【正文】 所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。配網(wǎng)自動(dòng)化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢(shì)，簡(jiǎn)化主接線為這一技術(shù)全面實(shí)施，創(chuàng)造更為有利的條件。從負(fù)荷特點(diǎn)和電壓等級(jí)可知，此變電所具有 220KV、110KV、35KV三個(gè)電壓等級(jí)，兩側(cè)連接電源系統(tǒng)，三側(cè)向外供應(yīng)負(fù)荷。因?yàn)閱蜗嘧儔浩飨鄬?duì)來講投資大，占地多，運(yùn)行損耗也大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。我國(guó) 110KV 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”連接，35KV 采用“Y” 連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35KV 以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“d” 連接。五、冷卻方式的選擇電力變壓器的冷卻方式，隨其形式和容量不同而異，一般有以下幾種類型：自然風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫空氣冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻，水內(nèi)冷變壓器。一、主接線設(shè)計(jì)整體分析可靠性問題進(jìn)行分析短路器檢修時(shí)，不亦影響對(duì)系統(tǒng)的供電。且可向雙母線的任一方擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的自由組合分配。檢修與它相連接的任一回路斷路器時(shí)，該回路不停電，故障狀態(tài)下停電范圍小，可靠系數(shù)大。缺點(diǎn)：使用設(shè)備多，尤其是斷路器和電流互感器投資較大，二次控制接線和繼電保護(hù)配置都很復(fù)雜。適用范圍：1）35—60KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4—8 回。二、年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算方法主接線中電氣設(shè)備的運(yùn)行費(fèi) V，主要包括變壓器的電能損耗及設(shè)備的檢修，維護(hù)和折舊費(fèi)用等，按投資的百分率計(jì)算，即： (萬元)21UA????式中： —檢修維護(hù)費(fèi)，一般取 —，O 為綜合投資費(fèi)，本設(shè)計(jì)中自耦變壓器取 ，三繞組變壓器取 —折舊費(fèi)，取 —電能電價(jià)，本設(shè)計(jì)取 元／度。O 小而 U 大，則通過公式 ；，如 T5 年，則12UT??采用投資大的第一方案，因?yàn)榈谝环桨付嗤顿Y的費(fèi)用可在 T 年內(nèi)由節(jié)約的年運(yùn)行費(fèi)予以補(bǔ)償，若 T5 年，說明方案在 T 年內(nèi)節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)，不足以將多用的投資償還，則應(yīng)選用投資小的第二方案為宜，以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益，此方法計(jì)算簡(jiǎn)單，不考慮投資時(shí)間對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響，對(duì)于兩方案均采用一次性投資，并且裝機(jī)程序相同，主體設(shè)備投入情況相近，僅為在兩個(gè)主接線方案中，選擇其時(shí)較為適宜。Y N,Yn0 ,D11(因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓有可能有較大波動(dòng)應(yīng)選帶有載調(diào)壓的變壓器）變壓器空載有功損耗和無功損耗： ??KWPK580)21(??? 384)2(? 74)3( %40SIUQNN ?????短路電壓： = = =?k 32?kU%13?kU空載電流： ?I各繞組短路損耗：太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 15 頁 ????KWPPkkkk 45038705212133121 ???????????? 11????kkkk 24231323 ??三繞組變壓器各繞組的短路電壓： ).(2%)(%3231211 ???????????KKKKUU .).25..4()( 3132212 ???KKKK )(%)(%2132313 ???????????KKUU故各側(cè)無功損耗為： ?????? ??????%33 KSQNkk ???????電能損耗 ????????iNK NKNKtSQP SQPSQPtA233 2221100???????? ?????????????????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 16 頁 ????????).( ]. 905).10.(. 22 22?????????????????? ????????????????????=++=(MWh)方案二：兩臺(tái)自耦變壓器：選 OSFPSL —90000/220 型自耦變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)：容量 90000/90000/45000KVA損耗： ??)21(??? K24)3(? 95)31(?阻抗電壓： 6.%)1(?)32(?)31(??K空載電流： ?I短路損耗折算到對(duì)應(yīng)變壓器側(cè)的額定容量 ???? KWSNkk 1096457223232 ?????????????????Pkk 89223131????同理可知： 46.%2121??????????????????????????太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 17 頁各繞組短路損耗 ????KWPPkkkk ??????????????? 4611????kkkk 3..9231323 ????? %%31 ???????????kUU?????? ???kkk .9152133 ??????????? r96174.%K1Uvar1520)28.(0Q2 KSN????????????????????iNK NKNKtSQP SQPSQPtA233 2221100???????? ???????????????????????????)( . 950)(. 2 22?????????????????? ?????????????????????????=++= (MWh) 方案指標(biāo)比較太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 18 頁二臺(tái)三繞組普通變壓器的綜合造價(jià)：OⅠ= 2=(萬元)二臺(tái)自耦變壓器的綜合造價(jià)：OⅡ=2=(萬元)方案一年運(yùn)行費(fèi)用：U=1031042++=(萬元)方案二年運(yùn)行費(fèi)用：U=1031042++=(萬元)經(jīng)濟(jì)比較：從上面的計(jì)算可以看出：方案一綜合造價(jià)高，年運(yùn)行費(fèi)用也高，不需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)比較。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間的連接。短路電流計(jì)算中采用的假設(shè)條件和原則是：正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想的電機(jī)，不考慮電磁飽和、磁滯、渦流導(dǎo)體集膚效應(yīng)的影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，定子三相繞組間位置相差 120176。將 3 的計(jì)算結(jié)果疊加，得到各待求矢量的值。4=??＂ 4=(????3%100)(????????)=202290=SC220=2022MVAXC220=230KVD1（3） D2（3）SC110=1000MVAXC110=115KVSFPSZ990000 KVA37KVD3（3）太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 24 頁 ??5=????110(????????)=20221000=220KVX1 D1（3）X2＇ X2＂X4＇ X4＂X3＇X3＂D3（3） 110KV X5 D2（3）35KV 圖 22三、選短路點(diǎn)選擇通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路電流計(jì)算點(diǎn)，一般220KV、110KV、35KV 每一等級(jí)的配電裝置的電氣設(shè)備，例如斷路器和隔離開關(guān)都選用同一型號(hào)，以便于維護(hù)、修理和備件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電器。短路穩(wěn)定條件：A：校驗(yàn)的一般原則：電氣設(shè)備按最大不可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。隔離開關(guān)應(yīng)按種類和型式、額定電壓、額定電流選擇，隔離開關(guān)應(yīng)校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。硬導(dǎo)體截面有矩形、槽形和管形。 由于三側(cè)母線為軟母線，故不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定和共振頻率。無間隙、保護(hù)間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和發(fā)電廠(變電所 )進(jìn)線段的保護(hù)，閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在 220Kv 及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)部過電壓或作內(nèi)部過電壓的后備保護(hù)。電氣設(shè)備所受過電壓可以降低，在整個(gè)過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用_丁變電所電氣設(shè)備上的過電壓。綜上所述，應(yīng)在變壓器與斷路器之間、在變壓器中性點(diǎn)、在三側(cè)母線上裝設(shè)避雷器，母線上的避雷器應(yīng)盡量靠近變壓器側(cè)，因?yàn)樽儔浩魇亲钪匾脑O(shè)備。對(duì)于保護(hù)用的電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè)置。電流互感器一次回路額定電壓和額定電流應(yīng)滿足： NSU?NSI?電流互感器的二次額定電流有 5A 和 lA 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 lA，強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A。電流互感器應(yīng)按下列項(xiàng)目選擇：l、一次回路額定電壓和額定電流； 二次額定電流；種類和型式；準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。)[(2sALCWB2—220W t2]配置電壓互感器時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)同期裝置的地點(diǎn)，并考慮測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求。電容式電壓互感器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，占地少，成本低，且電壓越高效果越顯著。當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確度級(jí)時(shí)，應(yīng)按最高級(jí)別來確定電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)。3)3s()0cs( ????????)in()in(obccoavbAQ顯而易見，B 相負(fù)荷大，故應(yīng)按 B 相負(fù)荷進(jìn)行校驗(yàn)．＜150)( VAPSB???? )(所以，所選 JDJJ—35 型電壓互感器滿足要求35KV 電壓互感器的熔斷器選擇：由于電壓互感器一次繞組電流很小，故斷路器只需按額定電壓和開斷電流進(jìn)行選擇，根據(jù)額定電壓選用 RWIO 35 型[R 熔斷、W— 屋外、35— 額定電壓(KV)]，其額定電壓為 35KV，最大開斷電流為 28KA，大于 35KV 母線短路電流 I”=11 74KA，故所選熔斷器滿足要求。配電裝置按電氣裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。綜上所述，本變電所 220KV、110 KV 及 35KV 配電裝置也可采用屋外配電裝置。高型配電裝置布置方式特別緊湊，縱向尺寸顯著減小，占地面積一般只有普通中型的 50％。半高型配電裝置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運(yùn)行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。所有互感器的二次線圈在母線側(cè)的端子互相連接，另一側(cè)的端子也互相連接，然后接入差動(dòng)繼電器。Ⅰ nsetZ.(2)對(duì)單回線路末端有變壓器的情況，按躲變壓器低壓側(cè)故障整定 （244）TbrelLrelst ZkKmin.???Ⅱ太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 53 頁——可靠系數(shù)，一般取 ~；relK——可靠系數(shù)，一般取 ；rl?——變壓器低壓側(cè)。在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，流入繼電器的是由于各互感器的特性不同而引起的不平衡電 Ibp；而當(dāng)母線上故障時(shí)，則所有與電源連接的元件都向 d 點(diǎn)供給短路電流，于是流入繼電器的電流為PJ=P2+P2＇ +P2＂ = （P 1+P1＇ +P1＂ ）/n=P d/nId 即為故障點(diǎn)的全部短路電流，此電流足夠使繼電器動(dòng)作而起動(dòng)出口繼電器，使斷路器跳閘?！陡邏号潆娧b置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，63KV 以上斷路器的兩側(cè)的隔離開關(guān)及線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均宜配置接地開關(guān)。缺點(diǎn)是：耗用鋼材比中型多；操作條件比中型差；上層設(shè)備檢修不方便。中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面上，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動(dòng)；太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 49 頁中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是：由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；房屋建筑投資較大。第四章 配電裝置的型式選擇配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 48 頁式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。110KV、220KV 電壓互感器選用四繞組電壓互感器，35KV 電壓互感器選用三繞組電壓互感器，接線采用完全星形接線，輔助繞組采用開口三角形接線。電容式電壓互感器的缺點(diǎn)是輸出容量較小，誤差較大，暫態(tài)特性不如電磁式電壓互感器。線路：35KV 及以上輸電線路當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無電壓，進(jìn)行同步和重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器。電流互感器負(fù)荷分配：表 38儀表電流線圈名稱每相線路消耗功率儀表數(shù)量A 相 B 相 C 相電流表 46L1—A 3 三相有功功率表 ID1—W 1 太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 43 頁三相無功功率表 ID1—VAR 1 三相有功電能表 DS1 1 三相無功電能表 DX1 1 總計(jì) 7 三、電流互感器連接導(dǎo)線截面：互感器二次整定電抗： 2?NZ?最大相負(fù)荷阻抗： 互感器二次側(cè)額定電量： （VA）50222???NZS110KV、220KV 電流互感器為完全星形連接，計(jì)算長(zhǎng)度為 L。太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 41 頁考慮電流互感器主要用于供給計(jì)費(fèi)電能表，故準(zhǔn)確級(jí)為 緞。電流互感器的接線有單相接線、星形接線、不完全星形接線、差電流接線、零序接線。為減輕內(nèi)部故障時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互太原理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙第 40 頁感器布置在發(fā)電機(jī)繞組的出線側(cè)，為便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)