【正文】 自耦變壓器的選擇要求。因此，設(shè)計可供選擇的兩個主變壓器方案為：兩臺三相三繞組變壓器方案和兩臺三相自耦變壓器方案。 本所各級電壓母線可供選擇的幾個電氣主接線方案：根據(jù)以上對所設(shè)計變電所220KV、110KV、35KV電壓等級出線回路數(shù)和負(fù)荷分析，從可靠性和靈活性的要求出發(fā)，220KV、110KV、35KV電壓母線可供選擇的方案有：Ⅰ、單母線分段接線，Ⅱ、雙母線接線，Ⅲ、雙母線帶旁路母線接線。另外，原始資料提供的計算短電流參數(shù)歸結(jié)如下：220KV系統(tǒng)容量：Sc220=2000MVA220KV系統(tǒng)阻抗：Xc220*=（以220KV系統(tǒng)容量2000MVA為基準(zhǔn)值歸算到220KV母線）110KV系統(tǒng)容量：Sc110=1000MVA110KV系統(tǒng)阻抗：Xc110*=（以110KV系統(tǒng)容量1000MVA為基準(zhǔn)值歸算到110KV母線）如圖11（系統(tǒng)容量和系統(tǒng)阻抗圖）圖11 所設(shè)計變電所所設(shè)計變電所所在地區(qū)環(huán)境條件為：地勢較平坦，具有良好的出線走廊，土地質(zhì)量為一般地區(qū)，最高溫度為38℃，氣象條件未提特殊要求（如臺風(fēng)、地震、海拔等）。在主接線電氣設(shè)備選擇和配電裝置選型時應(yīng)予考慮。另外，在設(shè)計原則中提出：在保證安全、經(jīng)濟(jì)、靈活、方便的條件下力求接線簡單，布置緊湊，具有較高的自動化水平，也應(yīng)在主接線設(shè)計和配電裝置選型中體現(xiàn)。第2章 變電所電氣主接線方案 電氣主接線設(shè)計原則和要求 電氣主接線（又稱一次接線或電氣主系統(tǒng)）是變電所中主要電氣設(shè)備和母線的連接方式，是變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)接線的重要環(huán)節(jié)。它是把變電所中的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等電氣設(shè)備通過母線、導(dǎo)線、電纜等有機(jī)地按其功能要求連接在起來，并配置避雷器、電流和電壓互感器等保護(hù)、測量設(shè)備構(gòu)成變電所匯集和分配電能的一個完整系統(tǒng)。電器主接線的確定與電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂有較大的影響。因此，必須正確處理好各方面的影響，全面分析其相關(guān)關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，合理確定主接線方案。 電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便、盡可能地節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性和可靠性，堅持可靠，先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 主接線設(shè)計的基本要求（可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性） 供電可靠性是電的生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，主接線首先應(yīng)滿足這個要求。 （1）研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題：1)應(yīng)重視國內(nèi)外電力系統(tǒng)長時期運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗及其對可靠性的定性分析，主接線可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐；2)主接線的可靠性要包括一次和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中的可靠性綜合；3)主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高級電氣設(shè)備可以簡化接線；4)考慮所設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)連接的緊密程度及在電力系統(tǒng)中的地位和作用。（2）主接線可靠性的具體要求：1)斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；2)短路器或母線發(fā)生故障以及母線計劃檢修時，應(yīng)盡量減少進(jìn)出線停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時間，并保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電；3)盡量避免變電所全部停電的可能性。，檢修及擴(kuò)建時的靈活性。（1）調(diào)度運(yùn)行中應(yīng)可以靈活的投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行要求；（2）檢修時，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不至影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對用戶的供電。（3）擴(kuò)建時，可以適應(yīng)從初期接線過度到終期接線。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最小。 主接線在滿足可靠性、靈活性等要求的前提下應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理。 （1）投資省。1)主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；2)要能使繼電器保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。（2）占地面積小。主接線要為配電裝置布置制造條件，盡量占地面積減少。（3）電能損耗少。經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類（如：雙繞組、三繞組或自耦變壓器），容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能的損失。 220KV、110KV和35KV電壓母線可供選擇的主接線方案特點(diǎn)及其最佳接線方案的確定本變電所為220KV變電所，它有三種電壓等級，即220KV、110KV、35KV，屬于6~220KV高壓配電裝置接線范圍。6~220KV高壓配電裝置的接線分為：（1）有匯流母線的接線。如單母線、單母分段、雙母線、雙母分段，為斷路器檢修而增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)，以及適應(yīng)電力系統(tǒng)的需要，部分重要變電所也可設(shè)計成一個半斷路器的接線型式等。（2）無匯流母線的接線。如變壓器——線路組合的單元接線、橋型接線和角型接線等。6~220KV為高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。按電壓等級的高低和出線回路數(shù)的多少，有一個大致的適用范圍。變電所采用那種電氣主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、變電所的電壓等級、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、負(fù)荷特性等條件，以及滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求來決定。根據(jù)第一章對原始資料的分析，220KV、110KV、35KV電壓母線可供選擇的方案有：單母分段接線、雙母線接線、帶旁路母線接線。 220KV、110KV和35KV電壓母線可供選擇的主接線方案特點(diǎn)(如圖21)圖21 單母分段接線(1)優(yōu)點(diǎn)：1)用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；2)當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器能自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。(2)缺點(diǎn)：1)斷路器檢修期間，該回路停電；2)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停電；3)當(dāng)出線為雙回路時，常設(shè)架空線出現(xiàn)交叉跨越；4)擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。(3)適用范圍：1)35KV~63KV配電裝置出線回路數(shù)為4~8回時；2)110KV~220KV配電裝置出線回路數(shù)為3~4回時。（如圖22）由于母線保護(hù)要求，一般某一回路固定與某一組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。圖22 雙母線接線(1)優(yōu)點(diǎn)：1)供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，可只停該回路；2)調(diào)度靈活，各個電源和各回路的負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的需要；3)擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的均勻分配，不會引起原有回路的停電，當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，也不會產(chǎn)生出線的交叉跨越；4)運(yùn)行中便于安排設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。(2)缺點(diǎn)：1)斷路器檢修期間，該回路停電；2)每一回路都要增加一組隔離開關(guān)，故該接線使用隔離開關(guān)多；3)當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)為倒閘操作電器，容易誤操作。(3)適用范圍：1)35KV~63KV配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時，或連接的負(fù)荷較多、負(fù)荷較大時；2)110KV~220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時，或當(dāng)110KV~220KV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。3)增設(shè)旁路母線 如圖23(a)、(b)、(c)圖23（a）雙母線有旁路母線接線（有專用旁路斷路器）（b）雙母線有旁路母線接線（母聯(lián)兼旁路斷路器）（c）單母分段有旁路母線接線（分段兼旁路斷路器）為了保證采用單母線分段接線或雙母線的配電裝置在進(jìn)出線斷路器檢修時不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線。旁路母線有三種接線方式，即設(shè)有專用旁路斷路器（圖a）、母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器（圖b）、分段斷路器兼作旁路斷路器（圖c）。 各級電壓等級最佳接線形式的確定及特點(diǎn)分析根據(jù)對原始資料的分析，上述可供選擇主接線方案特點(diǎn)論述，以及參考有關(guān)電力工程設(shè)計技術(shù)規(guī)程所作規(guī)定說明，綜合可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性諸因素，本所三種電壓等級配電裝置電氣主接線（220KV、110KV、35KV）均采用雙母線有旁路母線接線（有專用旁路斷路器）。它具有雙母線的接線特。因比雙母線多了旁路母線和旁路斷路器，則檢修斷路器和母線隔離開關(guān)時可避免停電。但多裝一臺斷路器和一組母線，增設(shè)了投資和配電裝置的占地面積。且旁路斷路器的繼電保護(hù)為適應(yīng)各回路出線的要求，其整定較復(fù)雜。 主變壓器的選擇、特點(diǎn)：(1)型式及其說明：A、SSPSL190000其中：S—三相；SP—強(qiáng)迫油循環(huán)水冷；S—三繞組；L—鋁芯；90000—額定容量（KVA）B、額定電壓（KV）高壓 中壓 低壓220177。2%/121/C、YN,yn0,d11其中：YN—高壓，星形接線，有中性點(diǎn)引出；yn0—中壓，星形接線，有中性點(diǎn)引出，與高壓側(cè)相位差為0od11—低壓，三角形接法，與高壓側(cè)相位差為30o(2)三繞組變壓器特點(diǎn)：它是一個多繞組變壓器，具有一個鐵芯，但有三個繞組，通過鐵芯相互電磁聯(lián)系，形成三個不同電壓等級，在本變電所用來連接220KV、110KV、35KV三個不同的電力系統(tǒng)或用戶，顯得非常緊湊和經(jīng)濟(jì)。：(1)型式及其說明：1)OSFPSL1—90000/90000/45000其中：O—降壓自耦變壓器；S—三相；FP—強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷；S—三繞組；L—鋁芯；90000—高壓額定容量（KVA）；90000—中壓額定容量（KVA）；45000—低壓額定容量（KVA）2)額定容量（KV）高壓 中壓 低壓220177。2%/121/3)YN,a0,d11其中：YN—高壓，星形接線，有中性點(diǎn)引出；a0—a表示自耦；0表示與高壓相位差為0od11—低壓，三角形接法，與高壓相位差為30o(2)自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：它也是一種多繞組變壓器，其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可以利用電的聯(lián)系。1)自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)：消耗材料省，造價低；有功和無功損耗低，效率高；由于高、中壓繞組的自耦關(guān)系，阻抗小，對改善系統(tǒng)穩(wěn)定有一定的作用；可以擴(kuò)大變壓器的制造容量，便利運(yùn)輸和安裝。2)自耦變壓器的缺點(diǎn)：其中有電的聯(lián)系的兩個電壓等級必須是直接接地系統(tǒng)；其沖擊過電壓比普通變壓器要嚴(yán)重的多（自身故障率大）；運(yùn)行方式多樣化，因而保護(hù)復(fù)雜且整定困難；短路電流和它的效應(yīng)比普通雙繞組變壓器要大等。：兩方案均采用降壓型結(jié)構(gòu)。本變電所屬于高壓向中壓供電為主，向低壓供電為輔。繞組采用同心式繞組的排列為：鐵芯—低壓—中壓—高壓，高壓繞組總排在最外面，高壓—低壓之間的阻抗最大。（表21）表21 主變壓器主要參數(shù)表型號及容量（KVA）額定容量比高壓/中壓/低壓（%）額定電壓高壓/中壓/低壓（KV）損耗（KW）阻抗電壓（℅）空載電流（℅）綜合造價（萬元）空載短路高中高低中低高中高低中低SSPSL1―9000100/100/100 YN,yn0,d11200/121/580384704700OSFPL1―9000100/100/50 YN,a0,d11200/121/27429506.500符號表示△P0△PK（2―3）△PK（2―3）△PK（2―3）UK（1―2）℅UK（1―3）℅UK（2―3）℅I0%℅ 兩個初選電氣主接線方案圖 兩臺三繞組變壓器方案圖 附圖24 兩臺自耦變壓器方案圖 附圖25 初選電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)計算比較 綜合總投資費(fèi)計算。綜合總投資O主要包括變壓器綜合投資；配電裝置綜合投資以及不可預(yù)見的附加投資等。進(jìn)行方案比較時，一般不必計算全部費(fèi)用只計算出方案不同部分的投資，可用下式計算：O=O0(1+a/100)(萬元) （21）式中：O0—主體設(shè)備投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置及明顯的增修橋梁、公路和拆遷等費(fèi)用；a—不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，如基礎(chǔ)加工，電纜溝道開挖費(fèi)用等。對于220KV取70，110KV取90。所謂綜合投資包括設(shè)備本體價格、附屬相關(guān)設(shè)備費(fèi)（如控制設(shè)備，母線等）、主要材料費(fèi)、安裝費(fèi)等各項費(fèi)用的總和。綜合投資指標(biāo)隨指標(biāo)各時期市場經(jīng)濟(jì)變化而浮動。 年運(yùn)行費(fèi)計算。主接線中電氣設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)U主要包括變壓器的電能損耗及設(shè)備的檢修、維護(hù)和折舊等費(fèi)用，按投資百分率計算，即U=aΔA+U1+U2(萬元)式中：U1—檢修維護(hù)費(fèi)，一般取（~）O，O為綜合投資費(fèi)；U2—折舊費(fèi)。a—電能電價，可參考采取各地區(qū)實(shí)際電價；ΔA—變壓器電能損失。：(1)公式及說明：（單臺變壓器ΔA） （22）式中：n—相同變壓器的臺數(shù)；Sn—每臺變壓器額定容量（KVA）；ΔP0﹑ΔQ0—每臺變壓器的空載有功損耗（KW）、無功損耗（Kvar）Δpk1﹑ΔQK1﹑Δpk2﹑ΔQK2﹑Δpk3﹑ΔQK3—分別為每臺變壓器的高壓、中壓、低壓短路有功損耗（KW）、無功損耗（Kvar）；Si1﹑Si2﹑Si3—