【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 回以下且其中有特大負(fù)荷時(shí)，—1；3.　功率因數(shù) ；４. 線損平均取5%。三、電氣主接線設(shè)計(jì)步驟（1）分析原始資料1. 本工程情況包括變電站類(lèi)型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺(tái)數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。2. 電力系統(tǒng)狀況包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃（5—10年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。主變壓器中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合問(wèn)題，他與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾等。我國(guó)一般對(duì)35kv及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱(chēng)小電流接地系統(tǒng)，對(duì)110kv就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，有稱(chēng)大電流接地系統(tǒng)。3. 負(fù)荷情況包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計(jì)主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對(duì)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間（5—10年）的檢驗(yàn)。4. 環(huán)境條件包括當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸取⒏脖?、污穢、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響，特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差較大，應(yīng)予以重視。5. 設(shè)備制造情況這往往是設(shè)計(jì)能否成立的重要前提，為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。（2） 主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2—3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有能滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)山可行的最終方案。（3）短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)備選擇對(duì)選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。（4）繪制電氣主接線對(duì)最終確定的電氣主接線，按照要求，繪圖。 電氣主接線的基本形式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多（一般超過(guò)4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無(wú)匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類(lèi)，無(wú)匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。 電氣主接線選擇依據(jù)原始資料，經(jīng)過(guò)分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有6回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式，經(jīng)過(guò)分析、綜合、組合和比較，提出三種方案：方案一：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用雙母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段接線方式。110kv側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，檢修母線時(shí)不中斷供電，任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電，可靠性高。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作，檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電，任一母線故障仍會(huì)短時(shí)停電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，投資大。10kv側(cè)采用單母線分段接線方式，供給市區(qū)工業(yè)與生活用電，由于一級(jí)負(fù)荷占25%左右，二級(jí)負(fù)荷占30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷占55%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，造價(jià)低，擴(kuò)展性好，缺點(diǎn)是可靠性靈活性差。方案一主接線圖如下：圖3—1 方案一主接線圖方案二：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段接線方式35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不中斷對(duì)該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點(diǎn)是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜，投資增大。方案二的主接線圖如下：圖3—2 方案二主接線圖方案三：110kv側(cè)采用雙母線接線方式，35kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kv側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式方案三的主接線圖如下：圖3—3 方案三主接線圖對(duì)于上述三種方案綜合考慮：該地區(qū)海拔185m，海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒(méi)有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫+40176。C，年最低氣溫10176。C，年平均氣溫+12176。C，最熱月平均最高溫度+34176。C。最大風(fēng)速30m/s，復(fù)水厚度為10mm，屬于我國(guó)第V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。因此110kv側(cè)采用單母線分段接線方式就能滿(mǎn)足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)于35kv及10kv側(cè)，采用單母線分段接線方式。綜合各種因素，宜采用第三種方案。4 變電站主變壓器選擇主變壓器的選擇：再各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國(guó)當(dāng)前的能源政策是開(kāi)發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 主變壓器的選擇一、主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇在變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，防止其中一臺(tái)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)中斷對(duì)用戶(hù)的供電。對(duì)110kv及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對(duì)大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè)2—4臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量。因此，在本次設(shè)計(jì)中裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。二、主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(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)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿(mǎn)足60%（220kV及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿(mǎn)足70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿(mǎn)足全部I類(lèi)負(fù)荷和大部分II類(lèi)負(fù)荷(220kV及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿(mǎn)足全部I類(lèi)負(fù)荷和II類(lèi)負(fù)荷)，即 （41）最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： （42）式中， —各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m —出線回路數(shù)； —各出線的自然功率因數(shù)；—同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，～；—線損率，取5%。因此，由原始材料可得：35kv側(cè)：10kv側(cè)：則總的負(fù)荷為： 取=，則： 則， 因此主變?nèi)萘繛椋喝?、主變壓器型?hào)的選擇變壓器有單相變壓器組和三相變壓器組。在330kv及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高。只有受變壓器的制造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器組。：在具有三種電壓等級(jí)的變電所中，如果通過(guò)主變各繞組的功率達(dá)到該變壓器容量的15%以上，或在低壓側(cè)雖沒(méi)有負(fù)荷，但是在變電所內(nèi)需要裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器宜選用三繞組變壓器。：變壓器繞組的聯(lián)結(jié)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)中變壓器繞組采用的聯(lián)結(jié)方式有星形和三角形兩種。高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)Y表示，如果將中性點(diǎn)引出則用ＹＮ表示，對(duì)于中＼低壓繞組則用ｙ及ｙｎ表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)Ｄ表示，低壓繞組用ｄ表示。三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響，而采用全星形的變壓器用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)時(shí)，三次諧波沒(méi)有通路，將引起正弦波電壓畸變，使電壓的峰值增大，危害變壓器的絕緣，還會(huì)對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，并對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確性和靈敏度有影響。 主變壓器選擇結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，查《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》可得，選擇的主變壓器型號(hào)為：SFSZ925000/110。主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：25000kVA額定電壓：高壓—110177。8%（kv）；中壓—177。2%（kv）；低壓— （kv）連接組別：YN/yn0/d11空載損耗：（kw）短路損耗：空載電流：%阻抗電壓（%）：高中:；中低；高低，因此選擇SFSZ925000/110型變壓器兩臺(tái)。5 短路電流計(jì)算 短路的危害（1） 通過(guò)故障點(diǎn)的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2） 短路電流通過(guò)非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起他們的損壞或縮短他們的使用壽命。（3） 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶(hù)工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。（4） 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至整個(gè)系統(tǒng)瓦解。 短路電流計(jì)算的目的在變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其計(jì)算的目的主要有以下一個(gè)方面：（1） 電氣主接線的比較（2） 選擇、檢驗(yàn)導(dǎo)體和設(shè)備（3） 在設(shè)計(jì)屋外髙型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)的安全距離（4） 在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 短路電流計(jì)算方法在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號(hào)k表示。在計(jì)算電路圖上，將短路所考慮的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)，短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做有限大容量電源，短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出求等效總阻抗，在換算成計(jì)算電抗，根據(jù)計(jì)算曲線查出短路電流標(biāo)幺值，在換算成有名值。 短路電流計(jì)算確定短路點(diǎn)：在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kv，35kv及10kv母線。電力系統(tǒng)接線圖為：~=200MVSx1= 110KV 1200MVA~ 甲交 Sx2= L2 L1 L3 L4 2（） 110KV FS市變 圖51電力系統(tǒng)接線圖首先計(jì)算電路的參數(shù)：選取，等值電路如下：圖52 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖三相變壓器： 則：計(jì)算后等值電路如下 圖53 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 110kv側(cè)母線短路計(jì)算網(wǎng)絡(luò)為：圖54 110kV側(cè)短路的等值電路圖△/Y變換：圖55 110kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換：圖56 110kV側(cè)短路的等值電路圖則有：圖57 110kV側(cè)短路的等值電路圖查計(jì)算曲線數(shù)字表可得：，，換算成有名值為： 35kv側(cè)母線短路計(jì)算圖58 35kV側(cè)短路的等值電路圖圖59 35kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換：圖510 35kV側(cè)短路的等值電路圖圖511 35kV側(cè)短路的等值電路圖查計(jì)算曲線數(shù)字表可得：，換算成有名值為： 10kv側(cè)母線短路計(jì)算圖512 10kV側(cè)短路的等值電路圖圖513 10kV側(cè)短路的等值電路圖Y/△變換：圖514 10kV側(cè)短路的等值電路圖圖515 10kV側(cè)短路的等值電路圖查計(jì)算曲線數(shù)字表可得：，換算成有名值為：6 電氣設(shè)備的選擇在電力系統(tǒng)中，雖然各種電氣設(shè)備的功能不同，工作條件各異，具體選擇方法和校驗(yàn)項(xiàng)目也不盡相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路條件來(lái)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇包括：導(dǎo)線的選擇，高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇，避雷器的選擇。 導(dǎo)體的選擇和校驗(yàn)裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按導(dǎo)體截面，電暈（對(duì)110kV及以上電壓的母線），動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性來(lái)選擇和校驗(yàn)，同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。一般來(lái)說(shuō)，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根、雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)體的選擇校驗(yàn)條件如下：一、導(dǎo)體截面的選擇： 按導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇