李先國

摘要：電力網(wǎng)絡(luò)是電能傳輸?shù)妮d體，通過分析變電站的原始數(shù)據(jù)，并通過對(duì)該方案的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性分析和相應(yīng)的負(fù)荷分析計(jì)算，確定可選擇的電氣主接線方案，為設(shè)計(jì)的110千伏變電站確定電氣主接線方案。根據(jù)短路電流計(jì)算，選擇110kv變電站的主要設(shè)備，主要設(shè)備通過電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性驗(yàn)證。最后，為該110kV變電站的防雷和繼電保護(hù)配置提高了方案。

關(guān)鍵詞：電氣主接線 負(fù)荷分析 短路電流計(jì)算 保護(hù)配置

1電氣主接線設(shè)計(jì)和變壓器選擇

1.1 ?電氣主接線的設(shè)計(jì)原理

主接線應(yīng)符合可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性[1]。

1、靈活性：

完成電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)定的預(yù)期功能，除此之外主接線的布置形式應(yīng)該非常的簡便，具有良好的靈活性。

2、經(jīng)濟(jì)性：

在保證主接線具有良好靈活性和運(yùn)行可靠性的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量做到節(jié)約成本。

1）需要對(duì)電流進(jìn)行合理的約束，為了尋找價(jià)格合理的電氣設(shè)備，在終端分路電站中采用直降式（110kV～10kV）變壓器。

2）占地面積?。弘姎庠O(shè)備主接線應(yīng)當(dāng)盡量緊湊，為電網(wǎng)系統(tǒng)中其他設(shè)備的安裝提供有力條件，除此之外，緊湊的布局形勢(shì)有利于控制成本費(fèi)用。

1.2 ?主接線方案的擬定

1.2.1 ?10kV側(cè)主接線方式擬定

如圖2-1所示，靈活性強(qiáng)、穩(wěn)定性牢固、能夠方便進(jìn)行延伸。

1.2.2 ?110kV側(cè)主接線方式

根據(jù)原始信息得出，110kV進(jìn)出線為由上級(jí)樞紐變電站引來的兩路架空線路，所以，變電站110KV側(cè)可以使用最原始的單母線連接方式，或單母線分段接線方式，以提供相對(duì)較強(qiáng)的供電可靠性性。

1.3 110kV變電所主接線方案與比較

1.3.1 ?110kV變電所主接線方案

方案一：

110kV側(cè)母線為單母線接線;10kV側(cè)為單母線分段接線方式。

方案二：

110kV及10kV側(cè)均采用單母線分段接線。

1.3.2 ?110kV變電所主接線方案的比較

盡管負(fù)荷不算高，然10kV側(cè)出線有10回。當(dāng)采用單母線接線方式進(jìn)行連接時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)接線具有簡單明了等優(yōu)勢(shì)，除此之外所應(yīng)用的設(shè)備較少，且操作起來非常方便。而使用單母線分段接線在運(yùn)行的過程中，操作非常的簡便、靈活性強(qiáng)，且成本相較于不分段接線提升不大，又能提高一定可靠性。

分段母線的優(yōu)勢(shì)在于確保所用電能可從不同的出線中得到電源，同時(shí)當(dāng)一段母線出現(xiàn)問題時(shí)斷路器會(huì)自動(dòng)將故障減掉，此時(shí)可保證母線正常供電。

對(duì)單母線和分段母線在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較后可知，單母線的可靠性地，方案二經(jīng)濟(jì)性稍微的比方案一的經(jīng)濟(jì)性要低一些，操作靈活性也不低，按照原始信息得出，方案二能夠得到標(biāo)準(zhǔn)，而且按照其可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性，方案二更加的滿足此次設(shè)計(jì)所有的要求，因此，選擇方案二。

1.3.3 ?110kV變電所主接線圖

1.4 ?變壓器的選擇

主接線的形式與配電裝置的結(jié)構(gòu)受到了主變的容量、臺(tái)數(shù)的直接影響，主變的容量、臺(tái)數(shù)的選擇不僅需要參照相應(yīng)的基礎(chǔ)資料，除此之外也取決于輸送功率的大小，同系統(tǒng)之間具有密切的相關(guān)性，由此可知，變壓器的型號(hào)選擇和臺(tái)數(shù)確定對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行而言十分重要。

1.4.1 ?主變臺(tái)數(shù)的確定

1、選擇原則

1）通常在變電站裝設(shè)兩點(diǎn)變壓器;

2）對(duì)大型工業(yè)專用變電站，考慮裝三臺(tái)變壓器;

3）為了方便符合發(fā)展，可進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，更換變壓器容量。

2、主變臺(tái)數(shù)的選擇

根據(jù)已有的數(shù)據(jù)資料可知，本變電所是110KV一般性終端變電站，按照分析結(jié)果，選擇兩臺(tái)共40MVA變壓器，一次性設(shè)計(jì)并建成。

1.4.2 ?變壓器型號(hào)的確定

1、選擇原則

1）變壓器的容量需要根據(jù)變電站未來5-10年的負(fù)荷規(guī)劃來進(jìn)行設(shè)計(jì)，除此之外在進(jìn)行選擇時(shí)還要考慮事故時(shí)期變壓器的過載能力。

2）必須考慮變壓器存在需要停止運(yùn)行的情況，從普通變電站的角度來看，如果主變壓器因事故或檢查而關(guān)閉，剩余的變壓器容量應(yīng)能夠容納所有負(fù)載的70%至80%，而本設(shè)計(jì)根據(jù)原始資料要求，要能滿足最大容量95%的滿負(fù)荷。

3）同一電壓等級(jí)的單臺(tái)降壓變壓器的級(jí)別不應(yīng)該太復(fù)雜，實(shí)施系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。

2、主變壓器容量確定

按照選擇原則與已經(jīng)確定采用的兩臺(tái)主變壓器，而且設(shè)計(jì)每臺(tái)變壓器有30%過負(fù)荷能力，如果一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行的時(shí)候，按原始任務(wù)書所提出的應(yīng)該確保滿負(fù)荷95%的供電能力。再考慮未來5-10年的負(fù)荷發(fā)展情況，取15%發(fā)展裕量

通過變壓器容量計(jì)算：S=17.355×（1+15%）=19.958MVA

根據(jù)原始資料最大負(fù)荷為95%滿負(fù)荷，故一臺(tái)主變應(yīng)承擔(dān)的系統(tǒng)容量為： =19.958×0.95=18.9601MVA

2 短路計(jì)算

2.1 短路電流計(jì)算的目的

（1）短路電流計(jì)算可為主接線方案提供更好的理論依據(jù)。

（2）有利于電力設(shè)備的校驗(yàn)和選擇。

（3）可更為方便的完成繼保配置，為后續(xù)計(jì)算提供依據(jù)。

（4）可為電網(wǎng)規(guī)劃提供條件。

（5）有利于消除短路的影響，

2.2 短路電流計(jì)算的規(guī)定、假設(shè)條件和步驟

2.2.1 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定

（1）在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)選擇短路情況下所能產(chǎn)生的最大電流運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算。

（2）容量不僅包含現(xiàn)有容量還要考慮負(fù)載情況，同時(shí)要適應(yīng)變電站未來一段時(shí)間的發(fā)展需求。

2.2.2 短路電流計(jì)算的一般步驟

（1）短路點(diǎn)合理選擇。

（2）根據(jù)實(shí)際接線情況選擇電路圖，求出電路不同部分的阻抗。

（3）求取短路電流有名值

（4）求取沖擊值

（5）求取沖擊電流有名值

（6）分析計(jì)算結(jié)果

結(jié)論

增建新的變電站以減少每個(gè)變電站的供電半徑能有效提高用戶的用電質(zhì)量。所以針對(duì)特定區(qū)域的110kV變電站方案設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義。根據(jù)短路電流計(jì)算，選擇110kv變電站的主要設(shè)備，主要設(shè)備通過電氣設(shè)備的短路穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性驗(yàn)證。最后，為該110kV變電站的防雷和繼電保護(hù)配置提高了方案。畢竟機(jī)械反面是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，不能做事馬虎，那樣一件事才能做好，學(xué)會(huì)理解別人，學(xué)會(huì)多虛心向別人學(xué)習(xí)和合作，相互理解包容。這次的設(shè)計(jì)已經(jīng)告一段落?？v觀此次完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，避免不了的是存在較多的不足。但是，通過自身不斷努力與老師的悉心指導(dǎo)，解決了許多遇到的問題并完善自己的不足。通過此次設(shè)計(jì)，我更加清晰的懂得了設(shè)計(jì)變電站的流程，并且加強(qiáng)了大學(xué)期間學(xué)到的各個(gè)課程之間的聯(lián)系。我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到了提升，考慮問題也更加全面。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?卓樂友.電力工程電氣設(shè)計(jì)200例[M].北京：中國電力出版社，2004.

（作者身份證號(hào)碼：430821198201054219）