【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 規(guī)劃容量，近期和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 ② 負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料室設(shè)計(jì)主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上確定，其準(zhǔn)確性直接影響主接線的設(shè)計(jì)質(zhì)量。 ③ 環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、污穢、覆冰、風(fēng)向、水文、 地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。這些對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響，必須予以重視；此外，對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸，也應(yīng)充分考慮。 ④ 設(shè)備情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線可行，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力、供貨情況和價(jià)格等資料匯集并進(jìn)行分析比較，保證設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。 (2) 確定主變壓器的容量和臺(tái)數(shù) 變電所主變壓器的容量，一般應(yīng)按 5~10 年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇，根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺(tái)主變壓 器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在記及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足 Ⅰ 類及 Ⅱ 類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的 70%至 80%。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 6 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)于樞紐變電所在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，以設(shè)置 2 臺(tái)主變壓器為宜；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè) 3 臺(tái)主變壓器，以提高供電可靠性。 (3) 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源盒出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等，可擬定出若干個(gè)主接線方案 。依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2～ 3 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書(shū)要求的方案，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變電所的主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。 (4) 所用電源的引接 確定所用電源的引接方式。 (5) 短路電流計(jì)算和主要電氣選擇 對(duì)所選的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。 (6) 繪制電氣主接線圖 對(duì)最終確定的主接線，按工程要求繪制工程圖。 主接線的基本接線形式及 其特點(diǎn) 電氣主接線的型式是多種多樣的，按有無(wú)母線可分為有母線型的主接線和無(wú)母線型的主接線兩大類。 電 氣主接線分類 一、有母線型的電氣主接線 單母線接線及單母線分段接線 （ 1）單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個(gè)電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。 單母接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便和采用 成套配電裝置。 缺點(diǎn)： ① 可靠性差。母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長(zhǎng)期停電。 ② 調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。 適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況： 6～ 10kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 5 回； 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 7 35～ 63kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò) 3 回； 110～ 220kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回。 （ 2）單母分段接線 單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對(duì)重要用戶可以從不同段 引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將用戶停電；兩段母線同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。 單母線分段接線的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 （ 3）單母線帶旁路母線的接線 為了檢修出線斷路器，但不中斷對(duì)該出線的供電，可增設(shè)旁路母線 。當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開(kāi)電源時(shí)，旁路母線還可以與電源回路連接，此時(shí)還需在電源回路加裝旁路隔離開(kāi)關(guān)。有了旁路母線，提高了供電的可靠性，但旁路系統(tǒng)造價(jià)昂貴，同時(shí)使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化，另外檢修母線或母線故障期間中斷供電。 雙母線接線及分段接線 （ 1）雙母線接線 雙母接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一個(gè)電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于有了兩組母線，時(shí)運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。 其優(yōu)點(diǎn)主要有： ① 檢修 母線時(shí)不影響正常供電； ② 檢修任一組母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬回路和與此隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線，其他回路均可通過(guò)另一組母線繼續(xù)運(yùn)行； ③ 工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；④ 檢修任一出線斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替檢修的斷路器，回路只需短時(shí)停電； ⑤ 調(diào)度靈活； ⑥ 擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 缺點(diǎn) :① 在倒母線的操作過(guò)程中，隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作；② 檢修任一回路的斷路器或母線故障時(shí)，仍將短時(shí)停電； ③ 所使用的設(shè)備多（母線隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目多），并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以經(jīng)濟(jì)性能差。 （ 2）雙母線分段 接線 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母線分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 8 線回路均勻地分布在兩段工作母線上。這種接線具有單母線分段和雙母線的特點(diǎn)，較雙母線接線具有更高的可靠性和靈活性。正常運(yùn)行時(shí)工作母線工作，備用母線不工作，它是單母線分段接線方式，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開(kāi)，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開(kāi)，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路倒至備用母線上， 即可恢復(fù)供電，這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電，仍是單母線分段運(yùn)行方式。 雙母線分段接線主要用于大容量進(jìn)出線較多的配電裝置中，如 220KV 進(jìn)出線達(dá) 10～ 14 回時(shí)，就可采用雙母線三分段的接線。在 330～ 500KV 的配電裝置中，也有采用雙母線四分段的。 （ 3）雙母線帶旁路母線的接線 為了不停電檢修出線斷路器，雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這種接線運(yùn)行操作方便，不影響雙母線正常運(yùn)行，但多裝了一組斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資和配電裝置的占地面積，然而這對(duì)于接于 旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。 二、無(wú)母線型的電氣主接線 無(wú)母線型的電氣主接線在電源與引出線之間或接線中各元件之間沒(méi)有母線連接，常用的有橋型接線、多角形接線和單元接線。 橋型接線適用于僅有兩臺(tái)變壓器和兩條引出線的發(fā)電廠和變電所中。因此，它不適合本設(shè)計(jì)中對(duì)主接線進(jìn)出線的要求。 多角形接線沒(méi)有集中地母線，相當(dāng)于將單母線用斷路器按電源和引出線的數(shù)目分段，且連接成環(huán)形的接線。這種接線一般適用于最終規(guī)模已確定的110kV 及以上的配電裝置中，且以不超過(guò)六角形為宜。多角形接 線的缺點(diǎn)之一就是擴(kuò)建困難，因此，此接線型式亦不適合本設(shè)計(jì)的要求。 單元接線一般適用于只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所，因此，此接線也不適合本設(shè)計(jì)的要求。 電氣主接線的選擇 初選 : 為滿足可靠性、靈活性、方便性、經(jīng)濟(jì)型、可擴(kuò)建性 、安全性，根據(jù)對(duì)原始資料的分析以及對(duì)主接線的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)列出以下三種主接線方案。 方案一： 220KV、 110KV 側(cè)雙母線帶旁路母線接線 (母聯(lián)兼旁路方式 )， 35KV 側(cè)單母線分段接線。 220kV 進(jìn)出線兩回，而當(dāng)出線達(dá)到 5 個(gè)回路以上時(shí)，才增設(shè)專用 的旁路斷路長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 9 器，出線少于 5 個(gè)回路時(shí)，則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。這種接線方式具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 110kV 進(jìn)出線四回， 110kV 側(cè)出線可向遠(yuǎn)方大功率負(fù)荷用戶供電，其他出線可作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線。根據(jù)條件選擇雙母接線帶旁路母線方式。 35kV 進(jìn)出線三十回，可向重要用戶采用雙回路供電。選擇單母線分段接線方式。 方案主接線圖如圖 21 所示 圖 21 方案一的電氣主接線 方案二： 220KV 側(cè)雙母線帶旁路接線 (母線兼旁路方式 )， 110KV 側(cè)雙母接線、35KV 側(cè)單母線帶旁路母線接分 段接線。 220kV 進(jìn)出線兩回，由于本回路為重要負(fù)荷停電對(duì)其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。與單母線相比，它的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當(dāng)一組母線故障時(shí)，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復(fù)供電，另外還具有調(diào)度、擴(kuò)建、檢修方便的優(yōu)點(diǎn)。 110KV 側(cè)雙母接線、 35KV 側(cè)單母線帶旁路母線接線，檢修出線斷路器時(shí)，可不中斷對(duì)該出線的供電，提高了供電的可靠性。 主接線如圖 22 所 示 。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 10 圖 22 方案二的電氣主接線 方案三 : 220KV 側(cè)、 110KV 側(cè)雙母線接線， 35KV 側(cè)單母線分段接線。 主接線如圖 23 所 示 。 圖 23 方案三的電氣主接線 現(xiàn)對(duì)三種方案列 表 21 比 較如下 。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 11 表 21 電氣主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 可擴(kuò)展性 方案一： 220KV、 110KV側(cè)雙母帶帶旁路母線接線、 35KV 側(cè)單母線分段接線 220KV及 110KV 側(cè)均用雙母帶旁接線，故檢修母線時(shí)不影響正常供電， 35KV側(cè)用單母分段接線母線故障時(shí)，可保證正常段母線不間斷供電 檢修、調(diào)試相對(duì)靈活； 用 29臺(tái)短路器， 8 條母線， 占地較大。 各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 方案二： 220KV 側(cè)雙母線帶旁路接線， 110KV側(cè)雙母接線、 35KV 側(cè)單母線帶旁路母線分段接線。 220KV側(cè)用雙母帶旁接線，110KV側(cè)用雙母線接線，檢修母線時(shí)不影響正常供電 ，35KV側(cè)用單母分段接線母線故障時(shí)，可保證正常段母線不間斷供電 靈活性較好； 用 29臺(tái)短路器， 8 條母線。 擴(kuò)建方便 方案三： 220KV、 110KV側(cè)雙母接線、 35KV 側(cè)單母線分段接線。 220KV及 110KV 側(cè)均用雙母線接線，故檢修母線時(shí)不影響正常供電， 35KV 側(cè)用單母分段接線母線 故障時(shí)，可保證正常段母線不間斷供電 各電壓級(jí)接線方式靈活性都好； 用 29臺(tái)短路器， 6 條母線。 各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 綜合考慮三種電氣主接線的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第三種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 12 第 3章 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對(duì)變電站主變壓器的選擇。 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 主變壓器的 臺(tái)數(shù)選擇原則為： （ 1）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 （ 2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。 （ 3）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 根據(jù) 以上主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則以及本設(shè)計(jì)的要求，該變電所裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器容量的選擇 （ 1） 主變壓器容量的確定原則 ① 主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 ② 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)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)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(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)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 2）本變電所主變壓器容量的確定 本設(shè)計(jì)