【文章內(nèi)容簡介】 獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。 5 (2) 對于二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。 對大型變電所，由于其傳輸容量大，對主接線的可靠性，靈活性的要求高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線 的可靠性，靈活性要求低。 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠供電，適應(yīng)負(fù)荷突增，設(shè)備檢修，故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量 的有無而有所不同。 變電所主接線設(shè)計(jì)原則： 變電所的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支界線。 在 3560kV 配電裝置中，當(dāng)線路為 3 回及以上時(shí)，一般采用單母線或單母線分段接線，若連接電 源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。 610kV 配電裝置中，線路回路數(shù)不超過 5 回時(shí)，一般采用單母線接線方式，線路在 6 回及以上時(shí)，采用單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大時(shí)，可采用雙母線接線。 110220kV 配電裝置中，線路在 4 回以上時(shí)一般采用雙母線接線。 當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器以及更換迅速的手車式斷路器時(shí)，均可不設(shè)旁路設(shè)施。總之，以設(shè)計(jì)原始材料及設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體工作的特點(diǎn)，準(zhǔn)確的 基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用 。 配電裝置的基本接線及適用范圍 只有一組母線的接線稱為單母線接線，如圖 21 所示。單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是：接線簡單、清新，采用設(shè)備少，投資省，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的以下三種情況： (1) 6~10KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回； (2)35~63KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回； (3)110~220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。 6 圖 31 不分段的單母線 接線 單母線分段的接線如圖 22 所示，當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器 QFd 后，即把母線分為兩段，這樣對重要用戶可以分別接于兩段母線的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)能保證重要用戶不停電。另外，對兩段母線可分別進(jìn)行檢修而不致于對用戶停電。單母線接線適用范圍： 圖 32 單母分段接線 (1) 6~10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)； (2)35~63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4~8 回時(shí)； (3)110~220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 3~4 回時(shí)。 但是單母線接線也有較顯著的缺點(diǎn)，這就是當(dāng) 一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電。顯然，對于大容量發(fā)電廠來說，這都是不能容許的。因此，還需要加以改進(jìn)。 7 雙母線接線是針對單母線分段的缺點(diǎn)提出來的。如圖 23 所示為但斷路器的雙母線接線 3 的基本形式。設(shè)置有兩組母線、即母線 1 和母線 2。兩組母線之間用母線聯(lián)絡(luò)斷路器 QFW 連接起來，每一個(gè)回路都通過一只斷路器和兩只隔離開關(guān)接到兩組母線上。當(dāng)母聯(lián)斷路器 QFW 斷開是，一組母線帶電、另一組母線不帶電。帶電的稱為工作母線，不帶電的稱為備用母線。正常運(yùn)行時(shí)，接 至工作母線上的隔離開關(guān)斷開。 雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)： (1)運(yùn)行方式靈活； (2)檢修母線時(shí)不中斷供電； (3)任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電。 圖 33 雙母接線 不分段的雙母線接線在母線聯(lián)絡(luò)斷路器故障或一組母線檢修時(shí)，另一組運(yùn)行母線故障時(shí)，有可能造成嚴(yán)重的或全廠停電事故，難以滿足大型電廠對主接線可靠性的要求。為了提高大型電廠主接線的可靠性，防止全廠停電事故的發(fā)生，減小母線故障的停電范圍，大型電廠的 220KV 主接線可采用雙母線分段接線。如圖 24 所示。 8 圖 34 雙母分段接線 母線分段兼旁路斷路器旁母接線 在圖 25 中，分段斷路器 QF 還兼作旁路斷路器。當(dāng) QF 作為分段斷路器時(shí)，QF 投入，隔離開關(guān) QS1 和 QS2 閉合， QS3， QS4,QS 斷開。當(dāng) QF 用旁路斷路器時(shí)，若檢修接在一段母線出線上的斷路器，應(yīng)將 QS1， QS4 和 QF 閉合，即將旁路母線 BW 接至一段母線；若檢修接在二段母線出線中的斷路器，應(yīng)閉合 QS2，QS3， QF，將 BW 接至二段母線。這時(shí) QS5 可作為分段隔離開關(guān)。 這種接線方式節(jié)省了投資，適用于進(jìn)出線不多，容量不大的中小型發(fā)電廠和電壓為 35~110KV 的變電站。 QSQS3QS1 QS2QS4QFBW 圖 35 單母線分段兼旁路斷路器旁母接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩回線路時(shí)，可采用橋形接線。橋形接線分內(nèi)橋接線和外橋接線兩種，圖 26(a)所示是內(nèi)橋接線，圖 26（ b）所示是外橋接線，斷路器QF3 稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。 內(nèi)橋接線的特點(diǎn)是聯(lián)絡(luò)斷路器 QF3 靠近變壓器側(cè)，在線路正常投切或故障切除時(shí)，不影響其它回路運(yùn)行。而投切變壓器時(shí)則需要操作兩臺(tái)斷路器及相的隔 9 離開關(guān)，相應(yīng)線路要短時(shí)停電。這種接線適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長、電力系統(tǒng)穿越功率較少的 場合。 外橋接線的特點(diǎn)是聯(lián)絡(luò)斷路器 QF3 靠近線路側(cè)，與內(nèi)橋接線相反，它便于變壓器的正常投切和故障切除，而線路的正常投切和故障切除都比較復(fù)雜。這種接線適用于線路較短、主變壓器需經(jīng)常投切、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過聯(lián)橋回路的場合。 圖 36 橋形接線 a)內(nèi)橋接線 b)外橋接線 電氣主接線方案的擬定 方案 110kV 35kV 10kV 主變臺(tái)數(shù) 方案一 內(nèi)橋 單母分段帶旁母 單母線分段 2 方案二 雙母線 單母線分段 單母線分段 2 (1)110KV 電壓級(jí) 設(shè)計(jì)變電所位于地區(qū)，是一所終端變電所，主要向附近的的工廠供電，變電所 110kV 側(cè)出線回路較少，可以采用橋式接線。由于供電線路比較長，變壓器不需要經(jīng)常切換，且沒有穿越功率，所以采用內(nèi)橋接線。 (2)35kV 電壓級(jí) 35kV 出線為 6～ 8 回，可采用單母線分段接線，為保證線路檢修時(shí)不中斷對用戶的供電并且一、二類負(fù)荷占 65％，所占比重大，因此采用 單母分段帶旁母接線，以保證用戶供電的可靠性。 (3)10kV 電壓級(jí) 6～ 10kV 配電裝置出線回路數(shù)目 8 回，可采用單母線分段和單母線分段帶旁路母線。當(dāng)?shù)貐^(qū)電力 網(wǎng)或用戶不允許停電檢修斷路器時(shí) ，可設(shè)置旁路母線，或 10 出線斷路器采用可靠性高、檢修時(shí)間長的 SF6 斷路器。 方案一： 110kV 采用內(nèi)橋接線，保證了可靠性。 35kV 側(cè)也采用雙母線接線，出線 6 回，由于一二類負(fù)荷占 65%，所以采用 單母分段帶旁母 比較可靠。 10kV 側(cè)則采用單母線分段接線，出線 8 回 ,接線簡單，操作方便，使用的設(shè)備少，從而投資少，而且保證了重要用戶供電，有很好的可靠性和靈活性。 圖 37 方案二： 110kV 側(cè)采用雙母線接線形式，具有比內(nèi)橋接法可靠性更高的接線方式，但 多裝了價(jià)高的斷路 器和隔離開關(guān)，增加了投資 。 35kV 采用 單母線分段接線，出線 6 回，但由于一二類負(fù)荷比較高所以采用這種接法可靠性不高。 10kV側(cè)采用單母線分段接線，出線 8 回。 方案二： 圖 38 11 兩種方案的比較 方案 方案一 方案二 可 靠 性 、設(shè)備少，設(shè)備本身故障率小 向其供電，保證不中斷供電 ，均有兩臺(tái)變壓器聯(lián)系，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)不致使各級(jí)電壓解列，提高了供電的 可靠性 1 增加了設(shè)備，保護(hù)裝置復(fù)雜，出現(xiàn)故障的機(jī)率較大。 ，不中斷對該回路的供電，提高了可靠性 靈 活 性 1. 運(yùn)行方式相對簡單，調(diào)度靈活，檢修相對靈活 2． 擴(kuò)建時(shí)，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線 ，檢修安全方便 2. 便于擴(kuò)建和發(fā)展 經(jīng) 濟(jì) 性 1. 設(shè)備相對較少，投資小 2. 占地相對少 1. 設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 2. 投資和占地面大 方案的確定 比較可以看出 ,三種接線從技術(shù)的角度來看主要的區(qū)別是在可靠性上，雙母線比內(nèi)橋可靠 性高，雙母帶旁路母線接線比雙母線的可靠性更高。但考慮到任務(wù)書中的要求以及經(jīng)濟(jì)性，內(nèi)橋接法更加的適合要求。 單母線分段接線簡單，控制簡單，有利于變電站的運(yùn)行。從可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，辯證統(tǒng)一，確定選擇第一種接線方案。 主接線的設(shè)備配置 (1)在出線上裝設(shè)電抗器的 10KV 配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用同一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上裝設(shè)出線隔離開關(guān)。 (2)接在母線上的避雷器和電壓互感器可以合用一組隔離開關(guān)。 (3)橋形接線中跨條宜用兩組隔離開關(guān)串聯(lián)，以便于 進(jìn)行不停電檢修。 (4)斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修是隔離電源。 12 (5)中性點(diǎn)接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。 2 電壓互感器的配置 (1)電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并滿足測量，保護(hù)，同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓。 (2) 6~220KV 電壓等級(jí)的每組主母線上的三相上裝設(shè)電壓互感器。 (3)當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)安裝電壓互感器。 (4)當(dāng)需要在 330KV 及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量 利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 3 電流互感器的配置 (1)凡裝有斷路器的回路均應(yīng)安裝電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表，保護(hù)和自動(dòng)裝置。 (2)在未裝設(shè)斷路器的變壓器的中性點(diǎn)、變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設(shè)電流互感器。 (3)對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 4 避雷器的配置 (1)配電裝置的每相母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器是除外。 (2) 220KV 及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí) ，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)避雷器。 (3)三繞組變壓器 低壓側(cè)的一相上宜安裝一臺(tái)避雷器。 (4)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且安裝有隔離開關(guān)時(shí)，變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器。 13 第 4 章 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由于待建變電所擁有一、二級(jí)負(fù)荷，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》的要求，并結(jié)合本電所的具體情況，宜選用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電以滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。 考慮到對擁有兩臺(tái)主變的變電所，其中一臺(tái)主變的容量應(yīng)大于等 于 70%的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷，且任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行是應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要?？紤]到變壓器每天的負(fù)荷不是均衡的，計(jì)及欠負(fù)荷期間節(jié)省的使用壽命，可用在過負(fù)荷期間的消耗，故可先選擇較小容量的主變作為過負(fù)荷能力計(jì)算，以節(jié)省主變投資。 (1)10KV 電壓等級(jí) 正常情況下 :8 3000KW=24000KW 24MW/cosφ =24/=30MVA 最大負(fù)荷下 :25MW/cosφ =25/= 最小負(fù)荷下 :20MW/cosφ =20/=25MVA (2)35KV 電壓等級(jí) 正常情況下 :6 6500KW=39000KW 39MW/cosφ =39/= 最大負(fù)荷下 :50MW/cosφ =50/= 最小負(fù)荷下 :38MW/cosφ =38/= (3)變壓器的最大負(fù)荷為： 正常情況下 :30+= 最大 負(fù)荷下 :+= 最小 負(fù)荷下 :25+= S= S’ =S 70%= 考慮到五年發(fā)展規(guī)劃 : S 總 =Ki S’ (1+5%)^5= = 因此主變壓器容量選取為 75000KVA。 14 主變壓器型號(hào)的選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器制造條件，可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素，特別是在 330KV 及以下的變電所均應(yīng)采用三相變壓器。 (1)主變壓器繞組數(shù)量 在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三繞組 變壓器。 (2)主變壓器聯(lián)結(jié)方式的選擇 我 國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用星型接地連接； 35KV 宜采用星型連接，其中星點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 35KV 以下變壓器繞組都采用三角形連接。 綜合考慮各種因素，宜