前河山變電所電氣部分設(shè)計

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：前山河變電所電氣部分設(shè)計內(nèi)容摘要錦州葫蘆島兩錦地區(qū)地理位置優(yōu)越，該地區(qū)電網(wǎng)在遼西和遼中的電網(wǎng)中處于較為重要的位置。隨著國民經(jīng)濟的迅速增長和電力企業(yè)的快速發(fā)展，兩錦地區(qū)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也需要完善，為此在錦州地區(qū)建立220kv的電網(wǎng)勢在必行?？紤]各個因素，本次畢業(yè)設(shè)計確定的方案是220kv前山河變電所的主要電器設(shè)備接線圖以及變電站的防雷保護。通過考慮到確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性，分析原始資料、查閱相關(guān)手冊、選擇比較主接線、計算短路電流、以及繪制線路圖等一系列步驟，確定了本方案的各個細節(jié)。最后通過詳細的計算和分析，說明文章中提出的方案對提高電力系統(tǒng)供電的

2、可靠性和運行的經(jīng)濟性有著十分重要的作用，對構(gòu)建新城區(qū)城市電網(wǎng)，為遼西經(jīng)濟帶開發(fā)提供電力保障，為該地區(qū)提供更為充足的供電能力和網(wǎng)架支撐也非常重要。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計；變電所；電氣主接線目 錄內(nèi)容摘要i1緒論31.1變電站的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢31.2變電站的研究背景31.3本次論文的主要工作42電氣設(shè)計的主要內(nèi)容52.1變電所的總體分析及主變選擇52.2電氣主接線的選擇52.3短路電流計算62.4電氣設(shè)備選擇62.5配電設(shè)計和總平面布置設(shè)計63變電所的總體分析及主變選擇83.1變電所的總體情況分析83.2主變壓器容量的選擇83.3主變壓器臺數(shù)的選擇84電氣主接線設(shè)計114.1引言114.2電氣主接線設(shè)計

3、的原則和基本要求114.3電氣主接線設(shè)計說明125短路電流計算145.1短路計算的目的145.2變電所短路短路電流計算146結(jié)論16參考文獻171 緒 論1.1 前山河變電站的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢錦州地處遼西電網(wǎng)的中部，其西部與朝陽地區(qū)相連，起山海關(guān)腳下，東部連著盤錦和阜新地區(qū)，至饒陽河畔，南臨渤海灣，北枕松嶺山脈，地理位置十分良好。在“九五”期間，該地區(qū)用電負荷處于平穩(wěn)增長狀態(tài)。但在“十五”初期，由于國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，部分工業(yè)用戶受到影響，開始出現(xiàn)減產(chǎn)或停產(chǎn)局面，地區(qū)用電負荷出現(xiàn)負增長的現(xiàn)象。2003年后，隨著國家實施振興東北老工業(yè)基地的政策，本地工業(yè)、農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，用電負荷快速增長。

4、總體來說，遼西系統(tǒng)是典型的電源外送型系統(tǒng)，盤錦和錦州地區(qū)電網(wǎng)匯集了赤峰元寶山、阜新以及本地區(qū)綏中、南票、錦州三個發(fā)電廠的出力，向遼中電網(wǎng)輸送電力時，電網(wǎng)通過500kv線路3回以及地區(qū)間220kv聯(lián)絡(luò)線。錦州和葫蘆島兩錦地區(qū)綏中發(fā)電廠接入的是500kv的電網(wǎng)，通過綏中電廠-綏中變線一回線路向地區(qū)負荷供電，在該地區(qū)220kv層電力平衡中，綏中發(fā)電廠參與平衡時按300mw的裝機容量，按照統(tǒng)計數(shù)值，地方電廠以100mw出力。2008年，220kv層面上，錦州和葫蘆島兩錦地區(qū)冬大方式有325mw供電缺額，冬腰方式有72mw供電缺額。2010年，由于投運了大唐國際錦州熱能發(fā)電廠、南票熱能發(fā)電廠二期機組以及

5、凌海風(fēng)電場等，缺電局面有所扭轉(zhuǎn)，冬大方式多供電32mw，冬腰方式多供電277mw。對于兩錦地區(qū)內(nèi)部而言，在220kv層面接入的電廠主要在錦州地區(qū)，這些電廠的出力除了需要滿足本地區(qū)負荷外，還要輸送到朝陽和盤錦地區(qū)。而由于葫蘆島地區(qū)的發(fā)電廠僅有南票熱電廠，加上該電廠機組的出力不能完全滿足地區(qū)負荷的需求，大部分的電力還需從500kv沙河營變電所輸入。由此可見，要完善錦州電網(wǎng)的主網(wǎng)架，建設(shè)220kv的前山河變電站是很重要的基礎(chǔ)，該變電站的建設(shè)還將很好地支撐著遼西經(jīng)濟帶66kv及以下電網(wǎng)，對接下來的高壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，進一步提高供電安全可靠性以及運行經(jīng)濟性具有十分重要的意義。同時，該措施還可以解決當?shù)啬壳?/p>

6、供電容量嚴重不足、電網(wǎng)資源嚴重匱乏的問題。由此看來，220kv前山河輸變電工程的建設(shè)十分必要，同時也是非常緊迫的。1.2 前山河的研究背景電力工業(yè)一直是國民經(jīng)濟發(fā)展過程中十分重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，它作為國民經(jīng)濟的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，關(guān)系著國計民生的基礎(chǔ)，也是世界各個國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展的重點。電力工業(yè)作為先進的生產(chǎn)力和國家的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，很大程度上促進著國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，不僅關(guān)系著社會經(jīng)濟會發(fā)展，而且與國民的日常生活密切相關(guān)。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電的需求量迅速擴大，同時，其銷售市場的擴大又在很大程度是刺激了整個電力生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展，而人們對供電的要求也越來越高，尤其是電

7、力供應(yīng)的穩(wěn)定性、可靠性以及持續(xù)性。但是當前來看，電力工業(yè)的發(fā)展卻仍然不能很好地滿足整個社會發(fā)展和人們的需求，沒有起到很好的先行作用。以2004年夏季負荷供電的高峰期為例，全國范圍內(nèi)預(yù)計總的缺電量大約為3000萬kw，24個省區(qū)都出現(xiàn)了先后拉閘限電的情況，預(yù)期這種局面還要過二至三年才可以得到較好的黃姐。錦州市地處遼寧省西部，西邊與葫蘆島市毗鄰，北部分別接壤著朝陽、阜新市接壤，東南部與盤錦市為鄰，東部與沈陽市為鄰，西南方臨近渤海遼東灣。經(jīng)緯分別東經(jīng)1218，北緯417。全市東西方向最長為173km，南北方向?qū)?7km，地理面積為10301平方千米。該市轄管四區(qū)兩縣級市兩縣，分別為古塔區(qū)、太和區(qū)、凌

8、河區(qū)、開發(fā)區(qū)和葫蘆島市、北寧市以及黑山縣和義縣。該區(qū)地勢比較狹長，西北高東南低，地理位置依山傍海，十分優(yōu)越獨具特色，已經(jīng)形成了海陸空立體交通。作為進出關(guān)的必經(jīng)之地，錦州市素有“遼西走廊”之稱。長期發(fā)展以來，錦州市的經(jīng)濟特點是，大中型企業(yè)為骨干，地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為依托，工業(yè)體系主要有石油化工業(yè)、電力產(chǎn)業(yè)、冶金機械業(yè)、輕工紡織業(yè)、造紙業(yè)以及食品加工業(yè)等，門類十分齊全。商業(yè)和金融業(yè)發(fā)達的同時，錦州市文化教育基礎(chǔ)也很雄厚。它作為遼西地區(qū)物資的集散地，金融業(yè)很活躍，輻射半徑也在逐步擴大。在教育方面，錦州市有五座普通高等院校，60余個各類科研院所，在遼寧省屬第三位，是人才培養(yǎng)基地之一。從黨中央和國務(wù)院提出了振

9、興東北老工業(yè)基地的戰(zhàn)略和遼寧省委、省政府實施了遼西北開發(fā)戰(zhàn)略以來，錦州面臨著巨大的歷史發(fā)展機遇，充分把握這個機遇將會對快速促進錦州社會經(jīng)濟的發(fā)展，提前實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標有著巨大的推動作用。為此，今后一個時期，錦州市將把調(diào)整改造老工業(yè)基地，使其全面振興作為全市發(fā)展經(jīng)濟的前山河的重要任務(wù)，實施了“開放牽動”、“工業(yè)立市”以及“以港興市”三大重要發(fā)展戰(zhàn)略，始終堅持著經(jīng)濟建設(shè)和社會進步同步協(xié)調(diào)發(fā)展。該戰(zhàn)略部署也相應(yīng)地提高了地區(qū)的供電電壓和負荷，但是，一直以來，錦州地區(qū)220kv的電源非常少，城市的用電多來源于周邊的發(fā)電廠和變電站等，引起一些變電站的超負荷運行，嚴重威脅著該區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性

10、。因此，在錦州地區(qū)建設(shè)一座新的220kv變電站勢在必行，這不僅可以保障該區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和用電安全，而且可以穩(wěn)步推進城市的建設(shè)發(fā)展和經(jīng)濟的快速發(fā)展。1.3 本次論文的主要工作選前山河變電所作為設(shè)計對象，做有關(guān)這個變電所的電氣設(shè)計。本論文主要研究前山河變電所的電氣部分的電氣設(shè)計。本畢業(yè)設(shè)計出于對電網(wǎng)穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性的考慮。通過對原始資料的分析、主接線的選擇及比較、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kv女兒河變電所所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。2 電氣設(shè)計的主要內(nèi)容電氣設(shè)計主要包括強電和弱電兩個部分，強電部分

11、的主要設(shè)計內(nèi)容有：變配電系統(tǒng)、電力和照明以及防雷接地系統(tǒng)等。變配電系統(tǒng)主要部分有：高低壓系統(tǒng)、變壓器、備用電源系統(tǒng)等；而電力系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)配電和控制；照明系統(tǒng)則包括室內(nèi)外各類照明等；防雷接地系統(tǒng)主要包括防雷電感應(yīng)、防雷電波侵入、接地、等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)以及輔助等電位聯(lián)結(jié)等等。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分。變電所電氣一次部分設(shè)計包括變電所總體分析、主變選擇、電氣主接線設(shè)計、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置和總平面設(shè)計等。2.1 變電所的總體分析及主變選擇2.1.1 兩錦地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀兩錦地區(qū)地處遼西電網(wǎng)的中部，其西部與朝陽地區(qū)相連，起山海關(guān)腳下，東部連著盤錦和阜新地區(qū)，至饒陽河

12、畔，南臨渤海灣，北枕松嶺山脈，地理位置十分良好?，F(xiàn)階段，該區(qū)共有3座500kv變電所，各為董家變電所（2750mva）、沙河營變電所（1750mva）以及北寧變電所（2750mva）。現(xiàn)有13座220kv變電所，依次為地處錦州地區(qū)的錦州變電所（2120mva）、南山變電所（2180mva）、凌河變電所（2120mva）、青堆子變電所（290mva）、義縣變電所（63mva）、黑山變電所（80mva）；地處葫蘆島地區(qū)的錦西變電所（2180mva）、團山變電所（120+180mva）、華山變電所（85mva）、綏中變電所（63+90mva）、葫蘆島變電所（180mva）、建昌變電所（63+120m

13、va）、興城變電所（2120mva）。兩錦地區(qū)總的變電容量大約2664mva。通過220kv東青線、阜青線，使得兩錦地區(qū)與阜新地區(qū)電網(wǎng)相連，通過220kv龍州線、綏建線、南票電廠龍城線，使得兩錦地區(qū)與朝陽地區(qū)相連，通過220kv青曙線和凌曙線，使得兩錦地區(qū)與盤錦地區(qū)電網(wǎng)相連，其中，連接錦州地區(qū)與葫蘆島地區(qū)的線路為經(jīng)沙州線和南西1、2線。圖2-1 東北地區(qū)電網(wǎng)圖2.1.2 電源現(xiàn)狀現(xiàn)階段，兩錦地區(qū)接入電網(wǎng)的有1座500kv發(fā)電廠，即綏中發(fā)電廠（2800mw），2座220kv發(fā)電廠，即錦州發(fā)電廠（6200mw）和南票熱電廠（2100mw）；現(xiàn)有接入66kv及以下電網(wǎng)地方和企業(yè)自備13座，裝機容量4

14、31mw。2.1.3 用電量及負荷情況2005年兩錦地區(qū)供電量為107.5億千瓦時，供電最高負荷為1150mw。2.2 電氣主接線的選擇電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。同樣，在這里同學(xué)只需要介紹相關(guān)的概念及選擇的原則，不需要很具體的說明，具體說明的內(nèi)容放在接下來的相關(guān)章節(jié)中介紹。2.3 短路電流計算為了使所選擇的電氣設(shè)備，而足夠的可靠性，經(jīng)濟性，靈活性，在某一段時間內(nèi)的電力系統(tǒng)中，以滿足發(fā)展的需要，應(yīng)對不同的點的短路電

15、流進行驗證。電力系統(tǒng)短路電流，自20世紀50年代以來，中國電力行業(yè)引入長期使用前蘇聯(lián)的操作在任何時間曲線計算短路電流。所謂的運行曲線的電力系統(tǒng)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到個別計算阻抗在不同的條件下，在一定的時間的短路電流的發(fā)生器的參數(shù)，然后取平均值，所有這些短路電流，作為運行曲線，計算出在某一時刻和電抗的情況下的短路電流。制定運算曲線有兩種方法,同一變化法以及個別變化法。2.4 電氣設(shè)備選擇按照導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定sdgj14-86第1.1.2條規(guī)定:(1)應(yīng)力求技術(shù)先進,安全適用,經(jīng)濟合理；(2)應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求,并考慮遠景發(fā)展；(3)應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校準;(4)

16、選擇的導(dǎo)體品種不宜過多。2.5 配電設(shè)計和總平面布置本次畢業(yè)設(shè)計提出兩個方案，方案的區(qū)別在于220kv屋外配電裝置的母線布置型式，方案一為支持式管式母線，而方案二為懸吊式管式母線，依次參考的是ln220-a-2-220-d1模塊和國家220-a-4-220模塊的典型設(shè)計，兩個方案的其他部分設(shè)模式完全計相同。這兩個設(shè)計方案都可以滿足正常的生產(chǎn)運行以及檢修和維護的要求，安全可靠性良好。方案一：220kv屋外配電裝置為單列布置式，在東側(cè)方向出線。本期建設(shè)中有4回出線間隔，分別為沙女線、女南線、錦女1線以及錦女2線，遠期總共會有7回出線間隔。該期新建了1、2主變間隔、母聯(lián)間隔以及母線設(shè)備間隔。預(yù)留例如

17、3主變壓器間隔，為了方便變電所二期施工，避免不必要的母線停電，加掛了3主變間隔的上層饋線，方便遠期擴建，按照最終規(guī)模，本期12個間隔將一次性建成。本期方案一采用了支持式管型母線，而單柱垂直伸縮式隔離開關(guān)分相中型布置的型式。間隔寬為13米，管母線的相間距離為3.5米，按50ka選擇220kv設(shè)備的開斷電流，相間距離為3.5米，架空出線構(gòu)架的高度為15米，設(shè)備支架高度2.7米。母線支架柱采用的是薄壁離心鋼管混凝土桿鋼橫梁的“”結(jié)構(gòu)，構(gòu)架高度為6.9米，本方案設(shè)計時參考的是國網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計中220kv變電站分冊（遼寧電力有限公司）中的ln220-a-2-220-模塊。與手冊中的典型設(shè)計不同

18、的是本出線方案規(guī)模為7回，相比于典設(shè)多了1回出線。本期方案二220kv采用的是懸吊式管母線分相中型布置型式。母線間隔寬度為13米。按照50ka選擇220kv設(shè)備的開斷電流，母線的相間距離為3.5米，設(shè)備的相間距離為3.5米，母線高度為9.2米，構(gòu)架高度為12米，進、出線構(gòu)架的高度為15米，設(shè)備支架高2.7米。按照最終規(guī)模，本期12個間隔將一次建成。本方案參照國網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計中220kv變電站分冊中的220-a-4-220模塊，與手冊中的典型設(shè)計不同的是本出線方案規(guī)模為7回，相比于典設(shè)多了1回出線。接下來設(shè)計66kv屋外配電裝置，66kv線路從西側(cè)出線，本期新建了配電裝置的13個出線間

19、隔，分別為女錦1、2線，女凌線，女沙線，女三1、2線，女鐵1、2、3、4、5線以及南女1、2線等，共有1、2兩個主變間隔，母聯(lián)間隔1個，電容器組間隔2個、母線設(shè)備間隔1個，共20個變間隔。遠期計劃預(yù)留7回出線間隔，1個3主變間隔，預(yù)留母聯(lián)間隔1個，電容器組間隔1個，最終將形成20回出線，30個間隔等。為了方便變電所的二期施工，避免不必要母線的停電，將全部安裝預(yù)留的66kv3#主變間隔、3#電容器間隔以及預(yù)留母聯(lián)間隔的上層饋線。按照最終規(guī)模，本期30個間隔將一次性建成。本期66kv配電裝置用管母線普通中型布置型，母線間隔寬度為6.5米,架空出線高度為8.5米，縱向長41.5米，相間距1.6米，設(shè)

20、備的支架高度為2.7米。選用ldre-150/136型高強度鋁鎂合金導(dǎo)電管的管型母線， zsw-72.5/16型的支持絕緣子。統(tǒng)一布置配電裝置間隔內(nèi)的縱向電纜溝槽和隔離開關(guān)的開口方向，統(tǒng)一考慮間隔內(nèi)爬梯的設(shè)置和隔離開關(guān)的布置。本次設(shè)計中，66kv管母線方案雖然占地節(jié)省，但增加了母線系統(tǒng)投資。66kv采用2臺油浸式變壓器，接線方式為dyn11。本方案參照國網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計中220kv變電站分冊（遼寧電力有限公司）中的ln220-a-2-66-d1模塊。與手冊中的典型設(shè)計不同之處是本方案多建1回出線，加大母線截面，最終規(guī)模與典設(shè)一樣。3 變電所的總體分析及主變選擇3.1 變電所的總體情況分

21、析設(shè)計中必須從全局利益出發(fā)進行變電所的設(shè)計,妥善處理安全與經(jīng)濟以及基本建設(shè)與生產(chǎn)運行等方面的關(guān)系,需要從實際情況出發(fā),結(jié)合當?shù)厍闆r,采取適宜的建設(shè)標準。根據(jù)當?shù)匦枰c可能性,應(yīng)該有計劃和步驟地推行國內(nèi)外的先進技術(shù),一定程度上采用鑒定合格的新設(shè)備、新材料和新結(jié)構(gòu)等，逐漸提高地區(qū)的自動化水平。變電所的設(shè)計宜采用經(jīng)過審查的通用設(shè)計或典型設(shè)計。3.2 主變壓器容量的選擇分析兩錦供電公司提供出的該地區(qū)負荷資料可以看出，2005年，錦州地區(qū)的供電負荷為543mw，變電容量為1043mva，容載比為1.92。主要由南山變電所和錦州變電所2座220kv變電所向城區(qū)供電，用電負荷為330mw，容載比為1.5?？?/p>

22、以看出城區(qū)的容載比偏低。按照城網(wǎng)導(dǎo)則的要求，220kv電網(wǎng)容載比應(yīng)該在1.6至1.9之間。單分析前山河變電所可以看出，2008年最大負荷為160mw、2010年最大負荷為200mw，若本期采用2120mwa容量的主變，到2010年容量就會略顯不足；若采用2240mwa容量的主變，則在初期容量會略有偏大。因此，從分析來看，本期可以安裝2180mva容量主變，則2008年容載比為2.25，至2010年時，容載比變?yōu)?.8。考慮到“十二五”期間鐵合金的30萬噸鉻鐵項目的投產(chǎn)，前山河變就再擴建1180mva主變，就可以滿足要求，在主變檢修時還具有一定的靈活性。就錦州城區(qū)而言，錦州變電所、南山變電所、前

23、山河變電所聯(lián)合為錦州城區(qū)供電，2008年總變電容量為960mva，供電負荷為460mw，容載比為2.1；到2010年供電負荷達到500mw，容載比為1.92。3.3 主變壓器臺數(shù)的選擇主變臺數(shù)的考慮原則:(1)對于大城市郊區(qū)的一次變電所,如果中、低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng),裝兩臺主變?yōu)橐恕?2)對于地區(qū)性孤立的一次變電所以及大型工業(yè)專用變電所,應(yīng)考慮裝三臺主變壓器的可能性。(3)對于只裝兩臺主變變電所的規(guī)劃,主變基礎(chǔ)應(yīng)按大于變壓器容量的一至二級進行設(shè)計,方便負荷發(fā)展時更換主變。本次設(shè)計在220kv與66kv配電裝置之間安排布置主變壓器。本期安裝180mva無載調(diào)壓的雙繞組變壓器兩臺，遠期總共安裝180

24、mva的無載調(diào)壓雙繞組變壓器3臺。增加了2套排油注氮滅火裝置，將該裝置保護屏安裝于主控樓的保護屏室內(nèi)。本次采用的方案參照國網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計中220kv變電站分冊（遼寧電力有限公司）中的ln220-a-2-000模塊。3.4 電源裝機及電力平衡3.4.1 兩錦地區(qū)裝機規(guī)劃在“十一五”期間，在錦州葫蘆島兩錦地區(qū)新增加了一些電源項目，主要包括：南票發(fā)電廠二期擴建工程計劃2010年投入新增的2臺150mw機組；大唐錦州熱力發(fā)電廠計劃2010年投入新增的2臺300mw機組；而凌海風(fēng)電場，自2007年開始，以每年新建兩期，規(guī)模為49.5mw的規(guī)劃，2010年前最終形成300mw的規(guī)模。綏中電廠將接

25、入500kv的電網(wǎng)；錦州、南票以及大唐錦州熱電廠將接入220kv的電網(wǎng)；其他地方以及自備電廠都接入66kv及以下的電網(wǎng)。3.4.2 電力平衡總體來看，遼西系統(tǒng)是典型的電源外送型系統(tǒng)，赤峰元寶山電廠、阜新電廠和本地區(qū)的綏中、南票、錦發(fā)電廠出力等都在兩錦地區(qū)匯集，通過500kv線路3回，分別為2回董家-遼陽線、2回北寧-王石線及220kv地區(qū)間聯(lián)絡(luò)線，為遼中地區(qū)電網(wǎng)輸送電力。兩錦地區(qū)的綏中發(fā)電廠接入的是500kv的電網(wǎng)，通過綏中電廠-綏中變線一回線路向地區(qū)負荷供電，在該地區(qū)220kv層電力平衡中，綏中發(fā)電廠參與平衡時按300mw的裝機容量，按照統(tǒng)計數(shù)值，地方電廠以100mw出力。2008年，220

26、kv層面上，錦州和葫蘆島兩錦地區(qū)冬大方式有325mw供電缺額，冬腰方式有72mw供電缺額。2010年，由于投運了大唐國際錦州熱能發(fā)電廠、南票熱能發(fā)電廠二期機組以及凌海風(fēng)電場等，缺電局面有所扭轉(zhuǎn)，冬大方式多供電32mw，冬腰方式多供電277mw。對于兩錦地區(qū)內(nèi)部而言，在220kv層面接入的電廠主要在錦州地區(qū)，這些電廠的出力除了需要滿足本地區(qū)負荷外，還要輸送到朝陽和盤錦地區(qū)。而由于葫蘆島地區(qū)的發(fā)電廠僅有南票熱電廠，加上該電廠機組的出力不能完全滿足地區(qū)負荷的需求，大部分的電力還需從500kv沙河營變電所輸入。3.4.3 建設(shè)規(guī)模按照城網(wǎng)導(dǎo)則，220kv電網(wǎng)的容載比應(yīng)為1.61.9。分析前山河變電所的

27、數(shù)據(jù)，其2008年最大負荷量為160mw，2010年最大負荷量為200mw。本期可以安裝2180mva容量的主變，則2008年容載比為2.25，至2010年時，容載比變?yōu)?.8。就錦州城區(qū)而言，錦州、南山及前山河等單個變電所聯(lián)合為城區(qū)供電，2008年總的變電容量為960mva，供電負荷為460mw，容載比為2.1；到2010年供電負荷達到500mw，容載比為1.92，有所降低。上述計算的條件為：選2010年為計算水平年，取最小負荷率為0.7。控制錦州發(fā)電廠的220kv母線側(cè)電壓波動范圍處于231.5234.7kv之間；220kv前山河變電所的電壓波動范圍處于225.7231.9kv之間；66k

28、v母線波動范圍處于66.168.9kv之間。分析可以看出，前山河變的電壓波動不是很多大，所以采用了無載調(diào)壓變壓器。設(shè)計時按照無功電壓導(dǎo)則的規(guī)定，按照主變?nèi)萘康?0%30%配置變電所的補償容量，用以補償主變消耗的無功，并在校驗電壓質(zhì)量是否滿足要求時，按照系統(tǒng)的實際情況。設(shè)計中進行無功補償?shù)挠嬎銜r，區(qū)錦州地區(qū)功率因數(shù)為0.95，前山河變電所有功功率為200mw。未配置電容器時，通過計算可得，冬大運行方式下，該變電所66kv母線的電壓最低為65.6kv，傳輸?shù)臒o功功率為234.8mvar，無功損耗28.9 mvar。當配置了228 mvar的電容器，用以對主變的無功損失進行補償時，母線電壓變?yōu)?7.

29、8kv，傳輸?shù)臒o功功率為24.3 mvar，無功損耗27.78 mvar。4 電氣主接線設(shè)計4.1 引言電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。變電站電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備按一定順序連接而成的,電氣主接線的不同形式，直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定等都有決定性的影響。因此電氣主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因

30、素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較方可。4.2 電氣主接線設(shè)計的原則和基本要求本次進行電氣主接線設(shè)計時,考慮了以下四個方面的因素:(l)必須保證供電的可靠性和電能質(zhì)量電力生產(chǎn)的首要任務(wù)就是安全可靠, 對電氣主接線最基本的要求便是保證供電的可靠性和良好的電能質(zhì)量。進行設(shè)計時,除了要對主接線的基本接線形式進行定性評價外,對一些比較重要的變電所，更需要進行定量的分析和計算。雖然我們討論的屬于農(nóng)村電網(wǎng)變電所,但是這些變電所擔負許多郊區(qū)工廠和企業(yè)、風(fēng)景名勝、以及農(nóng)業(yè)排澇抗旱等重要的供電任務(wù),滿足供電的可靠性十分必要。隨著農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,加之使用了自動化裝置和一些先進的技術(shù),這都非常有利于主接線可靠性的提

31、高。但可靠性的提高不完全等價于元件或設(shè)備用得越多、越新、接線也越復(fù)雜，相反地,不必要地使用多余設(shè)備,使主接線復(fù)雜,運行發(fā)生不便,更會導(dǎo)致供電可靠性的降低。(2)靈活、方便,可以滿足遠方監(jiān)控的要求好的主接線應(yīng)該不僅可以滿足各種不同的運行狀態(tài),而且能夠靈活地轉(zhuǎn)換運行方式。正常運行時可以安全可靠地供電，故障情況或是設(shè)備檢修時也都能滿足遠方監(jiān)控的要求，可以簡單、靈活并且迅速地進行運行方式的倒換,使得停電時間最短，停電影響范圍也最小。顯然,過于復(fù)雜的接線不僅不能保證操作方便，反而會增加誤操作率，但太簡單的接線，也不一定可以滿足系統(tǒng)運行方式的要求，因此，合理地安排主接線十分重要。(3)經(jīng)濟性良好進行主接線

32、設(shè)計時，經(jīng)常會在可靠性與經(jīng)濟性之間發(fā)生貌似。如果要使主接線靈活可靠，必然會在一定程度上導(dǎo)致投資的增加。因此，設(shè)計中必須綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩種因素，在滿足了供電持續(xù)可靠、運行方便靈活的基礎(chǔ)上,盡可能使得設(shè)備的投資費用、運行費用最少。(4)可以發(fā)展和擴建目前，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,往往會對已投產(chǎn)的變電所有擴建的需求,從主變的容量、臺數(shù)、以及饋線的數(shù)量均有擴建的需求的可能性,因此在設(shè)計主接線時，應(yīng)該保留發(fā)展的余地,不僅要實現(xiàn)最終接線的目標，同時還要考慮到分期過渡接線的可能性，以及施工的方便性。4.3 電氣主接線設(shè)計說明擬建的220kv前山河變位于錦州市西南的前山河鄉(xiāng)，屬于錦州市開發(fā)區(qū)。在其北部約1

33、0km處有220kv錦州變電所，在其東南部約15km處有220kv南山山變電所；在其西北約1km處，有220kv錦州變南山變送電線路經(jīng)過，在其東南約10km處，220kv的錦州變沙河營變電所的送電線路也會經(jīng)過。按照該地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀，以及擬建前山河變電所的位置，再者考慮到地區(qū)的規(guī)劃網(wǎng)架，本期的前山河送變電工程的接入系統(tǒng)的方案和規(guī)模列舉如下：圖4-1 電氣設(shè)計主接線圖方案一：將220kv的錦州-南山變電站送電線路由型接入前山河變電所，線路全長為21.5km；將220kv的錦州沙河營變電站送電線路由型入前山河變電所，線路全長為29.5km。本期設(shè)計中，主變壓器容量為2180mva，220kv有4回出線

34、，66kv有11回出線。方案二：將220kv的錦州沙河營變電站送電線路由型接入前山河變電所，線路全長為29.5km；本期設(shè)計中，主變壓器容量為2180mva，220kv有2回出線，66kv有11回出線。由于該方案出現(xiàn)的線路路徑均處于開發(fā)區(qū)內(nèi)部，隨著開發(fā)區(qū)的建設(shè)，線路選擇余地會越來越小，考慮到這些因素，先將工程量比較大的沙州線路由型接入。前山河變電所220kv遠期的目標規(guī)模是：主變壓器容量為3180mva，220kv有4回出線，66kv有18回出線。根據(jù)審定方案，推薦使用方案一。本期前山河變電所分別以“”型入220kv錦南線及沙州線，組成220kv的4回出線，即2回線至錦州、1回線至沙河營、1回

35、線至南山，遠期目標進出線為7回。220kv-500kv變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程有這樣的規(guī)定：“220kv配電裝置出線為4回以及以上時，應(yīng)采用雙母線或其他接線”。因此，本期和遠期設(shè)計中，220kv均采用雙母線接線形式，裝設(shè)母聯(lián)斷路器和2組母線設(shè)備。按照錦州供電公司提供的前山河變電所66kv出線規(guī)模和排序，本期有13回出線1，依次為66kv女錦1、2線，女凌線，女三1、2線，女沙線，女鐵1、2、3、4、5線及南女1、2線。設(shè)計中遠期預(yù)留出線間隔7回，最終總出線達到20回。近期按雙母線形式接線，遠期則采用雙母線單分段的接線型式。分段點設(shè)于女三1線和女鐵5線之間，遠期的i、段母線均設(shè)有母聯(lián)斷路器。本期安裝2

36、組66kv28mvar電力電容器，接線形式為橋式差電流。遠期則預(yù)留1組28mvar電力電容器。5 短路電流計算5.1 短路計算的目的為了使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性并在一定的時期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,應(yīng)對不同點的短路電流進行校驗。5.2 變電所短路短路電流計算根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定中的相關(guān)規(guī)定，需要對錦州地區(qū)220kv的電網(wǎng)進行短路電流計算，目的是為了校驗電網(wǎng)中現(xiàn)有斷路器的斷流容量能不能滿足遠景年電網(wǎng)短路水平要求，該計算可以為選擇新建電力工程的設(shè)備提供參考，為遠景年電網(wǎng)所制造斷路器所需斷流能力提出要求。短路電流計算時，選2015年為計算水平年，錦州地區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)仍考慮

37、環(huán)網(wǎng)運行。實現(xiàn)錦州發(fā)電廠與董家變電所220kv母線的環(huán)并，綏中發(fā)電廠和綏中變電所220kv母線的環(huán)并，而對錦州與朝陽以及盤錦地區(qū)220kv的電網(wǎng)解環(huán)。選取2015年為計算水平年：（1）220kv母線:三相短路容量為10200mva,短路電流為26.8ka；（2）220kv母線：單相短路容量為9000mva，短路電流為23.6ka；（3）220kv母線流經(jīng):主變中性點短路電流誒4.4ka；（4）220kv母線穿越功率為600mva；主變參數(shù)為:180mva；%=13.5%計算短路電流時，選取三相(單相)短路容量。220kv母線短路容量,設(shè)基準容量=100mva, =10200(9000)mva基

38、準電壓=up =系統(tǒng)與220kv之間的阻抗值計算為：x1*=/=100/10200(9000)=0.0098變壓器繞組的標么電抗為：x2*=%/100se=13.5x100/100x180=0.075由1#、2#、3#并列運行，計算系統(tǒng)與66kv之間的阻抗值，得：x4*=x1*+x2*/2/x3=0.0098(0.0111)+0.025=0.0348(0.0361)系統(tǒng)供給66kv的母線的短路容量為sd2=/x4*=100/0.0348=2873.56mva220kv母線短路電流為三相值時：=/=10200/220=26.76ka短路電流沖擊值為： =2.55=68.26ka短路電流沖擊有效值為： =1.52=1.52*26.76=40.675ka短路容量為： sd=uj*=*220*26.76=10200mva220kv母線短路電流計算值為單相時：=/ue=9000/x220=23.62ka短路電流沖擊值: =2.55=60.229ka短路容量: =ich=1.