【正文】 2 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 主變臺數(shù)的確定 在變電站中，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。 橋形接線具有接線簡單清晰、設(shè)備少、造價低、易于發(fā)展成為單母線分段或雙母線接線，為節(jié)省投資，在發(fā)電廠或變電站建設(shè)初期，可先采用橋形接線，并預(yù)留位置，隨著發(fā)展逐步建成單母線分段或雙母線接線。 （ 2）正常運行時變壓器操作復(fù)雜。 外橋接線適用于兩回進線、兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。如變壓器發(fā)生故障時，僅故障變壓器回路的斷路器自動跳閘， 10 其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。 一臺半斷路器接線，目前在國內(nèi)、外已較廣泛實用于大型發(fā)電廠和變電站的 330～500KV 的配電裝置中。 ⑦ 與雙母線帶旁路母線接線和雙斷路器雙母線接線相比， 一臺半 斷路器接線所需的開關(guān)電器數(shù)量少，配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，投資也相應(yīng)減少。 ⑤ 操作方便、安全。 優(yōu)點： ① 檢修任一臺斷路器時，都不會造成任何回路停電，也不需進行切換操。 9 雙斷路器雙母線接線的主要缺點是投入使用的斷路器大多，設(shè)備投資大，配電裝置占地面積和維護工作量都相應(yīng)地增大了許多，故在 220KV 及以下配電裝置 中很少采用。 雙斷路器雙母線接線的優(yōu)點是 : ① 任何一組母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進行檢修時都不會造成停電。 ③ 檢修線 路斷路器時要中斷對用戶的供電，這對重要用戶來說是不允許的。 ⑧ 擴建方便，且在擴建施工時不需停電。 ⑥ 便于試驗。 ② 檢修任一母線隔離開關(guān)時，只需停運該回路。它具有兩組結(jié)構(gòu)相同的母線，每一回路都經(jīng)一臺斷路器、兩組隔離開關(guān)分別連接到兩組母線上，兩組母線之間通過母聯(lián)斷路器來實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。 為了克服上述單母線分段接線的缺點，發(fā)展了雙母線接線。 7 圖 2 單母線分段接線 雙母線接線 優(yōu)缺點分析： ① 可靠性高。 ② 旁路斷路器兼作分段斷路器接線。 ③ 電壓為 110～ 220KV 時，出線回路數(shù)為 3～ 4回為宜。 單母線分段接線與單母線接線相比提高了供電可靠性和靈活性。 缺點： ① 任一分段母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，連接在該分段母線上的所有進出回路都要停止工作，這對于容量大、出線回路數(shù)較多的配電裝置仍是嚴(yán)重的缺點。 ③ 運行比較靈活。如采用斷路器分段的單母線接線，并將重要用戶采用分別接于不同母線段的雙回路供電，足可以克服上訴缺點。 這樣做的好處是兩段母線可以輪流檢修，縮小了檢修母線時的停電范圍，即檢修任一段母線時，只需斷開與該段母線連接的引出線和電源回路拉開分段隔離開關(guān)，另一段母線仍可繼續(xù)運行。任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修均需使整個配電裝置停電。 主接線的設(shè)計和論證 依據(jù)變電站的性質(zhì)可選擇單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、外橋型接線、內(nèi)橋型接線、五種主接線方案，下面逐一論證其接線的利弊。 （ 3） 要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。在不影響連續(xù)供電或停運時間最短的情況下，投入新裝機組，變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作最少。從系統(tǒng)的長遠規(guī)劃來設(shè)計，應(yīng)滿足靈活性要求。 （ 3） 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。 （ 2） 裝有兩臺及以上的變壓器的變電所，當(dāng)其中一臺事故斷開時 ，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該變電所 60%— 70%的全部負(fù)荷，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證車間的一、二級負(fù)荷供電。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用戶是在同一時刻完成的，所以主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝備的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線 圖，稱為主接線電路圖。企業(yè)供配電。北京：中國水利電力出版社。 Ω的 黃土上。c ，最熱月地面 處土壤平均 176。 距本變電所 7Km 處有一系統(tǒng)變電所，由該變電所用 35KV 雙回路架空線路向待定設(shè)計的變電所供電，在最大運行方式下，待設(shè)計的變電所高壓母線上的短路功率為 1080MVA 。 待設(shè)計的變電所 10KV 無電源。c ，電纜出線凈距 100mm。 三、設(shè)計任務(wù) 1 、設(shè)計本變電所的主電路，論證設(shè)計方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺數(shù)； 2 、設(shè)計本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺數(shù)； 2 3 、計算短路電流； 選擇導(dǎo)體及電氣設(shè)備 。 周問俊主編。北京：中國水 利水電出版社， 電力專業(yè)相關(guān)教材和其它相關(guān)電氣手冊和規(guī)定 3 1 電氣主接線設(shè)計方案 電氣主接線概述 為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來。 主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。必須全面分析有關(guān)影響因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。 主接線設(shè)計的基本要求 電氣主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求，其具體要求如下： 可靠性 其具體要求如下： 4 （ 1） 斷路器檢修時不應(yīng)影響供電。防止系統(tǒng) 因為某設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)解裂。 （ 1） 調(diào)度時應(yīng)該可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式，檢修運行方式以及特殊運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 經(jīng)濟性 主接線滿足可靠性，靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。 （ 4） 如能滿足系統(tǒng)的安全運行及繼電保護要求， 35kV 及其以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 單母線接線 單母線接線的特點是每一回線路均經(jīng)過一臺斷路器和隔離開關(guān)接于一組母線上。 (2)、單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。但是，若兩個電源取并列運行方式，則當(dāng)某段母線故障時，所有電源開關(guān)都將自動跳閘，全部裝置仍需短時停電，需待用分段隔離開關(guān)將故障的母線段分開 后才能恢復(fù)非故障母線段的供電。 對用斷路器分段的單母線的評價為 : 6 優(yōu)點： ① 具有單母線接線簡單、清晰、方便、 經(jīng)濟、安全等優(yōu)點。分段斷路器可以接通運行，也可斷開運行。 ② 檢修任一 電源或出線斷路器時，該回路必須停電。但是，當(dāng)電源容量較大、出線數(shù)目較多時，其缺點更加明顯。 （ 3） 單母線分段帶 旁路母線的接線 為克服出線斷路器檢修時該回路必須停電的缺點，可采用增設(shè)旁路母線的方法。 優(yōu)點： 單母分段帶旁路接線與單母分段相比，帶來的唯一好處就是出線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。 可輪流檢修母線而不影響正常供電。按每一回路所連接的斷路器數(shù)目不同，雙母線接線有單斷路器雙母線接線、雙斷路器雙母線接線、一臺半斷路器接線（因兩個回路共用三臺斷路器，又稱二分之三接線）三種基本形式。 雙母線接線有兩種運行方式，一種運行方式是一組母線工作，一組母線備用，母聯(lián)斷路器在正常運行時是斷開的；另一種運行方式是兩組母線同時工作，母聯(lián)斷路器在正常運行時是接通的，這時每一回路都固定連接于某一組母線上運行，故亦稱固定連接運行方式。 ③ 母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電。在個別回路需要單獨進行試驗時，可將諒回路單獨接至一組母線上隔離起來進行。 由于雙母線具有上述優(yōu)點，被廣泛用于 10一 220kV 出線回路較多且有重要負(fù)荷的配電裝置中。 ④ 于單母線接線相比，雙母線接線的母線長，隔離開關(guān)數(shù)目倍增，這將使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積增大，投資明顯增加。 ② 任何一臺斷路器檢修時都不需停電。但隨著電力系統(tǒng)容量的增大，輸電距離的增加，出于對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的考慮，這種接線在 330KV 及以上超高壓變電站中的應(yīng)用將日益廣泛。 ② 線路發(fā)生故障時，只是該回路被切除， 裝置的其他元件仍繼續(xù)工作。隔離開關(guān)僅作隔離電源用，不易產(chǎn)生誤操作。 缺點就是二次線和繼電保護比較復(fù)雜，投資較大。當(dāng)進出線回路數(shù)為 6回及以上，并咋系統(tǒng)中占重要地位時，宜采用一個半斷路器接線。 (2)線路投入與切除時，操作復(fù)雜。 圖 3 外橋接線 內(nèi)橋型接線 內(nèi)橋接線，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè) （靠變壓器側(cè)），此時線路經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點，構(gòu)成獨立單元；而變壓器支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接電相連，是非獨立單元。 （ 3）橋回路故障或檢修時兩個單元之間失去聯(lián)系；同時，出線斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。 主接線方案的比較選擇 11 35kV 側(cè)出線 2回， 10kV 側(cè)出線 6回，終期出線 8回?！?35～ 110KV變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，主變壓器的臺數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。 正確選擇變壓器的臺數(shù)，對實現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟和合理供電具有重要意義。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變器的容量。 主變形式的選擇 變壓器繞組的連接方式 12 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相一致，否則不能并列運行。 由于 35KV 采用星形連接方式與 220KV、 110KV 系統(tǒng)的線電壓相位角為零度（相位 12點），這樣當(dāng)電壓為 220\110\35KV，高、中壓為自耦連接時，變壓器的第三繞組加接線方式就不能三角形連接，否則就不能與現(xiàn)有 35KV 系統(tǒng)并網(wǎng)。 冷卻方式的選 擇 主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。 5%以內(nèi)；另一種是有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%，設(shè)置有載調(diào)壓的原則如下： 對于 220KV 及以上的降壓變壓器，反在電網(wǎng)電壓可能有較大變化的情況下，采用有載調(diào)壓方式，一般不宜采用。 普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為177。故本次設(shè)計 13 選用主變的調(diào)壓方式為有載調(diào)壓。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。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。只是線路中電流增大、電壓降低而已。因此本次采用三相短路來計算短路電流，并檢測電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路電流計算的方法和條件 短路電流計算的方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無窮大。 2接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方 式，而不能用僅在切換過程中可能并聯(lián)運行的接 線方式。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟性，不考慮極其稀有的運行方式。 ① 應(yīng)滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的需求，并考慮到遠景發(fā)展需要。 1長期工作條件 （ 1）電壓 選用的電器允許最高工作電壓 Umax 不得低于該回路的最高運行電壓 Ug，即 Umax? Ug （ 2）電流 選用的電器額定電流 Ie 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即 Ie? Ig 由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應(yīng)根據(jù)實際需要確定。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的 單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗。 （ 3）短路的動穩(wěn)定條件 dfsh ii ? （ 72） Ish ? dfI （ 73） 式中 shi — 短路沖擊電流峰值（ kA）； Ish — 短路全電流有效值（ kA）； dfi — 電器允許的極限通過電流峰值（ kA）； dfI — 電器允許的極限通過電流有效值（ kA） 。