【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1) 斷路器檢修時(shí)是否影響供電； 2) 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)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(diào)度 靈活，操作方便。 可靈活的投入和切除變壓器、線路 ， 調(diào)配電源和負(fù)荷 ；能夠滿足系統(tǒng)在 正常、事故、 檢修 及 特 殊運(yùn)行 方式下的調(diào)度要求。 2) 檢修 安全。 可方便的停運(yùn)斷路器 、 母線及其繼電器保護(hù)設(shè)備 ， 進(jìn)行安全檢修，且不影響對(duì)用戶的供電。 3) 擴(kuò)建 方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對(duì)已經(jīng)投運(yùn)的變電站進(jìn)行擴(kuò)建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴(kuò)建的可能。所以，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)留有余地，應(yīng)能 容易 地 從初期過度到終期接線 ， 使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。 (3) 經(jīng)濟(jì)性 可靠性和靈活性是主接線設(shè)計(jì)中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng) 濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 1) 投資省。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（ 110/6～ 10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)易電器代替高壓側(cè)斷路器。 110KV 地區(qū)變電所設(shè)計(jì) 5 2) 年運(yùn)行費(fèi)小。年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)以及大修費(fèi)、日常小修維護(hù)費(fèi)。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(tái)數(shù)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(shè)計(jì)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(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 4) 在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 主接線的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線設(shè)計(jì)，一般分以下幾步： (1) 擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器 形式 、臺(tái)數(shù)和容量、以 及各級(jí)電壓配電裝置的接線方式等 ， 并依據(jù)對(duì)主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)，淘汰一些較差的方案，保留 2 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)?shù)妮^好方案。 (2) 對(duì) 2 個(gè)技術(shù)上 比 較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算。 (3) 對(duì) 2 個(gè)方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì) 根據(jù)原始資料，此變電站有三個(gè)電壓等級(jí)： 110/35/10KV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 1）對(duì)于 110kV 電氣主接線 由于 此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)，均為單母線分段接線。 110kV～ 220kV 出線數(shù)目為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)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(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。 根據(jù)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(shè)計(jì) 6 圖 圖 雙母線帶旁路母線接線 110KV 地區(qū)變電所設(shè)計(jì) 7 表 11 110kV 主接線方案比較表 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術(shù) ① 簡(jiǎn)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(jìn)行不停電檢 修 出 線 斷 路器，保證重要用戶供電 ① 運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建 ② 母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作 ③ 倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作 經(jīng) 濟(jì) ① 設(shè)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(shè)備多、投資大 ② 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資 對(duì)方案Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行對(duì)比，方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 11。在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 2）對(duì)于 35kV 電氣主接線 電壓等級(jí)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(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單 母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)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(shí)間短，約為 2～ 3 天。）所以， 35kV～ 60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。 據(jù)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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 9 表 12 35kv 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技 術(shù) ①簡(jiǎn)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(jìn)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(diào)度靈活 ③ 擴(kuò)建方便 ④ 便于試驗(yàn) ⑤ 易誤操作 經(jīng) 濟(jì) ①設(shè)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(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ② 投資和占地面大 對(duì)方案Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行綜合比較，見表 12。經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)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(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案Ⅰ。 3）對(duì)于 10kV 電氣主接線 6～ 10kV 配電裝置出線回路數(shù)目為 6 回及以上時(shí)，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(chǎng)合。 據(jù)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(shè)計(jì) 10 圖 圖 雙 母線接線 110KV 地區(qū)變電所設(shè)計(jì) 11 表 13 10KV 主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 技術(shù) ① 不會(huì)造成全所停電 ② 調(diào)度靈活 ③ 保證對(duì)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(diào)度靈活 ③擴(kuò)建方便 ④便于試驗(yàn) ⑤易誤操 作 經(jīng)濟(jì) ① 占地少 ② 設(shè)備少 ①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 ②投資和占地面大 對(duì)方案Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行對(duì)比，方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表 13。經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，但是根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)要求，遠(yuǎn)期需要擴(kuò)建出線回路樹，且調(diào)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(jīng)以上通過技術(shù)對(duì)比和經(jīng)濟(jì)對(duì)比。最優(yōu)方案可選擇為： 110KV 側(cè) 雙母線帶旁路母線接線 ， 35KV側(cè)為 單母線分段帶旁路接線 ， 10KV側(cè)為雙母分段接線。 主變壓器的選擇 在各種電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要電 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)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 為保證供電可靠性，變電站一般裝設(shè)兩臺(tái)主變，當(dāng)只有一個(gè)電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負(fù)荷供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電站有兩回電源進(jìn)線，且低壓側(cè)電源只能由這兩回進(jìn)線取得，故選擇兩臺(tái)主變壓器 ]1[ 。 主變壓器型式的選擇 (1) 相數(shù)的確定 110KV 地區(qū)變電所設(shè)計(jì) 12 在 330kv 及以下的變電站中，一般都選用三相式變壓器。因?yàn)橐慌_(tái)三相式變壓器較同容量的三臺(tái)單相式變壓器投資小、占地少、損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便。如果受到制造、運(yùn)輸?shù)葪l件限制時(shí)，可選用兩臺(tái)容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可選用單相變壓器。 (2) 繞組數(shù)的確定 在有三種電壓等級(jí)的變電站中，如果變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的 15%及以上，或低壓側(cè)雖然無負(fù)荷，但需要在該側(cè)裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，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(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星接和角接，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國(guó) 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(diǎn)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(jié)構(gòu)型式的選擇 三繞組變壓器在結(jié)構(gòu)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(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)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(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時(shí)損耗較大。 3) 應(yīng)根據(jù)功率傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。變電站的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔，也可選用升壓型。 (5) 調(diào)壓方式的確定 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實(shí)現(xiàn)。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器分接頭較少，且必須在停電情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá) 30%，且分接頭可帶負(fù)荷調(diào)節(jié)，但有載調(diào)壓變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)橛休d分接開 關(guān)的切換不能保證同步工作。根據(jù)變電所變壓器配置，應(yīng)選用無載調(diào)壓變壓器。 主變壓器容量的選擇 110KV 地區(qū)變電所設(shè)計(jì) 13 變電站主變壓器容量一般按建站后 5~10 年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，并按其中一臺(tái)停用時(shí)其余變壓器能滿足變電站最大負(fù)荷 maxS 的 50%~70%（ 35~110KV變電站為 60%），或全部重要負(fù)荷（當(dāng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷超過上述比例時(shí)）選擇。 即 M V ANSS N )1( m a x ?? （ 11） 式中 N— — 變壓器主變臺(tái)數(shù) 主變壓器型號(hào)的選擇 由所給材料選擇主變壓器型號(hào)如下： 表 14 主變壓器型號(hào)及參數(shù) 型號(hào)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(shè)計(jì) 14 第二章 站用電設(shè)計(jì) 站用電設(shè)計(jì)的要求及接線形式設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 站用電接線應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足下列特殊要求： (1) 盡量縮小站用電系統(tǒng)懂得故障影響范圍，并應(yīng)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(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求； (3) 分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)劃統(tǒng)籌安排。 站用主接線設(shè)計(jì) 站用變壓器由變壓器最低電壓級(jí)的母線段引接。 對(duì)于本站站用電源的接線形式可設(shè)計(jì)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(diǎn)和站用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)； (2) 阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及站用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，站用電各級(jí)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(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。