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1、 電氣主接線(xiàn)的確定1.1 引言變電所的電氣主接線(xiàn)是電力系統(tǒng)接線(xiàn)的重要組成部分，它表明變電所內(nèi)的變壓器、各等級(jí)的輸電線(xiàn)路、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以最優(yōu)化的接線(xiàn)方式與電力系統(tǒng)連接，同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備的連接方式，從而完成輸配電任務(wù)。主接線(xiàn)的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。1.1.1 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)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)中的地位和作用事決定主接線(xiàn)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?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同

2、，對(duì)主接線(xiàn)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2、考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 510 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布，負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線(xiàn)的形式以及所連接電源和出線(xiàn)回?cái)?shù)。3、考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線(xiàn)回?cái)?shù)多少對(duì)主接線(xiàn)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，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4、考慮主變壓器臺(tái)數(shù)對(duì)主接線(xiàn)的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線(xiàn)的選擇將產(chǎn)生直

3、接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線(xiàn)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(duì)主接線(xiàn)的可靠性、靈活性要求低。5、考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線(xiàn)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。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線(xiàn)檢修時(shí)，是否允許線(xiàn)路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線(xiàn)路故障時(shí)允許切除線(xiàn)路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線(xiàn)的形式。1.1.2 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求1.1.2 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求根據(jù)我國(guó)原能源部關(guān)于220500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 S

4、DJ288 規(guī)定：“變電所的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。1、可靠性所謂可靠性是指主接線(xiàn)能可靠的工作，以保證對(duì)用戶(hù)不間斷的供電。衡量可靠性的客觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線(xiàn)經(jīng)過(guò)優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線(xiàn)的類(lèi)型并不多。主接線(xiàn)的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)可靠性不是絕對(duì)的，而是

5、相對(duì)的。一種主接線(xiàn)可靠性的標(biāo)志：（1）斷路器檢修時(shí)是否影響供電；（2）線(xiàn)路、斷路器、母線(xiàn)故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線(xiàn)路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶(hù)的供電；（3）變電所全部停電的可能性；（4）有些國(guó)家以每年用戶(hù)不停電時(shí)間的百分比來(lái)表示供電可靠性，先進(jìn)的指標(biāo)都在 99.9%以上。2、靈活性電氣主接線(xiàn)應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性有以下幾方面要求：（1）操作的方便性。電氣主接線(xiàn)應(yīng)該在服從可靠性的基本要求條件下，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)程中出差錯(cuò)。（2）調(diào)度的方便性。電氣主接線(xiàn)在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地

6、更改運(yùn)行方式。并且在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶(hù)的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（3）擴(kuò)建的方便性。對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠(chǎng)和變電站，其主接線(xiàn)必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠(chǎng)和變電站，在設(shè)計(jì)主接線(xiàn)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)，還要考慮到從初期接線(xiàn)過(guò)度到最終接線(xiàn)的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)可順利完成過(guò)渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。3、經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線(xiàn)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿(mǎn)足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾方面

7、考慮。（1）節(jié)省一次投資。主接線(xiàn)應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。（2）占地面積少。主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和對(duì)外費(fèi)用。對(duì)大容量發(fā)電廠(chǎng)或變電站，在可能和允許條件下采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、擴(kuò)建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（3）電能損耗少。在發(fā)電廠(chǎng)或變電站中，電能損耗主要來(lái)自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。1.2 各種母線(xiàn)的接線(xiàn)形式單母線(xiàn)接線(xiàn)及單母線(xiàn)分段接線(xiàn)1、單母線(xiàn)接線(xiàn)單母線(xiàn)接線(xiàn)供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線(xiàn)

8、回路。母線(xiàn)既可保證電源并列工作，又能使任一條出線(xiàn)都可以從任一個(gè)電源獲得電能。各出線(xiàn)回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線(xiàn)上，以減少功率在母線(xiàn)上的傳輸。單母接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線(xiàn)便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：可靠性差。母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就成了全廠(chǎng)或全站長(zhǎng)期停電。調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線(xiàn)路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。綜上所述，這種接線(xiàn)形式一般只用在出線(xiàn)回路少，并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠(chǎng)和變電站中。2、單母分段接線(xiàn)單母線(xiàn)用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對(duì)重要用戶(hù)

9、可以從不同段引出兩回饋電線(xiàn)路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將用戶(hù)停電；兩段母線(xiàn)同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一母線(xiàn)故障時(shí)，將造成兩段母線(xiàn)同時(shí)停電，在判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完成即可恢復(fù)供電。這種接線(xiàn)廣泛用于中、小容量發(fā)電廠(chǎng)和變電站 610KV 接線(xiàn)中。但是，由于這種接線(xiàn)對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線(xiàn)供電，大大增加了出線(xiàn)數(shù)目，使整體母線(xiàn)系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要負(fù)荷的出線(xiàn)回路較多、供電容量較大時(shí)，一般不予采用。3、單母線(xiàn)分段帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)單母線(xiàn)分段斷路器帶有專(zhuān)用旁路斷路器母線(xiàn)接線(xiàn)極大地提高了可靠性，但這增加了一臺(tái)旁路斷

10、路器，大大增加了投資。雙母線(xiàn)接線(xiàn)及分段接線(xiàn)1、雙母線(xiàn)接線(xiàn)雙母接線(xiàn)有兩種母線(xiàn)，并且可以互為備用。每一個(gè)電源和出線(xiàn)的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線(xiàn)接線(xiàn)連接。兩組母線(xiàn)之間的聯(lián)絡(luò)，通過(guò)母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其特點(diǎn)有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。由于雙母線(xiàn)有較高的可靠性，廣泛用于：出線(xiàn)帶電抗器的 610KV 配電裝置；3560KV 出線(xiàn)數(shù)超過(guò) 8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110220KV 出線(xiàn)數(shù)為 5 回及以上時(shí)。2、雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)為了縮小母線(xiàn)故障的停電范圍，可采用雙母分段接線(xiàn)，用分段斷路器將工作母線(xiàn)分為兩段，每段工作母線(xiàn)用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線(xiàn)相連，電

11、源和出線(xiàn)回路均勻地分布在兩段工作母線(xiàn)上。雙母接線(xiàn)分段接線(xiàn)比雙母接線(xiàn)的可靠性更高，當(dāng)一段工作母線(xiàn)發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開(kāi)，而后將故障段母線(xiàn)所連的電源回路的斷路器跳開(kāi)，該段母線(xiàn)所連的出線(xiàn)回路停電；隨后，將故障段母線(xiàn)所連的電源回路和出線(xiàn)回路切換到備用母線(xiàn)上，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電。雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)被廣泛用于發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電機(jī)電壓配置中，同時(shí)在 220550KV 大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線(xiàn)，也有采用雙母線(xiàn)分四段接線(xiàn)的。3、雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的接線(xiàn)雙母線(xiàn)可以帶旁路母線(xiàn)，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)高的

12、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線(xiàn)的線(xiàn)路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。1.3 主接線(xiàn)方案比較及確定根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將各電壓等級(jí)可能采用的較佳方案列出。進(jìn)而，以?xún)?yōu)化組合的方式，組成最佳可比方案。1.3.11.3.1 220KV 側(cè)主接線(xiàn)220KV 側(cè)主接線(xiàn)1、220KV 側(cè)主接線(xiàn)方案選擇因設(shè)計(jì)書(shū)規(guī)定 220KV 線(xiàn)路共 2 回，但考慮其今后的發(fā)展中預(yù)留兩回備用。所以根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分第二章第二節(jié)：5220KV 高壓配電裝置的基本接線(xiàn)及適用范圍。所以 220KV 線(xiàn)路可以選用雙母接線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)兩種方案。方案一：圖 1.1

13、雙母線(xiàn)接線(xiàn)方案二：圖 1.2 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)2、220KV 方案比較與確定（1）：雙母線(xiàn)接線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)展方便。缺點(diǎn)：增加了隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目，檢修時(shí)容易誤操作。（2）單母線(xiàn)分段接線(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：線(xiàn)路簡(jiǎn)單、靈活；經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好。缺點(diǎn)：可靠性相對(duì)較差。（3）由于該變電站主要用戶(hù)為工業(yè)用戶(hù)。通過(guò)對(duì)以上兩種接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)的分析，可見(jiàn)，對(duì)于 220kV 側(cè)若采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，在不給用戶(hù)停電的情況下可以對(duì)出線(xiàn)的斷路器進(jìn)行檢修，不使線(xiàn)路停電，擴(kuò)展和調(diào)度都靈活；缺點(diǎn)是增加了隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目。鑒于 220KV 線(xiàn)路負(fù)荷具有相當(dāng)?shù)闹匾?，處于可靠性考慮，這里選擇方案一雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式。1.3.2

14、110KV 側(cè)主接線(xiàn)1、110KV 側(cè)主接線(xiàn)方案選擇因 110KV 線(xiàn)路 8 回，另外兩回備用，進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)比較多。根據(jù)根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 P48 頁(yè)，110KV220KV 配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)；或當(dāng) 110KV220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線(xiàn)回路數(shù)為 4 回及以上時(shí)，系統(tǒng)可選用雙母線(xiàn)接線(xiàn)和雙母帶旁路接線(xiàn)兩種接線(xiàn)方案。方案一：圖 1.3 雙母線(xiàn)接線(xiàn)方案二:圖 1.4 雙母帶旁路接線(xiàn)2、110KV 方案比較與確定(1)雙母線(xiàn)接線(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較好，供電較可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)展方便。缺點(diǎn)：當(dāng)出線(xiàn)的斷路器進(jìn)行檢修時(shí)，可能會(huì)影響用戶(hù)的部分供電。(2)雙母線(xiàn)

15、帶旁路接線(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：在不給用戶(hù)停電的情況下可以對(duì)出線(xiàn)的斷路器進(jìn)行檢修，不影響用戶(hù)供電，供電可靠，調(diào)度靈活，擴(kuò)展方便。缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性差，多了一個(gè)斷路器和數(shù)個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；占地面積大。(3)通過(guò)對(duì)以上兩種接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)的分析，可見(jiàn)，對(duì)于 110kV 側(cè)若采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)的接線(xiàn)方式，其供電可靠性已經(jīng)足夠高，當(dāng)一回出線(xiàn)出現(xiàn)故障，另一回出線(xiàn)任可以繼續(xù)供電，不致使用戶(hù)全部停電，擴(kuò)展和調(diào)度都靈活。而雙母線(xiàn)帶旁路接線(xiàn)雖然保證當(dāng)一回出線(xiàn)出現(xiàn)故障，可由旁路斷路器代替出線(xiàn)斷路器工作，但是缺點(diǎn)是增加了一臺(tái)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目，檢修時(shí)容易誤操作。所以從經(jīng)濟(jì)性考慮，選方案一雙母線(xiàn)接線(xiàn)的接線(xiàn)方式。1.3.3 10KV 側(cè)主接線(xiàn)1、10K

16、V 側(cè)主接線(xiàn)方案選擇由于原始資料上沒(méi)有提及 10KV 的負(fù)荷情況，但考慮到實(shí)際可能會(huì)遇到的情況，該變電站 10kV 線(xiàn)路會(huì)供給周邊的居民和本站的站用負(fù)荷，考慮今后發(fā)展10kV 預(yù)留線(xiàn)路 8 回作為備用。根據(jù) 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 P47頁(yè)。610KV 配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)，可選用單母分段接線(xiàn)及單母分段帶旁路接線(xiàn)兩種接線(xiàn)方案。方案一：圖 1.5 單母分段接線(xiàn)方案二：圖 1.6 單母分段帶旁路接線(xiàn)2、10KV 方案比較與確定(1)單母分段接線(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：母線(xiàn)經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；一段母線(xiàn)故障時(shí)（或檢修），僅停故障（或檢修）段工作

17、，非故障段仍可繼續(xù)工作。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，接在該段母線(xiàn)上的電源和出線(xiàn)，在檢修期間必須全部停電；任一回路的斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。(2)單母分段帶旁路接線(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：母線(xiàn)經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；一段母線(xiàn)故障時(shí)（或檢修），僅停故障（或檢修）段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。在不給用戶(hù)停電的情況下可以對(duì)出線(xiàn)的斷路器進(jìn)行檢修，不影響用戶(hù)供電。缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性差，多了一個(gè)斷路器和數(shù)個(gè)隔離開(kāi)關(guān)；占地面積大。(3)通過(guò)對(duì)以上兩種接線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)的分析，可見(jiàn)，對(duì)于 10kV 側(cè)若采用單母分段接線(xiàn)方式，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，在不給用戶(hù)停電的情況下可以對(duì)出線(xiàn)的斷路器進(jìn)行檢修，不使線(xiàn)路停電。擴(kuò)展和調(diào)度都靈活；缺點(diǎn)是增加了隔離開(kāi)關(guān)數(shù)目和斷路器，檢修時(shí)容易誤操作。10kV 線(xiàn)路回路雖多，但負(fù)荷不是很重要，所以考慮的主要是經(jīng)濟(jì)性，該接線(xiàn)方式采取方案一單母分段接線(xiàn)方式。1.4 電氣主接線(xiàn)簡(jiǎn)圖