第二章 根据规定的容量选择主变
第二章 根据规定的容量选择主变
2.1 主变选择的原则
SDJ161-1985《电力系统设计技术规程》、SDJ2-1988《220~ 500kV变电所设计技术规程 》对变电所的变压器选择原则的相关规定[3]：
（1）变压器容量、台数、相数、绕组数及阻抗等主要规范，应根据电力负荷发展及潮流变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的危险影响、调相调压、设备制造及运输等具体条件进行。
（2）220~ 330kV变压器，若不受运输条件限制，应选用三相式。
（3）凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%；在计及过负荷能力后得允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。如变电所其他电源能保证变压器停运后向用户的一级负荷供电，则可装设一台变压器。
（4）220~ 330kV具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率可达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器。
2.2 本所主变的选择
结合本站的实际情况：
（1）110kV侧及10kV侧连接有无备用电源且不可停电的负荷，故主变采用有载调压的调压方式；
（2）由于不受交通运输条件限制，主变采用三相式；
（3）负荷预测的结果，6年后该地区负荷（折算成视在功率）将达到400MVA，进两年内负荷达到140MVA。根据负荷预测结果，决定采用三台容量为150MVA的主变，按照预测的负荷增长情况，分三期投入，每期投入一台。三期完工后，当其中一台事故停运后，余下两台仍能保证全所全部负荷的70%以上（两台容量300MVA，总负荷400MVA），能保证了一级负荷的供电；
（4）通过主变的各侧的功率均超过主变额定容量的15%，故采用三绕组形式。 综合以上条件，最终采用沈阳变压器厂生产的SFPSZ7-150000/220变压器，具体参数如下：
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第二章 根据规定的容量选择主变
表2-1 变压器的参数表
变压器型号 额定电压(kV） 额定容容量量中比（%） 高低压 （kVA） 压 压 联结组型号 损耗(kW) 空载 短路电压Uk% 负Ⅰ-Ⅱ Ⅰ-Ⅲ Ⅱ-Ⅲ 载 SFPSZ7-150000/220 150000 100/ 100 230 115 10.5 /50 YN, yn0, 170 570 12.4 dll 22.8 8.4 3
第三章 电气主接线方式设计
第三章 电气主接线方式设计
3.1 电气主接线设计主要原则及初步方案
变电所电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。
电气主接线的设计原则是[3]：应根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。
电气主接线的主要要求为[3]：
（1）可靠性：衡量可靠性的指标，一般是根据主接线型式及主要设备操作的可能方式，按一定的规律算出“不允许”事件发生的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种主接线型式择优选择。
（2）灵活性：投切变压器、线路断路器的操作要可靠方便、调度灵活。 （3）经济性：通过优化比选，工程设计应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗少。
综合以上要求，可以初步选出本站的接线方式：
220kV侧，可供选择的主接线方式有单母线分段接线和双母线接线； 110kV侧，可供选择的主接线方式有单母线分段接线和双母线接线； 10kV侧，采用常用的单母线接线方式。
下面从可靠性、灵活性、经济性三个方面对单母线分段接线方式和双母线接线方式进行比较。
3.2单母线分段接线
图3-1 所示的即为单母线分段接线方式，单母线用分段断路器QFd进行分段。
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第三章 电气主接线方式设计
图3-1 单母线分段接线示意图
3.2.1 单母线分段接线的可靠性
在这里用故障树分析法[4]，建立单母线接线的故障模型，下表为各元件的可靠性指数。
表3-1 故障树分析法中各元件的可靠性指标
指标 变压器 元件 λR（次/台·a） λS（次/台·a） γ(次/h） λM（次/台·a） γ'（次/台·a） μR μS μM PN PR PM PS 0.0262 585.58 0.663 172.6 14.9595273 50.75 0.985402 0.001725825 0.012873 高压断路器 0.06 0.02 160 1 120 54.75 17520 73 0.985065 0.001439365 0.013494 0.000001 高压母线 0.015 20 0.166 72 438 121.67 0.998603 0.0000342 0.001362 高压隔离开关 0.00149 56 0.147 80 156.428571 109.5 0.99865 0.00000951 0.001341 架空线 0.114 11.223 1.005 93.601 780.539963 93.5887437 0.989233 0.00014448 0.010623 其中：λR为非扩大型故障率，表示元件故障只造成元件本身停运，而不影响其它元件运行的一类故障；λS为扩大型故障率，表示该元件故障除了本身停电以外，还会导致其它相关元件停运的一类故障的故障率；λM为计划检修率；γ为故障修复时间；γ'为计划检修时间；μR为故障状态到正常运行状态的修复率；μS为扩大型故障状态和拒动状态到修复状态的切换率；μM为计划将向状态到正常运行状态的计划检修修复率；PN为元件正常工作的概率；PR为非扩大型故障状态概率；PM为计划检修概率；PS为扩大型故障状态概率。架空线对应的各项指标单位为（100kM/台·a）
采用表3-1中的电气可靠性数据，采用故障树分析法，对主接线系统进行可
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第三章 电气主接线方式设计
靠性分析，主接线中最严重的故障为变电站停运，构建故障树的顶事件为变电站停运，在不增加备用变压器（一台变压器）的情况下，引起变电站停运的事件有L1、L2同时故障、变压器线路故故障：
变电站停运 G1 ?1 线 路 停 运 G11 母 线 停 运 G12 G13 电 源 停 运 & & 线 路 L1 停 运 G21 G22 线 路 L2 停 运 母线 L1 停 运 G25 母线 L2 停 运 G26 ?1 QS 21 故 障 QS 22 故 障 QF 2 故 障 QS 41 故 障 ?1 QS 42 故 障 QF 4 故 障 W 2 故 障 ?1 QF 5 故 障 QS 11 故 障 ?1 QS 12 故 障 QF 1 故 障 QS T1 故 障 x4 x5 x6 x10 x11 x12 x15 x16 x1 x2 x3 x13 图3-2 单母线分段接线故障的故障树法原理图
图3-2中，?1表示只要输入事件中有一个失效则该事件失效，&表示输入事件全部失效时该事件才失效。所有的基本事件xi表示设备或子系统故障，根据所购建的故障树，单母线接线方式的可靠性模型为：
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