电力系统课程设计第一讲.ppt

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1、电力系统课程设计电力系统课程设计主讲人主讲人 刘君刘君20102010年年3 3月月1 1日日2021/9/211电网设计与发电厂变电站设计电力系统设计与厂站电气系统设计的关系示意图电力系统设计与厂站电气系统设计的关系示意图国家计划及能源政策国家计划及能源政策能源规划能源规划电力负荷预测电力负荷预测电源规划电源规划电网规划电网规划发电厂、变电站设计发电厂、变电站设计电电力力系系统统规规划划设设计计2021/9/2122021/9/213第一部分设计任务及要求设计任务及要求2021/9/214电力系统课程设计的目的电力系统课程设计的目的n选择高压输电网设计题目选择高压输电网设计题目n增强工程观念

2、；熟悉电力系统规划设计有关增强工程观念；熟悉电力系统规划设计有关的技术规程、规定和导则等；掌握电力网初的技术规程、规定和导则等；掌握电力网初步设计的基本方法以及相关的基本计算；学步设计的基本方法以及相关的基本计算；学习工程设计说明书的撰写方法。习工程设计说明书的撰写方法。2021/9/215设计内容n1 1、电力系统功率平衡、电力系统功率平衡 n2 2、电力网接线方案的技术论证及经济比较；、电力网接线方案的技术论证及经济比较；n3 3、最大和最小运行方式下的潮流计算；、最大和最小运行方式下的潮流计算；n4 4、调压计算；、调压计算；n5 5、编写设计说明书，绘图。、编写设计说明书，绘图。202

3、1/9/216设计进度安排序序号号设计内容设计内容进度进度1 1原始资料分析原始资料分析第第1 1天天2 2电力系统功率平衡电力系统功率平衡3 3电力网接线方案的技术论证及经电力网接线方案的技术论证及经济比较济比较第第2-42-4天天4 4网络潮流计算和调压计算网络潮流计算和调压计算第第5-75-7天天5 5编写设计说明书，绘图编写设计说明书，绘图第第8 8天天6 6答辩答辩第第9-109-10天天2021/9/217讲课及答辩时间安排时间时间地点地点内容内容3月月1 1日日 周一周一 下午下午 2 2：0000教教5 5A403A403布置课程设计任务、要求布置课程设计任务、要求上课：电网方

4、案选择上课：电网方案选择 主接线设计及主变选择主接线设计及主变选择 （刘君）（刘君）3月月3 3日日 周三周三 下午下午 2 2：0000教教5 5A403A403上课：方案经济比较（张东英）上课：方案经济比较（张东英）3月月5 5日日 周五周五 下午下午 2 2：0000教教5 5A403A403上课：潮流计算和调压（刘燕华）上课：潮流计算和调压（刘燕华）3月月1111日日 周四周四 上午上午 8:30 8:30 下午下午 1:30 1:30教教5 5D209D209答辩答辩3月月 1212日日 周周 五五 上午上午 8:30 8:30 下午下午 1:30 1:30教教5 5D209D209

5、答辩答辩2021/9/218答辩要求n1、没做自己的题目而做别人的题目，或设计内容、没做自己的题目而做别人的题目，或设计内容不完整的，都计为不及格。不完整的，都计为不及格。n2、每人必须由指定的指导教师答辩，交报告，并、每人必须由指定的指导教师答辩，交报告，并回答问题。回答问题。n3、答辩时按照班级和学号的顺序，每人只有一次、答辩时按照班级和学号的顺序，每人只有一次答辩机会，在顺序答辩时，没有来的计为缺考。可答辩机会，在顺序答辩时，没有来的计为缺考。可以提前答辩。以提前答辩。2021/9/219指导教师分工如下：电气电气060117人人张海波张海波电气电气060717人人申景娜申景娜电气电气0

6、602 200602 20人人 张海波张海波 电气电气060820人人张东英张东英电气电气0603 140603 14人人 刘君刘君 电气电气060917人人刘燕华刘燕华 电气电气0613 16人人 电气电气0604 200604 20人人 刘君刘君 电气电气061029人人张旭张旭电气电气0605 230605 23人人 李岩松李岩松电气电气061119人人张旭张旭电气电气0606 230606 23人人 申景娜申景娜电气电气061220人人李岩松李岩松2021/9/2110参考资料n1、曹绳敏，电力系统课程设计及毕业设计参考资料，电力出版社，1995年第一版n2、陈跃，电气工程专业毕业设计

7、指南电力系统分册，中国水利水电出版社，2003年第一版n3、程浩忠，电力系统规划，中国电力出版社，2008年第一版n4、电力工业部规划设计总院，电力系统设计手册，1998年第一版2021/9/2111第二部分电网设计步骤及主要方法电网设计步骤及主要方法2021/9/21121、原始资料分析 n包括：电网地理位置图；各电厂发电机的型号、单机容量和台数；各变电站以及电厂发电机直配负荷的最大与最小值（或以负荷曲线的形式给出）、功率因数、额定电压、负荷的电压要求、供电可靠性要求等。n分析：1）了解电源及负荷的性质和类型，明确各类负荷的大小和性质，特别是一类和二类负荷所占的比例，从而确定系统的规模，以及

8、负荷对可靠性的要求等。2）其次，初步确定电厂与各变电站之间的距离，为进一步确定供电电压等级提供数据。2021/9/21132、功率平衡分析n目的：确定系统的有功备用容量是否满足要求，以及系统的无功平衡情况。n根据规定，要求系统的总有功备用容量不低于系统最大发电负荷的20%。n如果系统的有功备用不足，则需提出电源扩建的方案，如在现有的电厂增加机组的台数和容量等。2021/9/2114系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 1 1）系统的最大用电负荷计算：）系统的最大用电负荷计算：Pmax.i-各变电站最大用电负荷各变电站最大用电负荷 K1-同时率或同时系数一般应

9、根据实际统计资料确定，当没同时率或同时系数一般应根据实际统计资料确定，当没有实际资料时，可近似取如下参考值：用户较少时有实际资料时，可近似取如下参考值：用户较少时0.951.00.951.0，用户较多时用户较多时0.70.850.70.85，地区与系统之间，地区与系统之间0.90.95 0.90.95 2021/9/2115系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 2 2）系统的供电负荷计算）系统的供电负荷计算 ：综合用电负荷加上电力网的功率损：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统供电负荷耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力

10、系统供电负荷 K2-网损率，通常用供电负荷的百分数表示，一般网损率，通常用供电负荷的百分数表示，一般为为5%10%2021/9/2116系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 3 3）系统的发电负荷计算）系统的发电负荷计算 ：供电负荷再加上发电厂的厂用电，：供电负荷再加上发电厂的厂用电，以及发电机电压的直配负荷就是发电机应发出的功率，称为电以及发电机电压的直配负荷就是发电机应发出的功率，称为电力系统的发电负荷力系统的发电负荷 K3-厂用电率厂用电率通常用本厂发电负荷的百分数表示，一般热电厂为通常用本厂发电负荷的百分数表示，一般热电厂为10%15%10%15%，

11、凝汽式电厂为，凝汽式电厂为8%10%8%10%，小型凝汽式电厂为，小型凝汽式电厂为5%5%从从6%6%，大中型水电厂，大中型水电厂0.1%0.5%0.1%0.5%，小型水电厂，小型水电厂1.0%1.0%，核电厂，核电厂4%5%4%5%；PZ-发电机电压直配负荷发电机电压直配负荷2021/9/2117系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤系统最大负荷时的有功功率平衡计算步骤 4 4）系统有功备用容量计算）系统有功备用容量计算 系统的装机容量减去发电负荷，即为备用容量。根据规定，系统的装机容量减去发电负荷，即为备用容量。根据规定，系统的总备用容量不得低于系统最大发电负荷的系统的总备用容量不得低于系统

12、最大发电负荷的20%20%，即系，即系统的总装机容量应大于或等于该系统最大发电负荷的统的总装机容量应大于或等于该系统最大发电负荷的1.21.2倍。倍。2021/9/2118系统最大负荷时的系统最大负荷时的无功功率平衡无功功率平衡 q根据根据电电力系力系统电压统电压和无功和无功电电力技力技术导则术导则，在主，在主变压变压器最大器最大负负荷荷时时，各，各级变电级变电站二次站二次负负荷功率因数荷功率因数应满应满足：足：220kV变电变电站站0.951.0，3535kV110kVkV110kV变电站变电站0.91.00.91.0；对不满足要求的变电站；对不满足要求的变电站进行无功补偿。进行无功补偿。q

13、计算系统的无功电源和补偿后的系统无功负荷。计算时，假设计算系统的无功电源和补偿后的系统无功负荷。计算时，假设发电机为额定运行状态，变压器的工作损耗按每经一次电压变发电机为额定运行状态，变压器的工作损耗按每经一次电压变换，无功损耗为负荷视在功率的换，无功损耗为负荷视在功率的12%12%估算，不考虑架空线路的无估算，不考虑架空线路的无功损耗和充电功率，以及无功补偿装置的容量。功损耗和充电功率，以及无功补偿装置的容量。2021/9/21193、电力网接线方案的选择 n1 1）拟订电网接线形式，选择相应的电压等级）拟订电网接线形式，选择相应的电压等级 接接线线：有有备备用用、无无备备用用 输电线输电线

14、路路电压电压等等级级：应应根据根据输输送容量、送容量、输电输电距离等确定。初距离等确定。初步步拟拟定定电电网接网接线线方案方案时时，可根据我国各，可根据我国各额额定定电压电压等等级级的合理的合理的的输输送功率和送功率和输电输电距离，来距离，来选择选择各各线线路的供路的供电电压电电压等等级级。2021/9/2120 2021/9/2121我国各级电压输送能力统计输电电压(KV)输送容量（MW）传输距离（km）0.380.1及以下0.6及以下30.11.01360.11.2415100.22.06203521020501101050501502201005001003003302001000200

15、60050060015004001000v电压等级不宜过多，以减少变电重复容量电压等级不宜过多，以减少变电重复容量 v我国现有电网的电压等级的配置大致分为两类，即我国现有电网的电压等级的配置大致分为两类，即110110220220500500kVkV及及110110330330kVkV。220kV220kV以下电压等级的配置则为以下电压等级的配置则为10106363220220kVkV及及10(6)10(6)3535110110220220kVkV两种系列。两种系列。2021/9/21223、电力网接线方案的选择 n2 2）确定确定发电发电厂、厂、变电变电站主站主变压变压器的台数、容量和器的台

16、数、容量和主接主接线线形式形式 主接主接线设计时线设计时，应应根据根据电压电压等等级级、进进出出线线回路数、回路数、负负荷荷对对可靠性的要求等可靠性的要求等实际实际情况，参照情况，参照设计规设计规程和程和典型典型设计设计来完成。需要注意的是，来完成。需要注意的是，发电发电厂和厂和变电变电站站高高压侧压侧的接的接线应线应与与电电网接网接线线方案相一致方案相一致 2021/9/2123(a)(b)(c)站站1 1站站1 1站站1 1发电厂发电厂发电厂发电厂发电厂发电厂2021/9/21243、电力网接线方案的选择 n3 3）选择联络线选择联络线路的路的导线导线型号型号 a.a.计计算算电电网在最大

17、运行方式下的初步潮流分布。网在最大运行方式下的初步潮流分布。针对环针对环网接网接线线，由于由于线线路参数未知，因此先按均一网路参数未知，因此先按均一网进进行行计计算，不考算，不考虑线虑线路路和和变压变压器的功率器的功率损损耗。耗。b.b.按按经济电经济电流密度来流密度来选择选择各各线线路的路的导线导线截面和截面和导线导线型号型号。c.c.按按电晕电晕、允允许载许载流量流量、机械机械强强度度进进行校行校验验。注意注意：双回路供双回路供电线电线路在校路在校验发热验发热条件条件时时，应应考考虑虑一回路故障一回路故障切除后，另一回切除后，另一回线线路承担全部最大路承担全部最大负负荷荷时时的情况。的情况

18、。2021/9/21253、电力网接线方案的选择 n4 4）方案的初步比方案的初步比较较 包包括括：线线路路长长度度、导导线线长长度度、高高压压断断路路器器数数目目、有有色色金金属属消消耗耗量量。在在说说明明书书中中，可可通通过过表表格格的的形形式式将将各各电电网网方方案案的的上上述述指指标列举出来进行比较分析。标列举出来进行比较分析。a.a.线线路路走走廊廊长长度度一一般般比比地地理理图图上上的的直直线线长长度度长长5%10%5%10%，导导线线长长度也要比相应的路径长度长度也要比相应的路径长度长5%10%5%10%。b.b.在在比比较较高高压压断断路路器器数数目目时时，不不需需要要计计及及

19、变变电电站站中中低低压压侧侧的的断断路器，有色金属耗量可根据导线的型号和长度查表计算出来。路器，有色金属耗量可根据导线的型号和长度查表计算出来。c.c.经过方案的初步比较，一般留下经过方案的初步比较，一般留下2323个方案进行详细的技术个方案进行详细的技术经济比较。经济比较。2021/9/21263、电力网接线方案的选择 n5 5）方案的方案的详细详细比比较较 对对所所有有保保留留下下来来的的方方案案进进行行电电压压损损耗耗、电电能能损损耗耗、工工程程总总投投资资、年年运运行行费费用用计计算算，筛筛除除不不合合理理的的方方案等，最后案等，最后选择选择一个最一个最优优方案。方案。2021/9/2

20、1274、最大和最小运行方式下的潮流计算 针对针对最最优电优电网接网接线线，分，分别计别计算最大最小方式下的潮流分算最大最小方式下的潮流分布。布。步骤如下：步骤如下：1 1）元件参数元件参数计计算；算；2 2）最大、最小最大、最小负负荷荷时时的运算的运算负负荷及荷及电电源运算功率源运算功率计计算；算；3 3）最大、最小最大、最小负负荷荷时时的潮流的潮流计计算；算；4 4）计计算最大算最大负负荷情况下，潮流最重的一条荷情况下，潮流最重的一条线线路故障退出路故障退出后的系后的系统统潮流分布。潮流分布。2021/9/21285、调压计算 1 1）根据）根据电电力系力系统电压统电压和无功和无功电电力技

21、力技术导则术导则确定确定电电力系力系统统各各级电级电力网力网电压电压的允的允许许偏差范偏差范围围。2 2）一般先选用无激磁调压变压器，不满足要求时选用有载调压）一般先选用无激磁调压变压器，不满足要求时选用有载调压变压器或进行无功补偿。变压器或进行无功补偿。为为保保证证用用户户受端受端电压质电压质量和降低量和降低线损线损，220220kVkV及以下的及以下的电电网网电压电压宜采用逆宜采用逆调压调压方式。方式。3 3）根据潮流根据潮流计计算算结结果，以及果，以及各厂、站低压侧的调压要求，各厂、站低压侧的调压要求，分析系分析系统统在最大和最小在最大和最小负负荷荷时时的各点的各点电压电压情况，确定各情

22、况，确定各变压变压器分接开器分接开关的位置，并关的位置，并进进行行验验算。算。2021/9/21296、编写设计说明书，绘图 设计设计成品包括成品包括设计说设计说明明书书和附和附图图 内容内容应应主要包括：主要包括：1 1）前言；）前言；2 2）目）目录录；3 3）第一章）第一章 电电力系力系统课统课程程设计设计任任务务介介绍绍；4 4）第二章）第二章 电电力系力系统统功率平衡；功率平衡；5 5）第三章）第三章 电电力系力系统统接接线线方案的方案的选择选择；6 6）第四章）第四章 电电力系力系统统潮流与潮流与调压计调压计算；算；7 7）第五章）第五章 总结总结；8 8）附）附录录；9 9）参考

23、文献。附）参考文献。附图图包括：包括：电电力系力系统统接接线图线图、电电力系力系统统阻抗阻抗图图、最大最小运行方式潮流分布、最大最小运行方式潮流分布图图、严严重事故后系重事故后系统统潮流分布潮流分布图图。2021/9/2130第三部分第三部分输电线路的选择输电线路的选择2021/9/2131一、按经济电流密度选择导线截面一、按经济电流密度选择导线截面 nS-导线截面积（mm2）；Pmax-送电容量（kW）；J-经济电流密度（A/mm2）；UN-线路额定电压（kV）。导线的经济电流密度可根据导线类型及最大负荷利用小时数查表得到。2021/9/2132线路的最大负荷利用小时数Tmax,是由所通过的

24、各负荷点的功率及其Tmax 决定，对于链式网络或环形网络，各段线路的最大负荷利用小时数可根据最大负荷利用小时数的定义，通过对所供负荷点的最大负荷利用小时数取加权平均获得：Pmax.j-各负荷点的最大有功功率；Tmax.j-各负荷点的最大负荷利用小时数 站站1 1站站2 2P Pmax2max2 T Tmax2max2电厂电厂P Pmax1max1 T Tmax1max12021/9/2133二、按电晕条件校验导线截面二、按电晕条件校验导线截面 Ur-导线的电晕临界电压；Umax-导线最高工作电压。额额 定定 电电压压（kV）110220330500750软软 导导 线线型号型号LGJ-50LG

25、J-240LGJ-600LGJK-500LGJ-2240LGJ-4300LGJQ-3400LGJQ-4500管管 形形 导导体体 外外 径径（mm）203040不必验算电晕的导线最小型号及外径不必验算电晕的导线最小型号及外径 2021/9/2134三、按发热校验导线截面积三、按发热校验导线截面积 n对各种不同运行方式以及事故情况下的传输容量进行发热校验，保证预期的输送容量不超过导线发热所允许的数值。K-环境修正系数，可查表获得；Ial-导体在海拔1000m及以下、环境温度为25时的长期允许载流量 Imax-各种正常运行方式和事故后运行方式下通过导体的最大工作电流。关于环境温度，根据我国设备选择

26、的有关规定，对于户外的裸导体，一般取当地一年中最热月的平均最高温度；在室内则取当地最热月平均最高温度加5。2021/9/2135四、按机械强度校验导线截面四、按机械强度校验导线截面 n对于跨越铁路、通航河流、公路、通信线路以及居民区的电力线路，导线截面积不得小于35mm2；通过其它地区的电力线路的允许最小截面积，35kV及以上线路为25mm2，35kV以下线路为16mm2。2021/9/2136五、按允许电压损耗选择或校验导线截面五、按允许电压损耗选择或校验导线截面 n负荷矩法：所谓负荷矩是指线路传输的最大有功功率与线路长度的乘积，能反映线路的功率损耗和电压质量。例如，根据手册中给出的6220

27、kV线路电压损失10%时的负荷矩，可以了解当线路允许电压损失为10%时，各型号导线、导线截面、功率因数、负荷矩以及电压等级之间的关系，对所选的线路进行电压损失校验，还可作为选择电压等级的依据。n见曹敏绳电力系统课程设计及毕业设计参考资料P30 表3-2、3-3、3-42021/9/2137第四部分主接线设计2021/9/2138输电网络设计2021/9/2139一、选择主接线的依据一、选择主接线的依据 n1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用 n2发电厂、变电所的分期和最终建设规模发电厂、变电所的分期和最终建设规模 n3供电负荷的数量和性质供电负荷的数量

28、和性质 n4系统备用容量大小系统备用容量大小 n5电压等级与接入系统方式电压等级与接入系统方式 2021/9/2140二、主接线的基本接线形式二、主接线的基本接线形式单元接线单元接线桥形接线桥形接线角形接线角形接线有母线接线有母线接线无母线接线无母线接线单母线接线单母线接线双母线接线双母线接线一台半断路器接线一台半断路器接线变压器母线组接线变压器母线组接线单母线分段单母线分段 增设旁路增设旁路双母线分段双母线分段 增设旁路增设旁路扩大单元接线扩大单元接线内桥内桥/外桥外桥三角三角/四角四角/五角五角/六六角角2021/9/21411.各电压等级配电装置接线形式的选择各电压等级配电装置接线形式的

29、选择n330 500KV超高压配电装置超高压配电装置n连连接接大大容容量量发发电电机机组组、主主变变压压器器、超超高高压压输输电电线线路路，必必须须具具有有高高度度的的可可靠靠性性，不不允允许许母母线线故故障障或或母母联联断断路路器器、分分段段断断路路器器拒拒动动而而导导致致同同时时切切除除两两台台以以上上大大型型机机组组或或超超高高压压线线路路，也也不允许系统稳定破坏等大面积停电事故。不允许系统稳定破坏等大面积停电事故。n常用的接线形式有：常用的接线形式有：3 5角形接线角形接线 一台半断路器接线一台半断路器接线 变压器母线组接线变压器母线组接线 双母线四分段接线双母线四分段接线 2021/

30、9/2142n 35 220KV配电装置配电装置n根据其在电力系统中的地位和作用、电压等级、负荷状根据其在电力系统中的地位和作用、电压等级、负荷状况、出线回路数等条件确定。况、出线回路数等条件确定。3535 220 220 KV KV 出线为出线为2 2回回桥形或多角形接线桥形或多角形接线3535 60 60 KV KV 出线出线4 4 8 8回回 110110 220220KV KV 出线不超过出线不超过4 4回回单母线分段接线单母线分段接线3535 6060KV KV 出线在出线在8 8回以上回以上 110110 220220KV KV 出线为出线为5 5回及以上回及以上双母线接线双母线接

31、线2021/9/2143n 6 10KV电压等级配电装置电压等级配电装置n发电厂发电厂6 10KV配电装置：配电装置：单母线分段或双母线接线单母线分段或双母线接线 （每段母线上所连接的发电机容量为（每段母线上所连接的发电机容量为12MW以上）以上）双母线分段接线，并装设分段电抗器双母线分段接线，并装设分段电抗器 （每段母线上所连接的发电机容量为（每段母线上所连接的发电机容量为24MW及以上）及以上）n变电站变电站6 6 1010KVKV配电装置：配电装置：单母线分段单母线分段 单母线接线单母线接线 2021/9/2144不需设置旁路的情况不需设置旁路的情况n系统允许断路器停电检修时系统允许断路

32、器停电检修时n接线允许断路器停电检修时接线允许断路器停电检修时n中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器时中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器时n采用高可靠性的采用高可靠性的SF6断路器及全封闭组合电器时断路器及全封闭组合电器时2.设置旁路母线的原则设置旁路母线的原则n110110 220 220 KVKV配电装置配电装置 采用单母线分段或双母线接线的采用单母线分段或双母线接线的110110 220 220 KVKV配电装配电装置，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路母线；置，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路母线；当当220 220 KVKV出线在出线在4 4回及以上、回及以上、1

33、10 110 KVKV出线在出线在6 6回及以回及以上时，一般采用有专用旁路断路器的接线。上时，一般采用有专用旁路断路器的接线。2021/9/2145设置旁路母线的原则设置旁路母线的原则n6 6 10 10 KVKV配配电电装置装置一般不一般不设设置旁路母置旁路母线线；可设置旁路的情况：可设置旁路的情况：出线回路数多、多数线路向用户单独供电而用户内缺出线回路数多、多数线路向用户单独供电而用户内缺少备用电源且不允许停电、均为架空出线的情况。少备用电源且不允许停电、均为架空出线的情况。n3535 60 60 KVKV配电装置配电装置 采用单母分段接线且断路器无条件停电检修时可设采用单母分段接线且断

34、路器无条件停电检修时可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采用双母线时不宜设置旁路母线，有条件时可设当采用双母线时不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。置旁路隔离开关。2021/9/2146关于带旁路的母线制接线的发展变化关于带旁路的母线制接线的发展变化n20世纪世纪5060年代在较重要的年代在较重要的35500KV配电装置配电装置中广泛使用中广泛使用n缺点：缺点：1）增加了设备、占地，也增加了工程投资）增加了设备、占地，也增加了工程投资 2）倒闸操作复杂，易产生误操作）倒闸操作复杂，易产生误操作 3）保护及二次回路接线复杂）保护及二次回路接线复杂 4）

35、不利于实现变电所的无人值班）不利于实现变电所的无人值班n新建工程很少采用带旁路母线的接线方式新建工程很少采用带旁路母线的接线方式 1）系统接线可靠性高）系统接线可靠性高 2）设备制造水平提高：）设备制造水平提高：SF6、真空断路器、液压弹簧等操作、真空断路器、液压弹簧等操作机构机构 3）继电保护微机化、保护双重化配置）继电保护微机化、保护双重化配置 4）220kV及以下变电站一般按无人值班方式设计及以下变电站一般按无人值班方式设计2021/9/2147第五部分主变压器的选择2021/9/2148一、变压器容量的确定一、变压器容量的确定n1.发电厂主变压器发电厂主变压器1）单元接线）单元接线n按

36、发电机额定容量扣除本机组的按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留厂用负荷后，留10%10%的裕度确定。的裕度确定。n扩大单元接线的变压器容量，按扩大单元接线的变压器容量，按上上述算出的两台机容量之和确定述算出的两台机容量之和确定。2021/9/21491.发电厂主变压器发电厂主变压器2）具有发电机电压母线）具有发电机电压母线n当当发发电电机机电电压压母母线线上上负负荷荷最最小小时时，扣扣除除厂厂用用负负荷荷后后，主主变变压压器器应应能能将将剩剩余余有功和无功送往系统；有功和无功送往系统；发电机电压母线上最大一台发电机检发电机电压母线上最大一台发电机检修或故障时，主变能从系统倒送功率修或故障

37、时，主变能从系统倒送功率保证母线上最大负荷的需要；保证母线上最大负荷的需要；发电机电压母线上有两台或以上主变发电机电压母线上有两台或以上主变时，当其中容量最大的一台因故退出时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其余主变在允许的正常过负运行时，其余主变在允许的正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的荷范围内，应能输送母线剩余功率的70%以上；以上；n因因系系统统经经济济运运行行要要求求需需限限制制本本厂厂出出力力时时，应应具具有有从从系系统统倒倒送送功功率率的的能能力力，满足电压母线上最大负荷的要求。满足电压母线上最大负荷的要求。2021/9/21502.变电站主变压器变电站主变压器变电所主变

38、容量，一般应按变电所主变容量，一般应按5 51010年规划负荷、负荷性质、电网结年规划负荷、负荷性质、电网结构等综合考虑，确定其容量。构等综合考虑，确定其容量。重要变电所，应考虑一台主变停重要变电所，应考虑一台主变停运，其余主变容量在计及过负荷运，其余主变容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足能力允许时间内，应满足I I、IIII类负荷的供电。类负荷的供电。一般性变电所，当一台主变停，一般性变电所，当一台主变停，其余主变容量应能满足全部负荷其余主变容量应能满足全部负荷的的70%70%80%80%。2021/9/2151二、主变压器台数的确定二、主变压器台数的确定n与系统有强联系的大、中型发电厂

39、和枢纽变电所，在一种电与系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变应不少于压等级下，主变应不少于2 2台。台。n对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3 3台台主变。主变。n与系统弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为与系统弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为6 61010KVKV的变电的变电所，或与系统联系只是备用性质时，可只装所，或与系统联系只是备用性质时，可只装1 1台变压器。台变压器。n联络变为布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方联络变为布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方式允许条件下，以选自

40、耦变为宜。其第三绕组，即低压绕组式允许条件下，以选自耦变为宜。其第三绕组，即低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。-与电压等级、接线形式、传输容量、和系统的联系与电压等级、接线形式、传输容量、和系统的联系等因素有密切关系。等因素有密切关系。2021/9/2152三、主变压器型式的选择主变压器型式的选择 n330KV及以下电力系统，一般都应选三相变压器。及以下电力系统，一般都应选三相变压器。n500KV及以上电力系统中的主变相数的选择，除按及以上电力系统中的主变相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考容量、制造水平、运输条件确定外，更

41、重要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠，进行综合分析，虑负荷和系统情况，保证供电可靠，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下，来确定选用单相变还在满足技术、经济的条件下，来确定选用单相变还是三相变。是三相变。相数的确定相数的确定-主变选择三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、主变选择三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、运输条件和可靠性要求等因素。运输条件和可靠性要求等因素。2021/9/2153a.一般当最大机组容量为一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕及以下的发电厂，多采用三绕组变压器。但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的组变压器。但每个绕组的通过容量应达

42、到该变压器额定容量的15%及以上，否则选两台双绕组变合理。及以上，否则选两台双绕组变合理。nb.对对于于最最大大机机组组为为200MW以以上上的的发发电电厂厂，一一般般采采用用双双绕绕组组变变压器，加联络变压器。压器，加联络变压器。nc.在在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高，的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高，但限流效果差，且变比不宜过大。但限流效果差，且变比不宜过大。绕组数绕组数的确定的确定-发电厂如以两种升高电压等级向用户供电或与系统连发电厂如以两种升高电

43、压等级向用户供电或与系统连接时，可采用二台双绕组或一台三绕组或自耦变。接时，可采用二台双绕组或一台三绕组或自耦变。2021/9/2154n我我国国110KV及及以以上上电电压压等等级级中中，变变压压器器三三相相绕绕组组都都采采用用“YN”连接；连接；n35KV采用采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地。连接，其中性点多通过消弧线圈接地。n35KV以下，采用以下，采用“”连接。连接。n在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主变列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主变压器的接线组别一般都选用压

44、器的接线组别一般都选用YN/-11-11常规接线。常规接线。绕组接线组别的绕组接线组别的确定确定-变压器三相绕组的连接方式有变压器三相绕组的连接方式有“Y”和和“”两种，应根据两种，应根据具体工程确定；接线组别必须和系统电压相位一致，采用时钟法具体工程确定；接线组别必须和系统电压相位一致，采用时钟法表示表示2021/9/2155n采用有载调压的情况采用有载调压的情况：n接接于于出出力力变变化化大大的的发发电电厂厂的的主主变变，特特别别是是潮潮流流方方向向不不固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平。固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平。n接接于于时时而而为为送送端端，时时而而为为受受端端，

45、具具有有可可逆逆工工作作特特点点的的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定。联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定。n发电机经常在低功率因数下运行。发电机经常在低功率因数下运行。调压调压方式方式的的确定确定n-包包括括无无激激磁磁调调压压和和有有载载调调压压两两种种，其其调调压压范范围围分分别别在在10%10%以以内内和和30%30%。发发电电厂厂主主变变很很少少采采用用有有载载调调压压，220220KVKV及及以以上上的的降压变压器仅在电网电压变化较大时采用有载调压。降压变压器仅在电网电压变化较大时采用有载调压。2021/9/2156n自然风冷：自然风冷：7500KVA以下小容量变，以下小容量变，n强迫空气冷却：容量大于强迫空气冷却：容量大于10000KVA n强迫油循环水冷却强迫油循环水冷却 n强迫油循环导向冷却强迫油循环导向冷却 n水内冷变压器水内冷变压器 n采用充气式变压器采用充气式变压器 冷却方式冷却方式-随形式和容量不同而异随形式和容量不同而异2021/9/2157谢谢！2021/9/2158