毕业设计(4)

华北水利水电学院毕业设计

设计说明书

1 电气主接线设计

1.1 概述

变电站电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电站的性质，选择出一种与变电站在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电站的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电站内的变压器、各电压等级的线路 、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电站内各种电气设备之间的连接方式。

变电站电气主接线设计是依据变电站的最高电压等级和变电站的性质，选择出一种与变电站在系统中的地位和作用相适应的接线方式。一个变电站的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。

我国《变电所设计技术规程》SDJ2-79规定：变电站的主接线应根据变电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。

1.2 电气主接线的基本要求

（1） 可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求： ① 断路器检修时，不宜影响对系统的供电；

② 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电； ③ 尽量避免变电所全部停运的可靠性。

（2） 灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

① 为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；

② 为了检修的目的,可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；

③ 为了扩建的目的,可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在

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一次和二次设备装置等所需的改造为最小。

（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。

① 投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；

② 占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布 置。 ③ 电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。

1.3 主接线的接线方式选择

根据以上原则结合所给的设计任务书，电气主接线拟定以下两个方案，如图所示； 方案Ⅰ：220KV侧采用单母线带旁路母线，110KV采用单母分段接线，10KV采用单母分段接线。如图1—1所示：

220KVT1T2110KV10KV2

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图1—1 电气主接线方案（1）

方案Ⅱ：220KV侧采用双母接线，110KV采用内桥式，10KV单母分段接线。如图1-2所示：

220kv110kvT1T2图1—2 电气主接线方案（2）

二、主接线方案的确定

表1—1 方案Ⅰ与方案Ⅱ的综合比较 方案 项目 方案Ⅰ 1、主接线简单清晰、设备少 2、采用单母带旁母线接线，出线及主线间隔断路器检修，不需停电，母线检修或故障时，220KV配电装置全停，供电不可靠 3、配置不太合理，两回线路中同时出现故障的概率很小 1、运行方式简单，易于操作 2、各种电压等级均便于扩建 方案Ⅱ 1、主接线复杂、采用设备较多 2、采用双母接线，任一条母线或母线上的设备检修，不需要停掉线路，供电可靠 3、配置合理，两回线路中同时出现故障的概率很小 1、变压器接在不同的母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行方式相对复杂、操作烦琐 2、各种电压等级便于扩建 3

可靠性 灵活性 华北水利水电学院毕业设计

经济设备少、占地面积小，投资相对较小 设备多、占地面积大，投资相对较大 性 按SDJ2—88《220～500KV变电所设计规程》规定，“220KV配电装置出线在4回以上时，宜采用双母线及他接线”。 其由于本工程220KV断路器采用

SF6断路器，其检修周期

长，可靠性高，故不可设旁母线。由于有两回线路，一回线路停运时，仍满足N-1原则，所以，220KV宜采用双母接线。

对110KV侧的接线方式，出线仅为两回，按照规按照规程要求，宜采用桥式接线，以双回线向炼钢厂供电。考虑到主变不会经常投切，和对线路操作和检修的方便性，采用内桥接线。

对10KV侧的接线方式，按照规程要求，采用单母分段接线。 综上比较，最终确定方案Ⅱ为最佳方案。

2 主变压器容量、台数及形式的选择

2.1 概述

主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础材料外，主要取决与输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式等因素，并至少要考虑5～10年规划负荷的发展需要。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此要合理选择变压器的容量和台数。

2.2 主变压器台数的选择

为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电站中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电站的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电站的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。

2.3 主变压器容量的选择

主变容量一般按变电站建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和

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电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。该变电站是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电站的总装容量为：∑se = 2（0.7PM） = 1.4PM。

当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220kV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220kV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：Se = 0.7（SⅡ+SⅢ）。

2.4 主变压器型式的选择 （1） 相数的确定

容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。 （2） 绕组数与结构的确定

在具有三种电压等级的变电站，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。当中性点接地方式允许是则应采用自耦变压器。对深入引进负荷中心，具有直接从高压降为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。

一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。 （3） 绕组接线组别的确定

变压器三绕组的接线组别必须和系统电压相位一致。否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。

在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。 （4） 调压方式

为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接

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