【正文】 期，由于出線回路少，330kV電氣主接線大多才用角形接線，后來還有變壓器——母線接線、雙母線帶旁路，發(fā)展到現(xiàn)在很普遍的一個半斷路器接線，隨著330kV電網(wǎng)成長為西北部骨干網(wǎng)架，330kV變電站的建設(shè)基本上都采用一個半斷路器接線。初期330kV變電站大部分采用軟母線，還有支持式擴徑導線，20世紀90年代后，大部分采用懸掛軟導線。主變壓器形式：主變壓器均采用三相式變壓器。而早期投運的微機監(jiān)測也已先后完成升級改造。當時示范變電站設(shè)計的總體思路是：與國際國內(nèi)電力體制改革趨勢相適應，與國際科技發(fā)展水平相一致，與可持續(xù)發(fā)展思路相吻合；依靠科技進步，縮小與世界先進水平差距，使設(shè)計方案更緊湊、更集約、更高效；在安全可靠前提下，突出體現(xiàn)經(jīng)濟性，合理性，先進性。330kV變電站設(shè)計發(fā)展到今天，電氣主接線、配電裝置布置優(yōu)化和母線選型、電氣總平面布置的協(xié)調(diào)緊湊、計算機監(jiān)控系統(tǒng)等方面已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，今后設(shè)計的發(fā)展趨勢在以下幾個方面：從未來的變電站的發(fā)展趨勢來講，采用集成智能化電力設(shè)備，由于控制、保護、通信等微電子設(shè)備與高電壓大電流主設(shè)備安裝于一體，因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術(shù)關(guān)鍵。隨著國家經(jīng)濟實力的提升，用戶對供電安全性和可靠性要求日益提高，國家對環(huán)保的高度重視和土地使用政策的日趨嚴格，設(shè)計必須著重考慮選用安全性和可靠性高、節(jié)約占地、適于緊湊化布置和造價比較合理的斷路器型式。 現(xiàn)行變電站設(shè)計的基本思路(1)設(shè)計模塊的劃分。其獨立性是構(gòu)成設(shè)計模塊的基本條件，其關(guān)聯(lián)性又形成了模塊設(shè)計的互相制約。330kV配電裝置區(qū)設(shè)計模塊是指進出線門形架為界、以區(qū)域環(huán)形道路為平面分界的區(qū)域，內(nèi)容包括配電裝置設(shè)計、構(gòu)支架結(jié)構(gòu)設(shè)計、電纜溝及地下設(shè)施設(shè)計、繼電器小室布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容。為此，在設(shè)計中，要注意處理和解決設(shè)計方案的統(tǒng)一性、適應性、靈活性、先進性、可靠性和經(jīng)濟性及其相互之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系?？煽啃裕哼m當提高設(shè)備水平，保證變電站設(shè)備的可靠性，保證設(shè)備、各個模塊和模塊并接后系統(tǒng)的可靠性，以確保設(shè)計方案的安全可靠性。第2章 主變壓器及電氣主接線的選擇 主變壓器的選擇 主變壓器型式及范圍(1)繞組數(shù)量的確定原則在具有三種電壓的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電站內(nèi)需設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。由前設(shè)計說明可知、正常運行時，變電站負荷由330kV系統(tǒng)供電，為提高負荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，最終應采用三臺容量相同的變壓器并聯(lián)運行。500 kV變電站，應經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。⑥330 kV變電站可選用自耦強迫油循環(huán)風冷式變壓器。連接，110kV采用Y連接，其中性點經(jīng)消弧線圈接地、35kV以下電壓變壓器繞組都采用△連接。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。變電所全部停運的可能性。② 檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。避雷器等一次設(shè)備。② 占地面積少主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。②具有運行維護的靈活性和方便性，即要適應各種運行方式和檢修維護方面的要求，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。④保證電氣主接線具有繼續(xù)發(fā)展和擴建的可靠性。④ 環(huán)境條件，包括當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰。?） 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計任務書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案。（4） 繪制電氣主接線圖 對最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。③ 其他費用。圖21 一個半短路器的接線2) 110KV主接線的選擇方案（一）: 采用單母線接線(圖22) 其優(yōu)點：簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴建。 優(yōu)點是：高壓電器少，布置簡單，造價低，經(jīng)適當布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。當母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開后，變電站負荷可同時接在主母線或副母線上運行。① 多角形接線的優(yōu)點：a) 投資省，平均每回路只需裝設(shè)一臺斷路器。隔離開關(guān)只作為檢修時隔離只用，以減少誤操作可能性。因此，斷路器數(shù)量不能多，即進出線回路數(shù)要受到限制。不宜用于有在擴建可能的發(fā)電廠、變電所中。④檢修任一出線斷路器時，該支路短時停電，在斷路器兩側(cè)加上跨條后，將各支路倒控在一條母線上工作，利用母聯(lián)斷路器代替該出線斷路器工作，使該回路不必長時間停電。經(jīng)過以上論證，決定采用雙母線接線。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。分散補償與集中補償相結(jié)合，以分散補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的無功分層、分壓、就地平衡。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。缺點：調(diào)節(jié)精度差。③ 靜止補償器：優(yōu)點；反應速度快。并聯(lián)電抗器：對高壓遠距離輸電線路可以提高輸送能力，降低過電壓。 短路電流和短路容量電力系統(tǒng)在運行中,相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生正常連接(短路)時流過的電流叫短路電流。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。反映電力系統(tǒng)某一供電點電氣性能的一個特征量叫做短路容量。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低，使供電設(shè)備的正常工作受到損壞，也可能導致工廠的產(chǎn)品報廢或設(shè)備損壞，如電動機過熱受損等。 限制短路電流的措施為保證系統(tǒng)安全可靠的運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時間內(nèi)恢復到正常值。 采用分裂低壓繞阻變壓器等。(4)保證架空線路施工質(zhì)量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。(8)在電纜埋設(shè)處設(shè)置標記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員說明電纜敷設(shè)位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。其計算的目的主要有以下幾個方面：①電氣主接線的比較。⑤接地裝置的設(shè)計，也需要用短路電流。實際電路中，1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取Ksh＝。實際電路中，1Ksh2，在無限大容量系統(tǒng)中，一般取Ksh＝。為此，它們的選擇都有一個共同的原則。（3） 同類設(shè)備應盡量減少品種。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。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根據(jù)實際需要確定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定，用熔斷器保護的電壓互感器的回路，可以不用驗算熱、動穩(wěn)定。② 采用有限流電阻的熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準數(shù)值時，應通過絕緣配合計算，選用適用的過電壓保護設(shè)備。但高壓電器的發(fā)熱實驗是在避免陽光直射的條件下進行的。選擇電器時所用的最大風速，可取離地10m高，30年一遇的10min平均最大風速。隔離開關(guān)的破冰厚度一般為10mm。（5） 污穢污穢地區(qū)內(nèi)各種污物對電氣設(shè)備的危害，取決于污穢物質(zhì)的導電性、吸水性、附著力、數(shù)量、比重及距物源的距離和氣象條件。當技術(shù)合理時，污穢區(qū)220kV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。由于現(xiàn)有110kV及以下大多數(shù)電器的外絕緣有一定裕度，故可使用在海拔2000m以下的地區(qū)。在安裝時，應考慮支架對地震力的放大作用。a) 電磁干擾頻率大于10kHz的無限電干擾主要來自電器的電流、電壓突變和電暈放電。b) 噪音為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響，所選高壓電器在運行中或操作時產(chǎn)生的噪音，在距電器2m處不應大于下列水平：連續(xù)性噪音水平:85dB；非連續(xù)性噪音水平：屋內(nèi)90dB； 屋外110dB。（2） 在跳閘狀態(tài)下應具有良好的絕緣性?？紤]到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無由化目標，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。由β =I /I∞和短路電流計算時間t，可從《電氣設(shè)備手冊》查出短路電流周期分量等值時間　，從而可計算出tdz。表44 高壓斷路器選擇表設(shè)備型號短路點編號額定電壓（kV）工作電流（A）短路電流周期分量起始有效值（kA）短路電流沖擊值（kA）3S熱穩(wěn)定電流（kA）LW6110Id211031505012550（2） 校驗：①Ue=110kV=UN②I=3150AIgmax=3149A③額定開斷電流校驗：110kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I` = KA LW6110I斷路器的額定開斷電流為50KA符合要求。表46 高壓斷路器選擇表設(shè)備型號短路點編號額定電壓（kV）工作電流（A）短路電流周期分量起始有效值（kA）短路電流沖擊值（kA）3S熱穩(wěn)定電流（kA）d3354000258025 (4)校驗：①Ue=35kV=UN②I=4000AIgmax=③額定開斷電流校驗：35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I` = KA ＝25KA符合要求。它需與斷路器配套使用。在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓 隔離，以確保檢修的安全。因為隔離開關(guān)具有一定得分、合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流步超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。（4） 隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。通過以上校驗可知，主變110kV側(cè)斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的選擇完全符合要求。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)具體情況按兩相或三相配置。電流互感器的選擇和校驗應該按以下參數(shù)和方式進行：（1） 參數(shù)選擇技術(shù)條件按下表所列技術(shù)參數(shù)進行選擇：表411 技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次側(cè)負荷，準確度等級，暫態(tài)特性，二次級數(shù)量，機械荷載短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比環(huán)境條件環(huán)境溫度，最大風速，相對濕度，污穢，海拔高度，地震裂度其中，當設(shè)備在屋內(nèi)時，最大風速和污穢可不用校驗，在屋外使用時，相對濕度可不用校驗。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應采取相應的措施，避免相互影響。選用母線型電流互感器時應注意校核窗口尺寸?；ジ衅靼催x定準確級所規(guī)定的額定容量應大于或等于二次所接負荷,即 ， (46)式中， 、分別為二次側(cè)回路中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻（忽略電抗）；為接觸電阻， ； 為連接導線電阻。內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為 (48) 式中、——電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠提供。除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。一般裝23組電壓互感器。當互感器負荷太大時，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。電壓互感器的選擇應該按以下參數(shù)和方式進行：（1） 參數(shù)選擇變壓器的選擇應該以下技術(shù)參數(shù)進行：表414 技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確度等級、機械荷載承受過電壓能力絕緣水平、泄露比距環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震裂度 在屋內(nèi)使用時，最大風速和污穢不用校驗，在屋外使用時，相對濕度不用校驗。③ 接在110kV及以上線路側(cè)的電壓互感器時，當線路上裝有載波通信時，應盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。其二次繞組用于測量相間電壓或相對地電壓，輔助二次繞組組成開口三角形，供接入中性點不接地電網(wǎng)的絕緣監(jiān)視儀表、繼電器使用，或供中性點直接接地系統(tǒng)的接地保護使用。（5） 準確度及容量的選擇 根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量，選擇互感器的準確級和額定容量。表415 TYD330/型號額定電壓（KV）二次繞組額定輸出（VA）電 容 量載 波耦 合電 容一次繞組二次繞組剩余電壓繞組1級高壓電容中壓電容150VA300VA5010準確度為:電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點二次負荷及準確等級要求進行選擇。 各級電壓母線的選擇 選擇配電裝置中各級電壓母線，主要應考慮如下內(nèi)容： ⑴、選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式；⑵、選擇母線截面的大?。虎?、檢驗母線短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；⑷、對35kV以上母線，應檢驗它在當?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；⑸、對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動，為避免共振，應校驗母線自振頻率。線路的最大負荷利用小時數(shù)Tmax，應由所通過