【正文】 （1）線路操作方便 （2）正常運(yùn)行時變壓器操作復(fù)雜 （3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元間失去聯(lián)系內(nèi)橋接線試用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長，故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。 單母分段內(nèi)橋接線方式經(jīng)濟(jì)性：由于當(dāng)該變電所的兩臺主變壓器都發(fā)生故障時，一號變電所有外部電源接入，可以保證所用電正常，投資成本也低。因此對于本次35KV石化廠變電所一次部分設(shè)計 ，我采用當(dāng)單母分段內(nèi)橋接線方式。本章的主要內(nèi)容有研究的意義、國內(nèi)外發(fā)展的趨勢以及變電站綜合自動化的新動向和主要研究的內(nèi)容與擬采用的方法，下一章主要的研究內(nèi)容是主接線的選擇。第二章 主接線的選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路設(shè)計的原則和基礎(chǔ)。電氣主接線的設(shè)計原則：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所所在電力系統(tǒng)的地位和作用。首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求，根據(jù)規(guī)則容量，本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性，保證供需平衡，電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)則與要求等條件確定，應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)型的要求。電氣主接線的主要要求：可靠性：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)時運(yùn)行實(shí)踐主接線的可靠性是其組合元件（包括一次不分和二次部分）在運(yùn)行中可靠性的綜合，因此要考慮一次設(shè)備和二次部分的故障及其對供電的影響，衡量電氣主接線運(yùn)行可靠性的一般準(zhǔn)則是：（1）斷路器檢修時，是否影響供電、停電的范圍和時間（2）線路、斷路器或母線故障以及母線檢修時，停電出線回路數(shù)的多少和停電時間長短，能否保證對重要用戶的不間斷供電。（3）發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性。、靈活性：投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈活，電氣主接線的靈活性要求有以下幾方面：（1）調(diào)度靈活、操作方便，應(yīng)能靈活地投切某些元件，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)整要求。（2）檢修安全，應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，并在擴(kuò)建過渡時使一次和二次設(shè)備等所需的改造最少?？刂?、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)限制經(jīng)濟(jì)型：通過優(yōu)化比選，應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少，在滿足技術(shù)要求的前提下，要做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資省，電氣主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資，要使短路電流，一邊選擇價格合理的電氣設(shè)備。（2）占地面積小，電氣主接線的設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣小及安裝費(fèi)用，在運(yùn)輸調(diào)節(jié)許可的地方都應(yīng)采用三相變壓器。（3）少，經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免因兩次變壓而增加投資。待設(shè)計變電所為一座35KV降壓變電所，以10KV電纜線各車間供電，距改變電所9KM處有一系統(tǒng)變電所，用35KV雙回架空線向待設(shè)計的變電所供電，在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA，待設(shè)計變電所的高壓部分為二進(jìn)二出回路，為減少斷路器數(shù)量及縮小占地面積，可采用內(nèi)橋接線和外橋接線，變電所的低壓部分為二進(jìn)八處回路，故10KV回路應(yīng)至少設(shè)有8回出線，其中，煉油分廠和化肥分廠為Ⅰ類負(fù)荷，其他為ⅡⅢ類負(fù)荷，其余為Ⅱ類負(fù)荷，其主接線可采用單母不分段接線，單母分段接線和單母分段帶旁路接線，綜上所述，該變電所的主接線形式初步擬定為6種，如下圖所示：圖21 方案一 單母線內(nèi)橋接線方式內(nèi)橋線路的特點(diǎn)：（1）線路操作方便（2）正常運(yùn)行時變壓器操作復(fù)雜（3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元間失去聯(lián)系內(nèi)橋接線試用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長，故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。外橋接線的特點(diǎn)：（1）變壓器操作方便（2）線路投入與切除時，操作復(fù)雜（3）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系。外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。待設(shè)變電所35KV回路進(jìn)線為6KM，進(jìn)線較長，且沒有穿越功率通過，正常運(yùn)行時兩臺變壓器不需要經(jīng)常切換，經(jīng)比較，內(nèi)橋接線的線路投入與切除操作方便，故以上6種設(shè)計方案中，方案一、方案二和方案三為優(yōu)。單母線不分段接線的特點(diǎn)： 圖21方案二 單母分段內(nèi)橋接線方式接線簡單、清晰、設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建，但其不夠靈活可靠，接到母線上任意元件故障時，均使整個配電裝置停電。單母線分段接線的特點(diǎn)： 單母線分段接線也比較簡單、清晰，當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作，兩段母線可看成是兩個獨(dú)立的電源，挺高了供電可靠性，可對重要用戶供電，當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上的所有支路，使之停止工作，任一支斷路器檢修時，該支路必須停止工作。 圖21方案三雙母分段內(nèi)橋接線方式單母線分段帶旁路接線的特點(diǎn)：在母線引出各元件的斷路器，保護(hù)裝置需停電檢修時，通過旁路木母線由旁路斷路器及其保護(hù)代替，而引出元件可不停電，加旁路母線雖然解決了斷路器和保護(hù)裝置檢修不停電的問題，提高了供電的可靠性，但也帶來了一些負(fù)面影響。 (a)旁路母線、旁路斷路器及在各回路的旁路隔離開關(guān)，增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。(b)旁路斷路器代替各回路斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。圖21方案四單母線外橋接線方式圖21 方案五 單母分段外橋接線方式(c)保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。(d)用旁路代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作，需要人來完成，因此帶旁路母線的界限不利于實(shí)現(xiàn)變電所的無人值班。方案一種采用單母線不分段接線，雖然簡單靈活，但其可靠性不高，當(dāng)接到母線上任意元件公章時，均使整個配電裝置停電，且?guī)гO(shè)變電所的符合均為Ⅰ類、Ⅱ類中藥符合，因此方案一種的單母線不分段接線不能滿足Ⅰ類、Ⅱ類負(fù)荷供電可靠性的要求。圖21方案六雙母分段外橋接線方式方案二與方案三中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個獨(dú)立的電源，提高了供電的可靠性，為了確保當(dāng)任何一路電源發(fā)生故障或檢修時，都不回中斷對重要用戶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，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，下面對方案二與方案三進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 ()該變電所為35KV等級，故不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)a取100 ()式中包括變壓器、開關(guān)設(shè)備。配電裝置等設(shè)備的費(fèi)用，綜合投資與成正比。方案三語方案二相比，方案三多設(shè)了一條10KV母線，1臺旁路母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)。即方案三中的大于方案二中的。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 ()式中為折舊費(fèi)，為損耗費(fèi) ()式中C為折舊維護(hù)檢修費(fèi)，對主變及配電裝置可取8%~10%.對水泥桿線路可取5%，對鐵塔線路可取4%，故與Z成正比。 ()式中為電能電價（常數(shù)）。雙繞組主變的年電能損耗 ()該變電所采用2臺主變，故n=2式中為主變壓器的空載損耗和短路損耗為變壓器的額定容量，為變壓器持續(xù)最大負(fù)荷為最大負(fù)荷年損耗小時數(shù)，決定于最大負(fù)荷年利用小時數(shù)T與平均功率因數(shù)。由于方案二與方案三都選用同樣兩臺型號相同的主變，故主變的年電能損耗相同。架空輸電線路的年電能損耗。式中為通過線路的最大持續(xù)功率，L為線路長度，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、L、K相同，即架空輸電線路的年電能損耗相同。由于U=+當(dāng)損耗費(fèi)用相同時，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，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，這樣有計劃地進(jìn)行設(shè)備檢修，不會對用戶的供電產(chǎn)生影響，不需要通過旁路斷路器來代替檢修斷路器；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人值班方式設(shè)計趨勢，旁路母線給無人值班帶來不便，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22所示： 變電所用電系統(tǒng)設(shè)計和設(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所示圖22 10KV側(cè)單母分段接線方式 圖23兩變電所從35kv進(jìn)線引入其中圖23兩臺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25的所用變投資成本最低但其可靠性較低；圖24的所用電源接入形式，當(dāng)該變電站的兩臺主變壓器都發(fā)生故障時，一號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，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24所示。圖24兩變電所一個從35kv進(jìn)線引入另一個接10kv母線圖25兩變電所都接到10kv母線本章主要是對主接線的選擇，我對資料學(xué)習(xí)后，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性比較，我選擇了單母分段內(nèi)橋接線方式。第三章變壓器的選擇 變電站變壓器臺數(shù)的選擇原則對于只供給二類、三類負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺變壓器。 對于供電負(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)選用兩臺兩臺相同容量的主變壓器，每臺變壓器的容量應(yīng)滿足一臺變壓器停運(yùn)后，另一臺變壓器能供給全部一類負(fù)荷；在無法確定一類負(fù)荷所占比重時，每臺變壓器的容量可按計算負(fù)荷的70%～80%選擇。對大城市郊區(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)兩臺為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變的可能性；對于規(guī)劃只裝兩臺主變的變電站，其變壓器的基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1～2級設(shè)計。 變電站主變壓器臺數(shù)的確定 待設(shè)計變電站由9KM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。該變電所的煉油分廠和化肥分廠為Ⅰ類負(fù)荷，其他為Ⅱ、Ⅲ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)計變電站的實(shí)際情況，為提高對用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺相同容量的主變壓器。 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。 對重要變電所，應(yīng)考慮一臺主要變壓器停運(yùn)后，其余變壓器在計算過負(fù)荷能力及允許時間內(nèi)，滿足Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電；對一般性變電所，一臺主變壓器停運(yùn)后，其余變壓器應(yīng)能滿足全部供電負(fù)荷的70%～80%。 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。每臺變壓器的容量計算按計算負(fù)荷的80%選擇。 ()經(jīng)查表選擇變壓器型號為SZ9－8000／35，即額定容量為8000KVA,因?yàn)镾n/S=(8000∕8671)100%=92%﹥80%,即選擇變壓器的容量滿足要求。 國內(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)計變電所有35KV、10KV兩個電壓等級且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。 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相對來說投資大、占地多、運(yùn)行規(guī)模也較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，待設(shè)計變電所謂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。 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，稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。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，價格較貴，由于待設(shè)計變電所的負(fù)荷為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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。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，因此對于三相雙繞組變壓器的高壓側(cè)，110KV及以上電壓等級，三相繞組都采用“Y