某市110千伏变电所一次部分的设计.doc

毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题目题目 某市某市 110kv110kv 中心变电所中心变电所 电气一次部分初步设计电气一次部分初步设计 系系 别别 电电 气气 工工 程程 系系 专专 业业 电力系统自动化技术电力系统自动化技术 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 指导教师（职称）指导教师（职称） 日日 期期 2012 年年 2 月月 日日 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 i 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 电气工程电气工程 系系 20122012 届届 电力系统自动化技术电力系统自动化技术 专业专业 毕业设计（论文）题毕业设计（论文）题 目目 某市某市 110kv110kv 中心变电所电气一次部分初中心变电所电气一次部分初 步设计步设计 校内（外）指校内（外）指 导教师导教师 职职 称称 工作单位及部门工作单位及部门联系方式联系方式 教授教授电气工程系电气工程系 一、题目说明（目的和意义）：一、题目说明（目的和意义）： 随着国民经济的发展，某市需新建一随着国民经济的发展，某市需新建一 110kv110kv 中心变电所。本中心变电所。本 设计通过对设计通过对 110kv110kv 一次降压变电所一次部分的理论设计，使学生一次降压变电所一次部分的理论设计，使学生 对所学过的专业知识有一较系统的整理和集成，同时熟悉和掌握对所学过的专业知识有一较系统的整理和集成，同时熟悉和掌握 工业环境下变电所的一般设计方法、设计思路、过程，为将来从工业环境下变电所的一般设计方法、设计思路、过程，为将来从 事实际工作打下坚实的理论基础。事实际工作打下坚实的理论基础。 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 ii 二、设计（论文）要求（工作量、内容）：二、设计（论文）要求（工作量、内容）： （一）内（一）内 容容 1 1 选择变电所主变台数、容量及型式；选择变电所主变台数、容量及型式； 2 2 设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案 进行技术经济比较，确定一个最佳方案；进行技术经济比较，确定一个最佳方案； 3 3 进行必要的短路电流计算；进行必要的短路电流计算； 4 4 对必须的防雷接地系统进行设计；对必须的防雷接地系统进行设计； 5 5 选择和校验所需的电气设备。选择和校验所需的电气设备。 （二）要（二）要 求求 1 1 根据已给出的技术参数与条件，提出两个以上的主接线根据已给出的技术参数与条件，提出两个以上的主接线 方案，并优选出一个进行设计；方案，并优选出一个进行设计； 2 2 选择变压器台数、容量及型式；选择变压器台数、容量及型式； 3 3 设计对变电所厂区和主变进行防雷设计；设计对变电所厂区和主变进行防雷设计； 4 4 对设备和器件选择进行表册，并作出技术评估和改进意对设备和器件选择进行表册，并作出技术评估和改进意 见；见； 5 5 写出设计说明书，其中须附有写出设计说明书，其中须附有 200200 字左右的中、英文摘字左右的中、英文摘 要。要。 三、进度表三、进度表 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 iii 日日 期期内内 容容 20112012011201 2 2 学年学年 十五周十五周- -十十 六周六周 十七周十七周- -十十 九周九周 二十周二十周 2011201220112012 春春 第一周第一周- -第第 二周二周 变电所主接线图设计；变电所主接线图设计； 根据企业平面布局图确定变电所位置；根据企业平面布局图确定变电所位置； 变电所总体布置方案设计；变电所总体布置方案设计； 变压器保护系统设计；变压器保护系统设计； 防雷接地系统设计；防雷接地系统设计； 设备、器件选择及表册；设备、器件选择及表册； 技术评估。技术评估。 撰写论文撰写论文 答辩答辩 完成日期完成日期20112011 20122012 学年秋学年秋 第二十周第二十周 答辩日期答辩日期2011201120122012 学年春学年春 第一、二周第一、二周 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 iv 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量： 1 1刘介才主编刘介才主编 工厂供电（第三版）工厂供电（第三版） 北京北京: :机械工业出版社，机械工业出版社， 20002000 2 2工厂配电设计手册工厂配电设计手册 北京北京: :水利电力出版社，水利电力出版社，19841984 3 3工厂常用电气设备手册（上、下及补充册）工厂常用电气设备手册（上、下及补充册） 北京北京: :水利电水利电 力出版社，力出版社，19861986 3 3刘光源主编刘光源主编 电工实用手册电工实用手册 北京北京: :中国电力出版社，中国电力出版社，20002000 4 4何利民，尹全英主编何利民，尹全英主编 简明电工手册简明电工手册 北京北京: :中国建筑出版中国建筑出版 社，社，19951995 5 5张凤珊主编张凤珊主编 电气控制及可编程控制器电气控制及可编程控制器 北京北京: :中国轻工业中国轻工业 出版社，出版社，19991999 6 6金代中主编金代中主编 电工速查速算手册电工速查速算手册 北京北京: :机械工业出版社，机械工业出版社， 20012001 教研室意见：教研室意见： 教研室主任教研室主任 （签字）：（签字）： 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 v 20112011 年年 1010 月月 日日 注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交教研室，一份电子稿注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交教研室，一份电子稿 交系办。交系办。 附页：附页：110kv 一次降压变电所技术设计技术参数与条件一次降压变电所技术设计技术参数与条件 一、给定参数一、给定参数 1 1 设计变电所建在城西设计变电所建在城西 2km2km 处，建成后，除向周围地区负处，建成后，除向周围地区负 荷供电外，还输送部分系统的交换功率。荷供电外，还输送部分系统的交换功率。 2 2系统电源情况如下：系统电源情况如下： 综合小水电：综合小水电：s s =24mva=24mva ，l1=l1= 20km20km ，35kv35kv 双回送入变电双回送入变电 所，丰水期满发电，枯水期只发三分之一容量，近区用电及站用电所，丰水期满发电，枯水期只发三分之一容量，近区用电及站用电 占发电容量的占发电容量的 10%10% ，最大运行方式时的综合电抗折算至，最大运行方式时的综合电抗折算至 s sj j=100mva=100mva 时，时， x xj* j*=3 =3 。 本市火电厂：发电机两台，本市火电厂：发电机两台， pe=5mwpe=5mw ， coscose e=0.8=0.8 ， x xd d=0.18,=0.18, 经一台双绕组变压器经一台双绕组变压器 sl7sl712500kva12500kva ，6.3kv/35kv6.3kv/35kv ，ud%=8ud%=8 ，l2=l2= 5km5km 用架空线输入变电所，其厂用电占用架空线输入变电所，其厂用电占 5%5%，近，近 区用电占区用电占 15%15% 。 省电网：由西南方向经省电网：由西南方向经 110kv110kv ，l3=l3= 65km65km 的输电线路与的输电线路与 变电所相连，对本市的发供电起综合平衡作用。变电所相连，对本市的发供电起综合平衡作用。 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 vi 3 3变电所最大负荷利用小时数变电所最大负荷利用小时数 tmax=6000h,tmax=6000h, 同时率取同时率取 0.90.9。 4 4 10kv10kv 用户负荷资料如下表所示：用户负荷资料如下表所示： 序序 号号 用户名用户名 称称 最大负最大负 荷荷 负荷级负荷级 数数 功率功率 因数因数 1 1城市区 城市区 8 8 mwmw 0 0 .95.95 2 2化肥厂 化肥厂 2 2 mwmw 0 0 .90.90 3 3工业区 工业区 3.3. 5mw5mw 0 0 .90.90 4 4农机厂 农机厂 1.1. 5mw5mw 0 0 .85.85 5 5 开发开发 区区 4 4 mwmw 0 0 .85.85 变电所建成后第五年总负荷增加到变电所建成后第五年总负荷增加到 30.6mw30.6mw ，建成后第十年，建成后第十年 总负荷增加到总负荷增加到 49.3mw49.3mw。 5 5 变电所自用负荷以变电所自用负荷以 2 2 台台 100kva100kva 考虑。考虑。 6 6 气象及地质条件：设计变电所地处半丘陵区，无污染影气象及地质条件：设计变电所地处半丘陵区，无污染影 响，年最高温度响，年最高温度 4040 度，最热月平均温度度，最热月平均温度 3434 度，年最低温度度，年最低温度 4040 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 vii 度，最热地下度，最热地下 0.8m0.8m 处土壤平均温度处土壤平均温度 30.430.4 度，海拔高度为度，海拔高度为 50m50m 。 2、变电所的地理位置图变电所的地理位置图 摘摘 要要 变电所作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系变电所作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系 统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电所是一座降压、枢纽统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电所是一座降压、枢纽 变电所，在系统中起着汇聚、分配和平衡电能变电所，在系统中起着汇聚、分配和平衡电能 的作用，担负着向的作用，担负着向 该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电所的建成，不仅增强了该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电所的建成，不仅增强了 当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能， 从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 本论文本论文某市某市 110kv110kv 变电所电气一次部分初步设计变电所电气一次部分初步设计 ，首先通，首先通 过对原始资料的分析及根据变电所的总负荷选择主变压器，同时根过对原始资料的分析及根据变电所的总负荷选择主变压器，同时根 据主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求，选择了两种待选主接据主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求，选择了两种待选主接 线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接 线方案。线方案。 其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 viii 各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计 算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气 设备的选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互设备的选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互 感器等）感器等） 。 本次设计基本上满足了任务书的要求，同时也满足了变电所的本次设计基本上满足了任务书的要求，同时也满足了变电所的 设计要求，使电力系统能够安全、稳定的运行。设计要求，使电力系统能够安全、稳定的运行。 关键词关键词 电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择；电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择；防防雷雷 装装置置 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 ix 目目 录录 摘摘 要要iv abstractabstract .v 目目 录录vi 1 1 绪绪 论论 1 1.11.1 选题背景选题背景.1 1.21.2 选题意义选题意义.1 1.31.3 变电所发展概况变电所发展概况.1 1.41.4 设计原始资料设计原始资料.1 1.4.11.4.1 变电所的出线变电所的出线1 1.4.21.4.2 负荷情况负荷情况2 1.51.5 设计内容设计内容.2 2 2电气主接线的选择电气主接线的选择.3 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 x 2.12.1 选择原则选择原则.3 2.1.12.1.1 主接线设计的基本要求及原则主接线设计的基本要求及原则.3 3 2.1.22.1.2 变电所主接线设计原则变电所主接线设计原则.3 3 2.1.32.1.3 主接线的基本形式和特点主接线的基本形式和特点4 4 2.1.42.1.4 变电所各接线方案的确定变电所各接线方案的确定4 4 2.22.2 主接线的形式主接线的形式.4 2 2.2.1.2.1 110kv110kv 侧主接线方案侧主接线方案4 4 2.2.22.2.2 35kv35kv 侧主接线方案侧主接线方案6 6 2.2.32.2.3 10kv10kv 侧主接线方案侧主接线方案7 7 2.2.42.2.4 最优方案的确定最优方案的确定.8 8 3 3 主变压器的选择主变压器的选择 9 3.13.1 变电所主变压器台数的确定变电所主变压器台数的确定9 3.1.13.1.1 主变台数确定的要求：主变台数确定的要求：.9 9 3.1.23.1.2 变电所主变压器容量的确定变电所主变压器容量的确定.9 9 3.1.33.1.3 变电所主变压器型式的选择变电所主变压器型式的选择.9 9 3.23.2 站用变台数、容量和型式的确定站用变台数、容量和型式的确定9 3.2.13.2.1 站用变台数的确定站用变台数的确定9 9 3.2.23.2.2 站用变容量的确定站用变容量的确定.10 3.2.33.2.3 站用变型式的选择站用变型式的选择.1010 4 短路电流计算短路电流计算.11 4.14.1 短路电流计算的目的及假设短路电流计算的目的及假设11 4.1.14.1.1 短路电流计算的目的短路电流计算的目的1111 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 xi 4.1.24.1.2 短路电流计算的一般规定短路电流计算的一般规定1111 4.1.34.1.3 短路电流计算的基本假设短路电流计算的基本假设1111 4.24.2 短路电流计算的步骤短路电流计算的步骤11 4.34.3 短路电流的计算短路电流的计算13 4.3.14.3.1 基准值选取基准值选取 s sb b=100mva,u=100mva,ub b为各侧的平均额定电压为各侧的平均额定电压.1313 4.3.24.3.2 短路点的确定及其计算短路点的确定及其计算.1414 4.3.34.3.3 绘制短路电流计算结果：绘制短路电流计算结果：.1717 5 5电气设备的选择电气设备的选择.18 5.15.1 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则.18 5.1.15.1.1 电气设备选择的一般技术条件电气设备选择的一般技术条件1818 5.1.25.1.2 按正常工作条件选择电气设备按正常工作条件选择电气设备1818 5.1.35.1.3 按短路情况校验按短路情况校验.1919 5.25.2 高压电气设备高压电气设备20 5.2.15.2.1 断路器选择与检验断路器选择与检验.2121 5.2.25.2.2 隔离开关的选择与校验隔离开关的选择与校验.2323 5.2.35.2.3 电流互感器选择与检验电流互感器选择与检验.2424 5.2.45.2.4 电压互感器的选择及校验电压互感器的选择及校验.2626 5.2.55.2.5 母线与电缆的选择与校验母线与电缆的选择与校验.2727 6 6接地刀闸与避雷器的选择接地刀闸与避雷器的选择.29 6.16.1 接地刀闸选择接地刀闸选择29 6.26.2 避雷器避雷器29 6.2.16.2.1 避雷器的参数避雷器的参数.2929 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 xii 6.2.26.2.2 避雷器的配置原则避雷器的配置原则.2929 6.2.36.2.3 避雷器的选择及结果避雷器的选择及结果.3030 结结 论论 31 致致 谢谢 32 附附 录：录： 33 参考文献参考文献 34 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 1 1 1 绪绪 论论 1.11.1 选题背景选题背景 电力已成为人类历史发展的主要动力资源，如要科学合理的使用及电力已成为人类历史发展的主要动力资源，如要科学合理的使用及 分配电力，必须从工程的设计要求来提高电力系统的可靠性、灵活性和分配电力，必须从工程的设计要求来提高电力系统的可靠性、灵活性和 经济运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电所是电经济运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电所是电 力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的 安全和电力运行的经济成本，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变安全和电力运行的经济成本，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变 换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电 气主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择、配电装置的布置、气主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择、配电装置的布置、 继电保护和自动装置方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行继电保护和自动装置方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行 起着决定性的作用。起着决定性的作用。 目前，目前，110kv110kv、35kv35kv 常规变电所在城农网中仍占有较大的比重，其常规变电所在城农网中仍占有较大的比重，其 一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成， 一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动 化系统的提高化系统的提高, ,变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用, ,少人或少人或 无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新建电无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新建电 站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不断提高自身素站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不断提高自身素 质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之 力。力。 1.21.2 选题意义选题意义 变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流 向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起 来。变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所的设来。变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所的设 备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、 仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所 还有无功补偿设备。还有无功补偿设备。 本设计针对变电所进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的本设计针对变电所进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的 选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、 继电保护及变电所防雷等。通过对继电保护及变电所防雷等。通过对 110kv 降压变电所电气部分的设计，降压变电所电气部分的设计， 使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分 训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 2 的运用。的运用。 1.31.3 变电所发展概况变电所发展概况 随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了 越来越广泛的应用，它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故越来越广泛的应用，它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故 障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体 管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出，管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出， 取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微 机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软 硬件设备代替人工硬件设备代替人工,利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的 遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供 了前提条件。变电所、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化了前提条件。变电所、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化 领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。 1.41.4 设计原始资料设计原始资料 1.4.11.4.1 变电所的出线变电所的出线 变电所的电压等级为变电所的电压等级为 110kv/35kv/10kv，设两台主变，变电所最，设两台主变，变电所最 终规模的进出线回路数为：终规模的进出线回路数为： 110kv：省电网：省电网 35kv：3 回（电源进线）回（电源进线） 10kv：6 回（终端用户）回（终端用户） 1.4.2 负荷情况负荷情况 35kv、10kv 负荷情况见下表。负荷情况见下表。 表表 1.1 负荷情况表负荷情况表 电压等级电压等级负荷级别负荷级别 最大负荷最大负荷 （mw） 合计负荷合计负荷 （mw） i8 iii2 ii3.5 10kv iii1.5 19 mw 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 3 ii4 站用站用 电电 i0.40.4 mw 线路长度线路长度 110kv： 架空线，架空线，65 公里公里 35kv： 架空线，架空线，45 公里公里 1.51.5 设计内容设计内容 本次设计的题目是本次设计的题目是某市某市 110kv110kv 中心变电所电气一次部分初步设计中心变电所电气一次部分初步设计 。根据设计的要求，在设计的过程中，根据变电站的地理环境，容量和。根据设计的要求，在设计的过程中，根据变电站的地理环境，容量和 各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线并选择各变压器的型号、各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线并选择各变压器的型号、 进行参数计算、画等值网络图、并计算各电压等级侧的短路电流、列出进行参数计算、画等值网络图、并计算各电压等级侧的短路电流、列出 短路电流结果表、计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备、并短路电流结果表、计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备、并 根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。 2 2 电气主接线的选择电气主接线的选择 2.12.1 选择原则选择原则 电气主接线是变电所设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环电气主接线是变电所设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环 节。主接线案的确定与电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济节。主接线案的确定与电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济 性密切相关。并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式性密切相关。并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式 的拟定有较大的影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关的拟定有较大的影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关 系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 4 2.1.12.1.1 主接线设计的基本要求及原则主接线设计的基本要求及原则 变电所主接线设计的基本要求有以下几点：变电所主接线设计的基本要求有以下几点： （1 1）可靠性）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须 满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力 系统中任何一个环节出现故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡系统中任何一个环节出现故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡 量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运 行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结， 设计时应该予以遵循。设计时应该予以遵循。 （2 2）灵活性）灵活性 电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运 行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退 出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时 能保证检修人员的安全。能保证检修人员的安全。 （3 3）操作应尽可能简单、方便）操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于电气主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于 运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的 误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要， 而且也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。而且也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。 （4 4）经济性）经济性 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年 运行费用最小，占地面积最少，使变电所尽快的发挥经济效益。运行费用最小，占地面积最少，使变电所尽快的发挥经济效益。 （5 5）应具有扩建的可能性）应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主 接线时，应考虑到有扩建的可能性。接线时，应考虑到有扩建的可能性。 2.1.22.1.2 变电所主接线设计原则变电所主接线设计原则 1变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的 接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接 线，但在系统主干网上不得采用分支接线。线，但在系统主干网上不得采用分支接线。 2在在 6-10kv 配电装置中，出线回路数不超过配电装置中，出线回路数不超过 5 回时，一般采用回时，一般采用 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 5 单母线接线方式，出线回路数在单母线接线方式，出线回路数在 6 回及以上时，采用单母分段接线，当回及以上时，采用单母分段接线，当 短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采 用双母线接线。用双母线接线。 3在在 35-66kv 配电装置中，当出线回路数不超过配电装置中，当出线回路数不超过 3 回时，一般采回时，一般采 用单母线接线，当出线回路数为用单母线接线，当出线回路数为 48 回时，一般采用单母线分段接线，回时，一般采用单母线分段接线， 若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接 线。线。 4在在 110-220kv 配电装置中，出线回路数不超过配电装置中，出线回路数不超过 2 回时，采用单回时，采用单 母线接线；出线回路数为母线接线；出线回路数为 34 回时，采用单母线分段接线；出线回路回时，采用单母线分段接线；出线回路 数在数在 5 回及以上，或当回及以上，或当 0-220kv 配电装置在系统中居重要地位，出线配电装置在系统中居重要地位，出线 回路数在回路数在 4 回及以上时，一般采用双母线接线。回及以上时，一般采用双母线接线。 5当采用当采用 sf6 等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的 手车式断路器时，均可不设旁路设施。手车式断路器时，均可不设旁路设施。 总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准， 结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术， 又要经济实用。又要经济实用。 2.1.32.1.3 主接线的基本形式和特点主接线的基本形式和特点 主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母 线的接线形式。在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过线的接线形式。在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过 4 回）回） ，为，为 便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、 运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大， 使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少， 但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为 单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线 又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三 接线等方式。接线等方式。 无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接 线和多角形接线等。线和多角形接线等。 2.1.42.1.4 变电所各接线方案的确定变电所各接线方案的确定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性 及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争 使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 6 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电 所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性 拟从以下几个方面考虑：拟从以下几个方面考虑： 1断路器检修时，不影响连续供电；断路器检修时，不影响连续供电； 2线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回 数多少和停电时间长短，能否满足重要的数多少和停电时间长短，能否满足重要的 i、ii 类负荷对供电的要求；类负荷对供电的要求； 3变电所有无全所停电的可能性变电所有无全所停电的可能性。 主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在 检修、事故等特殊检修、事故等特殊 状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要 求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与 运行）为最小。运行）为最小。 2.22.2 主接线的形式主接线的形式 2 2.2.1.2.1 110kv110kv 侧主接线方案侧主接线方案 a 方案：方案： 单母线分段接线（见图单母线分段接线（见图 2-1） qf qs qs qf qf qs qsqs qs qs qf qf 图图 2-1 单母线分段接线单母线分段接线 b 方案方案： 双母线接线双母线接线（见图（见图 2-2） qf qf qs qs qs qs qs qf qf qf qsqs 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 7 图图 2-2 双母线接线双母线接线 分析：分析： a 方案的主要优缺点：方案的主要优缺点： （1）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作；）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （2）双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，）双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上， 以保证对重要用户以保证对重要用户的供电；的供电； （3）某段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电）某段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电 源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户 停电；停电； （4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （5）出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越；）出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越； （6）110kv 为高电压等级，一旦停电，影响下为高电压等级，一旦停电，影响下级电压等级供电，级电压等级供电， 其重要性较高，因此本变电所设计不宜采用单母线分段接线。其重要性较高，因此本变电所设计不宜采用单母线分段接线。 b 方案的主要优、缺点：方案的主要优、缺点： （1）检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供）检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供 电；电； （2）检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；）检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路； （3）工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；）工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电； （4）可利用母联开关代替出线开关；）可利用母联开关代替出线开关； （5）便于扩建；）便于扩建； （6）双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大，）双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大， 运行中需要隔离开关切断电路，容易引起误操作；运行中需要隔离开关切断电路，容易引起误操作； （7）经济性差）经济性差。 结论：结论： a 方案一般适用于方案一般适用于 110kv 出线为出线为 3、4 回的装置中；回的装置中；b 方方 案一般适用于案一般适用于 110kv 出线为出线为 5 回及以上或者在系统中居重要位回及以上或者在系统中居重要位 置、出线置、出线 4 回及以上的装置中。综合比较回及以上的装置中。综合比较 a、b 两方案，并考两方案，并考 虑本变电所虑本变电所 110kv 进出线共进出线共 6 回，且在系统中地位比较重要，回，且在系统中地位比较重要， 所以选择所以选择 b 方案双母线接线为方案双母线接线为 110kv 侧主接线方案。侧主接线方案。 2.2.22.2.2 35kv35kv 侧主接线方案侧主接线方案 a 方案：方案： 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 8 单母线接线单母线接线 qs qf qf qs qsqs qsqs qf qf . 图图 2-3 单母线接线单母线接线 b 方案：方案： 单母线分段接线单母线分段接线 qf qs qs qf qf qs qsqs qs qs qf qf . 图图 2-4 单母线分段接线单母线分段接线 分析：分析： a 方案的主要优缺点：方案的主要优缺点： （1）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建， 但可靠性和灵活性较差；但可靠性和灵活性较差； （2）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修 或故障消除前的全部时间内停止工作；或故障消除前的全部时间内停止工作； 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 9 （3）出线开关检修时，该回路停止工作。）出线开关检修时，该回路停止工作。 b 方案的主要优缺点：方案的主要优缺点： （1）当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工）当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工 作；作； （2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段 上，以保证对重要用户的供电；上，以保证对重要用户的供电； （3）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部 电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用 户停电；户停电； （4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论：结论： b 方案一般用于方案一般用于 35kv 出线为出线为 4-8 回的装置中。综合比较回的装置中。综合比较 a、b 两两 方案，并考虑本变电所方案，并考虑本变电所 35kv 出线为出线为 2 回，所以选择回，所以选择 b 方案单母线分段方案单母线分段 接线为接线为 35kv 侧主接线方案。侧主接线方案。 2.2.32.2.3 10kv10kv 侧主接线方案侧主接线方案 a 方案：方案： 单母线接线（见图单母线接线（见图 2-3） 。 b 方案：方案： 单母线分段接线（见图单母线分段接线（见图 2-4） 。 分析：分析： a 方案的主要优缺点：方案的主要优缺点： （1）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，）接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建， 但可靠性和灵活性较差；但可靠性和灵活性较差； （2）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修）当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修 或故障消除前的全部时间内停止工作；或故障消除前的全部时间内停止工作； （3）出线开关检修时，该回路停止工作。）出线开关检修时，该回路停止工作。 b 方案的主要优缺点：方案的主要优缺点： （1 1）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作；）母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作； （2）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段 上，以保证对重要用户的供电；上，以保证对重要用户的供电； （3）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部）当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部 某市 110kv 中心变电所电气一次部分初步设计 10 电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用 户停电；户停电； （4）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；）任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； （5）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。）当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论：结论： b 方案一般适用于方案一般适用于 10kv 出线为出线为 6 回及以上的装置中。综合比较回及以上的装置中。综合比较 a、b 两方案，并考虑本变电所两方案，并考虑本变电所 10kv 出线为出线为 6 回，所以选择回，所以选择 b 方案单方案单 母线分段接线为母线分段接线为 10kv 侧主接线方案。侧主接线方案。 2.2.42.2.4 最优方案的确定最优方案的确定 通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求， 选择了两种待选主接线方案选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了 变电所电气主接线方案。即确定了本次设计主接线的最优方案（主接线变电所电气主接线方案。即确定了本次设计主接线的最优方案（主接线 图见附图）图见附图） 。