【文章內(nèi)容簡介】 慮，并應(yīng)以對工程起決定作用的因素來確定。 接發(fā)電機的三繞組變壓器，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11（6） 容量比變壓器各繞組容量相對總?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?，其繞組容量對造價影響不大，但其中、低壓側(cè)的傳輸功率相對總?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、強迫風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷和強迫導(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)冷卻和強迫風(fēng)冷卻；大容量的變壓器采用強迫油循環(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)計的。為減小變壓器的造價，變壓器還可以采用半絕緣方式，即變壓器繞組靠近中性點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，而是低一個電壓等級。半絕緣變壓器只允許在中性點直接接地的情況下運行。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。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電壓等級若作為電源，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。而如果某個電壓等級是線路的末端，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的電壓，帶負(fù)荷時內(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：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 50000kVA 的變壓器，調(diào)壓方式為有載調(diào)壓，絕緣方式為半絕緣。所選型號為：SFZ950000/110，其參數(shù)如下表：表 選擇的主變型號參數(shù)表型號 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133 電氣主接線 電氣主接線設(shè)計的基本要求與依據(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)運行起著重要作用，并對電氣設(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)計的基本要求對電氣主接線設(shè)計的基本要求，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)的特點是電能不能大量儲存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會造成供電中斷，停電事故不僅給電力部門帶來損失，給國民經(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)的安全可靠運行是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，作為其中一個重要環(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判標(biāo)準(zhǔn)是1) 斷路器檢修時，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，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對 I 類負(fù)荷和大部分 II 類負(fù)荷的供電。3) 發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。4) 大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求(2) 靈活性 電氣主接線就能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個方面1) 調(diào)度時，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)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計142) 檢修時，可方便地停運斷路器、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)的運行和對用戶的供電；3) 擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且對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、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，應(yīng)采用三相變壓器而不用三臺單相變壓器組。3）年運行費用小年運行費用包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修的維護(hù)費等。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、容量和臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。另外，我們應(yīng)重視國內(nèi)外長期積累的運行實踐經(jīng)驗，優(yōu)先選用經(jīng)過長期實踐考驗的主接線形式。 電氣主接線設(shè)計的依據(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)對電氣主接線提供的具體資料 各電壓等級電氣主接線設(shè)計在進(jìn)行電氣主接線設(shè)計時,一般根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求,綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬訂 2~3 個技術(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15 110kV 側(cè)接線的選擇110kV 近期設(shè)計回路數(shù)為 2，最終為 4 回。先列出兩個可行方案：單母分段接線和雙母線進(jìn)行比較。表 110kV 側(cè)接線方案比較方案 單母線分段 雙母線接線簡圖可靠性用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動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)時只停該回路。擴建方便，可向雙母線的左右送電。任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會引起原有回路的停電。經(jīng)濟(jì)性較好,費用低 增加隔離開關(guān)數(shù)目,費用高.靈活性有一定靈活性，并在檢修斷路器時不至于中斷對全部用戶供電。運行方式靈活，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，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作。對比以上兩種方案：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，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；先列出兩個可行方案：單母線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圖可靠性用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動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，僅停該段，不影響其他段運行，減小了母線檢修時的停電范圍。出線斷路器檢修時，由于采用手車式，只需短時停電。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17性 無需倒閘操作。對比以上兩種方案：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。 主變中性點接地方式選擇 10kV 側(cè)限流問題根據(jù)《電氣設(shè)計手冊 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： 變壓器分列運行在變電所中，母線分段電抗器的限流作用小，故采用簡便的兩臺變壓器分列運行的方法來限制短路電流，其優(yōu)點如下：（1）6~10kV 側(cè)發(fā)生短路時，短路電流只通過一臺變壓器，其值較兩臺變壓器并聯(lián)時大為減小，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行時稍大；（2）一臺變壓器故障時，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，分裂運行不能滿足限制短路電流要求時，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繞組，可大大增加各個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，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 變壓器中性點接地方式根據(jù)《電氣設(shè)計手冊 I》第 2—7 節(jié)中關(guān)于“主變壓器中性點接地方式 ”的規(guī)定：電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。1） 變壓器的 110kV 側(cè)采用中性點直接接地方式根據(jù)《電氣設(shè)計手冊 I》第 2—7 節(jié)中關(guān)于“主變壓器中性點接地方式 ”的規(guī)定，電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器的中性點的接地方式。①變壓器中性點接地點的數(shù)量應(yīng)使電網(wǎng)所有短路點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 以使單相接地時短路電流不超過三相短路電流.②所有普通變壓器中性點都經(jīng)隔離開關(guān)接地，以使運行調(diào)度靈活選擇接地點。③選擇接地點時應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成中性點不接地的系統(tǒng).。2）主變壓器 6~63kV 多用中性點不接地或經(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，中性點應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地，用消弧線圈接地時應(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)避免整個電網(wǎng)中只裝一臺消弧線圈，也應(yīng)避免在一個變電所中裝設(shè)多臺消弧線圈，在任何運行方式下，電網(wǎng)不得失去消弧線圈的補償。②在變電所中，消弧線圈一般裝在變壓器中性點上 6~10kV 消弧線圈也可裝在調(diào)相機的中性點上。③當(dāng)兩臺主變壓器合用一臺消弧線圈時，應(yīng)分別經(jīng)隔離開關(guān)與變壓器中性點相連。消弧線圈的補償容量按下式計算： ()3/KIeUQ?朱玉龍：110kV 黃河變電站設(shè)計19其中 k—系數(shù)，過補償取 Ue—電網(wǎng)或發(fā)電機回路的額定線電壓(kV) Ie—電網(wǎng)或發(fā)電機回路的電容電流 (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，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)計中負(fù)荷均采用架空線路，且 35kV