【正文】 節(jié)。設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的靈魂。 三、本次設(shè)計(jì)的題目及參數(shù) 依據(jù)電力學(xué)院成教部的統(tǒng)一計(jì)劃，畢業(yè)指導(dǎo)教師的具體安排，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本人承擔(dān)的課題為《 110kV 終端變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)》。 電力負(fù)荷水平： 35kV 出線 10 回 ，距離 28 km， 每回線的輸送容量 3500kVA，II 負(fù)荷， cos? =， Tmax=3500h 以上； 10kV 出線共 12 回， III 負(fù)荷， cos?=，Tmax=3000h；其中 2 回線路為電纜出線，距離 3km，每回線路的輸送容量 1400kVA；其余為架空線，距離 8km，每回線路的輸送容量為 1400 kVA 。 環(huán)境條件：海拔 1000m；本地區(qū)污穢等級(jí) 2 級(jí)；地震裂度 7 級(jí)；最高氣溫36℃；最低溫度 ℃；年平均溫度過 18℃；最熱月平均地下溫度 20℃；年平均雷電日 T=56 日 /年；其他條件不限。最終得出以下成果：初步設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書合訂本一份；完成以下設(shè)計(jì)圖：推薦方案電氣主接線 理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 ZXL 《 110kV終端變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁(yè) 共 70 頁(yè) 圖一張（ 1 號(hào)）；配電裝置平面布置圖一張（ 1 號(hào)）；配電裝置斷面圖一張（ 1 號(hào)）；防雷布置圖一張（ 3 號(hào)）。 ②、變電站的建設(shè)規(guī)模： 2 110kV 終端變電站，變電所一次設(shè)計(jì)并建成，主變采用有載調(diào)壓變壓器。 ④、與電力系統(tǒng)的連接情況：本變電站連接的系統(tǒng)容量 3000 MVA，本站容量占系統(tǒng)容量的： 63 MVA 247。 ⑤、電力負(fù)荷水平： 35kV出線 10 回，均為 II 類負(fù)荷， 10kV出線共 12 回，均為 III 類負(fù)荷。 本站總負(fù)荷容量： MVA＋ MVA= MVA， 本站總負(fù)荷的 70%時(shí)容量： MVA = MVA（ 單臺(tái)變壓器容量）， 常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量取總?cè)萘康?70%時(shí)容量： 2 = MVA，（經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量一般取總負(fù) 荷容量的 ～ ，這里取為 ）。（《發(fā)電廠電氣部分》 P35 公式 L=L0emx） 以上結(jié)果說明： 1）、本站常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行容量與供出負(fù)荷容量基本持平，本站能保持常年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 3)、 10 年后本站變壓器容量將全部被帶滿。根據(jù)《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)待設(shè)計(jì)變電站可靠性要求不高，對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求相對(duì)要高些，這是本次電氣主接線初步設(shè)計(jì)的基本原則點(diǎn)。 3）、由于初步設(shè)計(jì)只是解決方案問題，所以，不要求做得很詳細(xì) 具體 ，很深入。 4）、主接線圖 這是最重要的一張圖紙，是所有其它圖紙的依據(jù)。 5）、總平面布置接線圖 總平面布置接線圖上應(yīng)清晰表明各種電氣設(shè)備的相互距離，其中包括縱向尺寸和橫向尺寸兩種，縱向尺寸反映從圍墻起經(jīng)各種設(shè)備、道路、變壓器、室內(nèi)配電裝置、出線構(gòu)架，直到另一圍墻為止的距離。 6）、斷面圖 根據(jù)主接線和總平面布置方式的不同，應(yīng)有相應(yīng)的斷面圖，一般包括出線間隔、進(jìn)線（即變壓器回路）間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔、電壓互感器及避雷器間隔、所用電間隔等 7）、對(duì)變電所設(shè)計(jì)的要求 (1)、設(shè)計(jì)要符合各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 (3)、要積極推廣和采用經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、新設(shè)備，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和系列產(chǎn)品。為節(jié)省一次投資，可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷增長(zhǎng)的需要分期建設(shè)。 電氣主接線設(shè)計(jì)，一般分以下幾步： 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，擬定出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器型式、臺(tái)數(shù)和容量，以及各電壓級(jí)配電裝置的接線方式等。 短路計(jì)算：依據(jù)所確定的主接線，進(jìn)行短路計(jì)算。 繪制電氣主接線單線圖。單線圖上還應(yīng)示出電壓互感器、電流互感器、避雷器等設(shè)備的配置及其一次接線方式，以及主變壓器接線組別和中性點(diǎn)的接地方式等。 二、 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 A) 可靠性要求 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。主接線可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡(jiǎn)化接線。主接線可靠性的具體要求如下： 1) 斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。 3) 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。 B) 靈活性要求 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的 靈活性。 2) 檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓氣或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次的改建工作量最少。 1) 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省短路器、隔離開關(guān) 、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 3) 要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 占地面積?。褐鹘泳€設(shè)計(jì)要為配置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠、變電所接入系統(tǒng)的電壓 等級(jí)一般不超過兩種。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。 適用范圍：一般只適用于一臺(tái)主變壓器的以下三種情況： 1) 6～ 10 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回。 3) 110～ 220 kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回。 2) 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 2) 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 2) 35～ 63 kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4～ 8 回時(shí)。 三 ) 雙 母 線 接線 雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。 優(yōu)點(diǎn)： 1)供電可靠。 2)調(diào)度靈活。 3)擴(kuò)建方便。不會(huì)引起原有回路的停電。 4)便于試驗(yàn)。 缺點(diǎn)： 5)增加一組母線就需要增加一組母線隔離開關(guān)。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 2） 35～ 63 kV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過 8 回時(shí)；或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)。 四 ) 增 設(shè) 旁 路母線 為了保證單母線分段或雙母線的配電裝置在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，可在需要的時(shí)候增設(shè)旁路母線，以便提高供電可 靠性，減少負(fù)荷停電時(shí)間，但這會(huì)導(dǎo)致投資增加。 一、 各電壓等級(jí)側(cè)電氣主接線的方案選擇 前言中已分析說明了待設(shè)變電站的特點(diǎn)，在對(duì)設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步分析理解的基礎(chǔ)上，將待定變電站各電壓等級(jí)側(cè)能滿足規(guī)程要求并適合本次設(shè)計(jì)要求的電氣主接線類型依次說明如下。則 10 kV側(cè)出線共 16回。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。 本設(shè)計(jì) 10kV配電裝置擬用屋內(nèi)布置 開關(guān)柜接線形式進(jìn)出 線，且為終端變，具備停電檢修斷路器的條件。 本次設(shè)計(jì)的變電站， 10kV側(cè)入圍的電氣主接線類型有單母線分段接線與雙母線接線二種。 1. 二種接線方案可靠性（優(yōu)缺點(diǎn)）比較如下表： 序號(hào) 方案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 1 單母線 分段 1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電； 2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 1）當(dāng)一段母線或 母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線上的回路都要在檢修期間內(nèi)停電； 2）當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越； 3）擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 2 雙母線 接線 1）供電可靠，任一組母線故障或檢修時(shí)，不影響任一條回路供電； 2）調(diào)度靈活，任一條回路可任意分配到某一組母線上運(yùn)行； 3）擴(kuò)建方便，向左右兩任何一方擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配； 4）便于試驗(yàn)。 對(duì)于本次要求設(shè)計(jì)的變電站主接 線技術(shù)可靠性而言，上述二種接線方案均能滿 理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 ZXL 《 110kV終端變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁(yè) 共 70 頁(yè) 足接線要求，且雙母線接線方案優(yōu)于單母線分段方案。 2. 二種接線方案經(jīng)濟(jì)性比較 （實(shí)際上，雙母線接線與單母線分段接線在經(jīng)濟(jì)上是不可比的，但為了學(xué)習(xí)主接線經(jīng)濟(jì)比較的方法，將上述兩接線議案較牽強(qiáng)的做經(jīng)濟(jì)比較如下。換言之，它是取舍電氣主接線方案的重要依據(jù)。本設(shè)計(jì)中，只對(duì) 各方案中配電裝置不同部分的綜合投資進(jìn)行比較，年運(yùn)行費(fèi)用比較因參數(shù)不全等原因省略不做。比較過程中，采用參考類似接線方案的方法。 也可從配電裝置主要設(shè)備使用數(shù)量上 ,對(duì)上述兩方案進(jìn)行分析比較如下表： 接線方案 母線使用量 斷路器臺(tái)數(shù)臺(tái)數(shù) 隔離開關(guān)組數(shù) 單母線分段 1 17 34 雙母線接線 2 17 51 同樣可以看出，在主要設(shè)備的使用數(shù)量上，雙母線接線方案多于單母線分段方案。 3. 10kV側(cè)主接線結(jié)論： 通過以上分析、比較，在本次待定變電站設(shè)計(jì) 10kV 側(cè)，最優(yōu)接線方案為單母線 理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 ZXL 《 110kV終端變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)說明書 第 14 頁(yè) 共 70 頁(yè) 分段接線。 二 ) 35kV側(cè)： 35kV側(cè)已知最終出線 10回，根據(jù) 《 35～ 110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第 、第 條的規(guī)定，規(guī)定原文“ 35～ 110kV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器 組或線路分支接線，超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單 母線或分段單母線的接線。 110kV線路為 6 回及以上時(shí)宜采用雙母線接線”；“在采用單母線分段單母線或雙母線的 35 ～ 110kV 主接線中當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)可設(shè)置旁路設(shè)施”。 做進(jìn)一步分析知，擴(kuò)大橋形、單母線 接線方案只適用于出線回路較少的接線中，對(duì)本站 10回 35kV出線而言，顯然不宜采用。 35kV側(cè) 兩種 接線方案優(yōu)缺點(diǎn) 比較 同 10kV側(cè)， 經(jīng) 濟(jì)性比較也同 10kV側(cè)。 對(duì)主接線可靠性而言，雙母線接線方案優(yōu)于單母線分段方案，對(duì)經(jīng)濟(jì)性而言，單母線分段方案優(yōu)于雙母線接線方案。這就要求供電必須安全、可靠、穩(wěn)定，必須保證大多數(shù)用戶的正常用電需要。本次設(shè)計(jì)變電站35kV 側(cè) 10 回負(fù)荷出線容量： 10 回 =35 MVA，占本站總?cè)萘康陌俜直葹椋?5247。因此，本站 35kV 側(cè)電氣主接線選擇可靠性占優(yōu)的雙母線接線方案。 35kV 母線共布置 35kV出線 10 回，每回輸送距離 28km，輸送容量 3500kVA，均為 II 負(fù)荷，功率因素 cost? =，線路年利用小時(shí)數(shù) Tmax =3500h以上，本設(shè)計(jì)中取 Tmax =4000h。現(xiàn)將回路確定分析、計(jì)算如下。 理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 ZXL 《 110kV終端變電站電氣部分初步設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)說明書 第 15 頁(yè) 共 70 頁(yè) 1) 導(dǎo)線選擇 根據(jù)《架空線路設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，對(duì)年利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在 20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 本變電站 110kV 進(jìn)線導(dǎo)線按上計(jì)算公式確定經(jīng)濟(jì)截面。 3 U= 63 MVA247。 1. 28 =258（ mm2） 查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》 P115 附表 121 ‘ LGJ 鋼芯鋁絞線規(guī)格及長(zhǎng)期允許載流量’表，本站 110kV進(jìn)線導(dǎo)線選用 LGJ240/30 型鋼芯鋁絞線便可滿足要求， LGJ240/30 型導(dǎo)線參數(shù)為：計(jì)算截面為 mm2（ ＞ S=258mm2），＋80℃時(shí)他長(zhǎng)期允許載流量為 662A（ ＞ Ig=）。本設(shè)計(jì)不對(duì) LGJ240/30 型導(dǎo)線做電暈電壓校 驗(yàn)。 因此，將本站 110kV 進(jìn)線確定為單回 LGJ240/30 型導(dǎo)線供電，已能滿足輸送容量及輸送距離要求。 根據(jù) 《 35～ 110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第 ，規(guī)定原文“ 35～ 110kV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線，超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。 110kV線路為 6 回及以上時(shí)宜采用雙母線接線”。 110kV 側(cè)電氣主接線初選接線方案唯一，即 單母線接線， 其優(yōu)缺點(diǎn)如下表： 序號(hào) 方案 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 理工大