论文 10kv变电所设计

原始资料（1）待设计的变电站为一发电厂升压站（2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组发电机型号：QFSN-200-2 U e=15750VCos =0.85 X g=14.13%P e=200MW（3）220KV，出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA，T max=200MW （4）当地最高温度41.7℃，最热月平均最高温度32.5℃，最低温度-18.6℃，最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3℃。

（5）厂用电率为8%，厂用电电压为6KV，发电机出口电压为15.75KV。

（6）本变电站地处8度地震区。

（7）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为0.054。

（8）设计电厂为一中型电厂，其容量为2×200 MW=400 MW，最大机组容量200 MW，向系统送电。

（9）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。

说明书主变压器的选择对于200MW及以上的的发电机组，一般与双绕组变压器组成单元接线，主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用。

对于中、小型发电厂应按下列原则选择：（1）为节约投资及简化布置，主变压器应选用三相式。

（2）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。

在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求；在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上的最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。

发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：（1）按发电机的额定容量和扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。

（2）相数的选择：主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。

当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器。

（3）绕组数量和连接方式的选择对于200MW及以上的机组，其升压变压器一般不采用三绕组变压器。

因为在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，供电可靠性很高，而大电流的隔离开关发热问题比较突出，特别是设置在封闭母线中的隔离开关问题更过多；同时发电机回路断路器的价格极为昂贵，故在封闭母线回路里一般不设置断路器和隔离开关，以提高供电的可靠性和经济性。

此外，三绕组变压器的中压侧，由于制造上的原因一般不希望出现分接头，往往只制造死接头，从而对高、中压侧调压及负荷分配不利。

这样采用三绕组变压器就不如用双绕组变压器加联络变压器灵活方便。

（4）主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却，强迫导向油循环冷却。

在发电厂水源充足的情况下，为了压缩占地面积，大容量变压器也可采用强迫油循环水冷却。

强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本身尺寸。

根据以上条件，所选变压器型号为：SSP-26000电气主接线选择发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。

它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。

它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

设计原则1．合理的确定发电机的运行方式确定运行方式总的原则是安全、经济地发、供电。

承担基荷的发电机，要求设备利用率高，年利用小时数在5000h以上；承担腰荷的发电机、设备利用小时数为3000~5000h；承担峰荷的发电机，设备利用小时数在3000h 以下。

对具体的发电厂来说，200MW及以上的大型汽轮发电机热效率高，供热式发电机按热负荷曲线工作。

2．接线方式大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中心较远，电能需要用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，如发电机-变压器单元接线，或发电机-变压器-线路单元接线，直接接入高压或超高压系统。

中型发电厂（总容量200~1000MW、单机50~200MW）和小型发电厂（总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有6~10KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。

发电机电压超过10KV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。

全厂电压等级不宜超过三级（即发电机电压为1级，设置升高电压1~2级）。

采用扩大单元接线时，组合容量一般不超过系统容量的8~10%。

对于6~220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。

应视电压等级和出线回数，酌情选用。

单母线接线：优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）故障或检修，均需使整个配电装置停电。

单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电。

适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器单母线分段接线：优点：1 用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电2 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电缺点：1 当一段母线或母线隔离开关故障时或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电2 当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。

3 扩建时需向两个方向均衡扩建适用范围：1 6~10KV 配电装置出线回路数为6回及以上2 35~63KV 配电装置出线回路数为4~8回3 110~220KV 配电装置出线回路为3~4回双母线接线优点：1 供电可靠。

通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

2 调度灵活。

各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

3 扩建方便。

像双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和符合均匀分配，不会引起原有回路的停电。

当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母分段那样导致出线交叉跨越。

4 便于试验。

当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。

缺点：1 增加一组母线，每回路就需要增加一组母线隔离开关。

2 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作。

为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。

适用范围：（1）6~10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时（2）35~63KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时（3）110~220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110~220KV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上。

双母线分段接线：分段原则：1 当进出线回路数为10~14回时，在一组母线上用断路器分段2 当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段3 在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器4 为了限制220KV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段单断路器双母线接线的主要缺点：1 在倒换母线操作过程中，须使用隔离开关按等电位原则进行切换操作，因此，在事故情况下，当操作人员情绪紧张时，很容易造成误操作。

2 工作母线发生故障时，必须倒换母线，此时，整个配电装置要短时停电3 这种接线使用的母线隔离开关数目较多，使整个配电装置结构复杂，占地面积和投资费用也相应增大为克服上述缺点，采取如下补救措施：1 为了避免在倒闸操作过程中隔离开关误操作，要求隔离开关和对应的断路器间装设闭锁装置，（机械闭锁或电气闭锁），同时要求运行人员必须严格执行操作规程，以防止带负荷开、合隔离开关，避免事故的发生。

2 为了避免工作母线故障时造成整个装置全部停电，可采用两组母线同时投入工作的运行方式。

3 为了避免在检修线路断路器时造成该回路短时停电，可采用双母线带旁路母线的接线。

采用上述措施后，单断路器双母线接线具有较高的的供电可靠性和运行灵活性。

双断路器双母线接线：优点：任何一组运行母线或断路器发生故障或进行检修时，都不会造成装置停电，各回路均用断路器进行操作，隔离开关仅作检修时隔离电压之用。

因此，这种接线工作是非常可靠与灵活，检修也很方便。

缺点：这种接线要用较多的断路器和隔离开关，设备投资和配电装置的占地面积也都相应增加，维修工作量也较大。

一台半断路器双母线接线：优点：这种接线具有环形接线和双母线接线的优点，供电可靠性高，运行灵活，操作、检修方便，当一组母线停电检修时，不需要切换回路，任意一台断路器检修时，各回路仍按原接线方式进行，也不需要切换；隔离开关不做操作电器使用，只在检修电气设备时作为隔离电源用。

缺点：所配用的断路器数目较单断路器双母线要多，维修工作量增大，设备投资及变电所的占地面积相应增大。

其次。

这种接线继电保护也较其他接线复杂，且接线本身的特点要求电源数和出线数最好相等。

当出线数目较多时，不可避免会出现引出线路方向不同，将造成设备布置上的困难。

选择一台半断路器双母线接线与单断路器双母线接线进行详细比较选择：单断路器双母线接线短路电流计算一、短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。

其计算的目的主要有以下几个方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。

（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。

（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。

（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。

（5）接地装置的设计，也需用短路电流。

二、短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。

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）所有电源的电动势相位角相同；（5）应考虑对短路电流值有影响的所有的元件，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安全电流有效值时才予以考虑。