【文章內(nèi)容簡介】 主接線的影響 變電所主變的容量 和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此對主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。 （ 5） 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電器主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同。例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的 形式。 主接線設(shè)計的基本要求 所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實踐，經(jīng)過長期運(yùn)行實踐的考驗，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。同時，可靠性不是絕對的而是相對的?？赡芤环N主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能就不是可靠的。評價主接線方式可靠的標(biāo)志是： （ 1） 線路、母線 （ 包括母線側(cè)隔離刀閘 ） 等故障或檢修時，停電范圍的大小和停電時間的長短，能否保證對一類、二 類負(fù)荷的供電。 （ 2） 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)線路的回數(shù)和停運(yùn)時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電 。 （ 3） 變電所全部停電的可能性 。 （ 4） 大型機(jī)組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。 14 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個方面： （ 1） 操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。 （ 2） 調(diào)度的方便性：電氣主接線在正常運(yùn)行時，要能根據(jù)調(diào)度 要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 （ 3）擴(kuò)建的方便性：對將來要擴(kuò)建的發(fā)電廠，其接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠，在設(shè)計主接線時應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮到從初期接線到最終接線的可能和分段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來能順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。 主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以 應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個方面考慮： （ 1） 節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 （ 2）占地面積少。主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3）電能損耗少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變 壓器的形式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 主接線方案的比較和確定 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊 (電氣一次部分 )》的相關(guān)要求 ， 110kV 配電裝置出線回路數(shù) 4回時 ， 可 采用單母線分段的接線、雙母線接線、單母線分段帶旁路接線 ， 10kV 配電裝置出線回路數(shù) 10 回及以上時，可 采用單母線分段的接線 和雙母線接線 ， 在采用單母線分段或雙母線的 35～ 110kV主接線中，當(dāng)不允許停電 15 檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時，首先宜采用分段斷路兼作旁路斷路器的接線。當(dāng) 110kV線路 6 回及以上， 35～ 6kV 線路 8回及以上時，可以裝設(shè)專用的旁路斷路器。 110kV 側(cè)主接線設(shè)計 （ 1）初選方案 因本所 初期設(shè)計 2回進(jìn)線 2回出線，最終 2 回進(jìn)線 4回出線 ，故 110kV變電站電氣主接線 可 采用單母線分段接線或單母線分段帶旁路接線。下面以這兩個方案進(jìn)行分析比較，確定其主接線的具體形式。 單母線分段接線如圖 所示 ： Q S 2Q S 3Q F 2Q S 1B Z 線W Ⅰ備 用 一備 用 二Q F dW ⅡB I 線 圖 單母線分段接線 單母線分段帶旁路接線圖如圖 所示 ： 16 Q S 2Q S 1B Z 線W Ⅰ備 用 一 B I 線備 用 二Q F DQ F 1W ⅡQ S DQ S 3 Q S 4Q S 7W PQ S 5Q S 6 圖 單母線分段帶 旁路接線 （ 2）方案比較 單母線分段接線 ： ①當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常母線不間斷供電，不致使重要用戶停電 。 ②兩段母線同時發(fā)生故障的機(jī)率甚小，可以不予考慮 。 ③在可靠性要求不高時，可使用隔離分段開關(guān)。任一段母線故障時 ，將造成兩段母線同時停電，在判斷故障后，斷開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電 。 單母線分段帶旁路接線 ： ① 通過倒閘操作，可檢修與旁路母線相連的任一回路的出線斷路器而不停電，因固定式斷路器檢修時間較長，不重要負(fù)荷停電時間長。 ② 任一出線斷路器故障時，通過倒閘操作，可在較短時間內(nèi)恢復(fù)對該線路的供電。進(jìn)線斷路器故障時，不重要負(fù)荷停電時間較長。檢修母線時，非檢修段可以照常供電，并可對雙回路線路通過其一回給 Ⅰ 、 Ⅱ 類負(fù)荷供電，還可通過倒閘操作經(jīng) 旁路母線對檢修段出線負(fù)荷最重要的一個用戶繼續(xù)供電。 ③ 幾乎無線路全部停運(yùn)的可能，若出線全部停運(yùn)的情況，因固定式斷路器的檢修時間長，則全部停運(yùn)時間長。 17 ④ 正常運(yùn)行時， QFd 作為分段斷路器工作，一段母線故障， QFd 跳開，不會影響正常段母線供電。檢修出線斷路器，可以通過倒閘操作而不是切除線路。運(yùn)行方式改變時，倒閘操作繁瑣，不夠靈活。 ⑤ 設(shè)備少，投資少，土建工作和費(fèi)用較少，可以兩個方向均衡擴(kuò)建。 （ 3） 方案確定 從技術(shù)性角度而言，兩種方案均能滿足 110kV級供電可靠性和靈活性的要求，且具有擴(kuò)建方便的優(yōu)點， 但由于斷 路器經(jīng)過長期運(yùn)行和切斷次數(shù)都需要檢修，為了使檢修時不至于中斷回路供電，故采用分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。 綜合比較，本次設(shè)計在 110kV 母線上采用單母線分段 帶旁路母線 接線的形式。 10kV 側(cè)主接線設(shè)計 （ 1）初選方案 10kV 側(cè)出線回路數(shù)初期為 13 回，最終 15回， 根據(jù)規(guī)程要求和本所實際情況， 10kV 電氣主接線 可以 采用單母線分段接線或雙母線接線 。 （ 2）方案比較 雙母線接線 特點： ① 檢修任一組母線，不會中斷對用戶的連續(xù)供電（利用母聯(lián)倒換操作） 。 ② 一組母線故障后，該母線上的所有 進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。 ③檢修任一回路中的母線側(cè) QS，僅該回路停電，其余線路照常工作。 ④任一回路中的 QF，如拒動或因故不能操作時，可用母聯(lián)代替操作。 ⑤在特殊需要時，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作 ⑥ QS 不僅用來隔離電壓，而且還用來倒換操作 ⑦擴(kuò)建方便。 （ 3）方案確定： 10kV 側(cè)采用單母線分段接線，供電距離短，且對重要負(fù)荷采用雙回路供電。接線簡單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，為以后的發(fā)展和擴(kuò)建奠定了基礎(chǔ)。故采用單母線分段接線的接線方式 基于上述理 由，再考慮到該變電站在電力系統(tǒng)中的地位、建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)等情況，在保證供電可靠性的前提下 ,運(yùn)行靈活性、操作檢修方便，節(jié)約投資， 18 確定： 110kV 接線采用單母線分段帶旁路母線的接線， 10kV 接線采用單母線分段接線。 原始資料 系統(tǒng)供電到 110kv 母線上， 10kV側(cè)無電源，系統(tǒng)阻抗歸算到 110kV側(cè)母線上 UB=Uav（平均額定電壓） , SB（基準(zhǔn)容量） =100MVA. 取基準(zhǔn)容量為： SB=100MVA， 基準(zhǔn)電壓為 UB=Uav，又依公式： avBB USI 3? ；BBB SUX 2? ，計算基準(zhǔn)值如下表所示 ： 表 變電站網(wǎng)絡(luò)等值電路參數(shù)基準(zhǔn)值取值 電氣量 關(guān)系式 基 準(zhǔn) 值 SB (MVA) 100 UB (kV) UB =Uav 115 IB (kA) /3b B BI S U? XB (? ) BBB SUX 32? 短路計算 短路計算過程 說明：在變電站的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中一個重要環(huán)節(jié)，在選擇和校驗電器設(shè)備時，需要用到短路電流。其中一定要注意以下幾點： （ 1）接線方式：計算短路電流時，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，即最大運(yùn)行方式。 （ 2）短路種類：一般按三相短路計算，在三繞組變壓器回路中單相或兩相接地短 路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況進(jìn)行校驗。 19 （ 3）短路計算點的選擇：短路計算點是指在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。在該系統(tǒng)中分別選擇了 110kV 高壓側(cè)母線 d dd , 10kV 低壓側(cè)母線 d3，系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖 。 圖 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖 將三角形化為 Y形可得其系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： 圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線等效圖 各 短路 點電流 短路 電流 計算 d1 點短路時， Up=115kV,等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 1 1 0 k V0 . 0 5 6EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 6 7 E= 圖 d1 點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖 1 1 0 k V0 . 0 5 6①②0 . 0 1 20 . 0 2 40 . 0 60 . 2 80 . 0 5 31 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V④③EE= 1 . 0= 1 . 00 . 0 1 21 1 0 k V1 0 k V1 1 0 k V1 1 0 k V0 . 0 5 60 . 0 4 0 . 0 20 . 0 30 . 0 60 . 0 60 . 5 3①②③④ 20 等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值： 0 4 5 ]0 1 )0 5 1 () 2 [(*1 ??????X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值： *I? = ?*I = *11X= = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： I? = avBUSI3*?= ??? 沖擊電流為： kAkII imch ??????? kim—— 沖擊系數(shù)，取 。 短路全電流最大有效值為： ??? = ?? 短路容量為： S= M VAIU B 0 7 1 57 3 ?????? （ 2） d2 點短路時， UP=，等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 6 9 0 . 5 3 E= 圖 d2 點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值： 5 9 1 ) 2 (0 1 5 *1 ??????? ）（X 次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計算： *I? = ?*I = *21X= = 次暫態(tài) 0s 和 4s 時的短路電流相等，三相短路電流有名值為： 21 I? = avBUSI3*?= ?? = 沖擊電流為： kAkIi imch ??????? 短路全電流最大有效值為： ??? = kA... 8613189511 ?? 短路容量為： IUS B??3 = M V A.... 951 6 61895107 3 21 ??? （ 3） d3點短路時， UP=110kV，等值網(wǎng)絡(luò)如圖 。 1 1 0 k VE = 1 . 00 . 0 2 5 0 . 2 8E = 1 . 0 E= 圖 d3 點短路等值網(wǎng)絡(luò)圖 等值網(wǎng)絡(luò)電抗的標(biāo)幺值： 0 8 2 ] 2 )0 5 1 ()0 1