作业七

变电所主变压器及主接线方案的选择变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。

当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。

结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

变电所主变压器容量选择。

每台变压器的容量N T S ⋅应同时满足以下两个条件：1） 任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)N T S S ⋅=⋅2） 任一台变压器单独运行时，应满足：30(111)N T S S ⋅+≥，即满足全部一、二级负荷需求。

代入数据可得：N T S ⋅=（0.6~0.7）×1169.03=（701.42~818.32）kV A ⋅。

又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为20C ），所选变压器的实际容量：(10.08)920N T NT S S KVA ⋅=-⋅=实也满足使用要求，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取N T S ⋅=1000kV A ⋅ 。

考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。

型号：SC3-1000/10 ，其主要技术指标如下表所示： 变压器 型号额定 容量 /kV A ⋅ 额定 电压 /kV联 结 组型 号损耗/kW 空载 电流0I % 短路 阻抗K U %高压低压空载负载SC3-1000/101000 10.5 0.4 Dyn11 2.45 7.45 1.3 6（附：参考尺寸（mm ）：长：1760宽：1025高：1655 重量（kg ）：3410）电气主接线的概念发电厂、变电所的一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传输和分配电能的一次设备的一次设备构成的，通常又称为电气主接线。

主接线代表了发电厂（变电所）电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。

它对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置的配置起着决定性的作用，也将直接影响系统运行的可靠性、灵活性、经济性。

因此，主接线必须综合考虑各方面因素，经技术经济比较后方可确定出正确、合理的设计方案。

电气主接线设计需要考虑的问题在进行变电站电气接线设计时，需要重点考虑以下一些问题：（1）需要考虑变电所在电力系统中的位置，变电所在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。

变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所、还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对其电气主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求了也不同。

（2）要考虑近远期的发展规模，变电所电气主接线的设计，应根据5到10年电力发展规划进行。

根据负荷的大小、分布、增长速度、根据地区网络情况和潮流分布，分析各种可能的运行方式，来确定电气主接线的形式以及连接电源灵数和出线回数。

（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对电气主接线的影响，对一级负荷，必需有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电，且当一个电源失去后，应保证大部分二级负荷供电。

（4）考虑主变台数对电气主接线的影响，变电所主变的台数对电气主接线的选择将产生直接的影响，传输容量不同，对主接线的可靠性，灵敏性的要求也不同。

（5）考虑备用容量的有无和大小对电气主接线的影响，发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。

电气主接线的设计要根据备用容量的有无有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响着电气主接线的形式。

主接线方案的选择电气主接线设计的基本要求电气主接线应满足以下基本要求：a具有一定的灵活性主接线在力求简单、明了、操作方便的同时，也要求有一定的灵活性，以适应系统不同运行方式的要求。

1) 调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。

2) 检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的用电。

3) 扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终接线。

在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最小。

b操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。

复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。

但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。

c可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求。

分析和研究主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑：（1)变电站在电力系统中的地位和作用变电站都是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。

例如：对一个中小型变电站的主接线就毋须要求过高的可靠性，也就没有必要采取太复杂的接线形式；而对于一个大型发电厂或超高压变电站，由于它们在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统稳定运行遭破坏，甚至瓦解，造成巨大损失。

因此，其主接线应采取供电可靠性高的接线形式。

（2)变电站的运行方式及负荷性质电能的特点是：发电、变电、输电和用电同时完成。

而负荷的性质按其重要性又有Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类之分。

因此，根据发电厂的运行方式和负荷的要求，进行具体分析，以满足必要的供电可靠性。

（3）断路器检修时是否会影响对用户的供电。

（4）设备和线路故障或检修时，停电线路的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。

d 经济主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。

一般应当从以下几方面考虑：1)投资小：主接线应简单清晰，以节约开关电器数量，降低投资；要适当采用限制断路电流的措施，以便选用价廉的电器；二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于运行和节约二次设备的投资。

2)占地面积少：主接线要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。

3)电能损耗少：在发电厂或变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。

e 扩建的可能性由于近年来，我国的经济建设高速发展，各地区的电力负荷的需求近年来增加的很快，尤其是江苏省沿江地区，电力需求增长很快。

而本课题要设计的变电站正好处于该地区，因此，在选择主接线时，要充分考虑到具有扩建的可能性，并且预留出合适的扩建空间。

电气主接线的基本形式主接线的总体分类： a 单母线接线母线起汇集和分配电能的作用。

每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连，可分为： 1)接线方法及工作要求，见图1。

⑴主母线的作用 ⑵开关电器的配置 线路有反馈电可能或为架空配电线应装设QS ⑶操作程序“先通后断”原则 合：QF QS QS L B →→； 分：B L QS QS QF →→。

2)特点⑴优点： 简单、经济。

①接线简单（设备少）、清晰、明了； ②布置、安装简单，配电装置建造费用低；③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便，母线故障的几率低；④易扩建和采用成套式配电装置。

⑵缺点：不够灵活可靠。

①主母线、母隔故障或检修，全厂停电； ②任一回路断路器检修，该回路停电。

图1单母线b 双母线接线 1、不分段的双母线1）接线方法及运行方式 见图2。

2)特点：⑴可轮流检修母线而不影响正常供电⑵检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电电源ⅠWB电源ⅡQS BL1L2L3QS L QF L4⑶工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电 ⑷可利用母联断路器代替引出线断路器工作 ⑸便于扩建⑹由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。

图2双母线10kV 侧单母线和双母线接线的比较6～10kV 配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。

而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。

110kV 终端变电站的10 kV 部分一般采用单母线分段，互为备用。

由课题所给条件进行综合分析：对图1和图1所示的方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1图5-3 单母线带旁路母线接线L31QSa电源ⅠWBWBa1QF L1L2电源ⅡQFaL4表1主接线方案比较方案项目方案Ⅰ单母线方案Ⅱ双母线技术①不会造成全所停电②调度灵活③保证对重要用户的供电④任一断路器检修，该回路必须停止工作①供电可靠②调度灵活③扩建方便④便于试验⑤易误操作经济①占地少①设备少①设备多、配电装置复杂②投资和占地面大经过综合比较方案Ⅰ在经济性上比方案Ⅱ好，且调度和灵活性也可以保证供电的可靠性。

所以选用方案Ⅰ。