【正文】 進(jìn)行無功功率人工補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備主要有同步調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電容器。)*% 121 163 650 23 7 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償?shù)哪康? 變電所中由于有大量的感性負(fù)荷，從而使功率因數(shù)大大降低。這里選擇三繞組變壓器，所選變壓器的技術(shù)參數(shù)如下所示： 表 32 220KV 三繞組無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器 型號 額定容量 /KVA 額定電壓 /KV 空載電流/% 空載損耗 /KW 短路損耗 /KW 阻抗電壓 /% 高壓 中壓 低壓 高 中 高 低 中 低 SFPS312000/220 12021 220177。 本設(shè)計(jì)中變電所具有三種電壓等級，即 220kV、 110kV 和 35kV，需選用三繞組變壓器，變壓器繞組的連接方式為 Y/Y/△ 。由于 35KV 采用 Y 連接方式，與 2 110 系統(tǒng)的線電壓相位角為 0，這樣當(dāng)變壓變比為 220/110/35KV，高、中壓為自耦連接時(shí)，否則就不能與現(xiàn)有35KV 系統(tǒng)并網(wǎng)。我國 110KV 及以上電壓，變壓器繞組多采用 Y 連接； 35KV 亦采用 Y 連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。 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。 根據(jù)以上選擇原則以及原始資料分析，本變電站選用三相變壓器作為主變壓器。尤其在建所初期，長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 15 若主變壓器為一組時(shí)，當(dāng)一臺(tái)單相變壓器故 障，會(huì)使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_(tái)三相變壓器，則不會(huì)造成所停電。對于單機(jī)容量為 300MW、并直接升壓到 500KV 的，宜選用三相變壓器。 （ 313） 主變壓器型式的選擇 主變壓器相數(shù)的的選擇 選擇主變壓器的相數(shù)，需考慮如下原則： ⑴ 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電站， 均應(yīng)選用三相變壓器。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 14 表 31 該地區(qū)未來 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷情況 年份 負(fù)荷 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 P(MW) 60 66 S(MV) 年份 負(fù)荷 2021 年 2020 年 2021 年 2022 年 2023 年 ― P(MW) ― S(MVA) ― 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%～ 80%，可以確定單臺(tái)變壓器的額定容量。 （ 2）本變電所主變壓器容量的確定 本設(shè)計(jì)中該地區(qū)的負(fù)荷 預(yù)測情況及發(fā)展： 2021 年負(fù)荷為 60MW, 負(fù)荷水平增長率為 10%。 ③ 同級電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級別不宜太多。 ② 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。 主變壓器容量的選擇 （ 1） 主變壓器容量的確定原則 ① 主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。 （ 3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 主變壓器的 臺(tái)數(shù)選擇原則為： （ 1）對大城市郊區(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)主變壓器為宜。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 12 第 3章 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。 各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 擴(kuò)建方便 方案三： 220KV、 110KV側(cè)雙母接線、 35KV 側(cè)單母線分段接線。 方案二： 220KV 側(cè)雙母線帶旁路接線， 110KV側(cè)雙母接線、 35KV 側(cè)單母線帶旁路母線分段接線。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 11 表 21 電氣主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 可擴(kuò)展性 方案一： 220KV、 110KV側(cè)雙母帶帶旁路母線接線、 35KV 側(cè)單母線分段接線 220KV及 110KV 側(cè)均用雙母帶旁接線，故檢修母線時(shí)不影響正常供電， 35KV側(cè)用單母分段接線母線故障時(shí)，可保證正常段母線不間斷供電 檢修、調(diào)試相對靈活； 用 29臺(tái)短路器， 8 條母線， 占地較大。 主接線如圖 23 所 示 。 主接線如圖 22 所 示 。與單母線相比，它的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當(dāng)一組母線故障時(shí)，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復(fù)供電，另外還具有調(diào)度、擴(kuò)建、檢修方便的優(yōu)點(diǎn)。 方案主接線圖如圖 21 所示 圖 21 方案一的電氣主接線 方案二： 220KV 側(cè)雙母線帶旁路接線 (母線兼旁路方式 )， 110KV 側(cè)雙母接線、35KV 側(cè)單母線帶旁路母線接分 段接線。 35kV 進(jìn)出線三十回，可向重要用戶采用雙回路供電。 110kV 進(jìn)出線四回， 110kV 側(cè)出線可向遠(yuǎn)方大功率負(fù)荷用戶供電，其他出線可作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線。 220kV 進(jìn)出線兩回，而當(dāng)出線達(dá)到 5 個(gè)回路以上時(shí)，才增設(shè)專用 的旁路斷路長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 9 器，出線少于 5 個(gè)回路時(shí)，則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。 電氣主接線的選擇 初選 : 為滿足可靠性、靈活性、方便性、經(jīng)濟(jì)型、可擴(kuò)建性 、安全性，根據(jù)對原始資料的分析以及對主接線的認(rèn)識，現(xiàn)列出以下三種主接線方案。多角形接 線的缺點(diǎn)之一就是擴(kuò)建困難，因此，此接線型式亦不適合本設(shè)計(jì)的要求。 多角形接線沒有集中地母線，相當(dāng)于將單母線用斷路器按電源和引出線的數(shù)目分段，且連接成環(huán)形的接線。 橋型接線適用于僅有兩臺(tái)變壓器和兩條引出線的發(fā)電廠和變電所中。這種接線運(yùn)行操作方便，不影響雙母線正常運(yùn)行，但多裝了一組斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資和配電裝置的占地面積，然而這對于接于 旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。在 330～ 500KV 的配電裝置中，也有采用雙母線四分段的。正常運(yùn)行時(shí)工作母線工作，備用母線不工作，它是單母線分段接線方式，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路倒至備用母線上， 即可恢復(fù)供電，這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電，仍是單母線分段運(yùn)行方式。 （ 2）雙母線分段 接線 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母線分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 8 線回路均勻地分布在兩段工作母線上。 其優(yōu)點(diǎn)主要有： ① 檢修 母線時(shí)不影響正常供電； ② 檢修任一組母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開此隔離開關(guān)所屬回路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他回路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行； ③ 工作母線發(fā)生故障后，所有回路能迅速恢復(fù)供電；④ 檢修任一出線斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替檢修的斷路器，回路只需短時(shí)停電； ⑤ 調(diào)度靈活； ⑥ 擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。 雙母線接線及分段接線 （ 1）雙母線接線 雙母接線有兩組母線，并且可以互為備用。當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開電源時(shí)，旁路母線還可以與電源回路連接，此時(shí)還需在電源回路加裝旁路隔離開關(guān)。 單母線分段接線的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 （ 2）單母分段接線 單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段 引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將用戶停電；兩段母線同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。 ② 調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。 缺點(diǎn)： ① 可靠性差。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。 電 氣主接線分類 一、有母線型的電氣主接線 單母線接線及單母線分段接線 （ 1）單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。 (6) 繪制電氣主接線圖 對最終確定的主接線，按工程要求繪制工程圖。 (4) 所用電源的引接 確定所用電源的引接方式。依據(jù)對主接線的基本要求，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)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 6 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)，對于樞紐變電所在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，以設(shè)置 2 臺(tái)主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè) 3 臺(tái)主變壓器，以提高供電可靠性。 (2) 確定主變壓器的容量和臺(tái)數(shù) 變電所主變壓器的容量，一般應(yīng)按 5~10 年規(guī)劃負(fù)荷來選擇，根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定。 ④ 設(shè)備情況。 ③ 環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、污穢、覆冰、風(fēng)向、水文、 地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。 ② 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、出線回路數(shù)及輸送容量等。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度，廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。 旁路設(shè)施可按主接線基本形式中所述的情況設(shè)置。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可 采用雙母線接線。在 110~220kv 變電所中，當(dāng)出現(xiàn)為 2 回時(shí)，一般采用橋型接線；當(dāng)出線不超過 4 回時(shí)，一般采用單母線分段接線；當(dāng)樞紐變電所的出線在 4 回及以上時(shí)，一般采用雙母線。 變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 變電所主接線的設(shè)計(jì)必須滿足上述四個(gè)基本要求，以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策及有關(guān)技術(shù)規(guī)范為準(zhǔn) 則，結(jié)合工程具體特點(diǎn)，準(zhǔn)確地掌長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 5 握基礎(chǔ)資料，做到既要技術(shù)先進(jìn)，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 (4)具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。 (3)電氣主接線應(yīng) 在滿足上述要求的前提下，盡可能經(jīng)濟(jì)。 (2)電氣主接線應(yīng)具有一定得靈活性和方便性，以適應(yīng)電氣裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)。對一類負(fù)荷和二類負(fù)荷占大多數(shù)的用戶應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其中任一電源必須在另一電源停止供電時(shí)，能保證向重要負(fù)荷供電。 電氣主接線設(shè)計(jì)概述 對電氣主接線的基本要求 電氣主接線的基本要求： （ 1)電氣主接線應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證 供電的可靠性和電能質(zhì)量。 長春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 4 第 2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 變電所的電氣主接線是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按照一定的順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路。 原始資料 變電所規(guī)模及性質(zhì) :汽車工業(yè)區(qū)變電所 電壓等級 220kV/110KV/35KV 絞線回?cái)?shù) 220KV 2 回交聯(lián)電纜 (發(fā)展 1 回 ) 110KV 4 回電纜回路 (發(fā)展 6 回 ) 35 KV 30 回電纜回路，一次性配備?？傮w來說，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，其優(yōu)越性主要有：提高了供電質(zhì)量、變電站的安全可靠運(yùn)行水平，降低造價(jià)，減少了投資，促進(jìn)了無人值班變電站管理模式的實(shí)行 [6]。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)[5]。 而變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在電力行業(yè)中已經(jīng)引起越來越多的重視，特別是近年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，并逐漸得到了國內(nèi)外很多國家的廣泛應(yīng) 用。因此，傳統(tǒng)變電站的設(shè)計(jì)思路和方法已經(jīng)被國內(nèi)外摒棄和淘汰。 傳統(tǒng)變電站一般采用常規(guī)設(shè)備，二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等采用電磁式或晶體管式，體積大，設(shè)備笨重，主控室、繼電保護(hù)室占地面積大。同時(shí)，為了提高電力系統(tǒng)的可控性，要求更多地采用遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制，并逐步采用無人值班管理模式。市場競爭日益激烈，不同廠家的設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)（軟硬件方面）差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導(dǎo)致目前國內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)千差萬別。 (4)原始變電站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問題 資料分目前國際上關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)