【文章內(nèi)容簡介】 ） 高壓側(cè)： 內(nèi)橋 接線 ；中壓側(cè) ， 低壓側(cè)： 單母線分段帶旁路母線接線。 圖 34 方案 D 主接線圖 方案 E（圖 36） 高壓側(cè)： 內(nèi)橋 接線 ；中壓側(cè) ， 低壓側(cè)： 單母線分段接線。 圖 35 方案 E 主接線圖 主接線各方案的討論比較 1． 變壓器 —— 線路單元接線 （ 1）優(yōu)點(diǎn)：接線最簡單，設(shè)備最少，不需高壓配電裝置。 （ 2）缺點(diǎn)：線路故障或 檢修時(shí)，變壓器要停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路要停運(yùn)。 （ 3）適用范圍：只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)；當(dāng)發(fā)電廠內(nèi)不設(shè)高壓配電裝置、直接將電能送至系統(tǒng)樞紐變電所時(shí)。 2．橋形接線 當(dāng)兩個(gè)變壓器 —— 線路單元接線相互連接時(shí)，可接成橋形接線。連接橋斷路器裝于靠近主變壓器側(cè)，稱內(nèi)橋接線；連接橋斷路器裝于靠近出線側(cè)，稱外橋形接線。 (1)內(nèi) 橋形接線： a）優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)元件只需三臺(tái)斷路器。 b）缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需操作兩臺(tái)斷路器并影響一回線路暫時(shí)停運(yùn)；連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn) 行；出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)，線路要在此期間停運(yùn)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 c）適用范圍：適用容量較小的變電所，變壓器不常切換或線路較長、故障率較高 情況。 （ 2） 外橋形接線： a）優(yōu)點(diǎn)：同內(nèi)橋形接線。 b）缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需操作兩臺(tái)斷路器，并有臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；連接橋斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需在此期間停運(yùn)。 c）適用范圍：適用于容量較小的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器的切換較頻繁或線路較短、故障較少的情況。當(dāng)線路有線路穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形接線。 3． 35 角形接線 為減少因斷路器檢修而 開環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行可靠性，以采用 35 角形為宜，并且變壓器與出線回路宜對(duì)角對(duì)稱布置。 （ 1） 優(yōu)點(diǎn)： a） 投資省，平均每回路只需裝設(shè)一臺(tái)斷路器。 b） 沒有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除一段與其相連接的元件，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。 c） 接線成閉合環(huán)形，在閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，可靠性、靈活性較高。 d） 每回路由兩臺(tái)斷路器供電，任一臺(tái)斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設(shè)施。隔離開關(guān)只作為檢修時(shí)隔離之用，以減少誤操作的可能性。 e） 占地面積小。多角形接線占地面積是普通中型雙母線帶旁路母線接線的 40%，對(duì)地形狹窄地區(qū)和地下洞內(nèi)布置較合適。 (2) 缺點(diǎn)： a） 任何一臺(tái)斷路器檢修都成開環(huán)運(yùn)行，因而降低了接線的可靠性。 b）每個(gè)進(jìn)出線都連接著兩臺(tái)斷路器，每臺(tái)斷路器又連著兩個(gè)回路，從而是繼電保護(hù)和控制回路接線復(fù)雜。 （ 3）適用范圍：適用于能一次建成的、最終進(jìn)出線為 35 回的 110kV及以上電壓的配電裝置，不宜用于有再擴(kuò)建可能的發(fā)電廠、變電所中。 4．單母線接線 （ 1）優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 （ 2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，母線或隔離開關(guān)故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電 。 （ 3）適用范圍： a） 3563kV配電裝置的出現(xiàn)回路數(shù)不超過 3 回時(shí)； b） 110220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回時(shí)。 5．單母線分段接線 （ 1）優(yōu)點(diǎn)： a）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可從不同端引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電； b）當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器能自動(dòng)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。 （ 2）缺點(diǎn)： a）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都在檢修期間內(nèi)停電； b）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越； c）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均 衡擴(kuò)建。 （ 3）適用范圍： a） 3563kV配電裝置出線回路數(shù)為 48 回時(shí)； b） 110220kV配電裝置出線回路數(shù)為 34 回時(shí)。 6．雙母線接線 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 由于母線保護(hù)要求，一般某一回路固定與某一組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。 （ 1）優(yōu)點(diǎn)： a）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可 輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，可只停該回路； b）調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式和潮流變化的需要； c）擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電，當(dāng)有雙回架空線路時(shí) ，可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生出線的交叉跨越； d）運(yùn)行中便于安排設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。 （ 2）缺點(diǎn)： a）每一回路都要增加一組母線隔離開關(guān)，故該接線使用隔離開關(guān)多； b）當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 （ 3）適用范圍： a） 3563kV配電裝置當(dāng)出現(xiàn)回路數(shù)超過 8 回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； b） 110220kV配電裝置出線回路數(shù) 為 5 回及以上時(shí)，或當(dāng) 110220kV配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位、出線回路數(shù)為 4 回以上時(shí)。 7． 雙母線分段接線 當(dāng) 220kV進(jìn)出線回路數(shù)甚多、雙母線需要分段時(shí)，分段原則是： （ 1）當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 1014 回時(shí)，在一組母線上用斷路器分段。 （ 2）當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 15 回及以上時(shí)，兩組母線均用斷路器分段。 （ 3）為了限制某種運(yùn)行方式下 220kV母線短路電流或系統(tǒng)解列運(yùn)行的要求，可根據(jù)需要將母線分段。 （ 4）在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路斷路器。 8．增設(shè)旁路母線 為保證采用單母線分段或雙母線的 配電裝置在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線。 旁路母線有三種接線方式，即設(shè)有專用旁路斷路器、 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器、分段斷路器兼作旁路斷路器。 主接線方案的初選擇 通過分析原始資料 ,可以知道該變電站在系統(tǒng)中的地位較重要 （供給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)生活用電） ,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高 （ 5800 小時(shí) /年以上） ,因此主接線要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性 。高壓 110kV 側(cè)有兩回出線（架空線），不必考慮擴(kuò)建和穿越功率，所以高壓側(cè)可采用內(nèi)橋接線；再根據(jù)以上各方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較， 兼顧可靠 性，靈活性 ,我選擇方案 D 與方案 E，待選擇完電氣設(shè)備 及潮流計(jì)算 后再進(jìn)行更詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定最終方案 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 主變壓器的選擇與論證 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，成為主變壓器。 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定 變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 主變壓器容量的確定 [3] （ 1）主變?nèi)萘?一般按變電站建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電站，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （ 2）根據(jù) 變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性質(zhì)變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%80%。 （ 3） 同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器通量的級(jí)別不宜太 多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、全網(wǎng)化 。 （ 4） 變壓器最大負(fù)荷按下式確定： 0MP K P? ? 式中 0K —— 負(fù)荷同時(shí)系數(shù)； P? —— 按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。 對(duì)于兩臺(tái)變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計(jì)算： Me PS ? 如此，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的過負(fù)荷能力為 40%，則可保證 84%的負(fù)荷供電。 主變壓器 臺(tái) 數(shù)的確定 （ 1）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè) 2 臺(tái)為宜。 （ 2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè) 34 臺(tái)主變壓器的可能性。 （ 3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電站，應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)景負(fù)荷的發(fā)展，研究其變壓器基礎(chǔ)是否需要大于變壓器容量的要求設(shè)計(jì)，以便符合發(fā)展時(shí)，有調(diào)換更大容量的變壓器的可能性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 主變壓器 型式的確定 （ 1） 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在電壓為 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電站中 主變一般采用三相變壓器。具有三個(gè)電壓等級(jí)的變電站， 一般采用三繞組變壓器。 （ 2）當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓方式時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。對(duì)新建的變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。 （ 43）我國 110kV 及以上變壓器繞組都采用 Y 連接； 35kV 宜采用 Y 連接，其中 性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。 35kV以下電壓，變壓器繞組都采用 △ 連接。 主變壓器的計(jì)算與選擇 容量計(jì)算 在《 發(fā)電廠電氣部分 》可知：裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中，當(dāng)斷開一 臺(tái)主變時(shí)，其余主變壓器的容量 在記及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)， 應(yīng)能保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷 的供電；對(duì)一般性質(zhì)變電 站，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)， 其 余 主變壓器容量應(yīng)滿足全部負(fù)荷 的 70%80%。 已知 35kV側(cè)最大負(fù)荷 為 38MW， 最小負(fù)荷 為 20MW， ?? ； 10kV側(cè)最大負(fù)荷為 18MW， 最小負(fù)荷為 12MW， ?? ； SN≥ (S max為變電站最大負(fù)荷 ) = (38／ +18／ )= 結(jié)論：選擇兩臺(tái) 50MVA 的變壓器并列運(yùn)行。 變壓器型號(hào)的選擇 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中有三個(gè)電壓等級(jí)， 為降壓變電站。 且當(dāng)變壓器最小負(fù)荷側(cè)通過的容量大于主變?nèi)萘康?15%時(shí)，宜選用三繞組 降壓 變壓器。 因?yàn)椋?S35 / S110=（ 25/） /[30/+25/]=%15%， 所以本設(shè)計(jì)用三繞組 變壓器，繞組排列順序?yàn)椋ㄓ蓛?nèi)向外）： 10 kV、 35 kV、 110 kV。 綜上所述： 主變壓器選用三相三線圈有載調(diào)壓、節(jié)能型降壓變壓器。 型 號(hào)： SFSZ750000； 容 量： 50000kVA 電壓比： 110 / / 11kV； 接線方式、組別： YN/ yn0/ △ 11 阻抗電壓 百分比：高 中 % 高 低 18% 中 低 % 空載損耗： ； 空載電流： % 負(fù)載 損耗： 高 低 250KW 容量比 ： 100 / 100 / 100 調(diào)壓方式： 有載調(diào)壓 冷卻方式：強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 4 短路電流的計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡化 [4] 方案 D 與方案 E 的短路計(jì)算的系統(tǒng)化簡阻抗圖及各阻抗值，短路點(diǎn)均一樣。 1）系統(tǒng)阻抗圖（圖 41） 圖 41 系統(tǒng)阻抗圖 首先應(yīng)用星 三角變換 ， 將每臺(tái)變壓器的阻抗化簡， 其轉(zhuǎn)化圖如圖 42 圖 42 系統(tǒng)阻抗轉(zhuǎn)化圖 短路點(diǎn)的選擇與各短 路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算 選 d1,d2,d3 為短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 已知，由 SB=100MVA, UAV=115kV，基準(zhǔn)電流： Ib=，系統(tǒng)短路容量為Sd=3000MVA 所以 系統(tǒng)短路電抗 S d*1 =S d/SB =3000/100=30 X d*1=1/S d*1 = 線路電抗 X L*1=1／ 2 X0 L S b／ U b2 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 =1／ 2 40 100／ 1152= 總電抗 X d* =+= 又由所選的變壓器參數(shù)阻抗電壓： % (高 中 )， 18% (高 低 )， %（中 低）算得 UK1%=1 / 2[U(12)% +U(13)% U(23)%]=11% UK2%=1 / 2[U(12)% +U(23)% U(13)%]= % UK3%=1 / 2{U(13)% +U(23)% U(12)%}= 7% 主變?nèi)萘繛?50MVA， 標(biāo)幺值： *1X = UK1% / 100(SB/SN)= *2X = UK2% / 100(SB/SN)= *3X = UK3 % /100(SB/SN)= 簡化后的阻抗圖如圖 43： 圖 43 系統(tǒng)阻抗簡化圖 （ 1）當(dāng) d1 點(diǎn)短路時(shí)： Xjs*1= Id1*= 1 / Xjs*1 = 1/= ?? 13/ bbb USI 100/（ 3 115） =(kA) I d1=