電氣工程自動化專業(畢業論文)-文庫吧

【正文】 的無功功率可由容性裝置輸出的無功功率中得到補償。根據遼寧工學院綜合樓的具體情況，及其無功補償方法的技術、經濟比較選用電力電容器補償中的并聯補償方法。并聯補償時把電容器并接到被補償設備的電路上，以提高功率因數，這種方法稱為并聯電容器補償，這種方法適用于用電單位。如圖31所示為并聯電力電容器補償的原理圖。由圖可見電力電容器在圖中所示位置進行無功補償時，線路WL1輸送無功功率仍為無功功率，即，而變壓器輸送的無功功率則為，線路WL1輸送的無功功率則為，因此，電源只需向電力負荷提供的功率。圖31 并聯電力電容器補償的原理圖通過以上可知并聯電力電容器降低了通過輸電線路及變壓器的功率（或電流），同時也減少了對發電機無功功率的需求量。，所以對無功進行補償。1變壓器的負荷補償：功率因數：。經過補償后：2變壓器的負荷補償功率因數為：。經過補償后：第4章 主變壓器選擇在發電廠和變電站中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。在輸配電系統中，變壓器起到橋梁作用，變壓器是借助電磁感應原理，以相同的頻率，交換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。、臺數、型號選擇變壓器空載運行時需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長期處于輕載運行，出現“大馬拉小車”現象，使空載的損耗增加，功率因數降低，網絡損耗增加。若容量選的小，會使變壓器長期過負載，易損壞設備。變壓器的最佳負載率在40%70%之間，負載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負載稍有增長，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢必增加投資，且影響供電?？傊x擇變壓器的容量，要以現有的負荷為依據，按照510年的發展計劃來確定，按照遼寧工學院綜合樓變電所的設計選用的變壓器容量為1000kVA。1．臺數變壓器的臺數應根據負荷的特點和經濟運行進行選擇，要由負荷大小，對供電的可靠性和電能質量的要求來決定，并兼顧節約電能、降低運行造價、維護設備等因素，確定變壓器臺數應綜合考慮，進行認真的技術經濟比較。按負荷的等級和大小來說，對于帶一、二級負荷的變電所，當一、二級負荷較多時，應選兩臺或兩臺以上變壓器，如只有少量的一、二級負荷并能從相鄰的變電所取得低壓備用電源，可以只采用一臺變壓器。對于像遼寧工學院綜合樓來說主要負荷是二、三類負荷 ，二級負荷主要是消防電梯、應急照明等負荷；而三級負荷主要是電力設備和普通照明，根據需要擬裝設兩臺變壓器。2．型號主變壓器的型號選擇主要考慮以下因素：1）.變電所的所址選擇；2）.建筑物的防火等級；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用電設備對供電的要求；5）.當地供電部門對變電所的管理體制等。設置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應采取相應的防火措施。主變壓器安裝在地下時，根據消防要求，不得選用可燃性油變壓器，地下層一般比較潮濕，通風條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，而宜采用環氧樹脂澆注型或者六氟化硫型變壓器，綜合所述結合校的具體情況選型為SCB91000/10KV變壓器。位于遼寧工學院綜合樓地下變電所的主變壓器型號為環氧樹脂澆注型，其技術參數如表21所示。表41 SCB91000/10變壓器技術參數型號額定容量（KVA）額定電壓（kV）空載損耗（W）負載損耗（W）短路阻抗（%）空載 電流（%）變壓器連接組高壓低壓SCB91000/101000166085506為了確保供電安全，迫切需要即可深入負荷中心又無燃燒危險的變壓器，而當今，隨著社會進步，干式變壓器得到了廣泛的應用，根據國家標準《干式變壓器》定義，所謂干式變壓器，就是指鐵心和繞組不浸入液體中的變壓器。干式變壓器的結構與油浸式變壓器的差別不大，采用晶粒取向電工鋼片，軛和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹脂，容量較大時，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為1520mm，而干式變壓器的繞組材料是銅箔或鋁箔，有時也采用銅線繞制，而低壓線圈（1000V及以下），用銅箔（或鋁箔）與預浸環氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強樹脂包封，經過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個堅固的整體，不但具有很強的承受短路能力，而且經過冷熱循環試驗，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。由于干式變壓器的適用材料不同，其絕緣等級也不同，絕緣材料等級與絕緣材料最高允許溫度見表42。表42 絕緣等級與最高允許溫度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802201. 占地面積小，不必單獨建設變壓器室，它可以和10kV的高壓柜，380/220V的低壓配電柜裝在一個室內。2. 運行、維修量小。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點，適合于安裝負荷中心，對系統經濟運行節電起到了一定作用。4. 損耗小、噪聲小。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強。6. 機械強度高,抗溫度變化，抗短路能力強。7. 價格昂貴。8. 壽命期后，不易回收，污染環境。1. 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環境和防護要求而定。2. 干式變壓器繞組的絕緣，很大程度影響變壓器的安全和使用壽命。3. 自然空氣冷卻和強迫空氣冷卻。4．干式變壓器的過載能力與環境溫度、載前的負荷情況、變壓器的絕緣散熱情況和發熱時間常數有關。第5章 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。用規定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線是變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的首要環節。對電氣主接線的基本要求概括地說應包括電力系統整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性。1．可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。經過長期運行實踐的考驗，對變電所采用的主接線經過優選，現今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性不僅要考慮—次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。2．靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求； 1)調度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求。 2)檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。 3)擴建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改建量最小。3．經濟性經濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。1．考慮變電所在電力系統中的地位和作用變電所在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。2．考慮近期和遠期的發展規模變電所主接線設計應根據5—10年電力系統發展規劃進行。應根據負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數和出線回數。3．考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對主接線的影響對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。4．考慮主變臺數對主接線的影響變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。5．考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不問。例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。電氣主接線的設計程序電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經可行性研究階段、初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。 (1)對原始資料進行分析，具體內容如下： 1)本工程情況。主要包括：變電所類型；設計規劃容量；變壓器容量及臺數；運行方式等。 2)電力系統情況。電力系統近期及遠景發展規劃(5—10年)；變電所在電力系統中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和遠景規劃與電力系統連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。 3)負荷情況。負荷的性質及地理位置、電壓等級、出線回路數及輸送容量等。電力負荷在原始資料中雖已提供，但設計時應該認真地辯證地分析。因為負荷的發展和增長速度受政治、經濟、工業水平和自然條件等方面影響。如果設計時，只依據負荷計劃數字，而投產時實際負荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應不足，就會影響其他工業的發展。 4)環境條件。當地的氣溫、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差甚大，應子以重視。對重型設備的運輸條件也應充分考慮。 5)設備制造情況。為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性、經濟性和可行性。(2)擬定主接線方案。根據設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定若干個主接線方案。因為對電源和出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮的不同，會出現多種接線方案(近期和遠期)。應依據對主接線的基本要求，從技術上論證各方案的優缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術合理、經濟可行的主接線方案。 (3)主接線經濟比較。 (4)短路電流計算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。 (5)電器設備的選擇。 (6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。(7)工程概算。包括：主要設備器材費；安裝工程費；其他費用。主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。變電所電氣主接線的基本環節是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。各個變電所的出線回路數和電源數不同，且每路饋線所傳輸的功率也不一樣。在進出線數較多時(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環節，可使接線簡單清晰，運行方便有利于安裝和擴建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用開關電器較少，占地面積小，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設計中僅以單母線接線為例。一、單母線接線 圖 51 單母線接線如圖 51 所示，單母線接線的特點是整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和引出線都經過開關電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源l或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關，靠近母線側的隔離開關QS2稱作母線隔離開關，靠近線路側的QS3稱為線路隔離開關(在實際變電所中，通常把靠近電源側的隔離開關稱為甲刀閘，把靠近負荷側的隔離開關稱為乙刀閘)。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開關沒有滅弧裝置．其開合電流能力極低，只能于設備停運后退出工作時斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現電源的一側或兩側均應配置隔離開關，以便檢修斷路器時隔離電源。若饋線的用戶側沒有電源時，斷路器通往用戶則可以不裝設線路隔離開關。但如果費用不大，為了防止過電壓的侵入。也可以裝設。同一回路中串接的隔離開關和斷路器，在運行操作時，必須嚴格遵守下列操作順序：如對饋線送電時，須先合上隔離開關QS2和QS3，再投入斷路器QF2；如欲停止對其供電，須先斷開QF2，然后再斷開QS3和QS2。為了防止誤操作，除嚴格按照操作規程實行操作票制度外。還應在隔離開關和相應的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機械閉鎖。接地開關(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設備時合上，取代安全接地線的作用。當電壓在110kV及以上時，斷路器兩側的隔離開關扣線路隔離開關的線路側均應配置接地開關。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應設置1—2組接地開關或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。1．單母線接線的優缺點 優點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：靈活性和可靠性差，當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開它所連接的電源