变电所一次系统最佳方案的设计在发电厂和变电所中，根据电能生产、转换和分配等各环节的需要，配置了各种电气设备及一次接线系统。

不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此他们的具体选择方法也不相同。

但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择时的基本要求是相同的，即正常运行条件下选择，以短路条件校验其动稳定性和热稳定性。

对千断路器、熔断器等还要校验其开断电流的能力。

变电所一次接线系统中所用设备最多的是高压断路器和高压隔离开关，为此一次系统方案设计中主要以高压断路器和高压隔离开关等设备和一次接线方式的选择为主，分析一次系统的最佳方案确定。

一、基本资料变电所一次接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。

一次接线的技术比较主要的是个方案的供电可靠性和运行灵活性的定性分析。

一次接线的经济比较包括计算综合投资、计算年运算费用和所选方案综合比较三方面内容。

本次计算分析时，只计算考虑各方案中不同的部分。

(1 ) 电力系统简图如图1 所示，系统中有两台变压器、双电源、双回路进线与多条引出线。

一一一一·。

．一．一..一图1 电力系统简图( 2 ) 选择吉林省长春市的自然条件：平均温度 2 2 .9•c , 最高温度 3 s• c , 最低温度-3 6 .s·c , 雷暴日3 s . s·c , 最热月地面下0 .8 m 处土壤平均温度19_ 3• c 。

( 3 ) 年最大负荷小时数兀ax = 4 50 0 h 。

最大损耗所需利用时间T =3150h , 地区电价0.5 元/kWh。

( 4 ) 设备参数1) 查表得发电机参数为：P = 2 5 MW, X = 0.264, cos rp = 0 .8 。

2) 查表得变压器参数为：阻抗电压百分值UK % = 7.5 ; 额定容量沁=8 MV •A;额定电压U L I=35kV;空载损耗t:,,.。

=10.9kV;短路损耗t:,,.p4= 55.8kW;空载电流百分值10%=1;价格62.9万元；两台升压变压器允许过负载的倍数为1.05,,..,l.1。

3)线路参数：单位长度电抗X W O I=XW02=0.4n/km,LI=20km,L2=5k m。

4) 负载参数：X i" = 0 . 3 5 , 负载容量SL = 8 + j 6 MV . A 由负载计算确定容量。

二、方案拟定主接线初步选择两种方案，方 案 一 选 择 全 桥 双 母 线 接 线 如 图 2 所示；方 案 二选择联络线双母线接线如图 3 所示。

图 2 全桥双母线接线 图 3 联络线双母线分段接线技术要求如下。

方案一：二 次 侧 采 用 双 母线接线， 其可靠性、灵活性都比较高，因 为双母线 可以在不停电的情况下检修其任意母线。

同时变压器两侧均装有断路器，所以当 其出现故障时，又随时对它进行维修，可将电能从一台变压器送出，即 可保证一、二级负载不停电， 又提高操作的灵活性。

一次侧采用了全桥接线，能 提 高供电可靠性。

方案二： 一 次 侧 采 用 联 络线接线， 当 可靠性要求不高时， 也可用隔离开关 QS 将联络线分段运行（联络线故障时将会短时全厂停电， 操作复杂）。

二次侧为双母线分段，两 段母线组合形式更多，比方案一多 增加了两套断路器。

任一部分发生故障均能在不停电的条件下检修， 其灵活性、可靠性提高。

综上所述， 根 据 技 术 比 较 ， 方案一较适合， 满足 可靠 性、灵活性。

三、负载计算由需用系数法确定负载大小， 当负 载 总容量S L = 8 + j6MV. A, 其中一、二 级负载占总容量的 70%等 于 1 0 x 7 0 % = 7 MV . A, 此值用千变压器等设备选择的参考量。

勹J JL 卢l / 丿）＼卢言j \＼＼\口j!l \1尸厂＼＼厂三＼Oj:石 s变 压器 一 次侧 最大 电流I N J'I 为I= SL N T Ix U ,.『.110=164.96 (A)l.732x35过负载时的电流为 I Tm a X =I 1 . 0 5: 1 6 4 .=fJ 61(A)变压器二次侧最大电流I NT2 为I NT 2=L石x U N 210— = 577.4 (A) 1.732 xlO/Tmax2=1.05 X 577.4 = 606.27 (A)四、正常运行条件选设备选择条件： 设 备 电 压电 流均大于等千实际值， 安装 地 点等选择设备如下。

1. 断路器参数型号SW2-35/600A: 额定开断电流 6.6kA, 热稳定电流（时间） 6.6kA ( 4s ) , 动稳定电流 17kA, 固有分闸时间为 0.06s , 合闸时间问哦 0. 02s , 价格5600 元。

型号 SN3-10G/2000A: 额定开断电流 29kA, 热稳定电流（时间） 43.SkA(l s ) , 动稳定电流75kA, 固有分闸时间为 0.05s , 合闸时间为 0.2s , 价格 1150 元。

2. 隔离开关参数型号 GW5-35G /600A: 动稳定电流 72kA, 热稳定电流（时间）： 16kA ( 4s ) , 价格 1200 元。

型号 GN6-10T /1000A: 动稳定电流 80kA, 额 定 电流 为 1000 A, 动稳定电流为 25kA, 热稳定电流（时间） 31.5 kA (4s), 价格240 元。

3. 互感器参数电流互感器型号LCW-35:I NTI I N1'2 = 200A/5A 。

级次组合 0.5/3, l s 的热稳定倍数为 65 , 动稳定倍数为 100, 价格 160 元。

选用 LFZJl - l OC ( 复 匝 贯穿式、环氧树脂浇注绝缘，加大容量，设计序号为 1): 800/5 , l s 的热稳定倍数为 65, 动稳定倍数为 130 , 价格 160 元。

电压互感器型号 J DJ J - 35 (单相油浸绝缘有接地保护用辅助线圈）： 35 / 3 , 最 大 容 量 为 l OOO V-A 。

型号 JD J -10 ( 单相油浸绝缘）：一 次侧电压为 l OkV , 二次侧为 O. l kV , 最大 容 量为 640V-A 。

4. 避雷器 FZ 的选择＿立l PN 型号 FZ-35: 组合方式为 2 x FZ- 15 ( 电站普通阀型中性点非直接接地），额定 电压为 35kV , 灭弧电压为 41kV , 工频放电电压在 84~104 之间（参考价 500 元）。

型号 FZ-10 : 组合方式为单通元件（电站普通阀型中性点非直接接地），额定电压为 l OkV , 灭 弧 电 压 有 效 值 为 12.7 kV , 工频放电电压为 26~31kV 之间，5kA 下冲击电流下的残压不大 于 45kV , l O kA 冲 击 电 流 的 残 压 不 大 千 50 kV 。

5. 线路及母线的选择架空线选择 LGJ ( 普 通 型钢 芯 铝 绞 线 ）： 标 称 截 面 为 150 m m 2 , 允许载流量 1o · c 时为 445A, 基准环境温度为 2s · c 。

单位长度电阻 0.21.Q/km , 单位长度电感 0.358 严 ( DM = 2 k m , 3 5kV ) 。

母 线 选 5 0·5 , 单 条 扁 铝 ， 平方母线的布置。

允许载流量 665A, 最高温度为 1o · c , 基准环境温度为 25 °C ( l OkV), 参 考 价 格 3 0 00 元 。

五、短路电流计算设： 基 准 容 量 SB = lOOMV. A 。

基 准 电 压 U B = U a v( 平 均额 定 电 压 ）。

1. 发电机电抗标么值XG¾s X G =C O 彰 N(1-1)100 P N式中 X e % — — 发 电 机 电 抗百 分 数 ， 由发 电 机 铭 牌 参 数 的 x d 'x 1o x c 如Xd"发电机铭牌参数的次暂态电抗标么值；SB己设定的基准容量（基值功率）， MV • A ;P N发 电 机 额 定 的 有 功 功 率 ，MW ;C OS (f)N发电机额定有功功率因数。

各元件电抗标 么值如图 4 所示，发电机 G:x, =X2= X •G J = X *G 2 ,（ ］ X1 = X 2心"x S,v= 0.264 x I严 1= o.8448,系统外部参数25COS<p石丿X . = SB / S 。

K = 1 00 / 4 0 0 = 0 .2 5 ( SOK 为断路器开断容量），本例近似 取发电机的参数。

2. 负载电抗标么值s u uz凡 ＝－ 了Q lSL式中 U元件在网络的电压标么值； S L负 载容 量 标么值；Q L负 载 无功功率标么值。

(1-2)负载 L3. 变压 器电 抗标 么值凡 = X 1 0 = 0 .3 5 x 100— 10= 3.5X r =U K % ．一 主＿100S N 1、(1-3)变压器中主要是指电抗，因其 电抗 X T >> R T , 即 R T 忽略 ，由变压器电抗有名值 推 出 变压器 电抗标么值为X= 立- U NT 2 u K %(1-4)Tu 2s B100式中U K % 变压器阻抗电压百分数；S B基 准容量， MV • A ;SNT 、 U N T变 压 器 铭牌 参数给定额定 容 量 ， MV • A 、额定 电压 ， kV ;UH基 准电压U H 取平均电压U av , k V 。

变压器 T凡 ＝凡 U K % SB 7.5 100= -X — = — x — = 0.9375 100 S ,v 100 84. 线路电抗标 么值sX w ＝－上2 书 ， B式中x。

线路单位 长 度 电 抗 ； ［线 路长度， km; S B基 准容量， MV • A ;UH输电线路额定平均电压， 基准电压U B= u av ' k V 。

(1-5)NTu — —输电 线 路的等值电路中有四个参数，一般 电 抗 Xw >> R w , 故 Rw 叭0 。

由千不做特别说明， 故电导、电纳一般不计，故 而只 求电 抗标么值。

S 100出线线路电抗标么值 凡 ＝ 礼 = X , L, X —u坠 = 0 .4 x 2 0 x — = 0.5844进线线路电抗标么值2 B凡 ＝ 凡 = X2 L2 x S 生 B= 0 .4 x 5 x 3 7 2100 10.52= 1. 8 25 短路点的暂态电流标 么值 I "E"I " =XK•（取 E " = l ) (1-6)6. 冲击电流知的计算知 = 2.55 x l "(1-7)7. 短路容量功率S K 的 计算S K = 石x U av x l "(1-8)系统最大最小运行方式下的等值电路如图 4 和图 5 所示，其电抗和短路电流计算见表 1.沁 =0.937S J X 4 = 0.9375Xs=0.58441X6=0.5844 Xs=0.5844"5 X6= 0.5844图 4 最 小运 行 方 式 下 K2 点短路的等值电路 图5 最大运行方式下Kl 点短路的等值电路X1=1.82X1=1.82K2沁 =0.9375)X4=0.93752。