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1) 10KV侧
P1=2500+1500+1500+2000+2500+2500=12500(KW)=12.5(MW) Q1= P1×tan(cos-10.8)=9.4(MVAR) PK=K×P=0.9×12.5=11.3(MW) QK=K×Q=0.9×9.4=8.5(MVAR) S1= Pk?Qk=14.1(MVA) 有功损耗和无功损耗
△ Pk=0.02S1=0.02×14.1=0.3(MW) △ Qk=0.1S1=0.1×14.1=1.4(MVAR) 变压器10KV侧总高压
P=PK+△Pk=11.3+0.3=11.6(MW) Q=QK+△QK=8.5+1.4=9.9(MVAR)
令变电站功率因素为cosφ=0.9,则tanφ=0.4843,则系统供给的无功功率Q2
Q2=P×tanφ=11.6×0.4843=5.6(MVAR) 变电站主变压器容量为 SJ=P2?Q2=12.9(MVA) 2)35KV侧
P1=8000-10000+5000-8000+5000=0(MW)
功率可以直接通过母线传输,而不通过变压器传输。 2) 110KV侧
P1=15000+15000-30000+8000=8(MW)
10KV侧所需负荷功率可通过主变压器由110KV母线取得。 110KV变电站总负荷为
考虑增长,按8年计算,负荷在一定范围内的负荷增长率是按指数规律变化的,即
S=S〞×e荷增长率
所以,考虑负荷增长以及线损,年负荷增长率取10%,按8年计算,本变电站负荷为
S=S〞×emx(1+5%) MX 222式中S〞为初期负荷,x为年数,一般按5~10年规划考虑,m为年负
=12.9×e0.1×8×(1+5%)
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= 30.15(MVA)
2.4站用变压器负荷计算
目前采用的站用变压器负荷计算的主要方法有:(1)换算系数法;(2)分别将每台 电动机的 kW 换算成 KVA,再考虑不同时运行情况的计算方法。
本变电站采用第二种计算方法。 按每台电动机的功率因数、效率、负荷系数分别由 kW 换算成 KVA,再考虑不同时运行的情况,计算出总负荷。本变电站需要计入的经常性电力负荷为:主变压器风 扇,蓄电池的充电和浮充电机组、蓄电池室通风、取暖、照明等;短时不经常及断续 不经常运行的设备如检修负荷等不计算再内。
充电机系不经常连续运行的设备,故其负荷应予以计算,但此时可考虑浮充电机 不运行,不必计算。
计算公式如下: 电力负荷 :
照明和加热负荷:
所用电总负荷:
S g 2 = ∑P 2 (KVA) S g = S g1 + S g 2 (KVA)
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第3章 电气主接线设计
电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要,变电站中安装有各种电气设备,并b主接线代表了变电站电气部分主体结构,是电力系统接线的主要组成部分,是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的,所以主接线设计的好坏,也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下,正确处理好各方面的关系,全面分析有关因素,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。
3.1电气主接线
3.1.1电气主接线的设计原则
电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、美观的原则。
1) 接线方式:对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路-变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时,也可采用线路分支接线。在110kV~220kV配电装置中,当出线为2回时,一般采用桥形接线;当出线不超过4回时,一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中,当110kV~220kV出线在4回及以上时,一般采用双母线接线。
在大容量变电站中,为了限制6~10kV出线上的短路电流,一般可采用下列措施:
a) 变压器分列运行;
b)在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器;
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c)采用低压侧为分裂绕组的变压器; d)出线上装设电抗器。 2) 主变压器选择
a) 主变压器台数:为保证供电可靠性,变电站一般装设两台主变
压器。当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时,可装设一台。对于大型枢纽变电站,根据工程具体情况,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。
b) 主变压器容量:主变压器容量根据5~10年的发展规划进行选
择,并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站,每台变压器额定容量一般按下式选择
Sn=0.6 PM
PM为变电站最大负荷。这样,当一台变压器停用时,可保证对60%负荷的供电,考虑变压器的事故过负荷能力40%,则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷,因此,采用Sn=0.6 PM,对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站,应能在一台停用时,仍能保证对一、二级负荷的供电。
c) 主变压器的型式:一般情况下采用三相式变压器。具有三种电
压的变电站,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时,由于中性点具有不同的接地形式,应采用普通的三绕组变压器;当主网电压为220kV及以上,中压为110kV及以上时,多采用自耦变压器,以得到较大的经济效益。
3) 断路器的设置:根据电气接线方式,每回线路均应设有相应数量的断路器,用以完成切、合电路任务。
4) 为正确选择接线和设备,必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时,可采用下列数据:
a) 最小负荷为最大负荷的60~70%,如主要是农业负荷时则宜
取20~30%;
b) 负荷同时率取0.85~0.9,当回路在三回一下时且其中有特大
负荷时,可取0.95~1;
c) 功率因数一般取0.8; d) 线损平均取5%。
3.1.2设计主接线的基本要求
在设计电气主接线时,应使其满足供电可靠,运行灵活和经济等项
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基本要求。
1) 可靠性:供电可靠是电力生产和分配的首要要求,电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时,应全面地看待以下几个问题: 应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定,就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。
b) 主接线的可靠性,是由其各组成元件(包括一次设备和二次设
备)的可靠性的综合。因此主接线设计,要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
c) 可靠性并不是绝对的,同样的主接线对某所是可靠的,而对另
一些所可能还不够可靠。因此,评价可靠性时,不能脱离变电站在系统中的地位和作用。
通常定性分析和衡量主接线可靠性时,均从以下几方面考虑: a) 断路器检修时,能否不影响供电。
b) 线路、断路器或母线故障时,以及母线检修时,停运出线回路
数的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。
c) 变电站全部停运的可能性。
2)灵活性:主接线的灵活性要求有以下几方面:
a) 调度灵活,操作简便:应能灵活的投入(或切除)某些变压器
或线路,调配电源和负荷,能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
b) 检修安全:应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备,
进行安全检修而不影响电力的正常运行及对用户的供电。
c) 扩建方便:应能容易的从初期过渡到最终接线,使在扩建过渡
时,在不影响连续供电或停电时间最短的情况下,投入新装变压器或线路而不互相干扰,且一次和二次设备等所需的改造最少。
3) 经济性:在满足技术要求的前提下,做到经济合理。
a) 投资省:主接线应简单清晰,以节约断路器、隔离开关等一次
设备投资;要使控制、保护方式不过于复杂,以利于运行并节约二次设
b) 备和电缆投资;要适当限制短路电流,以选择价格合理的电器
设备;在终端或分支变电站中,应推广采用直降式(110/6~10kV)变压器,以质量可靠的简易电器代替高压断路器。
c) 占地面积小:电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件,
以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方,都应采用三相变压器。
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a) 可靠性的客观衡量标准是运行实践,估价一个主接线的可靠性
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