【正文】 計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺(tái)數(shù)和容量、以及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對(duì)主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，淘汰一些較差的方案，保留2個(gè)技術(shù)上相當(dāng)?shù)妮^好方案。(2) 對(duì)2個(gè)技術(shù)上比較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算。(3) 對(duì)2個(gè)方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的主接線方案。(4) 繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。 初步方案設(shè)計(jì)根據(jù)原始資料，此變電站有三個(gè)電壓等級(jí)：110/35/10KV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。為保證設(shè)計(jì)出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計(jì)以下四種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。方案一：110KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用單母分段接線，10KV側(cè)采用單母分段。方案三：110KV側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用雙母線接線。方案四：110KV側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。四種方案接線形式如下：方案一方案二方案三方案四 最優(yōu)方案確定(1) 技術(shù)比較在初步設(shè)計(jì)的四種方案中，110KV側(cè)有兩種接線形式，分別為單母分段和內(nèi)橋接線，這兩種方案都可實(shí)現(xiàn)兩條進(jìn)線的并列運(yùn)行或分裂運(yùn)行，當(dāng)在此側(cè)有一回進(jìn)線檢修時(shí)，兩種接線形式都是只停該段線路；估在這四種方案中110KV側(cè)在技術(shù)上都滿足要求；而35KV、10KV兩側(cè)都有兩種接線，分別為單母分段和雙母線接線，在35KV側(cè)，出線回路數(shù)為8回以上,采用單母分段接線形式穩(wěn)定性差，所以在以上兩種方案中優(yōu)選雙母線接線，這樣可以保證在35KV側(cè)的供電穩(wěn)定，可靠性；在10KV電壓等級(jí)比較低，且負(fù)荷不大、出線回路數(shù)少，選擇雙母線比較浪費(fèi)。綜合以上分析，在以上四種方案中保留方案一，方案四進(jìn)行最優(yōu)方案的確定。(2) 經(jīng)濟(jì)比較在保留的兩中方案（方案一、方案四）中，35KV、10KV側(cè)的接線形式相同，只是在110KV側(cè)的接線形式不同，故在經(jīng)濟(jì)比較上只需比較110KV側(cè)即可。在方案一、方案四110KV側(cè)的電氣主接線形式中，方案一在110KV側(cè)為單母線的接線形式，方案四在110KV為內(nèi)橋形接線形式。經(jīng)過比較內(nèi)橋形接線比單母線接線形式少一組斷路器，110KV處為兩回進(jìn)線，兩回出線，該變電所應(yīng)用兩臺(tái)降壓變壓器，宜選用內(nèi)橋形接線，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費(fèi)用上，在運(yùn)行靈活性上，橋形接線比單母線形接線有很大的靈活性，所以經(jīng)過技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的比較，橋形接線的優(yōu)勢(shì)大于單母線的接線形式。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案四，即110KV側(cè)為內(nèi)橋接線，35KV側(cè)為雙母線接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案四。 主變壓器的選擇在各種電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓，進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器型式的選擇(1) 相數(shù)的確定在330kv及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較同容量的三臺(tái)單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到制造、運(yùn)輸?shù)葪l件限制時(shí)，可選用兩臺(tái)容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可選用單相變壓器。(2) 繞組數(shù)的確定在有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，宜采用三繞組變壓器。(3) 繞組連接方式的確定變壓器繞組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星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接，35KV也采用星接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。(4) 結(jié)構(gòu)型式的選擇三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式。1) 升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。2) 降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。3) 應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。(5) 調(diào)壓方式的確定變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實(shí)現(xiàn)。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)橛休d分接開關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。 主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量一般按建站后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷的50%~70%（35~110KV變電站為60%），或全部重要負(fù)荷（當(dāng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷超過上述比例時(shí)）選擇。即 （11）式中 N——變壓器主變臺(tái)數(shù) 主變壓器型號(hào)的選擇由所給材料可知：10KV側(cè) 35KV側(cè) 高壓側(cè) 變電站站用（%） 則站用電負(fù)荷為：所以變電站最大負(fù)荷為： 則：由以上計(jì)算，查《發(fā)電廠電氣部分》第481頁，選擇主變壓器型號(hào)如下：表11 主變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)及容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(KW)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路高中高低中低高中低SFSZ740000/110%%YN,yn0,d1121017~18其容量比為：100/100/50。 負(fù)荷率計(jì)算(1) 負(fù)荷率的計(jì)算公式： （12）式中：——實(shí)際負(fù)荷——變壓器容量 此變電站中，有兩臺(tái)主變壓器且并列運(yùn)行，在校驗(yàn)負(fù)荷率時(shí)，取兩臺(tái)變壓器容量和。(2) 110KV側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算(3) 35KV側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算(4) 10KV側(cè)最大、最小負(fù)荷率的計(jì)算由以上計(jì)算，各電壓等級(jí)下的負(fù)荷率均達(dá)到變壓器各側(cè)繞組的15%以上，因此所選的變壓器滿足要求。第二章 站用電設(shè)計(jì) 站用電設(shè)計(jì)的要求及接線形式設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求站用電接線應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足下列特殊要求：(1) 盡量縮小站用電系統(tǒng)懂得故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全站停電事故；(2) 充分考慮變電站正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求；(3) 分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)劃統(tǒng)籌安排。 站用主接線設(shè)計(jì)參考《發(fā)電廠電氣部分》第210頁，35~110KV變電站，有兩臺(tái)及以上主變壓器時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)容量相同、可互為備用的站用工作變壓器，每臺(tái)工作變壓器按全站計(jì)算負(fù)荷選擇，兩臺(tái)站用變壓器可分別由變壓器最低電壓級(jí)的不同母線段引接。對(duì)于本站站用電源的接線形式可設(shè)計(jì)為：圖21 站用電接線為提高站用電的穩(wěn)定性，裝設(shè)的兩臺(tái)站用變，一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)作為備用，當(dāng)其中一臺(tái)檢修時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)變電站的用電。 站用變壓器的選擇 站用變壓器的選擇的基本原則(1) 變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)；(2) 阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過額定電壓的；(3) 變壓器的容量必須保證站用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 站用變壓器型號(hào)的選擇由主變壓器選擇計(jì)算可知： 則： 參考《發(fā)電廠電氣部分》第475頁，選擇站用變壓器如下：表21 站用變壓器型號(hào)及參數(shù)型號(hào)額定容量(KVA)額定電壓(KV)連接組損耗(W)阻抗電壓(%)空載電流(%)空載短路SC10160/10160Y,yn048018604第三章 短路電流計(jì)算 短路計(jì)算的目的、規(guī)定與步驟 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：(1) 在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。(2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。(3) 在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對(duì)地的安全距離。(4) 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。(5) 接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 短路計(jì)算的一般規(guī)定(1) 計(jì)算的基本情況1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。2) 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。4) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。5) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。(2) 接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。(3) 計(jì)算容量應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)計(jì)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后5~10年）。 計(jì)算步驟(1) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。(2) 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖。1) 首先去掉系統(tǒng)中的所有分支、線路電容、各元件的電阻。2) 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓（一般取各級(jí)的平均電壓）。3) 將各元件的電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的標(biāo)幺電抗。4) 繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。(3) 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。(4) 求計(jì)算電抗。(5) 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值（運(yùn)算曲線只作到）。(6) 計(jì)算無限大容量（或）的電源供給的短路電流周期分量。(7) 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。(8) 計(jì)算短路電流沖擊值。(9) 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 變壓器的參數(shù)計(jì)算及短路點(diǎn)的確定 變壓器參數(shù)的計(jì)算基準(zhǔn)值的選取：，取各側(cè)平均額定電壓(1) 主變壓器參數(shù)計(jì)算由表11查明可知： 電抗標(biāo)幺值為：(2) 站用變壓器參數(shù)計(jì)算由表21查明：(3) 系統(tǒng)等值電抗 短路點(diǎn)的確定此變電站設(shè)計(jì)中，電壓等級(jí)有四個(gè)，在選擇的短路點(diǎn)中，其中110KV進(jìn)線處短路與變壓器高壓側(cè)短路，短路電流相同，所以在此電壓等級(jí)下只需選擇一個(gè)短路點(diǎn)；在另外三個(gè)電壓等級(jí)下，同理也只需各選一個(gè)短路點(diǎn)。依據(jù)本變電站選定的主接線方式、設(shè)備參數(shù)和短路點(diǎn)選擇，網(wǎng)絡(luò)等值圖如下：圖31 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 各短路點(diǎn)的短路計(jì)算 短路點(diǎn)d1的短路計(jì)算(110KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如圖32所示： 圖32 d1點(diǎn)短路等值圖因?yàn)?所以 短路點(diǎn)d2的短路計(jì)算(35KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖33 d2點(diǎn)短路等值圖因?yàn)?所以 短路點(diǎn)d3的短路計(jì)算(10KV母線)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：圖34 d3點(diǎn)短路等值圖 因?yàn)?所以 短路點(diǎn)d4的短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)只需在圖34上加站用變壓器的電抗標(biāo)幺值即可，如下圖所示：圖35 d4點(diǎn)短路等值圖因?yàn)?所以 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表總結(jié)以上各短路點(diǎn)短路計(jì)算，得如下短路電流結(jié)果表：表31 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)基值電壓基值電流支路名稱支路計(jì)算電抗額定電流0S短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值全電流有效值短路容量標(biāo)幺值有名值標(biāo)幺值有名值標(biāo)幺值有名值公式~~d1115110kv