兰州理工大学成人教育毕业设计（论文）
断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
1.3.2 主接线设计的基本要求
根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。
(1) 可靠性
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：
1) 断路器检修时是否影响供电；
2) 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
3) 变电站全部停电的可能性。 (2) 灵活性
主接线的灵活性有以下几方面的要求：
1) 调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
2) 检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。
3) 扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。
(3) 经济性
可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。
1) 投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10.5KV）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。
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2) 年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。
3) 占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。
4) 在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。
1.3.3 设计步骤
电气主接线设计，一般分以下几步：
(1) 拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些较差的方案，保留2个技术上相当的较好方案。
(2) 对2个技术上比较好的方案进行经济计算。
(3) 对2个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。 (4) 绘制最优方案电气主接线图。
1.3.4 初步方案设计
根据原始资料，此变电站有三个电压等级：110/35/10.5KV ，故可初选三相三绕组变压器，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电可靠性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下六种接线方案供最优方案的选择。
表1-3 本变电所可能的电气主接线方案 方案 110KV 主变 10.5KV 方案一 单母线接线 2台 单母线接线 方案二 单母分段接线 2台 方案三 单母分段接线 2台 方案四 单母线接线 2台 方案五 内桥接线 2台 单母线接线 方案六 内桥接线 2台 单母分段接线 单母线接线 单母分段接线 单母分段接线 六种电气主接线方案的简图如下：
方案一 方案二
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方案三 方案四
方案五 方案六
1.3.5 技术方面比较
1.3.5.1 单母线接线：
(1) 优点：结构简单清晰、操作简便、不易误操作；节省投资和占地；易于扩建。 (2) 缺点：母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或断路器拒动）将使全部支路停运，即停电范围为该母线段的100%，且停电时间很长，若为母线自身损坏需待母线修复之后方能恢复各支路运行。
(3) 通过该接线优缺点的分析，可见，变电所在系统中为终端变，对于110KV侧若采用该接线方式，一旦母线或母线侧隔离开关故障或检修，将造成全站停电，全所停电将对地区经济和人民生活造成较大影响，故110KV不宜采用此接线；对于10.5KV侧若采用该接线方式，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电。且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故10.5KV也不宜采用此接线。 1.3.5.2 单母分段接线：
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(1) 优点：母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；一段母线故障时（或检修），仅停故障（或检修）段工作，非故障段仍可继续工作。
(2) 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的电源和出线，在检修期间必须全部停电；任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。
通过该接线优缺点的分析，可见，对于110KV侧若采用该接线方式，其优点是当一段母线发生故障时，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电；缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电，所以该接线方式对于110KV侧可以考虑。10.5KV侧若采用该接线方式，其优点是对重要用户可以从不同段母线引出两回路，有两个电源供电，增加了供电的可靠性；缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电，所以该接线方式对于10.5KV侧可以考虑 1.3.5.3 桥形（内桥）接线：
(1) 优点：两条线路上都装一台断路器，因此线路的切除和投入比较方便，当线路发生短路时，仅故障线路断路器跳开，仅停该线路，其他3个回路仍可继续工作；高压断路器数量少，造价低，容易发展为单母分段接线。
(2) 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需要操作两台断路器并影响一回线路暂时停运。
通过该接线优缺点的分析，可见，在变电所首期负荷较少，引出线数目不多，考虑到变压器的故障及操作比线路少的情况下，110KV侧可以考虑采用此接线。一旦母线或母线侧隔离开关故障或检修，将造成全站停电，对地区经济和人民生活造成较大影响，故110KV不宜采用此接线；对于10.5KV侧若采用该接线方式，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电。且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故10.5KV也不宜采用此接线。
从上述分析比较选出两个技术上较好的方案：
方案三：110KV电压母线采用单母线分段接线， 10.5KV电压母线采用单母线分段接线； 方案六：110KV电压母线采用内桥接线10.5KV电压母线采用单母线分段接线。
1.3.6 经济方面比较
1.3.6.1 计算综合投资
(1) I?I0(1?a/100)(元）
式中I0—为主体设备的综合投资，包括变压器、高压断路器、高压隔离开关及配电装置等设备的综合投资；
a—为不明显的附加费用比例系数，一般110KV取90。 (2) 主体设备的综合投资如下：
表1-4 主变费用 每台主变的参考价格主变容量数（单位：MVA） （单位：万元/台）
9 变压器的投资（单位：万元） 兰州理工大学成人教育毕业设计（论文）
35 400 2×400=800 表1-5 110KV侧SF6断路器费用 每台SF6断路器的参考价格（单位：方案三中的SF6断路器的方案六中的SF6断路器的万元/台） 投资（单位：万元） 投资（单位：万元） 24.5 5×24.5=122.5 3×24.5=73.5 表1-6 110KV侧GW4-110型隔离开关费用 每台隔离开关的参考价格（单位：方案三中的隔离开关的投方案六中的隔离开关的万元/台） 资（单位：万元） 投资（单位：万元） 2.5 8×2.8=22.4 6×2.8=16.8 表1-7 配电装置费用 接线方式 单母分段 内桥 投资（单位：万元） 150 内桥 I0=800+73.5+16.8+120=940.3 IⅡ=I0（1＋a/100）=940.3（1＋90/100）=1786.57 120 表1-8 综合投资费用 单母分段 主体设备总投资（单I0=800+122.5+22.4+150=1094.9 位：万元） 综合投资（单位：万IⅠ=I0（1＋a/100）=1094.9（1＋元） 90/100）=2080.31 1.3.6.2 计算年运行费用 (1) U?a?A?U1?U2(万元）
式中U1—检修、维护费，一般为（0.022～0.042）Z； U2—折旧费，一般为（0.05～0.058）Z；
电能电价，一般可取本省、市的实际电价0.51元/kW.h； ΔA—变压器电能损失(kW.h)（一年）
(2) 三绕组变压器：n台同类型、同容量三绕组变压器并联运行时，其年损耗电能 计算公式为：
?A?[n(?P0?K?Q0)T?1/n(?P1K?K?Q1K)?1max?(?P2K??Q2K)?2max?(?P3K??Q3K)?3max]式中n—台数，n=2；
ΔP0，ΔQ0—每台变压器的空载有功损耗，无功损耗?Q0?I0%Se/100;
T—三绕组变压器的年运行小时数，对应负荷S运行的小时数，取T=5500h； ΔP1K、ΔP2K、ΔP3K―分别为三绕组变压器一、二、三侧绕组的短路有功损耗KW. ΔQ1K、ΔQ2K、ΔQ3K—分别为三绕组变压器一、二、三侧绕组的无功损耗，KVar。
?Q?U0%Se/100；
K—无功经济当量，系统中的变压器取0.1；
?1max,?2max,?3max—分别为三绕组变压器一、二、三侧绕组最大负荷损耗时间,h.
型号为SFSZ9-50000/110的变压器，其有关参数如下：
表1-9 SFSZ9-35000/110的变压器的有关参数 空载电流损耗（KW） 阻抗电压（％） 短路功率损耗（KW） （％） 空载 负载 高中 高低 中低 高中 高低 中低 0.85 52 225 10.5 17-18 6.5 300 350 255
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