1、1 一 原始資料1.1 本變電站的電源進(jìn)線： 兩路獨(dú)立的 110kv電源進(jìn)線， 最大運(yùn)行方式時(shí)的綜合電抗（標(biāo)幺值）分別為：進(jìn)線一： x1=3 （sb=50mva ） ; 進(jìn)線二： x2=3（sb=50mva ）。1.2 本變電站的負(fù)荷資料(35kv 側(cè)負(fù)荷如表 2.1表 2.1 35kv側(cè)負(fù)荷表序號(hào)用戶名稱用戶類別最大負(fù)荷（ mw ）1鋼鐵廠一類6.02城區(qū)變二或三類16.8預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期新增負(fù)荷 6mw 。其中： 35kv及 10kv負(fù)荷功率因數(shù)均取為cos=0.85有功功率同時(shí)系數(shù)： 35kv側(cè)取為 0.9 ，10kv側(cè)取為 0.85無功功率同時(shí)系數(shù)：對(duì)于變電站總計(jì)算負(fù)荷，的取值一般為0.951

2、，本次設(shè)計(jì)中取值為1 站用電負(fù)荷為 50kw ，cos=0.88 (10kv 側(cè)負(fù)荷如表 2.2 表 2.2 10kv 側(cè)負(fù)荷表序 號(hào)用戶名稱用戶類別最大負(fù)荷（ mw ）備注1鐵路用電一類0.98已有備用電源2醫(yī)院一類0.53已有備用電源3工業(yè)區(qū)二類2.204鋁廠二類1.055連城變?nèi)?.706電鍍廠三類1.40預(yù)計(jì)遠(yuǎn)期新增負(fù)荷 5mw 。2 二 電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠、 變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分， 也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電站本身運(yùn)行的可靠性、 靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)， 并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、 配電裝置布置、 繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響

3、。 因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。2.1 主接線的設(shè)計(jì)原則1）變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用2） 負(fù)荷大小和重要性對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后， 能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后， 能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。3） 系統(tǒng)備用容量大小裝有 2 臺(tái)（組）及以上主變壓器的變電站，其中一臺(tái)（組）事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站70%的全部負(fù)荷，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。

4、2.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求電氣主接線一般應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。(一) 可靠性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。3 1) 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題運(yùn)行實(shí)踐，至于可靠性的定量分析由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計(jì)算方法尚不完善，計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確， 因而目前僅作為參考。 主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。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。要考慮所設(shè)計(jì)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。(二) 靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。（1） 調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)

5、電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、 檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（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。（3） 擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。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、 變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。(三) 經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。1、 投資省（1） 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。（2） 要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，

6、以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。4 （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。（4） 如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kv及以下終端或分支變電站可采用簡(jiǎn)易電器。2、 占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。3、 電能損失少經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變壓器）、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，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、變電站接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一2.3 單母段分段接線圖 2.1 單母線分段接線（1） 優(yōu)點(diǎn)：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)問題，

7、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。5 （2） 缺點(diǎn)：1) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。2) 當(dāng)出線為雙回路是，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。2.4 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。 由于母線繼電保護(hù)的要求， 一般某一回路固定與某一組母線連接，以固定連接的方式運(yùn)行。圖 2.2 雙母線接線（1） 優(yōu)點(diǎn)：1) 供電可靠。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面不致

8、使供電中斷； 一組母線故障后， 能迅速恢復(fù)供電； 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。2) 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3) 擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和6 負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。 當(dāng)有雙回架空線路時(shí)， 可以順序布置，以致連接不同的母線段時(shí)，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。4) 便于試驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。（2） 缺點(diǎn)：1) 增加一組母線使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(shí)，隔離

9、開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。2.5 本變電站電氣主接線設(shè)計(jì)2.3.1 110 kv電壓側(cè)接線本變電站 110 kv線路有 4回，根據(jù)上述所介紹各種接線方式的適用范圍，可選用雙母線接線或單母線分段接線兩種方案。如圖2.3 所示。圖 2.3 方案一：雙母線接線方案二 ：?jiǎn)文妇€分段接線方案一：供電可靠，運(yùn)行方式靈活，但是倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作，占地面積大，設(shè)備多，投資大。方案二：簡(jiǎn)單清晰，操作方便，不易誤操作，設(shè)備少，投資少，占地面積小，但是運(yùn)行可靠性和靈活性比方案一稍差。本變電站為地區(qū)性變電站， 電網(wǎng)特點(diǎn)是保7 證滿足該鎮(zhèn)工業(yè)園

10、區(qū)新增負(fù)荷的需求，加上小水電， 基本不需要外系統(tǒng)支援， 電源只要集中在35kv 側(cè)，110kv 側(cè)是為提高經(jīng)濟(jì)效益及系統(tǒng)穩(wěn)定性與大電網(wǎng)的聯(lián)系， 采用方案二能夠滿足本變電站110kv側(cè)對(duì)供電可靠性的要求， 故選用投資小、節(jié)省占地面積的方案二單母線分段接線。2.8 35kv 電壓側(cè)接線本變電站 35kv 線路有 4 回以上，根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特點(diǎn)，本變電站電源主要集中在 35kv 側(cè)，不允許停電檢修斷路器，可設(shè)置旁路設(shè)施。故可選擇雙母線接線。2.3.3 10kv電壓側(cè)接線610kv 配電裝置出線回路數(shù)為6 回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。線路為12 回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。方案一 單母線分段

11、帶旁路接線方案二 雙母線接線本變電站 10kv側(cè)線路為 8 回。方案二一般用于出線較多， 輸送和穿越功率較大，供電可靠性和靈活性要求較高的場(chǎng)合，設(shè)備多，投資和占地面積大，配電裝置復(fù)雜，易誤操作。方案一簡(jiǎn)單清晰，調(diào)度靈活，不會(huì)造成全站停電，能保證對(duì)重要用戶的供電， 設(shè)備少，投資和占地小。為了防止因電源斷開而引起的停電，8 可在分段斷路器上裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置，在任一分段的電源斷開時(shí)， 將分段斷路器自動(dòng)接通。 經(jīng)過綜合比較， 方案一經(jīng)濟(jì)性好， 且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性，所以選用方案一單母線分段帶旁路接線。3 主變壓器3.1 臺(tái)數(shù)和容量根據(jù)上述介紹，并考慮到本變電站為重要中間變電站，與系統(tǒng)

12、聯(lián)系緊密，故110kv變電站規(guī)模宜為 2 臺(tái)變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。本變電站的主變壓器容量按建成后6 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇， 同時(shí)考慮將來一臺(tái)主變檢修或故障退出運(yùn)行時(shí)，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證全部負(fù)荷的70%80% 。s 總60mva，所以兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)30mva。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)80%為48mva。故選兩臺(tái) 50mva的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。組采用 連接。故選用 sfsz9-50000/110 油浸式變壓器，其參數(shù)如表3.2 所示：3.2 短路電流計(jì)算計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接

13、線方式. （2） 短路的動(dòng)穩(wěn)定條件電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。 滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為效值（ ka） 。 下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：1) 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。2) 采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。9 （3） 短路電流計(jì)算條件使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定：1) 容量和接線。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后510 年） ；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但

14、不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式（如切換點(diǎn)廠用變壓器時(shí)的并列）。2) 短路種類。一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。3) 計(jì)算短路點(diǎn)。在計(jì)算電路圖中，同點(diǎn)位的各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同。在校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時(shí)，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。4 高壓電氣設(shè)備選擇本變電站高壓斷路器選擇如下（1） 110kv 線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇lw38-126型自能式戶外sf6斷路器（2） 35 kv 線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇zw7-40.5 戶外真空斷路器。（3） 10kv 線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇zn65-12 /t63 戶內(nèi)高壓真空斷路器。5 總結(jié)經(jīng)過近兩周的時(shí)間，火