【正文】 由于 220kV 側(cè)最大輸入功率為 205MW,110kV側(cè)最大負(fù)荷為 180MW，最小負(fù)荷為 150MW。由此可見本變電站的主要負(fù)荷在 110kV 側(cè)，所以 110kV 的可靠性要求比較高。方案一采用雙母接線方式，而方案二采用單母帶旁路（有專用旁路斷路器），兩種方案的造價(jià)差不多，可靠性也差不多。但相比之下雙母接線方式其擴(kuò)建較方便一些，而且設(shè)備檢修時(shí)也沒有單母帶旁路接線方式那么復(fù)雜的隔離開關(guān)倒閘操作。所以雙母接線方式更為適合 110kV 側(cè)。 側(cè) 方案一采用單母分段，方案二則采用單母帶旁路母線的接線方式，方案二的投資 略高于方案一，但其可靠性較高。但由于 10kV 側(cè)雖然有 10 回出線，但其中有兩條是備用回路，且本側(cè)的最小負(fù)荷為 15MW 最大負(fù)荷也只有 25MW，方案一完全能滿足其要求，所以本側(cè)接線方式選擇單母分段較為適宜。 方案二 4 圖 方案二 為確定某一規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，除了分析設(shè)計(jì)方案是否在技術(shù)上先進(jìn)，可靠和適用外， 還要分析設(shè)計(jì)方案在經(jīng)濟(jì)上是否合理。只有技術(shù)和 經(jīng)濟(jì)上兩個(gè)方面都合理的設(shè)計(jì)方案，才能實(shí)施。因此，為實(shí)現(xiàn)電力建設(shè)項(xiàng)目決策的科學(xué)化，減少和避免投資失誤，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)各規(guī)劃設(shè)計(jì)方案必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，作為設(shè)計(jì)方案選擇的主要依據(jù)之一。 經(jīng)濟(jì)性比較主要是對(duì)各種方案的綜合投資和年運(yùn)行量進(jìn)行綜合效益比較，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。計(jì)算時(shí)，可只計(jì)算各方案不同部分的投資和年運(yùn)行費(fèi)，常用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法有：最小費(fèi)用法；凈現(xiàn)值法；內(nèi)部收益率法；抵償年限法。 ⑴ .從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進(jìn)行比較 表 隔離關(guān)與斷路器數(shù)目 方 案 項(xiàng) 目 方案一 方案二 220kV 配電裝置 雙母線 雙母線 110kV 配電裝置 雙母線 單母線旁路母線 10kV 配電裝置 單母線分段 單母線旁路母線 主變臺(tái)數(shù) 2 2 斷路器的數(shù)目 220kV 7 7 110kV 11 11 10kV 13 13 隔離開關(guān)的數(shù)目 220kV 20 20 110kV 32 30 10kV 26 36 ⑵．計(jì)算綜合投資 Z Z＝ (1＋ a/100) (元 ) () 5 式中 : — 為主體設(shè)備的綜合投資 ,包括變壓器 ﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關(guān)及配電裝置等設(shè)備的中和投資 。 a— 為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù) ,一般 220 取 70％ ,110取 90％ . 主體設(shè)備的綜合投資如下 綜合考慮兩種電氣主接線方案的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第一種方案為設(shè)計(jì)的最終采用方案。 表 主變價(jià)格 主變?nèi)萘?MVA 每臺(tái)主變的參考價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 變壓器的投資 (萬元 ) 方案一 820 2 820＝ 1640 方案二 820 2 820＝ 1640 表 220kV 側(cè)斷路器投資 每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一斷 路器投資 (萬元 ) 方案二斷路器的投資 (萬元 ) 105 7 105=735 7 105＝ 735 表 220kV 側(cè)隔離開關(guān)投資 每臺(tái)隔離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一隔離開關(guān)投資 (萬元 ) 方案二隔離開關(guān)的投資 (萬元 ) 20 ＝ 110 20 ＝ 110 表 110kV 側(cè)斷路器投資 每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一斷路器投資 (萬元 ) 方案二斷路器的投資 (萬元 ) 65 11 65＝ 715 11 65＝ 715 表 110kV 側(cè)隔離開關(guān)投資 每臺(tái)隔 離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一隔離開關(guān)投資 (萬元 ) 方案二隔離開關(guān)的投資 (萬元 ) 32 ＝ 80 30 ＝ 75 表 10kV 側(cè)斷路器投資 每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一斷路器投資 (萬元 ) 方案二斷路器的投資 (萬元 ) 30 13 30＝ 390 13 30＝ 390 表 10kV 側(cè)隔離開關(guān)投資 每臺(tái)隔離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格 (萬元 /臺(tái) ) 方案一隔離開關(guān)投資 (萬元 ) 方案二隔離開關(guān)的投資 (萬元 ) 26 ＝ 36 ＝ 表 兩種方案經(jīng)濟(jì)性比較 方案一 方案二 主體設(shè)備總投資 ( 萬元 ) 7 1 807151107351 6 4 00 ?? ??????Z 7 2 757151107351 6 4 00 ?? ??????Z 6 綜合投資 (萬元 ) Z＝ 0Z (1＋ 100a )＝ （ 1＋）＝ Z＝ 0Z (1＋ 100a )＝ （ 1＋ ）＝ 表 方案比較 項(xiàng)目 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 方案一 220kv 側(cè)及110kv側(cè)均采用雙母線接線方式， 10kv 側(cè)則采用單母分段 各側(cè)都達(dá)到了可靠性要求 、調(diào)試相對(duì)靈活； 于擴(kuò)建和發(fā)展。 設(shè)備相對(duì)多，投資較大，但對(duì)供電可靠性的優(yōu)先保障是必要的 方案二 220kv 側(cè)采用雙母線接線方式，110kv 側(cè)及 10kv 側(cè)均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。 各側(cè)都達(dá)到了可靠性要求 、調(diào)試比較靈活； 于擴(kuò)建和發(fā)展。 相對(duì)于方案一經(jīng)濟(jì)性更差。 綜上所述，本變電站電 氣主接線的設(shè)計(jì)采用方案一。 3 主變壓器的選擇 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇 主變壓器容量的選擇 變電站主變壓器容量的選擇一般有以下幾個(gè)原則： ⑴按變電所建成后 5～ 10 年得規(guī)劃負(fù)荷選擇，并考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電站，主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 ⑵根據(jù)變電所的負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的供電可靠；對(duì)于一般性的變電所應(yīng)保證 一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量能滿足總負(fù)荷的 70％～ 80％。 ⑶同級(jí)電壓的單臺(tái)變壓器的容量級(jí)別不應(yīng)太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 ⑷本變電所主變壓器容量的確定。該變電站三個(gè)電壓等級(jí)，且有大量一、二類負(fù)荷，所以應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)三相三繞組變壓器。 110kV 側(cè)最大負(fù)荷 180MW， 10kV側(cè)最大負(fù)荷 25MW。 因此，總計(jì)算負(fù)荷為 MWMWS 2518030 ??? () 根據(jù)主變壓器容量的確定原則 ，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保 全部負(fù)荷的 70%以上，可以確定單臺(tái)變壓器的額定容量： NTS ? 30S = =(MW) () MWS NT 6 )5525%701 8 0( ????? () 經(jīng)查閱相關(guān)資料，選擇主變壓器容量為 240MVA。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇一般有以下原則： ⑴對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。 ⑵對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型專用供電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。 ⑶對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，其變壓器應(yīng)按大于變壓器基礎(chǔ)容量的 1～ 2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換變壓器的容量。 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇 相數(shù)的選擇 7 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求運(yùn)輸條件的因素。特別是大型變壓器更是要考慮其運(yùn)輸?shù)目夏苄?。一般相?shù)選擇有以下幾個(gè)原則： ⑴當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)， 330kV 及以下的變電所及發(fā)電廠都采用三相變壓器。 ⑵當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連的電壓等級(jí)為 500kV 時(shí)，應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以后再做出決定選用三相變壓器還是、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。 ⑶對(duì)于 500kV 變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，應(yīng)根據(jù)供電負(fù)荷及系統(tǒng)情況，分析一臺(tái)（或一組）變壓器故障或停電檢修 時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。尤其是在建設(shè)初期，若主變壓器是一組當(dāng)一臺(tái)單相變壓故障，會(huì)使整組變壓器退出運(yùn)行，造成全所停電。為此，要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定是選用單相還是三相變壓器。 繞組數(shù)量和聯(lián)接方式的選擇 ⑴最大容量為 125MW 及以下電廠，當(dāng)有兩種升高電壓與用戶供電與聯(lián)系時(shí)，應(yīng)采用三繞組變壓器，各繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到變壓器額定容量的 15％及以上。由于同容量等級(jí)的三繞組變壓器要比雙繞組變壓器要貴 40％～ 50％，運(yùn)行維修也較為復(fù)雜，當(dāng)臺(tái)數(shù)過多數(shù)回造成中壓側(cè)短路容量過大。因此要給予 限制，一般兩種升高電壓等級(jí)的三繞組變壓器不超過兩臺(tái)。 ⑵對(duì)于 200MW 及以上的機(jī)組，考慮到運(yùn)行的可靠、靈活及經(jīng)濟(jì)性問題一般不采用三繞組變壓器。 ⑶聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動(dòng)／備用變壓器或無功補(bǔ)償設(shè)備。 ⑷在有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率達(dá)均達(dá)到該變壓器額定容量的 15％及以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變宜采用三繞組變壓器。對(duì)于具有直接將高壓降為供電低壓條件的變電所，為減少重復(fù)降壓容量可采用雙繞組變壓器。 綜上所述本變電所有三種電壓等級(jí)，即 220kV、 110kV和 10kV，主變宜采用三繞組變壓器。 變壓器繞組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丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。 我國(guó) 110kV 及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接； 35KV 亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。 35kV 以下電壓，變壓器繞組多采用△連接，故 10kV 采用△連接。 綜上所述，本變電站主變壓器 220kV/110kV/10kV側(cè)繞組對(duì)應(yīng)的連接方式為丫 /丫 /△。 主變壓器的選擇結(jié)果 由《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分》，選定本變電站主變壓器為兩臺(tái)額定容量為 240MVA，可帶負(fù)荷調(diào)壓的三繞組變壓器。 主變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示： 型號(hào)： SFPS7240000/220； 額定容量 (kVA)： 240000； 額定電壓（ kV） : 高壓： 220177。 2 %；中壓： 121 ；低壓： 11； 容量比： 100/100/50； 聯(lián)結(jié)組別號(hào)： YN/yn0/d11； 空載損耗 (kW)： 187；負(fù)載損耗（ kW）： 800； 短路電壓百分值（％）： 高 中： 12～ 14；高 低： 22～ 24；中 低： 7～ 9； 空載電流百分值（％）： 。 4 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)；分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響等。 各元件標(biāo)幺值計(jì)算 取標(biāo)準(zhǔn)容量： BS =100MVA，標(biāo)準(zhǔn)電壓 BU = U ( eU 為各側(cè)額定電壓 )，主變壓器三繞組容量為 100/100/50， %)21( ?kU =13， %)32( ?kU =8， %)13( ?kU =23。 系統(tǒng)電抗計(jì)算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計(jì)算系統(tǒng)電抗功率因素按 1估算。 8 62* ????? ?SX 取標(biāo)準(zhǔn)容量： BS =100MVA，標(biāo)準(zhǔn)電壓 BU = U ，主變壓器三繞組容量為 100/100/50， %)21( ?kU =13， %)32( ?kU =8，%)13( ?kU =23。 系統(tǒng)電抗計(jì)算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計(jì)算系統(tǒng)電抗功率因素按 1估算。 62* ????? ?SX 主變壓器各繞組電抗標(biāo)幺值計(jì)算 %1kU =21 （ %)21( ?kU + %)13( ?kU － %)32( ?kU ） =21 (13+23－ 8)=14 %2kU =21 （ %)21( ?kU + %)32( ?kU － %)13( ?kU ） =21 (13+8－ 23)=1≈ 1 %3kU =21 （ %)13( ?kU + %)32( ?kU － %)21( ?kU ） =21 (23+8－ 13)=9 NBkT SSUX 100%1*1 ? = 240100 10014?? = NBkT SSUX 100%2* 2 ? = 2401001001 ?? = NBkT SSUX 100%3*3 ? = 2401001009 ?? = 220kV側(cè)電抗標(biāo)幺值計(jì)算 220KV 進(jìn)線型號(hào)為 LGJ120,長(zhǎng)度 150km，設(shè)線間幾何均距為 ， km/ ??X 標(biāo)準(zhǔn)電壓 : ）（ e1 ???? UU B 1. 1 號(hào)線電抗標(biāo)幺值 : 9 8 2 3 01 0