【正文】 據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。尤其在建所初期，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(duì)于單機(jī)容量為 300MW、并直接升壓到 500KV的，宜選用三相變壓器。 表 31 該地區(qū)未來(lái) 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(MVA) 20 年份 負(fù)荷 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 ― P(MW) ― S(MVA) ― 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： 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。 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。 設(shè)該地區(qū)負(fù)荷的功率因數(shù)為 ，則 2021 年該地區(qū)負(fù)荷的視在功率為：)( os MV APS ??? ? 。應(yīng)從全網(wǎng)出 發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。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)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，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%。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)以上 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則以及本設(shè)計(jì)的要求，該變電所裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。 （ 2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專(zhuān)用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。本 章是對(duì)變電站主變壓器的選擇。 綜合考慮三種電氣主接線(xiàn)的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際情況，確定第一種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 式靈活性都好； 2. 各種電壓級(jí)接線(xiàn)都便于擴(kuò)建和發(fā)展。 方案三： 220KV側(cè)雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)， 110KV 側(cè)雙母接線(xiàn)、 35KV側(cè)單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。 方案 二： 220KV側(cè)雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)， 110KV、35KV側(cè)單母線(xiàn)帶1. 可靠性較高； 2. 單母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)，檢修母線(xiàn)或母線(xiàn)故障期間中斷供； ，投資較大； 2. 旁路系統(tǒng)造價(jià)昂貴，同時(shí)使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化 方案三 17 旁路母線(xiàn)接線(xiàn)。 主接線(xiàn)如圖 23所示： 方案二 16 圖 23 方案三的電氣主接線(xiàn) 現(xiàn)對(duì)三種方案列表 21 比較如下 ： 表 21 電氣主接線(xiàn)方案比較 項(xiàng)目 方案 可靠性 靈活性 經(jīng)濟(jì)性 方案一： 220KV、110KV 側(cè)雙母帶帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)、 35KV側(cè)單母線(xiàn)分段接線(xiàn) 可靠性高 、調(diào)試相對(duì)靈活； 都便于擴(kuò)建和 發(fā)展。 110KV、 35KV 側(cè)單母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)，檢修出線(xiàn)斷路器時(shí)，可不中斷對(duì)該出線(xiàn)的供電，提高了供電的可靠性。雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。 方案主接線(xiàn)圖如圖 21所示： 方案一 15 圖 21 方案一的電氣主接線(xiàn) 方案 二： 220KV側(cè)雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)， 110KV、 35KV 側(cè)單母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)。 35kV 進(jìn)出線(xiàn)八回，可向重要用戶(hù)采用雙回路供電。 110kV 進(jìn)出線(xiàn)八回， 110kV 側(cè)出線(xiàn)可向遠(yuǎn)方大功率負(fù)荷用戶(hù)供電 ，其他出線(xiàn)可作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線(xiàn)。滿(mǎn)足主接線(xiàn)的要求。 方案一： 220KV、 110KV 側(cè)側(cè) 雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)， 35KV 側(cè)單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。 單元接線(xiàn)一般適用于只有一臺(tái)變壓器和一回線(xiàn)路時(shí)的小容量終端變電所和小容量的農(nóng)村變電所，因此，此接線(xiàn)也不適合本設(shè)計(jì)的要求。這種接線(xiàn)一般適用于最終規(guī)模已確定的 110kV 及以上的配電裝置中，且以不超過(guò)六角形為宜。因此，它不適合本設(shè)計(jì)中對(duì)主接線(xiàn)進(jìn)出線(xiàn)的要求。 14 無(wú)母線(xiàn)型的電氣主接線(xiàn) 無(wú)母線(xiàn)型的電氣主接線(xiàn)在電源與引出線(xiàn)之間或接線(xiàn)中各元件之間沒(méi)有母線(xiàn)連接，常用的有橋型接線(xiàn)、多角形接線(xiàn)和單元接線(xiàn)。 （ 3）雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn) 為了不停電檢修出線(xiàn)斷路器，雙母線(xiàn)可以帶旁 路母線(xiàn)，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。 雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)主要用于大容量進(jìn)出線(xiàn)較多的配電裝置中，如 220KV 進(jìn)出線(xiàn)達(dá) 10～ 14回時(shí)，就可采用雙母線(xiàn)三分段的接線(xiàn)。這種接線(xiàn)具有單母線(xiàn)分段和雙母線(xiàn)的特點(diǎn)，較雙母線(xiàn)接線(xiàn)具有更高的可靠性和靈活性。 缺點(diǎn) :①在倒母線(xiàn)的操作過(guò)程中，隔 離開(kāi)關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作；②檢修任一回路的斷路器或母線(xiàn)故障時(shí)，仍將短時(shí)停電；③所使用的設(shè)備多（母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)目多），并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以經(jīng)濟(jì)性能差。由于有了兩組母線(xiàn)，時(shí)運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。每一個(gè)電源和出線(xiàn) 的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線(xiàn)連接。有了旁路母線(xiàn)，提高了供電的可靠性，但旁路系統(tǒng)造價(jià)昂貴，同時(shí)使配電裝置運(yùn)行復(fù)雜化，另外檢修母線(xiàn)或母線(xiàn)故障期間中斷供電。 （ 3）單母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn) 為了檢修出線(xiàn)斷路器，但不中斷對(duì)該出線(xiàn)的供電，可增設(shè)旁路母線(xiàn)。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一母線(xiàn)故障時(shí)，將造成兩段母線(xiàn)同時(shí)停電，在判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。 適用范圍：一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況： ① 6～ 10kV 配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò) 5 回； ② 35～ 63kV配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò) 3 回； ③ 110～ 220kV 配電裝置的出線(xiàn)回路數(shù)不超過(guò)兩回。母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長(zhǎng)期停電。 單母接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線(xiàn)便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便和采用成套配電裝置。母線(xiàn)既可保證電源并列工作，又能使任一條出線(xiàn)都可以從任一個(gè)電源獲得電能。 主接線(xiàn)的基本接線(xiàn)形式及其特點(diǎn) 電氣主接線(xiàn)的型式是多種多樣的，按有無(wú)母線(xiàn)可分為有母線(xiàn)型的主接線(xiàn)和無(wú)母線(xiàn)型的主接線(xiàn)兩大類(lèi)。 短路電流計(jì)算和主要電氣選擇 對(duì)所選的電氣主接線(xiàn)進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變 12 電所的主接線(xiàn)，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。 主接線(xiàn)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)電源盒出線(xiàn)回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線(xiàn)結(jié)構(gòu)等，可擬定出若干個(gè)主接線(xiàn)方案。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在記及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)及Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng) 1 臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能滿(mǎn)足全部負(fù)荷的 70﹪至 80﹪。為使所設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)可行，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力、供貨情況和價(jià) 格等資料匯集并進(jìn)行分析比較，保證設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。這些對(duì)主接線(xiàn)中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響，必須予以重視；此外，對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸，也應(yīng)充分考慮。電力負(fù)荷的原始資料室設(shè)計(jì)主接線(xiàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上確定，其準(zhǔn)確性直接影響主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。 對(duì)原始資料進(jìn)行綜合分析 （ 1）變電所的情況，包括變電所的類(lèi)型，在電力系統(tǒng)中的地位和作用，近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃容量，近期和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式 、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，經(jīng)歷可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。在 6~10kv 變電所 中，一般采用單母線(xiàn)接線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。在 35kv變電所中，當(dāng)出線(xiàn)為 2 回時(shí)，一般采用橋型接線(xiàn)；當(dāng)出線(xiàn)為 2 回以上時(shí)，一般采用單母線(xiàn)分段或單母線(xiàn)接線(xiàn)。 11 我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》對(duì)主接線(xiàn)設(shè)計(jì)作了如下規(guī)定： 在滿(mǎn)足運(yùn)行要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線(xiàn)。結(jié)合對(duì)主接線(xiàn)的基本要求，設(shè)計(jì)的主接線(xiàn)應(yīng)供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。它將根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及電力負(fù)荷增長(zhǎng)率的規(guī)劃，給出所設(shè)計(jì)的變電所的容量、電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)、主要是負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對(duì)變電所的而具體要求，以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容和范圍，這些原始資料是設(shè)計(jì)的依據(jù)，必須進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，從而可以初步擬定一些主接線(xiàn)方案。 變電所電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則 變電所主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足上述四個(gè)基本要求，以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，一國(guó)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(xiàn)應(yīng)在滿(mǎn)足上述要求的前提下，盡可能經(jīng)濟(jì)。 （ 2）電氣主接線(xiàn)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(duì)一類(lèi)負(fù)荷和二類(lèi)負(fù)荷占大多數(shù)的用戶(hù)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(xiàn)設(shè)計(jì)概述 對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求 電氣主接線(xiàn)的基本要求： （ 1）電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和用戶(hù)的要求，保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。 10 第 2 章 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠和變電所的電氣主接線(xiàn)是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、母線(xiàn)和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序 連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路。 所址概括：該變電所地勢(shì)較平，占地面積大，交通便利， 出線(xiàn)走廊開(kāi)闊，地震烈度為 7 度，該所接近負(fù)荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿(mǎn)足建所要求。 所用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為 60KW，鍋爐動(dòng)力、檢修間動(dòng)力、主變冷卻裝置動(dòng)力等為 250KW。收集、了解國(guó)內(nèi)外電氣設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，了解設(shè)備和導(dǎo)體選擇的條件，對(duì)本變電所進(jìn)行電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇。 根據(jù)以上兩系統(tǒng)的短路容量，可計(jì)算出兩系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值。 根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)及 發(fā)展情況，可了解該地區(qū)的負(fù)荷情況及發(fā)展，根據(jù)負(fù)荷情況 對(duì)主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等進(jìn)行選擇 。 根據(jù)建廠規(guī)模，對(duì)本變電所的電氣主接線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)確定出 2～ 3 種方案，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定出最佳方案。 本設(shè)計(jì)中變電站的設(shè)計(jì)思路是緊跟現(xiàn)代化國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)最新和最權(quán)威的設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)范，采用先進(jìn)的原理技術(shù)，摒棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，因此，在學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)的 實(shí)際情況，全面系統(tǒng)地研究探討符合國(guó)情的變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 我國(guó)對(duì)變電站的技術(shù)研究的其中一個(gè)主要方面是在 220kV及以下中低壓變電站中采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，而且技術(shù)不斷得到完善和成熟。那么，何謂變電站綜合自動(dòng)化呢？它是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和傳、配電線(xiàn)路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。采用一種更先進(jìn)的技術(shù)改造變電站是一種必然趨勢(shì)。常規(guī)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，維護(hù)工作量大。顯然傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)也獲得了前所未有的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，各級(jí)調(diào)度中心需要獲得更多的信息以準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運(yùn)行狀況。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺(tái)遠(yuǎn)落后于技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇、通訊傳輸協(xié)議的采用方面存在很大的爭(zhēng)議，在繼電保護(hù)和變電站自動(dòng)化的關(guān)系及變電站自動(dòng)化的概念上還存在分歧。 LSA678 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)，一類(lèi)是全分散式，另一類(lèi)是集中和分散相結(jié)合，兩類(lèi)系統(tǒng)均由 6MB 測(cè)控系統(tǒng)、 7S/7U 保護(hù)系統(tǒng)、 8TK 開(kāi)關(guān)閉鎖系統(tǒng)三部分構(gòu)成。 國(guó)外變電站自動(dòng)化技術(shù) 國(guó)外變電站自動(dòng)化技術(shù)是從 20 世紀(jì) 80年代開(kāi)始的，以西門(mén)子公司為例，該公 司第一套全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng) LSA678 早在 1985 年就在德國(guó)漢諾威正式投入運(yùn)行，至 1993年初，已有 300 多套系統(tǒng)在德國(guó)和歐洲的各種電壓等級(jí)的變電站運(yùn)行。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(duì)的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)，在中低壓系統(tǒng)采用物理結(jié)構(gòu)和電器特性完全獨(dú)立，功能上既考慮測(cè)控又涉及繼電保護(hù)這樣的測(cè)控保護(hù)綜合單元對(duì)應(yīng)一次系統(tǒng)中的間隔出線(xiàn)，在高壓超高壓系統(tǒng)，則以獨(dú)立的測(cè)控單元對(duì)應(yīng)高壓或超高壓系統(tǒng)中的間隔設(shè)備；變電站層主單元的硬件以高檔 32 位工業(yè)級(jí)模件作為核心，配大容量?jī)?nèi)存、閃存以及電子固態(tài)盤(pán)和嵌入式 軟件系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以及光纖通信的應(yīng)用為功能上的分布和地理上的分散提