2011年7月自考真题英语国家概况

变电站主接线路的设计电气主接线应满足以下几点要求：1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。基本要求电气主接线应满足下列基本要求：①牵引变电所、铁路变电所电气主接应综合考虑电源进线情况（有无穿越通过）、负荷重要程度、主变压器容量和台数，以及进线和馈出线回路数量、断路器备用方式和电气设备特点等条件确定，并具有相应的安全可靠性、运行灵活和经济性。②具有一级电力负荷的牵引变电所，向运输生产、安全环卫等一级电力负荷供电的铁路变电所，城市轨道交通降压变电所（见电力负荷、电力牵引负荷）应有两回路相互独立的电源进线，每路电源进线应能保证对全部负荷的供电。没有一级电力负荷的铁路变、配电所，应有一回路可靠的进线电源，有条件时宜设置两回路进线电源。③主变压器的台数和容量能满足规划期间供电负荷的需要，并能满足当变压器故障或检修时供电负荷的需要。在三相交流牵引变电所和铁路变电所中，当出现三级电压且中压或低压侧负荷超过变压器额定容量的15%时，通常应彩三绕组变压器为主变压器。④按电力系统无功功率就地平衡的要求，交流牵引变电所和铁路变、配电所需分层次装设并联电容补偿设备与相应主接线配电单元。为改善注入电力统的谐波含量，交流牵引变电所牵引电压侧母线，还需要考虑接入无功、谐波综合并联补偿装置回路（见并联综合补偿装置）。对于直流制干线电气化铁路，为减轻直流12相脉动电压牵引网负荷对沿线平行通信线路的干扰影响，需在牵引变电所直流正、负母线间设置550Hz、650Hz等谐波的并联滤波回路。⑤电源进（出）线电压等级及其回路数、断路器备用方式和检修周期，对电气主接线形式的选择有重大影响。当交、直流牵引变电所35kV～220kV电压的电源进线为两回路时，宜采用双T形分支接线或桥形接线的主接线，当进（出）线不超过四回路及以上时，可采用单母线或分段单母线的主接线；进（出）线为四回路及以上时，宜采用带旁路母线的分段单线线主接线。对于有两路电源并联运行的6kV～10kV铁路地区变、配电所，宜采用带断路器分段的单母线接线；电源进线为一主一备时，分段开关可采用隔离开关。无地方电源的铁路（站、段）发电所，装机容量一般在2000kV·A以下，额定电压定为400V或6.3kV，其电气主接线宜采用单母线或隔离开关分段的单母线接线。⑥交、直流牵引变电所牵引负荷侧电气接线形式，应根据主变压器类型（单相、三相或其他）及数量、断路器或直流快速开关类型和备用方式、馈线数目和线路的年运输量或者客流量因素确定。一般宜采用单母线分段的接线，当馈线数在四回路以上时，应采用单母线分段带旁路母线的接线。主接线方案220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。主接线如下图：有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高了可靠性通过对两种主接线可靠性，各电压级接线方式灵活性都好；220KV电压级接线易于扩建和实现自动化。灵活性和经济性的综合考虑，，现确定方案为设计最终方案。分析变电站的电气主接线线由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电源回路线、电压等级和负荷的大小、级别以及所用变压器的台数、容量等因数有关，确定变电站的主接线对变电站电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都由密切的关系，主接线的设计是变电站设计中的重要任务之一。变电站的电气主接线应根据该变电站在电力系统中的地址、变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求（双母线接线如下所示下图220KV主接线形式的选择220KV电压等级采用双母线的接线方式，220KV主接线形式如下所示：110KV主接线形式选择1、按出线回路数选择110KV的出线回路数为6回，按母线的选用情况将选用双母线的接线方式。2、输送功率选择110KV的最大负荷为P=150MW，输送功率较大，所以要求母线故障后能声速恢复供电，母线或母线设备检修时不中断对得要用户的供电，因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力，故采用双母线接线方式。同时110KV侧出线回路数较多，也需加装专用旁路开关。（根据设计手册，对于在系统处于重要位置时，当110KV出线为6回及以上时，一般装设专用旁路断路器）。这样，110KV电压等级的接线方式为双母线带旁路的接线方式（专用旁路断图路器）接线图，如上图所示。三、10KV接线形式选择1、按出线回路选择10KV出线回路为22回，根据母线的适应范围选择单母线分段接线方式。2、按输送功率选择10KV的最大负荷为：P=38MW，，因此可采用单母线分段或双母线的接线方式，但由于10KV所传输的功率不大，而双母线接线所需设备较多，投资较大，故从经济角度考虑，确定10KV采用单母线分段的主接线方式。具体接线图所示：综上所述，待建变电站的主接线方式为：220KV和110KV都采用双母线带旁路的接线方式，10KV采用单母线分段的接线方式短路电流计算系统三相短路时，流过短路点的短路电流最大，所以应计算三相短路时的电流。220kV短路电流计算：IB＝SB/√3UB＝100/√3×230＝0.25KAI*”＝I0.2”＝I∞”＝1/Xjs*＝1/0.12=8.33I”=I*”*IB=0.25*8.33=2.083Ich=2.55*2.083=5.3Ioh=1.52*2.083=3.17S”=√3*2.083*230=793.7同理，可求出110kV短路电流、10kV短路电流，计算如下表短路点编号基准电压UB(kV)基准电流IB(kA)支路计算电抗Xjs*额定电流IN（KA）0S短路电流周期分量0.2S短路电流周期分量稳态短路电流短路电流冲击值ich（kA）全电流最大有效值Ioh（kA）短路容量S”(MVA)标么值I*”有名值I”(kA)标么值I0.2”有名值I0.2(kA)标么值I∞”有名值I∞(kA)公式SB/√3UBIB*SN/SBI*”*IBI0.2*”*IBI∞”*IB2.55I”1.52I”√3I”UNd12300.250.120.3758.332.0838.332.0838.332.0835.33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8142.925.8142.927.454.44582d310.55.50.2244.1254.4624.534.4624.534.4624.5362.5537.3425分析：10kV母线处的短路电流大，规定要把短路电流限制在20KA以内，故要在10kV变低出口安装电抗器。电抗器的选择1．按正常电压和最大工作电流选择XKGKL-10-3500型电抗器，拟将短路电流降到18KA，则XL％＝（Id/I”-Xjs3*）IN*Ud/Id*UN=(5.5/18.5-0.224)*3.5*10.5/5.5*10=0.48%因为两台主变10kV变低出口处都需要安装电抗器，故单台电抗器的XL％=0.96%.选用XKGKL-10-3500-10型计算加了电抗器的短路电流X*L=0.1*5.5*10/3.5*10.5=0.15IB＝SB/√3UB＝100/√3×10＝5.5KAI*”＝I0.2”＝I∞”＝1/Xjs*＝1/0.224+0.15=2.67I”=I*”*IB=5.5*2.67=14.69Ich=2.55*14.69=37.5Ioh=1.52*14.69=22.3S”=√3*14.69*10.5=267短路点编号基准电压UB(kV)基准电流IB(kA)支路计算电抗Xjs*额定电流IN（KA）0S短路电流周期分量0.2S短路电流周期分量稳态短路电流短路电流冲击值ich（kA）全电流最大有效值Ioh短路容量S”(MVA)标么值I*”有名值I”标么值I0.2有名值I0.2标么值I有名值I∞(kA)”(kA)∞”(kA)（kA）公式SB/√3UBIB*SN/SBI*”*IBI0.2*”*IBI∞”*IB2.55I”1.52I”√3I”UNd12300.250.120.3758.332.0838.332.0838.332.0835.33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8142.925.8142.927.454.44582d310.55.50.3744.1252.6714.692.6714.692.6714.6937.522.3267系统阻抗：220KV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所220KV母线侧阻抗为0.015（Sj=100MVA）,110KV侧电源容量为500MVA，归算至本所110KV母线侧阻抗为0.36（Sj=100MVA）。变压器型号为SFPS7—180000/220。SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为14，23，7。简化图如下图所示：变压器的各绕组电抗标幺值计算s1s(1-2)s(3-1)s(2-3)11U%=[U%+U%-U]=(14+23-7)=1522s2s(1-2)s(2-3)s(3-1)11U%=[U%+U%-U%]=(14+7-23)=-122s3s(3-1)s(2-3)s(1-2)1U%=[U%+U%-U%]=(23+7-14)=82设SB=100MVA，UB=Uav1BT1*NU%S15100X===0.083100S100180ss2BT2*NU%S-1100X===-0.006100S100180s3BT3*NU%S8100X===0.044100S10018010KV侧短路计算f(3)-1短路时,示意图如下：f(3)-1短路的等值电路图1*1122XT1*T2*T1*T2*T3*XX-0.0060.083＇（X+X+）=（0.083-0.006+）=0.033X0.044T2*T3*2*T2*T3*T1*XX1X'=(X+X+)2X1-0.0060.044=(-0.006+0.044+20.083）=0.018三角形变为星形：1*3*1*1*2*3*X'X'X=X'+X'+X'0.033(0.24)0.0330.0180.2410.0422*3*2*1*2*3*X'X'X=X'+X'+X'0.018(0.241)0.0330.0180.2410.0232*1*3*1*2*3*X'X'X=X'+X'+X'0.0180.0330.0330.0180.2410.003f(3)-1短路的等值电路图再次简化因为*10.042X*ASX=0.015*BSX=0.36所以：***AAS1X=X+X=0.015+0.042=0.057***BBS3X=X+X=0.36-0.003=0.357**C2X=X示意图如下所示:f(3)-1短路的等值电路图再做三角形变换A*C*AF*A*C*B*XXX=X+X+X0.0570.0230.0570.230.3570.084B*C*BF*B*C*A*XX0.3570.023X=X+X+0.3570.0230.524X0.057计算电抗：NNijsBBF*S500X=X0.5242.62S100汽轮发电机计算