【正文】 0KV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ288 中的規(guī)定，便可選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和形式。該規(guī)程有關(guān)內(nèi)容如下： 第 條：主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇。凡裝有兩臺(tái)（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)（組）事故，停運(yùn)后，其余主變壓器應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的 70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)負(fù)荷。 第 條：與電力系統(tǒng)連接的 220～ 330KV 變壓器，若不受運(yùn)輸條件的限制，應(yīng)選用三相變壓 器。 第 條： 220～ 330KV 具有三種電壓的變電所中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功 8 率均達(dá)到該變壓器額定容量的 15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均采用三繞組變壓器。 本設(shè)計(jì)中，本變電所有兩條 110KV 出線給用戶供電，假設(shè)最大負(fù)荷合計(jì)為 45000KW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后為 cosΦ =。有 12 條 10KV 出線給用戶供電，最大負(fù)荷合計(jì)為：50000KW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后為 cosΦ =。故主變壓器額定容量的選擇應(yīng)滿足主變壓器在計(jì)算負(fù)荷通過(guò)時(shí)不至于過(guò)熱損壞，具體選擇如下： 主變壓器的額定容 量 Sbn應(yīng)滿足 2條 110KV 用戶和 12 條 10KV 用戶以及本變電所照明、二次回路、檢修及生活等用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 Sjs 的需要。 即： Sbn≥ Sjs Sjs=(45000+50000)/ =95000/ =(KVA) 由計(jì)算結(jié)果可知，主變壓器容量的選擇應(yīng)能滿足 510 年負(fù)荷的發(fā)展，并考慮 1020年的負(fù)荷遠(yuǎn)期規(guī)劃。按照遠(yuǎn)期負(fù)荷規(guī)劃，應(yīng)選擇 2 臺(tái) 120210KVA 的變壓器。 主變壓器形式的選擇 :選擇主變壓器時(shí)應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、冷卻方式、接線組別等方面選擇。 (1) 相數(shù)的確 定： 主變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的容量制造水平、可靠性要求以及運(yùn)輸條件等因素。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330KV 及以下的變電所中一般都應(yīng)選用三相變壓器。 (2) 繞組數(shù)的確定： 主變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式及低壓繞組分裂式等形式。本變壓器選三繞組式。 (3) 冷卻形式的確定： 變壓器的冷卻形式主要有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫循環(huán)水（風(fēng)）冷、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻等。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫型的冷卻方式。本所變壓器容量為120210KVA，屬于大容量變壓器，故本所采用強(qiáng)迫油 循環(huán)風(fēng)冷。 (4) 調(diào)壓方式： 為了保證發(fā)電廠或變電所的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。調(diào)壓方式主要有無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓。根據(jù)本設(shè)計(jì)的原始資料知本所變壓器采用的是有載調(diào)壓方式。 9 (5) 繞組接線組別確定： 變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組接線方式只有星型“ Y”和三角形“△”兩種。我國(guó) 110KV 及以上電壓變壓器都采用連接； 35KV 采用連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地； 35KV 以下高電壓變壓器三相繞組都采用連接。因連接具有消除或限制三次諧波，對(duì)電流和電壓質(zhì) 量波形等的不良影響。因此，本所主變壓器采用常規(guī)接線組別，即： Yn yno d11 (6) 線圈種類的確定： 變壓器線圈通常有鋁制和銅制兩種。鋁線圈價(jià)格便宜，但銅線圈導(dǎo)電能力高，線損小。在此選用銅制線圈。 (7) 主變壓器中性點(diǎn)絕緣子水平的選擇： 主變壓器中性點(diǎn)絕緣水平有兩種情況：全絕緣和分級(jí)絕緣。 ①全絕緣：即中性點(diǎn)的絕緣水平與繞組首端的絕緣水平相同。 ②分級(jí)絕緣：即中性點(diǎn)的絕緣水平低于繞組首端的絕緣水平。 在 220KV 及更高的變壓器中采用分級(jí)絕緣的經(jīng)濟(jì)效益是比較顯著的。而且運(yùn)輸、安裝方便。但必須采用 主變中性點(diǎn)（高中壓側(cè)）裝設(shè)專用避雷器加以絕緣保護(hù)，并且所選的中性點(diǎn)避雷器必須與中性點(diǎn)絕緣等級(jí)相當(dāng)。所以，本所主變壓選用中性點(diǎn)半絕緣（分級(jí)絕緣中的一種）。 現(xiàn)將所選的主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及形式等參數(shù)列于下表中，如下： 表 21 主變壓器參數(shù) 主變型號(hào) 臺(tái)數(shù) 繞組連接組別 電 壓 體積 (長(zhǎng) ? 寬 ? 高 ) 備注 高壓 中壓 低 壓 SFPS7120210 2 Yn yno d11 220 110 10 12021? 6000? 700 沈變 注：型號(hào)含義 S— 三相 F— 風(fēng)冷 P強(qiáng)迫 S— 三繞組 電氣主接線是由高壓電器通過(guò)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(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主接線。用規(guī)定的設(shè)備、文字和圖形等符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性， 10 并對(duì)電氣選擇、配電裝置、布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和基本原則 接線設(shè)計(jì)的基本要求 根據(jù)我國(guó)能源部關(guān)于《 220～ 330KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 ??2 SDJ288 規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所 的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修 方便、投資節(jié)約和便于過(guò)度或擴(kuò)建等要求?！睂?duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性及可擴(kuò)建性四方面。 (1) 可靠性 所謂可靠性是指電氣主接線能可靠地工作，以保證對(duì)用戶不間斷地供電。 評(píng)價(jià)主接線的指標(biāo)是：斷路器檢修時(shí)是否影響供電。線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。變電所全部停電的可靠性。 (2) 靈活性 主接線的靈活性有 以下幾點(diǎn)要求： ①調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器與線路，電度配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 ②檢修時(shí)，可方便地停運(yùn)斷路器、母線及其幾許電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不至于影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。 ③擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。 (3) 經(jīng)濟(jì)性 接線在滿足可靠性、磷火性要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。①投資?、谡嫉孛?積少③電能損失少。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則 (1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用： 11 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。本所是環(huán)網(wǎng)接入系統(tǒng)中 220/110/10KV 三個(gè)電壓等級(jí)的地區(qū)變電所，對(duì)于地區(qū)負(fù)荷具有重要意義和作用。 (2) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模： 變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 5～ 10 年電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (3) 考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響： 對(duì)重要的Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，主接線在回?cái)?shù)較多的條件下采用旁 母接線。 (4) 考慮主變臺(tái)數(shù)及容量對(duì)主接線的影響： 本所有兩臺(tái) 120MVA 的主變壓器，屬大型變壓器，故其要求有很高的接線形式，如：雙母線形式等。 各電壓等級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì) 根據(jù)我國(guó)能源部有關(guān)《 220～ 330KV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ288規(guī)定： 第 條： 220KV 變電所中的 110KV 配電裝置，當(dāng)出線回?cái)?shù)在 6回以上時(shí)，宜采用雙木锨接線。 220KV 變電所中的 220KV 配電裝置出線在 4回及以上時(shí)采用雙母線或其它接線， 220KV 變電所中的 110KV 出線回?cái)?shù)為 6回及以上， 220KV 出線回?cái)?shù) 4回以上時(shí)，可裝設(shè)專用旁母。 第 條：凡設(shè)有旁路母線的 63～ 500KV 配電裝置，主變壓器回路數(shù)中的斷路器均宜接入旁路母線。 根據(jù)有關(guān)《 35110KV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 ??4 規(guī)定： 第 條：當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)， 610KV 側(cè)采用分段單母線。 各電壓等級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì)： 根據(jù)原始資料，現(xiàn)分別分析各電壓等級(jí)可能采用的最佳方案列出，以篩選組合的方法組成最佳可比方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 (1) 220KV 側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì) 本所 220KV 電壓級(jí)母線有 3 回 輸出線路，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和經(jīng)驗(yàn)，列出 2個(gè)可比性方案進(jìn)行比較，如下表所示 表 22 220KV側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)方案比較 方案 要求 Ⅰ：雙母線接線 Ⅱ：?jiǎn)文妇€帶旁路接線 12 可 靠 性 ①通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作 可以輪流檢修一組母線而不使供電中斷。 ② 一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 ③檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)所連的母線，閉合另一對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)不使回路斷電。 ①該接線簡(jiǎn)單清晰投資略小。檢修任一出險(xiǎn)斷路器時(shí)，由旁路斷路器代替被檢修的出險(xiǎn)斷路器工作，不需停電。 ②母線檢修或故障時(shí)，其 220KV 配電 裝置則全部停電。 靈 活 性 ①各個(gè)電源和回路負(fù)荷可以任意分配到某一母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式、調(diào)度和潮流變化的需要。 ②通過(guò)倒換操作可組成各種運(yùn)行方式：?jiǎn)文妇€分段（帶旁母）運(yùn)行 /單母線（帶旁母）運(yùn)行 /固定連接方式運(yùn)行等。 ③擴(kuò)建方便，向雙母線左右任一方向擴(kuò)建，在施工中不會(huì)造成原有回路停電。 ①該接線方式只有一條母線，檢修母線時(shí)會(huì)造成整個(gè)回路停電。 ②檢修任一出線斷路器時(shí)，該回路必須停電才能檢修。設(shè)置旁路母線的目的就是可以不停電地檢修任一出線斷路器。此接線方式?jīng)]有雙母線接線方式靈活 、方便。 經(jīng) 濟(jì) 性 此方式與方案Ⅱ相比停電的機(jī)會(huì)減少了，必須停電的時(shí)間縮短了，減小了經(jīng)濟(jì)損失，也利用其靈活性，方便施工，減少投資。 旁路母線系統(tǒng)增加了許多設(shè)備，造價(jià)昂貴，運(yùn)行復(fù)雜，增加了投資。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案Ⅰ比方案Ⅱ更可靠，更靈活，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 (2) 110KV 側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì) 由于此電壓級(jí)的出線僅為 2 回，按照規(guī)程要求，采用橋形接線形式。同樣列出兩個(gè)方案。方案Ⅰ：內(nèi)橋接線；方案Ⅱ：角形接線。兩個(gè)方案的比較列于下表中： 表 23 110KV側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)方案比較 13 方案要求 Ⅰ：內(nèi)橋接線 Ⅱ：角形接線 可 靠 性 當(dāng)檢修橋斷路器時(shí)，為不使系統(tǒng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行，可增設(shè)“外跨條”，靠跨條維持兩臺(tái)主變并列運(yùn)行?？鐥l上串聯(lián)兩組隔離開(kāi)關(guān)，是為了在檢修跨條隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，不必為了安全而全部停電，增加了可靠性。 開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)某一線路或斷路器故障，將造成供電絮亂，使相鄰?fù)旰玫脑荒馨l(fā)揮作用，被迫停運(yùn)，降低了可靠性。 靈 活 性 ①當(dāng)輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)會(huì)較多，而變壓器有不需經(jīng)常切換時(shí)，采用此接線形式比較方便、靈活。 ②經(jīng)適當(dāng)布置可較容易過(guò)度成單母線分段或雙母線分段。 開(kāi)換運(yùn)行與 閉環(huán)運(yùn)行時(shí)工作電流相差很大，且每一回路連接兩臺(tái)斷路器，每一斷路器又連接兩個(gè)回路，使繼電保護(hù)整定和控制都比較復(fù)雜。 經(jīng) 濟(jì) 性 高壓電阻少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低。 此接線方式建成后擴(kuò)建比較困難，增加投資。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案Ⅰ比方案Ⅱ更可靠、靈活，經(jīng)濟(jì)性較好。 (3) 10KV 側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì) 鑒于出線回路多，且為直饋線，電壓又較低，宜采用屋內(nèi)配電，其負(fù)荷也較低。用樣，此電壓級(jí)的電氣主接線也采用兩個(gè)方案。方案Ⅰ：?jiǎn)文妇€分段接線；方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€接線。兩個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較列于下表中： 表 24 10KV側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)方案比較 方案 優(yōu)缺點(diǎn) Ⅰ：?jiǎn)文妇€分段接線 Ⅱ：?jiǎn)文妇€接線 優(yōu) 缺 ①當(dāng)任一母線或某一臺(tái)母線隔離開(kāi)關(guān)故障及檢修時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)跳開(kāi)分段斷路器，僅為一半線路接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建，也便于采用成套配電裝置，隔離開(kāi)關(guān)僅用于檢修，不作為操作電器， 14 點(diǎn) 停電，另一母線上的各回路仍可正常運(yùn)行。 ②對(duì)重要回路，均以雙回路供電，保證供電的可靠性。 不易發(fā)生誤操作。 可靠性不高，不夠靈活。斷路器檢修時(shí)該回路需停電，母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)則需全部停電。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 比較，方案Ⅰ比方案Ⅱ更可靠、更靈活。 兩個(gè)方案的電氣主接線如圖 21 和圖 22 所示： 圖 21 方案 Ⅰ 圖 22 方案 Ⅱ 綜上所述，根據(jù)每個(gè)電壓等級(jí)電氣主接線的兩個(gè)方案的比較，在技術(shù)上、優(yōu)缺點(diǎn)上，每個(gè)電壓等級(jí)電氣主接線的方案Ⅰ比方案Ⅱ明顯合理，且更可靠，更靈活；在經(jīng)濟(jì)上也比較占優(yōu)勢(shì)。鑒于該變電所為地區(qū)變電所，應(yīng)