【正文】 變電站電力設(shè)計項目方案第一章 緒 論 概述：本次設(shè)計主要依據(jù)為給出的設(shè)計任務(wù)書，主要資料為：《電力工程電氣設(shè)計手冊》(1)、(2)《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》《繼電保護原理》《高電壓技術(shù)》《發(fā)電廠電氣部分》《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料》《電力工業(yè)常用設(shè)備手冊》 電氣主接線方案：采用110KV側(cè)為橋型接線方式，35KV側(cè)為雙母線接線方式，10KV側(cè)為單母線分段接線方式，具體方案詳見后。 短路電流計算：首先將整個系統(tǒng)化簡為最大運行方式和最小運行方式的正序網(wǎng)絡(luò)圖，具體見后。 導體和電器的選擇與設(shè)計：本變電站海拔高度850M，可不校驗海拔高度位于III類氣象區(qū)，最高溫度39度，年最低溫度22度，溫度校驗可忽略。詳細見后。 防雷計算：對于本變電站的直擊雷過電壓保護采用避雷針，即在變電站四個角分別架設(shè)4支等高的避雷針，經(jīng)過計算，可保護全變電站，詳細見后。 接地網(wǎng)設(shè)計：本設(shè)計中采用以水平接地體為主，帶垂直接地體的人工接地體，全所鋪設(shè)長條形均壓帶，每條均壓帶間隔6M，詳細見后。第二章 電氣主接線設(shè)計變電站的電氣主接線指由各種電氣元件如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等按照一定的要求和順序連接起來構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電的電氣回路。電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對變電站的電氣設(shè)備選擇，配電裝置的布置，繼電保護和自動裝置的確定等都有重大的影響。因此在選擇變電站的電氣主接線時，應(yīng)注意變電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件，按照電氣主接線設(shè)計的一般原則和要求，經(jīng)過慎密的比較和嚴格的論證才能保證在建成使用的過程中不致有任何無法彌補的失誤。 電氣主接線設(shè)計原則： 合理地確定變壓器的運行方式。確定運行方式總的原則是安全、經(jīng)濟地保證對用戶安全、連續(xù)的供電。 接線方式的確定。變電站建設(shè)規(guī)模應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計，在主接線設(shè)計時，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)待設(shè)計變電站在系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、負荷情況、周圍環(huán)境條件等，確定合理的設(shè)計方案。 設(shè)計主接線的設(shè)計要求：在設(shè)計電氣主接線時，應(yīng)使其滿足供電可靠性、運行靈活性和經(jīng)濟性等基本要求。 可靠性：供電可靠性是電力生產(chǎn)和配電的基本要求，電氣主接線也必須滿足這個要求，而又如何使主接線運行有無充分的可靠性：1） 斷路器檢修時，能否不影響供電；2） 線路、斷路器或母線的故障時，以及母線檢修時，停電出線回路的多少 和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；3） 變電站全部停運的可能性。4） 滿足用戶的供電可靠性的要求。 靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面：1） 調(diào)度靈活，操作簡單。能靈活的進行運行方式的轉(zhuǎn)換，不僅正常運行時能安全可靠的供電，而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時，也能根據(jù)調(diào)度的要求靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小，甚至于不影響供電。2） 檢修安全。應(yīng)能方便地停運斷路器，母線及繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不影響變電站的正常運行及對用戶供電。3） 擴建方便。應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。 經(jīng)濟性：在滿足供電可靠性、靈活性及技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟合理：1） 投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān) 等一次設(shè)備投資，要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備。2） 占地面積小，電氣主接線的設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng) 造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)導線、絕緣子及安裝費用。3） 電能損耗少。經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和 臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。 選擇主接線的接線形式： 主接線形式設(shè)計： 110K側(cè)接線方式：為了保證對用戶供電的可靠性，變電站的主變壓器一般不多于兩臺，且根據(jù)原始資料，由110KV系統(tǒng)供給電源，電源進線兩回，屬于雙電源供電。按照《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》確定110K側(cè)接線方式方案。方案一：內(nèi)橋接線；方案二：雙母線帶旁路接線。 內(nèi)橋接線（如圖a）優(yōu)點：1) 高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器；2) 通過加裝正常斷開運行的跨條，當出線斷路器檢修時，不影響對任 何一回線路的供電；3) 在跨條上加裝兩組隔離開關(guān)后，可以輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)而不影響對負荷的供電。缺點：1) 變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運；2) 不利于擴建。 圖a ：內(nèi)橋接線 圖b：雙母線帶旁路接線 雙母線帶旁路接線（如圖b）優(yōu)點：檢修斷路器時不中斷該回路供電。 使運行更加靈活，保證了供電的可靠性。1) 當其中一個電源點發(fā)生故障時，可以由另一電源供電。2) 當其中一回進線斷路器發(fā)生故障，根據(jù)系統(tǒng)潮流分布，系統(tǒng)又 不允許另一回路向它供電，由旁路斷路器代替通過旁路母線供電，而不至于造成全站失電。 缺點：1) 所用的斷路器、隔離開關(guān)增加，同時又增加了一條母線，使得占地面積增加，提高了造價；2) 設(shè)備多導致操作復雜。 35KV側(cè)接線方式：根據(jù)原始資料可知，35KV側(cè)出線較多，又一、二類負荷占得比例大，按照《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》確定35KV側(cè)接線方式方案。方案一：單母線分段接線方案二：雙母線接線 單母線分段接線(如圖c)優(yōu)點：1) 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路， 有兩個電源供電。2) 當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段 母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。3) 簡化低壓側(cè)的繼電保護裝置。缺點：1) 當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2) 檢修任一回路必須停該回路的斷路器停止該回路供電。3) 擴建時需向兩個方向擴建。 圖c：單母線分段接線 圖d：雙母線接線 雙母線接線（如圖d）優(yōu)點：1） 采用雙母線接線可進行倒閘操作，有利于刀閘的檢修，避免了因負荷大使刀閘發(fā)熱從而引發(fā)線路停電；2） 倒閘操作后有利于母線的檢修，而不影響對負荷的供電。缺點：1） 檢修刀閘必須使線路停電；2） 占地面積大。 10KV側(cè)接線方式由原始資料可知，待設(shè)計變電站有10KV出線10回，出線數(shù)量較多，且一、二類負荷占的比例大，根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》確定10KV側(cè)接線方式。 單母線接線（如圖e）優(yōu)點：1) 接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便。2) 便于擴建，節(jié)省投資和占地。缺點：1) 不夠靈活可靠，當母線停運（母線檢修、故障、線路故障后線路保護或斷路器拒動）將使全部支路停運，且停電時間長。2) 單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障母線分開后才能恢復非故障段的供電。適用范圍：一般只適用于一臺主變壓器的以下三種情況：（1）．610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；（2）．3563KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；（3）．110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。圖e：單母線接線 單母線分段接線(如圖c)優(yōu)點：1) 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。2) 當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。3) 簡化低壓側(cè)的繼電保護裝置。缺點：1) 當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2) 任一回路的斷路器檢修，該回路必須停止工作。3) 擴建時需向兩個方向擴建。適用范圍：610KV配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時。 主接線的技術(shù)經(jīng)濟比較： 110KV側(cè)接線方案的經(jīng)濟技術(shù)比較：1) 可靠性：內(nèi)橋接線：當線路斷路器、橋聯(lián)斷路器檢修時，通過跨條不會使線路停電，而且檢修任意一組隔離開關(guān)均不會使線路停電。雙母線帶旁路接線： 當一條母線有故障時，連接在該母線上的重要用戶可以通過倒閘操作由另一母線向用戶保持正常供電。雙母線接線供電可靠，兩組母線可互為利用。同時，檢修線路開關(guān)時通過旁帶線路可不間斷對用戶的供電。3） 靈活性：通過以上對運行可靠性的比較，內(nèi)橋接線方式運行靈活性高而且簡單明了易于操作。而雙母線帶旁路接線方式刀閘操作比較復雜，容易導致誤操作。4） 經(jīng)濟性：內(nèi)橋接線配電裝置簡單，故所用設(shè)備較少，占地面積小，故經(jīng)濟性高。根據(jù)以上兩種接線方式的比較，110KV系統(tǒng)采用內(nèi)橋接線。 35KV側(cè)接線方案的經(jīng)濟技術(shù)比較：1）可靠性 ：雙母線接線：當一條母線有故障時，雖然該母線上的所有線路均跳開，但可以通過倒閘操作由另一條母線恢復對負荷的供電。單母線分段接線：當母線上有故障時，連接在該母線上的電源和出線在故障檢修期間必須全部停電，但另一段母線仍然可以正常供電，縮小了停電范圍，在檢修任一回路的斷路器時，該回路必須停電，其中包括重要用戶，對用戶影響較大。 2）靈活性：通過以上對運行可靠性的比較，雙母線接線對運行的靈活性高。3）經(jīng)濟性：雙母線接線與單母線分段接線相比較，由于雙母線接線運行比較靈活，而又提高了供電的可靠性，雖然比單母線分段接線多用了隔離開關(guān)，增加了投資，但它由于停電造成的損失減少，從長遠利益考慮，比較合算。所以總結(jié)以上比較， 我們35KV側(cè)選擇雙母線接線。 10KV側(cè)接線方案的經(jīng)濟技術(shù)比較：1）可靠性：單母線接線：在其母線故障時，連接在母線上的電源和出線在故障檢修期間必須全部停電，不能保證對重要用戶的可靠供電。單母線分段接線：當母線上有故障時，連接在該母線上的電源和出線在故障檢修期間必須全部停電，但另一段母線仍然可以正常供電，縮小了停電范圍。 2）靈活性：通過以上對運行可靠性的比較，單母線分段接線對運行的靈活性高。3）經(jīng)濟性：10KV母線采用單母線接線，所用設(shè)備少，投資省，但設(shè)備檢修造成的停電范圍廣，使得停電造成的經(jīng)濟損失增大。單母線分段接線運行比較靈活，而又提高了供電的可靠性，雖然比單母線接線多用了一臺斷路器和兩臺隔離開關(guān)，增加了投資，但它由于停電造成的損失減少，從長遠利益考慮，比較合算。所以總結(jié)以上比較， 我們10KV側(cè)選擇單母線分段接線。（主接線圖見附圖一）說明：為了供電可靠，35KV、10KV側(cè)對于一、二類重要負荷均采用雙回線供電，對于三類負荷采用單回線供電。第三章 主變壓器選擇主變壓器的選擇主要考慮變壓器的臺數(shù)、容量、變壓器的型式和冷卻方式等。 主變壓器型式的選擇： 變壓器繞組形式的選擇：根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》：不受運輸條件限制，在330KV及其以下的發(fā)電廠和變電站中均采用三相變壓器。 變壓器繞組數(shù)量的選擇：根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》：在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達到該主變?nèi)萘康?5%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無功功率補償設(shè)備時，主變宜采用三繞組變壓器。 繞組的連接方式：根據(jù)《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》：變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和△，我國110KV及以上的電壓等級，變壓器繞組均采用Y連接；35KV電壓等級，變壓器繞組采用Y連接，而35KV以下電壓等級，變壓器繞組均采用△連接。所以待設(shè)計變電站的主變壓器選擇三相、三繞組變壓器。 變壓器調(diào)壓方