【正文】 第 1 頁 共 113 頁 第一部分 設(shè)計(jì)說明書 1 變電所概述及主變壓器的選擇 變電所的概述及其地位 待建變電所在城市近郊，其設(shè)計(jì)目的是向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，還向附近的地區(qū)負(fù)荷供電。該變電所的所址靠近負(fù)荷中心，有利于電能的傳輸。該變電所的設(shè)計(jì)還與附近工礦企業(yè)的規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線路和電纜線路的引入。本變電所所處的地理位置優(yōu)越，地勢平坦、交通條件便利有利于大型設(shè)備的運(yùn)輸和安裝。 本變電所所處的自然條件適宜，無特殊氣象條件的要求。其海拔 ≤ 400m 年最高溫度在 400C 左右， 最低溫度在 150C。這些為電氣設(shè)備的選擇提供了良好的條件。 待建變電所為 220KV 降壓變電所，該變電所設(shè)計(jì)要求有三個電壓等級分別220/110/6KV。該變電所高壓側(cè) 220KV 母線有 3 回出線向負(fù)荷供電；中壓側(cè) 110KV 母線送出 2 回線路向附近煉鋼廠供電；在低壓 6KV 母線送出 10 回線路向地區(qū)負(fù)荷供電。因此，根據(jù)變電所的電壓等級和出線回數(shù)結(jié)合變電所的分類標(biāo)準(zhǔn)，可知該所在系統(tǒng)中有較高的地位，可以確定本變電所為地區(qū)變電所。 主變壓器的選擇 主變壓器的容量和臺數(shù)的選擇 根據(jù) 220～ 500KV 變電 所設(shè)計(jì)規(guī)范 要求對主變壓器進(jìn)行合理的選擇。 [3] （ 1）主變壓器的容量和臺數(shù)應(yīng)根據(jù)變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇。對于城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。 調(diào)壓方式的選擇 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換的分接頭，從而改變變壓器的變比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶負(fù)荷切換稱為無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 177。 5%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%。設(shè)置有載調(diào)壓的原則： （ 1）對于 220KV 及以上的降壓變壓器，僅在電網(wǎng)電壓可能有較大的變化的情況下采用有載調(diào)壓。 第 2 頁 共 113 頁 （ 2）對于 110KV 及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 自藕變壓器的選擇 （ 1）用作聯(lián)絡(luò)變壓器時，其高中壓側(cè)功率交換很大，而且方向不定其第三繞組一般備用。由于正常運(yùn)行高中壓側(cè)的功率交換要求高，中壓繞組間的阻抗小所以采用降壓型自藕變壓器。 （ 2）用作降壓變壓器時， 220KV 及以上的變電站中主變壓器一般選擇自藕變壓器。 （ 3）在 電力系統(tǒng)中采用自藕變壓器后，自藕變壓器的中性點(diǎn)必須直接接地，或經(jīng)小阻抗接地。以免高壓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地時，自藕變壓器中壓繞組出現(xiàn)過電壓。 根據(jù)以上原則結(jié)合本變電所設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，對本變電所的主變進(jìn)行選擇。由于設(shè)計(jì)任務(wù)書已明確給出了要求采用兩臺型號完全相同的三相自藕變壓器，其調(diào)壓方式為有載調(diào)壓，容量給出為 31500KVA。因此，本次設(shè)計(jì)就省去了負(fù)荷的計(jì)算，使對變壓器容量選擇的工作量有所減少。根據(jù)《電力變壓器手冊》查得選用 OSFPSZ31500/220 型號的自藕變壓器。 自藕變壓器參數(shù) 額定容量 型 號 電壓等級 短路電壓百分比 31500KVA OSFPSZ 31500/220 高 中 低 高 中 低 220 121 810% 2834% 1824% 空載損耗 負(fù)載損耗 短路電流百分 比容量分配 制造商 32KW 121KW % 100/100/50 沈變 2 主接線方案確定 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 按《 220～ 500KV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ288 規(guī)定變電所的主接線應(yīng)根 據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量 、 負(fù)荷性質(zhì) 、 線路 、 變壓器連接元件的總數(shù)等條件確定。并綜合考慮供電的可靠 、 運(yùn)行靈活 、 操作檢修方便 、 投資節(jié)約 、 擴(kuò)建方便等要求。 可靠性 [3] 第 3 頁 共 113 頁 （ 1）斷路器停電檢修時，對供電的影響程度。 （ 2）進(jìn)線或出線回路故障，斷路器拒動時停電范圍和停電時間。 （ 3）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)的回數(shù)以及能否保證對重要用戶的供電。 靈活性 （ 1）滿足接線過度的靈活性。一般變電所都是分期建設(shè)的，從初期接線到最終接線的形成，中間要經(jīng)過多次擴(kuò) 建主接線的設(shè)計(jì)要考慮接線過度過程中停電范圍最小。設(shè)備的搬遷最少或不進(jìn)行設(shè)備搬遷。 （ 2）滿足處理事故的靈活性。變電所內(nèi)部或系統(tǒng)發(fā)生故障后，能迅速地隔離故障部分，盡快恢復(fù)供電的方便性和靈活性，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。 經(jīng)濟(jì)性 主接線設(shè)計(jì)時，在滿足可靠性和靈活性的前提下盡量投資省、占地面積少、電能損耗少。 主接線方案的綜合比較 220KV 側(cè)主接線比較 按 SDJ288220～ 500KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 規(guī)定 [3]220KV配電裝置當(dāng)出線回數(shù)在 4回以上的一般采用雙母線接線。本次 設(shè)計(jì)考慮了兩種方案：方案 I 采用雙母線接線；方案II采用雙母線單分段接線。 方案 I 方案II 第 4 頁 共 113 頁 可 靠性 優(yōu)點(diǎn)：雙母線接線供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。當(dāng)一組母線故障時能迅速恢復(fù)供電。 雙母線單分段與雙母線有相似之處，它是在雙母線的一條母線上增加了分段斷路器。另 外還在兩母線之間增加了一組母聯(lián)斷路器和隔離開關(guān)。 第 5 頁 共 113 頁 缺點(diǎn)：增加一組母線，每回路就須要增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障和檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作可以通過 在隔離開關(guān)這種接線克服了雙母線存在的全停電的可能性的缺點(diǎn)，縮小了故障的停電范圍提高了接線的可靠性。其缺點(diǎn)是接線復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作。 第 6 頁 共 113 頁 和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置來解決。 靈活 性 根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行的需要，各元件可以靈活地接到任意母線上供電。對于母線檢修和故障處理帶來極大的其靈活性和雙母線相比有較大的提高，它可以在分段母線的任意分段上進(jìn)行供電。各電源和各回路負(fù)荷 第 7 頁 共 113 頁 方便，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。便于試驗(yàn)，當(dāng)個別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時，可將該回路分開單獨(dú)接至一組母線可以任意分配到某段母線上，當(dāng)母聯(lián)斷路器故障時也可以不停電。方便向母線左右任意方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線電源和負(fù)荷的均勻分配 第 8 頁 共 113 頁 上。 經(jīng)濟(jì)性 增加一組母線使每回線路就需要增加一組母線隔離開關(guān)，增加了配電裝置的占地面積和工程投資。 與方案 I相比其增加了兩組斷路器和隔離開關(guān)增加了設(shè)備的投資，其經(jīng)濟(jì)性較差。 在本次設(shè)計(jì)中 220KV 斷路器采用六氟化硫斷路器，其檢修周期長可靠性高。切出線回數(shù)少，一回線路停運(yùn)時另一回路繼續(xù)供電仍能滿足要求。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性與技術(shù)性后，本設(shè)計(jì) 220KV 側(cè)采用雙母線接線。 110KV 側(cè)主接線比較 110KV 出線僅兩回接線，按規(guī)程要求一般采用橋型接線。本設(shè)計(jì)方案： I采用內(nèi)橋接線；方案： II 采用單母線接線。 方案 I 方案 II 第 9 頁 共 113 頁 可 靠性 優(yōu)點(diǎn)：線路的投入和切除操作方便 ,線路故障時僅故障線路斷路器斷開其它線路和變壓器不受影響 ,供電可靠性高。所用斷路器數(shù)少 ,四個回路中只需三臺斷路器。 缺點(diǎn)：當(dāng)橋斷路器檢修停運(yùn) ,優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、清晰、采用設(shè)備少造價低、操作方便、擴(kuò)建 容易。 缺點(diǎn)：①母線檢修或母線短路要造成整個裝置停電。 ②母線故障和母線隔離開關(guān)檢修也將造成全部停電。 第 10 頁 共 113 頁 兩回路需要解列運(yùn)行。變壓器的投入和切除復(fù)雜；出線斷路器檢修時 ,線路需要較長時間停電。 ③線路或電源側(cè)發(fā)生短路故障相應(yīng)斷路器拒動也會造成全部停電。 因此，可見單母線接線可靠性較差。 靈活性 每一回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器都不致中斷供電。隔離開關(guān)作為在每一個元件故障或檢修均要造成停電，由于沒有其它回路可以切換不能實(shí)現(xiàn)靈活調(diào) 第 11 頁 共 113 頁 隔離電壓的器件只在檢修時起隔離電源的作用。兩條線路可以輪流供電，可以適應(yīng)調(diào)度的靈活性。 度。因此，單母線接線靈活性較差，只適合與供電要求不高的場所。 經(jīng)濟(jì)性 所用的斷路器數(shù)目少，切無須匯流母線節(jié)約材料。安裝簡單方便，占地面積少節(jié)約投資。 與方案 I相比需增設(shè)匯流母線使占地面積增加，且斷路器數(shù)目有所增加加大了設(shè)備的投資。 由于在 110KV 側(cè)主接線中的斷路器采用了可靠性較好的空氣斷路器，其運(yùn)行可靠檢修