【正文】 故初步選定容量為31500kVA. 主變壓器型式的選擇。 變壓器相數(shù)的選擇變壓器有三相變壓器和單相變壓器組。330kV及以下的變電所，應(yīng)選用三相變壓器，由于本次設(shè)計為110kV降壓變電站，故選用三相變壓器。單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運行損耗也較大，而不作考慮。 變壓器繞組數(shù)的選擇由于本次設(shè)計為三個電壓等級的變電站，在具有三個電壓等級的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負荷，但是在變電所內(nèi)需要無功補償裝置時，主變壓器宜選擇三繞組變壓器,由于本次設(shè)計各繞組的功率約為變壓器容量的60%，故本次設(shè)計選擇三繞組變壓器。自耦變壓器損耗小，造價低，但是其高中壓側(cè)必須都是中性點直接接地方式，所以對于220kV以上電壓等級的變壓器可以選擇自耦變，但是由于其限制短路電流的效果差，保護配置和整定困難等，不是由于容量太大而制造困難等原因，一般在110kV變電所選擇普通型三繞組變壓器比較多。故本所擬采用普通型三繞組變壓器。 繞組聯(lián)接方式選擇變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用符號Y表示，如果將中性點引出則用YN表示，對于中、低壓繞組則用y及yn表示，高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用D表示，低壓繞組用d表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點不直接接地系統(tǒng)時，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會對通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對繼電保護整定的準確性和靈敏度有影響。我國110kV及以上的電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)，為取得中性點都需要選擇YN的聯(lián)結(jié)方式。對于110kV變壓器的35kV側(cè)也采用yn的聯(lián)接方式，以便接入消弧線圈，而610kV低壓側(cè)采用△形以消除三次諧波的影響。故本次設(shè)計應(yīng)選用YN/y0/d11接線。 調(diào)壓方式的選擇變壓器的調(diào)壓方式分為帶負荷變換的有載調(diào)壓方式和不帶負荷切換的無載調(diào)壓方式兩種。無載調(diào)壓變壓器的分接頭檔位較小，電壓調(diào)整范圍一般只有10%以內(nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達到電壓的30%，但其結(jié)構(gòu)比無載調(diào)壓復雜，造價高。近年來隨著用戶對電壓質(zhì)量要求的提高和有載調(diào)壓變壓器質(zhì)量的提高，一般變電所均選擇有載調(diào)壓方式。本次設(shè)計為工業(yè)區(qū)變電站，對電壓質(zhì)量要求較高，故選擇有載調(diào)壓方式。 容量比的選擇變壓器的容量比有100/100/100、100/100/50、100/50/50等幾種形式。由于110kV變壓器總?cè)萘坎淮螅淅@組容量對造價影響不大，但其中、低壓側(cè)的傳輸功率相對總?cè)萘慷急容^大，為調(diào)度靈活，一般采用100/100/100的容量比，故本次設(shè)計采用100/100/100的容量比。 變壓器阻抗的選擇變壓器各側(cè)阻抗值的選擇必須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流方向、無功分配、繼電保護、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并列運行等方面進行綜合考慮，并應(yīng)以對工程起決定作用的因素來確定。三繞組變壓器可分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型。變電所的三繞組變壓器，如果高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為主，則選用降壓型變壓器；如果以低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功率為主，則可選用升壓型變壓器。本所負荷以高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送為主，本所采用降壓型變壓器。 全絕緣半絕緣、繞組材料等問題全絕緣變壓器的繞組首、尾絕緣水平是一樣的，都是按照線電壓設(shè)計的。為減小變壓器的造價，變壓器還可以采用半絕緣方式，即變壓器繞組靠近中性點的主絕緣水平比繞組端部的絕緣水平低，不是按照線電壓設(shè)計的，而是低一個電壓等級。半絕緣變壓器只允許在中性點直接接地的情況下運行?？紤]到良好的性價比，本所主變選用中性點半絕緣。變壓器繞組材料有鋁繞組和銅繞組兩種，為減小變壓器體積和和降低變壓器本身的損耗，本次設(shè)計應(yīng)選擇銅繞組。 變壓器各側(cè)電壓的選擇變壓器的某個電壓級若作為電源，則取線路的額定電壓值；若作為負荷供電側(cè)，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在有10%電壓損失的情況下，線路末端的電壓為額定值，該側(cè)的電壓按照110%額定電壓選擇。而如果莫各電壓等級是電網(wǎng)的末端，該側(cè)的電壓應(yīng)按照電網(wǎng)額定電壓選擇。故本所電壓組合為：110kV/。經(jīng)過以上幾個主要條件的分析比較，最終選擇SFSZ31500/110型變壓器，各參數(shù)如下表所示： 主變參數(shù)表型號額定容量/額定電壓/kV阻抗電壓(%)聯(lián)接組別空載損耗/kW高壓中壓低壓高中高低中低SFSZ931500/11031500/31500/31500110177。8%177。2%YN y0 d11第4章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線應(yīng)滿足的概念和基本要求 電氣主接線的概念電氣主接線也成為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線，它是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體。電氣主接線反映了發(fā)電機、變壓器、線路、斷路器和隔離開關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量、各回路中電氣設(shè)備的聯(lián)接關(guān)系及發(fā)電機、變壓器與輸電線路、負荷間以怎樣的方式連接，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，保護與控制方式選擇和檢修的安全與方便性。 電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求，概括地說是應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求。 可靠性保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，定性分析和衡量電氣主接線可靠性的評判標準有以下四點：（1） 斷路器檢修時，能否不影響供電。（2） 斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對I類負荷和大部分II類負荷的供電。 （3） 發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。（4） 大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。 靈活性靈活性主要包括以下三個方面：（1） 調(diào)度靈活 能按照調(diào)度的要求，方便而靈活地投切機組、變壓器和接線，調(diào)配電源和負荷，以滿足在正常、事故、檢修等運行方式下的切換操作要求。（2） 檢修安全、方便 可以方便地停運斷路器、母線及其二次設(shè)備進行檢修，而不致于影響電網(wǎng)的運行和對其他用戶的供電。應(yīng)盡可能的使操作步驟少，便于運行人員掌握，不易發(fā)生誤操作。（3） 擴建方便 能根據(jù)擴建的要求，方便地從初期接線過渡到遠景接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路二不互相干擾，對一次設(shè)備和二次設(shè)備的改造為最少。 經(jīng)濟性主接線應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟合理。（1）節(jié)約投資 主接線應(yīng)力求簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備；要使相應(yīng)的控制、保護不過與復雜，節(jié)省二次設(shè)備與控制電纜等；能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備和輕型電器等。（2） 占地面積小 主接線的形式影響配電裝置的布置和電器總平面的格局，主接線方案應(yīng)盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié)約構(gòu)架、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件下許可的地方，應(yīng)采用三相變壓器而不用三臺單相變壓器組。（3）年運行費小 年運行費用包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修的維護費等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變器的型式、容量和臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。 根據(jù)《35110kV變電所設(shè)計規(guī)范》，35110kV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，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線，110kV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。在進行電氣主接線設(shè)計時,一般根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求,綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬訂23個技術(shù)上能滿足要求的方案進行詳細技術(shù)經(jīng)濟比較，最后確定最佳方案。 110kV側(cè)主接線設(shè)計根據(jù)題目的要求，對于110kV側(cè)可選用的方案有單母線接線、單母線分段接線、內(nèi)橋形接線和雙母線接線三種方式。對單母線分段帶旁路母線接線需另設(shè)母線，接線較復雜，投資較大，性價比較低，故可以在近期采用橋形接線，而遠期發(fā)展時擴建成單母線分段接線形式或者直接采用單母線分段接線形式，初步選擇內(nèi)僑形接線和單母線分段接線進行下一次的對比。方案比較如下表所示：接線名稱方案一:內(nèi)橋形接線方案二:單母線分段接線接線簡圖可靠性可靠性較差：（1）任一出線斷路器檢修時該回路停電。（2）當聯(lián)絡(luò)斷路器或隔離開關(guān)檢修時，兩出線均成為單電源供電。（3）全部停運的可能性較大?？煽啃暂^好：（1）任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電。（2）任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電。（3）全部停運的可能性較低。靈活性靈活性較差：（1）無母線，只適用于兩臺變壓器器和兩條出線的場合。（2）可擴建為單母線分段接線形式。靈活性較高：（1）有單母線運行、各段并列運行和各段分裂運行等運行方式。（2）有母線和主變壓器，當出線增加時，易于擴散。經(jīng)濟性經(jīng)濟性較好：（1）接線簡單，無母線，投資小。（2）變壓器出口可以不裝設(shè)斷路器，只設(shè)隔離開關(guān)。經(jīng)濟性較差：（1）接線稍復雜，有母線，投資大。（2）主變出口處需裝設(shè)斷路器。經(jīng)過以上兩個方案的對比分析可知，在近期可以按橋型接線運行，遠景發(fā)展可擴展為單母線分段接線形式。 35kV側(cè)主接線的選擇：根據(jù)設(shè)計的要求以及對電力網(wǎng)絡(luò)的分析，35kV側(cè)主接線可選擇的形式有單母線分段接線、雙母線接線接線兩種形式。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV～60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為2～3天），所以，35kV～60kV采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時可設(shè)置旁路隔離開關(guān)，現(xiàn)選擇雙母線接線和單母線分段接線兩種方案進行比較。方案比較如下表所示：接線方式單母線分段接線雙母線接線接線簡圖靈活性靈活性較高：（1）有單母線運行、各段并列運行和各段分裂運行等運行方式。（2）有母線和主變壓器，當出線增加時，易于擴散。較靈活：可以采用兩組母線同時工作，也可以采用一組母線工作，另一組備用的單母線運行方式。有母線，擴建方便，但變更運行方式需要進行倒閘，易出現(xiàn)誤操作?？煽啃钥煽啃暂^好：（1）任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電。（2）任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電。（3）全部停運的可能性較低?？煽啃愿撸海?）檢修母線時不中斷供電。（2）任一組母線故障時僅短時停電。（3）檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電。經(jīng)濟性較經(jīng)濟，僅有一組母線，無母聯(lián)斷路器，設(shè)備少，投資少，接線簡單。經(jīng)濟性差，需裝設(shè)兩組母線，設(shè)備多，接線復雜，投資大。經(jīng)過以上兩個方案的分析，雙母線接線經(jīng)濟性差，性價比低，故綜合考慮采用單母線分段接線。 10kV側(cè)主接線的選擇：根據(jù)設(shè)計的要求以及對電力網(wǎng)絡(luò)的分析，10kV側(cè)主接線可選擇的形式有單母線分段接線、單母線分段帶旁路母線、手車式單母線分段接線三種形式。對于相同的接線，手車式單母線分段接線較普通單母線分段接線有較好的互換性，可提高供電的可靠性，故選擇單母線分段帶簡易旁路母線接線和手車式單母線分段接線兩種方案進行比較。方案比較如下表所示：接線方式手車式單母線分段接線單母線分段帶簡易旁路母線接線接線簡圖靈活性較靈活：接線簡單清晰，有單母線運行和各段并列運行和分列運行等運行方式，且各運行方式之間能方便進行切換，有母線，擴建方便，可以較快檢修斷路器，無需倒閘。較靈活：有多種運行方式，各方式之間也可方便切換，有良好的可擴建性，但采用旁路母線，雖不需要停電檢修出線斷路器，但需通過復雜的倒閘操作，易誤操作。可靠性可靠性高：（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，縮小故障范圍。（2）任一斷路器檢修時該回路短時停電?？煽啃愿撸海?）檢修母線時不中斷供電。（2）任一組母線故障時僅短時停電。（3）檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電。經(jīng)濟性較經(jīng)濟，沒有旁路母線及旁路隔離開關(guān)，設(shè)備少，投資小，接線簡單。經(jīng)濟性差，增加旁路母線后接線復雜，占地面積增大，投資增大。經(jīng)過以上兩個方案的比較，單母線分段帶旁母接線經(jīng)濟性差，性價比低，且現(xiàn)在多采用SF6斷路器，其可靠性高，檢修周期長，故采用手車式單母線分段接線。 所用電設(shè)計根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》第32節(jié)中關(guān)于變電所所用電接線的介紹：變電所的所用電負荷，一般都比較小，變電所的主要所用電負荷是變壓器冷卻裝置（包括風扇、油泵、水泵），支流系統(tǒng)中的充放電裝置和硅整流設(shè)備、空氣壓縮機、油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風、照明、供水等，當變電所裝有同步調(diào)相機時，還有調(diào)相機的空氣冷卻器和潤滑系統(tǒng)的油泵和水泵等負荷。這些負荷容量都不太大，采用動力和照明混合供電方式。所用變臺數(shù)： 根據(jù)《35~110kV設(shè)計規(guī)范》 在有兩臺及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺容量相同、可互為備用的所用變壓器，分別接到母線的不同分段上。故本所兩臺所用變。所用變接線： 根據(jù)《設(shè)計手冊I》第310，所用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，所用低壓側(cè)多采用單母線接線，當有兩臺所用變時，采用單母線分段接線方式，平時分列運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。所用變?nèi)萘浚? 根據(jù)經(jīng)驗和參考其他110kV變電站，變電所所用變壓器一般容量選擇50kVA。由于本所主變低壓側(cè)的消弧線圈要接至本所所用變中性點上，故本所所用變?nèi)萘繎?yīng)為50kVA。所以綜合考慮各種因素，查表可知本所應(yīng)裝設(shè)兩臺型號為S1150/10電力變壓器作為所用變壓器，并將它們分別接在主變壓器低壓側(cè)母線的不同分段上。這種所用電源引接方式具有經(jīng)濟性好和供電可靠性高的特點。