110KV变电站电气一次系统初步设计 毕业论文.doc

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1、摘要 I 摘 要 电 能 是 现 代 社 会 中 最 重 要 ， 最 方 便 的 能 源 ， 电 能 具 有 很 多 优 点 ， 可 以 方 便 的 转 化 为 别 种 形 式 的 能 ， 以 及 它 的 输 送 和 分 配 易 于 实 现 ， 并 且 它 的 应 用 规 模 也 很 灵 活 ， 因 此 ， 电 能 被 日 益 广 泛 的 应 用 于 农 业 ， 交 通 运 输 业 以 及 人 民 的 日 常 生 活 中 。 现 如 今 ， 越 来 越 多 的 人 意 识 到 ， 电力事业的日益发展紧系着国 计民生。它的发展水平和电气化的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平 及其社会现代化水

2、平高低的一个重要标志。其中，变电所的发展则是至关重要 的。 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷发展情况，分析负荷发 展趋势与当地地理环境和工业发展条件。从负荷增长和地区建设方面阐明了建 站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负 荷资料的分析，从安全性、经济性、可靠性及灵活性等方面考虑，先简单介绍 了各种接线方式，然后从经济性、灵活性、可靠性各方面进行比较，确定了 110KV，35KV，10KV 电气主接线形式，然后又通过负荷计算及供电范围通过容 载比的方法，确定了主变压台数、容量及型号，最后通过对短路电流、各种短 路方式、短路危害的介绍及短路电流和最大持续

3、电流的计算，对各种高压电器 的选择进行说明，并对高压断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感 器、避雷器等进行了选型，从而完成了 110KV 变电站电气一次部分的设计。 关键词：变压器；变电站；短路计算；电气主接线；设备选择 ABSTRACT II ABSTRACT The electrical energy is the most important, convenient energy in the modern society, the electrical energy has many merits, can facilitate transforms as other ener

4、gies. , as well as its transportation and the assignment easy to realize, and its application scale is also very flexible, therefore, electrical energy by day by day widespread application in agriculture, transportation shipping industry as well as in peoples daily life. Nowadays, more and more peop

5、le realize, the electric power enterprise flourishes more and more daily tightly is the national economy and the peoples livelihood. Its level of development and the electrification cause is one of the most important symbols to weigh a national economy level of development and a social modernization

6、 horizontal height .And, the transformer substation development is very important. At first this paper book according to the mission to system and routes and all load to development, analysis development tendency and local load geographical environment and industrial development conditions. From the

7、 load growth and regional construction, the necessity of clarified site. Then based on summary of proposed substation direction to consider, and qualify, and through to the load data analysis. From safety, economy, reliability and flexibility into consideration. To briefly introduces various wiring

8、way. Then from economy, flexibility and reliability compared various aspects choose the consumers 10KV, 35KV, 110KV and auto- switch from, Then through the load calculation and power supply range through than method, let load, choose the lord variable pressure sets, capacity and model, finally throu

9、gh short-circuit current, various short-circuit mode, the introduction and short- circuit harm and maximum continuous current short-circuit current calculation, The choice of various high voltage apparatus, and to show the high voltage circuit breaker, isolating switch, generatrix, current transform

10、er, voltage transformer, lightning arrester etc, thus completing the selection of 110KV substations is a part of design electric. Key words： Transformer; substation; Short circuit computation; Electrical main wiring; Equipment choic 目录 III 目 录 摘 要 .I ABSTRACT II 目 录 .III 第一章 绪论 .1 1.1 概述 .1 1.2 原始资料

11、及分析 .2 1.3 本论文的设计任务及主要工作 .4 第二章 电气主接线设计 .5 2.1 主变压器选择 .5 2.2 电气主接线的要求 10 2.3 各种接线形式及特点 12 2.4 变电站主接线的选择 16 2.5 站用电接线的选择 18 第三章 短路电流计算 20 3.1 概述 20 3.2 短路电流计算方法 23 3.3 本站短路电流的计算 24 第四章 主要电气设备的选择 28 4.1 电气设备的一般原则 28 4.2 断路 器选择 29 目录 IV 4.3 隔离开关选择 32 4.4 互感器选择 32 4.5 母线选择 35 4.6 高压开关柜选择 38 第五章 防雷保护 41

12、5.1 避雷器作用、分类 41 5.2 避雷器的选择 42 第六章 总结与展望 .48 附 录 49 参考文献 .51 致 谢 52 1 第一章 绪论 1.1 概述 我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大， 对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高；而随着科学技术的高 速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的 变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。 随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接 线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来 有了较大发展，可靠性大为提高，检

13、修时间也较少。特别是国外一些知名厂家 生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。 为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数 变电站实际已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。 我国500kV、330kV电压等级的接线较多采用3/2断路器接线，但现在有些设 计院提出，根据工程情况，可采用变压器-母线组接线，可靠性与3/2断路器接 线基本相同，却可以降低投资。目前在四川二滩水电站的500kV接线中有一串采 用3/2断路器接线方式，其他串为变压器-母线组接线。在国外某些地区，500kV 电压等级广泛采用双重连接方式接线，即3/2断路器接线，但第1、2组主变经过

14、隔离开关分别接至两组母线，如有第3、4组主变则接入串内，出线回路多时， 采用3/2断路器串，这样可以节约大量投资. 另外，国内一些变电站3/2断路器接线中，设计不考虑装设线路侧隔离开 关。近期国内新建的许多变电站220kV及110kV电压等级的接线采用双母线而不 带旁路母线。在采用GIS的情况下，优先采用单母线分段接线。终端变电站中， 尽量采用线路变压器组接线等。 近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不断出现， 设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高 压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城 网建设工程、用户工

15、程都考虑采用GIS配电装置。变电站设计的电气设备档次不 断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组 合一体化的小型设备发展。 这些户外高压和超高压组合电器共同特点是以SF6断路器为核心，与其他 高压电气设备进行组合，形式繁多，从较简单的145kV户外断路器与电流互感器 及隔离开关组合在一起的小车式组合电器，到550kV户外设备本体（包括断路器、 2 隔离开关与接地开关、光电式电流、电压互感器等设备的组合） ，通过插接式复 合光缆，与就地 不止的控制保护智能柜连接在一起的完整超高压开关系统。这 些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便， 价

16、格介于常规电气设备与GIS之间，是电气设备今后发展的一个方向，负荷我国 目前的国情和技术发展方向。 随着经济和城市建设的发展，市区的用电负荷增长迅速，而城市土地十分 宝贵，低价越来越昂贵。新建的城市变电站必须符合城市的形象及环保等要求， 追求综合经济、社会效益。所以建设形式多采用地面全户内型或地下等布置形 式，占地面积有效减少。有数据统计表明全户内型变电站一般用地仅为同类型、 同规模户外常规站的25%左右。我国一些大城市已明确提出对主城区的终端 220kV站、110kV站、35kV站必须采用全户内型，对于边缘城区有条件的也要采 用全户内型。 分散式变电站自动化系统的采用，电缆大量减少，主控楼在

17、活动地板下敷 设电缆，取消电缆夹层，主控楼建筑面积减少。另外，针对一些110kV及以下变 电站实现无人值班，设计中取消了与运行人员有关的建筑和设施，建筑面积更 是大为减少。 1.2 原始资料及分析 1按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建 1 中型 110kV 变 电所。该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行 供电。改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网，提高了本地供电 质量和可靠性。 110kV 进线 2 回，出线 2 回,近期 110kV 上犹变电站最大负荷 2.3MW,cos=0.9,架空线路 34KM 一回，110kV 崇义变电站最大负荷 2.

18、0MW,cos=0.87,架空线路 27kM 一回。 35kV 出线 6 回，其中 1 回备用,各用户正常生产时最大负荷 2.3MW,cos=0.85，架空线路 6 回。 10kV 出线 10 回，其中 2 回备用, 各用户正常生产时最大负荷 1.8MW,cos=0.9，架空线路 8 回。变电所用变用电负荷总加 38.5KW。 所用变用电负荷总加 38.5KW。 3 北 110kV 侧 电源 1 电源 2 35kV 侧 10kV 侧 图 1-1 待设计变电站 2、变电站负荷情况及所址概况 本变电站的电压等级为 110kV/35 kV /10 kV。变电站受两个电源供电，赣 州变为 600MVA

19、，容抗为 0.38,南康变为 800MVA，容抗为 0.45.线路 1 为 30kM, 线路 2 为 20kM, 线路 3 为 25kM。出线方向 110kV 向北，35kV 向西，10kV 向东。 该地区自然条件： 站址极限最高气温：41.5 极限最低气温：-5.8 所址最大风速：28-30M/S 主导风向：N-NNE 站址年平均降水量：1580mm 站址概括，站址地层由红黄色粉质粘土组成，地下水无侵蚀性，站址场地 标高为：海拔高程：+191.40M。本地区无污秽，土壤电阻率 8000.cm。本论 文主要通过分析上述负荷资料，以及通过负荷计算，最大持续工作电流及短路 计算，对变电站进行了设备

20、选型和主接线选择，进而完成变电站一次部分设计。 3.负荷资料：本变电所为周围地区 35KV 及 10KV 电网供电，负荷资料如下： 表 1-1 110KV 负荷资料: 负 荷 名 称 Pmax（MW） cos Qmax（Mvar） 110KV 上犹变电站 2.3 0.9 1.14 110kV 崇义变电站 2.0 0.87 1.13 待设计变电站 4 表 1-2 35KV 负荷资料: 负 荷 名 称 Pmax（MW） cos Qmax（Mvar） 6 路 35KV 出线 2.3 0.85 1.43 表 1-3 10KV 负荷资料: 负 荷 名 称 Pmax（MW） cos Qmax（Mvar）

21、10 路 10KV 出线 1.8 0.9 0.87 所用变用电负荷总加 38.5KW，发展规划期 5 年，负荷年均增长率 5%。 1.3 本论文的设计任务及主要工作 主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线 方式、选择变压器型式及连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。 短路电流计算：根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短 路电流并列表表示出短路电流的计算结果。 主要电气设备选择 1） 选 择 110kV 主 变 侧 、 35kV 侧 出 线 及 10kV 主 变 侧 的 断 路 器 及 隔 离 刀 闸 。 2） 选择 110kV,35KV 主变低压侧

22、母线。 3） 选择 10kV 主母线的支持绝缘子及穿墙套管。 4） 选择限流电抗器如有必要装设及 10kV 最大一回负荷的出线电缆。 5） 选择 10kV 主母线电压互感器。6） 。选择 10kV 出线电流互感器。 电气设备配置 1） 各电压等级电压互感器配置 2） 各回路电流互感器配置 3） 各电压等级避雷器配置 所用电设计 1） 根据要求计算所用电负荷 2） 选择所用变压器型式、台数、及容量 3） 设计所用电接线 主变压器保护设计，35kV 和 110kV 侧出线主保护设计 5 第二章 电气主接线设计 2.1 主变压器选择 2.1.1 变压器的工作原理 变压器的基本工作原理就是电磁感应原理

23、。变压器的一次绕组接通交流电 源，在绕组内流过交变电流产生磁动势，在磁动势的作用下，铁芯中产生交变 磁通 ，即一次绕主从电源吸取电能转变成磁能，在闭合的铁芯中一次绕组、 二次绕组同时切割磁力线，由于电磁感应作用，分别在一、二次绕组上产生感 应电动势 E1 和 E2。如此是将二次绕组与外电路负荷接通，在二次绕组感应电动 势作用下，便有电流通过负载，铁芯中的磁能又转变成电能。变压器在传递电 能的过程中，铁芯中的交变磁场通过一、二次绕组每一线匝中都产生相同的感 应电动势，变压器一二次绕组的匝数不同，所产生的感应电动势也不同，这就 是变压器变换交流电压、电流的原理。 图 2-1 变压器原理图 2.1.

24、2 变压器容量和台数的选择原则 一、主变压器容量的选择原则 1、按电网发展规划选择主要变压器容量 主变压器容量一般按变电所造成后 510 年的发展规划负荷选择，并适当 考虑到远期 1020 年的符合发展。对于城市郊区变电所，选择的主变压器容量 应与城市发展规划相结合。一般应采用负荷平衡法选择变电所主变压器的容量。 2、按电压等级选择主变压器容量 变电所主变压器容量选择的一般原则为电压等级高，变电所密度低，主变 压器的容量就要选择大些。电压等级低、变电所密度高，一般变压器的容量可 6 选择小些。 3、根据变电所负荷性质和电网结构来选择主变压器的容量 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停

25、运时，其余变压器容 量在计及过负荷能力时，在允许时间内应保证用户的一级和二级负荷；对于一 般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部符合的 7080。 4、同级电压的单台变压器容量的级别 35KV 变电所单台主变压器容量一般选用 3.15MVA、4.00MVA、6.30MVA 及 8.00MVA。 110KV 变电所单台主变压器容量一般选用 31.5MVA、40MVA 及 50MVA 三种。 220KV 变电所单台主变压器容量一般选用 120KV、180MVA 两种规格。 5、按容载比确定主变压器的容量 变电容载比即电网变电所主变压器容量（KVA） ，在满足供电可靠性基础 上

26、与对应的王宫最大负荷（KW）之比值。 国家城市电力网规划设计导则中规定，电网变电容载比一般为 220KV 电网：1.61.9 35110KV 电网：1.82.1 二、主变压器台数的选择原则 1、变电所供电可靠性的选择 35220KV 变电所一般应配置两台或以上变压器，当一台变压器退运时， 其负荷自动转移至正常运行的变压器，此时变压器的负荷不应超过其短时允许 的过载容量，以及通过电网操作将变压器的过载部分转移至冲压电网。符合这 种要求的变压器运行率可用下式计算，即 (2-1)%10)(NPK 变压器运行率T 变压器短时的允许过载率K 变压器台数N 单位变压器额定容量P 当取变压器过载率 ，过载时

27、间 ，则按上式计算变压器的运行率为3.1Kh2 时， （近似值） ；2%65T 7 时， （近似值） ；3N%87T 时， （近似值） ；410 2、110KV 变电所主变压器台数的选择 110KV 变电所，一般安装 131.5MVA、 140.0MVA、150.0MVA、231.5MVA、240.0MVA 、250.0M VA、340.0MVA 、350.0MVA 主变压器，建设规模本期建设可安装 1 台，发 展时安装 2 台，最终安装 3 台。 三、本设计主变压器的选择 1、综上所诉本设计最终规模采用 3 台 50MVA 容量变压器，目前选择 2 台 SFSZ9400000/110 型变压

28、器；变压器参数如下： 高压： 中压：%25.180%5.2.8 低压： . 联结组别： dYNyn 空载损耗： KW6.3 负载损耗： 189 空载电流： %.0 短路阻抗： ， ，5.21U%18731 5.632U 2、校验 根据该地区用电负荷特点，拟建设 110/35/10KV 变电所一座，选用 SFSZ940000/110 主变压器 2 台。主变压器总容量为 80000KVA。变电所的容 载比为 根据国家城市电力网规划设计导则中规定，电网变电容载比一般为 35110KV 电网：1.82.1，则满足要求。 计算变压器的运行率， 可见该变电所当一台主变压器停运时 ，能满足主要用电负荷的供电

29、。 3、中性点接地方式 110KV 采用中性点直接接地方式。 主变压器中性点经隔离开关直接接地，以便于系统灵活选择接地点。 10KV 采用中性点经消弧线圈接地方式。单相接地允许带故障运行 2 小时， 供电连续性好。 4、无功补偿 无功补偿应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，采用集中补偿 的方式，集中安装在变电所内有利于控制电压水平。向电网提供可调节的容性 无功。以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。 8 为提高电网的经济运行水平，根据无功补偿的基本原则，在 10KV 每段母 线上各接一组由开关投切的分档投切并联电容器成套装置，供调节系统的无功 负荷。 2.1.3 负荷计算及

30、主变压器选择 要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工 作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷） 、 10kV 负荷、35kV 负荷和 110kV 侧负荷。 由公式 (2-2) nitcpKS1%)(os 某电压等级的计算负荷cS 同时系数（35kV 取 0.9、10kV 取 0.85、35kV 各负荷与 10kV 各负tK 荷之间取 0.9、站用负荷取 0.85） 该电压等级电网的线损率，一般取 5% 各用户的负荷和功率因数cos、P 站用负荷计算 MVASz 04.%)51(8.035. 10kV 负荷计算 kv 85.17)()9.(

31、.10 35kV 负荷计算 VASkv 34.)()685.32(35 110kV 负荷计算 Mkv 59.%)1(7.09(.10 考虑到 5 年左右的负荷发展，给出的负荷增长率为 5%； 其中负荷曲线及负荷构成认为不变。 对于本变电所，应考虑只有一台变压器运行时，保证对一级，二级负荷的 WP4.83.2.maxvar514QVAS2.17)(5ax 9 供电，或者保证总负荷 70%80%部分的供电。这种保证是考虑了变压器正常过 负荷能力的。本变电所考虑只有一台变压器运行时保证总负荷的 80%部分的供 电，即 12.2*0.8=9.76MVA 来选择变压器容量，由标准变压器额定容量，选额定

32、容量为 10000KVA 的两台主变压器并列运行。 变压器相数：除了超高压的一些变压器以外，变压器一般选择三相产品。 绕组及连接方式：本变电所供电用户有 35KV、10KV 两个电压等级，需采取 三绕组变压器。绕组连接方式有 Y、两种，我国变压器 110KV 绕组均采用 Y0 连接。35KV 系统在中性点装设消弧线圈，故需采取 Y 连接，引出中性点。10KV 绕组采用连接。 变压器阻抗的确定：变压器阻抗即指绕组间的漏抗,其数值大小主要取决于 结构和材料。从稳定和供电电压质量考虑，希望阻抗比较小。而阻抗小会使短 路电流增加。因此，变压器阻抗的确定必须从系统稳定、功率流向、无功、保 护、调压等诸多

33、方面进行综合考虑。就当前变压器制造工艺来说，降压变压器 低压、中压、高压三个绕组一般自铁心向外依次排列，因此高、低压绕组之间 的阻抗也就最大。 变压器调压方式的确定：本变电所负荷变动比较大，为了保证供电可靠性 及电压质量，拟选用有载调压变压器，调压绕组为 110KV 绕组，35KV 侧无载调 压。 变压器的冷却方式：以往 110KV 变压器往往采取风冷方式解决散热问题， 而近年来，片式散热器大量应用，取代管式散热器成为主流，散热效果显著改 善，故可以采用自冷方式，简化了变压器辅助系统的设计、安装与维护。 综上所述，本设计选择两台主变压器，型号 SFSZ7-10000/110。相关参数 如下：

34、表 2-1 110KV 变电站主变参数 短路阻抗负 载损 耗 额定电压（kV） 空 载 损 耗 （kW ） 空 载 电 流 （% ） 连接组 号 HVM V MVL V HVL V 10 189K W 5.10/%.25.38/2.1036 .6 0 .36 YNynoD 11 10.5 % 6.5% 17.5 % S F S Z 7-10000/110 高压绕组额定电压等级： 110kV 额定容量：10000KVA 性能水平代号 有载调压方式 绕组数：三绕组 冷却方式：风冷 相数：三相 中性点接地方式：变压器中性点的接地方式是由电网中性点的接地方式决 定的。 我国 35KV 及以下电压等级的

35、电网一般采取中性点不接地方式运行，这是因 为中性点不接地时若发生单相接地故障，故障线路的非接地相电压升高为线电 压，但系统仍可以维持对用户正常供电，提高了供电可靠性。但对于 110KV 等 较高电压的系统，为了使相绝缘承受线电压而增加的设备投资很大，超过了单 相接地维持供电所能带来的效益。且 110KV 及以上系统如采取中性点不接地， 受到接地电弧过电压的威胁较较低电压等级的系统要大。因此我国 110KV 电网 采取中性点直接接地方式，而 35KV 及以下一般采取不接地方式。 在本设计中，两台主变的 110KV 中性点均经接地专用隔离开关接地。经隔 11 离开关接地是为了便于运行调度灵活选择接

36、地点，控制零序网络的结构。 主变 35KV 中性点不直接接地，但出于限制电弧接地过电压等考虑，在 35KV 系统单相接地时的接地电流大于 10A 时，应装设消弧线圈进行补偿。 主变 10KV 为三角形接线，无中性点。10KV 电网中性点不接地，这两者是吻合 的 2.2 电气主接线的要求 现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成 整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、 变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发 电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。 根据变电所的性质和所在系统中的地位和作用不同，对变电所的主接线

37、可 靠性宜提出不同的要求。 主接线的可靠性是接线方式一次、二次设备可靠性的综合。对主接线可靠 性可以作定量的计算，但需要各种设备的可靠性指标、各级线路、母线故障率 等原始依据。一般情况下，在主接线设计时缺乏准确的可靠性计算所需的原始 资料，而且计算方法各异，也不成熟，故通常不作定量计算，及时进行了可靠 性计算，其结果也只做参考。通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性，一 般比较以下几项： 2.2.1 可靠性 （1）断路器停电检修时，对供电的影响程度。 （2）进线或出线回路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间。 （3）母线故障或母线检修时，停电范围和停电时间。 （4）母线联络断线器或母线分段断

38、路器故障的停电范围和停电时间； （5）全停的机率。 2.2.2 灵活性 主接线的灵活性主要体现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式， 具体情况如下： （1）满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能 方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置，是电力系统处于最经 济、最安全的运行状态。 （2）满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要 求。设备停电检修引起的操作，包括本站内的设备检修和系统相关的厂、站设 12 备检修引起的站内的操作是否方便灵活。 （3）满足接线过度灵活。一般变电所都是分期建设的，从初期接线到最终 接线的形成，中间要经过多次扩建。

39、主接线设计要考虑接线过渡过程中停电范 围最少，停电时间最短，一次、二次设备接线的改动最少，设备的搬迁最少或 不进行搬迁。 （4）满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔 离故障部分，尽快恢复供电操作的方便和灵活性，保障电网的安全稳定。 2.2.3 经济性 经济性是满足接线可靠性、灵活性要求前提下，尽可能地减少与接线方式 有关的投资。主要内容如下： （1） 采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投产初期 回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的的简化接线。能缓装的设备，不 提前采购装设。 （2） 在设备形式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免 以大代小

40、，以高代低。 （3） 在选择接线时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求减少占 地，节省配电装置征地的费用。 变电所电气主接线的可靠性、灵活性和经济性是一个综合概念，不能单独 强调其中的某一种特性，也不能忽略其中一种特性。但根据变电所在系统中的 地位和作用不同，对变电所电气主接线的性能要求也有不同的侧重。 2.3 各种接线形式及特点 2.3.1 变压器一线路组接线 13 图 2-2 线路变压器电气主接线形式 形式是一台变压器与一条线路构成一个接线单元。 优点：变压器线路组接线是最简单的接线方式，设备最少、高压配电装 置简单、占地面积小、本回路故障对其他回路没有影响。 缺点：可靠性不高；线路故

41、障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修 时，线路停运。 2.3.2 桥接线 14 图 2-3 双断路器桥型接线原理 当有两个变压器线路接线的回路时，在其中加一连桥，则成为桥型接线。 优点：内桥的优点是连接桥断路器接在线路断路器的内侧，线路的投入和 切除比较方便，当线路发生故障时，仅线路断路器都断开，不影响其他回路的 运行。外桥的优点外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中。在变电 所中有穿越功率经过时也采用外侨。 缺点：内桥的缺点当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器 都断开，从而影响了一回未发生故障线路的运行。外桥的缺点当线路发生故障 时需动作与之相连的两台断路器，从而影响一

42、台为发生故障的变压器的运行。 2.3.3 单母线接线 15 图 2-4 双电源供电单母线接线方式 单母线接线是一条汇流母线，电源线和负荷线均通过一台断路器接到母线 上。 优点：接线简单、清晰，采用设备少、造价低、操作方便、扩建容易。 缺点：可靠性不高，担任一连接元件故障，断路器拒动或母线故障，将造 成整个配电装置全停，母线或母线隔离开关检修，整个配电装置亦将全停。 2.3.4 单母线分段接线 图 2-5 单母线分段接线方式 单母线分段用断路器将母线分段，分段后母线和母线隔离开关可分段轮流 检修。 优点：这种接线形式简单、清晰，采用设备少，操作方便、扩建容易，可 靠性高。 缺点：当分段断路器故障

43、时，整个配电装置会全停母线和母线隔离开关检 修时，该段母线上连接的元件都要在检修期内停电。 16 2.3.5 双母线接线 图 2-6 双母线不分段接线方式 这种接线形式每一元件通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上， 两组母线通过联络断路器连接。 优点：灵活性可靠性高，运行和调度灵活，扩建方便。 缺点：增加一条母线和母线隔离开关，增加了设备及相应的构支架，加大 了配电装置的占地和工程投资；母线和母线隔离开关检修时，倒闸操作复杂， 容易发生误操作；隔离开关操作闭锁接线复杂；母线联络断路器故障，整个配 电装置将全停。 2.3.6 带旁路母线的母线制接线 图 2-7 带旁路母线的双母线接线 带

44、旁路的母线的接线可分为单母线带旁路、单母线分段带旁路、双母线带 17 旁路、双母线分段带旁路 优点：解决了断路器和保护装置检修不停电的问题 缺点：增加了配电装置的设备，增加了占地，也增加了工程投资旁路断路 器代替各回路断路器的倒闸操作复杂，容易产生误操作，酿成事故。 2.4 变电站主接线的选择 主接线方案的比较与确定 电气主接线是电力系统设计的主要组成部分，它不仅标明了各主要设备的 规格、数量，而且反映了各设备的作用、连接方式和回路间相互关系，是变电 所电气部分的主体，直接影响着配电装置的布置和继电保护配置选择，对电力 系统的运行可靠性、灵活性和经济性起决定作用。 我国变电所设计技术规程SDJ

45、2-79 规定：“变电所的主接线应根据变 电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满 足运行可靠、简单灵活、操作方面和节约投资等要求。 ” 变电所电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。 1、供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先必须满足这个要 求，具体如下： （1） 、断路器检修时，不宜影响供电。 （2） 、断路器、母线故障及母线检修时，尽量减少停运出线的回路数和停 运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 （3） 、尽量避免出现变电所全部停运的情况。 2、主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性，具体要求为： （1） 、调度灵

46、活，操作简便。应能灵活地投入和切除变压器和线路，调配 电源和负荷，满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。 （2） 、检修时应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全 检修而不影响电力网的运行及对用户的供电。 （3） 、扩建时，应能容易地从初期过度到最终接线，在不影响连续供电或 停电时间最短的情况下，投入新装线路而不互相干扰，并且对一次、二次部分 的扩建工作量最少。 3、主接线在满足可靠性和灵活性的要求前提下应做到经济合理，具体要求 为： （1） 、投资节省。主接线应力求简单，合理减少断路器等一次设备的数量。 主接线应使继电保护不过于复杂，并能限制短路电流，以减低设备造价。

47、（2） 、节约占地。土地是国家宝贵的资源，主接线设计要为配电装置布置 18 创造条件，尽量使占地面积减少。特别是尽量不要占用良田。 （3） 、降低电能损失。应通过合理选择变压器种类、容量、数量来避免出 现多环节降压而增加电能损失。 待设计的 110KV 变电所共有 110KV 进线 2 回，变电站受两个电源供电，赣 州变为 600MVA，容抗为 0.38,南康变为 800MVA，容抗为 0.45.线路 1 为 30kM, 线路 2 为 20kM, 线路 3 为 25kM，出线 2 回；35KV 出线 6 回；10KV 出线 10 回。 电气主接线的基本形式有单母线接线、单母线分段接线、双母线接

48、线、双母线 分段接线、增设旁路接线、桥式接线等。 现就本变电所 3 个电压等级的主接线方案进行比较选择. (1)、110KV 系统：本变电所 110KV 系统进线 2 路，出线 2 路，内桥和外侨 接线都不适用，单母线接线方式对于 2 路电源进线没有意义，应采用多段母线 方式，双母线及双母线分段接线设备投资和土建投资均有较大增加，且运行操 作中出现较多倒闸操作，比较复杂，容易发生误操作事故。双母线（分段）接 线能保证任一段母线检修时维持对所有用户的供电，这对于本变电所来说并无 必要。所以单母线分段是比较好的选择。 综上所述，单母线分段能满足 110KV 系统运行可靠、灵活的要求，且比较 经济，

49、本变电所 110KV 进线出线均已确认继而避开了单母线分段的缺点。故选 择单母线分段作为本变电所 110KV 系统的主接线方式。 （2）35KV 系统。本变电所 35KV 系统进线 2 路，出线 6 路，有可能有一级， 二级负荷需双电源供电，因此可靠性较差的单母线接线不能使用。 在将母线分段后，给一级，二级负荷供电的双路出线可分别接至两段母线 上，可靠性得到了较好的保证，此时我们就可以主要从经济的角度来比较方案。 双母线及双母线分段接线设备投资和土建投资均有较大增加，且运行操作中出 现较多倒闸操作，比较复杂，容易发生误操作事故。双母线（分段）接线能保 证任一段母线检修时维持对所有用户的供电，这对于本变电所来说并无必要。 所以单母线分段是比较好的选择。 由于 35KV 系统当前多采取固定式成套配电装置，出线断路器之间不具备迅 速互换的能力。而 35KV 断路器（含回路元件）一旦出现故障，检修时间比较长， 对用户供电影响较大，所以应加设旁路母线。为了节约投资，可将旁路断路器 与分段断路器合二为一。 综上所述，3