【正文】 由于 220kV 側最大輸入功率為 205MW,110kV側最大負荷為 180MW，最小負荷為 150MW。由此可見本變電站的主要負荷在 110kV 側，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），兩種方案的造價差不多，可靠性也差不多。但相比之下雙母接線方式其擴建較方便一些，而且設備檢修時也沒有單母帶旁路接線方式那么復雜的隔離開關倒閘操作。所以雙母接線方式更為適合 110kV 側。 側 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 側雖然有 10 回出線，但其中有兩條是備用回路，且本側的最小負荷為 15MW 最大負荷也只有 25MW，方案一完全能滿足其要求，所以本側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)劃設計方案，除了分析設計方案是否在技術上先進，可靠和適用外， 還要分析設計方案在經(jīng)濟上是否合理。只有技術和 經(jīng)濟上兩個方面都合理的設計方案，才能實施。因此，為實現(xiàn)電力建設項目決策的科學化，減少和避免投資失誤，提高經(jīng)濟效益，對各規(guī)劃設計方案必須進行技術經(jīng)濟分析，作為設計方案選擇的主要依據(jù)之一。 經(jīng)濟性比較主要是對各種方案的綜合投資和年運行量進行綜合效益比較，為選擇經(jīng)濟上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。計算時，可只計算各方案不同部分的投資和年運行費，常用的技術經(jīng)濟分析方法有：最小費用法；凈現(xiàn)值法；內部收益率法；抵償年限法。 ⑴ .從電氣設備的數(shù)目及配電裝置上進行比較 表 隔離關與斷路器數(shù)目 方 案 項 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 主變臺數(shù) 2 2 斷路器的數(shù)目 220kV 7 7 110kV 11 11 10kV 13 13 隔離開關的數(shù)目 220kV 20 20 110kV 32 30 10kV 26 36 ⑵．計算綜合投資 Z Z＝ (1＋ a/100) (元 ) () 5 式中 : — 為主體設備的綜合投資 ,包括變壓器 ﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關及配電裝置等設備的中和投資 。 a— 為不明顯的附加費用比例系數(shù) ,一般 220 取 70％ ,110取 90％ . 主體設備的綜合投資如下 綜合考慮兩種電氣主接線方案的可靠性，靈活性和經(jīng)濟性，結合實際情況，確定第一種方案為設計的最終采用方案。 表 主變價格 主變容量 MVA 每臺主變的參考價格 (萬元 /臺 ) 變壓器的投資 (萬元 ) 方案一 820 2 820＝ 1640 方案二 820 2 820＝ 1640 表 220kV 側斷路器投資 每臺斷路器的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 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 側隔離開關投資 每臺隔離開關的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 方案一隔離開關投資 (萬元 ) 方案二隔離開關的投資 (萬元 ) 20 ＝ 110 20 ＝ 110 表 110kV 側斷路器投資 每臺斷路器的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 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 側隔離開關投資 每臺隔 離開關的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 方案一隔離開關投資 (萬元 ) 方案二隔離開關的投資 (萬元 ) 32 ＝ 80 30 ＝ 75 表 10kV 側斷路器投資 每臺斷路器的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 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 側隔離開關投資 每臺隔離開關的參數(shù)價格 (萬元 /臺 ) 方案一隔離開關投資 (萬元 ) 方案二隔離開關的投資 (萬元 ) 26 ＝ 36 ＝ 表 兩種方案經(jīng)濟性比較 方案一 方案二 主體設備總投資 ( 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 項目 可靠性 靈活性 經(jīng)濟性 方案一 220kv 側及110kv側均采用雙母線接線方式， 10kv 側則采用單母分段 各側都達到了可靠性要求 、調試相對靈活； 于擴建和發(fā)展。 設備相對多，投資較大，但對供電可靠性的優(yōu)先保障是必要的 方案二 220kv 側采用雙母線接線方式，110kv 側及 10kv 側均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。 各側都達到了可靠性要求 、調試比較靈活； 于擴建和發(fā)展。 相對于方案一經(jīng)濟性更差。 綜上所述，本變電站電 氣主接線的設計采用方案一。 3 主變壓器的選擇 主變壓器容量和臺數(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原則： ⑴按變電所建成后 5～ 10 年得規(guī)劃負荷選擇，并考慮到遠期 10～ 20 的負荷發(fā)展。對于城郊變電站，主變容量的確定應與城市規(guī)劃相結合。 ⑵根據(jù)變電所的負荷性質和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證一級、二級負荷的供電可靠；對于一般性的變電所應保證 一臺主變壓器停運時其余變壓器容量能滿足總負荷的 70％～ 80％。 ⑶同級電壓的單臺變壓器的容量級別不應太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化。 ⑷本變電所主變壓器容量的確定。該變電站三個電壓等級，且有大量一、二類負荷，所以應裝設兩臺三相三繞組變壓器。 110kV 側最大負荷 180MW， 10kV側最大負荷 25MW。 因此，總計算負荷為 MWMWS 2518030 ??? () 根據(jù)主變壓器容量的確定原則 ，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保 全部負荷的 70%以上，可以確定單臺變壓器的額定容量： NTS ? 30S = =(MW) () MWS NT 6 )5525%701 8 0( ????? () 經(jīng)查閱相關資料，選擇主變壓器容量為 240MVA。 主變壓器臺數(shù)的選擇 主變壓器臺數(shù)的選擇一般有以下原則： ⑴對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。 ⑵對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型專用供電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。 ⑶對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，其變壓器應按大于變壓器基礎容量的 1～ 2 級設計，以便負荷發(fā)展時更換變壓器的容量。 主變壓器型式和結構的選擇 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、可靠性要求運輸條件的因素。特別是大型變壓器更是要考慮其運輸?shù)目夏苄?。一般相?shù)選擇有以下幾個原則： ⑴當不受運輸條件限制時， 330kV 及以下的變電所及發(fā)電廠都采用三相變壓器。 ⑵當發(fā)電廠與系統(tǒng)連的電壓等級為 500kV 時，應在技術經(jīng)濟比較以后再做出決定選用三相變壓器還是、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。 ⑶對于 500kV 變電所，除需考慮運輸條件外，應根據(jù)供電負荷及系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修 時對系統(tǒng)的影響。尤其是在建設初期，若主變壓器是一組當一臺單相變壓故障，會使整組變壓器退出運行，造成全所停電。為此，要經(jīng)過經(jīng)濟論證，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，當有兩種升高電壓與用戶供電與聯(lián)系時，應采用三繞組變壓器，各繞組的通過容量應達到變壓器額定容量的 15％及以上。由于同容量等級的三繞組變壓器要比雙繞組變壓器要貴 40％～ 50％，運行維修也較為復雜，當臺數(shù)過多數(shù)回造成中壓側短路容量過大。因此要給予 限制，一般兩種升高電壓等級的三繞組變壓器不超過兩臺。 ⑵對于 200MW 及以上的機組，考慮到運行的可靠、靈活及經(jīng)濟性問題一般不采用三繞組變壓器。 ⑶聯(lián)絡變壓器一般應選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動／備用變壓器或無功補償設備。 ⑷在有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器各側繞組的功率達均達到該變壓器額定容量的 15％及以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝無功補償設備時，主變宜采用三繞組變壓器。對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，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，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側繞組如何結合要根據(jù)具體工作來確定。 我國 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側繞組對應的連接方式為丫 /丫 /△。 主變壓器的選擇結果 由《電力工程電氣設備手冊：電氣一次部分》，選定本變電站主變壓器為兩臺額定容量為 240MVA，可帶負荷調壓的三繞組變壓器。 主變壓器的技術參數(shù)如下所示： 型號： 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)結組別號： YN/yn0/d11； 空載損耗 (kW)： 187；負載損耗（ 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 短路電流計算 短路電流計算的目的 短路電流計算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設備或對這些設備提出技術要求；評價并確定網(wǎng)絡方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設計與調試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設施的影響等。 各元件標幺值計算 取標準容量： BS =100MVA，標準電壓 BU = U ( eU 為各側額定電壓 )，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)電抗計算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計算系統(tǒng)電抗功率因素按 1估算。 8 62* ????? ?SX 取標準容量： BS =100MVA，標準電壓 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)電抗計算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計算系統(tǒng)電抗功率因素按 1估算。 62* ????? ?SX 主變壓器各繞組電抗標幺值計算 %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側電抗標幺值計算 220KV 進線型號為 LGJ120,長度 150km，設線間幾何均距為 ， km/ ??X 標準電壓 : ）（ e1 ???? UU B 1. 1 號線電抗標幺值 : 9 8 2 3 01 0