某市110千伏变电所一次部分的设计(编辑修改稿)

某市110千伏变电所一次部分的设计(编辑修改稿)内容摘要：

主接线设计的基本要求及原则 变电所 主接线设计的基本要求 有以下几点 ： （ 1） 可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。 因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节 出现 故障，都将影响到整体。 供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。 我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。 （ 2） 灵活性 电气主接线不但在 正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。 （ 3） 操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、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。 （ 4） 经济性 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最小，占地面积最少，使 变电所 尽快的发挥经济效益。 （ 5） 应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主接线时，应考虑到有扩建的可能性。 变电所主接线设计原则 1． 变电所 的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。 2． 在 610kV 配电装置中，出线回路数不超过 5 回时，一般采用单某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 5 母线接线方式，出线回路数在 6 回及以上时，采用单母分 段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 3． 在 3566kV 配电装置中，当出线回路数不超过 3 回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为 4～ 8 回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多 、 出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。 4． 在 110220kV 配电装置中，出线回路数不超过 2 回时，采用单母线接线；出线回路数为 3～ 4 回时，采用单母线分段接线；出线回路数在 5 回及以上，或当 0220kV 配电装置在系统中居重要地位， 出线回路数在 4 回及以上时 ，一般采用双母线接线。 5． 当采用 SF6 等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。 总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。 主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。 在电厂或 变电所 的进出线较多时（一般超过 4 回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。 缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。 无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和 变电所。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。 单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。 各接线方案的确定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠 性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 6 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。 变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑： 1． 断路器检修时，不影响连续供电； 2． 线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的 I、 II 类负荷对供电的要求； 3． 变电所有无全所停电的可能性。 主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行 方式的变化，且在检修、事故等特殊 状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。 主接线的形式 110kV侧主接线方案 A 方案： 单母线分段接线 （见图 21） QFQSQSQFQFQSQSQSQSQSQFQF 图 21 单母线分段接线 B 方案 ： 双母线接线 （见图 22） 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 7 QFQFQSQSQSQSQSQFQF QFQS QS 图 22 双母线接线 分析 ： A 方案的主要优缺点 ： （ 1） 母线发生故障时 ， 仅故障母线停止工作 ， 另一母线仍继续工作 ； （ 2） 双回路供电的重要用户 ， 可将双回路分别接于不同母线分段上 ，以保证对重要用户 的供电 ； （ 3） 某 段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； （ 4） 任 一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5） 出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越； （ 6） 110kV 为高电压等级，一旦停电，影响下 — 级电压等级供电，其重要性较高 ， 因此本 变电所 设计不宜采用单母线分段接线。 B 方案的主要优 、 缺点： （ 1） 检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电； （ 2） 检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路； （ 3） 工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电； （ 4） 可利用母联开关代替出线开关； （ 5） 便于扩建； （ 6） 双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大 ，运行中需要隔离开关切断电路 ， 容易引起误操作 ； （ 7） 经济性差。 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 8 结论 ： A 方案一般适用于 110kV 出线为 4 回的装置中； B 方案一般适用于 110kV 出线为 5回及以上或者在系统中居重要位置、出线 4 回及以上的装置中。 综合比较 A、 B 两方案，并考虑本 变电所 110kV 进出线共 6 回，且在系统中地位比较重要，所以选择 B 方案双母线接线为 110kV 侧主接线方案。 35kV侧主接线方案 A 方案： 单母线接线 QSQFQFQSQSQSQSQSQFQF... 图 23 单母线接线 B 方案 ： 单母线分段接线 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 9 QFQSQSQFQFQSQSQSQSQSQFQF... 图 24 单母线分段接线 分析： A 方案的主要优缺点： （ 1） 接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差 ； （ 2） 当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作； （ 3） 出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： （ 1） 当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （ 2） 对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电 ； （ 3） 当一段母线发生故障或检修时，必须断 开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电； （ 4） 任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5） 当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论 ： B 方案一般 用于 35kV 出线为 48 回的装置中。 综合比较 A、 B 两方案，并考虑本 变电所 35kV 出线为 2 回，所以选择 B 方案单母线分段接线为 35kV 侧主接线方案。 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 10 10kV侧主接线方案 A 方案： 单母线接线（见图 23）。 B 方案 ： 单母线分段接线（见图 24）。 分析： A 方案的主要优缺点： （ 1） 接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差 ； （ 2） 当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；． （ 3） 出线开关检修时，该回路停止工作。 B 方案的主要优缺点： （ 1） 母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （ 2） 对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电 ； （ 3） 当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线， 这 样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电 的用户停电； （ 4） 任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （ 5） 当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论： B 方案一般适用于 10kV 出线为 6 回及以上的装置中。 综合比较 A、B 两方案 ， 并考虑本 变电所 10kV 出线为 6 回，所以选择 B 方案单母线分段接线为 10kV 侧主接线方案。 最优方案的确定 通过对原始资料的分析及 根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案 进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所 电气主接线 方案。 即确定了本次设计主接线的最优方案 （主接线图见 附图 ）。 某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 11 3 主变压器的选择 变电所主变压器台数的确定 主变台数确定的要求： 1． 对大城市郊区的一次 变电所 ，在中、低压侧已构成环网的情况下， 变电所 以装设两台主变压器为宜。 2． 对地区性孤立的一次 变电所 或大型专用 变电所 ，在设计时应考虑装设 几 台主变压器的可能性。 考 虑到该变电所 为一重要 中心、枢纽 变电所 ， 在系统中起着汇聚、分配和平衡电能的作用 ，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路带主变的方式。 故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。 变电所主变 压器容量的确定 主变压器容量确定的要求： 1． 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，并某市 110kV 中心变电所电气一次部分初步设计 12 适当考 到远期 10～ 20 年的负荷发展。 2． 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 ，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容 量在设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 停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60%～ 70%。 由于 变电所 建成后第五年总负荷增加到 ，建成十年后总负荷增加到 ,故选两台 40MVA的主 变压器就可满足负荷需求。 变电所 主变压器型式的选择 具有三种电压等级的 变电所 中，如通过主变压器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 变电所 内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。 而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求。