【正文】 150 本變 —芷江 8000kW 36km LGJ—120 備用兩回 ② 35kV 出線 8 回 本變 —長泥坡 8000kW 6km LGJ—95 本變 —火電廠 10000kW 8km LGJ—95 筑龍網(wǎng) 本變 —中方變 5000kW 15km LGJ—95 本變 —水電站 10000kW 12km LGJ—120 (兩回 ) 本變 —鴨嘴巖變 5000kW 10km LGJ—95 備用兩回 ③ 10kV 出線 10 回 本變 —氮肥廠 2500kW 2km 本變 —化工廠 1500kW 3km 本變 —醫(yī)院 1500kW 5km (兩回 ) 3 本變 —印刷廠 2020kW 4km 本變 —造紙廠 2500kW 6km 本變 —機(jī)械廠 2500kW 4km 備用三回 (5)無功補(bǔ)償 采用電力電容兩組 , 容量為 24500kva 環(huán)境條件 (1)當(dāng)?shù)啬?最高溫度為 40℃ , 年最低溫度為 5℃ ； (2)當(dāng)海拔高度為 800 米； (3)當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)為 55 日 /年； (4)本變電站處于 “薄土層石灰?guī)r ”地區(qū)，土壤電阻率高達(dá) 1000Ω． М。 電氣主接線 建議 110kV、 35kV、 10 kV 均采用單母線分段帶旁路接線，并考慮設(shè)置熔冰措施。 短路阻抗 (1)系統(tǒng)作無窮大電源考慮： X1∑max=， X0∑max=， X1∑min=， X0∑min=。 (2)火電廠裝機(jī)容量為 37500kW， X 39。39。d= , 最大運(yùn)行方式下 ,該火電廠只 投入二臺機(jī)組 ,最小運(yùn)行方式下 ,該火電廠三臺機(jī)組全部投入 ,并滿發(fā)。 (3)水電廠裝機(jī)容量為 35000kW， X 39。39。d= ，最大運(yùn)行方式下，該水電廠三臺 機(jī)組全部投入運(yùn)行，并滿發(fā)，最小運(yùn)行方式下，該水電廠只投入一臺機(jī)組。 筑龍網(wǎng) 4 第 2 章 電氣主接線設(shè)計 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的 中間環(huán)節(jié)，起著 變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣 設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的 電路，稱為電氣主接線。電氣主接線是由高壓電器通過連接線，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 系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，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。 第 節(jié) 主接線的設(shè)計原則和要求 主接線代表了變電站電氣 部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變 電站電氣設(shè)計的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接 方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全所 電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的 安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電是在 同一時刻完成的，所以主接線設(shè)計的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此， 主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國 家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，正 確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安 全可靠。 筑龍網(wǎng) 電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(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，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng) 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，就近取材，力爭設(shè)備 元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 (1)接線方式：對于變電站的電氣接線，當(dāng)能 滿足運(yùn)行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可 能采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如線路 —變壓器組或橋形接線等。若能滿足 繼電保護(hù)要求時，也可采用線路分支接線。在 110kV～ 220kV 配電裝置中，當(dāng)出線為 5 2 回時，一般采用橋形接線；當(dāng)出線不超過 4 回時，一般采用分段單母線接線。在樞 紐變電站中，當(dāng) 110～ 220kV 出線在 4 回及以上時，一般采用雙母接線。 在大容量變電站中，為了限制 6～ 10kV 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： ① 變壓器分列運(yùn)行； ② 在變壓器回路中 裝置分裂電抗器或電抗器； ③ 采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。 ④ 出線上裝設(shè)電抗器。 (2)主變壓器選擇 ① 主變壓器臺數(shù)：為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺主變壓器。當(dāng)只有一 個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，可裝設(shè)一臺。對于 大型樞紐變電站，根據(jù)工程具體情況，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變 壓器。 ② 主變壓器容量：主變壓器容量應(yīng)根據(jù) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并應(yīng)考慮 變壓器正常運(yùn)行和事故時的過負(fù)荷能力。對裝設(shè)兩臺變壓器的變電站，每臺變壓器額 定容 量一般按下式選擇 Sn= PM為變電站最大負(fù)荷。這樣，當(dāng)一臺變壓器停用時，可保證對 60%負(fù)荷的供電，考 慮變壓器的事故過負(fù)荷能力 40%，則可保證對 84%負(fù)荷的供電。由于一般電網(wǎng)變電站 大約有 25%的非重要負(fù)荷，因此，采用 S n = ，對變電站保證重要負(fù)荷來說多數(shù) 是可行的。對于一、二級負(fù)荷比重大的變電站，應(yīng)能在一臺停用時，仍能保證對一、 二級負(fù)荷的供電。 筑龍網(wǎng) ③ 主變壓器的型式：一般情況下采用三相式變壓器。具有 三種電壓的變電站，如 通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到 15%Sn 以上時，可采用三繞組變壓器。其中，當(dāng) 主網(wǎng)電壓為 110～ 220kV，而中壓網(wǎng)絡(luò)為 35kV 時，由于中性點(diǎn)具有不同的接地形式， 應(yīng)采用普通的三繞組變壓器；當(dāng)主網(wǎng)電壓為 220kV 及以上，中壓為 110kV 及以上時， 多采用自耦變壓器，以得到較大的經(jīng)濟(jì)效益。 (3)斷路器的設(shè)置 根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路 任務(wù)。 6 (4)為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級電壓 最大最小有功和無功電力負(fù) 荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時，可采用下列數(shù)據(jù)： ① 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的 60～ 70%，如主要是農(nóng)業(yè)負(fù)荷時則宜取 20～ 30%； ② 負(fù)荷同時率取 ～ ，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時，可取 ～ 1； ③ 功率因數(shù)一般取 ； ④ 線損平均取 5%。 設(shè)計主接線的基本要求 在設(shè)計電氣主接線時，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 (1)可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這 個要求。在研究主 接線時，應(yīng)全面地看待以下幾個問題： ① 可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價一個主接線的可靠性時，應(yīng)充分考慮 長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的 總結(jié)。設(shè)計時應(yīng)予遵循。 ② 主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的 綜合。因此主接線設(shè)計，要同時考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。 ③ 可靠性并不是絕對的，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所則可能還 不夠可靠。因此，評價可靠性時，不能脫離 變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。 通常定性分析和衡量主接線可靠性時，均從以下幾方面考慮： ① 斷路器檢修時，能否不影響供電。 ② 線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電 筑龍網(wǎng) 時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 ③ 變電站全部停運(yùn)的可能性。 (2)靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。 ① 調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配電 源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 ② 檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備 ，進(jìn)行安全檢修而 不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的供電。 ③ 擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，在不影響連 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，且一次和二 7 次設(shè)備等所需的改造最少。 (3)經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 ① 投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使 控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短 路電流，以選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支 變電站中，應(yīng)推廣采用直降式 （ 110/6～ 10kV）變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。 ② 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和 節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 ③ 電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時，電能損耗主要來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合 理的選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 第 節(jié) 主接線的設(shè)計步驟 電氣主接線的具體設(shè)計步驟如下： (1)分析原始資料 ① 本工程情 況 變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺數(shù)及容量等。 ② 電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（ 5～ 10 年），變電站在電力系統(tǒng) 中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式 等。 ③ 負(fù)荷情況 負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量 等。 筑龍網(wǎng) ④ 環(huán)境條件 當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等 因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。 ⑤ 設(shè)備制造情況 為使所設(shè)計的主接線具有可 行性，必須對各主要電器的性能、 制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可 行性。 (2)擬定主接線方案 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個主接線方案。 因?yàn)閷Τ鼍€回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會出現(xiàn) 多種接線方案。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、 8 經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。 (3)短路電流計算 對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計算。 (4)主要 電器選擇 包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線等電器的選擇。 (5)繪制電氣主接線圖 將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。 第 節(jié) 本變電站電氣主接線設(shè)計 110kV 電壓側(cè)接線 《 35～ 110kV 變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定， 35～ 110kV 線路為兩回及以下時，宜采用 橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段 單母線的接線。 35～ 63kV 線路為 8 回及以上時，亦可采用雙母線接線。 110kV 線路為 6 回其以上時，宜采用雙 母線接線。 在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35～ 110kV 主接線中，當(dāng)不允許停電檢修 斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。 本變電站 110kV 線路有 6 回，可選擇雙母線接線或單母線分段接線兩種方案，如 圖 所示。方案一供電可靠、運(yùn)行方式靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占 筑龍網(wǎng)