kv变电站一次设计

kv变电站一次设计内容摘要：

a），是在保证了可靠性的前提下最优经济方案。 因此本变电所的所用变接线形式如 图 23（ b）所示。 第 二 章 变压器的选择 21 主变的选择 211 变电站变压器台数的选择原则 （ 1）对于只供给二类、三类 负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。 （ 2）对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两台两台相同容量的主变压器，每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台变压器能供给全部一类负荷；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的 70%～ 18 80%选择。 （ 3）对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台为宜；对地区性孤立的一次变电站，在设计时应考虑装设三台主变的可能性；对于规划只装两台主变的变电站，其变压器的基础宜按大于变压器容量的 1～ 2级设 计。 212 变电站主变压器台数的确定 待设计变电站由 6KM 处的系统变电所用 35KV 双回架空 线路供电，以 10KV 电缆供各车间供电。 该变电所的一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余的为Ⅱ类负荷。 Ⅰ类负荷要求有很高的供电可靠性，对于Ⅰ类用户通常应设置两路以上相互独立的电源供电，同时Ⅱ类负荷也要求有较高的供电可靠性，由选择 原则的第 2点结合待设计变电站的实际情况，为提高对用户的供电可靠性，确定该变电站选用两台相同容量的主变压器。 213 变电所主变压器容量的确定原则 （ 1）按变电所建成后 5～ 10 年的规划负荷选择，并 适当考虑 10～ 20年的负荷发展。 （ 2）对重要变电所，应考虑一台主要变压器停运后，其余变压器在计算过负荷能力及允许时间内，满足Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电所，一台主变压器停运 后，其余变压器应能满足全部供电负荷的 70%～ 80%。 214 待设计变电所主变压器容量的计算和确定 变电所主变的容量是由供电负荷（综合最大负荷） 决定的。    )(3 9 1 0700530320300500580500480 )(7 7 4 09507501 4 0 09501 0 0 08507401 1 0 0 KWQ KWP )(8 6 7 13 9 1 07 7 4 0 2222 K V AQPS   每台变压器的容量 按计算负荷的 80%选择。 6 9 3 7%808 6 7 1*%80  SS T （ KVA） 19 经查表选择变压器的型号为 SZ98000/35 ，即额定容量为 8000 KVA ， 因为%92%10086718000 SS N ＞ %80 ，即选择变压器的容量满足要求。 215 主变压器绕组数的确定 国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等变压器，待设计变电所有 35KV、 10KV 两个电压等级且是一座降压变电所，宜选用双绕组普通式变压器。 216 主变压器相数 的确定 在 330KV 及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。 因为单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行规模也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，待设计变电所谓 35KV 降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三项变压器。 217 主变压器调压方式的确定 为了确保变电所供电量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。 切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在  2 %以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达 30%，但其结构较复杂，价格较贵，由于待设计变电所的符合均为Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，为确保供电质量，有较大的调整范围，我们选用有 载 调压方式。 218 主变压器绕组连接组别的确定 变压器的连接组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有星形和三角形两种，因此对于三相双绕组变压器的高压侧， 110KV及以上电压等级，三相绕组都采用“ YN”连接， 35KV 及以下采用“ Y” 连接；对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“ d” 连接，若低电压侧电压等级为 380/220V，则三相绕组采用“ yn”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“ Ynd11” 常规连接的变压器连接组别。 20 219 主变压器 冷却方式的选择 电力变压器的冷却方式，随其型号和容量不同而异，一般有以下几种类型： （ 1） 自然风冷却：一般适用于 7500KVR 一下小容量变压器，为使热量散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。 （ 2） 强迫油循环水冷却：对于大容量变压器，单方面加强表面冷却还打不到预期的冷却效果。 故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。 在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利散热效率高、节省材料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密封性能要求较高。 即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能。 故油压应高于水压 ～ ，以免水渗入油中。 （ 3） 强迫空气冷却：又简称风冷式。 容量大于等于 8000KVA 的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使 有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。 在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器， 使油迅速冷却，加速热量散出，风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。 （ 4） 强迫油循环导向风冷却：近年来大型变压器都采用这种冷却方式。 它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。 （ 5） 强迫油循环风冷却：其原理与强迫油循环水冷相同。 （ 6） 水内冷变压器：变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器 价格比较高。 待设计变电所主变的容量为 8000KVA,为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，有简单、经济，我们选用强迫空气 冷却，简称风冷却。 综上得该变电所的主变型号及相关参数如下表 11 所示： 表 21 变压器型号 额定容量（ KVA） 额定电压（ KV） 连 接组 标号 损耗 （ KW） 阻抗电压（％） 空载电流（％） 高压 低压 空载 负载 SZ98000/35 8000 35 Ynd11 21 22 所用变的选择 目前可供选 择的所用变压器的型式有油浸式和干式两种，后者又分为普通干式和 环氧树脂浇注式等。 三种变压器作为自用变各具有特点。 油浸式的特点是过载能力强，屋内外均可布置，维修简便，价格便宜，但由于采用油为绝缘和冷却介质，屋内外必须要有防火防爆小间，同时检修、维护复杂；干式变压器的特点是无油，防火性能较好，布置简单，可就近布置在中压开关柜附近，缩短了电缆长度并提高供电可靠性，还可节省间隔及土建费用，但过载能力低，绝缘余度小，在有架空线路直接连接的场合不宜使用，一面遭受感应雷过电压；环氧树脂浇注式的特点 是具有一定的防尘耐潮和难燃的优点，比普通干式变更佳，但价格相对昂贵。 随着干式变压器生产技术的不断进步，已能生产出散热性能更好、体积小、过载能力大的干式变压器。 由于油浸式变压器屋内布置需要防火防爆小间，且要考虑通风散热以及事故排油设施，因此，待设计变电所采用干式变压器。 221 所用变 台数的选择 待设计的变电所中采用 2 台所用变。 且分别接在两个独立引接点。 正常运行时各分担一半的自用负荷；当其中一个电源停电或发生故障时，由另一台所用变 担负全部自用负荷。 222 所用变 容量的选择 所用变压器负荷计算采用换 算系数法，不经常 短时及不经常断续运行的负荷均可不列入计算负荷。 当有备用所用变压器时，其容量应与工作变压器相同。 所用变压器容量按下式计算： S≥ K1∑ P1+∑ P2 式中 S—— 所用变压器容量（ KVA）。 ∑ P1—— 所用动力负荷之和（ KW）。 K1—— 所用动力负荷换算系数，一般取 K1=； 22 ∑ P2—— 电热及照明负荷之和（ KW）。 经分析，我们把 所用电的主要负荷中： 主充电机、浮充电机、 蓄电池室通风、屋内配电装置通风归为动力负荷，把交流电焊机、检修实验用电、载波、照明负 荷和生活用电归为电热及照明负荷。 则： )( KWP  )( KWP    PPKS （ KVA） 由以上数据 查表 得选择所用变的型号及相关参数如下表 12所示： 表 22 型号 额定电压 (kV) 额定容量（ KVA） 连接 组别 损耗（ KW） 阻抗电压 空载电流 高压 低压 空载 负载 S9100/35 %535 100 Yyn0 % % S9 80 Yyn0 % % 第三章 短路电流的计算 31 短路的基本知识 电力系统正常运行方式的破坏多数是由于短路故障引起的，系统中将出现比正常运行时的额定电流大许多倍的短路电流，其数值可达几万甚至几十万安。 因此，在变电所设计中必须全面地考虑短路故障各种影响。 变电所中各种电器设备必须能承受短路电流的作用，不致因过热或电动力的影响而损坏。 例如，断路器必须能断开可能通过的最大短路电流；电流互感器应有足够的过电流倍数；母线效验短路时要承受最大应 力；接地装置的选择也与短路电流的大小有关等。 短路电流的大小也是比较主接线方案、分析运行方式时必须考虑的因素。 系统短路 23 时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠性。 为限制故障范围，保护设备安全，继电保护装置必须整定在主回路通过短路电流的准确动作。 由于上述原因，短路电流计算称谓变电所电气部分设计的基础。 选择电气设备时通常用三相短路电流，效验继电保护动作灵敏度时用两相短路、单相短路电流或单相接地电流。 工程设计主要计算三相短路电流。 32 计算短路电流的目的 短路故障对电力系统 的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后腰尽量限制所影响的范围。 短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安装、运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。 短路电流计算具体目的是； （ 1） 选择电气设备。 电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须具有充分的电动力稳定性和热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。 （ 2） 继电保护的配置和整定。 系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要作多种运行方式的短路计算。 （ 3） 电气主接线方案的比较和选择。 在发电厂和变电所的主接线设计中，往往遇到这样的情况：有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取限制短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。 （ 4） 通信干扰。 在设计 110KV 及以上电压等级的架空输电线时，要计算短路电流，以确定电力线对临近架设的通信线是否存在危险及干扰影响。 （ 5） 确定分裂 导线间隔棒的间距。 在 500KV 配电装置中，普遍采用分裂导线做软导线。 当发生短路故障时，分裂导线在巨大的短路电流作用下，同相次导线间的电磁力很大，使导线产生很大的张力和偏移，在严重情况下，该张力值可达故障前初始 24 张力的几倍甚至几十倍，对导线、绝缘子、架构等的受力影响很大。 因此，为了合理的限制架构受力，工程上要按最大可能 出现的短路电流确定分裂导线间隔的安装距离。 短路电流计 算还有很多其他目的，如确定中性点的接地方式，验算接地装置的接触电压和跨步电压，计算软导线的短路摇摆，输电线路分裂导线间隔棒所承受的向心压力等。 33 短路电流实用计算的基本假设 考虑到现代电力系统的实际情况，要进行准确的短路计算是相当复杂的，同时对解决大部分实际问题，并不要求十分精确的计算结果。 例如，选择效验电气设备时，一般只需近似计算通过该设备的最大可能的三相短路电流值。 为简化计算，实用中多采用近似计算方法。 这种近似计算法在电力工程中被称为短路电流实用计算。 它是建立在一系列的假设基础上的，其计算结果稍偏大。 短路电流实用计算的基本假设如下： （ 1） 短路发生前，电力系统是对称的三相系统。 （ 2） 电力系统中所有发电机电势的相角在短路过程中都相同，频率与正常工作时相同。 （ 3） 变压器的励磁电流和电阻、架空线的电阻和相对地电容。