1、 华北水利水电学院毕业设计 第 1 章 主接线的设计1.1 主接线的设计依据1.1.1 变电所在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压 330500KV；地区重要变电所，电压为 220330KV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为 110KV，但也有 220KV。1.1.2 变电所的分期和最终建设规模变电所根据 510 年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台（组）主变压器；当技术比较合理时，330500KV 枢纽变电所也可装设 34 台（组）主变压器；终端或分支变电
2、所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器。1.1.3 负荷大小和重要性对一级负荷必须有两个独立的电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷一般要求有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。对于三级负荷一般只需一个电源供电。1.1.4 系统备用容量的大小装有 2 台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该所 70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。1.1.5 系统专业对电气主接线提供的具体资料出线电压等级、回路数、出线方向、每回路
3、输送容量和导线面积等；主变压器的台数、容量和型式等；调相机、静止补偿装置、并联电抗器、串联电容补偿装置等型式、数量、容量和运行方式的要求；系统的短路容量或归算的电华北水利水电学院毕业设计 抗值；变压器中性点接地方式及接地点的选择；系统内过电压数值及限制内过电压措施；为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求；初期及最终变电所与系统的连接方式（包括系统单线接线和地理接线）及推荐的初期和最终主接线方案。1.2 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。1.2.1 可靠性主接线可靠性具体要求：断路器检修时不宜影响对系统的供电；断路器或母线检修时，尽量
4、减少停运的回路数和停运时间,并要保证一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。1.2.2 灵活性主接线灵活性应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1.2.3 经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理，投资省；占地面积小电能损失少。1.3 主接线方案比较与确定1.3.1 110KV 侧主接 线设计方案一：双母线接线 如图 1.3.1(a)图 1.3.1(a)华北水利水电学院毕业设计 方案二：单母线分段 如图 1.3.1(b)图 1.3.1(b)表 1.3.1 110KV 侧主接线方案比较表方案一 方案二技术 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验
5、 易误操作 检修任一回路的断路器，该回路仍停电 当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大 分段后提高了供电的可靠性和灵活性 对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，分由两个电源供电 一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电 某段母线故障或检修仍有停电问题 某回路的断路器检修，方 案项 目华北水利水电学院毕业设计 该回路停电 扩建时，需向两端均衡扩建经济 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大增加了分段设备的投资和占地面积结论 综合考虑采用方案一双母线接线1.3.2 35KV 侧主接线设计方案一：分段的单母线接线 如图 1.3.2(a) 图 1.3.2(a)方案二：不
6、分段的单母线接线 如图 1.3.2(b)1.3.2(b)华北水利水电学院毕业设计 表 1.3.2 35KV 侧主接线方案比较表方案一 方案二技术 检修一段母线仅造成本段母线局部停电。 一段母线短路，仅造成该段母线停电 接线简单， 操作方便 扩建方便 可靠性差 调度不方便经济 增加了分段设备的投资和占地面积占地少设备少结论 综合考虑采用方案一分段的单母线接线1.3.3 10KV 侧主接线设计方案一：分段的单母线接线 如图 1.3.3（a）图 1.3.3（a）方案项目华北水利水电学院毕业设计 方案二：不分段的单母线接线 如图 1.3.3（b）图 1.3.3(b)表 1.3.3 10KV 侧主接线方
7、案比较表方案一 方案二技术 检修一段母线仅造成本段母线局部停电。 一段母线短路，仅造成该段母线停电 接线简单， 操作方便 扩建方便 可靠性差 调度不方便经济 增加了分段设备的投资和占地面积占地少设备少结论 综合考虑采用方案一分段的单母线接线方案项目华北水利水电学院毕业设计 章 2 章 主变的选择2.1 变电所主变压器容量和台数的选择2.1.1 主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 10-20 年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到
8、当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，按照当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70-80选择。即Sn=(0.6-0.7) Smax/(n-1) (MVA) 式中 n变电所变压器台数 MVAS285.7.6353.9.0/)12(10 VAS694.7).8. 1035max（Sn 8.26)/(7ax因此，本次变电所主变压器容量确定为 SFSZ7-31500/110。2.1.2 主变压器台数的确定为了为保证供电可靠性，变电所一般装设 2 台主变压器；枢纽变电所装设 24 台；地区性孤立的一次变电所或大
9、型工业专用变电所，可装设 3 台。因此，本次变电所主变压器台数确定为 2 台。2.2 主变压器型式的选择2.2.1 相数的确定华北水利水电学院毕业设计 在 330KV 及以下的发电厂和变电所中，一般选用三相式变压器。因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便。因此，本变电所主变压器相数确定为三相。2.2.2 绕组数的确定在有三种电压的变电所中，如变压器各侧绕组的通过哦容量均达到变压器额定容量的 15%及以上，或低压侧虽无负荷，但需在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。当变压器需要与 110KV 及以上的两个中性点直接接地系统相连接时，可
10、优先选用自耦变压器。因此，本变电所主变压器相数确定为三绕组。2.2.3 绕组接线组别的确定变压器的绕组连接方式必须使得其线电压与系统线电压电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形“Y”和三角形“D”两种。我国电力变压器的三绕组所采用的连接方式为：110KV 及以上电压侧均为“YN” ，即有中性点引出并直接接地；35KV 作为高、中压侧时都可能采用“Y” ，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”或“D” ；35KV 以下电压侧（不含 0.4KV 及以下）一般为“D”,也有“Y”方式。因此，本变电所主变压器绕组接线组别确定为 YN,yn0,d11。2
11、.2.4 结构型式的选择应根据功率的传输方向来选择其结构型式。变电所的三绕组变压器，如果以高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用“升压型” 。因此，本变电所主变压器结构型式确定为降压型。2.2.5 调压方式的确定变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有 10%（2*2.5%） ，且分接头必须在停电的情况下才能调节；有载调压变压器的分接头较多，调压范华北水利水电学院毕业设计 围可达 30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵。对于 1
12、10KV 及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压方式。因此，本变电所主变压器调压方式确定为有载调压。2.2.6 冷却方式的选择电力变压器的冷却方式，随其型式和容量不同而异。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却变压器。因此，本变电所主变压器冷却方式确定为强迫油循环风冷却。2.3 主变的最终确定查设备手册，选择 SFSZ7-31500/110 型变压器表 2.3 SFSZ7-31500/110 型变压器参数表额定电压（KV） 阻抗电压（%）型号高压 中压 低压空载电流（%） 高中 高低 中低SFSZ7-31500/110 110 35 10 1.3
13、 10.5 18 6.5华北水利水电学院毕业设计 章 3 章 短路电流计算3.1 短路电流计算的主要目的（1）电气主接线的比较与选择；（2）选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求；（3）为继电保护的设计以及调试提供依据；（4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；（5）分析计算送电线路对通讯设施的影响。3.2 短路电流计算一般规定3.2.1 计算的基本情况（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。（2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） 。（3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（4）所有电源和电动势相位角相同。（5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时予以考虑。3.2.2 接线方式计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式） ，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3.2.3 计算容量应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成后 510 年。3.2.4 短路种类
