【正文】 可擴(kuò)建性 ，但采用旁路母線，雖不需要停電檢修出線斷路器，但需通過復(fù)雜的倒閘操作，易誤操作。（ 3）檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電。 方案比較如 下表所示： 接線方式 單母線分段接線 雙母線接線 接線簡(jiǎn)圖 靈活性 靈活性較高：（ 1）有單母線運(yùn)行、各段并列運(yùn)行和各段分裂運(yùn)行等運(yùn)行方式。 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性較好：（ 1）接線簡(jiǎn)單，無母線，投資小。（ 3）全部停運(yùn)的可能性較大。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路二不互相干擾，對(duì)一次設(shè)備和二次設(shè)備的改造為最少。 可靠性 保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，定性分析和衡量電氣主接線可靠性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)有以下四點(diǎn)： （ 1） 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 變壓器各側(cè)電壓的選擇 變壓器 的某個(gè)電壓級(jí)若作為電源，則取線路的額定電壓值；若作為負(fù)荷供電側(cè)，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在有 10%電壓損失的情況下，線路末端的電壓為額定值，該側(cè)的電壓按照 110%額定電壓選 擇。三繞組變壓器可分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型。故本次設(shè)計(jì)應(yīng)選用 YN/y0/d11 接線。 自耦變壓器損耗小，造價(jià)低，但是其高中壓側(cè)必須都是中性點(diǎn)直接接地方式，所以對(duì)于 220kV 以上電壓等級(jí)的變壓器可以選擇自耦變，但是由于其限制短路 電流的效果差，保護(hù)配置和整定困難等，不是由于容量太大而制造困難等原因，一般在 110kV 變電所選擇普通型三繞組變壓器比較多。對(duì)本次設(shè)計(jì)，正常運(yùn)行時(shí)，變電站由 110kV 系統(tǒng)供電，考慮到重要負(fù)荷達(dá)到 ，并考慮到現(xiàn)今用戶需要的供電可靠性要求不斷增高，應(yīng)采用兩臺(tái)容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 對(duì)主變的選擇一定要給予全面考慮，要結(jié)合近期 負(fù)荷的要求與電力系統(tǒng) 5~10 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行綜合分析。 由公式（ ）得遠(yuǎn)景綜合最大計(jì)算負(fù)荷： %)1)(c os( 1 im a xm a x ?? ?? ??ni it PKS 遠(yuǎn)遠(yuǎn) =[(3+++3+2++2+2)/+247。 ⑸ 負(fù)荷情況：主要是一、二級(jí)負(fù) 荷，市內(nèi)負(fù)荷主要為市區(qū)生活用電、鑄造廠等工業(yè)用電，另外還向 35kV 變電站供電。 本次設(shè)計(jì)的主要方法 針對(duì)以上的八個(gè)主要問題，對(duì)于本次設(shè)計(jì)，我會(huì)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)任務(wù)書上的要求按部就班的完成。 本次設(shè)計(jì)主要問題和采用的方法 本次設(shè)計(jì)的主要問題 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)擬解決的主要問題和任務(wù)有以下幾點(diǎn)： ⑴ 如何進(jìn)行主變 的選擇。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年 來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時(shí)間少。 （ 5） 開關(guān)站：開關(guān)站是指在超高壓遠(yuǎn)距離輸電線路的中間，用斷路器將線路分段和增加分支線路的工程設(shè)施。這類變電所的電壓一般為 330kV 以上。 摘 要 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是 110kV 工業(yè)區(qū)降壓變電站的設(shè)計(jì)，該變電站位于新城區(qū)，是工業(yè)集聚區(qū)負(fù)荷中心的新建變電所，整個(gè)設(shè)計(jì)分為兩部分，電氣一次部分和二次部分。樞紐變電所在系統(tǒng)中的地位非常重要，若發(fā)生全所停電事故，將引起系統(tǒng)解列，甚至系統(tǒng)崩潰的災(zāi)難局面。 變電站設(shè)計(jì)目的和意義 變電站是聯(lián)系 發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著交換和分配電能的作用，生活離不開用電，所以說變電站與人們的日常生活息息相關(guān)，而一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案不僅會(huì)讓變電站運(yùn)行穩(wěn)定有序，還會(huì)節(jié)約許多成本。特別國外一些知名廠家生產(chǎn)的超高壓斷路器均可達(dá)到 20 年不大修，更換部件費(fèi)時(shí)很短。 ⑵ 如何進(jìn)行電氣主接線的選擇。首先對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行總體和負(fù)荷分析，根據(jù)分析結(jié)果，在滿足最大負(fù)荷要求的前提下進(jìn)行主變的選擇；在滿足主接線基本要求以及經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性的前提下分別對(duì)三個(gè)電壓等級(jí)側(cè)主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)；應(yīng)用電力系統(tǒng)分析的有關(guān)知識(shí)對(duì)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖進(jìn)行分析變換，進(jìn)行短路電流計(jì)算；通過對(duì)短路電流的計(jì)算結(jié)果和電氣 設(shè)備校驗(yàn)條件，對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)；最后，根據(jù)國家有關(guān)變電所設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì) 配電裝置、電氣總平面和防雷裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)； 然后根據(jù)所學(xué)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有關(guān)知識(shí)進(jìn)行各電壓級(jí)線路保護(hù)整定計(jì)算及變壓器、電容器保護(hù)正定計(jì)算；最后用 Auto CAD 繪制一次接線圖和二次保護(hù)圖。 ⑹ 系統(tǒng)情況：根據(jù)任務(wù)書中電力簡(jiǎn)圖我們可以看到，本變電站位于兩個(gè)電源中間，有兩個(gè)發(fā)電廠提供電能，進(jìn)而經(jīng)過該變電站降壓后用于工農(nóng)業(yè)以及變電站用電，因此需要一定的可靠性。+2247。 主變選擇的依據(jù)： 《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第 16條：變電所中主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5— 10 年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。 變壓器容量的選擇 容量的選擇條件 ⑴ 所選擇的 n臺(tái)主變壓器的容量和 ，應(yīng)該大于等于變電所的遠(yuǎn)景最大綜合計(jì)算負(fù)荷，即： maxSnSN ? （ ） 式中 NS —— 單臺(tái)主變壓器的額定容量； axSm —— 遠(yuǎn)景最大綜合計(jì)算負(fù)荷。故本所擬采用普通型三繞組變壓器。 調(diào)壓方式的選擇 變壓器的調(diào)壓方式分為帶負(fù)荷變換的有載調(diào)壓方式和不帶負(fù)荷切換的無載調(diào)壓方式兩種。變電所的三繞組變壓器，如果高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為主，則選用降壓型變壓器；如果以低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功率為主，則可選用升壓型變壓器。而如果莫各電壓等級(jí)是電網(wǎng)的末端，該側(cè)的電壓應(yīng)按照電網(wǎng)額定電壓選擇。 （ 2） 斷路器 或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)的多少和停電的時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì) I類負(fù)荷和大部分 II類負(fù)荷的供電。 經(jīng)濟(jì)性 主接線應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 3563kV 線路為 8回及以 上時(shí)，亦可采用雙母線， 110kV 線路為 6 回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。 可靠性較好：（ 1）任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電。（ 2）變壓器出口可以不裝設(shè)斷路器，只設(shè)隔離開關(guān)。（ 2）有母線和主變壓器，當(dāng)出線增加時(shí)，易于擴(kuò)散。 T 1 T 2電源 1 電源 2WL 1W 2 W 1W 3QS 1 PQS 12QF 1QS 11QF dQS 3 QS 4QS 1 QS 2QS d運(yùn)的可能性較低。 可靠性 可靠性高：（ 1）母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止供電，縮小故障范圍。 所用電設(shè)計(jì) 根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》第 32 節(jié)中關(guān)于變電所所用電接線的介紹：變電所的所用電負(fù)荷，一般都比較小，變電所的主要所用電負(fù)荷是變壓器冷卻裝置（包括風(fēng)扇、油泵、水泵），支流系統(tǒng)中的充放電裝置和硅整流設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、 油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等，當(dāng)變電所裝有同步調(diào)相機(jī)時(shí)，還有調(diào)相機(jī)的空氣冷卻器和潤滑系統(tǒng)的油泵和水泵等負(fù)荷。這種所用電源引接方式具有經(jīng)濟(jì)性好和供電可靠性高的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功，以補(bǔ)償多余的感性無功，減少電網(wǎng)有功損耗，提高電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)的接地方式有中性點(diǎn)直接接地方式（大電流接地系統(tǒng)）和中性點(diǎn)不接地方式（小電流接地系統(tǒng)）或經(jīng)消弧線圈及高阻抗接地方式。 110kV 電壓級(jí)主變壓器中性點(diǎn)設(shè)備 中性點(diǎn)設(shè)備主要有中性點(diǎn)接地刀閘、零序電流互感器、間隙、避雷器等。 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，有完全補(bǔ)償、過補(bǔ)償與欠補(bǔ)償之分，為 防止部分線路停運(yùn)且合并運(yùn)行線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，欠補(bǔ)償可能出現(xiàn)電弧諧振，一般采用過補(bǔ)償方式。 （ 3）當(dāng)兩臺(tái)主變壓器合用一臺(tái)消弧線圈時(shí)，應(yīng)分別經(jīng)隔離開關(guān)與變壓器中性點(diǎn)相連。 （ 2） 繼電保護(hù)的配置和整定 。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對(duì)導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。在此計(jì)算中，選取基準(zhǔn)容量 BS =100MVA，基準(zhǔn)電壓 BU 為各電壓級(jí)的平均額定電壓（ 115kV、 37kV、 ）。 R 13 39。139。139。 化為計(jì)算電抗得： 3 60 003 004 53 2 88 008 001 61 21??????jsjsXX 對(duì) 110kV電壓等級(jí)而言，斷路器合閘時(shí)間為 ，則短路計(jì)算時(shí)間 : ssst k ??? 將 kt 近視認(rèn)為 ,查閱《電力系統(tǒng)分析》書中的 短路電流周期分量計(jì)算曲線數(shù)字表 可得： 39。 ???? 35kV 側(cè)母線短路計(jì)算 對(duì)于 35kV 側(cè)將其電路圖按以下各圖所示步驟化簡(jiǎn)： X S 1X S 2 X L 1X 4 X L 3X 1X 1X 2X 2k 2X S 1X S 2 X L 1X 4 X L 3X 13X 12k 2X S 1X S 2 X L 1X 4X L 3k 2X 148 97148 915X 16 X 17k 2 圖 圖 圖 圖 圖 圖 首先，將圖 中的 21 XX和 合并得到圖 所示電路，其中1312 XX ? = 21 XX? =－ = 然后兩個(gè) 12X 并聯(lián)可得 21214 XX ?=,同時(shí)電路圖化為圖 所示電路。39。39。8 925 圖 圖 首先對(duì)于圖 ，將 31 XX和 加起來得到圖 所示電路，圖中有 ?X ,然后進(jìn)行一次 △ /Y 變換后得到 1 0 4 ,2 9 3 ,0 4 1 987 ??? XXX ,同時(shí)電路圖簡(jiǎn)化為圖 所示電路。 然后得到 3 1 9 4 1 7 7 ????? XXX ,同時(shí)得到電路圖 ，然后進(jìn)行一次 Y/△變換后得到圖 所示電路，同時(shí)有，電源 1對(duì)短路點(diǎn)轉(zhuǎn)移電抗為： 23 ?????X電源 2 對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為： 5 1 4 0 4 3 1 9 9 3 1 9 9 3 22 ?????X 則有計(jì)算電抗為： X S 1X S 2X L 1X 4 X L 3X 1X 3K 3 39。 如圖 所示， 2 0 8 6 6 4 1 ????? XXX令 最后進(jìn)行一次 Y/△變換，得到圖 所示電路 ，由公式（ ）所示， 1617??????????XX 電源 1對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為 17X ，電源 2對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為 16X 。1 ?I ， ?）（I ， ?）（I , ??）（I 39。339。139。R 1 39。 基準(zhǔn)阻抗： BBB SUZ 2? （ ） 式中： BZ — 基準(zhǔn)阻抗，Ω。 （ 6） 短路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定 中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。 （ 3） 電氣主接線方案的比較和選擇。 由于本變電所 10kV側(cè)線路為架空線路，故將各數(shù)據(jù)代入公式（ ）中，并將結(jié)果增加 16%，可得系統(tǒng)對(duì)地電容電流： AALUI NC10%)161(10%)161(33?????????????????）（ 由于系統(tǒng)的對(duì)地電容電流小于 30A，故主變壓器 10kV電壓級(jí)中性點(diǎn)應(yīng)選擇中性點(diǎn)不接地方式。 具體電容電流計(jì)算公式如下： 架空線路 3N 103 . 3 ) U~( ??? LI C （ ） 式中 L— 線路的長(zhǎng)度 （ km） ； CI — 架空線路的電容電流 （ A） ； 、 — 系數(shù)，前者適用于無架空地線的線路，后者適用于有架空地線的線路（有些 35kV架空線路全長(zhǎng)無架空地線，僅在靠近變電所的 1~2km有架空地線，稱為進(jìn)線保護(hù)段）； NU — 線路的額定線電壓 （ kV