【正文】 2 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 主變臺(tái)數(shù)的確定 在變電站中，用來(lái)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(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、造價(jià)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(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 外橋接線適用于兩回進(jìn)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(guò)的發(fā)電廠和變電站中。如變壓器發(fā)生故障時(shí)，僅故障變壓器回路的斷路器自動(dòng)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(tái)半斷路器接線，目前在國(guó)內(nèi)、外已較廣泛實(shí)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(tái)半 斷路器接線所需的開(kāi)關(guān)電器數(shù)量少，配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，投資也相應(yīng)減少。 ⑤ 操作方便、安全。 優(yōu)點(diǎn)： ① 檢修任一臺(tái)斷路器時(shí)，都不會(huì)造成任何回路停電，也不需進(jìn)行切換操。 9 雙斷路器雙母線接線的主要缺點(diǎn)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(hù)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(diǎn)是 : ① 任何一組母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)都不會(huì)造成停電。 ③ 檢修線 路斷路器時(shí)要中斷對(duì)用戶的供電，這對(duì)重要用戶來(lái)說(shuō)是不允許的。 ⑧ 擴(kuò)建方便，且在擴(kuò)建施工時(shí)不需停電。 ⑥ 便于試驗(yàn)。 ② 檢修任一母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需停運(yùn)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(tái)斷路器、兩組隔離開(kāi)關(guān)分別連接到兩組母線上，兩組母線之間通過(guò)母聯(lián)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。 為了克服上述單母線分段接線的缺點(diǎn)，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(diǎn)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(shí)，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(diǎn)： ① 任一分段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，連接在該分段母線上的所有進(jìn)出回路都要停止工作，這對(duì)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(diǎn)。 ③ 運(yùn)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(diǎn)。 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(shí)的停電范圍，即檢修任一段母線時(shí)，只需斷開(kāi)與該段母線連接的引出線和電源回路拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，另一段母線仍可繼續(xù)運(yùn)行。任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修均需使整個(gè)配電裝置停電。 主接線的設(shè)計(jì)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(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。在不影響連續(xù)供電或停運(yùn)時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組，變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作最少。從系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃來(lái)設(shè)計(jì)，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(yùn)的可能性。 （ 2） 裝有兩臺(tái)及以上的變壓器的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)事故斷開(kāi)時(shí) ，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(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證車間的一、二級(jí)負(fù)荷供電。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用戶是在同一時(shí)刻完成的，所以主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)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(guó)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(jì)的變電所供電，在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計(jì)的變電所高壓母線上的短路功率為 1080MVA 。 待設(shè)計(jì)的變電所 10KV 無(wú)電源。c ，電纜出線凈距 100mm。 三、設(shè)計(jì)任務(wù) 1 、設(shè)計(jì)本變電所的主電路，論證設(shè)計(jì)方案是最佳方案，選擇主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)； 2 、設(shè)計(jì)本變電所的自用電路，選擇自用變壓器的容量和臺(tái)數(shù)； 2 3 、計(jì)算短路電流； 選擇導(dǎo)體及電氣設(shè)備 。 周問(wèn)俊主編。北京：中國(guó)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(cè)和規(guī)定 3 1 電氣主接線設(shè)計(jì)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(lái)。 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(jì)的首要部分。必須全面分析有關(guān)影響因素，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)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(shí)不應(yīng)影響供電。防止系統(tǒng) 因?yàn)槟吃O(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)解裂。 （ 1） 調(diào)度時(shí)應(yīng)該可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 經(jīng)濟(jì)性 主接線滿足可靠性，靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 4） 如能滿足系統(tǒng)的安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求， 35kV 及其以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。 單母線接線 單母線接線的特點(diǎn)是每一回線路均經(jīng)過(guò)一臺(tái)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)接于一組母線上。 (2)、單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。但是，若兩個(gè)電源取并列運(yùn)行方式，則當(dāng)某段母線故障時(shí)，所有電源開(kāi)關(guān)都將自動(dòng)跳閘，全部裝置仍需短時(shí)停電，需待用分段隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi) 后才能恢復(fù)非故障母線段的供電。 對(duì)用斷路器分段的單母線的評(píng)價(jià)為 : 6 優(yōu)點(diǎn)： ① 具有單母線接線簡(jiǎn)單、清晰、方便、 經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)。分段斷路器可以接通運(yùn)行，也可斷開(kāi)運(yùn)行。 ② 檢修任一 電源或出線斷路器時(shí)，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(shí)，其缺點(diǎn)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(shí)該回路必須停電的缺點(diǎn)，可采用增設(shè)旁路母線的方法。 優(yōu)點(diǎn)： 單母分段帶旁路接線與單母分段相比，帶來(lái)的唯一好處就是出線斷路器故障或檢修時(shí)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(tái)半斷路器接線（因兩個(gè)回路共用三臺(tái)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(yùn)行方式，一種運(yùn)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(yùn)行時(shí)是斷開(kāi)的；另一種運(yùn)行方式是兩組母線同時(shí)工作，母聯(lián)斷路器在正常運(yùn)行時(shí)是接通的，這時(shí)每一回路都固定連接于某一組母線上運(yùn)行，故亦稱固定連接運(yùn)行方式。 ③ 母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電。在個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將諒回路單獨(dú)接至一組母線上隔離起來(lái)進(jìn)行。 由于雙母線具有上述優(yōu)點(diǎn)，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(zhǎng)，隔離開(kāi)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(tái)斷路器檢修時(shí)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(shí)，只是該回路被切除， 裝置的其他元件仍繼續(xù)工作。隔離開(kāi)關(guān)僅作隔離電源用，不易產(chǎn)生誤操作。 缺點(diǎn)就是二次線和繼電保護(hù)比較復(fù)雜，投資較大。當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 6回及以上，并咋系統(tǒng)中占重要地位時(shí)，宜采用一個(gè)半斷路器接線。 (2)線路投入與切除時(shí)，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(shí)線路經(jīng)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；而變壓器支路只經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)與橋接電相連，是非獨(dú)立單元。 （ 3）橋回路故障或檢修時(shí)兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同時(shí)，出線斷路器故障或檢修時(shí)，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(jì)規(guī)范》規(guī)定，主變壓器的臺(tái)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(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。 正確選擇變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)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(lái)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(yùn)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(diǎn)），這樣當(dāng)電壓為 220\110\35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，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(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)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(dá) 30%，設(shè)置有載調(diào)壓的原則如下： 對(duì)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(jì) 13 選用主變的調(diào)壓方式為有載調(diào)壓。每臺(tái)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(tái)所用變壓器故障或檢修停電時(shí)，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(yùn)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(lái)計(jì)算短路電流，并檢測(cè)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 短路電流計(jì)算的方法和條件 短路電流計(jì)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(shí)，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(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無(wú)窮大。 2接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)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(guò)程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接 線方式。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。 ① 應(yīng)滿足正常運(yùn)行，檢修，短路和過(guò)電壓情況下的需求，并考慮到遠(yuǎn)景發(fā)展需要。 1長(zhǎng)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(yùn)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(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即 Ie? Ig 由于變壓器短時(shí)過(guò)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(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)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(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 （ 3）短路的動(dòng)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(guò)電流峰值（ kA）； dfI — 電器允許的極限通過(guò)電流有效值（ kA） 。