【正文】 電所在電力網(wǎng)中的地位、出線回路線、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。 按 《 35~110KV 變電所 設(shè)計(jì)規(guī)范 GB5005992》規(guī)范要求 ， 35~110KV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋型、線路變壓器組成或線路分支接線。在有一二級負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；在變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)， 6~10KV 側(cè)宜采用分段單母線；線路為 12 回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。在有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同可互為備用的所用變壓器。 主變壓器是發(fā)電廠和變電站中最重要的設(shè)備之一，它在電氣設(shè)備的投資中所占比例較大，同時(shí)與之相配套的電氣裝置的投資與之密切相關(guān)。因此對主變壓器 11 第 11 頁 共 44 頁 的臺(tái)數(shù)、容量和型式的選擇是至關(guān)重要的，它對發(fā)電廠、變電站 的及技術(shù)經(jīng)濟(jì)影響很大。同時(shí)它也是主接線方案確定的基礎(chǔ)。 根據(jù)基礎(chǔ)資料，待設(shè)計(jì)變電站有電壓等級為 35KV/10KV。 有 兩回 35KV 架空線做進(jìn)線 ， 10KV 供應(yīng) 9 個(gè)負(fù)荷，其中 2 個(gè)一類負(fù)荷 ，其余均為二類負(fù)荷 。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該側(cè)重于供電的可靠性和靈活性。 由于已確認(rèn) 35KV 進(jìn)線為雙回路， 按設(shè)計(jì)原則和基本要求，為了提高供電可靠性、同時(shí)節(jié)省投資、減少占地面積， 主結(jié)線候選 三 個(gè)方案 。 方案一 如下圖所示 此方案 ： 35KV采用分段，共 3 臺(tái)斷路器， 10KV單母線分段，共 23 臺(tái) 手車式 斷路器， 即考慮負(fù)荷 的重要性，將各負(fù)荷分兩路電源送出。 主 變壓器 2 臺(tái)，且 單臺(tái) 變即 可滿足 70%負(fù)荷需求 ，所用變 2 臺(tái) 。 方案 二 如下圖所示 12 第 12 頁 共 44 頁 此方案 ： 35KV采用兩回，共 2 臺(tái)斷路器， 10KV單母線分段，共 12 臺(tái) 手車式 斷路器， 即各饋線負(fù)荷分置 10kv 母線兩段且一條出線送出， 主 變壓器 2 臺(tái)，且單臺(tái)變即可滿足 70%負(fù)荷需求 ，所用變 2 臺(tái) 。 方案 三 如下圖所示 此方案： 35KV采用分段，共 3 臺(tái)斷路器， 10KV 單母線分段帶旁路，共 25臺(tái)斷路器， 即各負(fù)荷均有兩路電源，饋線可單獨(dú)或全部倒出到旁路，便于母線檢 13 第 13 頁 共 44 頁 修。 主變壓器 2 臺(tái)，且單臺(tái)變即可滿 足 70%負(fù)荷需求，所用變 2 臺(tái)。 在主結(jié)線方案擬定時(shí)，從技術(shù)上考慮： 1） 保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不應(yīng)在本廠發(fā)生故障時(shí)造成系統(tǒng)的瓦解。 2） 保證供電的可靠性及電能質(zhì)量，特別是對 負(fù)荷的供電可靠性。 3） 運(yùn)行的安全和靈活性。包括調(diào)度靈活、檢修操作安全方便，設(shè)備停運(yùn)或檢修時(shí)影響范圍小。 4） 自動(dòng)化程度。 5） 電器設(shè)備制造水平、質(zhì)量和新技術(shù)的應(yīng)用。 6） 擴(kuò)建容易。 以上速條件為參考，且著重考慮對負(fù)荷 供電的可靠性， 對三個(gè)方案所對比： 方案一比較方案二：方案一 需要增加 斷路器和 隔離開關(guān)相應(yīng)增多， 投資相應(yīng)增加， 但 其主要 考慮 待建站 10KV 負(fù)荷 非常重要，為保證其供電可靠性，在 日常運(yùn)行檢修管理、 發(fā)生故障 需退出 維護(hù)檢修 時(shí)方便倒閘操作 及發(fā)生事故時(shí)能較迅速隔離故障點(diǎn)便于恢復(fù) 供電 ， 適當(dāng)增加投資可獲得較好的運(yùn)行能力 。 方案一雖然建設(shè)投資大， 但充分考慮了變壓器，開關(guān)在檢修、試驗(yàn)時(shí)仍然能保證供電 ， 在以后運(yùn)行過程中，小負(fù)荷時(shí)可以切除一臺(tái)主變運(yùn)行，降低了損耗 。 方案二 接線簡潔，投資比較小，但其在供電可靠性有較大缺陷。 通過以上方案比較，方案一的供電可靠性、調(diào)度運(yùn)行靈活性、優(yōu)于方案二，故 在方案一 /方案二中， 選用方案一。 方案一比較方案三：方案三當(dāng)中 10kv 母線帶旁路，增 加母線及大量隔離開關(guān)，斷路器也增加 2 臺(tái)，其調(diào)度靈活性及設(shè)備停運(yùn)或檢修時(shí)影響范圍較小。但其投資要大幅增加，運(yùn)行損耗大，接線復(fù)雜也導(dǎo)致設(shè)備故障點(diǎn)增多。方案二中采用 14 第 14 頁 共 44 頁 手車式斷路器 時(shí)，饋出回路母線側(cè)隔離開關(guān)可以取消，保留負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)，即可減少投資，其接線也可滿足運(yùn)行要求。其較方案三簡單的接線方式，較少的設(shè)備，對運(yùn)行可減少誤操作的發(fā)生概率，設(shè)備故障點(diǎn)也大幅較少，檢修維護(hù)在人力物力財(cái)力的投入也有較少。故技術(shù)上考慮方案一。 第三節(jié) 負(fù)荷 計(jì)算及主變壓器選擇 在各級電壓等級的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設(shè)備之一，其 擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、 自耦以及分裂變壓器等，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)性來選擇主變壓器。 選擇主變壓器的容量，同時(shí)要考慮到該變電站以后的擴(kuò)建情況來選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量。 在有一、二級負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 ，而裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于 70%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶的一二級負(fù)荷 ， 考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為 40%，則可保證98%負(fù)荷供電 。 選擇主變壓器的相數(shù) ， 單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大， 同時(shí)配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。故本次設(shè)計(jì)的變電站主變壓器選用三相變壓器。 所用變與主變壓器情況比較相似，故所用變亦采用三相變壓器。 變壓器繞組數(shù)的選擇 ，由于主變壓器為 35KV/10KV,所用變采用 ,故主變及所用變均采用雙繞組變壓器。 變壓器容量的選擇。對于兩臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量按 70%的全部負(fù)荷選擇，因此變電所的總安裝容量為 當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對 70%的負(fù)荷供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力為 40%，則可保證 98%的負(fù)荷供電。 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算目的 為了合理地選擇各級變電所中電力變壓器容量，主要電氣設(shè)備及供配電 15 第 15 頁 共 44 頁 線路規(guī)格是保證供電系統(tǒng)安全可行的重要前提；從而也使電氣設(shè)備得到充分的利用和發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益。電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的是： 1）、為建立項(xiàng)目立項(xiàng)和進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)提供用電依據(jù)及技術(shù)數(shù)據(jù)。為國家計(jì)劃用電及用電規(guī)劃提供依據(jù)。 2）、計(jì)算負(fù)荷電流及視在功率，作為各級變電所、變壓器容量、臺(tái)數(shù)選擇的依據(jù)。 3）、計(jì)算流過各主要電氣設(shè)備的負(fù)荷電流作為高、低壓斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、接觸器、熱斷電器、啟動(dòng)控制 裝置等各種電器的選擇依據(jù)。 4）、算出流過各條線路的負(fù)荷電流，作為高、低壓母線、電線、電纜等截面的選擇依據(jù)。 5）、計(jì)算出無功功率，作為提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)，進(jìn)行無功補(bǔ)償，確定補(bǔ)償容量的依據(jù)。 6）、復(fù)查運(yùn)行中的電氣設(shè)備的安全程度，為調(diào)查運(yùn)行事故的隱患提供依據(jù)。 7）按用電單位及區(qū)段進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，可確定負(fù)荷中心和變電所供電半徑提供依據(jù)。 負(fù)荷計(jì)算內(nèi)容 1）、確定計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。在配電工程設(shè)計(jì)中，通常采用 30min 最大平均負(fù)荷，作為按發(fā)熱條件選擇電器和導(dǎo)體的依據(jù)。記作 Pjs， Qjs， Sjs 來表示。 2）、確定平均負(fù)荷：平均負(fù)荷為某一時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該 16 第 16 頁 共 44 頁 時(shí)間之比。常選用具有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗最多的一個(gè)班的平均負(fù)荷，有時(shí)也可算平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷，電能消耗量和無功補(bǔ)償裝置。記作 Pp， Qp， Sp， Ip 來表示。 3）、確定尖峰：尖峰負(fù)荷是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1S 左右的最大負(fù)荷電流，一般取啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流的周期分量，用來計(jì)算電壓損失，電壓波動(dòng)，選擇電器，保護(hù)元件等。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮起動(dòng)電流的非周期分量。 4）、負(fù)荷曲線：表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的 圖形稱為負(fù)荷曲線。負(fù)荷曲線分有功負(fù)荷曲線和無功功率負(fù)荷曲線兩種。有功負(fù)荷曲線的縱座標(biāo)以有功負(fù)荷的千瓦數(shù)表示，無功負(fù)荷曲線的縱座標(biāo)以無功負(fù)荷的千乏數(shù)表示。根據(jù)橫座標(biāo)延續(xù)時(shí)間，又可分為日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。 電力負(fù)荷的計(jì)算方法較多，而且各行各業(yè)根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)的不同分別采用不同的計(jì)算方法，諸如：單位產(chǎn)品耗電量法、利用系數(shù)單位面積功率法、需用系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項(xiàng)式法等。 在我們的日常工作中常用的是需用系數(shù)法和二項(xiàng)式法。 ①需用系數(shù)法：計(jì)算方法是將設(shè)備功率乘以需用系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。利用這種方法比較簡便；當(dāng)用 電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，且各設(shè)備的電動(dòng)機(jī)功率級差相當(dāng)懸殊時(shí)，這種計(jì)算方法的結(jié)果往往偏小，故可作為施工圖設(shè)計(jì)階段確定變、配電所的電力負(fù)荷。 需用系數(shù)是指負(fù)荷曲線最大有功功率與用電設(shè)備的設(shè)備功率之比。即 Kx＝（ Pjs/Ps）＜ 1。 利用系數(shù)是指負(fù)荷曲線的平均有功功率與用電設(shè)備的設(shè)備功率之比。即 17 第 17 頁 共 44 頁 KL＝ Pp/Ps。 ②二項(xiàng)式法：計(jì)算方法是設(shè)計(jì)負(fù)荷包括用電設(shè)備組的平均功率，同時(shí)考慮單臺(tái)大功率設(shè)備工作對負(fù)荷影響的附加功率，即 Pjs=Pp+△ P＝ KLPs+CPx=bPs+CPx。