【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng) 5～10 年的發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且還會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備也未必能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此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。在生產(chǎn)上電力變壓器分為單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據(jù)原始資料和設計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，從經(jīng)濟性方面來選擇主變壓器。選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量。 主變壓器臺數(shù)的選擇由原始資料可知，本次所設計的是 220kV 降壓變電所，它是以 220kV 輸出功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至 110kV 及 10kV 母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個市區(qū)的供電，因此選擇主變壓器臺數(shù)時，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主變壓器。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡較復雜，且投資增大，同時增大了占用面積和配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化。而且還會造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設備?？紤]到兩臺主變壓器同時發(fā)生故障機率較小。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔 70%的負荷保證全變電所的正常供電。故近期選擇兩臺主變壓器互為備用，遠期再加一臺變壓器以提高供電的可靠性。 主變壓器容量的選擇主變壓器容量一般按變電所建成近期負荷，5～10 年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮遠期 10～20 年的負荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應當與城市規(guī)劃相結(jié)合，所以應按近期和遠期總的負荷來選擇主變壓器的容量，根據(jù)變電所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力允許時間內(nèi)，保證用戶的一級和二級負荷，對一般性能的變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應保證全部負荷的 70%～80%。該變電所是按 70%全部負荷來選擇。因此裝設兩臺變壓器以供變電所用。當一臺變壓器停運時，可保證對 60%負荷的供電，考慮到變壓器的事故過負荷能力為 40%，則可保證 98%負荷供電，而高壓側(cè) 220kV 母線的負荷不需要跟主變壓器倒送，因為該變電所的電源引進線是 220kV 側(cè)引進的。其中，中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上。10kV 母線上無負荷，主要用來無功補償用。即：主變壓器的容量為 S 總 = （S 中壓側(cè) +S 低壓側(cè) ） 。 主變壓器容量的確定計算根據(jù)變電所的基本數(shù)據(jù)可得：（1） 110kV 側(cè)最大負荷：近期為 500MW，同時率為 ，其中一臺事故停用后，其余主變壓器的容量應保持該所全部負荷的 60％以上。= =（MVA）01cosPKS????因選擇兩臺主變壓器，選擇型號為：OSFPS7 —120220/220額定電壓： 高壓 220177。2%kV，中壓 121kV，低壓 阻抗電壓%： 高—中：28－34% 高—低：8－10% 中—低：18－24%容量比為： 100/100 /50連接組標號：Y 0 / Y0 / △－12－11空載電流： ％空載損耗： 70kW短路損耗： 320kW 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數(shù)的選擇當不受運輸條件限制時，在 330kV 以下的變電所均應選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時，應根據(jù)變電所的基本數(shù)據(jù)以及所設計變電所的實際情況來選擇。本次設計的變電所，位于市郊區(qū)，交通便利，不受運輸?shù)葪l件限制，所址建在平原地區(qū)，故本次設計的變電所應選用三相變壓器。 繞組數(shù)的選擇在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15%以上或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設無功補償設備，主變壓器宜采用三繞組變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護中安裝調(diào)試靈活，操作上滿足各種繼電保護的需求，工作量少及占地面積小，價格適宜等因素，故本次設計的變電所選擇三繞組變壓器。 主變調(diào)壓方式的選擇為了滿足用戶的用電質(zhì)量和供電的可靠性，220kV 及以上網(wǎng)絡電壓應符合以下標準：① 樞紐變電所二次側(cè)母線的運行電壓控制水平應根據(jù)樞紐變電所的位置及電網(wǎng)電壓降而定，可為電網(wǎng)額定電壓的 1～ 倍，在日負荷最大、最小的情況下，其運行電壓控制在水平的波動范圍不超過 10%，事故后不應低于電網(wǎng)額定電壓的95%。② 電網(wǎng)中任一點的運行電壓，在任何情況下嚴禁超過電網(wǎng)最高電壓，變電所一次側(cè)母線的運行電壓正常情況下不應低于電網(wǎng)額定電壓的 95%～100%。調(diào)壓方式分為兩種，一種是不帶負荷切換,稱為無載調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在177。5%以內(nèi)；另一種是帶負荷切換,稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%。由于該變電所的電壓波動較大，故選擇有載調(diào)壓方式，才能滿足要求。 連接組別的選擇變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時相位一致的優(yōu)點，而且全星形接法，零序電流沒有通路，相當于與外電路斷開，對限制單相及兩相接地短路都有利，同時便于接消弧線圈限制短路電流。但是三次諧波無通路，將引起正弦波的電壓畸變，對通訊造成干擾，也影響保護整定的準確度和靈敏度。所以應選擇 Yo/Yo/△接線方式。故本次設計的變電所選用主變壓器的接線組別為：Y o/Yo/△－12－11。 容量比的選擇由原始資料可知，110kV 中壓側(cè)為接受功率繞組，而 10kV 側(cè)主要用于本身所用電以及無功補償裝置，所以容量比選擇為：100/100/50 。 主變壓器冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。自然風冷卻：一般只適用于小容量變壓器。強迫油循環(huán)水冷卻：雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。所以，選擇強迫油循環(huán)風冷卻方式。 所用變壓器容量的選擇對于樞紐變電站，總?cè)萘繛?60MVA 及以上的變電所，裝有水冷卻或強迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機的變電所，均裝設兩臺所用變壓器，分別接在最低一級母線的不同分段上，對裝有兩臺所用變壓器時，采用單母線分段接線方式。由于本次設計的變電所，采用兩臺 120MVA 的主變壓器，故采用兩臺所用變壓器，互為備用。且容量相等，一臺停運時，另一臺承受全部負荷。所用變壓器負荷計算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時及不經(jīng)常持續(xù)運行的負荷均可不列入計算負荷。當有備用所用變壓器時，其容量應與工作變壓器相同。所用變壓器容量按下式計算： 12SKP???——所用變壓器容量（kVA）S——所用動力負荷之和（kW ）1P?——所用動力負荷換算系數(shù)，一般取 = ——電熱及照明負荷之和（kW ）2所用電的接線方式，在主接線設計中，選用為單母線分段接線，選兩臺所用變壓器互為備用，每臺變壓器容量及型號相同，并且分別接在不同的母線上。 所用變壓器容量的選擇計算名 稱 第一段母線容量（kW） 第二段母線容量（kW）變壓器修理動力 P 1 其他動力 P 2 變電所空調(diào)動力 P 3 15 15電 熱 P 4 照 明 P 5 調(diào)相機拖動設備 P 6 ∵ 12SKP???即第一段母線總?cè)萘浚?= （P 1 + P2 + P3）+ P 4 + P51 = （++15）++ = 149（kVA） 第二段母線總?cè)萘浚?= （P 2 + P3）+ P 4 + P52 = （+15）++ = （kVA）變電站所用變壓器的總?cè)萘繛椋?= 149 + 12SK???= （kVA）所以選擇兩臺 Sq－315/10 型號的所用變壓器互為備用。額定電壓： 10 kV阻抗電壓（%）： 4連接組標號： Y / Y 0－123 電氣主接線的選擇 概述主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的匯集和分配電能的電氣主回路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設備的選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的選定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。我國《變電所設計技術(shù)規(guī)程》SDJ 2－79 規(guī)定：變電所的主接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴建。 主接線的方式選擇電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。而本所各電壓等級進出線均超過四回，所以采用有母線的連接方式。 單母線接線單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。單母線接線一般只適用于一臺主變壓器。單母線接線適用于 110～220 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～ 60kV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回， 6～10 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母線接線方式。 單母線分段用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電或不致于使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母線分段適用于：110kV～220kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 8～10 回，35 ～60kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4～8 回，6～10 kV 配電裝置出線為 6 回及以上，則采用單母線分段接線。 單母線分段帶旁路這種接線方式適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級 35～110 kV 的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。 橋式接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。橋式接線可靠性較差，雖然它有使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。 3/2斷路器接線兩個元件引線用三臺斷路器接在兩組母線上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。 雙母線接線它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等優(yōu)點，而且，檢修另一組母線時，不會停止對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設“跨條” ，則該回路在檢修期需要停電。對于，110kV～220 kV 輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110kV～220kV 雙母線接線的配電裝置中，當出線回路數(shù)達 7 回，（110kV）或 5 回（220kV）時，一般應裝設專用旁路斷路器和旁路母線。 雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可以完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數(shù)在 11 回及以下時，母線不分段。當 110kV 出線為 7 回及以上，220kV 出線在 4 回以下時，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。 選擇設計方案由設計方案確定的負荷情況：220kV 近期 7 回，遠期 1 回，110kV 近期 8 回，遠期 2 回?？梢源_定該變電所主接線采用以下三種方案進行比較：（1） 方案一220kV 采用雙母線帶旁路母線接線方式，110kV 也采用雙母線帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》可知，220kV 出線 5 回以上，裝設專用旁路斷路器，考慮到 220kV 近期 7 回，裝設專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》 、 《發(fā)電廠電氣部分》和變電所的基本數(shù)據(jù)，220kV 主接線形式如圖 31：圖 31 220kV主接線形式圖110kV 母線上近期負荷為 8 回出