【文章內(nèi)容簡介】 電廠和變電所中的一次設備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表 明各種一次設備的數(shù)量和作用，設備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響 [5]。 . 在選擇電氣主接線時的依據(jù) （ 1）發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 。 （ 2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設規(guī)模。 （ 3）負荷大小和重要性。 （ 4）系統(tǒng)備用容量大小。 （ 5） 電力 系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。 . 變電站主接線設計的基本要求 （ 1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設計必須滿足這個要求。因為電能的發(fā)送及使用必須在同一時間進行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)故障，都將影響到整體。供電可靠性的客觀衡量標準是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應充分考慮長期運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設計規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)，設計時應該予以遵循。 （ 2）靈活性 電氣主接線不但在正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快的退出設備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍 最小，并在檢修設備時能保證檢修人員的安全。 （ 3）操作應盡可能簡單、方便 電氣主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 5頁 但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便，或造成不必要的停電。 （ 4）經(jīng)濟性 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上 — ，還應使投資和年運行費用最小，占地面積最少，使變電站盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。 （ 5） 應具有擴建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快， 因此，在選擇主接線時，應考慮到有擴建的可能性 [4]。 . 110kv 側(cè)主接線方案 由《電力工程電氣設計手冊》的規(guī)定可知 110kv 側(cè)可選用單母線分段接線方式或雙母線接線方式。單母分段接線一般適用于 110kv 出線為 3， 4 回的 線路 中。雙母線接線一般適用于 110KV 出線為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線 4 回及以上的線路 中。此次設計 110KV側(cè) 進線 2 回，出線 2 回。所以綜合來看 選擇單母線分段接線為 110kv 側(cè)主接線方案。 單母線分段 接線方式 如圖 所示。 圖 單母線分段接線方式圖 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 6頁 . 35KV 側(cè)主接線的設計 由《電力工程電氣設計手冊》可知當 35kv 配電裝置出線回路數(shù)為 4— 8 回時應采用單母線分段接線方式， 此次設計配電裝置出線回路數(shù)為 4 回 。 故選擇單母線分段接線為 35kv 側(cè)主接線方案 如圖 所示。 圖 單母線分段接線為 35kv 側(cè)主接線方案圖 . 變電所 主接線圖 （在正常運行時，兩臺變壓器始終保持并列運行 ，詳細圖見附錄 B） 圖 變電所主接線簡圖 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 7頁 3. 負荷計 算及其無功補償 . 負荷分析計算 第一級負荷：對這一級負荷中斷供電的后果是極為嚴重的。例如，可能使工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備遭到難以修復的損壞，以致生產(chǎn)秩序長期不能恢復正常，造成國民經(jīng)濟的重大損失；使市政生活的重要部門發(fā)生混亂，最嚴重可能發(fā)生危及人身安全的事故。 第二級負荷：對這一級負荷中斷供電將造成大量減產(chǎn)，使城市中大量居民的正常生活受到影響等。 第三級負荷：不屬于第一、二級的，類似停電影響不大的其他負荷都屬于第三級負荷，如工廠的附屬車間，小城鎮(zhèn)和農(nóng)村的公共負荷等。 . 35KV 側(cè)負荷計算 由于本設計多為 Ⅰ 、 Ⅱ 級負荷， 本設計采用需要系數(shù)法，所謂需要系數(shù)法就是利用需要系數(shù)來確定用電戶或用電設備組計算負荷的方法。其實質(zhì)是用一個小于 或等于 1 的需用系數(shù) dK 對用電設備組的總額定容量 ?NP 打一定折扣。 有功計算負荷 ： ed PKP ??30 () 無功計算負荷： ?tan3030 ?? PQ () 視在功率：?c os3023023030 PQPS ??? ( ) 功率因 ： 3030cos SP?? () 表 該變電所的基本情況 電壓等級 回路名稱 近期 負荷（ MW） 功率因數(shù) cosφ 回路數(shù) 線路長度 (km) 供電方式 35KV 1 12 1 25 雙回共桿 2 10 1 25 雙回共桿 3 20 1 23 單回架空 4 10 1 19 單回架空 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 8頁 由 o s ?? ?? ，可知 ? ????? MWP 521020211230 ?30Q =12+10+20+10=32Mvar ? ?30S M V 22 ?? . 無功補償 . 無功補償?shù)母攀? 無功功率補償 ，簡稱無功補償，在電子 供電系統(tǒng) 中起提高 電網(wǎng) 的 功率因數(shù) 的作用，降低供電 變壓器 及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償 裝置在 電力 供電系統(tǒng) 中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡的損耗，使 電網(wǎng) 質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成 供電系統(tǒng)，電壓波動， 諧波 增大等諸多因素 [5][7]。 . 無功補償裝置 無功補償裝置分為串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置兩大類。并聯(lián)補償裝置又可分為同期調(diào)相機、并聯(lián)電容補償裝置、靜補裝置等幾大類。 要是功率因數(shù)由 ?cos 提高到 ??cos ，必須裝有無功補償裝置，其容量為： )t a n( t a n303030 ?? ??????? PQ c （ ） 在確定了總得補償容量之后，即可以根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量 rQ 來確 定 。 電容器的個數(shù) ，即 rc N ? 。 （ ） 工廠裝設了無功補償裝置以后，總的有功計算負荷 30P 不變，而總的無功計算負荷應扣除無功補償容量為： cQ ??? 3030 （ ） 補償后總的視在功率為 ： 23023030 )( cPS ???? （ ） . 無功補償?shù)挠嬎? （ 1） 無功補償前的功率因數(shù)為 : 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 9頁 ?? ?? （ 2） 補償后的 35KV功率因數(shù)為： ‘?cos = ’?tan = （ 3） 電容器的補償容量為： ? ? v a )t a n( t a n30 MPQ c ??????? ‘?? 取 CQ =8000kvar （ 5）補償后的視在功率為： M V AS 57)800032240(52021 2230 ????’ 變壓器的有功損耗為 ： MWSP T 30 ??????? 變壓器的無功損耗為 ： v a 30 MSQ T ??????? 高壓側(cè) 的 有功功率為 ： MWP 39。30 ??? 高壓側(cè)的無功功率為： 39。30 ????Q Mvar 高壓側(cè)的視在功率為： 39。30S = M V 22 ?? 補償后的功率因數(shù)為 : ‘?cos = =（滿足要求）。 . 確定并聯(lián)電容的個數(shù) 需要裝設的電容器的個數(shù) 810008000 ??? rcN 考慮到需要三相均衡分配所以應該裝設 9 個 。 表 電容的型號 型號 額定電壓 (kV) 標準容量 (kvar) 標準電容 (181。F ) 頻率 (Hz) 相數(shù) BFF351001W 35 1000 50 1 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 10頁 4. 變壓器的選擇 . 變壓器的概述 在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡電壓，進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡的經(jīng)濟運行 速度很有 意義 [8]。 . 變壓器臺數(shù)和容量的確定原則 變電所主變壓器容量的確定應根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年規(guī)劃負荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應考慮當一臺主 變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足Ⅰ 類及 Ⅱ 類負荷的供電；對一般性變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器的容量應能滿足全部負荷的 70%～ 80%。具體選擇條件如下： （ 1）只裝 一臺主變壓器時，變壓器的額定容量 NS 應滿足全部用電設備總計算負荷 30S 的需要，考慮負荷發(fā)展應留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟運行，即 30SSN ? () （ 2）裝兩臺及以上變壓器時，當斷開任一臺變壓器時，其余變壓器的容量應能保證用戶 的Ⅰ級和Ⅱ級負荷運行，但此時應計入變壓器的過負荷能力，即： )(30)1( ???? ?? SS Nn () 式中： —— 變電站所安裝變壓器的臺數(shù)； ?? NnS )1( —— 一臺變壓器斷開時，其 余（ n1）臺變壓器的總?cè)萘浚?kVA）； )(30 ???S —— 用戶Ⅰ級、Ⅱ級負荷的總計算負荷（ kVA） 。 （ 3） 對于裝兩臺變壓器的變電站，任一臺變壓器的額定容量一般可按用戶計算負 荷的 60%~70%選擇，即 30)~( SS N ? （ ） 其中 NS 為一臺變壓器的額定容量； 30S 全部用電設備總計算負荷。 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 11頁 因為本設計中的負荷全部都是一、二級負荷，所以只需 要考慮每臺主變壓器容量 NS 不應小于全部一、二級負荷之和 ,即 kVASN ? . 變壓器的形式和結(jié)構(gòu)的選擇原則 一、相數(shù) （ 1）容量為 300MW 及以下機組單元連接的主變壓器和 330kV及以下的電力系統(tǒng)中，一般都應選擇三相變壓器。 （ 2）容量為 600MW 機組單元連接的主變壓器和 500kV電力系統(tǒng)中的主變壓器應綜合考慮運輸和制造條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，可采用單相組成三相變壓器，也可直接用三相變壓器。 本變電所采用三相變壓器。 二、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu) 電 力變壓器按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等形式：按每相的繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式。 （ 1） 最大機組容量為 125MW 及以下的發(fā)電廠或變電站多采用三繞組變壓器， 但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應達到該變壓器額定容量的 15%及以上，反而不如選用 2 臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟上更加合理。 （ 2） 機組容 量為 200MW 以上的發(fā)電廠或變電站采用發(fā)電機 —雙繞組變壓器單元接線接入系統(tǒng)，而兩種升高電壓級之間加裝聯(lián)絡變壓器更為合理。 （ 3） 擴大單元接線主變壓器，應優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器。在 110kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)中，凡需要選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，其損耗小、價格低，但自耦變壓器限制短路電流的效果較差。 （ 4） 多繞組如四繞組電力變壓器，一般用于 600MW 級大型機組啟動兼?zhèn)溆米儔浩鳌? 根據(jù)以上所述的原則，本變電所屬于降壓變電所，由 110kV的高壓向 35kV的低壓系統(tǒng)送電，且機組容量并不大，故采用兩臺雙繞組變壓器即可 [3]。 三、繞組聯(lián)結(jié) 組別 遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計 第 12頁 在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機