變電所電氣主接線

1、 第1章變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。電氣主接線是變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。對電氣主接線的基本要求概括地說應包括電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。對電氣主接線的基本要求和原則5.1.1電氣主接線的基本要求1可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。經(jīng)

2、過長期運行實踐的考驗，對變電所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性不僅要考慮次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。2靈活性主接線的靈活性有以下幾方面要求；1）調度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求。2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。3）擴建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在

3、擴建時，無論一次和二次設備改建量最小。3經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。5.1.2電氣主接線的原則1考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。2考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設計應根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。3考慮負荷的重要性分級

4、和出線回數(shù)多少對主接線的影響對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。4考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。5考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的

5、應急要求。電氣主接線的設計要根據(jù)備用容量的有無而有所不問。例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。電氣主接線設計程序1、電氣主接線的設計程序電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。（1）對原始資料進行分析，具體內容如下：1）本工程情況。主要包括：變電所類型；設計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期及遠景

6、發(fā)展規(guī)劃（510年）；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。3）負荷情況。負荷的性質及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負荷在原始資料中雖已提供，但設計時應該認真地辯證地分析。因為負荷的發(fā)展和增長速度受政治、經(jīng)濟、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設計時，只依據(jù)負荷計劃數(shù)字，而投產時實際負荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應不足，就會影響其他工業(yè)的發(fā)展。4）環(huán)境條件。當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，各地

7、氣象、地理條件相差甚大，應子以重視。對重型設備的運輸條件也應充分考慮。5）設備制造情況。為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設計的先進性、經(jīng)濟性和可行性。(2)擬定主接線方案。根據(jù)設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定若干個主接線方案。因為對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結構等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠期)。應依據(jù)對主接線的基本要求，從技術上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留23個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術

8、合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。(3)主接線經(jīng)濟比較。(4)短路電流計算。對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進行短路電流計算。(5)電器設備的選擇。(6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。(7)工程概算。包括：主要設備器材費；安裝工程費；其他費用。主接線設計主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。各個變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進出線數(shù)較多時(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運

9、行方便有利于安裝和擴建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用開關電器較少，占地面積小，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設計中僅以單母線接線為例。一、單母線接線圖5-1單母線接線如圖5-1所示，單母線接線的特點是整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和引出線都經(jīng)過開關電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源或2獲得電能。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關，靠近母線側的隔離開關QS2稱作母線隔離開關，靠近線路側的QS

10、3稱為線路隔離開關（在實際變電所中，通常把靠近電源側的隔離開關稱為甲刀閘，把靠近負荷側的隔離開關稱為乙刀閘）。由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開關沒有滅弧裝置其開合電流能力極低，只能于設備停運后退出工作時斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側或兩側均應配置隔離開關，以便檢修斷路器時隔離電源。若饋線的用戶側沒有電源時，斷路器通往用戶則可以不裝設線路隔離開關。但如果費用不大，為了防止過電壓的侵入。也可以裝設。同一回路中串接的隔離開關和斷路器，在運行操作時，必須嚴

11、格遵守下列操作順序：如對饋線送電時，須先合上隔離開關QS2和QS3,再投入斷路器QF2；如欲停止對其供電，須先斷開QF2,然后再斷開QS3和QS2。為了防止誤操作，除嚴格按照操作規(guī)程實行操作票制度外。還應在隔離開關和相應的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機械閉鎖。接地開關(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設備時合上，取代安全接地線的作用。當電壓在110kV及以上時，斷路器兩側的隔離開關扣線路隔離開關的線路側均應配置接地開關。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應設置12組接地開關或接地器，以保證電器和母線檢修時的安全。1單母線接線的優(yōu)缺點優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配

12、電裝置。缺點：靈活性和可靠性差，當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個檢修期間均而停止工作。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2單母線接線的適用范圍一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況：(1)6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。(2)35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。二、單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點，提高它的供電可靠性和靈活性，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設一個分段斷路器和兩個隔離開關。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線，如圖5-2所示。1單母線分段接線的優(yōu)缺點優(yōu)點

13、：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；當一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。2適用范圍(1)610kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。(2)3566kV配電裝置出線回路數(shù)為48回時。圖5-2單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：單母線接線和單母線分段接線，依據(jù)遼寧工學院變電所中實際情況的了解，以及對單母線接線和單母線分段的比較，并且從經(jīng)濟性、可靠性、靈活性三個方面的對比，選擇單母線接線方式。遼寧工學院變電所為終端變電所高壓為10kV低壓為。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù)5-10年的發(fā)展計劃設計，并依據(jù)遼寧工學院的供電情況，擬裝設兩臺主變壓器。.10kV主接線根據(jù)設計要求及綜合考慮，10kV側兩條銅電纜，一條運行，一條