原則是：安全可靠、技術先進、投資合理、標準統(tǒng)一、運行高效、，努力做到統(tǒng)一性與可靠性、先

19、進性、經(jīng)濟性、適應性、靈活性、時效性和和諧性的協(xié)調統(tǒng)一。1. 統(tǒng)一性：建設標準統(tǒng)一，基建和生產標準統(tǒng)一，外部形象提醒公司企業(yè)的文化特征。2. 可靠性：主接線方案安全可靠。3. 經(jīng)濟性，按照利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求設備壽命期內最佳經(jīng)濟效益。4. 先進性：設備選型先進合理，占地面積小，注重環(huán)保，各項技術經(jīng)濟可比指標先進。5. 適應性：綜合考慮不同地區(qū)的實際情況，要在系統(tǒng)中具有廣泛的適應性，并能在一定時間內對不同規(guī)模，不同形式，不同外部條件均能適應。6. 靈活性：規(guī)模劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，規(guī)模增減方便，能夠運行于不同的情況環(huán)境下。7. 時效性：建立滾動修改

20、機制，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術的進步，不斷更新、補充和完善設計。8. 和諧性：變電站的整體狀況與變電站周邊人文地理環(huán)境相協(xié)調變電站設計的分類按照變電站標準方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3個層次進行劃分。（1） 按照變電站布置方式分類。110kv變電站分為戶外變電站、戶內變電站和半地下變電站3類。在變電站設計中，戶外變電站是指最高電壓等級的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內變電站是指配電裝置布置在戶內，主變布置在戶內、戶外或者戶內的變電站。半地下變電站是指主變布置在地上，其它主要電氣設備布置在地下建筑內的變電站；地下變電站是指主變及其他主要電氣設備布置在地下建筑內的變電站。（2） 按配電裝置型式

21、分類。110kv配電裝置可再分為常規(guī)敞開式開關設備和全封閉式組合電氣2類進行設計。（3） 按變電站規(guī)模進行分類。例如戶外AIS變電站，可按最高電壓等級的出線回路數(shù)和主變臺數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。第2章 負荷分析、功率補償及變壓器選擇2.1負荷分析2.1 .1負荷分析的目的負荷計算是供電設計計算的基本依據(jù)和方法，計算負荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。對供電的可靠性非常重要。如計算負荷確定過大，將使電器和導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正

22、確負荷計算的重要性。負荷計算不僅要考慮近期投入的負荷，更要考慮未來幾年發(fā)展的遠期負荷，如果只考慮近期負荷來選擇各種電氣設備和導線電纜，那隨著經(jīng)濟的發(fā)展，負荷不斷增加，不久我們選擇的設備和線路就不能滿足要求了。所以負荷計算是一個全面地分析計算過程，只有負荷分析正確無誤，我們的變電站設計才有成功的希望。2.2 .2新津110kV變電站負荷計算變電站的電壓等級分別為 110kV，35kV110kV：2回35kV： 8回待建變電站負荷數(shù)據(jù)（表1）表1 新津110kV變電站各電壓等級負荷數(shù)據(jù)35kV側荷MW 35kV側荷MW1# 6.550.88 0.545#6.93 0.830.672#6.55 0.

23、870.576#6.48 0.880.543#6.050.860.597#6.74 0.880.544# 6.57 0.850.628#6.760.850.622.2.2.1 負荷計算公式a)有功計算負荷（單位為kW） 為需要系數(shù)b)無功計算負荷（單位為kvar）c)視在計算負荷（單位為kvA）d)計算電流（單位為A）e)需要系數(shù)計算的公式 =2.2.2.2多組用電設備計算負荷公式 a)有功計算負荷（單位為kW）式中是所有設備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數(shù)，對于變電站總計算負荷可取0.851b)無功計算負荷（單位為kvar）是所有設備無功之和；是無功負荷同時系數(shù)，對于變電站總計算負荷可

24、取0.951c)視在計算負荷（單位為kVA）d)計算電流（單位為A）2.2.2.3出線側各組設備的計算負荷(1) 第一組的設備計算負荷：無功計算負荷： 視在計算負荷： 計算電流： 第二組的設備計算負荷： 無功計算負荷： 視在計算負荷： 計算電流： (3) 第三組的設備計算負荷： 無功計算負荷： 視在計算負荷： 計算電流： (4)第四組的設備計算負荷： 無功計算負荷： 視在計算負荷： 計算電流： 第五組的設備計算負荷： 無功計算負荷：視在計算負荷：計算電流： 第六組的設備計算負荷： 無功計算負荷：視在計算負荷：計算電流： 第七組的設備計算負荷： 無功計算負荷：視在計算負荷：計算電流： 第八組的設

25、備計算負荷： 無功計算負荷：視在計算負荷：計算電流： 2.2.2.4總的計算負荷計算a) 、總的計算負荷b)、總的無功計算負荷c)、總的視在計算負荷d)、總容量的計算e)、總的計算電流2.2功率補償2.2.1無功補償?shù)闹饕饔?無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。 安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網(wǎng)中傳輸，相應減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質量。無功補償應根據(jù)分級就地和便于調整電壓的原則進行配置。 集中補償與分散補償相結合，以分散補償為主；高壓補償

26、與低壓補償相結合，以低壓補償為主；調壓與降壓相結合；并且與配電網(wǎng)建設改造工程同步規(guī)劃、設計、施工、同步投運。無功補償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設備運行效率；減少用戶電費支出。 2.2.2 無功功率的人工補償裝置 無功功率的人工補償裝置主要有同步補償機和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍。并聯(lián)電容器的補償方式，有以下三種：1、 高壓集中補償 電容器集中裝設在變配電所的高壓電容器室內，與高壓母線相連。2、 低壓集中補償 電容器集中裝設在變電所的低壓配電室或單

27、獨的低壓電容器室內，與低高壓母線相連。3、 低壓分散補償 電容器分散裝設在低壓配電箱旁或與用電設備并聯(lián)。由變電站要求功率因數(shù)補償?shù)?.9以上，經(jīng)計算補償前功率因數(shù)為0.84 采用BWF-10.5-120-1W型電容器（=120kvar），角形接法，需裝設的電容器個數(shù)：個考慮三項均衡分配，應裝設48個，每相16個故選BWF-10.5-120-1W型電容器,總共容量: 120kvar×48=5760kvar補償后的平均功率因數(shù)為:功率因數(shù)：結果滿足要求2.3變電站主變壓器的選擇主變壓器的選擇：再各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要的電氣設備之一。其擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?/p>

28、，確定合理的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。特別是我國當前的能源政策是開發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的臺數(shù)、容量和型號，提高網(wǎng)絡的經(jīng)濟運行將具有明顯的經(jīng)濟效益。2.3.1主變壓器臺數(shù)的選擇在變電站設計過程中，一般需要裝設兩臺主變壓器，防止其中一臺出現(xiàn)故障或檢修時中斷對用戶的供電。對110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設24臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設計中裝設兩臺主變壓器。

29、2.3.2主變壓器容量的選擇1、 主變容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。2、根據(jù)變電所所帶負荷的性質和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應滿足60%（220kV及以上電壓等級的變電所應滿足70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部I類負荷和大部分II類負荷(220kV及以上電壓等級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內，應滿足全部I類負荷和II類負荷)，即 最大綜合計算負荷的計算： 式中， 各出線的遠景最大負荷； m 出線回

30、路數(shù)； 各出線的自然功率因數(shù)； 同時系數(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0.80.95之間；線損率，取5%。因此，由原始材料可得：35kV側： 則總的負荷為： 取=0.85，則：由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負荷，因此采用式來計算主變容量對變電所保證重要負荷來說是可行的。 則，因此主變容量為：通過計算本變電站可選擇額定容量為40MVA的主變壓器。為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電站一般裝設兩臺主變壓器。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時也增加了配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護

31、和倒閘操作的復雜化?？紤]到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小，且適用遠期負荷的增長以及擴建，故本變電站選擇兩臺主變壓器完全滿足要求。2.3.3 變壓器的冷卻方式根據(jù)變壓器型號的不同,其冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)等。油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。而油浸風冷式是在油浸自冷式的基礎上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻。加裝風冷后可使變壓器的容量增加30%35%。強迫油循環(huán)冷卻方式，又分強油風冷和強油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復回油箱。油冷卻

32、器做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風或循環(huán)水作冷卻介質，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對流時提高3倍，則變壓器可增加容量30%。綜上所述，110kV變電站冷卻方式宜采用強迫油循環(huán)風冷。2.3.4主變壓器型號的選擇 1.相數(shù)選擇：主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。當不受運輸條件限制時，在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應采用三相變壓器。 2.繞組數(shù)選擇： 參考電力工程電氣設計手冊和相應規(guī)程指出：變壓器繞組的連接方式

33、必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的連接方式有Y和型兩種，而且為保證消除三次諧波的影響，必須有一個繞組是型的，我國110kV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點，所以都需要選擇的連接方式，而35kV側采用型的連接方式。故該110kV變電站主變應采用的繞組連接方式為：YN，。 3.調壓方式的確定變壓器的電壓調整是用分解開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵磁調壓，調壓范圍通常在+5以內，另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調壓范圍可達到+30。對于110kV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調

34、壓。由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調壓方式。2.3.5 主變壓器選擇結果根據(jù)以上計算和分析結果，查發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)可得，選擇的主變壓器的型號為：SFSZ1140000/110 兩臺三繞組主變壓器SFSZ1140000/110 主要技術參數(shù)如下：額定容量：40000kVA額定電壓：高壓110±8×1.25%（kv）；中壓35/37/38.5（kv）；低壓6.3/6.6/10.5 /11（kv）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：38.6kw短路損耗：179.6kw空載電流：0.73%阻抗電壓（%）：高-中:；中-低；高低 第3章 電氣主接線設計電氣主接線是發(fā)電廠、變

35、電站電氣設計的首要部分，也是構成電氣系統(tǒng)的主要部分。發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)動機、變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線和電纜等電氣設備，按一定順序連接的，用以表示生產、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結構，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。3.1 對電氣主接線的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農業(yè)生產

36、和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。（1） 運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。（2） 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快的推出設備。切除故障停電時間短，影響范圍就最小，并且再檢修時可以保證檢修人員的安全。（3） 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不但不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運

37、行方式的需要，而且也會給運行造成不便或者不必要的停電。（4） 經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟效益。（5） 具有擴建的可能性由于我國工農業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時還應考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結構等。3.2變電站電氣主接線的設計原則 電氣主接線的基本原則是以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下

38、，兼顧運行和維護的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。電氣主接線的設計是發(fā)電廠或變電站電氣設計的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關，并對電氣設備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設計，必須結合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關影響因素 ，正確處理他們之間的關系，合理的選擇主接線方案。在工程設計中，經(jīng)上級主管部門批準的設計任務書或委托書是必不可少的，設計的主接線應滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟、留有擴建和發(fā)展的余地。(1) 接線方式：對于

39、變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側應盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋型接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。在110220kv配電裝置中，當出線為2回時，一般采用橋型接線，當出線不超過4回時，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當110220kv出線在4回及以上時，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制610kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施：1. 變壓器分列運行2. 在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3. 采用低壓側為分裂繞組的變壓器。4. 出線上裝設電抗器。(2) 斷路器的設置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應設有相應數(shù)量的斷

40、路器，用以完成切、合電路任務。(3) 為正確選擇接線和設備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。當缺乏足夠 的資料時，可采取下列數(shù)據(jù)：1. 最小負荷為最大負荷的6070%，如主要農業(yè)負荷時則取2030%；2. 負荷同時率取0.850.9，當饋線在三回以下且其中有特大負荷時，可取0.951；3.功率因數(shù) 一般取0.8；. 線損平均取5%。3.3 電氣主接線的基本形式主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，再進出線較多（一般超過4回

41、），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。有匯流母線的接線方式可概括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。3.4 電氣主接線選擇1、110kV側方案（一）: 采用單母線接線考慮到110kV側有兩條進線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。缺點是：（1）當母線或母線隔離開關檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短路時事故來消除之前的全部

42、時間內停止工作，造成經(jīng)濟損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。（3）調度不方便，電源只能并列運行，不能分裂運行，并且線路側發(fā)生故障時，有較大的短路電流。方案 （二）：采用單母線分段帶旁路接線斷路器經(jīng)過長期運行和切斷數(shù)次短路電流后都需要檢修。為了能使采用單母線分段的配電裝置檢修斷路器時，不中斷供電，可增設旁路母線。單母線分段帶有專用的旁路斷路器的旁路母線接線極大的提高了可靠性，但是這也增加了一臺斷路器和一條母線的投資。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復供電，檢修任一組的母線

43、隔離開關時只停該回路。（2）擴建方便，可向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響 兩組母線的電源和負荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導致交叉跨越。（3）便于試驗，當個別回路需要時單獨進行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。缺點：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關，投次大。（2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關誤操作需在隔離開關和斷路之間裝設連鎖裝置。對于110kV側來說，因為它要供給較多的一類、二類負荷、因此其要求有較高的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合

44、變電所的供電可靠性的要求；雙母線接線供電可靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時需要停電而且雙母線接線復雜，使用設備多、投資較大；采用單母線分段帶旁路的電氣接線可將 I、II 類負荷的雙回電源線不同的分段母線上，當其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；而且?guī)月房梢栽跈z修斷路器時對用戶進行供電。故經(jīng)過綜合考慮采用方案（二）。單母線分段帶旁路接線圖如圖3.1所示：圖3.1 單母線分段分段斷路兼作旁路斷路器的接線2、 35kV側35kV側出線為8回。電壓等級為35kV60kV，出線為48回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。所以根據(jù)電壓等級及出線回數(shù)，初步確定，雙母線不

45、分段接線和單母線分段帶旁路母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設旁路母線。但由于設置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為23天。）所以，35kV60kV采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條件時可設置旁路隔離開關。1. 雙母線接線優(yōu)點：可靠性極高，故障率低的變壓器的出口不裝斷路器，投資較省，整個線路具有相當高的靈活性，當雙母線的兩組母線同時工作時，通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當母聯(lián)斷路器斷開后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行。缺點：當母線故障或檢修時，將

46、隔離開關運行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作2.單母線分段帶旁母： 優(yōu)點：供電可靠性高，運行靈活，但是主要用于出線回路數(shù)不多。 據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖3.2及圖3.3所示。 圖3.2單母線分段帶旁母接線 圖3.3雙母線接線以上述為基礎且由于出線為8回，出線數(shù)較多。兩個方案比較，雙母線不分段接線更加適用，所以選擇雙母線不分段接線。第四章 短路電流計算在電力供電系統(tǒng)中，對電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。在短路電流計算過程中，一般都以最嚴重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短路電流計算都以三相短路為例。在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，

47、在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通常可達數(shù)千安，短路電流通過電氣設備和導線必然要產生很大的電動力，并且使設備溫度急劇上升有可能損壞設備和電纜；在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動機正常工作；發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信線路產生干擾；當短路點離發(fā)電廠很近時，將造成發(fā)電機失去同步，而使整個電力系統(tǒng)的運行解列。4.1 短路電流計算的目的計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電器設備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。為了達到上述目的，須計算出下列各短路參數(shù)I 次暫態(tài)短路電流，用來作為繼電保護的整定計算和校驗斷路器額定斷流容