【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、學(xué)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(zhì)量。由此擬定以下兩種方案作為選擇： 10KV方 案 一20KV1號(hào)線 號(hào)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(cè)及 110kV 側(cè)均采用雙母線接線方式，10kV 側(cè)則采用單母分段。 20KV110KV1號(hào)線 2號(hào)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(cè)采用雙母線接線方式，110kV 側(cè)及 10kV 側(cè)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(cè)由于本變電站所供電地區(qū)人口約 200 萬(wàn)，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(duì)象為包括政府、學(xué)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(zhì)量。又考慮到隨著城市的發(fā)展供電需求會(huì)不斷上升，變電站進(jìn)線回路要增加所以 220kv 側(cè)采用雙母接線方式是合理 的。220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)6 側(cè)由于 220kV 側(cè)最大輸入功率為 260MVA,110kV 側(cè)最大負(fù)荷為 260MVA，最小負(fù)荷為130MVA。由此可見(jiàn)本變電站的主要負(fù)荷在 110kV 側(cè)，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(jià)差不多，可靠性也差不多。但相比之下雙母接線方式其擴(kuò)建較方便一些，而且設(shè)備檢修時(shí)也沒(méi)有單母帶旁路接線方式那么復(fù)雜的隔離開關(guān)倒閘操作。所以雙母接線方式更為適合 110kV 側(cè)。 側(cè)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(cè)雖然有 9 回出線，但其中有兩條是備220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)7用回路，且本側(cè)的最小負(fù)荷為 25MVA 最大負(fù)荷也只有 90MVA，方案一完全能滿足其要求，所以本側(cè)接線方式選擇單母分段較為適宜。為確定某一規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，除了分析設(shè)計(jì)方案是否在技術(shù)上先進(jìn)，可靠和適用外，還要分析設(shè)計(jì)方案在經(jīng)濟(jì)上是否合理。只有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上兩個(gè)方面都合理的設(shè)計(jì)方案，才能實(shí)施。因此，為實(shí)現(xiàn)電力建設(shè)項(xiàng)目決策的科學(xué)化，減少和避免投資失誤，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)各規(guī)劃設(shè)計(jì)方案必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，作為設(shè)計(jì)方案選擇的主要依據(jù)之一。經(jīng)濟(jì)性比較主要是對(duì)各種方案的綜合投資和年運(yùn)行量進(jìn)行綜合效益比較，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。計(jì)算時(shí)，可只計(jì)算各方案不同部分的投資和年運(yùn)行費(fèi)，常用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法有：最小費(fèi)用法；凈現(xiàn)值法；內(nèi)部收益率法；抵償年限法。⑴.從電氣設(shè)備的數(shù)目及配電裝置上進(jìn)行比較表 21 隔離開關(guān)與斷路器數(shù)目方 案項(xiàng) 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(tái)數(shù) 2 2220kV 5 5110kV 8 8斷路器的數(shù)目10kV 12 12220kV 14 14110kV 23 21隔離開關(guān)的數(shù)目10kV 24 33⑵．計(jì)算綜合投資 ZZ＝ (1＋a/100) (元)0式中: —為主體設(shè)備的綜合投資,包括變壓器﹑高壓斷路器﹑高壓隔離開關(guān)及配0220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)8電裝置等設(shè)備的中和投資。 a—為不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù) ,一般 220 取 70％,110 取 90％.主體設(shè)備的綜合投資如下表 22 主變價(jià)格主變?nèi)萘?MVA 每臺(tái)主變的參考價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái)) 變壓器的投資(萬(wàn)元)方案一 820 2820＝1640方案二 820 2820＝1640表 23 220kV側(cè)斷路器投資每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案一斷路器投資(萬(wàn)元)方案二斷路器的投資(萬(wàn)元)105 5105=525 5105＝525表 24 220kV側(cè)隔離開關(guān)投資每臺(tái)隔離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案一隔離開關(guān)投資(萬(wàn)元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬(wàn)元) 14＝77 14＝77表 25110kV側(cè)斷路器投資 每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案一斷路器投資(萬(wàn)元)方案二斷路器的投資(萬(wàn)元)65 865＝520 865＝520表 26 110kV側(cè)隔離開關(guān)投資每臺(tái)隔離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案一隔離開關(guān)投資(萬(wàn)元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬(wàn)元) 23＝ 21＝表 27 10kV側(cè)斷路器投資每臺(tái)斷路器的參數(shù)價(jià)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(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)9(萬(wàn)元/臺(tái)) (萬(wàn)元) (萬(wàn)元)30 1230＝360 1230＝360表 28 10kV側(cè)隔離開關(guān)投資每臺(tái)隔離開關(guān)的參數(shù)價(jià)格(萬(wàn)元/臺(tái))方案一隔離開關(guān)投資(萬(wàn)元)方案二隔離開關(guān)的投資(萬(wàn)元) 24＝ 33＝表 29 兩種方案經(jīng)濟(jì)性比較方案一 方案二主體設(shè)備總投資(萬(wàn)元 )???Z ???Z綜合投資(萬(wàn)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(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第一種方案為設(shè)計(jì)的最終采用方案。表 210 方案比較項(xiàng)目 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性方案一220kv 側(cè)及 110kv側(cè)均采用雙母線接線方式，10kv 側(cè)則采用單母分段各側(cè)都達(dá)到了可靠性要求、調(diào)試相對(duì)靈活；便于擴(kuò)建和發(fā)展。設(shè)備相對(duì)多，投資較大，但對(duì)供電可靠性的優(yōu)先保障是必要的220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)10方案二220kv 側(cè)采用雙母線接線方式，110kv 側(cè)及 10kv 側(cè)均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。各側(cè)都達(dá)到了可靠性要求、調(diào)試比較靈活；便于擴(kuò)建和發(fā)展。相對(duì)于方案一經(jīng)濟(jì)性更差。綜上所述，本變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)采用方案一。220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)113. 主變壓器的選擇 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)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(gè)原則：⑴按變電所建成后 5～10 年得規(guī)劃負(fù)荷選擇，并考慮到遠(yuǎn)期 10～20 的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電站，主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。⑵根據(jù)變電所的負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變的容量。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)，其余變壓器在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的供電可靠；對(duì)于一般性的變電所應(yīng)保證一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)其余變壓器容量能滿足總負(fù)荷的 70％～80％。⑶同級(jí)電壓的單臺(tái)變壓器的容量級(jí)別不應(yīng)太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。⑷本變電所主變壓器容量的確定。該變電站總?cè)萘?260MVA ，220kV 側(cè)最大輸入功率 260MVA，1110kV 側(cè)最大負(fù)荷 260MVA，10kV 側(cè)最大負(fù)荷 90MVA。根據(jù)主變壓器容量的確定原則，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%以上，可以確定單臺(tái)變壓器的額定容量： =260=182(MVA)NS經(jīng)查閱相關(guān)資料，選擇主變壓器容量為 240MVA。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇一般有以下原則：⑴對(duì)于大城市郊區(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)變壓器為宜。220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)12⑵對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型專用供電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。⑶對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，其變壓器應(yīng)按大于變壓器基礎(chǔ)容量的1～2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)更換變壓器的容量。 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇 相數(shù)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(yùn)輸條件的因素。特別是大型變壓器更是要考慮其運(yùn)輸?shù)目夏苄?。一般相?shù)選擇有以下幾個(gè)原則：⑴當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，330kV 及以下的變電所及發(fā)電廠都采用三相變壓器。⑵當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連的電壓等級(jí)為 500kV 時(shí)，應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以后再做出決定選用三相變壓器還是、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。⑶對(duì)于 500kV 變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，應(yīng)根據(jù)供電負(fù)荷及系統(tǒng)情況，分析一臺(tái)（或一組）變壓器故障或停電檢修時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。尤其是在建設(shè)初期，若主變壓器是一組當(dāng)一臺(tái)單相變壓故障，會(huì)使整組變壓器退出運(yùn)行，造成全所停電。為此，要經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)論證，來(lái)確定是選用單相還是三相變壓器。 繞組數(shù)量和聯(lián)接方式的選擇⑴最大容量為 125MW 及以下電廠，當(dāng)有兩種升高電壓與用戶供電與聯(lián)系時(shí)，應(yīng)采用三繞組變壓器，各繞組的通過(guò)容量應(yīng)達(dá)到變壓器額定容量的 15％及以上。由于同容量等級(jí)的三繞組變壓器要比雙繞組變壓器要貴 40％～50％，運(yùn)行維修也較為復(fù)雜，當(dāng)臺(tái)數(shù)過(guò)多數(shù)回造成中壓側(cè)短路容量過(guò)大。因此要給予限制，一般兩種升高電壓等級(jí)的三繞組變壓器不超過(guò)兩臺(tái)。⑵對(duì)于 200MW 及以上的機(jī)組，考慮到運(yùn)行的可靠、靈活及經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題一般不采用三繞組變壓器。⑶聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動(dòng)／備用變壓器或無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)13⑷在有三種電壓等級(jí)的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率達(dá)均達(dá)到該變壓器額定容量的 15％及以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變宜采用三繞組變壓器。對(duì)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(fù)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(jí)，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(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來(lái)確定。我國(guó) 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(diǎn)多通過(guò)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(cè)繞組對(duì)應(yīng)的連接方式為丫/丫/△。 主變壓器的選擇結(jié)果由《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)：電氣一次部分》 ，選定本變電站主變壓器為兩臺(tái)額定容量為 240MVA，可帶負(fù)荷調(diào)壓的三繞組變壓器。主變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示：型號(hào)：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(lián)結(jié)組別號(hào)：YN/yn0/d11；空載損耗(kW)：187；負(fù)載損耗（kW）：800；220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)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(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)154. 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算是變電站設(shè)計(jì)的必要環(huán)節(jié)，進(jìn)行短路電流計(jì)算的目的如下：①電氣主接線比選②選擇導(dǎo)體和電氣③確定中性點(diǎn)接地方式④計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺⑤確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距⑥驗(yàn)證接地裝置的接觸電壓和跨步電壓⑦ 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算。 各元件標(biāo)幺值計(jì)算取標(biāo)準(zhǔn)容量： =1000MVA，標(biāo)準(zhǔn)電壓 = ( 為各側(cè)額定電壓)。電網(wǎng)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(jì)算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過(guò) ，這里計(jì)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(biāo)幺值計(jì)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(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)16= =%2*?2401?= =*9 220kV 側(cè)電抗標(biāo)幺值計(jì)算1. 1 號(hào)線： ）（ ???UB ** ???)0(1*)(2)0(1*)( ???BUX2. 2 號(hào)線： ）（ ???B 19..22*2BUSR220kV 樞紐變電站的主設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)17*2 ???)0(*)()0(*)(2 ???BUSX 110kV 側(cè)電抗標(biāo)幺值計(jì)算1. 3 號(hào)線（楊三線）電纜型號(hào)為 YJLW0364，長(zhǎng)度 ，這里采用青島漢纜股份有限公司生產(chǎn)的YJLW0364/1101*800 電力電纜， ， 。km/??Rk/?X）（ ?UB * ??* ?BUlX對(duì)于一般高壓線路，當(dāng)線路情況不明時(shí)，可做近似估計(jì)，如表 41 所示，本設(shè)計(jì)中 110kV 線路采用有良導(dǎo)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(wú)架空地線單回線路無(wú)架空地線雙回線路有鐵磁導(dǎo)體架空地線雙