【正文】 本區(qū)域的部分負(fù)荷供電，重者引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 （ 3）地區(qū)變電站 地區(qū)變電站是以向地區(qū)用戶供電為主的變電站，是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站，其高壓側(cè)一般為 110 或 220kV，全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。 （ 4）終端變電站 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，其 高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，全所停電后，只是用戶受到損失，一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大影響。 負(fù)荷對(duì)變電所供電的要求 (1)保證可靠的持續(xù)供電：電力系統(tǒng)供電的可靠性是其能不間斷供電的可靠程度。對(duì)于系統(tǒng)中的一級(jí)負(fù)荷，一旦出現(xiàn)供電中斷，不僅影響生產(chǎn)，而且可能使設(shè)備損壞，進(jìn)而影響社會(huì)穩(wěn)定甚至?xí)驍嚯姸鹑藛T傷亡事故，更有甚者將造成整個(gè)系統(tǒng)的的癱瘓，停電給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)本身的損失。 (2)保證良好的電能質(zhì)量即滿足供電的技術(shù)合理性。良好的電能質(zhì) 量即供電的技術(shù)合理性是指電能的電壓、頻率、波形等技術(shù)指標(biāo)要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 35kV 及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的177。 5%， 10kV 及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的177。7%， 220V 單相供電電壓允許偏差為額定電壓的 +7%、 10%。 頻率質(zhì)量的偏差會(huì)影響到某些電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和軍用雷達(dá)的正常工作。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 3000MW 以及上系統(tǒng)不超過177。 ， 3000MHZ 以下系統(tǒng)不超過177。 ，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。 (3)保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：衡 量電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)重要指標(biāo)是煤耗率和網(wǎng)損率。即便是損耗的比率不是特別大，但電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源源總消耗占的比重約為 70％，輸送和分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也非常巨大。因此，降低每向用戶供應(yīng)一度電能損耗的能源和降低變換、輸送、分配時(shí)的損耗對(duì)于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性又十分重要的意義。 電力系統(tǒng)的額定電壓 為了使電力設(shè)備的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化并實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間互換，系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種設(shè)備都是按規(guī)定的額定電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)是國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 需要及電力工業(yè)的發(fā)展、運(yùn)行水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析后確定的。 我國現(xiàn)階段電力設(shè)備的額定電壓分三類： 第一類額定電壓在 100V 以下，這類電壓主要用與國民經(jīng)濟(jì)的照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的操作電源中； 第二類額定電壓高于 100V，低于 1000V，這類電壓主要用于低壓三相電動(dòng)機(jī)及照明設(shè)備，常見的有 380V 和 660V； 第三類額定電壓高于 1000V，這類電壓主要用于發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路及設(shè)備。 三相視在功率 S=3UI，當(dāng)輸出功率為定值時(shí)，電壓升高，電流降低，線路、電氣的載流部分所需的截面積就變小，有色金屬的投資也 降低，同時(shí)由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較?。涣硪环矫?，電壓越高，對(duì)設(shè)備和導(dǎo)線絕緣水平的要求就越高，變壓器、開關(guān)等設(shè)備絕緣方面的投資也越大。綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，當(dāng)從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。 我國變電站及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及新變化 新世紀(jì)以來，我國電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電力建設(shè)得到長足發(fā)展。由于我國電力建設(shè)起步比較晚，目前我國變電站主要趨勢(shì)是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變， 有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流傳輸轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加，屋內(nèi)配電裝置廣泛使用。國外變電站主要是采用柔性技術(shù)由交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變，而數(shù)字化智能變電站也是國內(nèi)外變電站未來發(fā)展趨勢(shì)之一。 我國變電站的發(fā)展趨向于變電站無人值班運(yùn)行管理，許多 220 kV 及以下電壓等級(jí)變電站已經(jīng)開始由監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，基本上實(shí)現(xiàn)了變電站無人值守。但作為國內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的 500 kV 和 330 kV 變電站，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 即使采用了變電站綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)的，也基本上都是實(shí)行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達(dá)國家，各個(gè)電壓等級(jí)變電站都能實(shí)現(xiàn)無人值守 ,由此可見，在國內(nèi)外無人值守變電站之間、國內(nèi)外變電站自動(dòng)化系統(tǒng)之間都還有很大的差異。 全面實(shí)現(xiàn)變電站無人值守對(duì)我國電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 : 1)大幅度提高了運(yùn)行可靠性； 2)加快了對(duì)事故處理的速度； 3)提高了電力行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率； 4)降低了電力基礎(chǔ)建設(shè)成本； 5)降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。 多種變電站的型式中屋內(nèi)型變電站受到各方面的重視，在最近幾年得到飛速發(fā)展，由于屋內(nèi)變電站允許安全凈距小 且可以分層布置而使占地面積較小并且室內(nèi)變電站的維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減輕維護(hù)工作量，變電所運(yùn)行不受氣候影響。 在變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電器的發(fā)展，特別是智能化開關(guān)設(shè)備、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段，這些新技術(shù)的日趨成熟帶來全數(shù)字化的變電站新概念。 數(shù)字化變電站三個(gè)最重要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能 共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。 依據(jù)我國電力工業(yè)實(shí)際情況國情，電力系統(tǒng)的變電所運(yùn)行技術(shù)有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一些新的趨勢(shì)。 制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量以及電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的提高，為變電站接河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 線簡化提供了可能。例如，高壓斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間縮短。 近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，電氣設(shè)備趨于無油化，采用 SF6 氣體絕緣的 設(shè)備價(jià)格不斷下降，伴隨著國產(chǎn) GIS 向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展要求新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，所以設(shè)計(jì)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，這使得占地面積有效減少。 變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)新興的用以提高變電站運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。 變電站設(shè)計(jì)的主要原則 變電站設(shè)計(jì)的基本原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效，時(shí)效性和和諧性的統(tǒng)一。變電站設(shè)計(jì)的分類可依據(jù)變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模 3 個(gè)層次進(jìn)行劃分。 (1)按照變電站布置方式分類： 110kV 變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電站 3 類。戶外變電站是指最高電壓等級(jí)的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶外或者戶內(nèi)的變電站。半地下變電站是指主變布置在地上， 其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。 (2)按配電裝置型式分類： 110kV 配電裝置可再分為常規(guī)敞開式開關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣設(shè)備兩類。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 (3)按變電站規(guī)模進(jìn)行分類：例如戶外 AIS 變電站，可按最高電壓等級(jí)的出線回路數(shù)和主變臺(tái)數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。 第 2 章電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設(shè)備相互之間的連接關(guān)系，以及本變電站 (或發(fā)電廠 )與電力系統(tǒng)的電氣連 接關(guān)系，電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。主接線的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。 電氣主接線設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 對(duì)電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)規(guī)模龐大的、嚴(yán)密的整體，各個(gè)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，其主接線的質(zhì)量的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。 (1) 運(yùn)行的可靠性 運(yùn)行可靠性的幾個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：斷路器檢修時(shí)是否影響導(dǎo)致供電中斷；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電支路數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的不間斷供電。 (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)度指令靈活的改變運(yùn)行方式，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快的將有關(guān)設(shè)備或線路退出系統(tǒng)運(yùn)行。盡量做到切除故障停電時(shí)間短，影響范圍就最小，并且在檢修時(shí)可以保證電力檢修人員的人身安全。 (3)操作應(yīng)盡可能簡單、方便 主接線應(yīng)簡單清晰、明了、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 運(yùn)行人員掌握。太復(fù)雜的接線不但不便于操作，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)行造成不便或者不必要的停電。 (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)使建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，使其盡可能的發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)效益。 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的基 本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程具體情況，在保證供電安全可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)方便，盡可能地節(jié)省投資，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電 站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。 對(duì)于變電站的電氣主接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用較少斷路器的或不用斷路器的接線，如線路 — 變壓器組接線，若能滿足繼電保護(hù)要求時(shí)，也可使用線路分支接線。為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行各級(jí)電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡，當(dāng)缺乏足夠的技術(shù)資料時(shí)，可采取下列數(shù)據(jù)： 60~70%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則取 20~30%； ~，當(dāng)饋線在三回以下且有大負(fù)荷 時(shí)，取~1； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 ； ４ .線損平均取 5%。 我國《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》對(duì)主接線設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定：在滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在 110~220kV 變電所中，一般采用雙母線。在 35kV 變電所中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線為 2回以上時(shí)，一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。在 6~10kV 變電所，一般采用單母線接線或單母線分段接線。 電氣主接線設(shè)計(jì)步 驟 電氣主接線的設(shè)計(jì)需伴隨著發(fā)電廠或變電站的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性分析調(diào)查階段、工程初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。 （ 1）分析原始資料 包括變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃（ 5~10 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用 ,本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。 電力系統(tǒng)中中性點(diǎn)接地方式 是一個(gè)綜合問題，它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水平有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)附近通信線路的干擾等。我國電力安全規(guī)程規(guī)定 35kV 及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，以保證供電可靠性。對(duì) 110kV 及以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)以防止輸電線路電壓升高而以其它方式保證供電的可靠性。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 包括本地區(qū)負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等 。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計(jì)主接線的基本依據(jù)之一，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接決定著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，