贺州学院电力系统分析课程设计
1 设计要求及任务
1.1 设计要求
根据“电力系统分析”课程所学理论知识和电力系统规划设计的基本任务，在电源及负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成一个区域电力网络的设计。要求对多个方案进行技术经济比较和分析，选择出最优方案，并对所选方案进行必要的技术计算（如调压计算、稳定性计算），提出解决技术问题的措施。
本次课程设计的具体要求是： （1）用标准符号绘制电气主接线图 （2）撰写计算书（负荷计算与短路计算） （3）选择高压设备 1.2 设计任务
1.2.1 变电站原始资料
500KV变电站为枢纽变电所，有三个电压等级。其500KV双回路进线，220KV馈线2回，35KV馈线12回。电源距变电站距离300KM，两回路输电。
220kv负荷资料：最大负荷60000KW，功率因数0.95，回路2回，距离变电站50KM；35KV负荷资料：分别为矿机厂、机械厂、汽车厂、电机厂、机车厂、煤矿厂回路各两回，功率因数都是0.95，距离变电站均按60KM计算，重要负荷均是65%，前5个厂最大负荷均按2500KW计算，煤矿厂最大负荷25000KW。最大负荷时间分别是500kv侧为3000小时/年，220kv侧为3600小时/年，35kv侧为5000小时/年。500kV保护动作时间0.08s，220kV和35KV为0.15S，断路器灭弧时间按0.06S考虑。 1.2.1 变电站负荷统计
根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。线路中l～2为500kV进线，3~4为220kV馈线，5~16为35KV馈线。 根据任务书对负荷统计。
表1 负荷统计表 回路序号 1 2 3 4 5
回路名称 500KV进线甲线 500KV进线乙线 220KV馈线甲线 220KV馈线乙线 35KV煤矿厂甲线 最大负荷 60000kw 60000kw 25000kw 1
功率因数 0.95 0.95 0.95 线长 300km 300km 50km 50km 60km 供电回路 1 1 1 1 1 赵洋 500KV变电站设计
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 35KV煤矿厂乙线 35KV矿机厂甲线 35KV矿机厂乙线 35KV机械厂甲线 35KV机械厂乙线 35KV汽车厂甲线 35KV汽车厂乙线 35KV电机厂甲线 35KV电机厂乙线 35KV机车厂甲线 35KV机车厂乙线 25000kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 2500kw 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 60km 60km 60km 60km 60km 60km 60km 60km 60km 60km 60km 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 电气主接线的设计
2.1 主接线设计基本要求与设计原则
（1）保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的大故障率及其对供电的影响。
（2）具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下调整要求。 （3）主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积减少电能损失，即具有经济性。
（4）应能容易地从初期过度到最终接线，并在扩建过度时，一次和二次设 备所需的改造最小，即具有发展和扩建的可能性。
（5）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。
（6）在 35kV配电装置中，当线路为 3 回及以上时，一般采用单母线或 单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。
（7）220kV配电装置中，线路在 4 回以上时一般采用双母线接线。
（8）500kV配电装置中，对可靠性要求较高。当配电装置连接元件总数在 6 个及以上时，通常都采用一台半断路器接线或双母线分段带旁母的接线方式。
（9）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。
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2.2 主接线方案的选取
2.2.1 500kV 侧主接线方案的选取
该变电所为系统中的枢纽变，在系统中有较重要的地位，对可靠性要求高。且根据任务书要求，本电压等级负荷容量大，亦需要有较高的可靠性。经考虑，采用的主接线方案有：一台半断路器接线，角形接线，双母线分段带旁路接线。 方案①： 角形接线
W1
T1
W2
T2
图2.1 角形接线
角形接线的优点：所用断路器数目少，却具备较高的可靠性，任意一台断路器检修时，不会引起任何回路停电，不存在母线故障所产生的影响,一条回路发生故障时，不影响其它回路正常供电，且不会发生带负荷断开隔离开关的事故。
缺点：检修任何一台断路器时，多角形就开环运行，容易造成供电紊乱，运行方式变化大，继电保护装置复杂，不便于扩建。
500KV系统主接线必须具有较高的可靠性，才能保证区域用电的稳定性，由角形接线的缺点可知系统运行时的可靠性得不到保障，故这种主接线方式可以排除。 方案②： 双母线分段带旁路接线
图2.2 双母线分段带旁路接线
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赵洋 500KV变电站设计
双母线分段带旁路接线的优点：除具备双母线分段接线的优点外，在双母线分段接线的基础上，增加了一条旁路母线，可保证当线路断路器检修时不停电，极大的提高了供电可靠性。
缺点：旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，双母线分段断路器所需断路器数目多，投资费用较大。
本高压变电站进出线为4回，双母线分段接线相对于其它接线方式需要更多的断路器，投资大，故不适合选用该接线方式。 方案③： 一台半断路器接线
一台半断路器接线的优点：有很高的可靠性，运行经验表明，在双重故障情况下，一台半接线都可以保护 80%的元件不停电，这是其他任何接线方式不可比的。有较高的运行灵活性，任何一个元件可根据运行的需要接在不同的母线系统中，母线系统之间的元件可任意分配，其操作程序简单，操作引起故障的几率小。
运行操作方便，设备检修方便，总体上说，在保护及二次回路接线方面不比母线制接线复杂。对于本500kV高压变电站，进出线为4回，用断路器数目为6台，只比双母线接线多一台，比双母线分段的断路器少一台，费用不高。综合各 方面因素，500kV高压侧选用一台半断路器接线方式。
图2.3 一台半断路器接线
综上所述，确定方案③为本变电站500kV高压侧的最终接线方式。 2.2.2 220kV侧主接线方案的选取
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