【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 慮，并應(yīng)以對(duì)工程起決定作用的因素來確定。 接發(fā)電機(jī)的三繞組變壓器，為低壓側(cè)向高壓側(cè)輸送功率，應(yīng)選升壓型變壓器；變電所的三繞組變壓器，如果高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為主，則選用降壓型變壓器；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送功率為主，側(cè)可選用升壓型變壓器,但如果需要限制 6~10kV 系統(tǒng)的短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構(gòu)變壓器。該變電站選用升壓型變壓器。朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計(jì)11（6） 容量比變壓器各繞組容量相對(duì)總?cè)萘坑?100/100/100、100/100/50、100/50/50 等幾種形式。由于 110kV 變壓器總?cè)萘坎淮?，其繞組容量對(duì)造價(jià)影響不大，但其中、低壓側(cè)的傳輸功率相對(duì)總?cè)萘慷急容^大，為調(diào)度靈活，一般采用 100/100/100 的容量比，因此該變電站采用 100/100/100 的容量比。（7） 變壓器的冷卻方式變壓器的冷卻方式有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷和強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻等，它隨變壓器的型式和容量不同而異。一般中小容量的變壓器選擇自然風(fēng)冷卻和強(qiáng)迫風(fēng)冷卻；大容量的變壓器采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。此處采用自然風(fēng)冷卻。（8） 全絕緣半絕緣、繞組材料等問題全絕緣變壓器的繞組首、尾絕緣水平是一樣的，都是按照線電壓設(shè)計(jì)的。為減小變壓器的造價(jià)，變壓器還可以采用半絕緣方式，即變壓器繞組靠近中性點(diǎn)部分的主絕緣水平比繞組端首部的絕緣水平低，不適按照線電壓設(shè)計(jì)，而是低一個(gè)電壓等級(jí)。半絕緣變壓器只允許在中性點(diǎn)直接接地的情況下運(yùn)行。變壓器繞組材料有鋁繞組和銅繞組兩種。一般變壓器選用鋁繞組，可以減小造價(jià)。如需減小變壓器體積和降低變壓器本身的損耗，則應(yīng)選擇銅繞組。（9） 變壓器各側(cè)電壓的選擇變壓器的某個(gè)電壓等級(jí)若作為電源，為保證向線路末端供電的電壓質(zhì)量，即保證在有 10%電壓損失的情況下，線路末端的電壓為額定值，該側(cè)的電壓按照110%額定電壓選擇。而如果某個(gè)電壓等級(jí)是線路的末端，該側(cè)的電壓應(yīng)按照電網(wǎng)額定電壓選擇。變壓器的高壓側(cè)相當(dāng)于用電設(shè)備，其額定電壓應(yīng)為線路額定電壓，低壓側(cè)相當(dāng)于電源，其額定電壓應(yīng)為線路額定電壓的 倍，又10kVNU?變壓器二次電壓為空載時(shí)的電壓，帶負(fù)荷時(shí)內(nèi)部電壓損耗為 5%，故低壓側(cè)額定電壓 ，為 11kV，即主變電壓組合為 110/11kV。綜上所述 主變壓器的選擇 型號(hào)：SFZ9— 50000/110 容量 50MVA 空載損耗 短路損耗 連接組別 YN / d11 聯(lián)接方式 阻抗電壓 % 空載電流 % 額定電壓 110 kV /11kV鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12根據(jù)以上的原則和技術(shù)規(guī)范本變電所采用的變壓器容量為兩臺(tái) 50000kVA 的變壓器，調(diào)壓方式為有載調(diào)壓，絕緣方式為半絕緣。所選型號(hào)為：SFZ950000/110，其參數(shù)如下表：表 選擇的主變型號(hào)參數(shù)表型號(hào) SFZ950000/110額定容量 50MVA容量比 100/100/100電壓比 110177。8%/11阻抗電壓 Uk%=空載電流 %連接組別 YN /d11調(diào)壓方式 有載調(diào)壓朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計(jì)133 電氣主接線 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求與依據(jù)發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線。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(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)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(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三方面。(1) 可靠性電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)造成供電中斷，停電事故不僅給電力部門帶來損失，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失更嚴(yán)重，造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、經(jīng)濟(jì)損失、城市生活混亂和政治影響都是難以估量的。保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，作為其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)的電氣主接線，首先應(yīng)滿足可靠性的要求。定性分析和衡量主接線可靠性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是1) 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 2) 斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)的多少和停電的時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì) I 類負(fù)荷和大部分 II 類負(fù)荷的供電。3) 發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。4) 大機(jī)組和超高壓的電氣主接線能否滿足對(duì)可靠性的特殊要求(2) 靈活性 電氣主接線就能適應(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。靈活性包括以下幾個(gè)方面1) 調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配斷電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)142) 檢修時(shí)，可方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；3) 擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。(3) 經(jīng)濟(jì)性1) 節(jié)約投資主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備；要使相應(yīng)的控制、保護(hù)不過于復(fù)雜、節(jié)省二次設(shè)備與控制電纜等；能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備和輕型電器等。2) 占地面積小主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面的格局，主接線方案應(yīng)盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，應(yīng)采用三相變壓器而不用三臺(tái)單相變壓器組。3）年運(yùn)行費(fèi)用小年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)及大修費(fèi)、日常小修的維護(hù)費(fèi)等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。另外，我們應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期積累的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先選用經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐考驗(yàn)的主接線形式。 電氣主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)1）變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用2）變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模3）負(fù)荷大小和重要性4）系統(tǒng)備用容量大小5）系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料 各電壓等級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì)在進(jìn)行電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí),一般根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬訂 2~3 個(gè)技術(shù)上能滿足要求的方案進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后確定最佳方案。朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計(jì)15 110kV 側(cè)接線的選擇110kV 近期設(shè)計(jì)回路數(shù)為 2，最終為 4 回。先列出兩個(gè)可行方案：?jiǎn)文阜侄谓泳€和雙母線進(jìn)行比較。表 110kV 側(cè)接線方案比較方案 單母線分段 雙母線接線簡(jiǎn)圖可靠性用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電。當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。分段可以縮小母線停電范圍的影響。任一母線及母線隔離開關(guān)檢修,僅停檢修段。任一回路斷路器檢修,所在回路停電。供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時(shí)只停該回路。擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右送電。任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會(huì)引起原有回路的停電。經(jīng)濟(jì)性較好,費(fèi)用低 增加隔離開關(guān)數(shù)目,費(fèi)用高.靈活性有一定靈活性，并在檢修斷路器時(shí)不至于中斷對(duì)全部用戶供電。運(yùn)行方式靈活，增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作。對(duì)比以上兩種方案：雖然雙母線也能滿足要求，但其投資大、經(jīng)濟(jì)性能差，鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16故不采納；將 I、II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時(shí)，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性，且六氟化硫斷路器的安全性，可靠性較高，故采用單母線分段接線。 10kV 側(cè)接線選擇10kV 出線回路數(shù)近期為 14 回，最終為 20 回；先列出兩個(gè)可行方案：?jiǎn)文妇€分段接線和雙母線接線進(jìn)行比較。 表 10kV 側(cè)接線方案比較方案 單母線分段 手車式單母線分段接線簡(jiǎn)圖可靠性用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電。當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。分段可以縮小母線停電范圍的影響,任一母線及母線隔離開關(guān)檢修,器檢修,所在回路停電。重要用戶可以從不同母線段上分別引出兩回饋線向其供電，保證不中斷供電。任一母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，僅停該段，不影響其他段運(yùn)行，減小了母線檢修時(shí)的停電范圍。出線斷路器檢修時(shí)，由于采用手車式，只需短時(shí)停電。經(jīng)濟(jì)性相比于手車式單母線分段，單母線分段帶旁路母線的配電裝置占地面積大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大。靈活采用旁路母線，雖不需要停電檢修出線斷路器，但需通過較復(fù)雜的倒閘操作。 采用手車式配電裝置，斷路器可以快速更換進(jìn)行檢修，方便靈活，朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計(jì)17性 無需倒閘操作。對(duì)比以上兩種方案：以上兩種方案均能滿足主接線要求，但由于它與用戶連在一起，并且出線較多，所以采用手車式單母線分段。綜上：110kV 側(cè)采用單母線分段接線；10kV 側(cè)采用手車式單母線分段。 主變中性點(diǎn)接地方式選擇 10kV 側(cè)限流問題根據(jù)《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) I》第 節(jié)中“變電所 6～10kV 側(cè)短路電流的限制”規(guī)定：限制變電所 6～10kV 側(cè)短路電流不超過 16～ ，以便采用價(jià)廉輕型的SF6 斷路器，并且使選用的架空線截面不致過大，一般采用下列措施： 變壓器分列運(yùn)行在變電所中，母線分段電抗器的限流作用小，故采用簡(jiǎn)便的兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行的方法來限制短路電流，其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）6~10kV 側(cè)發(fā)生短路時(shí)，短路電流只通過一臺(tái)變壓器，其值較兩臺(tái)變壓器并聯(lián)時(shí)大為減小，從而在許多情況下允許 6~10kV 側(cè)裝設(shè)輕型斷路器；（2）使無故障母線段維持較高的剩余電壓。但也有不足之處：（1）變壓器負(fù)荷不平衡，使能量損耗較并列運(yùn)行時(shí)稍大；（2）一臺(tái)變壓器故障時(shí)，該分段母線在分段斷路器接通前要停電，但可由分段斷路器裝設(shè)自動(dòng)投入裝置解決。 在變壓器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器當(dāng)變壓器容量增大，分裂運(yùn)行不能滿足限制短路電流要求時(shí)，可在變壓器回路裝設(shè)分裂電抗器或電抗器。采用分裂變壓器：變壓器低壓繞組分裂成相等容量的兩個(gè)繞組，可大大增加各個(gè)分裂繞組和分裂繞組間的電抗，減小短路電流。鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)18在出線上裝設(shè)電抗器：當(dāng) 610kV 側(cè)短路電流很大，采用其它限流措施不能滿足要求時(shí)，就要采用在出線上裝設(shè)電抗器的接線，但這種接線投資貴，需建設(shè)兩層配電裝置樓，故在變電所中一般不采用出線裝設(shè)電抗器的接線故采用在變壓器低壓回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器 變壓器中性點(diǎn)接地方式根據(jù)《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) I》第 2—7 節(jié)中關(guān)于“主變壓器中性點(diǎn)接地方式 ”的規(guī)定：電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。1） 變壓器的 110kV 側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式根據(jù)《電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) I》第 2—7 節(jié)中關(guān)于“主變壓器中性點(diǎn)接地方式 ”的規(guī)定，電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了主變壓器的中性點(diǎn)的接地方式。①變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)使電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比 X0/X13，以使單相接地時(shí)全相上工頻電壓不超過閥型避雷器的滅弧電壓；X 0/X1 以使單相接地時(shí)短路電流不超過三相短路電流.②所有普通變壓器中性點(diǎn)都經(jīng)隔離開關(guān)接地，以使運(yùn)行調(diào)度靈活選擇接地點(diǎn)。③選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng).。2）主變壓器 6~63kV 多用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式6~63kV 電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)不接地方式，但當(dāng)單相接地故障電流大于 30A (6~10kV 電網(wǎng)) 或 10A(20~63kV 電網(wǎng))時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地，用消弧線圈接地時(shí)應(yīng)注意：①消弧線圈應(yīng)由系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，分散布置，應(yīng)避免整個(gè)電網(wǎng)中只裝一臺(tái)消弧線圈，也應(yīng)避免在一個(gè)變電所中裝設(shè)多臺(tái)消弧線圈，在任何運(yùn)行方式下，電網(wǎng)不得失去消弧線圈的補(bǔ)償。②在變電所中，消弧線圈一般裝在變壓器中性點(diǎn)上 6~10kV 消弧線圈也可裝在調(diào)相機(jī)的中性點(diǎn)上。③當(dāng)兩臺(tái)主變壓器合用一臺(tái)消弧線圈時(shí)，應(yīng)分別經(jīng)隔離開關(guān)與變壓器中性點(diǎn)相連。消弧線圈的補(bǔ)償容量按下式計(jì)算： ()3/KIeUQ?朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計(jì)19其中 k—系數(shù)，過補(bǔ)償取 Ue—電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)回路的額定線電壓(kV) Ie—電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)回路的電容電流 (A)電網(wǎng)的電容電流 Ie，應(yīng)包括有電氣連接的所有架空線路，電纜線路，發(fā)電機(jī)，變壓器以及母線和電器的電容電流，并考慮電網(wǎng) 5~10 年的發(fā)展架空線路的電容電流可按下式估算：()3()10eeIUL???—系數(shù)，適用于無架空地線的線路 —系數(shù)，適用于有架空地線的線路本設(shè)計(jì)中負(fù)荷均采用架空線路，且 35kV