【正文】 變電站電力系統(tǒng)設(shè)計書1 引言變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。結(jié)合我國電力現(xiàn)狀，為國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價的電能，優(yōu)化發(fā)展變電站，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，擬在某區(qū)域新建一座220KV變電站。我國電力系統(tǒng)的變電站大致分為四大類：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。現(xiàn)階段，全面做好“十二五”發(fā)展規(guī)劃，加快電網(wǎng)重點(diǎn)工程建設(shè)，進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)經(jīng)營管理，推進(jìn)“三集五大”體系建設(shè)，加大科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新力度，繼續(xù)加強(qiáng)“三個建設(shè)”。電力布局由注重就地平衡向全國乃至更大范圍優(yōu)化統(tǒng)籌轉(zhuǎn)變，電力結(jié)構(gòu)由過度依賴煤電向提高非化石能源發(fā)電比重轉(zhuǎn)變，推進(jìn)集約化發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，充分發(fā)揮國家電網(wǎng)在電力市場化、能源清潔化、經(jīng)濟(jì)低碳化、生活方式現(xiàn)代化中的基礎(chǔ)性作用；實現(xiàn)供配電輸送無縫隙，無錯誤。結(jié)合我國電力現(xiàn)狀，為國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價的電能。通過網(wǎng)絡(luò)及雜志我們可以發(fā)現(xiàn)，近年來一些發(fā)達(dá)國家的能源不是很豐富，進(jìn)而導(dǎo)致電力資源不是充足。為了滿足國內(nèi)的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。比較完善的變電站設(shè)計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達(dá)國家通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟(jì)性。該設(shè)計包括以下任務(wù)：（1）主接線的設(shè)計（2）主變壓器的選擇 （3）短路計算 （4）導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇（5）站用電設(shè)計 。2 電氣主接線的方案設(shè)計電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。它們的連接方式對供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： （1）運(yùn)行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負(fù)荷的供電?？煽宽憫?yīng)包含：斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目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。　　 （2）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，.主接線正常運(yùn)行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，不中斷向用戶的供電并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。此外，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，在選擇主接線時靈活性還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。　　 （3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資使其發(fā)揮最大的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（4）操作應(yīng)盡可能簡單、方便?！　≈鹘泳€應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)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(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，而且也會給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中還要考慮到系統(tǒng)專業(yè)對主接線提供的具體資料系統(tǒng)設(shè)備容量大小，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠，變電所接入的電壓等級一般不超過兩種。 主接線方式介紹（1）單母線接線適用范圍：6~10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；35~63kV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110~220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。（2）單母線分段接線適用范圍：6~10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；35kV配電裝置出線回路數(shù)為4~8回時；110~220kV配電裝置出線回路數(shù)為3~4回時。（3）單母分段帶旁路母線這種接線方式在進(jìn)出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35~110kV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。（4）雙母線接線適用范圍：6~10kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時；110~220kV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110~220kV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。（5）雙母線分段接線雙母線分段可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。根據(jù)原始資料的分析現(xiàn)列出兩種主接線方案。方案一：220KV側(cè)雙母接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110～220KV出線數(shù)為5回及以上時。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。110kV出線10回（其中備用2回），110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為80000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，其他地區(qū)變電所進(jìn)線總負(fù)荷為100MVA。根據(jù)條件選擇雙母接線方式。10kV出線12回（其中備用2回），10kV側(cè)總負(fù)荷為35000kVA，Ⅰ、Ⅱ類用戶占60%，最大一回出線負(fù)荷為2500kVA。選擇單母分段接線方式。方案主接線圖如下： 圖21主接線方案一方案二：220KV側(cè)雙母帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而由于本回路為重要負(fù)荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。主接線如下圖： 圖22 主接線方案二 現(xiàn)對兩種方案比較如下：表21主接線方案比較表方案方案一：220kV側(cè)雙母接線，110kV側(cè)雙母接線、10kV側(cè)單母分段接線。方案二、220kV側(cè)雙母帶旁路接線，110kV側(cè)雙母接線、10kV側(cè)單母分段接線。可靠性，設(shè)備本身故障率少；，停電時間較長。；，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性，靈活性差；。；。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對少，投資小。，投資較大；，占地面增加。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的比較，方案二有兩臺變壓器工作，可靠性更好，在靈活性方面，方案二的220kv電壓等級較方案一易于擴(kuò)建和實現(xiàn)自動化，經(jīng)濟(jì)性方面，由于方案二的投入設(shè)備較方案一多，所以在這方面比方案一投入要大，綜合這三個方面，方案二更優(yōu)于方案一，所以確定第二方案為設(shè)計最終方案。3 主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本站用的變壓器，稱為站用變壓器或自用變壓器。 主變壓器的選擇原則（1）主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。（2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運(yùn)時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負(fù)荷，對于一般變電所，當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%～80%。（3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。 主變壓器臺數(shù)的選擇（1）對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。（2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。（3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 主變壓器容量的選擇（1）主變壓器容量一般按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(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)來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，其余變壓器容量在計其過負(fù)荷能力后