【文章內(nèi)容簡介】 先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素 ，正確處理他們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。在工程設(shè)計中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。(1) 接線方式：對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路—變壓器組或橋型接線等。若能滿足繼電保護(hù)要求時，也可采用線路分支接線。在110—220kv配電裝置中，當(dāng)出線為2回時，一般采用橋型接線，當(dāng)出線不超過4回時，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當(dāng)110—220kv出線在4回及以上時，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制6—10kv出線上的短路電流，一般可采用下列措施：1. 變壓器分列運行2. 在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3. 采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4. 出線上裝設(shè)電抗器。(2) 斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。(3) 為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠 的資料時，可采取下列數(shù)據(jù)：1. 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60—70%，如主要農(nóng)業(yè)負(fù)荷時則取20—30%；2. —，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時，—1；3.　功率因數(shù) ；４. 線損平均取5%。三、電氣主接線設(shè)計步驟（1）分析原始資料1. 本工程情況包括變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。2. 電力系統(tǒng)狀況包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃（5—10年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，他與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運行安全以及對通信線路的干擾等。我國一般對35kv及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，對110kv就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，有稱大電流接地系統(tǒng)。3. 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、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對電力負(fù)荷的預(yù)測不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測，還應(yīng)有中長期負(fù)荷預(yù)測，對電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長遠(yuǎn)時間（5—10年）的檢驗。4. 環(huán)境條件包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實施均有影響，特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差較大，應(yīng)予以重視。5. 設(shè)備制造情況這往往是設(shè)計能否成立的重要前提，為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。（2） 主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。依據(jù)對主接線的基本要求，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個技術(shù)上相當(dāng)，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)山可行的最終方案。（3）短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇對選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計算，并選擇合理的電氣設(shè)備。（4）繪制電氣主接線對最終確定的電氣主接線，按照要求，繪圖。 電氣主接線的基本形式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多（一般超過4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。 電氣主接線選擇依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有6回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式，經(jīng)過分析、綜合、組合和比較，提出三種方案：方案一：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用雙母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段接線方式。110kv側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點是運行方式靈活，檢修母線時不中斷供電，任一組母線故障時僅短時停電，可靠性高。缺點是，操作復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作，檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電或短時停電，任一母線故障仍會短時停電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，投資大。10kv側(cè)采用單母線分段接線方式，供給市區(qū)工業(yè)與生活用電，由于一級負(fù)荷占25%左右，二級負(fù)荷占30%左右，一級和二級負(fù)荷占55%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是接線簡單清晰，操作方便，造價低，擴(kuò)展性好，缺點是可靠性靈活性差。方案一主接線圖如下：方案一主接線圖如下：圖31 方案一主接線圖方案二：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段接線方式35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜，投資增大。方案二的主接線圖如下：圖32 方案二主接線圖方案三：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式方案三的主接線圖如下：圖33 方案三主接線圖對于上述三種方案綜合考慮：該地區(qū)海拔185m，海拔并不高，對變電站設(shè)計沒有特殊要求，地勢平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫+40176。C，年最低氣溫10176。C，年平均氣溫+12176。C，最熱月平均最高溫度+34176。C。最大風(fēng)速30m/s，復(fù)水厚度為10mm，屬于我國第V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。因此110kv側(cè)采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對于35kv及10kv側(cè)，采用單母線分段接線方式。綜合各種因素，宜采用第三種方案。4 變電站主變壓器選擇主變壓器的選擇：再各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要的電氣設(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)，確定合理的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運行的保證。特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)、利用、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，確定變壓器的臺數(shù)、容量和型號，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 主變壓器的選擇一、主變壓器臺數(shù)的選擇在變電站設(shè)計過程中，一般需要裝設(shè)兩臺主變壓器，防止其中一臺出現(xiàn)故障或檢修時中斷對用戶的供電。對110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè)2—4臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設(shè)計中裝設(shè)兩臺主變壓器。二、主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足60%（220kV及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計算負(fù)荷，以及滿足全部I類負(fù)荷和大部分II類負(fù)荷(220kV及以上電壓等級的變電所，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部I類負(fù)荷和II類負(fù)荷)，即 （41）最大綜合計算負(fù)荷的計算： （42）式中， —各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m —出線回路數(shù)； —各出線的自然功率因數(shù)；—同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，～；—線損率，取5%。因此，由原始材料可得：35kv側(cè)：10kv側(cè)：則總的負(fù)荷為： 取=，則： 則， 因此主變?nèi)萘繛椋喝?、主變壓器型號的選擇變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在330kv及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個單相的變壓器組成，造價高、占地多、運行費用高。只有受變壓器的制造和運輸條件的限制時，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計中采用三相變壓器組。：在具有三種電壓等級的變電所中，如果通過主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側(cè)雖沒有負(fù)荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無功補償設(shè)備時，主變壓器宜選用三繞組變壓器。：變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用符號Y表示，如果將中性點引出則用ＹＮ表示，對于中＼低壓繞組則用ｙ及ｙｎ表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用符號Ｄ表示，低壓繞組用ｄ表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點不直接接地系統(tǒng)時，三次諧波沒有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會對通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度有影響。 主變壓器選擇結(jié)果根據(jù)以上計算和分析結(jié)果，查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》可得，選擇的主變壓器型號為：SFSZ925000/110。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：25000kVA額定電壓：高壓—110177。8%（kv）；中壓—177。2%（kv）；低壓— （kv）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：（kw）