220kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)1

220kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)1,kv,變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 2004 lntematlonal Conference on Power System Technology POWERCON 2004 Slngapore 21 24 November 2004 I Unschctnsformer unit The capacity of the equivalent transformer unit is determined by the reserve margin and the tie line capacity constraint Besides the corresponding probability of the equivalent unit is obtained by the forced outage rate of the existing transformer units By considering the transfer capability of neighboring reserve margin the timing to commit new transformer to maintain the service reliability can be delayed and the loading factors of all main transformen can be improved A Mod ed expansion planning of Fengshan service area To investigate the impact of transformer reserve margin of interconnected areas to the LOLE of Fengshan service area two neighboring service areas of Renwu and Siaogang are included in the simulation The total existing capacity of main transformer units of Renwu and Siaogang areas are 200MVA and 460MVA respectively By summing the capacity of tie lines between Fengshan and the other mas the reserve capacity which can be provided by Renwu and Siaogang is 25 MVA each By including the equivalent transformer capacity and considering the corresponding probability of the neighboring service area the loss of load expectation of Fengshan service area has been modified as illustrated in Fig 4 and table WI To maintain the same service reliability with LOLE as 0 001 daydyear with peak loading forecast the new transformer unit of 60MVA has to be committed far years of 2009 2 1 12 2 1 17 and 2 12 1 respectively By comparing Fig 4 to Fig 2 it is found that the investment of new main transformers can be postponed if the capacity reserves of neighboring service areas are considered in the evaluation of system reliability 1 0 1 1 E 2 1 8 1E 5 1 E6 t E 1 E4 159 300 350 400 450 500 550 600 6 annual peak loading Mw Fig 4 Modified LOLE of Fengshan area for dlfkent MTR capacity 10 61 OoooO5577 Ow001155 000600017 0 oooooobb 0 0000oooo 000118612 0 00022273 0 00000324 OM o xIS 0 000 M00 0 00387wci 0 00086863 O oooO2367 0 00000MO 0 00000001 400 0 02129481 0 00492490 O wO16757 O ooOW551 0 0000W15 Fig 5 shows the revised LOLE of Fengshan service mea after taking into account the capacity reserve of SOMVA provided by the neighboring areas To serve the peak loading of 425MW with the existing 450MVA main transformer capacity the LOLE has been solved as 1 5246 daydyear as shown in table VI On the other hand the LOLE has been reduced to be 0 11 3 ldaydyear if the 50 MVA capacity reserve is included in the reliability analysis I owooooo00 0 010Mx10000 0 0001000o0o 0 0000010000 o ooooooo1oo 0 1 150 200 250 300 350 400 450 500 Peak load MW Fig 5 LOLE of Fengshan V CONCLUSIONS been derived According to the forced outage rate of main transformers the loss of load expectation has been evaluated The expansion planning of main transformers to maintain system service reliability is obtained To further enhance the cost benefit of main transformers expansion planning the transformer reserve capacity of neighboring areas is considered and represented as an equivalent transformer unit with the corresponding outage probability The service reliability of distribution system cil l be improved effectively with the reserve capacity supported by the neighboring areas Besides the commitment of new transformers can be postponed and the loading factors of existing transformen can be improved by the proposed expansion strategy W RE FERENCES I 2 131 4 0 5 Luo Service reliability of dishibutiou system Taiwan Power Company training center 1987 Dishibution annual reports Taiwan Power Company 2002 Roy Billinton and Ronald N Man Retiability Evaluation of Power Systems Second Edition 1996 EEX Recommended Practice for the Design of Reliable Indastrial and ConmKrrial Power Systems IEEE Standard 493 1997 Vn BIOGRAPHIES C S Chen received the B S degree hnm National Taiwan University in 1976 and the M S PhD gm in Eldcal Enginaaing from the University of Texas at Arlington in 1981 and 1984 respectively From 1984 to 1994 he was a professor of Electrical Engintcring department at National Sun Yat Sen University From 1989 to 1990 he was ou sabbatical at Empros Systems International Since Oct 1994 he woks as the depuly director general of Dcpamncnt of Kaohsiuug Mass Rapid Transit From Feb 1997 to July 1998 he wag with the National Taiwan University of Science and Technology a a professor Fmm August 1998 he is with the National Sun Yat Sen University a full professor His majors are wmputa control of power systems electrical and mechanical system integration of mass rapid transit systems M Y Huang received the M S degree in Electrical Engineering mm National Chtng Kung University in 1993 He is currently pursujng Ph D degree in Electrical Engincuing of National Sun Yat Sen University C C Chen received the B S dege hm National Taiwan Institute of Tffihnology in 1989 M S degree fium National Suu Yat Sen University in 2003 He is presently an enginscr at Taipower To achieve the optimal expansion planning of main transformer capacity with the load growth of distribution system the historical peak load demands of service areas have been collected By performing the regression analysis the time series model for load forecasting of service areas has 62 華 北 電 力 大 學(xué) 科 技 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）附 件外 文 文 獻(xiàn) 翻 譯學(xué) 號(hào)： 018901090206 姓 名： 杜旭光 所在系別： 電力工程系 專業(yè)班級(jí)： 農(nóng)電08k2 指導(dǎo)教師： 牛勝鎖 原文標(biāo)題： Expansion Planning of Substation Capacity by Considering Service Reliability 2012年 6月7日從服務(wù)可靠性上考慮變電容量的拓展規(guī)劃 C. S. Chen, Member, IEEE, M.Y. Huang, and C. C. Chen.2004 International Conference on Power System Technology - POWERCON 2004 Singapore. 21.24 November 2004 摘要：變電容量擴(kuò)大計(jì)劃是分配制度非常關(guān)鍵的問題，以維持服務(wù)的可靠性。 特里斯提出一種能力的方法，變電站主變壓器的擴(kuò)建規(guī)劃考慮負(fù)荷期望損失（LOLE），調(diào)查配電系統(tǒng)的可靠性，鳳山六個(gè)服務(wù)領(lǐng)域臺(tái)電區(qū)被選中的計(jì)算機(jī)模擬。 “每年每個(gè)地區(qū)高峰負(fù)荷預(yù)測，未來20基于時(shí)間序列的方法是由沅歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和負(fù)荷特性。使用強(qiáng)迫停運(yùn)率（FOR）的變電站，主變壓器每個(gè)服務(wù)區(qū)LOLE得到解決。產(chǎn)能擴(kuò)張因此，通過主變壓器規(guī)劃提交新的主變壓器在今年LOLE的超過指定的標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，主變壓器容量傳輸能力不同地區(qū)之間的聯(lián)絡(luò)線容量的約束也是考慮。這是主要的擴(kuò)展規(guī)劃找到變壓器擬議的方法可以提供更好的變壓器投資成本的有效性，以滿足服務(wù)可靠性以及系統(tǒng)的高峰負(fù)荷。關(guān)鍵詞-負(fù)載期望指數(shù)損失（LOLE）：強(qiáng)迫停電率。1引言時(shí)間序列的負(fù)荷預(yù)測方法用于在臺(tái)灣電力公司（臺(tái)電）在分配制度現(xiàn)在的時(shí)間。通常估計(jì)的可靠性指標(biāo)系統(tǒng)平均停電頻率指數(shù)（SAIFI）系統(tǒng)平均停電時(shí)間指數(shù)（SAIDT）1。收集這些數(shù)據(jù)需要巨大的人力，但它確實(shí)不顯示負(fù)載的需求，以及之間的關(guān)系電源。停電時(shí)間和SAIFI的可靠性指標(biāo)臺(tái)電系統(tǒng)從1998年至2003年，列于表我和表二分別。在2003年，系統(tǒng)的平均停電時(shí)間為39.736分鐘。以提高客戶服務(wù)的可靠性，配電饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，建立新的聯(lián)絡(luò)線和擴(kuò)大主變壓器在臺(tái)電通過能力。預(yù)計(jì)該系統(tǒng)SAID1可以減少到21分鐘，每位顧客在2008年能夠更好地實(shí)現(xiàn)變電站擴(kuò)建規(guī)劃，鳳山區(qū)已被分成幾個(gè)服務(wù)領(lǐng)域根據(jù)地理上的限制。一年一度的高峰在過去五年每個(gè)主變壓器的負(fù)荷已被用來預(yù)測負(fù)荷需求在未來十年最小二乘法。一旦該地區(qū)每年的高峰負(fù)荷在變壓器總?cè)萘窟_(dá)到70服務(wù)的領(lǐng)土，或主變壓器的負(fù)荷因子大于90，將致力于新變壓器。通過這種方法，主變壓器停電的概率是不考慮和不系統(tǒng)的可靠性，如LOLE指數(shù)提供。為了實(shí)現(xiàn)更好的成本效益的主要變壓器擴(kuò)建規(guī)劃，負(fù)載預(yù)期的損失;高峰負(fù)荷年均增長率為每個(gè)服務(wù)區(qū)應(yīng)在一個(gè)更加系統(tǒng)化的方式調(diào)查。此外，鄰近地區(qū)的儲(chǔ)備容量傳輸能力應(yīng)包括使主要的產(chǎn)能擴(kuò)張變壓器可以推遲，同時(shí)保持相同可靠性指標(biāo)的水平。二，服務(wù)領(lǐng)域負(fù)荷預(yù)測方法要加強(qiáng)分配制度的有效性規(guī)劃，服務(wù)領(lǐng)域，為未來的負(fù)載需求年負(fù)荷預(yù)測預(yù)測。通過這種方式，主變壓器容量的擴(kuò)大和分銷饋線，可達(dá)到最佳的成本效益增加系統(tǒng)的容量與負(fù)荷增長需求。已經(jīng)取得了小面積負(fù)荷預(yù)測臺(tái)電確定每個(gè)小批量的負(fù)載需求根據(jù)地區(qū)發(fā)展的市區(qū)，面積和使用家電。這個(gè)過程變得非常乏味因?yàn)樯婕斑@么多的數(shù)據(jù)。在本文中，時(shí)間序列負(fù)荷預(yù)測適用于大負(fù)荷增長預(yù)測服務(wù)區(qū)各主要考慮峰值負(fù)荷變壓器卵子在未來幾年內(nèi)。對(duì)于臺(tái)電鳳山區(qū)，全程服務(wù)領(lǐng)土被劃分為5個(gè)區(qū)域，根據(jù)地理位置。表ID與相應(yīng)的顯示領(lǐng)域在1992年至2002年的年度高峰負(fù)荷2。為鳳山服務(wù)區(qū)服務(wù)市區(qū)住宅和商業(yè)客戶，負(fù)荷增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，因?yàn)槭褂昧吭黾涌照{(diào)。通過執(zhí)行負(fù)荷預(yù)測時(shí)間序列法，每個(gè)服務(wù)區(qū)的負(fù)荷需求獲得。服務(wù)客戶，有5個(gè)變電站11主變壓器已安裝在鳳山服務(wù)區(qū)，每個(gè)服務(wù)區(qū)的負(fù)荷需求模型已推導(dǎo)出根據(jù)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的每個(gè)服務(wù)區(qū)的所有變電站。年度負(fù)荷預(yù)測線性回歸分析，可以通過使用負(fù)載需求和現(xiàn)有主變壓器的相應(yīng)負(fù)荷因素從2003年到2022.It發(fā)現(xiàn)鳳山地區(qū)高峰負(fù)荷因子超過70，這意味著，新的主變壓器容量必須承諾遵守臺(tái)電規(guī)劃準(zhǔn)則。根據(jù)上年度的高峰負(fù)荷預(yù)測和主變壓器的負(fù)載服務(wù)區(qū)的期望損失的能力，可以考慮提供每個(gè)變壓器單元派生。 每個(gè)服務(wù)區(qū)的負(fù)荷需求模型已經(jīng)導(dǎo)出線性回歸分析，根據(jù)所有變電站的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)。每個(gè)年度負(fù)荷預(yù)測 服務(wù)區(qū)，可以通過使用負(fù)載需求模型 而得。表四顯示預(yù)測的峰值負(fù)載和 現(xiàn)有的主變壓器相應(yīng)的負(fù)荷因子 從2003年至2022年。它被發(fā)現(xiàn)，高峰負(fù)荷因子 鳳山面積已超過70，這意味著新 主變壓器容量必須承諾遵守 臺(tái)電規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)?；谀甓雀叻遑?fù)荷預(yù)測和主變壓器，容量 負(fù)載服務(wù)區(qū)的期望損失可以得出 考慮到每個(gè)變壓器設(shè)備的可用性。三，服務(wù)區(qū)負(fù)荷預(yù)期損失（LOLE）主變的模型容量可以卷積與峰面積模型加載產(chǎn)生的空載損耗每個(gè)服務(wù)區(qū)的期望。在本文中，系統(tǒng)可靠性的分布，LOLE，用來表示預(yù)期在每天高峰負(fù)荷將在一年的天數(shù)超過可用容量。該LOLE被表示為：（1）。其中CI =可用容量主變壓器第i天Li=預(yù)測第i天的高峰負(fù)荷4（c，-L）=空載損耗的概率i天圖1顯示了典型地區(qū)高峰負(fù)荷關(guān)系在主變壓器容量為365天期間。 “特別停運(yùn)容量LOLE表示為生產(chǎn)，特別是主變壓器的概率停電（1）。鳳山服務(wù)區(qū)，有560MVA變壓器和625MVA變壓器服務(wù)在服務(wù)領(lǐng)域的客戶?？捎眯院椭髯儔浩鞅黄韧＿\(yùn)率確定預(yù)計(jì)的故障率和修復(fù)率3。表五顯示1我主變壓器停運(yùn)容量在鳳山服務(wù)區(qū)相應(yīng)的概率。個(gè)人的概率為25MW容量停0.07868和累計(jì)概率為25MW以上容量停電是0.1560。為了探討變壓器容量的影響擴(kuò)展和系統(tǒng)的負(fù)荷增長的空載損耗期望，不同的單位與60MVA主變壓器能力被認(rèn)為是在這項(xiàng)研究中。表六及圖2。顯示預(yù)期的天數(shù)，每天高峰負(fù)荷將超過可用容量。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)LOLE增加的峰值負(fù)荷的增長。另一方面，系統(tǒng)LOLE增加主變壓器的單位將減少相同的高峰負(fù)荷水平。例如，解決LOLE如果現(xiàn)有的11臺(tái)主變壓器為4.84天/年450MVA容量服務(wù)系統(tǒng)峰值負(fù)荷對(duì)450MW。通過添加一個(gè)主變壓器提供容量60MVA備用，LOLE減少為0.42天/年。由圖。 2，定時(shí)提交新變壓器，以維持系統(tǒng)的可靠性與系統(tǒng)負(fù)載增長可以很容易地得到解決。例如，與高峰負(fù)荷表三預(yù)測，60MVA變壓器的額外單位將2003年所需，2006，2011，2016和2023年分別，因此，該系統(tǒng)LOLE可以保持低于0.001daydyear如圖所示圖 2。圖3顯示小港服務(wù)區(qū)系統(tǒng)LOLE在各種不同容量的主變壓器高峰加載水平。在此主變壓器總?cè)萘棵娣e為460MVA。停電的能力和其相應(yīng)的概率是解決根據(jù)變壓器單位，如表七所示。的現(xiàn)有LOLE的變壓器為450MW高峰負(fù)荷解決4.9949天/年。通過添加一個(gè)單位60MVA變壓器，的LOLE將減少為0.0769天/年。為了保持0.001天/年，5標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)LOLE變壓器的單位，必須安裝2018年，2025年，203分別為2038和2044，我已說明圖3和2044，我已說明圖3。四，相互關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域的服務(wù)可靠性 主變壓器的擴(kuò)張，以提高成本效益規(guī)劃，提供鄰近的能力儲(chǔ)備;地區(qū)有加以考慮。通過這種方式，互聯(lián)鄰近地區(qū)可以作為一個(gè)等效的主要代表變壓器單元。相當(dāng)于變壓器的容量單位是由后備保證金和聯(lián)絡(luò)線容量限制。此外，相應(yīng)的概率相當(dāng)于單位獲得的強(qiáng)迫停運(yùn)率現(xiàn)有變壓器的單位?？紤]轉(zhuǎn)讓鄰近備用，定時(shí)能力被推遲，所有主變壓器的負(fù)載因素可以得到改善。A. 改進(jìn)鳳山服務(wù)區(qū)擴(kuò)建規(guī)劃調(diào)查備用變壓器的影響 鳳山服務(wù)區(qū)LOLE相互關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域，仁武及小港兩個(gè)相鄰的服務(wù)領(lǐng)域在模擬中?，F(xiàn)有總?cè)萘康闹饕饰浼靶「鄣貐^(qū)的變壓器臺(tái)200MVA460MVA分別。通過總結(jié)領(lǐng)帶的能力線之間的鳳山和其他地區(qū)，儲(chǔ)備仁武及小港可提供的容量為25MVA每個(gè)。包括相當(dāng)于變壓器容量并考慮相應(yīng)的概率鄰近服務(wù)區(qū)，負(fù)載的期望損失鳳山服務(wù)區(qū)已被修改圖。4和表的無線網(wǎng)絡(luò)。保持同樣的服務(wù)可靠性LOLE，新的高峰負(fù)荷預(yù)測為0.001天/年變壓器60MVA單位將致力于遠(yuǎn)年2009,2112,2117，2121。通過比較圖 4圖 2，發(fā)現(xiàn)新的主要投資變壓器可以被推遲的能力儲(chǔ)備周邊服務(wù)領(lǐng)域被認(rèn)為是在評(píng)價(jià)系統(tǒng)的可靠性。 圖5顯示了修訂LOLE鳳山服務(wù)區(qū)后考慮到容量50MVA儲(chǔ)備提供鄰近地區(qū)。服務(wù)高峰負(fù)荷與現(xiàn)有的450MVA主變壓器的425MW能力，LOLE已得到解決為1.5246天/年表六所示。另一方面，一直LOLE減少到0.113天/年的50 MVA容量儲(chǔ)備包括在可靠性分析。五 結(jié)論為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化擴(kuò)展規(guī)劃的主要變壓器容量與負(fù)荷增長的分布系統(tǒng)，服務(wù)領(lǐng)域的歷史高峰負(fù)荷需求被收集。通過執(zhí)行回歸分析，服務(wù)領(lǐng)域的負(fù)載預(yù)測的時(shí)間序列模型有而得。據(jù)主強(qiáng)迫停運(yùn)率變壓器，負(fù)載預(yù)期的損失進(jìn)行了評(píng)估。主變壓器的擴(kuò)建計(jì)劃，以保持獲得系統(tǒng)服務(wù)的可靠性。為了進(jìn)一步提高主變壓器擴(kuò)建規(guī)劃的成本效益，變壓器儲(chǔ)備容量周邊地區(qū)審議并表示作為一個(gè)相當(dāng)于變壓器單元相應(yīng)的中斷概率。服務(wù)可以有效地提高配電系統(tǒng)的可靠性鄰近地區(qū)的支持與儲(chǔ)備能力。此外，新的變壓器的承諾可以推遲，現(xiàn)有變壓器的加載因素改進(jìn)建議的擴(kuò)張戰(zhàn)略。六。參考I 0. 5. Luo, Service reliability of dishibutiou system, Taiwan PoweCompany training center, 1987. 2 “Dishibution annual reports. Taiwan Power Company, 2002. 3Roy Billinton and Ronald N. Man, “Retiability Evaluation of Power Systems,- Second Edition, 1996. 4 IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Indastrial and ConmKrrial Power Systems, IEEE Standard 493-1997. 華北電力大學(xué)科技學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告學(xué)生姓名：杜旭光 班級(jí)： 農(nóng)電08k2 所在系別： 電力工程系 所在專業(yè)： 農(nóng)業(yè)電氣化及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)（論文）題目： 220kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：220/110/10kV 進(jìn)/出線回?cái)?shù)2/4/10指導(dǎo)教師： 牛勝鎖 2012年3月 30日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告一、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫不低于2000字的文獻(xiàn)綜述。（另附）二、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 根據(jù)原始資料選擇57種合理的電氣主接線，進(jìn)行初步技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇2種較好的電氣主接線；選擇主變壓器的容量和型號(hào)；計(jì)算兩種主接線的短路電流；根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果選擇電氣設(shè)備；通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案；防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置。2 設(shè)計(jì)方法1.變壓器選擇：根據(jù)供電質(zhì)量及供電可靠性要求選擇容量及臺(tái)數(shù)。2.電氣主接線：根據(jù)變電所電氣主接線選擇的原則要求及供電可靠性要求，經(jīng)濟(jì)性和靈活性，檢修時(shí)的操作方便等因素2.短路電流計(jì)算：首先選擇計(jì)算短路點(diǎn)，畫等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出計(jì)算電抗，然后計(jì)算短路電流周期分量有名值，短路容量及短路電流沖擊值。3.電氣設(shè)備的選擇：選擇的方法有按正常工作條件選擇，按短路情況檢驗(yàn)，按熱穩(wěn)定校驗(yàn)。4.防雷設(shè)計(jì)：采用避雷針，使所有設(shè)備都處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生繞擊。5.配電裝置設(shè)計(jì)：根據(jù)電力系統(tǒng)條件,按照地理環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行檢修方便的要求,合理的制定布置方案和選用設(shè)備。1 對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語： 2對(duì)學(xué)生前期工作情況的評(píng)價(jià)（包括確定的研究方法、手段是否合理等方面）：指導(dǎo)教師： 年 月 日220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述一設(shè)計(jì)意義 在我國，電力能源的需求持續(xù)增長，城市和農(nóng)村用電量和密度越來越來高，需要更多的深入市區(qū)農(nóng)村的變電站，以減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，然而這些變電站占地面積大；二是城區(qū)地價(jià)昂貴，環(huán)境要求嚴(yán)格，在稠密的市區(qū)選擇變電站址相當(dāng)困難。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)三個(gè)電壓等級(jí)的變電站。 提高電網(wǎng)的供電可靠性，變電所起著重要作用。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它承擔(dān)著升高或降低電壓以及轉(zhuǎn)換功率的作用。變電所設(shè)計(jì)的正確與否不僅影響著電力負(fù)荷的供電可靠性，同時(shí)也影響著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行1。 二. 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 電氣主接線設(shè)計(jì) 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器；線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行2。在進(jìn)行變電站電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該主要遵循以下設(shè)計(jì)原則：（1）需要考慮變電所在電力系統(tǒng)中的位置，變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。（2）要考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模，變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)510 年電力發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。（3）考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)電氣主接線的影響，對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電；三級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。（4）考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)電氣主接線的影響，變電所主變的臺(tái)數(shù)對(duì)電氣主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響，傳輸容量不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也不同。（5）考慮備用容量的有無和大小對(duì)電氣主接線的影響，發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求3。 （2） 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算在整個(gè)設(shè)計(jì)中起著重要的作用，這項(xiàng)工作之所以重要，是因?yàn)檫@是校驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行故障設(shè)計(jì)依據(jù)等工作的依據(jù)。 短路電流計(jì)算的目的是：在選電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或選定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施；選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況瞎的都能安全可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金；在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)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)；接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流45。 現(xiàn)將其計(jì)算步驟簡述如下：1. 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。2. 畫等值網(wǎng)絡(luò)(次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò))圖1) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗Xd。2) 選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub (一般取各級(jí)的平均電壓)。3) 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗。4) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。3. 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗久Xnd。4. 求計(jì)算電抗Xjs。5. 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值(運(yùn)算曲線只作到Xjs35)。6. 計(jì)算無限大容量(或Xjs3)的電源供給的短路電流周期分量。7. 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。8. 計(jì)算短路電流沖擊值。9. 計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)供給的短路電流,繪制計(jì)算結(jié)果表格6。 （3） 電氣設(shè)備選擇1. 選擇的一般原則 1) 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn),安全適用,經(jīng)濟(jì)合理2) 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3) 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校準(zhǔn)4) 選擇的導(dǎo)體品種不宜過多。 2. 選擇的一般方法 按正常工作條件選擇，即待選電器的允許最高工作電壓不小于電器所在回路的最高運(yùn)行電壓; 待選導(dǎo)體(電器)的長期允許電流(額定電流)不小于導(dǎo)體(電器)所在回路的持續(xù)工作電流。 按短路條件檢驗(yàn)，其中有按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)要求電器允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值不小于短路沖擊電流幅值；導(dǎo)體實(shí)際承受的最大應(yīng)力不小于導(dǎo)體材料的允許應(yīng)力；還有按熱穩(wěn)定校驗(yàn)，要求電器允許通過的熱穩(wěn)定電流產(chǎn)生的熱量不小于短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng);選擇導(dǎo)體的截面不小于導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定的最小截面78。3. 主變壓器選擇 正確合理地選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類型是電力系統(tǒng)規(guī)劃和具體變電所主接線設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要問題。 為保證供電可靠性，避免一臺(tái)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(tái)主變壓器。對(duì)110千伏及以下終端或分支變電所，如只有一個(gè)電源或變電所的重要負(fù)荷可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器9。對(duì)于一座變電站，在滿足相同的供電能力和供電可靠性的前提下，安裝兩臺(tái)或三臺(tái)變壓器哪個(gè)方案更合理，如何選擇合適的主變壓器臺(tái)數(shù)，需要根據(jù)城區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)及運(yùn)行方式等條件，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面考慮以下幾個(gè)因素：1) 主變總?cè)萘浚涸诳傌?fù)荷不變的前提下，停一臺(tái)主變壓器時(shí)，要求仍具有相同的供電能力。2) 變壓器制造容量限制3） 占地面積10（4） 高壓配電裝置高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)條件,按照自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行檢修的要求,合理的制定布置方案和選用設(shè)備,并積極慎重地采用新布置,新設(shè)備和新材料,使設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,可靠運(yùn)行,巡視方便11。（5） 防雷設(shè)計(jì) 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊12。避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。避雷器的作用：專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備13。三變電站在未來的發(fā)展趨勢和發(fā)展要求 近年來，我國在電氣方面發(fā)展迅速，但是在變電技術(shù)發(fā)展還不是很純熟。一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計(jì)理論，電力系統(tǒng)真正的做到了節(jié)約型、集約型、高效型。發(fā)達(dá)國家通過改善并優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高了變電站的可靠性，使變電站的靈活性提高，同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)性。 在國內(nèi)，變電站的設(shè)計(jì)中仍然存在問題，隨著能源緊缺和需求增長，優(yōu)化設(shè)計(jì)成了至關(guān)重要的前提。 在新形勢下，隨著我國城市化越來越發(fā)達(dá)。城市變電站建筑設(shè)計(jì)發(fā)生了很大的變化。在提高效率、降低成本、保證電網(wǎng)安全、提高服務(wù)質(zhì)量、節(jié)能降耗、環(huán)境友好等方面有顯著作用?？偨Y(jié)近幾年變電站建筑設(shè)計(jì)，有以下幾大發(fā)展趨勢：（一）變電站建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能省地趨勢 城市變電站是城市建設(shè)不可分割的一部分，城市要用電，變電站就必須建設(shè)。大城市的突出特點(diǎn)就是土地緊張，寸土寸金，為此，國家電網(wǎng)公司非常重視，組織開展了變電站的典型設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)了適合天津地區(qū)特點(diǎn)的從35-220kV 的多套變電站的典型設(shè)計(jì)。從而規(guī)范了變電站設(shè)計(jì)，減少了占地。(二） 城市變電站建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)化趨勢人們在大發(fā)展的時(shí)代越來越深刻的意識(shí)到，人類必須與大自然和諧共生、“可持續(xù)發(fā)展”、“生態(tài)環(huán)境”思想已成為人們的共識(shí)。在此原則下, 生態(tài)變電站是城市變電站建筑設(shè)計(jì)的必然選擇。（三）變電站建筑設(shè)計(jì)的高科技化趨勢 其主要表現(xiàn)在：充分滿足電氣工藝的技術(shù)要求。特別是電氣設(shè)備的發(fā)展的微型化、自動(dòng)化、潔凈化、精密化、環(huán)境無污染化、智能化、數(shù)字化等要求；充分滿足周圍環(huán)境對(duì)變電站建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)要求；變電站建筑本身的智能設(shè)計(jì)，包括應(yīng)用新型建筑材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用和創(chuàng)新等。如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火、電子巡更、F6S氣體自動(dòng)報(bào)警及排除等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已滲透到了世界每個(gè)角落。電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢14。變電站綜合自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和現(xiàn)場運(yùn)行管理現(xiàn)代化, 提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了很大的促進(jìn)作用, 一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng), 已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面, 保護(hù)本身也需要自查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng), 是電力系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢和方向15。（四）變電站建筑設(shè)計(jì)的文化性趨勢 變電站建設(shè)是電力建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，是展示國家電力企業(yè)形象的一個(gè)重要窗口，是體現(xiàn)企業(yè)文化的一個(gè)重要載體.企業(yè)文化建設(shè)將越來越融入到具體的工程建設(shè)中去，會(huì)進(jìn)一步提升企業(yè)崇尚科技、堅(jiān)持環(huán)保、尊重社會(huì)、服務(wù)社會(huì)、展示企業(yè)風(fēng)采的良好形象16。（五）城市變電站建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化趨勢 國家電網(wǎng)公司從幾年前就已經(jīng)開始著手變電站的標(biāo)準(zhǔn)化工作17。目前變電站的典型設(shè)計(jì)正在進(jìn)一步深化之中，已完成了大部分的施工圖階段的典型設(shè)計(jì)工作18。通過變電站典型設(shè)計(jì)地推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了變電站建設(shè)的集約化管理、減少資源消耗和土地占用、合理控制了造價(jià)、提高了工作效率，體現(xiàn)了“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和標(biāo)準(zhǔn)化”的具體要求19。參考文獻(xiàn)1 范錫普.發(fā)電廠電氣部分(第二版). 水利電力出版社.2 劉玉文.電力系統(tǒng)電氣主接線基本要求及關(guān)鍵因素.廣東科技,2009,225(11)：157-1583 劉玉梅.試論電氣主接線的設(shè)計(jì)問題.中國科技信息，2008,24(23):123,1254 王錫凡.電力工程基礎(chǔ).西安交大出版社，1998:334.5 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版).中國電力出版社,2007.6 黃純?nèi)A.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料 .水利水電出版社.7 導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86. 中國電力出版社,2005.8 傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算.中國電力出版社，2004.9 Experience Gained from Erection and Commissioning of the 940MW Nuclear Power Plant at Leibstadt,Brown Boveri Review ,Vol.71,No.3/4,1984.10 劉婭.110kV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)淺析.民營科技,2009,6:31,38.Bickford J.P.,Mullineux N.,Reed J.R.Computation of Power-System Transients(Book).London,197611 劉吉來,瑞梅.高電壓技術(shù)M.中國水利水電出版社，2004.12 徐景隆.變電站自動(dòng)化發(fā)展趨勢分析.科學(xué)實(shí)踐,2009,10:307.13 華中工學(xué)院.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行M.中國水利電力出版社，199914 許素玲.淺析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng).德宏師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2008,117(21).15 Chang Weimin Power Grid to light the Nation China Daily,1995,12,27.16 劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)220kV變電站分冊.中國電力出版社，2005.17 周澤存.高電壓技術(shù).中國電力出版社18 李悅,顏繁明. 城市變電站建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢.黑龍江科技信息,2009,30:317.19 丁毓山，雷震山.中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊M.中國水利水電出版社，2000