【正文】 和重要性，一級(jí)負(fù)荷必須設(shè)兩個(gè)獨(dú)立電源供電；二級(jí)負(fù)荷一般也設(shè)兩個(gè)獨(dú)立電源供電；三級(jí)負(fù)荷一般只設(shè)一個(gè)電源供電。(4)系統(tǒng)備用容量大小。(5)系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料。[5](1) 運(yùn)行的可靠斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。(2) 具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。(3) 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。(4) 經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。(5) 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型式的選擇(1)選擇原則①為保證供電可靠性，在變電所中，一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；②為滿足運(yùn)行的靈敏性和可靠性，如有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)選擇兩臺(tái)三繞組變壓器，選用三繞組變壓器占的面積小，運(yùn)行及維護(hù)工作量少，價(jià)格低于四臺(tái)雙繞組變壓器，因此三繞組變壓器的選擇大大優(yōu)于四臺(tái)雙繞組變壓器[11]。③裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)事故后其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的70%以上，并保證用戶的一級(jí)和二級(jí)全部負(fù)荷的供電。(2)變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定主變臺(tái)數(shù)確定的要求：①對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、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)主變壓器為宜。②對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。考慮到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用雙母線接線的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。由公式：S=P+JQ，Q=PtgΦ,Se=√P2+Q2得：35kV側(cè)的負(fù)荷 S1=48000+JQ S1=48000+J3600010kV側(cè)的負(fù)荷 S2=19200+JQ S2=19200+J14400考慮到今后5~10年的變壓器損耗則[11]：S3=S1(1+5%)5 =55296+J41472 S4=S2(1+5%)5 =+ Se=(S3+S4)=+ 主變壓器的容根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。故選兩臺(tái)SSPSL163000型的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求，變壓器參數(shù)如下表21表21 主變壓器參數(shù)型號(hào)容量比額定電壓 (kV)Ux1~2%Ux1~3%Ux2~3%高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)SSPSL1100/100/100121 電氣主接線方案設(shè)計(jì)1．單母接線：優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任意元件故障或檢修，均須使整個(gè)配電裝置停電[5]。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部母線仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)主變壓器以下三種況：①610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；②3563kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；③110220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。：優(yōu)點(diǎn)：(1)用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同端引出兩個(gè)回路由兩個(gè)電源供電[5]。(2)當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分開母聯(lián)斷路器，自動(dòng)將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：(1)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。(2)當(dāng)出現(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。(3)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。適用范圍：①610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。②3563kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)。③110220kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)。：優(yōu)點(diǎn)：(1)供電可靠[5]。通過兩組母線隔離開關(guān)得到換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。(2)調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(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)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。(3)擴(kuò)建方便。向雙母線的任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙架空線路時(shí)，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，不會(huì)如單母分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。(4)便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路斷開，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：(1)增加一組母線時(shí)每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。(2)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)和母線上的電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用，各級(jí)電壓采用的具體條件如下：①6～10kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí)。②35～63 kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)；或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)。③110～220 kV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時(shí)；或當(dāng)110～220 kV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(shí)。4．帶旁路母線的單母線分段接線[5]：當(dāng)檢修短路器時(shí)，將迫使用戶停電。尤其是電壓為35kV以上的線路輸入電功率較大，短路器檢修需要時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，為此可增設(shè)旁路母線，可以保證重要用戶的供電。適用范圍：當(dāng)110kV出現(xiàn)在6回及以上時(shí)，220kV在4回及以上時(shí)，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線，在不允許停電檢修斷路器的殊殊場(chǎng)合下設(shè)置旁路母線。5．技術(shù)分析（1）110kV母線選擇雙母線接線。由于所共35kV和10kV都為Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷供電要求高，為了保證供電的可靠性和靈敏性所以選擇雙母線接線形式；（2）35kV選擇單母分段接線。對(duì)于35kV電壓側(cè)，因?yàn)榇ㄗ冸娝?5kV有Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷。Ⅰ類負(fù)荷50%，Ⅱ類負(fù)荷50%，供電可靠性要求很高，同時(shí)全部采用雙回線供電，為滿足供電的可靠性和靈活性，應(yīng)選擇單母分段接線形式；（3）10kV選擇單母線分段接線。因?yàn)榇ㄗ冸娝?0kV出線有Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷。Ⅰ類負(fù)荷33%，Ⅱ類負(fù)荷67%，供電可靠性要求較高，同時(shí)負(fù)荷采用雙回線供電且采用手車式開關(guān)柜，所以單母分段接線可以滿足要求，為滿足供電的可靠性和靈活性，應(yīng)選擇單母分段接線形式。 變電所電氣主接線特點(diǎn)該變電所的110kV側(cè)在本次設(shè)計(jì)中采用的是橋形接線，35kV側(cè)采用的是單母線分段接線，10kV側(cè)也采用的是單母線分段母線。如下圖21所示：圖21變電所主接線簡(jiǎn)圖根據(jù)23中提到的各種接線方法我在本次設(shè)計(jì)中110kV側(cè)選擇了外橋接線外橋接線的特點(diǎn)是：適用于線路較短和變壓器經(jīng)常切換的情況，在橋斷路器外側(cè)加裝一個(gè)“跨條”，在橋斷路器檢修時(shí)，能使穿越功率從“跨條”通過，也能使環(huán)形電網(wǎng)不會(huì)被破開環(huán)運(yùn)行。35kV和10kV側(cè)選擇了單母線分段接線的方式，主要從3個(gè)方面考慮：（1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同端引出兩個(gè)回路由兩個(gè)電源供電。（2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分開母聯(lián)斷路器，自動(dòng)將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。（3）是該接線方式的應(yīng)用范圍：610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)，3563kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)，該變電所35側(cè)有4條出線，10側(cè)有12條出線。所以在35和10側(cè)我采用了單母線分段接線的方式。第三章 所用變與直流系統(tǒng) 所用電接線變電站站用母線采用單母線接線方式。當(dāng)有兩臺(tái)站用變采用單母線接線方式，平時(shí)分列運(yùn)行，以限制故障。對(duì)于容量不大的變電站，為了節(jié)省投資，所用變壓器高壓側(cè)可用高壓熔斷器代替高壓斷路器。、容量選擇(1)選擇原則：%變電所容量計(jì)(2)所用電負(fù)荷: S=S110=%=%=(3)根據(jù)選擇原則選出待建變電所兩臺(tái)所用變型號(hào)為:S3100/10，額定電壓: 10/(kV), 接線方式:兩臺(tái)所用變分別接于10kV母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為備用，平時(shí)半載運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)能夠承擔(dān)變電所的全部負(fù)荷。變壓器參數(shù)如下表31所示：表31 所用變參數(shù)型號(hào)U1e （kV）U2e（kV）連接組別損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）S3100/10100．4空載短路4 直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)主要是指變電所中的直流蓄電池組，其使用目的是：用于控制、信號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路操作電源，也用于各類斷路器的傳動(dòng)電源以及用于直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的備用電源。本次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)采用智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)。蓄電池采用2100AH 免維護(hù)鉛酸蓄電池，單母線分段接線，控制母線與合閘母線間有降壓裝置。直流屏兩面，電池屏兩面。該型直流系統(tǒng)是模塊化設(shè)計(jì)，N+1熱備份。有較高的智能化程度，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控、遙信及遙調(diào)功能。可對(duì)每一個(gè)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)管理和保護(hù)。該系統(tǒng)通過RS232或RS485接口接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見下表32。表32 直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱容量（kW）負(fù)荷系數(shù)計(jì)算容量（kW）計(jì)算電流（A）事故放電時(shí)間及電流（A）初期持續(xù)末期1經(jīng)常負(fù)荷4142事故照明2129993DL跳閘204DL合閘1335合計(jì)3第四章 短路電流計(jì)算在變電所電氣設(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)算的目的的主要有以下幾個(gè)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用限制短路電流的措施，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算[2]。 ②在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。 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)線相間和相對(duì)地安全距離。 ④在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，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。 短路電流計(jì)算條件發(fā)電廠Ａ和發(fā)電廠Ｂ的發(fā)電機(jī)參數(shù)如表41所示。表41發(fā)電機(jī)型號(hào)及參數(shù)廠名機(jī)號(hào)型號(hào)P0（MW）U0（kV）COSφX″%發(fā)電廠A12QFS50250發(fā)電廠B12QFQ50250進(jìn)線端兩發(fā)電廠的參數(shù)如上表，其中廠A到變電所的距離為20km，廠B到變電所的距離為40km。 其中Sb為基準(zhǔn)容量為100MVASn為額定容量輸電線路的阻抗為： 其中，L為該段輸電線路的長(zhǎng)度，=100MVA，為該段的電壓值。 變壓器三個(gè)繞組的阻抗值為： 短路電流計(jì)算方法與步驟在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，通常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)某處發(fā)生短路時(shí)，電源電壓維持不變，即短路電流周期分量在整個(gè)短路過程中不衰減[14]。為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，載流導(dǎo)體，一般應(yīng)計(jì)算下列短路電流值，即： —— 暫態(tài)電流有效值，單位為kA； —— 穩(wěn)態(tài)電流有效值，單位為kA； —— 短路電流的最大沖擊電流，單位為kA； —— 短路容量，單位為MVA。短路電流計(jì)算的一般原則：1．計(jì)算短路電流用于驗(yàn)算電器和導(dǎo)體的開斷電流，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容計(jì)算。一般應(yīng)以最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為依據(jù)，如變電所一般應(yīng)以2～3臺(tái)變壓器為主變進(jìn)行計(jì)算，并適當(dāng)考慮電網(wǎng)5～10年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行計(jì)算。2．計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行計(jì)算。短路點(diǎn)應(yīng)選擇在短路電流為最大的地點(diǎn)。3．導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流校驗(yàn)。4．計(jì)算10kV以上高壓電網(wǎng)短路電流時(shí)，一般將元件的電阻忽略不計(jì)，如果短路電路中總電阻R總大于總電抗X總的1/3時(shí)，則線路和其他元件的有效電阻仍應(yīng)計(jì)算。5．計(jì)算1000kV以下低壓電網(wǎng)短路電流時(shí)，一般不允許忽略短路回路中電氣設(shè)備的電阻值，如配電變壓器的電阻，低壓線路的電阻，不太長(zhǎng)的母線和電纜，電流互感器的一次繞組，自動(dòng)開關(guān)的過電流線圈及自動(dòng)開關(guān)和隔離