【文章內容簡介】 1) 斷路器檢修時是否影響供電； 2) 線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電； 3) 變電站全部停電的可能性。 (2) 靈活性 主接線的靈活性有以下幾 方面的要求 ： 1) 調度 靈活，操作方便。 可靈活的投入和切除變壓器、線路 ， 調配電源和負荷 ；能夠滿足系統在 正常、事故、 檢修 及 特 殊運行 方式下的調度要求。 2) 檢修 安全。 可方便的停運斷路器 、 母線及其繼電器保護設備 ， 進行安全檢修，且不影響對用戶的供電。 3) 擴建 方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經投運的變電站進行擴建，從變壓器直至饋線數均有擴建的可能。所以，在設計主接線時，應留有余地，應能 容易 地 從初期過度到終期接線 ， 使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最小。 (3) 經濟性 可靠性和靈活性是主接線設計中在技術方面的要求，它與經 濟性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術要求前提下，做到經濟合理。 1) 投資省。主接線應簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關等一次設備投資；要使控制、保護方式不過于復雜，以利于運行并節(jié)約二次設備和電纜投資；要適當限制短路電流，以便選擇價格合理的電器設備；在終端或分支變電站中，應推廣采用直降式（ 110/6～ 10kV）變電站和以質量可靠的簡易電器代替高壓側斷路器。 110KV 地區(qū)變電所設計 5 2) 年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓 器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數以及避免兩次變壓而增加電能損失。 3) 占地面積小。電氣主接線設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應采用三相變壓器。 4) 在可能的情況下，應采取一次設計，分期投資、投產，盡快發(fā)揮經濟效益。 主接線的設計 設計步驟 電氣主接線設計，一般分以下幾步： (1) 擬定可行的主接線方案：根據設計任務書的要求，在分析原始資料的基礎上，擬訂出若干可行方案，內容包括主變壓器 形式 、臺數和容量、以 及各級電壓配電裝置的接線方式等 ， 并依據對主接線的要求，從技術上論證各方案的優(yōu)、缺點，淘汰一些較差的方案，保留 2 個技術上相當的較好方案。 (2) 對 2 個技術上 比 較好的方案進行經濟計算。 (3) 對 2 個方案進行全面的技術，經濟比較，確定最優(yōu)的主接線方案。 (4) 繪制 最優(yōu)方案 電氣主接線圖。 初步方案設計 根據原始資料，此變電站有三個電壓等級： 110/35/10KV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據變電站與系統連接的系統圖知，變電站有兩條進線，為保證供電可靠性，可裝設兩臺主變壓器。 1）對于 110kV 電氣主接線 由于 此變電站是為了某地區(qū)電力系統的發(fā)展和負荷增長而擬建的。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站 110kV 側和 10kV 側，均為單母線分段接線。 110kV～ 220kV 出線數目為 5 回及以上或者在系統中居重要地位，出線數目為 4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的 35kV～ 110kV 系統中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。 根據以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖 及圖 所示。 110KV 地區(qū)變電所設計 6 圖 圖 雙母線帶旁路母線接線 110KV 地區(qū)變電所設計 7 表 11 110kV 主接線方案比較表 項目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術 ① 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ② 可靠性、靈活性差 ③ 旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不停電檢 修 出 線 斷 路器，保證重要用戶供電 ① 運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易擴建 ② 母聯斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 ③ 倒閘操作復雜，容易誤操作 經 濟 ① 設備少、投資小 ② 用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 ① 占地大、設備多、投資大 ② 母聯斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 對方案Ⅰ、Ⅱ進行對比，方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 11。在技術上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經濟上則方案Ⅰ占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站應具有較高的可靠性和靈活性。經綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設計的最終方案。 2）對于 35kV 電氣主接線 電壓等級為 35kV～ 60kV，出線為 4～ 8 回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時不中斷對用戶的供電，采用單 母線分段接線和雙母線接線時，可增設旁路母線。但由于設置旁路母線的條件所限（ 35kV～ 60kV 出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為 2～ 3 天。）所以， 35kV～ 60kV采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條件時可設置旁路隔離開關。 據上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖 及圖 所示。 110KV 地區(qū)變電所設計 8 圖 單母線分段帶旁路接線 圖 母線接線 110KV 地區(qū)變電所設計 9 表 12 35kv 主接線方案比較 項目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術 ①簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展 ②可靠性、靈活性差 ③旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電 ① 供電可靠 ② 調度靈活 ③ 擴建方便 ④ 便于試驗 ⑤ 易誤操作 經 濟 ①設備少、投資小 ②用母線分段斷路器兼作旁 路斷路器節(jié)省投資 ① 設備多、配電裝置復雜 ② 投資和占地面大 對方案Ⅰ、Ⅱ進行綜合比較，見表 12。經比較兩種方案都具有易擴建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經濟性。鑒于此電壓等級不高，可選用投資小的方案Ⅰ。 3）對于 10kV 電氣主接線 6～ 10kV 配電裝置出線回路數目為 6 回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母分段接線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場合。 據上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖 及圖 所示。 110KV 地區(qū)變電所設計 10 圖 圖 雙 母線接線 110KV 地區(qū)變電所設計 11 表 13 10KV 主接線方案比較 項目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技術 ① 不會造成全所停電 ② 調度靈活 ③ 保證對重要用戶的供電 ④ 任一斷路器檢修，該回路必須停止工作 ①供電可靠 ②調度靈活 ③擴建方便 ④便于試驗 ⑤易誤操 作 經濟 ① 占地少 ② 設備少 ①設備多、配電裝置復雜 ②投資和占地面大 對方案Ⅰ、Ⅱ進行對比，方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 13。經過綜合比較方案Ⅰ在經濟性上比方案Ⅱ好，但是根據本次設計任務要求，遠期需要擴建出線回路樹，且調度靈活也可保證供電的可靠性，所以選用方案Ⅱ。 最優(yōu)方案確定 經以上通過技術對比和經濟對比。最優(yōu)方案可選擇為： 110KV 側 雙母線帶旁路母線接線 ， 35KV側為 單母線分段帶旁路接線 ， 10KV側為雙母分段接線。 主變壓器的選擇 在各種電壓等級的變電站中，變壓器是主要電 氣設備之一，其擔負著變換網絡電壓，進行電力傳輸的重要任務。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎上，確定變壓器的經濟容量，提高網絡的經濟運行素質將具有明顯的經濟意義。 主變壓器臺數的選擇 為保證供電可靠性，變電站一般裝設兩臺主變，當只有一個電源或變電站可由低壓側電網取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設一臺。本設計變電站有兩回電源進線，且低壓側電源只能由這兩回進線取得，故選擇兩臺主變壓器 ]1[ 。 主變壓器型式的選擇 (1) 相數的確定 110KV 地區(qū)變電所設計 12 在 330kv 及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器較同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結構較簡單，運行維護較方便。如果受到制造、運輸等條件限制時，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術經濟合理時，也可選用單相變壓器。 (2) 繞組數的確定 在有三種電壓等級的變電站中，如果變壓器各側繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的 15%及以上，或低壓側雖然無負荷，但需要在該側裝無功補償設備時，宜采用三繞組變壓器。 (3) 繞組連接方式的確定 變 壓器繞組連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星接和角接，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。我國 110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用星接， 35KV也采用星接，其中性點多通過消弧線圈接地。 35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用角接。 (4) 結構型式的選擇 三繞組變壓器在結構上有兩種基本型式。 1) 升壓型。升壓型的繞組排列為：鐵芯 — 中壓繞組 — 低壓繞組 — 高壓繞組，高、中壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 2) 降壓型。降壓型的繞組排列為：鐵芯 — 低壓繞組 — 中 壓繞組 — 高壓繞組，高、低壓繞組間距較遠、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。 3) 應根據功率傳輸方向來選擇其結構型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側向中壓側供電為主、向低壓側供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側向低壓側供電為主、向中壓側供電為輔，也可選用升壓型。 (5) 調壓方式的確定 變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現。無勵磁調壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調節(jié)；有載調壓變分接頭較多，調壓范圍可達 30%，且分接頭可帶負荷調節(jié)，但有載調壓變壓器不能并聯運行，因為有載分接開 關的切換不能保證同步工作。根據變電所變壓器配置，應選用無載調壓變壓器。 主變壓器容量的選擇 110KV 地區(qū)變電所設計 13 變電站主變壓器容量一般按建站后 5~10 年的規(guī)劃負荷考慮，并按其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷 maxS 的 50%~70%（ 35~110KV變電站為 60%），或全部重要負荷（當Ⅰ、Ⅱ類負荷超過上述比例時）選擇。 即 M V ANSS N )1( m a x ?? （ 11） 式中 N— — 變壓器主變臺數 主變壓器型號的選擇 由所給材料選擇主變壓器型號如下： 表 14 主變壓器型號及參數 型號及容量 (KVA) 額定電壓 (KV) 容量 阻抗電壓 (%) 空載電流(%) 高中 高 低 中低 高 中 低 SFPSZ775000/110 110 35 10 75000 13 8 其容量比為： 100/100/50。 110KV 地區(qū)變電所設計 14 第二章 站用電設計 站用電設計的要求及接線形式設計 設計要求 站用電接線應滿足正常運行的安全、可靠、靈活、經濟和檢修、維護方便等一般要求外，尚應滿足下列特殊要求： (1) 盡量縮小站用電系統懂得故障影響范圍，并應盡量避免引起全站停電事故； (2) 充分考慮變電站正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求； (3) 分期擴建或連續(xù)施工，對公用負荷的供電，要結合遠景規(guī)劃統籌安排。 站用主接線設計 站用變壓器由變壓器最低電壓級的母線段引接。 對于本站站用電源的接線形式可設計為： 圖 21 站用電接線 站用變壓器的選擇 站用變壓器的選擇的基本原則 (1) 變壓器原、副邊額定電壓分別與引接點和站用電系統的額定電壓相適應； (2) 阻抗電壓及調壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及站用電負荷正常波動范圍內，站用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的 %? ； (3) 變壓器的容量必須保證站用機械及設備能從電源獲得足夠的功率。