kV變電站一次部分設(shè)計論文上

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對能源的需求量也越來越大，然而能源的不足與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國家急需電力事業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。電能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(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。對其進(jìn)行設(shè)計勢在必行，合理的變電所不僅能充分地滿足當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，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)，同時通過變電所將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，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關(guān)電器、載流導(dǎo)體輔助設(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)備包含測量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動控制裝置、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)，電壓等級一般為330kV及以上，聯(lián)系多個電源，出現(xiàn)回路多，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，電壓等級一般為330～220kV，匯集2～3個電源和若干線路。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)變電所是一個地區(qū)和一個中、小城市的主要變電所，電壓等級一般為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35～220kV，1～2回進(jìn)線。本次設(shè)計根據(jù)一般變電所設(shè)計的步驟進(jìn)行設(shè)計，包括負(fù)荷統(tǒng)計，變電站主變臺數(shù)、容量和類型的選擇，主接線選擇，短路電流計算，設(shè)備選擇和校驗，總平面布置，無功補(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)計其中每個步驟，所以能滿足一般變電所的需求。根據(jù)我國變電所目前現(xiàn)有電氣設(shè)備狀況以及今后發(fā)展趨勢，應(yīng)選用新型號、低損耗、低噪聲的電力變壓器及性能好、時間長、免維護(hù)的SF6斷路器及高壓開關(guān)柜。為此新的設(shè)備選擇也在設(shè)計中得以體現(xiàn)。由于時間倉促和自身知識的局限，導(dǎo)致在設(shè)計中難免有遺漏和錯誤之處，望讀者予以批評指正。目錄TOC\o"1-3"\h\u前言1目錄 I摘要 IVABSTRACT V第一部分設(shè)計說明書第1章概述 11.1設(shè)計依據(jù)及原則 11.2系統(tǒng)概況 11.3設(shè)計規(guī)模 11.4環(huán)境條件 1第2章主變壓器的選擇 2 22.2主變?nèi)萘亢团_數(shù)的確定 2第3章電氣主接線的設(shè)計 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章短路電流計算 12第5章電器設(shè)備的選擇 13第6章無功補(bǔ)償 146.1無功補(bǔ)償概述 146.2無功補(bǔ)償?shù)挠嬎?146.3無功補(bǔ)償裝置 146.4并聯(lián)電容器裝置的分組 15 15 156.5并聯(lián)電容器裝置的接線 15第7章總平面布置設(shè)計及配電裝置的選擇 177.1總平面布置設(shè)計概述 177.2總平面布置設(shè)計 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 187.2.4變電站的豎向布置設(shè)計 197.3配電裝置概述 20 207.3.2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 228.1變電所防雷設(shè)計 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 248.2.1接地設(shè)計的原則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算 268.3變電所侵入波的保護(hù) 28第二部分設(shè)計計算書第1章負(fù)荷計算和主變壓器的選擇 29 29 29 291.4主變壓器的選擇 30第2章變電站電氣部分短路計算 32 322.1.1短路的原因 322.1.2短路的危害 322.1.3短路的類型 32 33第3章導(dǎo)線和電氣設(shè)備選擇與效驗 373.1導(dǎo)體的選擇與校驗 383.1.135kV側(cè)母線截面積的選擇及校驗 393.1.210kV側(cè)母線截面積的選擇及校驗 403.1.310kV側(cè)出線截面積的選擇及校驗 41 423.2.135kV側(cè)斷路器的選擇及校驗 433.2.210kV側(cè)斷路器的選擇及校驗 433.3電壓互感器的選擇及校驗 44 44 46 463.4電流互感器的選擇及效驗 463.4.135kV側(cè)電流互感器的選擇及效驗 473.4.210kV側(cè)電流互感器的選擇及效驗 473.5絕緣子和穿墻套管的選擇及校驗 483.5.135kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗 483.5.210kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗 49 50 513.6.1所用變壓器的選擇 513.6.2保護(hù)熔斷器的選擇 52 52 543.7.2斷路器、隔離開關(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)的主要能源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，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)計和配置。一個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)計了一個35kV降壓變電站,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，無功補(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)計和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞:35kV變電站，電氣設(shè)計，短路計算ABSTRACTEnergymodernindustrialproductionisthemajorenergyandpower.Withthedevelopmentofmoderncivilizationandprogress,socialproductionandlifetothequalityofpowersupplyandmanagementoftheincreasinglyhighdemands.Theelectricpowerprofessionistheprimaryindustryofnationaleconomy,itsdevelopmentrelatestonationaleconomicconstructiondirectlyoftheriseandfallsuccessorfailure,itprovidesthemotiveofessentialtohaveforthemodernindustry,agriculture,sciencetechniqueandnationaldefense.Alongwiththecontinuousdevelopmentofelectricindustry,peoplerequireincreasinglydemandofpowersupply,especiallythestability,reliabilityandcontinuityofit.Whilethestability,reliabilityandcontinuityofpowergridisdeterminedbytherationaldesignandconfigurationofsubstation.Atypicalsubstationneedsthereliableandflexibleoperation,theeconomicrationalityandfreeexpansionoftheequipments.Thepaperdesignsatransformersubstationof35kVwhichhastowlevelofvoltage,oneis35kV,andtheotheris10kV.Atthesametime,choosetherationalselectionastothemainequipmentsinsubstation.Thisdesignchoosestwomaintransformers.AstootherequipmentssuchasCircuitBreaker,Isolatingswitch,CurrentTransformer,VoltageTransformer,Reactivepowercompensationdevice,ProtectionAgainstLightningandsoonaretobeselected,designed,andconfiguredinaccordancewithspecificrequirements.Inordertomakeitreliabletooperate,easyandsimpletomanipulate,economical,withthepossibilityofexpansionandflexibilityofchangingitsoperation.Astomakeitmoreactualandpracticalsignificant.KEYWORDS：35kVsubstation，Electricaldesign，Shortcircuitcalculation第一部分設(shè)計說明書第1章概述1.1設(shè)計依據(jù)及原則根據(jù)《35-110kV變電所設(shè)計規(guī)范》（GB50059-1992）、《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T5352-2006）》以及給定的《畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書》，并依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計，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，地勢平坦，交通方便。35kV2回進(jìn)線作為本所電源，2回線來自系統(tǒng)，10kV3回出線供五堡、龍興、魚咀。該變電所為樞紐變電所。1.3設(shè)計規(guī)模本次設(shè)計主要為滿足農(nóng)村生產(chǎn)生活，其用電負(fù)荷統(tǒng)計表如表1-1。表1-1負(fù)荷統(tǒng)計表回路回路用戶類型容量需用變壓器線長供電負(fù)荷序號名稱（kVA）系數(shù)臺數(shù)（km）回路級別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)境條件當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?1℃；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和負(fù)荷情況，選擇雙繞組變壓器。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_數(shù)的確定相關(guān)的設(shè)計規(guī)范規(guī)定：選擇的變壓器容量Se需要滿足下列兩個條件：=1\*GB3①;②。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。通過計算（詳見計算書），最后選擇變壓器的容量Se=8000kVA。考慮到今后的發(fā)展，故選擇2臺主變壓器。綜上所述：該變電所選擇2臺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)計手冊，可選擇SZ9—8000/35型有載調(diào)壓變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-1。表2-1SZ9—8000/35技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓高壓分接頭范圍聯(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3.1主接線概述電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，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)備圖形符號和文字符號并按工作順序排列，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、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動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)：①可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電。②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，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，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。3.1.1.2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；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站6～10KV接線中。但是，由于這種接線對重要負(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，一般不予采用。3.1.1.3單母線分段帶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。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實現(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6～10KV配電裝置；35～60KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；110～220KV出線數(shù)為5回及以上時。3.1.2.2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切換到備用母線上，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時停電，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，同時在220～550KV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。3.1.2.3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。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。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、二級負(fù)荷的工廠。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會較多、并且變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變壓器,其特點(diǎn)為:設(shè)備簡單,投資省.運(yùn)行靈活,檢修時操作稍顯復(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、二級負(fù)荷的工廠。但是與上述內(nèi)橋式接線適用的場合有所不同。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)橋來講檢修操作方便,當(dāng)主變斷路器外側(cè)短路時,影響整個系統(tǒng)供電可靠性。3.2主接線設(shè)計原則電氣主接線是變電站由高壓電氣設(shè)備通過連線組成的接收和分配電能的電路。電氣主接線根據(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，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)量是對主接線最基本的要求。在設(shè)計時，除對主接線形式予以定性評價外，對于比較重要的變電站需要進(jìn)行定量分析和計算，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)計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(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，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、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)荷增長速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。(5)考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將會產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性的要求低。(6)考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(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)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。綜上說述，電氣主接線設(shè)計的要以設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，以國家經(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)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(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，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、實用、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)計技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，對電氣主接線圖的設(shè)計必須滿足以下基本要求：①保證供電可靠性和電能質(zhì)量的基本要求；②應(yīng)力求接線簡單，運(yùn)行靈活和操作方便；③保證運(yùn)行、維護(hù)和檢修的安全和方便；④應(yīng)盡量降低投資，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用；⑤滿足擴(kuò)建的要求，實現(xiàn)分期過渡；⑥設(shè)備先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)合設(shè)計任務(wù)書的要求，本變電站35kV主接線考慮以下3種方案。3.3.1.1方案一：單母線接線圖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（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。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)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。3.3.1.2方案二：單母線分段接線圖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)是接線簡單，投資省，操作方便。單母線分段接線可以減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，分段斷路器在繼電保護(hù)的配合下自動跳閘，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關(guān)故障或檢修時，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，只要斷開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，例如引出線1U故障，斷路器1DL和3DL都將斷開，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，必須在斷開隔離開關(guān)1G后，再接通斷路器1DL和3DL。3.3.1.4三種35kV母線接線方式分析以上3個方案，所需35kV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量如表2-1所示。表2-135kV斷路器和隔離開關(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數(shù)453隔離開關(guān)總數(shù)686上述三種方案從經(jīng)濟(jì)性來看，由于三種方案所選變壓器型號和容量相同，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，造價最高，故最不經(jīng)濟(jì)；方案3所用設(shè)備最少，造價最低，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)。從可靠性來看，方案一中，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，不能滿足工廠負(fù)荷用電的要求。方案二中，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，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，需動作與之相連的兩臺斷路器，從而影響一臺未發(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)行方式的靈活性來看：方案一因接線簡單，所以投切變壓器，倒閘操作最簡便。通過以上比較，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35kV母線接線選擇方案一：單母線接線，接線簡單，投切變壓器，倒閘操作最簡便。3.3.2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。3.3.2.110kV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（特別是隔離開關(guān)）、配電裝置復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)性較差。在運(yùn)行中隔離開關(guān)作為操作電器，容易發(fā)生誤操作，且對實現(xiàn)自動化不便。尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時，須短時切除較多電源和線路，這對大部分負(fù)荷是不允許的。圖3.410kV側(cè)雙母線接線方式3.3.2.210kV側(cè)單母線分段接線方式對于直接影響電能產(chǎn)品質(zhì)量和用戶安全的重要負(fù)載采用雙回路送電，分別接在10kV的Ⅰ段和Ⅱ段，車間變設(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，不致對所有出線全部停電。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3.510kV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，任一段母線發(fā)生短路故障時，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斷開。這時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)分段斷路器斷開運(yùn)行時，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投入裝置。采用分段斷路器斷開運(yùn)行方式，有利于限制短路電流。綜合分析，對重要的負(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，分段斷路器處于斷開位置，即兩臺變壓器各帶一段母線。所以，本設(shè)計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本小節(jié)對主接線可靠性，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)計最終方案,如圖3.6所示。35kV側(cè)采用的單母線接線，接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成