【正文】 回中斷對(duì)重要用戶Ⅰ類負(fù)荷的用電，可分別在每段母線上都設(shè)有一車間與二車間的出現(xiàn)間隔。方案二與方案三的可靠性都較高，加設(shè)旁路母線的方案三可使出現(xiàn)線路上斷路器故障或檢修時(shí)，通過旁路母線使用電不用中斷，相比之下，方案三的供電可靠性要比方案二高，但由于加設(shè)旁路母線也 帶來(lái)了倒閘操作復(fù)雜等負(fù)面影響，即方案三靈活性要低于方案二，為最終確定帶設(shè)變電所的主接線方式，下面對(duì)方案二與方案三進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 132 經(jīng)濟(jì)比較 綜合投資比較 )1001(0 aZZ ?? 該變電所為 35KV 等級(jí)，故不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù) a取 100 ???02ZZ ? ② 式中 0Z 包括變壓器、開關(guān)設(shè)備。配電裝置等設(shè)備的費(fèi)用，由式子②可知，綜合投資與 0Z 成正比。 方案三語(yǔ)方案二相比，方 案三多設(shè)了一條 10KV 母線， 1 臺(tái)旁路母聯(lián) 17 斷路器及隔離開關(guān)。即方案三中的 0Z 大于方案二中的 0Z 。故方案二的綜合投資 Z 小于方案三的綜合投資 Z。 年運(yùn)行費(fèi)用 U 的比較 AZ UUU ??? 式中 ZU 為折舊費(fèi)， AU? 為損耗費(fèi) CZUZ ? 式中 C 為折舊維護(hù)檢修費(fèi)，對(duì)主變及配電裝置可取 8%~10%.對(duì)水泥桿線 路可取 5%，對(duì)鐵塔線路可取 4%，故 ZU 與 Z 成正比。 ????? ?U 式中 ? 為電能電價(jià)（常數(shù)）。 雙繞組主變的年電能損耗 ])([ 20 ?emK SSPtPn ?????? 該變電所采用 2臺(tái)主變，故 n=2 式中 0P? 為主變壓器的空載損耗和短路損耗 t 為變壓器年運(yùn)行小時(shí)數(shù) eS 為變壓器的額定容量， mS 為變壓器持續(xù)最大負(fù)荷 ? 為最大負(fù)荷年損耗小時(shí)數(shù)，決定于最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) T 與平均功率因數(shù) ?COS 。 由于方案二與方案三都選用同樣兩臺(tái)型號(hào)相同的主變，故主變的年電能損耗相同。 架空輸電線路的年電能損耗。 18 LKPm??? 式中 mP 為通過線路的最大持續(xù)功率， L 為線路長(zhǎng)度， K 為線路有功損耗系數(shù)。方案二與方案三中都從距變電所 6KM處的系統(tǒng)變電所用 35KV雙回架 空線路向帶設(shè)變電所供電。故其 mP 、 L、 K 相同，即架空輸電線路的年電能損耗相同。 由于 U= ZU + AU? 當(dāng)損耗費(fèi)用相同時(shí)， ZU 大的年運(yùn)行費(fèi)高，故方案二與方案三相比，方案二的經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)。而且近年來(lái)，系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)接線的可靠性有了較大提高， 220KV 以下電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)是逐步實(shí)現(xiàn) N1或 N2 的配置，這樣有計(jì)劃地進(jìn)行設(shè)備檢修，不會(huì)對(duì)用戶的供電產(chǎn)生影響，不 需要通過旁路斷路器來(lái)代替檢修斷路器；由于設(shè)備制造水平的提高，高質(zhì)量的斷路器不斷出現(xiàn)，例如現(xiàn)在廣泛采用的 SF6 斷路器，真空斷路器，運(yùn)行可靠性大幅度提高，使旁路母線的使用幾率也在逐年下降；由于現(xiàn)今的變電站都有向無(wú)人值班方式設(shè)計(jì)趨勢(shì)，旁路母線給無(wú)人值班帶來(lái)不便，故新建工程中基本上不再采用帶旁路母線的接線方式，所以經(jīng)綜合分析比較后，最終確定方案二為該變電所的電氣主接線方式，即 35KV 高壓部分采用內(nèi)橋接線， 10KV低壓部分采用單母分段接線方式。如下圖 所示： 19 圖 22 14 所用電的設(shè)計(jì) 141 所用電設(shè) 的要求計(jì) 變電所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇，直接關(guān)系到變電所的安全運(yùn)行和設(shè)備的可靠。 最近幾年設(shè)計(jì)的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所 用電源可靠連續(xù)、電壓穩(wěn)定，因此要求有兩個(gè)電源。其電源的引入方式有內(nèi)接和外接兩種。其接入方式有三種，如下圖 23 所示： 20 圖23（ a） 圖 23（ b） 21 圖 23（ c） 其中 圖 23（ a）兩臺(tái)所用變均從外部電源引進(jìn)，其供電可靠性最高，但由于接入電源電壓較高（ 35KV） ,投資成本也較大；圖 23（ c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低； 圖 23（ b）的所用電源接入形式，當(dāng)該變電站的兩臺(tái)主變壓器都發(fā)生故障時(shí)，一號(hào)所用變又外不電源接入，可以保證變電所的所用電正常。其成本投資低于 圖23（ a），是在保 證了可靠性的前提下最優(yōu)經(jīng)濟(jì)方案。因此本變電所的所用變接線形式如 圖 23（ b）所示。 第二章 變壓器的選擇 21 主變的選擇 211 變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則 22 （ 1）對(duì)于只供給二類、三類負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺(tái)變壓器。 （ 2）對(duì)于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類負(fù)荷的重要變電站，應(yīng)選用兩臺(tái)兩臺(tái)相同容量的主變壓器，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足一臺(tái)變壓器停運(yùn)后，另一臺(tái)變壓器能供給全部一類負(fù)荷；在無(wú)法確定一類負(fù)荷所占比重時(shí)，每臺(tái)變壓器的容量可按計(jì)算負(fù)荷的 70%～ 80%選擇。 （ 3）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，如果中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)為宜；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變的可能性；對(duì)于規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電站，其變壓器的基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1～ 2 級(jí)設(shè)計(jì)。 212 變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 待設(shè)計(jì)變電站由 6KM處的系統(tǒng)變電所用 35KV雙回架空線路供電，以 10KV 電纜供各車間供電。該變電所的一車間和二車間為Ⅰ類負(fù)荷，其余的為Ⅱ類負(fù)荷。Ⅰ類負(fù)荷要求有很高的供電可靠性，對(duì)于Ⅰ類用戶通常應(yīng)設(shè)置兩路以上相互獨(dú)立的電源供電，同時(shí)Ⅱ類 負(fù)荷也要求有較高的供電可靠性，由選擇原則的第 2點(diǎn)結(jié)合待設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況，為提高對(duì)用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺(tái)相同容量的主變壓器。 213 變電所主變壓器容量的確定原則 23 （ 1）按變電所建成后 5～ 10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮 10～ 20年的負(fù)荷發(fā)展。 （ 2）對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主要變壓器停運(yùn)后，其余變壓器在計(jì)算過負(fù)荷能力及允許時(shí)間內(nèi)，滿足Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，一臺(tái)主變壓器停運(yùn)后，其余變壓器應(yīng)能滿足全部供電負(fù)荷的70%～ 80%。 214 待設(shè)計(jì)變電所主變壓器容量的計(jì)算和確 定 變電所主變的容量是由供電負(fù)荷（綜合最大負(fù)荷）決定的。 ?? ????????? ????????? )(3910700530320300500580500480 )(7740950750140095010008507401100 KWQ KWP )(867139107740 2222 KV AQPS ????? ?? 每臺(tái)變壓器的容量按計(jì)算負(fù)荷的 80%選擇。 6 9 3 7%808 6 7 1*%80 ???? SS T （ KVA） 經(jīng)查表選擇變壓器的型號(hào)為 SZ98000/35，即額定容量為 8000KVA ，因?yàn)?%92%10086718000 ???SS N ＞ %80 ，即選擇變壓器的容量滿足要求。 215 主變壓器繞組 數(shù)的確定 國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有 35KV、 24 10KV 兩個(gè)電壓等級(jí)且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。 216 主變壓器相數(shù)的確定 在 330KV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來(lái)說投資大、占地多、運(yùn)行規(guī)模也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，待設(shè)計(jì)變電所謂 35KV 降壓變電所，在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，故選用三項(xiàng)變壓器。 217 主變壓器調(diào)壓方式的確定 為了 確保變電所供電量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 ? 2?%以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 30%，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴，由于待設(shè)計(jì)變電所的符合均為Ⅰ、Ⅱ類重要負(fù)荷，為確保供電質(zhì)量，有較大的調(diào)整范圍，我們選用有載調(diào)壓方式。 218 主變壓器繞組連接組別的確定 變 壓器的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形兩種，因此對(duì)于三相雙繞組變壓器的高壓側(cè)， 110KV 及以上電壓等級(jí)，三相繞組都采 25 用“ YN”連接， 35KV 及以下采用“ Y”連接；對(duì)于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè)，三相繞組采用“ d” 連接，若低電壓側(cè)電壓等級(jí)為 380/220V，則三相繞組采用“ yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“ Ynd11” 常規(guī)連接的變壓器連接組別。 219 主變壓器冷卻方式的選擇 電力變壓器的冷卻方式，隨其型號(hào)和容量不同而異，一般有 以下幾種類型： （ 1） 自然風(fēng)冷卻：一般適用于 7500KVR 一下小容量變壓器，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管型輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。 （ 2） 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：對(duì)于大容量變壓器，單方面加強(qiáng)表面冷卻還打不到預(yù)期的冷卻效果。故采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對(duì)油管道進(jìn)行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利散熱效率高、節(jié)省材料、減少變壓器本體尺寸，但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件且對(duì)冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會(huì)嚴(yán)重地影響油的絕緣性能。故油壓應(yīng)高于水壓 ～ ，以免水滲入油中。 （ 3） 強(qiáng)迫空氣冷卻：又簡(jiǎn)稱風(fēng)冷式。容量大于等于 8000KVA 的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器的散熱裝置仍達(dá)不到要求時(shí)，常采用人工風(fēng)冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺(tái)電動(dòng)風(fēng) 26 扇，用風(fēng)吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出，風(fēng)扇的啟停可以自動(dòng)控制，亦可人工操作。 （ 4） 強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷卻：近年來(lái)大型變壓器都采用這種冷卻方式。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注 入變壓器油箱底部，構(gòu)成變壓器的油循環(huán)。 （ 5） 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：其原理與強(qiáng)迫油循環(huán)水冷相同。 （ 6） 水內(nèi)冷變壓器：變壓器繞組用空心導(dǎo)體制成，在運(yùn)行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)將變壓器中熱量帶走，但水系統(tǒng)比較復(fù)雜且變壓器價(jià)格比較高。 待設(shè)計(jì)變電所主變的容量為 8000KVA,為使主變的冷卻方式既能達(dá)到預(yù)期的冷卻效果，有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，我們選用強(qiáng)迫空氣冷卻，簡(jiǎn)稱風(fēng)冷卻。 綜 表 21 變壓器型號(hào) 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 連 接組 標(biāo)號(hào) 損耗（ KW） 阻抗電壓（％） 空載電流（％） 高壓 低壓 空載 負(fù)載 SZ98000/35 8000 35 10.5 Ynd11 4 5 27 22 所用變的選擇 目前可供選擇的所用變壓器的型式有油浸式和干式兩種，后者又分為普通干式和環(huán)氧樹脂澆注式等。三種變壓器作為自用變各具有特點(diǎn)。油浸式的特點(diǎn)是過載能力強(qiáng)，屋內(nèi)外均可布置，維修簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻介質(zhì)，屋內(nèi)外必須要有防火防爆小間，同時(shí)檢修、維護(hù)復(fù)雜；干式變壓器的特點(diǎn)是無(wú)油，防火性能較好，布置簡(jiǎn)單，可就近布置在中壓開關(guān)柜 附近，縮短了電纜長(zhǎng)度并提高供電可靠性，還可節(jié)省間隔及土建費(fèi)用，但過載能力低，絕緣余度小，在有架空線路直接連接的場(chǎng)合不宜使用，一面遭受感應(yīng)雷過電壓；環(huán)氧樹脂澆注式的特點(diǎn)是具有一定的防塵耐潮和難燃的優(yōu)點(diǎn)，比普通干式變更佳，但價(jià)格相對(duì)昂貴。隨著干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，已能生產(chǎn)出散熱性能更好、體積小、過載能力大的干式變壓器。 由于油浸式變壓器屋內(nèi)布置需要防火防爆小間，且要考慮通風(fēng)散熱以及事故排油設(shè)施，因此，待設(shè)計(jì)變電所采用干式變壓器。 221 所用變臺(tái)數(shù)的選擇 待設(shè)計(jì)的變電所中采用 2 臺(tái)所用變。且分別接在兩 個(gè)獨(dú)立引接點(diǎn)。正常運(yùn)行時(shí)各分擔(dān)一半的自用負(fù)荷；當(dāng)其中一個(gè)電源停電或發(fā)生故障時(shí)，由另一臺(tái)所用變擔(dān)負(fù)全部自用負(fù)荷。 222 所用變?nèi)萘康倪x擇 28 所用變壓器負(fù)荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)有備用所用變壓器時(shí)，其容量應(yīng)與工作變壓器相同。 所用變壓器容量按下式計(jì)算： S≥ K1∑ P1+∑ P2 式中 S—— 所用變壓器容量（ KVA） 。 ∑ P1—— 所用動(dòng)力負(fù)荷之和（ KW） 。 K1—— 所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 K1=； 上得該變電所 的主變型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表 11 所示 ∑ P2—— 電熱及照明負(fù)荷之和（ KW） 。 經(jīng)分析，我們把所用電的主要負(fù)荷中：主充電機(jī)、浮充電機(jī)、蓄電池室通風(fēng)、屋內(nèi)配電裝置通風(fēng)歸為動(dòng)力負(fù)荷，把交流電焊機(jī)、檢修實(shí)驗(yàn)用電、載波、照明負(fù)荷和生活用電歸為電熱及照明負(fù)荷。則： )( K