【正文】 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負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ類負(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)能滿足全部負(fù)荷的70﹪至80﹪。 主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源盒出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等，可擬定出若干個(gè)主接線方案。對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變電所的主接線，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。 短路電流計(jì)算和主要電氣選擇對(duì)所選的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，并選擇合理的電氣設(shè)備。 主接線的基本接線形式及其特點(diǎn)電氣主接線的型式是多種多樣的，按有無母線可分為有母線型的主接線和無母線型的主接線兩大類。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)單清晰、設(shè)備少、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便和采用成套配電裝置。母線或母線隔離開關(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。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配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；② 35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；③ 110～220kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。（3）單母線帶旁路母線的接線為了檢修出線斷路器，但不中斷對(duì)該出線的供電，可增設(shè)旁路母線。有了旁路母線，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，另外檢修母線或母線故障期間中斷供電。每一個(gè)電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。由于有了兩組母線，時(shí)運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。缺點(diǎn):①增加一組母線就使每回路就需每回路要增加一組母線隔離開關(guān)②當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。（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，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。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。在330～500KV的配電裝置中，也有采用雙母線四分段的。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(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。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。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。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。 電氣主接線的選擇根據(jù)對(duì)原始資料的分析以及對(duì)主接線的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)列出以下三種主接線方案。220kV進(jìn)線兩回。110kV出線4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。35kV進(jìn)出線八回，可向重要用戶采用雙回路供電。方案二：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線。雙母線帶旁路母線，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。110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線，檢修出線斷路器時(shí)，可不中斷對(duì)該出線的供電，提高了供電的可靠性?，F(xiàn)對(duì)三種方案列表21比較如下：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)單母線分段接線可靠性高、調(diào)試相對(duì)靈活；。方案二：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV、35KV側(cè)單母線帶旁路母線接線。；，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)雜化方案三：220KV側(cè)雙母線帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、35KV側(cè)單母線分段接線。；2. 各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。綜合考慮三種電氣主接線的可靠性，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。本章是對(duì)變電站主變壓器的選擇。（2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，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。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。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)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(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%。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時(shí)，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。對(duì)于500KV變電所，除需考慮運(yùn)輸條件外，尚應(yīng)根據(jù)所供負(fù)荷和系統(tǒng)情況，分析一臺(tái)（或一組）變壓器故障或停電檢修時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。為此要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。對(duì)于容量、阻抗、電壓等技術(shù)參數(shù)相同的兩臺(tái)或多臺(tái)主變壓器，首先應(yīng)考慮共用一臺(tái)備用相。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。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)多通過消弧線圈接地。由于35KV采用丫連接方式，與2110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)。本設(shè)計(jì)中變電所具有三種電壓等級(jí)，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丫/丫/△。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：型號(hào)：SFPS7315000/220額定容量(kVA)：120000額定電壓（kV）: 高壓—220177。4% ；中壓—121 ；低壓—連接組標(biāo)號(hào)：YN/yn0/d11空載損耗(kW)：129負(fù)載損耗（kW）：高中：477；高低：150；中低：102阻抗電壓（%）： 高中：14；高低：23；中低：空載電流（%）：所以選擇兩臺(tái)SFPS7315000/220 型變壓器為主變壓器。在為選擇電氣設(shè)備而進(jìn)行的短路電流計(jì)算中，如果系統(tǒng)阻抗（即等值電源阻抗）不超過短路回路總阻抗的5%～10%，就可以不考慮系統(tǒng)阻抗，將系統(tǒng)作為“無限大”電力系統(tǒng)處理，按這種假設(shè)所求得的短路電流雖較實(shí)際值偏大一些，但不會(huì)引起顯著誤差以致影響所選電氣設(shè)備的型式。由于在本設(shè)計(jì)的原始資料中未提及220kV系統(tǒng)、110kV系統(tǒng)的電源容量和等值電源內(nèi)阻抗，因此，可近似將系統(tǒng)看作無限大電源系統(tǒng)。 （a） (b)(c)圖42 等效電路圖及簡(jiǎn)化過程 220KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：等效電路圖如圖42所示圖42此時(shí)的暫態(tài)短路電流為：有名值為：沖擊電流瞬時(shí)值：短路電流的最大有效值：短路容量： 110KV母線發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算：等效電路圖及簡(jiǎn)化過程如圖43所示。(a)(b)（c）圖44 等效電路圖及簡(jiǎn)化過程圖此時(shí)的暫態(tài)短路電流為：有名值為：沖擊電流瞬時(shí)值：短路電流的最大有效值：短路容量：短路電流計(jì)算結(jié)果如表1所示：表1 短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓(kV)短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路容量(MVA)K12301000K2115646K337651第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求確是一致的。本設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、避雷器的選擇，導(dǎo)線的選擇。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如下表51所示：表51 高壓電器技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電 壓（kA）額定電 流(A額定容 量(kVA)機(jī)械荷 載(N)額定開斷電流(kA)短路穩(wěn)定性絕緣水平熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定1斷路器√√√√√√√2隔離開關(guān)√√√√√√3組合電器√√√√√√4負(fù)荷開關(guān)√√√√√√5熔斷器√√√√√√6電流互感器√√√√√√7電壓互感器√√√8電抗器√√√√√√9消弧線圈√√√√√10避雷器√√√√11封閉電器√√√√√√√12穿墻套管√√√√√√13絕緣子√√√√ 斷路器和隔離開關(guān)的選擇斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。 表52 高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇及其校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目額定電壓額定電流開斷電流額定關(guān)合電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓斷路器隔離開關(guān)――同樣，隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，其型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。熱穩(wěn)定電流計(jì)算時(shí)間： 因?yàn)槭菬o限大電源系統(tǒng)，所以 可知 It2t ，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 具體參數(shù)如下表： 表54 具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)LW6—220/2500220kV220kV868A2500A40 kA100 kA6400100 kA由表可知，所選斷路器滿足要求。其熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算與主變側(cè)相同。主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：選擇GW6—220D/2000，其技術(shù)參數(shù)如下表：表56 GW6—220D/2000技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓kV額定電流A3s熱穩(wěn)定電流（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（kA）GW6—220D/2000220200040100（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，﹥=所以，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。表57 具體參數(shù)如下表計(jì)算數(shù)據(jù)GW6—220D/2000220kV220kV868A2000A100 kA由表可知，所選隔離開關(guān)滿足選擇要求。其熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)與主變側(cè)隔離開關(guān)的校驗(yàn)相同。 110kV主變、出線側(cè)主變斷路器與母聯(lián)斷路器的選擇與校驗(yàn)流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： 具體選擇及校驗(yàn)過程如下：（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：（3）額定開端電流選擇：選擇LW14—110/2000，技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表59 技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定工作電壓(kV)最高工作電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關(guān)合電流（峰值）（kA）3s熱穩(wěn)定電流（kA）額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）（kA）全開斷時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)LW14110/200011012620008080（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，則熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間：因?yàn)槭菬o限大電源系統(tǒng)，所以 所以，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。其具體參數(shù)如下表： 表510 具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)LW14—110/2000110kV110kV1458A2000A80 kA80kA由表可知，所選斷路器滿足選擇要求。（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?，所以滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。主變側(cè)隔離開關(guān)與母聯(lián)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（1）額定電壓選擇：（2）額定電流選擇：選擇GW4—110D/2000—100，其技術(shù)參數(shù)如表512。表513 GW4—110D/2000技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓kV額定電流A4s熱穩(wěn)定