【文章內容簡介】 、學校、醫(yī)院、企業(yè)和軍事部門等重要用戶。要求供電可靠高質量。由此擬定以下兩種方案作為選擇： 10KV方 案 一20KV1號線 號線楊三線 楊南線 楊屯線 楊麗線 楊親線圖 21 方案一方案一 220kV 側及 110kV 側均采用雙母線接線方式，10kV 側則采用單母分段。 20KV110KV1號線 2號線楊三線 楊南線 楊屯線 楊麗線 楊親線圖 22 方案二方案二 220kV 側采用雙母線接線方式，110kV 側及 10kV 側均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。 方案的比較 側由于本變電站所供電地區(qū)人口約 200 萬，有大量工業(yè)和商業(yè)企業(yè)的集中地區(qū)供電的樞紐站。供電對象為包括政府、學校、醫(yī)院、企業(yè)和軍事部門等重要用戶。要求供電可靠高質量。又考慮到隨著城市的發(fā)展供電需求會不斷上升，變電站進線回路要增加所以 220kv 側采用雙母接線方式是合理 的。220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護6 側由于 220kV 側最大輸入功率為 260MVA,110kV 側最大負荷為 260MVA，最小負荷為130MVA。由此可見本變電站的主要負荷在 110kV 側，所以 110kV 的可靠性要求比較高。方案一采用雙母接線方式，而方案二采用單母帶旁路（有專用旁路斷路器） ，兩種方案的造價差不多，可靠性也差不多。但相比之下雙母接線方式其擴建較方便一些，而且設備檢修時也沒有單母帶旁路接線方式那么復雜的隔離開關倒閘操作。所以雙母接線方式更為適合 110kV 側。 側方案一采用單母分段，方案二則采用單母帶旁路母線的接線方式，方案二的投資略高于方案一，但其可靠性較高。但由于 10kV 側雖然有 9 回出線，但其中有兩條是備220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護7用回路，且本側的最小負荷為 25MVA 最大負荷也只有 90MVA，方案一完全能滿足其要求，所以本側接線方式選擇單母分段較為適宜。為確定某一規(guī)劃設計方案，除了分析設計方案是否在技術上先進，可靠和適用外，還要分析設計方案在經濟上是否合理。只有技術和經濟上兩個方面都合理的設計方案，才能實施。因此，為實現電力建設項目決策的科學化，減少和避免投資失誤，提高經濟效益，對各規(guī)劃設計方案必須進行技術經濟分析，作為設計方案選擇的主要依據之一。經濟性比較主要是對各種方案的綜合投資和年運行量進行綜合效益比較，為選擇經濟上的最優(yōu)方案提供依據。計算時，可只計算各方案不同部分的投資和年運行費，常用的技術經濟分析方法有：最小費用法；凈現值法；內部收益率法；抵償年限法。⑴.從電氣設備的數目及配電裝置上進行比較表 21 隔離開關與斷路器數目方 案項 目方案一 方案二220kV 配電裝置 雙母線 雙母線110kV 配電裝置 雙母線 單母線旁路母線10kV 配電裝置 單母線分段 單母線旁路母線主變臺數 2 2220kV 5 5110kV 8 8斷路器的數目10kV 12 12220kV 14 14110kV 23 21隔離開關的數目10kV 24 33⑵．計算綜合投資 ZZ＝ (1＋a/100) (元)0式中: —為主體設備的綜合投資,包括變壓器﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關及配0220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護8電裝置等設備的中和投資。 a—為不明顯的附加費用比例系數 ,一般 220 取 70％,110 取 90％.主體設備的綜合投資如下表 22 主變價格主變容量 MVA 每臺主變的參考價格(萬元/臺) 變壓器的投資(萬元)方案一 820 2820＝1640方案二 820 2820＝1640表 23 220kV側斷路器投資每臺斷路器的參數價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器的投資(萬元)105 5105=525 5105＝525表 24 220kV側隔離開關投資每臺隔離開關的參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關的投資(萬元) 14＝77 14＝77表 25110kV側斷路器投資 每臺斷路器的參數價格(萬元/臺)方案一斷路器投資(萬元)方案二斷路器的投資(萬元)65 865＝520 865＝520表 26 110kV側隔離開關投資每臺隔離開關的參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關的投資(萬元) 23＝ 21＝表 27 10kV側斷路器投資每臺斷路器的參數價格 方案一斷路器投資 方案二斷路器的投資220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護9(萬元/臺) (萬元) (萬元)30 1230＝360 1230＝360表 28 10kV側隔離開關投資每臺隔離開關的參數價格(萬元/臺)方案一隔離開關投資(萬元)方案二隔離開關的投資(萬元) 24＝ 33＝表 29 兩種方案經濟性比較方案一 方案二主體設備總投資(萬元 )???Z ???Z綜合投資(萬元 )Z＝ (1＋ )01a＝（1＋）＝Z＝ (1＋ )01a＝（1＋）＝綜合考慮兩種電氣主接線方案的可靠性，靈活性和經濟性，結合實際情況，確定第一種方案為設計的最終采用方案。表 210 方案比較項目 可靠性 靈活性 經濟性方案一220kv 側及 110kv側均采用雙母線接線方式，10kv 側則采用單母分段各側都達到了可靠性要求、調試相對靈活；便于擴建和發(fā)展。設備相對多，投資較大，但對供電可靠性的優(yōu)先保障是必要的220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護10方案二220kv 側采用雙母線接線方式，110kv 側及 10kv 側均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。各側都達到了可靠性要求、調試比較靈活；便于擴建和發(fā)展。相對于方案一經濟性更差。綜上所述，本變電站電氣主接線的設計采用方案一。220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護113. 主變壓器的選擇 主變壓器容量和臺數的選擇 主變壓器容量的選擇變電站主變壓器容量的選擇一般有以下幾個原則：⑴按變電所建成后 5～10 年得規(guī)劃負荷選擇，并考慮到遠期 10～20 的負荷發(fā)展。對于城郊變電站，主變容量的確定應與城市規(guī)劃相結合。⑵根據變電所的負荷性質和電網結構來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證一級、二級負荷的供電可靠；對于一般性的變電所應保證一臺主變壓器停運時其余變壓器容量能滿足總負荷的 70％～80％。⑶同級電壓的單臺變壓器的容量級別不應太多，應從全網出發(fā)，推行系列化、標準化。⑷本變電所主變壓器容量的確定。該變電站總容量 260MVA ，220kV 側最大輸入功率 260MVA，1110kV 側最大負荷 260MVA，10kV 側最大負荷 90MVA。根據主變壓器容量的確定原則，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的 70%以上，可以確定單臺變壓器的額定容量： =260=182(MVA)NS經查閱相關資料，選擇主變壓器容量為 240MVA。 主變壓器臺數的選擇主變壓器臺數的選擇一般有以下原則：⑴對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側已構成環(huán)網的情況下，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護12⑵對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型專用供電所，在設計時應考慮裝設三臺主變壓器的可能性。⑶對于規(guī)劃只裝設兩臺主變壓器的變電所，其變壓器應按大于變壓器基礎容量的1～2 級設計，以便負荷發(fā)展時更換變壓器的容量。 主變壓器型式和結構的選擇 相數的選擇主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求運輸條件的因素。特別是大型變壓器更是要考慮其運輸的肯能性。一般相數選擇有以下幾個原則：⑴當不受運輸條件限制時，330kV 及以下的變電所及發(fā)電廠都采用三相變壓器。⑵當發(fā)電廠與系統(tǒng)連的電壓等級為 500kV 時，應在技術經濟比較以后再做出決定選用三相變壓器還是、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。⑶對于 500kV 變電所，除需考慮運輸條件外，應根據供電負荷及系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其是在建設初期，若主變壓器是一組當一臺單相變壓故障，會使整組變壓器退出運行，造成全所停電。為此，要經過經濟論證，來確定是選用單相還是三相變壓器。 繞組數量和聯接方式的選擇⑴最大容量為 125MW 及以下電廠，當有兩種升高電壓與用戶供電與聯系時，應采用三繞組變壓器，各繞組的通過容量應達到變壓器額定容量的 15％及以上。由于同容量等級的三繞組變壓器要比雙繞組變壓器要貴 40％～50％，運行維修也較為復雜，當臺數過多數回造成中壓側短路容量過大。因此要給予限制，一般兩種升高電壓等級的三繞組變壓器不超過兩臺。⑵對于 200MW 及以上的機組，考慮到運行的可靠、靈活及經濟性問題一般不采用三繞組變壓器。⑶聯絡變壓器一般應選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動／備用變壓器或無功補償設備。220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護13⑷在有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器各側繞組的功率達均達到該變壓器額定容量的 15％及以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝無功補償設備時，主變宜采用三繞組變壓器。對于具有直接將高壓降為供電低壓條件的變電所，為減少重復降壓容量可采用雙繞組變壓器。綜上所述本變電所有三種電壓等級，即 220kV、110kV 和 10kV，主變宜采用三繞組變壓器。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。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側繞組如何結合要根據具體工作來確定。我國 110kV 及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接；35KV 亦采用丫連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV 以下電壓，變壓器繞組多采用△連接，故 10kV 采用△連接。綜上所述，本變電站主變壓器 220kV/110kV/10kV 側繞組對應的連接方式為丫/丫/△。 主變壓器的選擇結果由《電力工程電氣設備手冊：電氣一次部分》 ，選定本變電站主變壓器為兩臺額定容量為 240MVA，可帶負荷調壓的三繞組變壓器。主變壓器的技術參數如下所示：型號：SFPS7240000/220；額定容量(kVA)：240000；額定電壓（kV）: 高壓：220177。2%；中壓：121 ；低壓：11；容量比：100/100/50；聯結組別號：YN/yn0/d11；空載損耗(kW)：187；負載損耗（kW）：800；220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護14短路電壓百分值（％）： 高中：12～14；高低：22～24；中低：7～9；空載電流百分值（％）：。220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護154. 短路電流計算 短路電流計算是變電站設計的必要環(huán)節(jié)，進行短路電流計算的目的如下：①電氣主接線比選②選擇導體和電氣③確定中性點接地方式④計算軟導體的短路搖擺⑤確定分裂導線間隔棒的間距⑥驗證接地裝置的接觸電壓和跨步電壓⑦ 選擇繼電保護裝置和進行整定計算。 各元件標幺值計算取標準容量： =1000MVA，標準電壓 = ( 為各側額定電壓)。電網容量為 3000MW，主變壓器三繞組容量為 100/100/50， =13， %)21(?k=8， =23。%)32(?kU)13(?k系統(tǒng)電抗計算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計算系統(tǒng)電抗功率因素按 1 估算。 *???SX 主變壓器各繞組電抗標幺值計算= （ + － ）= (13+23－8)=14%1kU2)21(?k%)13(?kU)32(?k1= （ + － ）= (13+8－23)=1≈1k)(k)(k)1(k= （ + － ）= (23+8－13)=93k2)13(?k)32(?k)2(?k(100％)= = =(Ω)*TR20NkSUP2408?(Ω)583.%)10(2)5(**?TTR220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護16= =%2*?2401?= =*9 220kV 側電抗標幺值計算1. 1 號線： ）（ ???UB ** ???)0(1*)(2)0(1*)( ???BUX2. 2 號線： ）（ ???B 19..22*2BUSR220kV 樞紐變電站的主設計和變壓器保護17*2 ???)0(*)()0(*)(2 ???BUSX 110kV 側電抗標幺值計算1. 3 號線（楊三線）電纜型號為 YJLW0364，長度 ，這里采用青島漢纜股份有限公司生產的YJLW0364/1101*800 電力電纜， ， 。km/??Rk/?X）（ ?UB * ??* ?BUlX對于一般高壓線路，當線路情況不明時，可做近似估計，如表 41 所示，本設計中 110kV 線路采用有良導體架空地線雙回線路，故取 即可。)1()0(?X表 41架空線路零序電抗與正序電抗比值線路類型 )1()0(/X線路類型 )1()0(/X無架空地線單回線路無架空地線雙回線路有鐵磁導體架空地線雙