【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面積大，投資大方案項(xiàng)目方案Ⅰ雙母線接線方案Ⅱ雙母帶旁路接線可靠性較高的可靠性可靠性很高靈活性靈活性較高靈活性很高經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性較好，便于擴(kuò)建增加了設(shè)備和投資220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)圖 110kV 電壓側(cè)接線方案 10 kV 電氣主接線備選接線方案：?jiǎn)文妇€分段接線、雙母線接線表 13 10kV 方案比較由于 10kV 所傳輸?shù)墓β什淮?，而雙母線接線所需設(shè)備較多，投資較大，故從經(jīng)濟(jì)角度考慮，確定 10kV 采用單母線分段的主接線方式。圖 10kV 電壓側(cè)接線方案 所用電接線1. 所用電源引接方式(1)當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時(shí),一般均較低電壓母線上引接 1～2 個(gè)所用變壓器,這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟(jì)和可靠性較高的特點(diǎn)。第 4 頁(yè) 共 40 頁(yè)方案項(xiàng)目方案Ⅰ單母分段接線方案Ⅱ雙母接線可靠性可以是重要負(fù)荷從不同的母線分段取得，可靠性較高可靠性不高，任一元件故障或檢修均使該回路停電靈活性分段 QF 可以接通及斷開運(yùn)行，靈活性較高靈活性差經(jīng)濟(jì)性設(shè)備和投資增加設(shè)備少，投資小220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)(2)當(dāng)有可靠的 6～35kV 電源聯(lián)絡(luò)線時(shí)，可將一臺(tái)所用變壓器接到聯(lián)絡(luò)變壓器外側(cè)，更能保證所用電的不間斷供電。(3)由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側(cè)要選用大斷流容量的開關(guān)設(shè)備，否則要加裝限流電抗器。2. 所用電接線的確定由于本所內(nèi)有較低電壓（10kV）母線時(shí),所以從 10kV 母線上引接 2 臺(tái)所用變壓器,分別接于 10kV 母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為備用，平時(shí)運(yùn)行當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)另一臺(tái)能承受變電所的全部負(fù)荷。10kV10kV圖 所用電接線方案1．2 負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇 負(fù)荷計(jì)算計(jì)算各側(cè)負(fù)荷，用來選擇主變壓器和所用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。包括所用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kV 負(fù)荷、110kV 側(cè)負(fù)荷和 220kV 側(cè)負(fù)荷的。 主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定1. 主變臺(tái)數(shù)的確定主變壓器臺(tái)數(shù)的確定要求：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)主變電所的可能性。相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：選擇的變壓器容量 Se 需要滿足下列兩個(gè)條件：①Se≥。②Se≥Simp。其中，Smax 為變電所的最大負(fù)荷容量；Simp 為變電所的全部重要負(fù)荷容量考慮到該變電所為一重要中間變電所，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路代主變的方式，故選用二臺(tái)主變壓器。第 5 頁(yè) 共 40 頁(yè)220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)2．主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量的確定要求：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。2根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器容量。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)，有余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過負(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)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的70~80%。S N 187。 ( ~ )Smax /(n 1) (MVA)S max —變電所最大負(fù)荷，MVA，n—變電所主變壓器臺(tái)數(shù)由于變電所最大負(fù)荷為 130MVA，因此主變壓器容量為：S N 187。 （～）130∕（21）=（91～104）(MVA)在滿足可靠性的前提下，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性，選擇容量為 120MVA 的主變壓器。3．主變型號(hào)確定主變壓器形式的選擇要求：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?？紤]該所有 220kV、110kV、10kV 共三個(gè)電壓等級(jí)，可選用三繞組變壓器或自耦變壓器。根據(jù)以上條件選擇，確定采用型號(hào)為 SFPSZ7120000/220 的 220kV 三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，其具體參數(shù)如下表 14 主變壓器參數(shù)型號(hào)中各符號(hào)表示意義：從左至右為S：三相F：風(fēng)冷卻 P：強(qiáng)迫油循環(huán)S：三繞組 Z：有載調(diào)壓第 6 頁(yè) 共 40 頁(yè)型號(hào)SFPSZ7120000/220額定容量 kVA1200000容量比（%）100∕100∕50空載電流（%）損耗(kw)空載短路144480額定電壓(KV)高壓中壓低壓220177。8%12111聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn0，d11阻抗電壓％高－中高－低中－低220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)7：性能水平號(hào) 120000：額定容量220：電壓等級(jí) 所用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定對(duì)大中型變電所，通常裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器。因所用負(fù)荷較重要，考慮到該變電所具有兩臺(tái)主變壓器和兩段 10kV 母線。為提高所用電的可靠性和靈活性，所以，選擇裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，并采用暗備用方式。所用變壓器容量的選擇原則要求：所用變壓器的容量應(yīng)能滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]兩臺(tái)所用變壓器為采用暗備用方式，正常情況為單臺(tái)變壓器運(yùn)行，每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)運(yùn)行，當(dāng)任一臺(tái)工作變壓器因故障被斷開后，其所用電負(fù)荷則由完好的所用變壓器承擔(dān)?？紤]到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選干式變壓器。220kV 變電站，有兩臺(tái)及以上主變壓器時(shí)，宜從主變壓器低壓側(cè)分別引接兩臺(tái)容量相同、互為備用、分裂運(yùn)行的所用工作變壓器，每臺(tái)工作變壓器按全所計(jì)算負(fù)荷選擇。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的情況，選用兩臺(tái)容量相同的站用變壓器。所用變壓器容量 S t （kVA）的計(jì)算公式為：S t = K1P1 + P2 + P3(11)式中 K1—所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取 P P2 、 P3 —所用動(dòng)力、電熱、照明負(fù)荷之和，kW。由于本次設(shè)計(jì)的變電站總的所用最大負(fù)荷為 150kVA，所以 St ≥150kVA，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性，選擇 S t =160kVA 的所用變壓器。根據(jù)以上分析計(jì)算，查表，本次設(shè)計(jì)所用變選用型號(hào)為 SC10—160∕10 的干式變壓器。表 15 所變壓器參數(shù)第 7 頁(yè) 共 40 頁(yè)型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓(kV)連接組損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓(%)高壓低壓空載短路220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)續(xù)表 15SC10160∕1016010DYn114 最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算 各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式I g m a x=Sm a xU e 3(12)可以計(jì)算出各回路最大持續(xù)工作電流。其中：S max 為所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量，U e為各電壓級(jí)額定電壓。 短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果：短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：(1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。(2)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。(3)系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)飽和、磁滯、鍋流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間相差 1200 電氣角。(4)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化。(5)電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。(6)同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。(7)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。(8)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。(9)除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)。(10)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。(11)輸電線路的電容略去不計(jì)。(12)用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。：第 8 頁(yè) 共 40 頁(yè)220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)(1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的 5~10年）。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響。(3)選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)電抗器的 6~10kV 出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。(4)導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。為此，結(jié)合本設(shè)計(jì)任務(wù)書只要求對(duì)一次主設(shè)備選擇和校驗(yàn)計(jì)算，而無須進(jìn)行繼電保護(hù)裝置選擇和進(jìn)行整定計(jì)算等其它任務(wù)。[3]3. 短路電流計(jì)算的步驟(1)計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；(2)給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；(3)短路點(diǎn)的選擇在每個(gè)電壓等級(jí)下選一個(gè)短路點(diǎn)，即 220kV、110kV、10kV 電壓等級(jí)短路點(diǎn)分別選在 ddd3 點(diǎn)；(4)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值： I f* =1X f*有名值： I f = I f*S j3U j(5)計(jì)算短路電流沖擊值短路電流沖擊值： I ch = 2K ch I f第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè)220kV 大型變電所電氣主接線方案與設(shè)備布置初步設(shè)計(jì)(6)列出短路電流計(jì)算結(jié)果4. 短路電流的計(jì)算結(jié)果表 16 短路電流計(jì)算結(jié)果 主要電氣設(shè)備選擇電氣選擇的一般原則為(1)應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)； 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；3調(diào)一致；5同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。各種高壓電器的一般技術(shù)條件如下表所示。表 17 高壓電器技術(shù)條件技術(shù)條件：(1)額定電壓：一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓U N 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 U NS 的條件選擇。即U N 179。 U NS(2)額定電流第 10 頁(yè) 共 40 頁(yè)(13)序號(hào)電器名稱額定電壓(kV)額定電流(A)機(jī)械負(fù)荷（N）額定開斷電流（kA）短路穩(wěn)定性絕緣水平熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定1高壓斷路器√√√√√√√2隔離開關(guān)√√√√√√3電壓互感器√√√4電流互感器√√√√√√5限流電抗器√√√√√√6避雷器√√√7絕緣子√√√短路點(diǎn)的編號(hào)額定電壓（kV）短路電流有名值 I f （kA）短路電流沖擊值 ich (kA)短路全電流最大有效值 I ch (kA)d1220d2110d3104 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)220k