【正文】 氣主 接線應(yīng)該在服從可靠性的基本要求下，接線簡單，操作步驟少，以便于運行人員掌握，從而避免誤操作?？梢匀菀椎貜某跗谶^渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 節(jié)約占地面積：主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約用地條件，以節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。 電氣主接線的具體設(shè)計步驟 (1) 分析原始資料 ① 本工程情況 變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量等。 ⑤ 設(shè)備供貨情況 為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可行性。 (3) 短路電流計算 對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。因為 110kV 主接線在系統(tǒng)中有重要地位，會直接影響本地區(qū)的供電，可靠性要求較高，并且后期可能會根據(jù)負荷的增長進行擴建，故選擇單母線與單母線分段接線進行比較，選擇最優(yōu)接線方案。 單母線分段接線如圖 22 所示 圖 22 單母分段接線圖 主要優(yōu)缺點：用斷路器，把單母線接線的母線分段后，對重要用戶可以從 不同段引出兩個冋路，有兩個電源供電，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 35kV側(cè)主接線方案 依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》 35kV 配電裝置有出線 4~8 回時，宜采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。 單母分段接線如圖 23 所示 主要優(yōu) 缺點：用斷路器，把單母線接線的母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，但是此時架空線路可能出現(xiàn)交叉穿越，影星系統(tǒng)穩(wěn)定性；有兩個電源供電。 雙母線接線如圖 24 所示 圖 24 雙母線接線圖 主要有缺點：它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。 35~63kV 配電裝置，當出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多、負荷較大時； 6~10kV 配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時選用。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)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電 ,并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器。 )，綜合考慮而言，采用方案Ⅰ。 本章小結(jié) 主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是本次設(shè)計的首要部分。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。 （ 2）本設(shè)計中的負荷分析如下 東城花園：居民生活小區(qū)對供電無特殊要求屬于三級負荷。 白鯊針布：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級負荷。 醫(yī)院：若中斷供電將造成人員的生命危害，所以屬于一級負荷。 鑫鴛鴦集團：中斷供電不會造成重大的經(jīng)濟損失，屬于二級供電。變壓器是變電站中的主要電氣設(shè)備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，需合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。當裝設(shè)三臺及三臺以上時，變電站的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時增大了占用面積和配電設(shè)備及用電保護的復(fù)雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復(fù)雜化。故選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮到當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一 級和二級負荷；對一般性變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的 70％ ~80％。因為單臺變壓器組占地多、相對投資大、運行損耗也大，同時配電裝置復(fù)雜，維修工作量大，故本變電站選用三相變壓器。 （ 3）繞組接線組別 在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，主變的接線組別一般都選用 YNd11 接線。我國 110kV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用 YN 連接，中性點直接接地； 35kV 采用 Y 連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 10kV 系統(tǒng)中性點不接地，繞組多采用△連接。 110kV 及以下變壓器應(yīng)至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓，因為這種方式容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動。為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積。 ③ 強迫油循環(huán)水冷卻。 ⑤ 強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 附：主變型號的表示方法 第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料 第一部分：相數(shù) S—— 三相； D—— 單相 第二部分：冷卻 方式 J—— 油浸自冷； F—— 油浸風(fēng)冷； S—— 油浸水冷； G—— 干式； N—— 氮氣冷卻； FP—— 強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻； SP—— 強迫油循環(huán)水冷卻 14 第三部分：繞組數(shù) S—— 三繞組 F—— 分裂繞組 第四部分：調(diào)壓方式 Z—— 有載調(diào)壓 表 31 主變壓器參數(shù) 型 號 SFSZ950000/110 容 量 50 MVA 容 量 比 100 100 100 阻抗電壓 高 — 壓 110177。這些負荷容量都不太大，因此變電站的站用電壓只需 一級，采用動力與照明混合供電方式。 15 所用變?nèi)萘康拇_定 站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之 用。 表 32 站用變壓器參數(shù) 型號 S9125/10 容量（ kVA） 125 額定電壓 高壓（ kV） 10 低壓（ kV） 阻抗電壓 4% 連接標號 Y， yn0 損耗（ W） 空載 350 短路 1750 空載電流 % 無功補償和電容器的選取 （ 1）無功補償?shù)淖饔茫? 電力系統(tǒng)的無功功率平衡主要的目的是為了保證電壓質(zhì)量，無功功率遵循的是分（電壓）層和分（供電）區(qū)就地平衡的原則。 在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。 （ 2）無功補償?shù)脑恚? 把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量，而感性負荷釋放能量時，容性負荷吸收能量，能量在兩種負荷之間交換。 110kV 電壓等級的變電所一般均應(yīng)配置可投切的無功補償設(shè)備，補償設(shè)備大部分連接在變電所的母線上，也有 的補償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線路上。投切任一組電容器時引起的電壓波動不應(yīng)超過 %。當 cos =1? 時，表示電源發(fā)出的視在功率全為有功功率，即 S=P， 17 Q=0；當 cos =0? 時，則 P=0，表 示電源發(fā)出的功率全為無功功率，即 S=Q。 10kV 側(cè)補償前的功率因數(shù)為： 1 0 1 1c os P / S 11 000 / 12447 ? ? ? ? 負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量為： 1 1 0 1Q P ( t a n t a n 39。 ② 熔斷器作用： 本設(shè)計用噴逐式熔斷器來保護電容器。 19 4 最大持續(xù)工作電流及短路計算 各回路最大持續(xù)工作電流 max max=3 NS U I （ 41） 式中： maxS —— 所統(tǒng)計各電壓側(cè)負荷容量 NU ——— 各電壓等級額定電壓 maxI —— 最大持續(xù)工作電流 則最大持續(xù)工作電流為 max max=IS 3 NU （ 42） 各側(cè)的最大持續(xù)工作電流如下： 35kV 側(cè) m a x = 5 3 .3 6I 3 3 5 = k?（ ） 0 . 8 8 A 10kV 側(cè) m a x = 1 2 .4 4 7I 3 1 0 = k?（ ） 0 . 7 1 9 A 110kV 側(cè) m a x = 6 5 . 8 0 7I 3 1 1 0 = k?（ ） 0 . 3 4 5 A 表 41 各側(cè)最大持續(xù)工作電流結(jié)果 電壓等級（ kV） 110 35 10 最大持續(xù)工作電流 (kA) 短路計算 短路電流計算的目的 （ 1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要 采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 短路電流計算的一般規(guī)定 （ 1）應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，一般為本期工程建成后 5～ 10 年。 （ 5）在工程設(shè)計中，短路電流計算一般采用實用計算，即在一定的假設(shè)條件下算出短路電流的各個分量。 21 XT 1XT 1XT 2XT 2XT 3XT 3f 1Xdf 2f 31 1 0 k V 側(cè)35kV側(cè)1 0 k V 側(cè) 圖 41 系統(tǒng)等值電抗圖 X1X2X3f 1Xdf 2f 31 1 0 k V 側(cè)35kV側(cè)1 0 k V 側(cè) 圖 42 系統(tǒng)化簡圖 化簡后，圖中阻抗的標幺值如下所示： 112233d/ 2 0 .2 1 8 / 2 0 .1 0 9/ 2 0/ 2 0 .1 3 8 / 2 0 .0 6 9X 0 .1 5TTTXXXXXX? ? ???? ? ?? 35kV 側(cè)短路時， f3 處短路 時，等值電路圖如下所示： X1X 2Xdf21 1 0 k V 側(cè)3 5 k V 側(cè) 圖 43 35kV 側(cè)短路。 短路計算步驟 所選出的 SFSZ950000/110 型變壓器參數(shù)。 （ 3）在各種短路類型中應(yīng)選短路類型最嚴重的情況，一般按照三相短路進行計算。 （ 3）為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。 本章小結(jié) 在各電壓等級的變電站中，變壓器是變電站中的主要電氣設(shè)備之一，它擔任著向用戶輸送功率，或者在兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況，本章首先對負荷情況進行了分析計算，根據(jù)負荷情況完成對主變?nèi)萘?、臺數(shù)以及型式的選擇，以取得最佳的運行效 果。 （ 5）無功補償裝置的設(shè)置 本次設(shè)計的并聯(lián)電容器補償裝置，采用斷路器來投切，向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功，已補償多余的的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗和提高電壓質(zhì)量。 （ 4）無功補償容量選擇 通常情況下 110kV 的變電所是在 35kV 母線和 10kV 母線上進行無功補償。 三相交流電路功率因數(shù)的數(shù)學(xué)表達式為 22c o s = 3P P PS UIPQ? ??? （ 32） 式中： P— 有功功率， kW； Q— 無功功率， kVar； S— 視在功率， kVA； U— 線電壓有效值， kV； I— 線電流有效值， A。 變電所的并聯(lián)電容器裝置是電力系統(tǒng)無功補償?shù)闹匾O(shè)備，應(yīng)優(yōu)先選用，主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。 （ 3）電站的無功補償 終端變電所的并聯(lián)電容器補償主要是為了提高電壓和補償主變壓器的無功損耗。從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。合理的無功補償和有效的電壓控制，不但可保證電壓質(zhì)量，還將提高電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當任意一臺變壓器因故障被切斷后，其站用負荷則由完好的站用變壓器承擔。 所用變臺數(shù)的確定 《 35～ 110kV 變電所設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺站用變壓器。2% 低 — 壓 聯(lián)結(jié)組號 YNyn0d11 損耗 空載 負載 225kW 空載電流 % 阻抗電壓 高 中 % 高 低 % 中 低 % 所用變壓器的選擇 變電站的站用負荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。 ④ 強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。簡稱為風(fēng)冷式。 ① 自然風(fēng)冷卻。 2 %）以內(nèi)和 30%。電力系統(tǒng)常用的繞組連接方式 只有星形 (Y)和三角形 (△ )兩種。 本站經(jīng) 110kV 降壓為 35kV 和 10kV 兩個電壓等級，多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組通過容量應(yīng)達到該變壓器額定容量的 15%以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用兩臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟上更為合理。 （ 1）相數(shù)的確定 主變選擇三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、運輸條件和可靠性要求等因素。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修 時，另一臺主變壓器可承擔70%的負荷保證全變電站的正常供電。 （ 2）對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計時可裝設(shè)三臺主變壓器，以提高供電可靠性。 區(qū)政府：是國家政府屬于一級負荷。 紫水小區(qū)：生活小區(qū)屬于三級負荷。 機械廠：機械廠的 生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失