35kV變電站一次部分設(shè)計(jì)論文上

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求量也越來(lái)越大，然而能源的不足與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國(guó)家急需電力事業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。電能是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無(wú)形的、不能大量?jī)?chǔ)存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。變電所作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨螅?/p>

2、還能有效地減少投資和資源浪費(fèi)。電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能，向遠(yuǎn)方的電力用戶送電，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個(gè)用戶，這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過(guò)其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)通過(guò)變電所將各電壓等級(jí)的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。變壓器是變電所的中心設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理。配電裝置是變電所中所有的開(kāi)關(guān)電器、載流導(dǎo)體輔

3、助設(shè)備連接在一起的裝置。其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器開(kāi)關(guān)、電抗器線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設(shè)備及必要的其他輔助設(shè)備所組成。二次設(shè)備是指一次系統(tǒng)狀態(tài)測(cè)量、控制、監(jiān)察和保護(hù)的設(shè)備裝置。由這些設(shè)備構(gòu)成的回路叫二次回路，總稱二次系統(tǒng)。二次系統(tǒng)的設(shè)備包含測(cè)量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、直流系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備。 變電所根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位和作用，可以分為樞紐變電所、中間變電所、區(qū)域（地方）變電所、企業(yè)變電所和末端（用戶）變電所。（1） 樞紐變電所：樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，電壓等級(jí)一般為330kV及以上，聯(lián)系多個(gè)電源，出現(xiàn)回路多

4、，變電容量大；全所停電后將造成大面積停電，或系統(tǒng)瓦解，樞紐變電所對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠性起到重要作用；（2） 中間變電所：中間變電所位于系統(tǒng)主干環(huán)行線路或系統(tǒng)主要干線的接口處，電壓等級(jí)一般為330220kV，匯集23個(gè)電源和若干線路。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列；（3） 地區(qū)變電所：地區(qū)變電所是一個(gè)地區(qū)和一個(gè)中、小城市的主要變電所，電壓等級(jí)一般為220kV，全所停電后將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂。（4） 企業(yè)變電所：企業(yè)變電所是大、中型企業(yè)的專用變電所，電壓等級(jí)35220kV，12回進(jìn)線。 本次設(shè)計(jì)根據(jù)一般變電所設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，變電站主變臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇，主接線

5、選擇，短路電流計(jì)算，設(shè)備選擇和校驗(yàn)，總平面布置，無(wú)功補(bǔ)償，防雷保護(hù)等幾大塊。并依據(jù)相關(guān)規(guī)定和章程設(shè)計(jì)其中每個(gè)步驟，所以能滿足一般變電所的需求。根據(jù)我國(guó)變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)選用新型號(hào)、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時(shí)間長(zhǎng)、免維護(hù)的SF6斷路器及高壓開(kāi)關(guān)柜。為此新的設(shè)備選擇也在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。由于時(shí)間倉(cāng)促和自身知識(shí)的局限，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中難免有遺漏和錯(cuò)誤之處，望讀者予以批評(píng)指正。目 錄前 言1目 錄I摘 要IVABSTRACTV第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第1章 概 述11.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則11.2 系統(tǒng)概況11.3 設(shè)計(jì)規(guī)模11.4 環(huán)境條件1第2章 主變壓器的選擇222.

6、2 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的確定2第3章 電氣主接線的設(shè)計(jì)33.1 主接線概述33.1.1 單母線接線及單母線分段接線33.1.2 雙母線接線及分段接線43.1.3 內(nèi)橋接線與外橋接線53.2 主接線設(shè)計(jì)原則53.3 主接線選擇63.3.1 變電站35kV 側(cè)接線型式的確定63.3.2 變電站10kV 側(cè)接線型式的確定93.3.3 最終方案的確定10第4章 短路電流計(jì)算12第5章 電器設(shè)備的選擇13第6章 無(wú)功補(bǔ)償146.1 無(wú)功補(bǔ)償概述146.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算146.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置146.4 并聯(lián)電容器裝置的分組1515156.5 并聯(lián)電容器裝置的接線15第7章 總平面布置設(shè)計(jì)及配電裝置的選擇1

7、77.1 總平面布置設(shè)計(jì)概述177.2 總平面布置設(shè)計(jì)177.2.1 變電站地址選擇177.2.2 變電站的進(jìn)出道路187.2.3 變電站總平面的布置設(shè)計(jì)187.2.4 變電站的豎向布置設(shè)計(jì)197.3 配電裝置概述20207.3.2 配電裝置類型及應(yīng)用207.4 配電裝置的確定21第8章 變電所的防雷接地設(shè)計(jì)228.1 變電所防雷設(shè)計(jì)228.1.1 變電所防雷概述228.1.2 避雷針的選擇228.1.3 避雷器的選擇238.2 變電所接地設(shè)計(jì)248.2.1 接地設(shè)計(jì)的原則258.2.2 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析258.2.3 接地部分及接地裝置計(jì)算268.3 變電所侵入波的保護(hù)28第二部分

8、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第1章 負(fù)荷計(jì)算和主變壓器的選擇292929291.4 主變壓器的選擇30第2章 變電站電氣部分短路計(jì)算32322.1.1 短路的原因322.1.2 短路的危害322.1.3 短路的類型3233第3章 導(dǎo)線和電氣設(shè)備選擇與效驗(yàn)373.1 導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)383.1.1 35kV側(cè)母線截面積的選擇及校驗(yàn)393.1.2 10kV側(cè)母線截面積的選擇及校驗(yàn)403.1.3 10kV側(cè)出線截面積的選擇及校驗(yàn)41423.2.1 35kV側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)433.2.2 10kV側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)433.3 電壓互感器的選擇及校驗(yàn)444446463.4 電流互感器的選擇及效驗(yàn)463.4.1 35

9、kV側(cè)電流互感器的選擇及效驗(yàn)473.4.2 10kV側(cè)電流互感器的選擇及效驗(yàn)473.5 絕緣子和穿墻套管的選擇及校驗(yàn)483.5.1 35kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗(yàn)483.5.2 10kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗(yàn)4950513.6.1 所用變壓器的選擇513.6.2 保護(hù)熔斷器的選擇5252543.7.2斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器的選擇54總 結(jié)56參考文獻(xiàn)57致 謝58附 錄59摘 要 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),它的發(fā)展直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科

10、學(xué)技術(shù)和國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，特別是供電穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計(jì)和配置。一個(gè)典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。 本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)35kV降壓變電站,此變電站有兩個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是35kV，一個(gè)是10kV。同時(shí)對(duì)于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺(tái)主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無(wú)功補(bǔ)償裝置和防雷保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變

11、運(yùn)行方式時(shí)的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞: 35kV變電站，電氣設(shè)計(jì)，短路計(jì)算ABSTRACT Energy modern industrial production is the major energy and power. With the development of modern civilization and progress, social production and life to the quality of power supply and management of the increasingly high demands. The electri

12、c power profession is the primary industry of national economy, its development relates to national economic construction directly of the rise and fall success or failure, it provides the motive of essential to have for the modern industry, agriculture, science technique and national defense.Along w

13、ith the continuous development of electric industry, people require increasingly demand of power supply, especially the stability, reliability and continuity of it. While the stability, reliability and continuity of power grid is determined by the rational design and configuration of substation. A t

14、ypical substation needs the reliable and flexible operation, the economic rationality and free expansion of the equipments.The paper designs a transformer substation of 35kV which has tow level of voltage, one is 35kV, and the other is 10kV. At the same time, choose the rational selection as to the

15、main equipments in substation. This design chooses two main transformers. As to other equipments such as Circuit Breaker, Isolating switch, Current Transformer,Voltage Transformer, Reactive power compensation device, Protection Against Lightning and so on are to be selected, designed, and configured

16、 in accordance with specific requirements. In order to make it reliable to operate, easy and simple to manipulate, economical, with the possibility of expansion and flexibility of changing its operation. As to make it more actual and practical significant.KEY WORDS：35kV substation，Electrical design，

17、Short circuit calculation第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第1章 概 述1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則根據(jù)35-110 kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50059-1992）、高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 （DL/T 5352-2006）以及給定的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，并依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求做到供電可靠、調(diào)度靈活、檢修方便和投資經(jīng)濟(jì)。1.2 系統(tǒng)概況待建變電所的電壓等級(jí)為35kV/10kV，35kV是本變電所的電源電壓，10kV是二次電壓。待建變電所，地勢(shì)平坦，交通方便。35kV 2回進(jìn)線作為本所電源，2回線來(lái)自系統(tǒng)，10kV3回出線供五堡、龍興、魚(yú)咀。該變電所為樞紐變電所。1.3

18、設(shè)計(jì)規(guī)模 本次設(shè)計(jì)主要為滿足農(nóng)村生產(chǎn)生活，其用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如表1-1。表1-1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表回路回路用戶類型容量需用變壓器線長(zhǎng)供電負(fù)荷序號(hào)名稱（kVA）系數(shù)臺(tái)數(shù)（km）回路級(jí)別1五堡生活用電2000251513灌溉用電1900農(nóng)產(chǎn)品加工8002龍興生活用電1500202013農(nóng)產(chǎn)品加工700灌溉用電17003魚(yú)咀生活用電1800181613農(nóng)產(chǎn)品加工600灌溉用電9001.4 環(huán)境條件1. 當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?1 ；2. 最熱月（7月）平均溫度36。第2章 主變壓器的選擇 1) 相數(shù)的確定本變電所“地勢(shì)平坦，交通方便”，應(yīng)當(dāng)選用三相變壓器。 2) 繞組數(shù)確定根據(jù)待建變電所電壓等級(jí)和負(fù)荷情況，選擇雙繞

19、組變壓器。 3) 調(diào)壓方式的確定用戶為廣大農(nóng)村用戶，在配網(wǎng)中采用小容量的有載調(diào)壓器，已成為唯一經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)壓方法。2.2 主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的確定相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：選擇的變壓器容量Se需要滿足下列兩個(gè)條件：;。其中，為變電所的最大負(fù)荷容量；為變電所的全部重要負(fù)荷容量。 通過(guò)計(jì)算（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)），最后選擇變壓器的容量Se=8000kVA?？紤]到今后的發(fā)展，故選擇2臺(tái)主變壓器。綜上所述：該變電所選擇2臺(tái)3相2繞組有載調(diào)壓變壓器。主變壓器采用雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器，根據(jù)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)，可選擇SZ98000/35型有載調(diào)壓變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-1。表2-1 SZ98000/35技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓高壓分接

20、頭范圍聯(lián)結(jié)組別阻抗電壓空載損耗短路損耗空載電流高壓低壓35±3×Yd117.0（%）1.1（%）第3章 電氣主接線的設(shè)計(jì)3.1 主接線概述電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)。用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。3.1.1 單母線接線及單母線分段

21、接線3.1.1.1 單母線接線單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。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。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。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。缺點(diǎn)：可靠性差。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。調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。綜上所述，這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。 3.1

22、.1.2 單母分段接線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)將用戶停電；兩段母線同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(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。這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站610KV接線中。但是，由于這種接線對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整體母線系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要負(fù)荷的出線回路較多、供電容量較大時(shí)，一般不予采用。3.1.1.3 單母線分段帶

23、旁路母線的接線單母線分段斷路器帶有專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。3.1.2 雙母線接線及分段接線3.1.2.1 雙母線接線雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。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(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線接線連接。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)。其特點(diǎn)有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的610KV配電裝置；3560KV出線數(shù)超過(guò)8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110220KV出線數(shù)為5回及以上時(shí)。3.1.2.2 雙母線分段接線為了縮小母線

24、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。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，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(kāi)，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開(kāi)，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切換到備用母線上，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。雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配置中，同時(shí)在220550KV大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。3.1.2

25、.3 雙母線帶旁路母線的接線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。這樣多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資，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。3.1.3 內(nèi)橋接線與外橋接線3.1.3.1 內(nèi)橋接線 這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器跨接在兩電路電源進(jìn)線之間，猶如一架橋梁，而且處在兩斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變壓器,其特點(diǎn)

26、為:設(shè)備簡(jiǎn)單,投資省.運(yùn)行靈活,檢修時(shí)操作稍顯復(fù)雜且繼電保護(hù)復(fù)雜。3.1.3.2 外橋接線 這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但是在兩線路斷路器的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性也較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但是與上述內(nèi)橋式接線適用的場(chǎng)合有所不同。這種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大、適用于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所，其特點(diǎn)較內(nèi)橋來(lái)講檢修操作方便,當(dāng)主變斷路器外側(cè)短路時(shí),影響整個(gè)系統(tǒng)供電可靠性。3.2 主接線設(shè)計(jì)原則電氣主接線是變電站由高壓電氣設(shè)備通過(guò)連線組成的接收和分配電能的電路。電氣

27、主接線根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便、易于維護(hù)檢修、利于遠(yuǎn)方監(jiān)控和節(jié)約投資等要求。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠和變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案，需要遵循的原則有:（1）保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，除對(duì)主接線形式予以定性評(píng)價(jià)外，對(duì)于比較重要的變電站需要進(jìn)行定量分析和計(jì)算，必須滿足必要的供電可靠性。 （2）具有經(jīng)濟(jì)性在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可

28、靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，將導(dǎo)致投資增加。所以必須把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩者綜合考慮，在滿足供電可靠、運(yùn)行靈活方便的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用為最少。(3) 考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。(4) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長(zhǎng)速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電

29、源數(shù)和出線回?cái)?shù)。(5)考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。(6)考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。綜上說(shuō)述，電氣主接

30、線設(shè)計(jì)的要以設(shè)計(jì)任務(wù)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。3.3 主接線選擇3.3.1 變電站35kV 側(cè)接線型式的確定按照變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，對(duì)電氣主接線圖的設(shè)計(jì)必須滿足以下基本要求：保證供電可靠性和電能質(zhì)量的基本要求；應(yīng)力求接線簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活和操作方便；保證運(yùn)行、維護(hù)和檢修的安全和方便；應(yīng)盡量降低投資，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用；滿足擴(kuò)建的要求，實(shí)現(xiàn)分期過(guò)渡；設(shè)備先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。 結(jié)

31、合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本變電站35kV 主接線考慮以下3 種方案。 3.3.1.1 方案一：?jiǎn)文妇€接線 圖3.1 單母線接線 如圖3.1，采用單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的供電。 3.3.1.2 方案二：?jiǎn)文妇€分段接線 圖3.2 單母線分段接線，單母線分段接線就是將一段母線用斷路器分為兩段，它的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，投資省，操作方便。單母線分段接線可以減

32、少母線故障的影響范圍，提高供電的可靠性。當(dāng)一段母線有故障時(shí)，分段斷路器在繼電保護(hù)的配合下自動(dòng)跳閘，切除故障，從而使非故障母線能夠保持正常供電。缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 3.3.1.3 方案三：外橋接線 圖3.3 外橋接線外橋接線適用于線路較短和變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換的情況。其特點(diǎn)是當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行中需要切除時(shí)，只要斷開(kāi)本回路的斷路器即可，不影響另一回路的工作。當(dāng)線路故障時(shí)，例如引出線1U 故障，斷路器1DL 和3DL 都將斷開(kāi)，因而變壓器1TM 也被切除。為了恢復(fù)變壓器1TM 的正常運(yùn)行，必須在斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)1G 后，再接通斷路

33、器1DL 和3DL。3.3.1.4 三種35kV母線接線方式分析以上3 個(gè)方案，所需35kV 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量如表2-1所示。表2-1 35kV 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量表方案比較單母線接線單母線分段接線外橋接線斷路器臺(tái)數(shù)453隔離開(kāi)關(guān)總數(shù)686 上述三種方案從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，由于三種方案所選變壓器型號(hào)和容量相同，占地面積基本相同，所以只比較設(shè)備，方案二所用設(shè)備最多，造價(jià)最高，故最不經(jīng)濟(jì)；方案3 所用設(shè)備最少，造價(jià)最低，故最經(jīng)濟(jì)；方案一介于方案二和方案三之間較經(jīng)濟(jì)。 從可靠性來(lái)看，方案一中，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，不能滿足工廠負(fù)荷用電的要求。方案二中，當(dāng)

34、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負(fù)荷停電，可以滿足生產(chǎn)負(fù)荷的要求，可靠性高。方案三中，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，需動(dòng)作與之相連的兩臺(tái)斷路器，從而影響一臺(tái)未發(fā)生故障的變壓器運(yùn)行。因此方案一、方案三可靠性均不如方案二。 從改變運(yùn)行方式的靈活性來(lái)看：方案一 因接線簡(jiǎn)單，所以投切變壓器，倒閘操作最簡(jiǎn)便。通過(guò)以上比較，可以發(fā)現(xiàn)方案一 以設(shè)備少，較經(jīng)濟(jì)，倒閘操作簡(jiǎn)便為主要優(yōu)點(diǎn)；方案二 以供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)；方案三 以投資少，經(jīng)濟(jì)性好為主要優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合原始資料，綜合考慮，本設(shè)計(jì)35kV母線接線選擇方案一：?jiǎn)文妇€接線，接線簡(jiǎn)單，投切變壓器，倒閘操作最簡(jiǎn)便。3.3.2

35、 變電站10kV 側(cè)接線型式的確定 由于該變電所10kV 母線側(cè)的饋線多，為此在保證供電可靠性的情況下，可考慮以下兩種種接線方式。3.3.2.1 10kV 側(cè)雙母線接線方式雙母線接線方式如圖3.4 所示。該接線方式具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但這種接線所用設(shè)備多（特別是隔離開(kāi)關(guān)）、配電裝置復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)性較差。在運(yùn)行中隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，且對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不便。尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí)，須短時(shí)切除較多電源和線路，這對(duì)大部分負(fù)荷是不允許的。圖3.4 10kV 側(cè)雙母線接線方式3.3.2.2 10kV側(cè)單母線分段接線方式對(duì)于直接影響電能產(chǎn)品質(zhì)量和用戶安全的重要負(fù)載采用雙

36、回路送電，分別接在10kV 的段和段，車(chē)間變?cè)O(shè)聯(lián)絡(luò)柜，從而保證不中斷供電。這樣在母線故障或檢修時(shí)，不致對(duì)所有出線全部停電。用斷路器把母線分段后，重要負(fù)荷可從不同母線分段引出雙回路供電，可提高供電的可靠性和靈活性。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，保證重要負(fù)荷不停電。單母線分段接線方式如圖3.5 所示。圖3.5 10kV 側(cè)單母線分段接線方式母線分段后，當(dāng)分段斷路器DL 接通運(yùn)行時(shí)，任一段母線發(fā)生短路故障時(shí)，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器DL 和接在故障段上的電源回路斷路器便自動(dòng)斷開(kāi)。這時(shí)非故障段母線可以繼續(xù)運(yùn)行，縮小了母線故障的停電范圍。當(dāng)分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)

37、行時(shí)，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外，還裝有備用電源自動(dòng)投入裝置。采用分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行方式，有利于限制短路電流。 綜合分析，對(duì)重要的負(fù)荷出線，在滿足可靠性和靈活性的前提下，采用單母線分段接線方式比雙母線接線經(jīng)濟(jì)，故本變電站10kV 側(cè)出線采用單母線分段接線的方式。正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器處于斷開(kāi)位置，即兩臺(tái)變壓器各帶一段母線。所以，本設(shè)計(jì)10kV側(cè)選單母線分段接線方式。3.3.3 最終方案的確定通過(guò)本小節(jié)對(duì)主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定方案：35kV母線接線選單母線接線，10kV側(cè)選單母線分段接線為設(shè)計(jì)最終方案,如圖3.6所示。35kV側(cè)采用的單母線接線，接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。10kV采用單母線分段連線，對(duì)重要用戶可從不