【正文】 的系統(tǒng)電抗為 ，系統(tǒng)最小方式容量為 2500MVA,系統(tǒng)電抗為 （以系統(tǒng)容量及電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值）。 變電站地址條件較好，地勢較為平坦，屬于 5 級地震區(qū)，凍土層深 ，復(fù)冰厚度 10mm，最大風(fēng)速 25m/s，年平均溫度＋ 5℃，最高氣溫＋ 38℃，最低氣溫－ 1℃。 ： 表 11 35kV負(fù)荷情況表 用戶名 容量（ MVA） 負(fù)荷性質(zhì) 距離（ km） 水泥廠 10 2 15 化肥廠 10 2 10 機(jī)械廠 10 1 12 鋼鐵廠 5 1 12 表 12 10kV負(fù)荷情況表 用戶 容量（ MVA） 負(fù)荷性質(zhì) 線路類型 距離（ km） 自來水廠 5 1 架空 2 糖廠 2 架空 2 醫(yī)院 1 電纜 紡織廠 3 架空 2 農(nóng)機(jī)廠 2 架空 1 造紙廠 2 架空 2 市政府 2 電纜 1 ： 1） 進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇電氣主接線方案。 2 2 2） 選擇變壓器的臺數(shù)、容量、型號、參數(shù) 。 3） 計(jì)算短路電流，選擇電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、電壓互感器、電流互感器、避雷器）。 4） 變電站主接線圖 1張。 ： 1）變電所電氣主接線圖 1 張（ A3紙）（包括避雷器、電流互感器、電壓互感器等的配置）。（要求電氣 CAD 出圖）。 2）設(shè)計(jì)說明書一份（包括短路電流計(jì)算的過程及等值電路圖 ） 。 3 3 第 2 章 主變壓器的選擇 主變壓器的選擇與變壓器的臺數(shù)、形式、連接組別、電壓等級、調(diào)壓等級、冷卻方式、運(yùn)輸條件以及變電站的容量有關(guān)。它的確定 除了依據(jù)基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。根據(jù)變電站所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 在選擇主變壓器時(shí)，要根據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)變電站的自身特點(diǎn)，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟(jì)性來選擇變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電站的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。 35kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類負(fù)荷： ? ?MVAS 15510 ???Ⅰ 二類負(fù)荷： ? ?M V AS 202010 ???Ⅱ 10kV 側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 一類負(fù)荷： ? ?MVAS 615 ???Ⅰ 二類負(fù)荷： ? ?M V AS ?????Ⅱ 三類負(fù)荷： ? ?MVAS 3?Ⅲ 表 21 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 電壓等級 一類負(fù)荷(MVA) 二類負(fù)荷(MVA) 三類負(fù)荷(MVA) 35 kV 15 20 0 10 kV 6 10 3 小計(jì) 21 30 3 匯總 54 (MVA) 選擇原則 （ 1） 對 于只供電給二類，三類負(fù)荷 的變電站，原則上只裝設(shè)一臺變壓器。 4 4 （ 2）對于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類負(fù)荷的變電站，應(yīng)選用兩臺相同容量的主變壓器。 主變壓器臺數(shù)的選擇 根據(jù)原始資料可知，本次所設(shè)的變電站是 110kV降壓變電站，所設(shè)計(jì)變電站的電壓等級為三個(gè)等級，分別為 110kV、 35kV、 10kV，供電負(fù)荷大，一類二類負(fù)荷占大部分，屬于有一類負(fù)荷的重要變電站。 根據(jù)規(guī)定選擇兩臺主變時(shí)供電可靠性較高，所以選用兩臺主變壓器。 1． 確定原則 ： 主變壓器容量一般按變電站建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 2. 容量 確定： 根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的 60%～ 70% ， S=54MVA 或者用戶的一類負(fù)荷和二類負(fù)荷 。由于上述條件限制，所以，兩臺主變壓器各自承擔(dān) 27MVA，當(dāng)一臺停運(yùn)時(shí)，另一臺則承擔(dān) 60%的負(fù)荷 MVAS %60%60 ??? ，單臺變壓器運(yùn)行 也 要滿足一級和二級負(fù)荷的供電需要， 10+10+10+5+5++1+3+1+=51MVA。故選擇兩臺 63MVA的主變壓器就可以滿足負(fù)荷要求 在 330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_三相式變壓器較同容量的 3臺單相式投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)比較簡單，運(yùn)行維護(hù)比較方便。 如果受到制造、運(yùn)輸條件等條件的限制時(shí)，可選用單相變壓器組。 而我們 所 設(shè)計(jì)的變電站，地址條件較好，不存在運(yùn)輸條件限制問題，故選擇三相電力變壓器 繞組的形式主要有雙繞組和三繞組 規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器 ，因?yàn)橐慌_三繞組變壓器的價(jià)格及所 用的控制電路和輔助設(shè)備，比兩臺雙繞組變壓器都較少。 三繞組變壓器通常應(yīng)用下列場合： （ 1）在發(fā)電廠內(nèi)。除發(fā)動(dòng)機(jī)電壓外，有兩種升高電壓與系統(tǒng)連接或向用戶供電。 （ 2）在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要向高壓中壓和低壓供電或高壓和中壓向低壓供電。 5 5 （ 3）在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統(tǒng)需要相互連接。 （ 4）在星形 — 星形接線的 變壓器中，需要一個(gè)三角形連接的等三繞組。 本待建變電站具有 110kV， 35kV， 10kV三個(gè)電壓等級，所以擬用三繞組變壓器。 本待建變壓器有一、二類負(fù)荷， 當(dāng)調(diào) 整 電壓時(shí)，需要帶負(fù)荷調(diào) 整 。所以采用有載調(diào)壓變壓器， SFSZ963000/110,額定容量 63000kVA，高壓 121kV，中壓，低壓 。 表 22 主變壓器型號及相關(guān)參數(shù) 變壓器型號 額 容量? ?VAk 額定電壓 （ kV） 空載 損耗 kW 負(fù)載損耗 （ kW） 阻抗電壓 (%) 空載 電流 （ %） 高壓 中壓 低壓 高中 高低 中低 高中 高低 中低 SFSZ963000 /110 63000 110177。81.25% 177。 22 .5% 降壓型 高中： 高低： 中低： 注：該型號變壓器為三繞組有載調(diào)壓變壓器，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，它能在負(fù)荷運(yùn)行條件下自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)壓，保持輸出電壓的穩(wěn)定，從而提高供電質(zhì)量。 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型和三角型。我國 110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用星型連接； 35kV 亦采用星型連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地，故本變電站 110kV 側(cè)采用星型接線， 35kV 側(cè)采用星型連接， 10kV 側(cè)采用三角型接線。即可確定本 110kV降壓變電站所選擇變壓器繞組接線方式為 110n dyY n 接線。 （ 1） 自然風(fēng)冷卻 。 無風(fēng)扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流，額定容量在 10000kVA及以下。 （ 2）強(qiáng)迫 空氣 冷卻 。簡稱風(fēng)冷式，在冷卻器間加裝數(shù)臺電風(fēng)扇，使油迅速冷卻，額定容量在 8000kVA。 6 6 （ 3）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用風(fēng)扇對油管進(jìn)行冷卻，額定容量在 40000kVA及以上。 （ 4） 強(qiáng)迫 油循環(huán)水冷卻。采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，并用水對油管進(jìn)行冷卻，額定容量在 120200kVA及以上。由于銅質(zhì)量不過關(guān)，國內(nèi)已很少應(yīng)用。 （ 5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預(yù)先設(shè)計(jì)好的油道中進(jìn)行冷卻。 （ 6）水內(nèi)冷。將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)，將變壓器的熱量帶走。 根據(jù)待設(shè)計(jì)變電站主變的容量為 63000kVA，為使主變的冷卻方式既能達(dá)到預(yù)期的冷卻效果，又簡單、經(jīng)濟(jì)，所以選用 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng) 冷卻方式 7 7 第 3 章 電氣主接線的選擇 的基本要求 可靠性。安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，衡量電氣主接線運(yùn)行可靠性的一般準(zhǔn)則： （ 1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對系統(tǒng)的供電； （ 2）斷路器或者母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí) 間 并要求保證對一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷的供電； （ 3）盡量避免變電所全部停運(yùn)。 靈活性。投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈活： （ 1）調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路。 （ 2）檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢修而不致影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，和對用 戶的供電。 （ 3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。 經(jīng)濟(jì)性。 (1)投資 少 ； (2)占地面積??； (3)電能損耗小； (4)發(fā)展性 好 。 表 31 主接線常用基本接線方式 接線 方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 單母線接線 單母線接線簡單、清晰，采用設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。 （ 1）供電可靠性和靈活性較差，在母線及母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路都必須停止工作需使整個(gè)配電裝置停電；（ 2）引出線的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電。 適用于不重要負(fù)荷和中、小容量 的水電站和變電站中。 單母線分段接線 （ 1）當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作。（ 2）兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，提（ 1）當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作。（ 2）任一支路斷路器檢修時(shí)，該支路必須停止工作。（ 3）當(dāng)出線(1) 6～ 10kV，每段母線容量不超過 25MW；35kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4～ 8回為宜。（ 2） 110kV 配電裝置的出 線回路數(shù)為小于 8 8 8 高供電可靠性，可對重要用戶供電。 為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 回。 單母線分段帶旁路母線接線 與單母線分段相比，唯一的好處是出線斷路器故障或檢修時(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。 （ 1）增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。（ 2）旁路斷路器代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。（ 3）保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。 (1)用于出線不多，容量不大的中、小型發(fā)電廠； (2)35～ 110kV變電站；（ 3）主要用于電壓為 6～ 10kV出線較多的而且對重要負(fù)荷供電的裝置中。 雙母線接線 （ 1） 可靠性高。 （ 2）靈活性好。 （ 3） 擴(kuò)建方便。 （ 1）檢修出線斷路器時(shí)該支路仍然會停電。 （ 2）設(shè)備較多、配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔離開關(guān)切換電路，容易引起誤操作；同時(shí)投資和占地面積較大。 （ 1） 電壓為 6～ 10kV短路容量大、有出線電抗器的裝置。（ 2）電壓為 35～ 60kV出線超過 8回或電源較多、負(fù)荷較大的裝置。（ 3）電壓為110kV～ 220kV出線為 5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置出線為 4回及以上的裝置。 雙母線分段接線 具有更高的可靠性和更大的靈活性。 增加母聯(lián)斷路器和分段斷路器數(shù)量，配電裝置投資較大。 （ 1）電壓為 220kV 進(jìn)出線為 10～ 14 回的裝置。（ 2） 電壓為 6～ 10kV進(jìn)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸出功率較大、短路電流較大的裝置。 橋形 接線 橋形接線配電裝置的結(jié)構(gòu)比較簡單，造價(jià)便宜，運(yùn)行中具有一定的可靠性、靈活性、便于擴(kuò)展。 （ 1）內(nèi)橋接線正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。同時(shí)，出現(xiàn)斷路器故障或檢修時(shí)，造成該回路停電。 (2) 線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。 在具有兩臺主變壓器的雙回線路中變電站中得到廣泛應(yīng)用。 9 9 110kV側(cè)主接線選擇方案 根據(jù)《發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備》中可有：當(dāng)有兩臺主變壓器和兩回線路時(shí)可采用橋式接 ，橋式接線可分為內(nèi)橋接線和外橋接線，以后隨著發(fā)展，過渡到單母線分段和雙母線接線。本變電站 110kV側(cè)有兩回進(jìn)線，初步擬定方案為橋式接線 ,即有內(nèi)橋和外橋接線兩種方案。 跨條跨條QSQSQSQS QFQFQFQFQFQF 圖 32 方案 1內(nèi)橋接線 圖 33 方案 2 外橋接線 方案 1內(nèi)橋接線特點(diǎn)： (1)線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 (2)正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 (3)橋回路故障或檢修時(shí)