【正文】 獨(dú)立的電源。 （2）110 kV電壓等級(jí)的方案選擇 由于110 kV電壓等級(jí)的線路只有兩條出線，并且要輸送電能的距離不遠(yuǎn)，因此，在此方案中采用了外橋接線。內(nèi)橋接線在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)發(fā)電廠的電氣主接線時(shí)，首先應(yīng)按技術(shù)要求確定可能選用的方案。當(dāng)有多個(gè)方案在技術(shù)上相當(dāng)時(shí)，則需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。在上述三種方案中，他們?cè)诩夹g(shù)上都是有顯著差異。單母線分段在投資上是比雙母線接線的投入要小的，而雙母線接線的可靠性又比單母線分段接線的可靠性高。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的要求，送入系統(tǒng)220 kV的線路與外界系統(tǒng)有三條出線，考慮到系統(tǒng)的可靠性，以及《中小型水電站電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的要求，本次220 kV線路采用雙母線接線的方式。 方案二雖然比其它兩種方案的可靠性都高，但其接線太過(guò)復(fù)雜，不易靈活性要求，并且還增加了很多不必要的投資。在方案一和方案三的比較中，不同的地方是采用不同型號(hào)和不同數(shù)量的變壓器，以及在110 kV上的接線也有差異。方案一在10 kV母線上有采用四臺(tái)變壓器，其中兩臺(tái)與110 kV母線相連，另兩臺(tái)與220 kV母線相連；而方案一采用兩臺(tái)三繞組變壓器和兩臺(tái)機(jī)組在10 kV母線端設(shè)計(jì)成單母線分段，兩臺(tái)三繞組變壓器其兩端分別接入110 kV和220 kV系統(tǒng)，把110 kV多余的電能送入系統(tǒng)；另外三臺(tái)普通變壓器和三臺(tái)機(jī)組構(gòu)成單元接線，這樣開(kāi)關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，而在發(fā)電機(jī)和變壓器之間采用封閉母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路幾率和短路電流相對(duì)于具有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，有所減少。 通過(guò)對(duì)三種方案的比較，并且連同電氣主接線的設(shè)計(jì)原則即可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性以及水電站擴(kuò)建的可能性的綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案三3主變壓器的選擇 在發(fā)電廠中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠用電的變壓器，稱為廠用變壓器或自用變壓器[4]。 電力變壓器（文字符號(hào)為T(mén)或TM），根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的界定，凡是三相變壓器的額定容量在5KVA及以上，單相的在1KVA及以上的輸變電用變壓器，均成為電力變壓器。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高和規(guī)模的擴(kuò)大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_(dá)發(fā)電機(jī)容量的710倍?？梢?jiàn)，電力變壓器的運(yùn)行是電力生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。 主變壓器在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時(shí)與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對(duì)發(fā)電廠、變電所的技術(shù)性影響很大。例如，大型大電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺(tái)數(shù)不足（一臺(tái)）或者容量不足將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性下降，來(lái)年絡(luò)變壓器經(jīng)常過(guò)載或被迫限制兩級(jí)電網(wǎng)的功率交換。反之。臺(tái)數(shù)過(guò)多、容量過(guò)大將增加投資并使配電裝置復(fù)雜化。 單元接線時(shí)主變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來(lái)確定。采用擴(kuò)大單元接線時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的計(jì)算原則計(jì)算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來(lái)確定。 接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應(yīng)考慮一下因素：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí)，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷，并扣除廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功容量送人系統(tǒng)。（2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)機(jī)組檢修或者因供熱機(jī)組熱負(fù)荷變動(dòng)而需限制本廠出力時(shí)，其他主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。 （3）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有2臺(tái)及以上的主變壓器時(shí)，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其他主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。 （4）在電力市場(chǎng)環(huán)境下，中、小火電機(jī)組的高成本電量面臨“競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的約束，特別是在夏季豐水季節(jié)處于不利地位，加之“以熱定電”的中、小熱電廠在夏季熱力負(fù)荷減少的情況下，可能停用火電廠的部分或全部機(jī)組，主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。具有發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電廠，在發(fā)電機(jī)電壓母線上通常接入60MW及以下的中、小型熱電機(jī)組，按照“以熱定電”的方式運(yùn)行，堅(jiān)持自發(fā)自用原則，嚴(yán)格限制上網(wǎng)電量。為確保對(duì)發(fā)電機(jī)電壓上的負(fù)荷供電可靠性，接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器不應(yīng)少于2臺(tái)，其總?cè)萘砍凉M足上述幾點(diǎn)要求外，還應(yīng)考慮到滿足不少于5年負(fù)荷的逐年發(fā)展。 擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)考慮一下問(wèn)題：變壓器的相數(shù)有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，均選用三相變壓器。同時(shí)，因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來(lái)講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。本發(fā)電廠應(yīng)選用三相變壓器。繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三繞組變壓器的價(jià)格及所用的控制電器和輔助設(shè)備，比兩臺(tái)雙繞組變壓器都較少。但三繞組變壓器的每個(gè)繞組的通過(guò)容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上，否則繞組未能充分利用發(fā)不如選用兩臺(tái)雙繞組變壓器在經(jīng)濟(jì)上更加合理。同時(shí)三繞組變壓器比同容量的雙變壓器價(jià)格要貴40%~50%，對(duì)深入引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。最大機(jī)組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當(dāng)有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，宜采用三繞組變壓器，但每個(gè)繞組的通過(guò)容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上。否則繞組未能充分利用，反而不如選擇兩臺(tái)雙繞組變壓器顯得經(jīng)濟(jì)合理。 因此，在本次設(shè)計(jì)中，發(fā)電機(jī)變壓器單元接線的三臺(tái)變壓器選擇雙繞組，有電壓母線的兩臺(tái)變壓器選擇三繞組。按結(jié)構(gòu)可把變壓器分為兩大類(lèi)，即普通型和自耦型。在大型電力系統(tǒng)和降壓變電站中，普通的三繞組變壓器應(yīng)用范圍有限、當(dāng)主網(wǎng)電壓為110~220 kV而中伏網(wǎng)為35 kV時(shí)使用，這主要是由于它們的中性點(diǎn)具有不接地方式的緣故，當(dāng)中壓側(cè)為110 kV及以上電壓時(shí)，降壓變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器多采用自耦，應(yīng)自耦變壓器的高、中壓繞組構(gòu)成直接的電氣聯(lián)系，而有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。自耦變壓器較電壓比和容量相同的普通三繞組變壓器便宜，價(jià)格只有后者的65%~75%左右。所以此次設(shè)計(jì)中的三繞組變壓器采用自耦型變壓器，發(fā)電機(jī)單元接線的采用普通型雙繞組變壓器。4．繞組接線組變壓器三繞組的接線組別必須與系統(tǒng)秒年電壓相位一直，否則，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的組別接線方式只有星行“Y”和三角形“d”兩種。因此，變壓器三繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來(lái)決定。在發(fā)電廠和和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般選用YNdd11常規(guī)接線。因此選用連接組別為YN，d0，d11的三繞組自耦變壓器。4． 調(diào)壓方式 為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過(guò)變壓器的分接開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為五激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在177。2%以內(nèi)，應(yīng)視具體工程情況決定。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%。但由于有載調(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，只有在以下范圍選用：（1） 接于出力大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓 器二次電壓維持在一定水平時(shí)。（2）接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時(shí)。通常，發(fā)電廠主變壓器很少有采用有載調(diào)壓，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，因此本發(fā)電廠采用無(wú)激勵(lì)磁調(diào)壓。1．單元接線的主變壓器的選擇 發(fā)電機(jī)額定有功功率PN=50MW,cosФ=，年平均廠用電率1%廠用電計(jì)算負(fù)荷S由e= （21）e——廠用電率%；S——廠用電計(jì)算負(fù)荷；電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行功率時(shí)的平均功率因數(shù)，；PN——發(fā)電機(jī)的額定功率，kW。已知，50MW發(fā)電機(jī)，廠用電率1%得，根據(jù)1%的廠用電率，（1%）=，所以應(yīng)選75MVA變壓器2．具有發(fā)電機(jī)母線連接的變壓器此次設(shè)計(jì)中有兩臺(tái)機(jī)組經(jīng)過(guò)匯流母線與變壓器相連，裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺(tái)主變推出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)承擔(dān)70%的容量。 具體計(jì)算的過(guò)程如下：S =（SGSG1%）= (2502501%) =根據(jù)上面的計(jì)算可知道低壓側(cè)的容量為最大，所以，另一臺(tái)變壓器應(yīng)承擔(dān)70%的容量，因才采用95 MVA的兩臺(tái)變壓器。表31變壓器類(lèi)型基本代號(hào)12345678結(jié)構(gòu)特點(diǎn)耦合相數(shù)圈外絕緣冷卻油循環(huán)繞組數(shù)調(diào)壓中性點(diǎn)普通自耦單相三相油空氣成型固體自冷風(fēng)冷水冷自然強(qiáng)導(dǎo)強(qiáng)迫雙三分裂無(wú)激磁有載普通全絕緣代表符合ODSGCFWDPSFZQ3．變壓器類(lèi)型根據(jù)以上變壓器選擇原則，查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》，可選用的變壓器參數(shù)如下：雙繞組變壓器SSP375000/220 連接組別：YN，d11 其主要參數(shù)如下表所示型號(hào)額定容量kVA額定電壓kV阻抗電壓%空載電流%高低SSP375000/22075000220表32主變壓器參數(shù)表三繞組變壓器型號(hào)：SSPS7120000/220 接線組別：YN，d0，d11 阻抗電壓：U1—2=%，U1—3=%，U2—3=%。4廠用電接線的設(shè)計(jì)（1）水電站的廠用負(fù)荷較小，~%。（2）一般無(wú)大容量的廠用電動(dòng)機(jī)，通常只需380/220V電壓供電。（3）水電站樞紐布置范圍一般都比較大，需要供電的范圍也較大。（4）水電站約有50~70%的廠用設(shè)備是不經(jīng)常運(yùn)行的，只有少數(shù)設(shè)備經(jīng)常處于運(yùn)行狀態(tài)，且其中大部分設(shè)備所需要負(fù)荷是間歇性的。（5）水電站在電力系統(tǒng)中大多擔(dān)負(fù)調(diào)峰或調(diào)頻任務(wù)，機(jī)組起停頻繁，特別是在枯水期，夜間還可能經(jīng)常全廠停機(jī)，在洪水期又都擔(dān)任基荷，運(yùn)行方式多變。（6）水電站運(yùn)行的自動(dòng)化水平較高，廠用設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化水平也較高。（7）水電站大多位于山區(qū)農(nóng)村，地區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)不夠發(fā)達(dá)，為支援農(nóng)業(yè)，必須考慮對(duì)附近用戶的供電，其供電方式宜與高壓廠用電一并考慮。（8）水電站建設(shè)周期較長(zhǎng)，廠用電既能滿足電站連續(xù)施工或分期建設(shè)的要求，又便于過(guò)渡。廠用電接線設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求下考慮全廠發(fā)展妥善解決分期建設(shè)引起的問(wèn)題，積極慎重地采用經(jīng)過(guò)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)和滿發(fā)地運(yùn)行。(1)各機(jī)組的廠用系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的，特別是200MW及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)。一臺(tái)機(jī)組的故障停運(yùn)或輔機(jī)的電氣設(shè)備，不應(yīng)影響到另一臺(tái)機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。(2)充分考慮機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)過(guò)程中的供電要求，一般均應(yīng)配備可靠的啟動(dòng)（備用）電源，在機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)和事故時(shí)的切換操作要少，并能與工作電源短時(shí)并列。(3)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過(guò)程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式。(4)200MW及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。（1）廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常，事故，檢修等各種運(yùn)行方式地要求。（3）廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)的廠用負(fù)荷由本機(jī)供電。對(duì)于水電廠來(lái)說(shuō)，廠用電負(fù)荷屬于最重要的負(fù)荷之一。水電廠廠用電接線采用單母線分段接線形式。對(duì)大容量水電廠，廠用母線則按機(jī)組臺(tái)數(shù)分段，每段由單獨(dú)廠用變壓器供電，并設(shè)置專(zhuān)用備用變壓器。為了供給廠外設(shè)施用電，可設(shè)專(zhuān)用壩區(qū)變壓器，按其距主廠房遠(yuǎn)近、負(fù)荷大小以及發(fā)電機(jī)電壓等條件，可采用6 kV或10 kV電壓供電，其余廠用電負(fù)荷均以380/220供電。廠用電的電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓，廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電供電網(wǎng)絡(luò)等因素，經(jīng)過(guò)綜合比較后確定的。（1）水電站廠用負(fù)荷較小，一般無(wú)大容量的廠用電動(dòng)機(jī)，通常只需380/220V電壓供電。低壓廠用電壓采用380/220V三相四線制系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地。高壓廠用電壓一般采用6~10 kV三相系統(tǒng)。（2）在一些大型水電站中，如有較大容量的電動(dòng)機(jī)，可采用380V或3~6 kV時(shí)，一般還是爭(zhēng)取采用低壓380V供電為宜。(1)高壓廠用工作電源（變壓器或電抗器）應(yīng)從發(fā)電機(jī)電壓回路引出，并盡量滿足機(jī)、電的對(duì)應(yīng)性要求。每個(gè)高壓廠用電源，最多連接兩個(gè)獨(dú)立母線段。(2)發(fā)電機(jī)與主變壓器成單元連接時(shí)，高壓廠用工作電源一般從主變壓器的低壓側(cè)引接，供本機(jī)組的廠用電；當(dāng)發(fā)電機(jī)所連接在發(fā)電機(jī)電壓主母線上時(shí)，高壓廠用工作電源一般由該發(fā)電機(jī)所連接的主母線段上引接。(3)6000 kW機(jī)組接在6 kV饋線上不帶電抗器的主母線上時(shí)，由200 kW及以上的電動(dòng)機(jī)很小，高壓廠用電動(dòng)機(jī)和低壓廠用變壓器均接在主母線上，不再設(shè)置單獨(dú)的高壓廠用母線段。(4)高壓廠用電源利用電抗器供電時(shí)，一般電抗器裝設(shè)于斷路器之后，但為避免電抗器前或電抗器內(nèi)部短路引起斷路器的損壞，在布置上可能時(shí)，也可把電抗器裝設(shè)于斷路器之前。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，本廠采用發(fā)電機(jī)出口接高壓廠用變壓器的方案，廠用高壓為6 kV。(1)發(fā)電廠一般均設(shè)置備用電源的引接應(yīng)盡量保證其獨(dú)立性，引接地點(diǎn)應(yīng)具有足夠的供電容量。(2)廠用備用電源（變壓器或電抗器）主要作為事故備用，但也應(yīng)考慮作為檢修機(jī)組起、停時(shí)的電源。高壓備用電源的容量按最大工作電源選擇，并以下列條件校驗(yàn)：①當(dāng)帶了最大一段廠用工作電源的公用