【正文】 4%)5+5（4／）(1+4%)5=所以變電站考慮擴建后送出的總負(fù)荷為：S 總= S35+S10=設(shè)計按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求和有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)程進行，要求對用戶供電可靠、保證電能質(zhì)量、接線簡單清晰、操作方便、運行靈活、投資少、運行費用低， ．并且具有可擴建的方便性。要求如下：選擇主變壓器臺數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成 510 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運行和事故時的過負(fù)荷能力)；設(shè)計變電所電氣主接線；短路電流計算；主要電氣設(shè)備的選擇及各電壓等級配電裝置類型的確定。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“YN”連接，35KV 及以下采用“Y”連接；對于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè)，三相繞組采用“d”連接，若低電壓側(cè)電壓等級為380/220V，則三相繞組采用“yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“Ynd11”常規(guī)連接的變壓器連接組別。本次設(shè)計的是一個降壓變電站，有三個電壓等級(110kV／35kV／10kV)，110kV主接線采用雙母線接線方式，兩路進線，35kV 和 10kV 主接線均采用單母線分段接線方式。主變壓器容量為 2*31．5MVA，110kV 與 35kV 之間采用 Yo／Yo－12 連接方式，110kV 與 10kV 之間采用 Yo／△—11 連接方式。本設(shè)計采用的主變壓器有兩個出線端子，一端接 35kV 的引出線，另一端接 10kV的引出線。設(shè)計中主要涉及的是變電站內(nèi)部電氣部分的設(shè)計，并未涉及到出線線路具體應(yīng)用到什么用戶，所以負(fù)荷統(tǒng)計表相對比較簡潔，也減少了電氣主接線圖的制作難度。第二章 主變壓器的選擇待設(shè)計變電站在電力系統(tǒng)中的地位：本變電站為一降壓變電站，在系統(tǒng)中起著匯聚和分配電能的作用，擔(dān)負(fù)著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)，地位比較重要。該變電站的建成，不僅增強了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能，從而達到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行的目的。待設(shè)計變電站的建設(shè)規(guī)模： 電壓等級110Kv/35kV/10kV 線路回路數(shù)量 110kV 進出線共 2 回，兩回進線為 110kV 的平行供電線路，正常送電容量各為35000KVA。35kV 進出線共 2 回，兩回進線連接著 35kV 電源，輸送容量各為 35000KVA。10kV 進出線共 12 回，全部為架空線路，其中 3 回每回輸送容量按 5000KVA 設(shè)計；另外 5 回每回輸送容量為 4000KVA，再預(yù)留四個出線間隔，待以后擴建。主變選擇 變電站變壓器臺數(shù)和容量的選擇原則：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:由選擇原則的第 2 點結(jié)合待設(shè)計變電站的實際情況，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。變電所主變壓器容量的確定原則按變電所建成后 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，一臺主變壓器停運后，其余變壓器應(yīng)能滿足全部供電負(fù)荷的 70%～80%。主變壓器繞組數(shù)的確定: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 110KV、35KV、10KV 三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。主變壓器相數(shù)的確定：在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來說投資大、占地多、運行規(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，故選用三項變壓器。主變壓器調(diào)壓方式的確定：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 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 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)荷合均為Ⅰ、Ⅱ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。主變壓器繞組連接組別的確定：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“YN”連接，35KV 及以下采用“Y”連接；對于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè)，三相繞組采用“d”連接，若低電壓側(cè)電壓等級為380/220V，則三相繞組采用“yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“Ynd11”常規(guī)連接的變壓器連接組別。主變壓器冷卻方式的選擇：電力變壓器的冷卻方式，隨其型號和容量不同而異，一般有以下幾種類型：自然風(fēng)冷卻：一般適用于 7500KVR 一下小容量變壓器，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管型輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。強迫油循環(huán)水冷卻：對于大容量變壓器，單方面加強表面冷卻還打不到預(yù)期的冷卻效果。故采用潛油泵強迫油循環(huán)，讓水對油管道進行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利散熱效率高、節(jié)省材料、減少變壓器本體尺寸，但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件且對冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會嚴(yán)重地影響油的絕緣性能。故油壓應(yīng)高于水壓～，以免水滲入油中。強迫空氣冷卻：又簡稱風(fēng)冷式。容量大于等于 8000KVA 的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器的散熱裝置仍達不到要求時，常采用人工風(fēng)冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺電動風(fēng)扇，用風(fēng)吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出，風(fēng)扇的啟停可以自動控制，亦可人工操作。強迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷卻：近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構(gòu)成變壓器的油循環(huán)。強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：其原理與強迫油循環(huán)水冷相同。水內(nèi)冷變壓器：變壓器繞組用空心導(dǎo)體制成，在運行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)將變壓器中熱量帶走，但水系統(tǒng)比較復(fù)雜且變壓器價格比較高?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然風(fēng)冷冷卻方式。所以用兩臺 SFSZ7—31500/110 型有載調(diào)壓變壓器，采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如下：表 21 變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)變電站的站用電是變電站的重要負(fù)荷，因此，在站用電設(shè)計時應(yīng)按照運行可靠、檢修和維護方便的要求，考慮變電站發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問題，積極型 號 額定容量（ kVA）額定電壓（kV）損 耗（ kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組別高壓 中壓 低壓 空載短路SFSZ7—31500/11031500 110177。8*%35177。4*% 41 U12=10.5%U13=17.5%U23=%1 YN、 yno、dn慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，保證變電站安全，經(jīng)濟的運行。一般變電站裝設(shè)一臺站用變壓器，對于樞紐變電站、裝有兩臺以上主變壓器的變電站中應(yīng)裝設(shè)兩臺容量相等的站用變壓器，互為備用，如果能從變電站外引入一個可靠的低壓備用電源時，也可裝設(shè)一臺站用變壓器。根據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺容量相等的站用變壓器。站用變壓器的容量應(yīng)按站用負(fù)荷選擇：S＝照明負(fù)荷+其余負(fù)荷*(kVA)站用變壓器的容量：Se≥S＝∑P 十 P 照明(kVA)根據(jù)任務(wù)書給出的站用負(fù)荷計算：S＝++（20++*32++15+1+*2+）*＝(kVA)考慮一定的站用負(fù)荷增長裕度，站用變 10KV 側(cè)選擇兩臺 S9—80／10 型號配電變壓器，互為備用。根據(jù)容量選擇站用電變壓器如下：型號：S9—80／10；容量為：80(kVA)連接組別號：Yyn0 調(diào)壓范圍為：高壓：177。5％阻抗電壓為(%)：4所用電接線方式：一般有重要負(fù)荷的大型變電所，380／220V 系統(tǒng)采用單母線分段接線，兩臺所用變壓器各接一段母線，正常運行情況下可分列運行，分段開關(guān)設(shè)有自動投入裝置。每臺所用變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)本段負(fù)荷的正常供電，在另一臺所用變壓器故障或檢修停電時，工作著的所用變壓器還能擔(dān)負(fù)另一段母線上的重要負(fù)荷，以保證變電所正常運行。第三章 電氣主接線的選擇電氣主接線是變電站設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定與電力系統(tǒng)及變電站運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定變電站主接線的最佳方案。變電站主接線設(shè)計的基本要求：可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必須滿足這個要求。因為電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)，設(shè)計時應(yīng)該予以遵循。靈活性電氣主接線不但在正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。 電氣主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便，或造成不必要的停電。經(jīng)濟性主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上—，還應(yīng)使投資和年運行費用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。 應(yīng)具有擴建的可能性由于我國工農(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，應(yīng)考慮到有擴建的可能性。變電站主接線設(shè)計原則：變電站的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 在 610kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 5 回時，一般采用單母線接線方式，出線回路數(shù)在 6 回及以上時，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大，出線需要帶電抗器時，可采用雙母線接線。 在 3566kV 配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過 3 回時，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為 4～8 回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。在 110220kV 配電裝置中，出線回路數(shù)不超過 2 回時，采用單母線接線；出線回路數(shù)為 3～4 回時，采用單母線分段接線；出線回路數(shù)在 5 回及以上，或當(dāng)“0—220KV 配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位；出線回路數(shù)在 4 回及以上時，一般采用雙母線接線。當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。 總之，以設(shè)計原始材料及設(shè)計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點，準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進技術(shù)，又要經(jīng)濟實用。主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。在電廠或變電站的進出線較多時（一般超過 4 回） ，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建。缺點是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器少，占地面積少，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的電廠和變電站。有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式；又母線又分為雙母線無分段、雙母線有分段、帶旁路母線的雙母線和二分之三接線等方式。無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴大單元接線、橋式接線和多角形接線等。在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣主接線的可靠性、靈活性、及經(jīng)濟性等基本要求，綜合考慮在滿足技術(shù)、經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其為技術(shù)先進、供電可靠安全、經(jīng)濟合理的主接線方案。供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電所能滿足負(fù)荷的需要，同時要保證供電的可靠性。變電所主接線