主變選擇和主接線設(shè)計分析

1、課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 一、總體分析與負荷分析一、總體分析與負荷分析 1. 總體分析總體分析 (1) 分析所設(shè)計的發(fā)電廠、變電所的類型、性質(zhì)、規(guī)模，在電分析所設(shè)計的發(fā)電廠、變電所的類型、性質(zhì)、規(guī)模，在電力系統(tǒng)中所處的位置及所擔負的任務(wù)等，從而明確其對電力系統(tǒng)中所處的位置及所擔負的任務(wù)等，從而明確其對電氣主接線可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的具體要求，這是影響氣主接線可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的具體要求，這是影響主接線設(shè)計的首要因素。主接線設(shè)計的首要因素。 (2) 了解分期建設(shè)計劃、系統(tǒng)逐年電力電量平衡以及系統(tǒng)裝了解分期建設(shè)計劃、系統(tǒng)逐年電力電量平衡以及系統(tǒng)裝

2、機容量、備用容量、最大單機容量等狀況，對于變電所，機容量、備用容量、最大單機容量等狀況，對于變電所，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃及本所負荷資料，確定年發(fā)展規(guī)劃及本所負荷資料，確定主變壓器臺數(shù)、容量及分期裝設(shè)計劃。主變壓器臺數(shù)、容量及分期裝設(shè)計劃。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 (3) 研究變電所與電力系統(tǒng)連接的方式，采用的電壓等級以及研究變電所與電力系統(tǒng)連接的方式，采用的電壓等級以及各電壓級近期與遠景出線回數(shù)等。當變電所接入系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)各電壓級近期與遠景出線回數(shù)等。當變電所接入系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)中時，應(yīng)了解環(huán)

3、網(wǎng)中的潮流變化、調(diào)壓要求等。對系統(tǒng)主中時，應(yīng)了解環(huán)網(wǎng)中的潮流變化、調(diào)壓要求等。對系統(tǒng)主干線路、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線，必須保證供電可靠性，檢修其線路干線路、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線，必須保證供電可靠性，檢修其線路 斷路器時不應(yīng)停電。對同名雙回線路，應(yīng)分別接在兩段斷路器時不應(yīng)停電。對同名雙回線路，應(yīng)分別接在兩段 母線上。母線上。 綜合綜合:性質(zhì)、類型、規(guī)模、在系統(tǒng)中的地位、電壓等級、出線性質(zhì)、類型、規(guī)模、在系統(tǒng)中的地位、電壓等級、出線回路數(shù)、負荷情況、建所條件等?；芈窋?shù)、負荷情況、建所條件等。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 2. 負荷分析

4、負荷分析 負荷大小和類別影響主接線形式和主變臺數(shù)和容量。應(yīng)負荷大小和類別影響主接線形式和主變臺數(shù)和容量。應(yīng) 分析由本廠（所）供電的主要負荷生產(chǎn)特點，電力、電量需分析由本廠（所）供電的主要負荷生產(chǎn)特點，電力、電量需 要，功率因數(shù)和保安負荷要求，各電壓級負荷水平（最大值、要，功率因數(shù)和保安負荷要求，各電壓級負荷水平（最大值、 最小值）及逐年增長情況等。電力負荷按其重要性可分為三最小值）及逐年增長情況等。電力負荷按其重要性可分為三 類。在設(shè)計主接線時，對于一類負荷必須要由兩個獨立的電類。在設(shè)計主接線時，對于一類負荷必須要由兩個獨立的電 源供電，并且當任何一個電源失去后，能保證對全部一類負源供電，并且

5、當任何一個電源失去后，能保證對全部一類負 荷不間斷供電；對于二類負荷，一般要由兩個獨立電源供荷不間斷供電；對于二類負荷，一般要由兩個獨立電源供 電，并且當任何一個電源失去后，能保證對大部分二類負荷電，并且當任何一個電源失去后，能保證對大部分二類負荷 的供電；對于三類負荷，一般只需一個電源供電。的供電；對于三類負荷，一般只需一個電源供電。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 綜合：綜合： 各電壓級負荷名稱、最大負荷功率、功率因數(shù)、線路各電壓級負荷名稱、最大負荷功率、功率因數(shù)、線路回數(shù)、長度，回數(shù)、長度，Tmax、同時率

6、、線損率、生產(chǎn)工藝或設(shè)備、同時率、線損率、生產(chǎn)工藝或設(shè)備特點、負荷組成（特點、負荷組成（I、II、III類負荷百分比）、有無特殊類負荷百分比）、有無特殊供電要求及其它供電電源等。供電要求及其它供電電源等。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 二、主變選擇二、主變選擇 選擇內(nèi)容：臺數(shù)、容量、型式選擇內(nèi)容：臺數(shù)、容量、型式 1、臺數(shù)的選擇、臺數(shù)的選擇 變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或 檢修時中斷供電。對大型超高壓樞紐變電所，可根據(jù)具體情檢修時中斷供電。對大型

7、超高壓樞紐變電所，可根據(jù)具體情 況裝設(shè)況裝設(shè)34臺主變壓器，以便減小單臺容量。對個別的終端臺主變壓器，以便減小單臺容量。對個別的終端 變電所只一個電源供電可只裝一臺。變電所只一個電源供電可只裝一臺。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 2變電所主變壓器容量的選擇變電所主變壓器容量的選擇 1)選擇條件（按遠景負荷選擇）選擇條件（按遠景負荷選擇） 所選擇的所選擇的n臺主變壓器的容量臺主變壓器的容量nSN ，應(yīng)該大于等于變電所的，應(yīng)該大于等于變電所的 最大綜合計算負荷最大綜合計算負荷S ，即，即 max nSNSmax 鄭

8、州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 2)校驗條件（按遠景負荷校驗）校驗條件（按遠景負荷校驗） 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當其中一臺主變壓裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當其中一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足器停運時，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足60%60%（220kV220kV及以上及以上 電壓等級的變電所應(yīng)滿足電壓等級的變電所應(yīng)滿足70%70%）的全部最大綜合計算負荷，以及的全部最大綜合計算負荷，以及 滿足全部滿足全部I I類負荷類負荷SI和大部分和大部分IIII類負荷類負荷SII（ 220

9、kV 220kV及以上電壓等及以上電壓等 級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部級的變電所，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部I I 類負荷類負荷SI和和IIII類負荷類負荷SII）即）即 (n-1) SN(0.60.7)Smax 和和(n-1) SN SI + SII SN? ?Smax 近近3)近期只上一臺的校驗近期只上一臺的校驗 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 * 最大綜合計算負荷的計算最大綜合計算負荷的計算 Smax? ?Kt(? ?i? ?1nPimax)(1? ? ?%)cos

10、? ?i式中式中 P Pi imaxmax各出線的遠景最大負荷；各出線的遠景最大負荷； coscosi i各出線的自然功率因數(shù)；各出線的自然功率因數(shù)； K Kt t同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路同時系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在數(shù)越多其值越小，一般在0.80.80.950.95之間；之間； % %線損率，取線損率，取5%5%。 若為三繞組變壓器還應(yīng)該考慮中、低壓側(cè)間的負荷同時系若為三繞組變壓器還應(yīng)該考慮中、低壓側(cè)間的負荷同時系數(shù)，中、低壓側(cè)的最大綜合計算負荷分別上式計算，總的最大數(shù)，中、低壓側(cè)的最大綜合計算負荷分別上式計算，總的最大綜合計算負荷為它們之

11、和再乘以中、低壓側(cè)間負荷的同時系數(shù)。綜合計算負荷為它們之和再乘以中、低壓側(cè)間負荷的同時系數(shù)。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 3主變壓器型式的選擇主變壓器型式的選擇 主變壓器型式的選擇主要包含有：相數(shù)、繞組數(shù)、電壓組主變壓器型式的選擇主要包含有：相數(shù)、繞組數(shù)、電壓組合、容量組合、繞組結(jié)構(gòu)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組材料、合、容量組合、繞組結(jié)構(gòu)、冷卻方式、調(diào)壓方式、繞組材料、全絕緣還是半絕緣、連接組別、是否選擇自耦變、主變中性點全絕緣還是半絕緣、連接組別、是否選擇自耦變、主變中性點接地方式等。接地方式等。 鄭州大學(xué)電

12、氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 三、電氣主接線設(shè)計三、電氣主接線設(shè)計 1. 1. 電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求 (1)(1)可靠性可靠性 1)1)斷路器檢修時，能否不影響供電。斷路器檢修時，能否不影響供電。 2)2)斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運的斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對I I類負荷和大部類負荷和大部分分IIII類負荷的供電。類負荷的供電。 3)3)發(fā)電廠、變電所全部停

13、運的可能性。發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。 4)4)大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。(2)(2)靈活性靈活性 1)1)調(diào)度靈活調(diào)度靈活 2)2)檢修安全、方便檢修安全、方便 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 3)3)擴建方便擴建方便 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 (3)經(jīng)濟性經(jīng)濟性 節(jié)約投資，限制短路電流措施、占地面積小和年運行費用小。節(jié)約投資，限制短路電流措施、占地面積小和年運行費用小。 2. 影響主接線設(shè)計方案的因素影響主接線設(shè)計方案的因素 1) 變電所在系統(tǒng)中所

14、處的地位、作用、規(guī)模變電所在系統(tǒng)中所處的地位、作用、規(guī)模 2) 負荷性質(zhì)及要求負荷性質(zhì)及要求 3) 電壓等級及線路回數(shù)電壓等級及線路回數(shù) 4) 主要設(shè)備特點主要設(shè)備特點(如六氟化硫斷路器如六氟化硫斷路器 ) 5) 廠（所）址條件廠（所）址條件 6) 配電裝置選型配電裝置選型(屋內(nèi)或屋外屋內(nèi)或屋外) 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 3. 主接線設(shè)計的基本內(nèi)容主接線設(shè)計的基本內(nèi)容 1) 1) 初期與遠景工程的主變壓器配置初期與遠景工程的主變壓器配置 2) 2) 各電壓級主接線的形式各電壓級主接線的形式 3) 3) 6

15、10kV電壓級的限流措施電壓級的限流措施 變電所限制短路電流的措施有：變壓器分列運行；在變壓變電所限制短路電流的措施有：變壓器分列運行；在變壓器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器；裝設(shè)出線電抗器。器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器；裝設(shè)出線電抗器。 4) 4) 所用電的選擇所用電的選擇 5) 5) 中性點接地方式的確定中性點接地方式的確定 6) 6) 無功補償無功補償 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 4. 各電壓級主接線設(shè)計各電壓級主接線設(shè)計 在進行電氣主接線設(shè)計時，一般根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在進行電氣主接線設(shè)計時，一般根據(jù)設(shè)

16、計任務(wù)書的要求，綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬定出綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬定出2 23 3個技術(shù)上能滿足要求的較個技術(shù)上能滿足要求的較好方案進行詳細技術(shù)經(jīng)濟比較，最后確定最佳方案。好方案進行詳細技術(shù)經(jīng)濟比較，最后確定最佳方案。 經(jīng)濟比較中，一般只比較各個方案的不同部分，因而不必經(jīng)濟比較中，一般只比較各個方案的不同部分，因而不必計算出各方案的全部費用。計算出各方案的全部費用。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 列表比較列表比較 接線名稱接線名稱 接線簡圖接線簡圖 可靠性可靠性 靈活性靈活性 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)

17、院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 方案一方案一 方案二方案二 備備 注注 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 初步方案提示：初步方案提示： 110kV 110kV：單母線分段，橋形接線，單母線分段帶旁母、：單母線分段，橋形接線，單母線分段帶旁母、雙母線等。雙母線等。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 610kV：單母線分段帶旁母，手車式單母線分段單母線分段帶旁母，手車式單母線分

18、段。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 5. 所用電設(shè)計所用電設(shè)計 所用變壓器容量：所用變壓器容量：50kV A 所用變壓器臺數(shù)：所用變壓器臺數(shù)：2 2臺，并應(yīng)分別接在不同電壓等級的電源臺，并應(yīng)分別接在不同電壓等級的電源或獨立電源上。如能夠從變電所外引入可靠的或獨立電源上。如能夠從變電所外引入可靠的380V380V備用電源，備用電源，可只設(shè)一臺所用變壓器?？芍辉O(shè)一臺所用變壓器。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 6.主變中性點接地方式設(shè)

19、計主變中性點接地方式設(shè)計 (1) 110kV500kV側(cè)中性點直接接地側(cè)中性點直接接地 (2) 6（10）kV63kV側(cè)中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地側(cè)中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地 （610kV610kV）? ?30A30A 當單相接地電容電流當單相接地電容電流 ，采用消弧線圈。，采用消弧線圈。 I IC C? ? ?（2063kV2063kV）? ?10A10A 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 *IC的計算方法：的計算方法： 架空線：架空線： -3 -3I IC C= =（2.73.32.73.3）U UN NL

20、 L? ?1010（A A） 式中式中 系數(shù)系數(shù)有架空地線取有架空地線取3.3；無架空地線取；無架空地線取2.7; Ue 線電壓線電壓 kV; L 線路長度線路長度 km 。 電纜：電纜： I I =0.1U=0.1U L L（A A）C CN N鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 廠所母線增加的廠所母線增加的IC： 電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓 kV 6 18 10 16 35 13 63 12 110 10 ? ?IC(%)鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣

21、主接線設(shè)計 *消弧線圈的選擇計算：消弧線圈的選擇計算： 臺數(shù)臺數(shù):1臺臺;型式型式:油浸自冷油浸自冷(XDJ) 容量容量: Q? ?K? ?ICUN3(KVA )式中式中 K 系數(shù)系數(shù),過補償取過補償取1.35; IC電網(wǎng)的電容電流電網(wǎng)的電容電流 A; UN 電網(wǎng)額定線電壓電網(wǎng)額定線電壓 kV。 注意：如果低壓側(cè)加消弧線圈，要選擇接地變壓器。注意：如果低壓側(cè)加消弧線圈，要選擇接地變壓器。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 7.無功補償設(shè)計無功補償設(shè)計 意義：無功補償關(guān)系到電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量、安全及經(jīng)濟運行，意義：無

22、功補償關(guān)系到電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量、安全及經(jīng)濟運行，無功補償可以減少無功功率的傳輸，提高電壓質(zhì)量和減小電能無功補償可以減少無功功率的傳輸，提高電壓質(zhì)量和減小電能損耗。損耗。 無功補償原則：對無功電源與無功負荷采取在各級電壓電網(wǎng)中無功補償原則：對無功電源與無功負荷采取在各級電壓電網(wǎng)中分級補償、就地平衡的原則。分級補償、就地平衡的原則。 在在220kV220kV及以下電壓級變電所常用并聯(lián)電容器補償。及以下電壓級變電所常用并聯(lián)電容器補償。 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計課程設(shè)計- -主變選擇與電氣主接線設(shè)計主變選擇與電氣主接線設(shè)計 并聯(lián)電容器容量的選擇：并聯(lián)電容器容量的選擇： 對對35110kV變電站中的電