【正文】 線。C) 經(jīng)濟性要求 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。2) 要能使繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。4) 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 電能損失少經(jīng)濟合理地選擇變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自藕變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。三、 6～220 kV高壓配電裝置的常用電氣主接線條文說明一) 單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障母線段分開才能恢復(fù)非故障段的供電。2) 35～63 kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。二) 單母線分段接線 優(yōu)點：1) 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 缺點：1) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障該母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 適用范圍：1) 6～10 kV配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時。3) 110～220 kV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回時。由于母線繼電保護的要求，一般某一回路定與某一組母線連接，以固定連接的方式運行。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速灰復(fù)供電；檢修任一回路的隔離開關(guān)，只停該回路。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上能靈活的適系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。向雙母線的左右任一方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時不會象單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。當(dāng)個別回路需要單獨進行實驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。6) 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：1） 6～10 kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)較多，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時。3） 110～220 kV配電裝置的出線回路數(shù)為5回及以上時；或其在系統(tǒng)中居重要地位，出險回路數(shù)為4回及以上時。第二節(jié) 電氣主接線的方案設(shè)計根據(jù)《變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、《電力工程電氣設(shè)計手冊》的規(guī)定，結(jié)合第一節(jié)相關(guān)條文說明及前言對設(shè)計任務(wù)的分析，在理解設(shè)計任務(wù)給定參數(shù)的基礎(chǔ)上，擬訂本次設(shè)計各電壓等級側(cè)適合要求的若干個主接線方案，并進行技術(shù)和經(jīng)濟比較，得出最優(yōu)接線方案。一) 10kV側(cè)：已知出線12回，考慮要提高功率因素，必須進行電容補償，需增加2個備用回路；考慮站用電需要，10 kV出線還需增加2個備用回路，共需備用4個回路。根據(jù)《35～110kV變電所設(shè)計規(guī)范》，規(guī)定原文“當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，6～10kV 側(cè)宜采用分段單母線，線路為12 回及以上時亦可采用雙母線。當(dāng)6～35kV 配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時不宜設(shè)置旁路設(shè)施”。因此，首先將單母線分段帶旁路接線否定?，F(xiàn)將10 kV側(cè)二種接線方案進行可靠性、經(jīng)濟比較如下。1）增加一組母線每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。但可靠性要求不是本次設(shè)計變電站要求的重點，還需進一步做經(jīng)濟性比較后，方可確定最優(yōu)接線方案。）經(jīng)濟性比較是本次設(shè)計變電站要求的重點。在經(jīng)濟比較中，一般有綜合投資（包括主要設(shè)備及配電裝置的投資）和年運行費用兩大項。配電裝置的綜合投資的計算，是依據(jù)各種不同母線接線形式，均按一定規(guī)模并計入相應(yīng)配電設(shè)備成本投資后，計算出該配電裝置的全部投資（基礎(chǔ)值）；然后根據(jù)實際情況, 再計入增加或減少若干個對應(yīng)回路數(shù)的投資，最終求得各入選方案的全部投資。參考《發(fā)電廠電氣設(shè)計》P41‘6～10kV屋內(nèi)配電裝置投資’表，取該表對應(yīng)參考數(shù)據(jù)如下表：（萬元）項目名稱主變進線饋線綜合投資（萬元）增加或減少一個回路數(shù)的投資斷路器型號回路數(shù)斷路器型號回路母線饋線單母線分段GG1A252GG1A076雙母線接線SN310/20002SN210/6006本次設(shè)計變電站10kV出線共16回, 參考上表數(shù)據(jù),分別計算上述兩方案的配電裝置的綜合投資:單母線分段方案=+(16－6)=13（萬元）雙母線接線方案=+(16－6)=（萬元）很明顯，雙母線接線方案綜合投資多于單母線分段方案。（主要設(shè)備的使用數(shù)量增加是投資增加的直接原因，也是導(dǎo)致年運行費用增加的直接原因）。10kV母線上一共布置10kV負荷16回，均為III類負荷，功率因素cosj=，經(jīng)后續(xù)補償后，可達cosj=，線路年利用小時數(shù)Tmax=3000h，其中，架空線路出線10回，每回線路配電距離為8km，輸送容量為1400kVA；電纜線路出線2回，每回線路配電距離3km，輸送容量1400kVA；備用回路4回。35～63kV線路為8 回及以上時，可采用雙母線接線。首先將帶旁路接線方案否定，理由同10kV側(cè)。因此，35kV側(cè)入圍的接線方案只有雙母線接線和單母線分段兩種方案。這里不重復(fù)。到底選誰呢？從建設(shè)終端變電站的根本出發(fā)點來看，其目標(biāo)就是為了滿足供電負荷的需要，達到多供電、多讓用戶滿意的目的。電氣主接線的可靠是以上一切的基礎(chǔ)。63=56%，可見，35kV負荷在本站的地位很重，必須首先保證其供電可靠性，才能讓大多數(shù)用戶滿意。35kV側(cè)接線方案結(jié)論：35kV側(cè)電氣主接線選擇雙母線接線方案。三) 110kV側(cè)需先確定其進線回路后，才可以選擇滿足規(guī)程要求的電氣主接線類型。1. 110kV側(cè)進線回路數(shù)及導(dǎo)線選擇本變電站主變?nèi)萘繛?=63 MVA，電源距離為50km， MVA，全年經(jīng)濟運行容量取全部容量的70%，即：63 MVA70%= MVA。其計算公式為：S= Ig / J式中，S為導(dǎo)體的經(jīng)濟截面（mm2）（待求值）, Ig為回路最大持續(xù)工作電流（A），J為經(jīng)濟電流密度（可查《發(fā)電廠電氣部分》P114圖426）。因任務(wù)書要求35kV線路Tmax = 3500h以上，所以，取本站110kV進線年利用小時數(shù)Tmax=4000h，查《發(fā)電廠電氣部分》P114圖426，得J= A/mm2，按S=UI計算最大持續(xù)工作電流：Ig=S247。（110kV）=；將已知值代入計算公式：S = Ig /J=247。根據(jù)《設(shè)計規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)導(dǎo)線所選型號高于LGJ70時，可不做電暈電壓校驗。2) 回路數(shù)選擇查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料》P24 表31‘各電壓等級線路合理輸送容量及輸送距離’表，110kV單回線路合理輸送容量為10～50 MVA（＞ MVA），合理輸送距離150～50km（＞本站電源距離50km ）。2. 確定110kV側(cè)電氣主接線類型已知本110kV變電站進線為一個回路， 該回線帶本站2臺主變。35～63kV線路為8 回及以上時，可采用雙母線接線?？芍?，滿足規(guī)程要求并適合本設(shè)計110kV側(cè)的電氣主接線類型只有單母線接線一種類型。110 kV側(cè)電氣主接線為單母線接線。經(jīng)計算110kV進線一回，35kV出線10回，10kV出線16回；根據(jù)以上基本參數(shù)，將本次設(shè)計變電站電氣主接線簡易圖確定如下。第四節(jié) 主變和站用變選擇根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》、《變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，及任務(wù)書給定的參數(shù)，選擇變壓器。涉及110kV、35kV、10kV三個電壓等級。③繞組連接方式選擇主要要考慮：變壓器繞組連接方式必須和系統(tǒng)電壓一致，否則不能并列運行。④對于110kV及以下變壓器，宜考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計參考資料》P106附表113‘110 kV三繞組有載調(diào)壓變壓器’表，本設(shè)計110 kV主變選擇為SFSZL731500/110，得以下參數(shù)。8%177。1. 按《變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變電站站用變負荷一般按Ⅱ類負荷考慮。2. 站用變選擇容量時，需考慮10%的備用容量，并取功率因素cosj =，則本站用變最終需選擇最大容量應(yīng)≥63 kVA。4. 現(xiàn)將本站站用變具體型號和相關(guān)參數(shù)說明如下。 10kV站用變壓器選擇結(jié)果表型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）阻抗電壓（%）連接組別空載電流（%）損耗(kw)高壓低壓空載負載S980/108010177。站用電負荷一般由變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、空氣壓縮機、油處理設(shè)備、檢修工具以及站用采曖、通風(fēng)、照明、供水等部分組成。本次設(shè)計任務(wù)書中，對站用電負荷未提出特殊性要求，因此，本站用電接線方案按常規(guī)設(shè)計考慮，即，（自動空氣開關(guān)）進行分段，各用電負荷以低壓成套配電裝置供電，并將負荷平均地布置、高壓側(cè)（10kV）采用高壓斷路器進行負荷控制。以80kVA的站用電變負荷全部帶滿來確定站用負荷回路的最大電流：I=S/U=80/（10）=。第六節(jié) 無功補償設(shè)計根據(jù)任務(wù)書要求，本次設(shè)計變電站要求對10kV側(cè)進行無功補償設(shè)計。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》第九章的相關(guān)說明，無功功率包括容性無功功率及感性無功功率兩部分的內(nèi)容。一. 原則性條文說明：1. 電力系統(tǒng)的平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件。對于不同電壓等級的網(wǎng)絡(luò)，無功功率平衡與補償?shù)男问绞遣煌摹?. 對于直接供電的終端變電站，安裝的最大容性無功應(yīng)等于裝置所在母線上的負荷按提高功率因素所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量與主變壓器所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量之和。4. 利用并聯(lián)電容器組的投切，可以滿足電網(wǎng)無功變化要求時，則不需另外安裝并聯(lián)電抗補償裝置。設(shè)計按常進行。查《電力工程電氣設(shè)計手冊》P477表98‘為得到所需cosj每kVA有功負荷所需補償?shù)娜菪詿o功量’表，則，本變電站10kV母線上所需補償?shù)娜菪詿o功量Qc為：Qc=103。63==%。三. 電抗器在容性補償回路中串入電抗器，可有效預(yù)防母線電壓陡然升高現(xiàn)象的發(fā)生。四. 結(jié)論通過以上分析，本次設(shè)計變電站10kV母線上采用并聯(lián)電容器的方式對10kV側(cè)容性無功負荷進行補償，并聯(lián)電容器容量確定為22Mvar。并分別將本站兩組補償裝置接于10kV分段母線的各段上，以便在相對運行方式時按需要分組投切。無功補償接線方式簡圖如下：第二章 短路電流計算第一節(jié) 短路電流計算概述一、短路電流計算的目的意義1. 電力系統(tǒng)短路的危害及種類在發(fā)生短路時，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路電流值大大增加，短路點的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。短路還會引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路種類有：三相短路；兩相短路；單相短路接地；兩相短路接地。二、短路電流計算的基本假定和計算方法1. 基本假定：1) 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行2) 所有電源的電動勢相位角相同3) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行。5) 系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%接在高壓母線上，50%接在系統(tǒng)側(cè)。7) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。9) 元件計算參數(shù)均取其定額值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。11) 用概率統(tǒng)計法制定短路電流運算曲線。在網(wǎng)絡(luò)簡化中，對短路點具有局部對稱或全部對稱的網(wǎng)絡(luò)，同電位點可以短接，其間的電抗可以略去。四、限制短路電流的措施限制短路電流的措施有：提高系統(tǒng)的電壓等級；直流輸電；在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強聯(lián)系后，將次級電網(wǎng)解環(huán)運行；在允許的范圍內(nèi)，增大系統(tǒng)的零序主抗，減少變壓器的接地點等。經(jīng)過對本次設(shè)計變電站電氣主接圖分析，共選擇7個短路計算點ddddddd7。對上圖有以下說明：1. 選擇短路計算點d1在110kV進線母線上，以便對110kV進線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、110kV母線進行選擇；2. 選擇短路計算點d2在35kV母線上，并按最大運行方式的要求，略去母聯(lián)開關(guān)的影響，將35kV母線簡化如上圖，以便對35kV進線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、35kV母線進行選擇；3. 選擇短路計算點d3在10kV母線上，并按最大運行方式的要求，略去分段開關(guān)的影響，將10kV母線簡化如上圖，以便對10kV進線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)、35kV母線進行選擇；4. 選擇短路計算點d4在35kV出線上，以便對35kV出線側(cè)斷路器、側(cè)隔離開關(guān)進行選擇。5. 10kV出線包含三種不同性質(zhì)的負荷，因此，選擇三個短路計算點ddd7，并分別對應(yīng)于10kV電容器出線回路、10kV電纜出線回路、10kV架空出線回路。6. 本圖電抗（元件）編號范圍為0～33，為了和后續(xù)網(wǎng)絡(luò)簡化電抗（元件）編號有所區(qū)別，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)簡化計算電抗（元件）編號可從101開始。二. 短路電流基本計算過程參考《發(fā)電廠和變電站電氣部分畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)》第四章‘短路電流計算’，對本次設(shè)計變電站各短路計算點進行計算。1. 元件參數(shù)計算1) 基準值計算基準容量Sj=100MVA，基準電壓Uj取各級的平均電壓：Uj =Up= , 基準電流Ij=Sj247。(Ij) 本次設(shè)計變電站共設(shè)有110kV、35kV、10kV三個電壓等級，將以上基準值計算如下表： 常用基準值表（Sj=100 MVA）名稱符號常用基準值額定電壓（kV）Ue1035110基準電壓（kV）Uj37115基準電流（kA）Ij基準電抗Xj1322) 標(biāo)幺值計算電路元件的標(biāo)幺值等于元件有名值與元件基準值