变电所主变压器台数和容量及主接线专项方案的选择.docx

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变电所主变压器台数和容量及主接线专项方案的选择

三、变电所主变压器及主接线方案选取

3.1变电所主变压器台数选取

变压器台数应依照负荷特点和经济运营进行选取。

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。

结合本厂状况，考虑到二级重要负荷供电安全可靠，故选取两台主变压器。

3.2变电所主变压器容量选取。

每台变压器容量

应同步满足如下两个条件：

1）任一台变压器单独运营时，宜满足：

2）任一台变压器单独运营时，应满足：

，即满足所有一、二级负荷需求。

代入数据可得：

=（0.6~0.7）×1169.03=（701.42~818.32）

。

又考虑到本厂气象资料（年平均气温为

），所选变压器实际容量：

也满足使用规定，同步又考虑到将来5~负荷发展，初步取

=1000

。

考虑到安全性和可靠性问题，拟定变压器为SC3系列箱型干式变压器。

型号：

SC3-1000/10，其重要技术指标如下表所示：

变压器

型号

额定

容量

/

额定

电压

/kV

联结组型号

损耗/kW

空载

电流

%

短路

阻抗

%

高压

低压

空载

负载

SC3-1000/10

1000

10.5

0.4

Dyn11

2.45

7.45

1.3

6

（附：

参照尺寸（mm）：

长：

1760宽：

1025高：

1655重量（kg）：

3410）3.3电气主接线概念

发电厂、变电所一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传播和分派电能一次设备一次设备构成，普通又称为电气主接线。

主接线代表了发电厂（变电所）电气某些主体构造，是电力系统网络构造重要构成某些。

它对电气设备选取、配电装置布置、继电保护与自动装置配备起着决定性作用，也将直接影响系统运营可靠性、灵活性、经济性。

因而，主接线必要综合考虑各方面因素，经技术经济比较后方可拟定出对的、合理设计方案。

3.4电气主接线设计需要考虑问题

在进行变电站电气接线设计时，需要重点考虑如下某些问题：

（1）需要考虑变电所在电力系统中位置，变电所在电力系统中地位和作用是决定电气主接线重要因素。

变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、公司变电所、还是分支变电所，由于它们在电力系统中地位和作用不同，对其电气主接线可靠性、灵活性和经济性规定了也不同。

（2）要考虑近远期发展规模，变电所电气主接线设计，应依照5到电力发展规划进行。

依照负荷大小、分布、增长速度、依照地区网络状况和潮流分布，分析各种也许运营方式，来拟定电气主接线形式以及连接电源灵数和出线回数。

（3）考虑负荷重要性分级和出线回数多少对电气主接线影响，对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一种电源失去后，应保证所有一级负荷不间断供电，且当一种电源失去后，应保证大某些二级负荷供电。

（4）考虑主变台数对电气主接线影响，变电所主变台数对电气主接线选取将产生直接影响，传播容量不同，对主接线可靠性，敏捷性规定也不同。

（5）考虑备用容量有无和大小对电气主接线影响，发、送、变备用容量是为了保证可靠供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运状况下应急规定。

电气主接线设计要依照备用容量有无有所不同，例如，当断路器或母线检修时，与否容许线路、变压器停运；当线路故障时容许切除线路、变压器数量等，都直接影响着电气主接线形式。

3.5主接线方案选取

3.5.1电气主接线设计基本规定

电气主接线应满足如下基本规定：

a具备一定灵活性

主接线在力求简朴、明了、操作以便同步，也规定有一定灵活性，以适应系统不同运营方式规定。

1）调度时，应可以灵活投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运营方式、检修运营方式以及特殊运营方式下系统调度规定。

2）检修时，可以以便停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网运营和对顾客用电。

3）扩建时，可以容易从初期接线过渡到最后接线。

在不影响持续供电或停电时间最短状况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次某些改建工作量最小。

b操作应尽量简朴、以便

主接线应简朴清晰、操作以便，尽量使操作环节简朴，便于运营人员掌握。

复杂接线不但不便于操作，还往往会导致运营人员误操作而发生事故。

但接线过于简朴，也许又不能满足运营方式需要，并且也会给运营导致不便或导致不必要停电。

c可靠性

供电可靠性是电力生产和分派首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本规定。

分析和研究主接线可靠性普通应从如下几方面综合考虑：

（1）变电站在电力系统中地位和作用

变电站都是电力系统重要构成某些，其可靠性应与系统相适应。

例如：

对一种中小型变电站主接线就毋须规定过高可靠性，也就没有必要采用太复杂接线形式；而对于一种大型发电厂或超高压变电站，由于它们在电力系统中地位很重要，供电容量大、范畴广，发生事故也许使系统稳定运营遭破坏，甚至崩溃，导致巨大损失。

因而，其主接线应采用供电可靠性高接线形式。

（2）变电站运营方式及负荷性质

电能特点是：

发电、变电、输电和用电同步完毕。

而负荷性质按其重要性又有Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类之分。

因而，依照发电厂运营方式和负荷规定，进行详细分析，以满足必要供电可靠性。

（3）断路器检修时与否会影响对顾客供电。

（4）设备和线路故障或检修时，停电线路多少和停电时间长短，以及能否保证对重要顾客供电。

d经济

主接线在保证安全可靠、操作灵活以便基本上，还应使投资和年运营费用小，占地面积至少，使其尽地发挥经济效益。

普通应当从如下几方面考虑：

1）投资小：

主接线应简朴清晰，以节约开关电器数量，减少投资；要恰当采用限制断路电流办法，以便选用价廉电器；二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于运营和节约二次设备投资。

2）占地面积少：

主接线要为配电装置布置创造节约土地条件，尽量使占地面积减少。

3）电能损耗少：

在发电厂或变电站中，正常运营时，电能损耗重要来自变压器，应经济合理地选取变压器型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增长电能损耗。

e扩建也许性

由于近年来，国内经济建设高速发展，各地区电力负荷需求近年来增长不久，特别是江苏省沿江地区，电力需求增长不久。

而本课题要设计变电站正好处在该地区，因而，在选取主接线时，要充分考虑到具备扩建也许性，并且预留出适当扩建空间。

3.5.2电气主接线基本形式

主接线总体分类：

a单母线接线

母线起汇集和分派电能作用。

每一条进出线回路都构成一种接线单元，每个接线单元都与母线相连，可分为：

1）接线办法及工作规定，见图1。

⑴主母线作用

⑵开关电器配备

线路有反馈电也许或为架空配电线应装设

⑶操作程序“先通后断”原则

合：

；

分：

。

2）特点

⑴长处：

简朴、经济。

①接线简朴（设备少）、清晰、明了；

②布置、安装简朴，配电装置建造费用低；

③断路器与隔离开关间易实现可靠防误闭锁，操作安全、以便，母线故障几率低；

④易扩建和采用成套式配电装置。

⑵缺陷：

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、不分段双母线

1）接线办法及运营方式见图2。

2）特点：

可轮流检修母线而不影响正常供电

检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电

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

可运用母联断路器代替引出线断路器工作

便于扩建

由于双母线接线设备较多，配电装置复杂，运营中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同步投资和占地面积也较大。

图2双母线

3.5.310kV侧单母线和双母线接线比较

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。

而双母线接线普通用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，规定可靠性和灵活性较高场合。

110kV终端变电站10kV某些普通采用单母线分段，互为备用。

由课题所给条件进行综合分析：

对图1和图1所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表1

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不会导致全所停电

②调度灵活

③保证对重要顾客供电

④任一断路器检修，该回路必要停止工作

①供电可靠

②调度灵活

③扩建以便

④便于实验

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

通过综合比较方案Ⅰ在经济性上比喻案Ⅱ好，且调度和灵活性也可以保证供电可靠性。

因此选用方案Ⅰ。

七、变电所二次回路方案选取及继电保护整定

7.1二次回路方案选取

7.1.1二次回路电源选取

二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。

蓄电池组供电直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供电直流操作电源安全性高，但是经济性差。

考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护以便。

这里采用交流操作电源。

7.1.2高压断路器控制和信号回路

高压断路器控制回路取决于操作机构形式和操作电源类别。

结合上面设备选取和电源选取，采用弹簧操作机构断路器控制和信号回路。

7.1.3电测量仪表与绝缘监视装置

这里依照GBJ63-1990规范规定选用适当电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。

a）10KV电源进线上：

电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为理解负荷电流，装设电流表一只。

b）变电所每段母线上：

装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。

c）电力变压器高压侧：

装设电流表和有功电能表各一只。

d）380V电源进线和变压器低压侧：

各装一只电流表。

e）低压动力线路：

装设电流表一只。

7.1.4电测量仪表与绝缘监视装置

在二次回路中安装自动重叠闸装置（ARD）（机械一次重叠式）、备用电源自动投入装置（APD）。

7.2继电保护整定

继电保护规定具备选取性，速动性，可靠性及敏捷性。

由于本厂高压线路不很长，容量不很大，因而继电保护装置比较简朴。

对线路相间短路保护，重要采用带时限过电流保护和瞬时动作电流速断保护；对线路单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。

继电保护装置接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置操作方式采用交流操作电源供电中“去分流跳闸”操作方式（接线简朴，敏捷可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。

型号都采用GL-25/10。

其长处是：

继电器数量大为减少，并且可同步实现电流速断保护，可采用交流操作，运营简朴经济，投资大大减少。

本次设计对变压器装设过电流保护、速断保护装置；在低压侧采用有关断路器实现三段保护。

7.2.1变压器继电保护

变电所内装有两台10/0.4

1000

变压器。

低压母线侧三相短路电流为

，高压侧继电保护用电流互感器变比为200/5A，继电器采用GL-25/10型，接成两相两继电器方式。

下面整定该继电器动作电流，动作时限和速断电流倍数。

a）过电流保护动作电流整定：

，

故其动作电流：

动作电流整定为9A。

b）过电流保护动作时限整定

由于此变电所为终端变电所，因而其过电流保护10倍动作电流动作时限整定为

。

c）电流速断保护速断电流倍数整定

取

，故其速断电流为：

因而速断电流倍数整定为：

。