【正文】 的戰(zhàn)略重點(diǎn)。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時(shí)瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。它承擔(dān)著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的責(zé)任。該設(shè)計(jì)包括以下任務(wù)： 1）主接線的設(shè)計(jì) 2）主變壓器的選 擇 3）最優(yōu)方案的選擇 4）短路計(jì)算 5）導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 6）配電裝臵設(shè)計(jì) 7）防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。主接線代表了變電站高電壓、大電流的電器部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。因此，主接線設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的充分論證比較，綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)的最終方案。 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 (1)斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)供電。 (3)盡量避免變電站全部停電的可能性。 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。 (1)操作的方便性。 (2)調(diào)度的方便性。 (3)擴(kuò)建的方便性。 主接線在滿(mǎn)足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。主接線要為配電裝臵布臵創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。 (3)電能損失少。 主接線的基本接線形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過(guò)四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)臵母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。 有匯流母線的接線形式概括的可分為單母線接線和雙母線接線兩大類(lèi)；無(wú)匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。母線既可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個(gè)電源獲得電能。 單母接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。母線或母線隔離開(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。 單母接線適用于： 110～ 220KV 配電裝臵的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回， 35～ 63KV 配電裝臵的出線回路數(shù)不超過(guò) 3 回， 6～ 10KV 配電裝臵的出線回路數(shù)不超過(guò) 5回。 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(duì)重要用戶(hù)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(hù)停電；兩段母線同時(shí) 故障的幾率甚小，可以不予考慮。 單母分段適用于： 110～ 220KV 配電裝臵的出線回路數(shù)為 3～ 4回， 35～ 63KV 配電裝臵的出線回路數(shù)為 4～ 8回， 6～ 10KV 配電裝臵的出線為 6回及以上。 3. 單母線分段帶旁路母線的接線 單母線分段斷路器帶有專(zhuān)用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺(tái)旁路斷路器，大大增加了投資 。故 110KV 可采用單母線分段帶旁路接線，因出線為 4回，可采用旁路斷路器兼做分段斷路器的接線。 雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器 的 6～ 10KV 配電裝臵； 35～ 60KV 出線數(shù)超過(guò) 8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)； 110～ 220KV 出線數(shù)為 5 回及以上時(shí)。 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，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，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電。 雙母線可以帶旁路母線，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。 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋行接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。當(dāng)變壓器故障時(shí)，需停相應(yīng)的線路。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。故 220KV 的系統(tǒng)可以采用 外橋接線，因一般都有穿越功率。為減少因斷路器檢修而開(kāi)環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行可靠性，以采用 3～ 5 角形為宜。缺點(diǎn)是：任一臺(tái)斷路器檢修，都成開(kāi)環(huán)運(yùn)行，從而降低了接線的可靠性，不易于擴(kuò)建等。故 110KV 和 220KV 可采用角形接線。 適用于只有一臺(tái)變壓器和一回線路時(shí)，故不采用。 有 4回出線，適用的接線形式為單母分段接線、單母分段帶旁路接線（因進(jìn) 線數(shù)不足 5回，裝設(shè)旁路斷路器兼作分段斷路器）、雙母線接線、角形接線。 據(jù)此，擬定五種主接線方案： 方案 I:220KV 采用雙母線接線， 110KV 采用單母線分段帶旁路接線， 10KV 采用雙母線分段接線。 方案 III： 220KV 采用橋形接線， 110KV 采用單母線分段帶旁路接線， 10KV 采用雙母線分段接線。 方案 I— V 的接線圖設(shè)計(jì)如下： 方案 I: 圖 1— 1 方案 II： 圖 1— 2 方案 III: 圖 1— 3 方案 IV： 圖 14 方案 V 圖 1— 5 第二章 主變壓器選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器，稱(chēng)為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱(chēng)為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱(chēng)為站（所）用變壓器或自用變壓器 。 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主變停運(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)，保證用戶(hù)的 Ⅰ 級(jí)和 Ⅱ 級(jí)負(fù)荷，對(duì)于一般變電所，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70%～ 80%。 ，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。 ，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓 器的容量。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。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)其過(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)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%。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 ?20202??????? ???故容量確定為： ?1 選擇主變壓器，需考慮如下原則： ，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器。對(duì)于單機(jī)容量為 300MW、并直接升到 500KV 的，宜選用三相變壓器。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。在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等，確定是否需要備用相。 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。我國(guó) 110KV 及以上電壓，變壓器繞組多采用丫連接； 35KV 亦采用丫連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。由于 35KV 采用丫連接方式，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)。 150000?查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為150MVA。主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量： 150000（ KVA） 額定電壓：高壓 — 242 ；中壓 — 121； 低壓 — （ KV） 連接組標(biāo)號(hào)： YN/yn0/d11 空載損耗： (KW) 短路損耗：高中： 510；高低： 165；中低： 227（ KW） 阻抗電壓（ %）：高中：；高低： ；中低： 空載電流（ %）： 電抗標(biāo)么值：高中： ；高低： ；中低： 綜合投資： （萬(wàn)元） 150000 型變壓器為主變。 的最終確定 方案 I特點(diǎn)： 220KV 采用雙母線接線形式，調(diào)度靈活方便，而任一母線故障時(shí)，可通過(guò)另一母線供電。 110KV 采用單母線分段帶旁路接線，裝設(shè)旁路斷路器兼作分段斷路器，節(jié)省一臺(tái)斷路器，節(jié)省投資，且使故障時(shí)停電范圍縮小，故障時(shí)可通過(guò)旁路向負(fù)荷供電，可靠性高。 方案 II 特點(diǎn)： 220KV 及 110KV 均采用單母線分段帶旁路接線，裝設(shè)旁路斷 路器兼作分段斷路器，斷路器數(shù)量減少，節(jié)省投資，且使故障時(shí)停電范圍縮小，故障時(shí)可通過(guò)旁路向負(fù)荷供電；同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，擴(kuò)建方便。 比較：方案 I中 220KV 采用雙母線接線，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，可靠性略高于方案 II 中的單母線分段帶旁路接線，但方案 II 中采用旁路斷路器兼作分段斷路器，斷路器使用數(shù)目少，投資減少，并且便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 110KV 均采用單母線分段帶旁路接線，可靠性 ，靈活性及經(jīng)濟(jì)性一致；方案 I中 10KV 側(cè)采用雙母線分段接線，雖然可靠性高于方案 II中的雙母線接線，但經(jīng)濟(jì)性大大降低，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)使用數(shù)目明顯多于方案 II 的，且方案 II 的雙母線接線形式可靠性足以保障負(fù)荷的供電要求。 第四章 短路電流計(jì)算 電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種 形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。因此， 我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。其計(jì)算目的是： 選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方法或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 ，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)低的安全距離。 ，也需要短路電流。 。 。 時(shí)是金屬性短路。 150000?。*?XT1*?XSA*?XAE*?AD* XT1*?XSA* ???? XT1* ?????XT1*?XT1* XSA* XT2*?XSB* ???? XT2* ?XT2*XDE*?XT2*?XDE39。*?XT2*?XSB*?XBE*?XBD* 11XDE39。39。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。 電氣設(shè)備選擇的一般原則： 、檢修、斷路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要； ； ； 量減少品種； ； ，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。同時(shí)，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在 6KV— 220KV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓 110— 330KV的電網(wǎng)，當(dāng)少油斷路器不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可以選用 SF6 斷路器或空氣斷路器。 定： ich?Skd 三相短路電流沖擊值； ?式中： ich 斷路器極限通過(guò)電流峰值。 ?短路電流發(fā)熱等值時(shí)間； It?tdz 隔離開(kāi)關(guān)型式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝臵的布臵特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。 電抗器的選擇與校驗(yàn) 由于 10KV 側(cè)短路電流過(guò)大，需要裝設(shè)限流電抗器。39。 電抗器標(biāo)么值： XK* 電源至電抗器前的系統(tǒng)標(biāo)么值為： ? ? ? ? %??)?(?100%?X39。39。K*?IBUN205500 IB100 ? B39。I??,I 選用的電抗器符合要求，參數(shù)如下表： 表 5— 2 電抗器技術(shù)參數(shù) (1)電壓損失和殘壓校驗(yàn) 當(dāng)所選電抗值大于計(jì)算值時(shí)，應(yīng)重算電抗器后短路電流 ，以供殘壓校驗(yàn)。 ???XL*?XK*? 換算成短路電流有名值為 ?If 1100 ? ?? 則電壓損失和殘壓分別為 XL%?U%? Imax207 ????8??sin 60%~70%IN2?%??8? 39。 XL%?Ure%? 滿(mǎn)足要求。 I39。 ,?1s,查圖得 tz?1， t???熱穩(wěn)定：熱穩(wěn)定： ?I ‘’ ,?12???39。2??tz?tdz 2 ,???tdz ?I It2t,?tdz?,I?1??2It2t 滿(mǎn)足要求。 斷路器的選擇與校驗(yàn) ?20??20KA,Ich?所以短路電流限制為I39。 根據(jù)回路最大工作電流計(jì)算結(jié)果以及電壓等級(jí)確 定斷路器型號(hào)如下表 5— 3所示： 表 5— 3 斷路器選擇結(jié)果 注： 2