220KV智能變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

摘要建筑業(yè)是目前我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。自改革開放以來，隨著建筑企業(yè)準(zhǔn)入政策的調(diào)整，施工隊(duì)伍不斷擴(kuò)大，施工企業(yè)數(shù)量不斷增加，特別是民營建筑業(yè)，得到了迅猛的發(fā)展。由于建筑業(yè)不安全因素多、危險(xiǎn)性大、預(yù)防難度大以及一些建設(shè)工程項(xiàng)目施工從業(yè)人員未經(jīng)安全生產(chǎn)技能教育培訓(xùn)，缺乏必要的安全生產(chǎn)知識和自我保護(hù)意識，違章作業(yè)情況嚴(yán)重，安全生產(chǎn)管理松懈落后、措施不力，導(dǎo)致建設(shè)工程項(xiàng)目安全生產(chǎn)事故頻繁發(fā)生，人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失十分嚴(yán)重。本文從建筑施工安全事故類型及成因入手，對如今建筑施工現(xiàn)場安全管理問題進(jìn)行分析，從而提出相應(yīng)的安全管理措施，旨在為以后的建筑施工安全管理工作提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：建筑工程施工現(xiàn)場安全管理問題措施第1章緒論1.1研究背景及意義目前，環(huán)境能源問題已成為全球民眾關(guān)注焦點(diǎn)；能源短缺、資源浪費(fèi)等問題日益突出；溫室效應(yīng)、霧霾已嚴(yán)重影響人們的身心健康及日常生活。為解決這些問題，全世界的學(xué)者都在努力的尋求清潔能源，探索提高清潔能源的轉(zhuǎn)換效率、減少能源輸送過程中的損耗、提高能源利用率的方法和途徑。電力行業(yè)承擔(dān)著發(fā)輸變、配電的重任。全國乃至全世界各行各業(yè)的發(fā)展都離不開電力的供應(yīng)，因此對供電質(zhì)量、可靠性、安全運(yùn)行和損耗等方面提出了更高的要求。新一代智能變電站承建是在總結(jié)智能變電站設(shè)計(jì)建設(shè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)建設(shè)占地省、成本低、可靠性較高的智能變電站，結(jié)構(gòu)布局緊湊合理、高度集成智能設(shè)備、模塊化即插即用系統(tǒng)；新一代智能變電站應(yīng)用新設(shè)備隔離斷路器，使得變電站結(jié)構(gòu)布局更加合理性；站控層應(yīng)用一體化平臺整合了智能變電站高級應(yīng)用功能。新一代智能變電站使得設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備廠內(nèi)加工化、系統(tǒng)模塊化、建構(gòu)物標(biāo)配化，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新，提高工程質(zhì)量和電網(wǎng)智能化水平；遠(yuǎn)方調(diào)控中心通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場進(jìn)行有效監(jiān)控，使變電站建設(shè)趨于集控化、模塊化、無人化。1.2智能變電站發(fā)展現(xiàn)狀2009年5月，國網(wǎng)公司開始建設(shè)智能變電站，在總結(jié)智能變電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從2011年開始大規(guī)模建設(shè)智能變電站；到2014年底，共投運(yùn)智能變電站1556座。智能變電站已經(jīng)在設(shè)計(jì)創(chuàng)新、設(shè)備發(fā)展的趨向引導(dǎo)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定、工程施工等方面取得了階段性的成果；另一方面，由于建設(shè)周期短，存在設(shè)計(jì)整體性不足、設(shè)備集成度不高、穩(wěn)定性不夠和標(biāo)準(zhǔn)化水平偏低等問題，也存在運(yùn)行維護(hù)、管理和專業(yè)技術(shù)人員轉(zhuǎn)型滯后等現(xiàn)象，國網(wǎng)公司提出了新一代智能變電站工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。2012年1月，國網(wǎng)公司提出建設(shè)高可靠性經(jīng)濟(jì)節(jié)約型的新一代智能變電站，在繼承智能變電站設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入梳理智能變電站面臨的需求和問題，科學(xué)開展頂層設(shè)計(jì)，提出了新一代智能變電站近、遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃與技術(shù)路線，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展，設(shè)計(jì)建設(shè)緊湊型、經(jīng)濟(jì)型、零污染型、能源節(jié)約型的變電站，推動(dòng)變電站工程建設(shè)水平由“技術(shù)追趕”向“技術(shù)引領(lǐng)”方向轉(zhuǎn)換。到2014年底，已投運(yùn)新建新一代智能變電站6座，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，操作、運(yùn)維正常，共經(jīng)歷電網(wǎng)故障3次，保護(hù)均正確動(dòng)作，未發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)。一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)等運(yùn)行平穩(wěn)，順序控制、智能告警等高級應(yīng)用功能實(shí)用化程度進(jìn)一步提升，運(yùn)行控制效率大幅提升。2015年，國網(wǎng)公司將大規(guī)模建設(shè)新一代智能變電站。新一代智能變電站采用集成化的智能設(shè)備，提高變電站整體化設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化電氣主接線及平面布置，從設(shè)計(jì)、設(shè)備、控制等方面引導(dǎo)設(shè)備研制，加強(qiáng)新一代智能變電站建設(shè)研究。新一代智能變電站應(yīng)用隔離斷路器新產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)。21世紀(jì)隨著斷路器可靠性提高，故障停電率大幅下降；根據(jù)國外研究機(jī)構(gòu)對電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)，如今斷路器平均檢修時(shí)間約為13年，隔離開關(guān)平均檢修時(shí)間約為6年，因此隔離開關(guān)的故障率突顯出來。2003年9月23日瑞典南部的400kV變電站因?yàn)楦綦x開關(guān)接頭損壞故障導(dǎo)致大停電事故，為解決隔離開關(guān)可靠性問題，各國逐漸應(yīng)用隔離斷路器，瑞典等國家應(yīng)用電壓等級為72.5kV～420kV隔離斷路器已超過1400臺。隔離斷路器將斷路器、隔離開關(guān)閘、CT、接地刀閘的功能集成于一體的智能設(shè)備，可直接取代傳統(tǒng)的斷路器－隔離開關(guān)閘組合方案，具有占地面積小、故障率小、維護(hù)量少、建設(shè)投資少、停電和維護(hù)成本低等特點(diǎn)，采用隔離斷路器電氣主接線的可靠性水平得到提高，故障概率、故障頻率等指標(biāo)下降比例為13~27%，平均持續(xù)停電時(shí)間減少15%，同時(shí)設(shè)備投資水平進(jìn)一步下降，下降比例達(dá)到35%。第2章智能變電站概述2.1智能變電站的定義智能變電站指的就是通過現(xiàn)代化智能設(shè)備的科學(xué)合理應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)變電站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)還能夠自動(dòng)保護(hù)、控制、測量以檢測電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，然后同實(shí)際的要求進(jìn)行緊密的結(jié)合，在線實(shí)時(shí)控制輸配電網(wǎng)，這樣就能夠?qū)⑵渫車冸娬局g的互動(dòng)以及交流得以真正的實(shí)現(xiàn)。2.2智能變電站基本結(jié)構(gòu)簡介一般情況下，智能變電站就物理結(jié)構(gòu)而言，可以劃分為智能化一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)二次設(shè)備，從系統(tǒng)功能方面來說，可以劃分為站控層、間隔層以及過程層，其中站控層當(dāng)中主要包含有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、防誤閉鎖系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等等，間隔層設(shè)備主要構(gòu)成當(dāng)中含有測控設(shè)備以及計(jì)量設(shè)備等等，過程層當(dāng)中則具有斷路器以及變壓器等一次設(shè)備以及智能組件。2.3智能變電站技術(shù)特點(diǎn)分析2.3.1中端分級控制設(shè)備技術(shù)通常情況下，都是通過電力安全生產(chǎn)準(zhǔn)則來對技術(shù)水平的高低進(jìn)行有效的控制，從而使得間隔層以及設(shè)備層能夠利用相對比較獨(dú)立的分級控制模式使得它們所具有的功能得到有效的發(fā)揮，與此同時(shí)還能夠?qū)⒆冸娬驹O(shè)備的利用率得到顯著的提升，并且將中央處理設(shè)備的負(fù)荷明顯的降低，除此之外，還能夠降低集中控制設(shè)備所導(dǎo)致的運(yùn)作風(fēng)險(xiǎn)。2.3.2引用設(shè)備控制端通過計(jì)算機(jī)設(shè)備控制器的引用，智能變電站整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)維工作得以實(shí)現(xiàn)，從整體上來說，同監(jiān)測設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行有效的結(jié)合，計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)以其高智能化的優(yōu)勢再次進(jìn)行運(yùn)作，這樣就能夠?qū)⒆冸娺B鎖故障大幅度的降低，進(jìn)而提升110kV變電站的供電可靠性。2.3.3光纖技術(shù)的電力裝置集成化在智能變電站運(yùn)作過程當(dāng)中，對于相關(guān)的局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)督以及管理的主要方式就是通過采取相對比較先進(jìn)的光纖技術(shù)，通過這一技術(shù)的合理應(yīng)用還能夠?qū)⒉煌瑢娱g的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定以及可靠性大幅度的提升，從而兩信息化的自由傳播實(shí)現(xiàn)，這樣不僅僅可以集中化監(jiān)測以及管理變電站的電能，同時(shí)這種方式也起到了降低安裝成本以及節(jié)約設(shè)備空間。2.3.4局部全局的智能控制在進(jìn)行控制設(shè)備選擇的時(shí)候，110kV智能變電站應(yīng)該同設(shè)備智能化的相關(guān)要求一致，只有這樣才能夠?qū)⒃O(shè)備的智能化以及全自動(dòng)化控制得以真正的實(shí)現(xiàn)，并且利用先進(jìn)光電信息技術(shù)以及有效的作用第一、二控制基礎(chǔ)開關(guān)合理控制總端得以完成，同時(shí)還能夠進(jìn)行智能化的管理設(shè)備柜等等。第3章220kV智能變電站設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1220KV智能變電站設(shè)計(jì)存在的問題3.1.1電壓、電流互感器施工設(shè)計(jì)不合理220kV智能變電站的電子式互感器標(biāo)書主要分為兩部分內(nèi)容：電壓互感器和電流互感器，而220kV智能變電站電流互感器標(biāo)書中包含合并單元，但是一般的情況下電壓互感器和電流互感器的中標(biāo)廠家不同，不同廠家的電子式互感器的輸出都是按照私有的規(guī)約，電子式互感器不能直接輸出FT3格式內(nèi)容，電壓互感器和電流互感器廠家之間的配合存在問題，導(dǎo)致電壓、電流互感器施工設(shè)計(jì)不合理。3.1.2開關(guān)柜二次室空間有限220kV智能變電站開關(guān)柜二次室中除了包含光纖熔接盒、交換機(jī)，還有電度表和一體化智能化裝置等多種電氣設(shè)備，開關(guān)柜二次室和普通的開關(guān)柜一樣，空間尺寸有限，難以滿足220kV智能變電站的運(yùn)行要求。3.1.3電氣回路接入方式變電站電氣回路包含多個(gè)電容、電感、斷路器以及熔斷器等元件設(shè)備，在變電站運(yùn)行過程中，由于電氣回路采用次級對應(yīng)接入方式，通過控制電纜將電流和電壓互感器二次側(cè)的電壓電流接入錄波、測控和保護(hù)裝置中，進(jìn)行交流采樣，然后再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置將電壓電力轉(zhuǎn)換為可以處理和識別的數(shù)字量，這種吸納后處理過程存在明顯干擾問題，信號信噪比會發(fā)生變化，從而影響變電站終端設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作。3.1.4二次接線方式傳統(tǒng)變電站的二次接線方式不合理，變電站功能主要由回路和設(shè)備共同決定，生產(chǎn)廠家定義變電站輸出輸入接口，通過電纜回路連接不同的電氣設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)變電站功能，由于不同廠家定義的接口標(biāo)準(zhǔn)不同，相互之間的配合存在問題。3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)3.2.1解決電子式互感器接入合并單元規(guī)約問題首先，將電壓互感器輸出信號接入220kV智能變電站合并單元，然后按照FT3標(biāo)準(zhǔn)格式接入電流互感器合并單元，有效解決電壓互感器和電流互感器的電流合并單元問題。在220kV智能變電站中適當(dāng)增加合并單元數(shù)量，控制智能組件柜的體積，由于電壓互感器和電流互感器的合并出現(xiàn)一定的延時(shí)，要解決好電壓和電流的同步輸出問題。根據(jù)Q/GDW441《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》的要求電子式互感器需要真實(shí)反映一次電壓或電流，輸出電壓和輸出電流的額定延時(shí)時(shí)間不能超過2ms220kV智能變電站電子式互感器輸出信號到達(dá)合并單元的延時(shí)時(shí)間必須控制在2ms之內(nèi)。3.2.2優(yōu)化開關(guān)柜二次室設(shè)計(jì)結(jié)合220kV智能變電站的設(shè)計(jì)要求，可以在開關(guān)柜二次室旁設(shè)立獨(dú)立的交換機(jī)屏，并且適當(dāng)增加開關(guān)二次室空間，優(yōu)化開關(guān)二次室中電氣設(shè)備設(shè)計(jì)，整齊排放多種裝置和設(shè)備。3.2.3合理設(shè)計(jì)電氣回路接入方式220kV智能變電站可以實(shí)現(xiàn)對互感器的雙重化保護(hù)，當(dāng)一次設(shè)備的保護(hù)次級難以滿足220kV智能變電站設(shè)計(jì)要求時(shí)，將電壓和電流互感器的二次繞組接入同一個(gè)保護(hù)裝置，通過串聯(lián)接入來實(shí)現(xiàn)電氣回路接入。同時(shí)，在220kV智能變電站將一次系統(tǒng)的開關(guān)量和模擬量就地?cái)?shù)字化，光學(xué)互感器通過光纖線路直接傳輸智能變電站的數(shù)字編碼信息，有效解決多點(diǎn)接地、電流回路開路和電壓回路短路等問題，由合并單元同時(shí)接收多臺互感器的信號，根據(jù)計(jì)量裝置、測控裝置和繼電保護(hù)裝置的要求，合理分配和組織數(shù)字信號，通過不同回路將數(shù)字信號輸送到二次設(shè)備，提高220kV智能變電站接線的安全性。另外，220kV智能變電站可以通過光纜線路將合并單元和遠(yuǎn)端模塊直接連接起來，將數(shù)字采樣信息發(fā)送到點(diǎn)對點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接回路上，由測控和保護(hù)裝置從點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接回路上獲取電壓和電流信息量。3.2.4優(yōu)化二次接線方式為了進(jìn)一步完善二次回路的功能設(shè)計(jì)，220kV智能變電站積極利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化整合，合理設(shè)置二次回路接線方式。經(jīng)過改進(jìn)，智能變電站二次系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)兩種方式的接線形式，例如變電站跳閘回路，一種是通過網(wǎng)絡(luò)方式，將保護(hù)裝置跳閘系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)輸送到GOOSE網(wǎng)，和GOOSE網(wǎng)直接相連的智能終端獲取跳閘信息，這種網(wǎng)絡(luò)跳閘方式，二次回路線路接線相對比較簡單，可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)共享優(yōu)勢，并且點(diǎn)對點(diǎn)跳閘方式不會受到網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的影響。另一種是通過光纖線路保護(hù)裝置直接將跳閘信息輸送到智能終端設(shè)備，這種方式具有良好的穩(wěn)定性。在220kV智能變電站中，由于主變保護(hù)智能終端位于不同的網(wǎng)絡(luò)中，為了保持網(wǎng)絡(luò)通信的獨(dú)立性，避免各側(cè)交換機(jī)的信息過載，因此可以采用點(diǎn)對點(diǎn)的光纖接線方式，對于220kV智能變電站的母線保護(hù)，由于涉及多個(gè)斷路器，接受跳閘命令的所有智能終端都經(jīng)過一個(gè)交換機(jī)，因此應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)跳閘方式，通過網(wǎng)絡(luò)將信號傳輸?shù)街悄芙K端，可以提高220kV智能變電站的可靠性。最后，220kV智能變電站的規(guī)范設(shè)計(jì)，要重點(diǎn)考慮電氣施工和二次設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)變電站的屏蔽、保護(hù)裝置接地和電纜等內(nèi)容，通過光纜線路進(jìn)行信息傳輸，具有不受電磁干擾、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，避免電纜線路的交直流導(dǎo)線碰撞、兩點(diǎn)接地、傳輸過電壓、電磁兼容等導(dǎo)致繼電保護(hù)裝子拒動(dòng)和誤動(dòng)的問題。第4章220KV智能變電站電氣系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)實(shí)例4.1主變及站用變?nèi)萘?、型號和臺數(shù)的選擇在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)，同時(shí)兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。4.1.1主變壓器臺數(shù)的選擇由原始資料可知，本次所設(shè)計(jì)的變電所是220kV降壓變電所，它是以220kV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至110kV及10kV母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響供電，因此選擇主變臺數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。根據(jù)《DL／T5218-2005220kV～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。當(dāng)裝設(shè)三臺及三臺以上時(shí)，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，且投資增大，同時(shí)增大了占用面積，和配電設(shè)備及用電保護(hù)的復(fù)雜性，以及帶來維護(hù)和倒閘操作等許多復(fù)雜化。而且會造成中壓側(cè)短路容量過大，不宜選擇輕型設(shè)備。考慮到兩臺主變同時(shí)發(fā)生故障機(jī)率較小。適用遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長以及擴(kuò)建，而當(dāng)一臺主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺主變壓器可承擔(dān)70%的負(fù)荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。根據(jù)《DL／T5155-2002220kV～500kV變電所所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定對于220kV變電站：有兩臺及以上主變壓器時(shí)，宜從主變壓器低壓側(cè)分別引接兩臺容量相同、互為備用、分列運(yùn)行的占用工作變壓器，每臺工作變壓器按全站計(jì)算負(fù)荷選擇。4.1.2主變壓器容量的選擇主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪?fù)荷，5～10年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展，對于城郊變電所主變壓器容量應(yīng)當(dāng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該所負(fù)荷已給定，所以應(yīng)按總負(fù)荷來選擇主變的容量，根據(jù)變電所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在過負(fù)荷能力后允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷，對于220kV～500kV的變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%。4.1.3主變壓器型式的選擇當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況來選擇。單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及斷電保護(hù)和二次接線的復(fù)雜化，也增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。本次設(shè)計(jì)的變電所為220kV降壓變電所，故選用三相變壓器。4.2電氣主接線選擇主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。4.2.1主接線的接線方式選擇電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級進(jìn)出線均超過四回，采用有母線連接。（1）單母線接線單母線接線雖然接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器。單母接線適用于110～200kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63kV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。（2）單母分段用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，單母分段適用于：110kV～220kV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10kV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。（3）單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35～110kV的變電所較為實(shí)用，具有足夠的可靠性和靈活性。（4）雙母接線它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會停止對用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對于，110～220kV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長，停電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110～220kV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110kV）或5回（220kV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。（5）雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。當(dāng)110kV出線為7回及以上，220kV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。4.2.2主接線方式的比較選擇（1）方案一220kV采用雙母帶旁路母線接線方式，110kV也采用雙母帶旁路母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》第一冊可知，220kV出線4回及或110kV出線有6回及以上，宜采用雙母帶旁路母線接線，并裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。10kV出線10回，采用單母線接線可靠性低、靈活性較差，采用雙母線接線雖然可靠性高、靈活性好，但是設(shè)備較多，投資和占地面積較大，因此都不宜采用，再此可采用單母分段接線方式兼顧可靠性高、靈活性好、投資和占地面積較少等優(yōu)點(diǎn)。接線特點(diǎn)：1）220kV、110kV均采用雙母帶旁路接線方式，并且設(shè)置專用旁路斷路器，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響供電可靠性。2）10kV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。（2）方案二220kV側(cè)按SDJ2《220～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，220kV配電裝置出線在4回及以上時(shí)，宜采用雙母線及其他接線，投資少，可靠性高，靈活性好。110kV出線6回，可采用雙母線帶旁路接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過旁路斷路器來向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通過另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮增加旁路母線。10kV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。方案二的接線的特點(diǎn)：1）220kV采用雙母線接線方式時(shí)，該接線變壓器接在不同的母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任一母線或母線上的設(shè)備檢修，均不需線路停電。2）110kV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，而檢修每回路的斷路器和隔離開關(guān)時(shí)需要停電。3）10kV采用單母分段接線方式，操作靈活、可靠，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線停止運(yùn)行，另一段母線仍可正常工作。綜觀以上兩種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料可知該變電所220kV和110kV等級應(yīng)采用雙母線接線方式節(jié)省投資和占地，操作簡單，10kV等級采用單母線分段接線方式。4.3短路電流計(jì)算所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地發(fā)生通路的情況。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。4.3.1短路電流計(jì)算的目的在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算；在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離；在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)；按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。4.3.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定第一，驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。第二，選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。第三，選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。第四，導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。4.3.3短路計(jì)算基本假設(shè)1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；2）所有電源的電動(dòng)勢相位角相同；3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5）元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6）系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。4.3.4短路電流計(jì)算的步驟短路電流計(jì)算的步驟：1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：（其中為電源對短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)幺值）有名值：5）計(jì)算短路沖擊電流值，短路全電流最大有效值，短路容量短路沖擊電流值：（其中為沖擊系數(shù)，變電站母線上?。┒搪啡娏髯畲笥行е担憾搪啡萘浚海ㄆ渲袨槎搪伏c(diǎn)的正常額定電壓）在標(biāo)幺值計(jì)算中，取基準(zhǔn)電壓,則有：利用這一關(guān)系，短路功率就很容易的由短路電流求得：6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。4.4主要電氣設(shè)備的選擇4.4.1基本原則由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。4.4.2技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。（1）電壓選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓UNSmax,即，Umax≥UNSmax（2）電流選用的電氣設(shè)備的額定電流IN不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即IN≥Imax4.4.3校驗(yàn)的一般原則電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的最大短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流；用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；短路的熱穩(wěn)定條件。4.4.4高壓開關(guān)電器的選擇選擇高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)的長期工作條件基本相同，區(qū)別在于它們的短路校驗(yàn)的內(nèi)容不同，如隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)不校驗(yàn)短路開斷電流。（1）種類和型式的選擇根據(jù)用途、安裝地點(diǎn)、安裝方式、結(jié)構(gòu)類型和價(jià)格因素等綜合條件合理選擇高壓開關(guān)電器。（2）額定電壓選擇開關(guān)電器的額定電壓應(yīng)等于或大于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓，即UN≥UNs（3）額定電流選擇開關(guān)電器的額定電流應(yīng)等于或大于通過斷路器，隔離開關(guān)的長期最大負(fù)荷電流，即IN≥Imax（4）斷路器的開斷電流選擇：斷路器的允許開斷電流INbr應(yīng)大于或等于斷路器實(shí)際開斷時(shí)間的次暫態(tài)短路電流，即≥（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)開關(guān)電器允許的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值ies應(yīng)大于或等于流過開關(guān)的三相短路沖擊電流ik，即ies≥ik（6）熱穩(wěn)定校驗(yàn)開關(guān)電器t秒熱穩(wěn)定電流It算出的允許熱效應(yīng)大于或等于通過開關(guān)的短路電流熱效應(yīng)，即≥Qk4.4.5隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵循倒閘操作順序。隔離開關(guān)的配置如下：1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；4）接在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。4.4.6互感器的選擇（1）電流互感器的選擇1.按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足：UN≥UNs；IN≥Imax式中UNs——電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓（kA）；UN、IN——電流互感器的一次額定電壓和電流；Imax——電流互感器一次回