机械工厂变配电所综合设计

1、兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要变配电所是接受电能、交换电压和分配电能的场所。为了实现电能的经济输送和满足用电设备对供电质量的要求，需要对发电机的端电压进行多次变换(变电)。这项任务是由变电所完成的。变配电所的主要设备有电力变压器、母线和开关设备等。工厂变配电所综合设计，是根据各个车间的用电设备数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况，解决对各部门安全可靠、经济技术地分配电能的问题。由于工厂类型很多，且同一类型工厂的生产规模、自动化程度、用电设备布局等情况千变万化，所以工厂供电系统也各不相同。基于本次设计的要求，此设计的基本内容主要有以下几方面：进线电压等级及容量的选

2、择，变配电所主电路接线形式的选择，变配电所位置的电气设计，短路电流的计算。同时针对主接线形式，本方案进行了控制、测量、保护及信号装置的设计，操作电源的设计，防雷接地装置设计等。关键词：变配电所；电气主接线；二次保护iabstractthe function of electricity substation is to accept,exchange and distribution of electricity voltage.in order to realize the economic power delivery,and to ensure power quality, the ge

3、nerator voltage need to be transformed several times. this task is accomplished by the substation. substation main equipment of power transformers, bus and switchgear equipment.according to the number and features of deviles in workshop , production process on the load requirements, and load distrib

4、ution, conjunction with national power supply situation. substation integrated design assigns power safety, economicly, technologically.there are many types of factory, with the development of the same type of factory and production scale, the electrical equipment layout changes all the time. so the

5、 factory power supply system is also different. based on the requirements of this design, the basic elements of this design are mainly the following aspects: incoming line voltage and capacity choice, substation main circuit wiring form of choice, calculation of short circuit current, for the main c

6、onnection, the thesis designs various equipment, measurement equipment, protection equipment, operating power, lightning protection and grounding equipment.key words：substation，main electrical connection，secondary protectionv目 录摘 要iabstractii1 绪论12 工厂进线电压等级的选择22.1 全厂各车间负荷情况22.2 供用电协议22.3 工厂的自然条件22.4

7、 供电电压等级的确定23 全厂负荷计算43.1 负荷计算的目的43.2 负荷计算的方法43.2.1 公单组用电设备计算负荷的计算公式43.2.2 多组用电设备计算负荷的计算公式53.3 各车间用电负荷计算53.3.1 无功功率补偿计算73.3.2 工厂年电能消耗量计算83.4 负荷分配84 系统主接线方案的选择104.1 电气主接线设计的基本要求和原则104.1.1 主接线设计的基本要求104.1.2 主接线设计的原则104.1.3 主接线的设计步骤114.2 电气主接线的基本结线形式114.2.1 单母线接线124.2.2 单母线分段接线134.2.3 单母线带旁路母线接线144.2.4 双

8、母线接线174.2.5 双母线分段接线184.2.6 桥形接线184.2.7 简单分支接线（双t接线）204.3 变配电所主接线的选择214.3.1 主接线的设计步骤214.3.2 变配电所主接线的选择225 变配电所235.1 变配电所所址和型式选择235.1.1 变配电所分类235.1.2 变配电所所址选择235.1.3 变配电所形式选择245.2 变配电所所址确定256 短路电流计算266.1 确定计算电路266.2 最小运行方式下系统短路电流计算266.3 最大运行方式下系统短路电流计算287 电气设备的选择307.1 35kv架空线的选择307.2 10kv母线的选择307.3 高压

9、断路器的选择327.4 高低压开关柜的选择328 系统二次接线部分348.1 操作电源348.1.1 直流操作电源348.2 测量及保护回路358.2.1 电流测量保护回路358.2.2 电压测量保护回路358.3 保护控制回路368.4 断路器控制回路378.4.1 对控制回路的要求378.4.2 灯光监视的控制回路和信号回路388.4.3 断路器控制回路展开式接线图408.5 自动重合闸控制回路438.5.1 自动重合闸装置概述438.5.2 原理接线图448.6 参数整定478.7 中央信号系统488.7.1 zc23型冲击继电器488.7.2 中央事故信号系统498.7.3 中央预告信

10、号系统508.8 备用电源自动投入装置538.8.1 对备用电源自动投入装置（apd）的要求538.8.2备用电源自动投入的原理电路539接地及防雷设计559.1 防雷设计559.1.1 防雷设备559.1.2 防雷措施559.2 接地设计56结 论57致 谢58参 考 文 献59附 录60兰州交通大学毕业设计（论文）1 绪论电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在企业工厂里，电能虽然是

11、工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支

12、援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求1：(1) 安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(2) 可靠：应满足电能用户对供电可靠性的要求。(3) 优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。(4) 经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护

13、，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。2 工厂进线电压等级的选择2.1 全厂各车间负荷情况本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。本厂负荷统计资料见表2.1。表2.1 某机械制造厂负荷数据表车间名称1#铸钢车间2#热处理车间3#锻工车间4#焊接车间安装容量（kw）180021001600200车间名称5#金工车间6#总装车间7#空压站8#煤气站安装容量（kw）4002008005002.2 供用电协议两部电价制：变压器安装容量每1kva 20元/月电度电价：供电电压为35k

14、v时，0.55元/kwh供电电压为10kv时，0.58元/kwh工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：元/kw2.3 工厂的自然条件本厂地处江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26，最热月地下0.8米处平均温度20，极端最高温度40，极端最低温度-10。2.4 供电电压等级的确定电能质量 供电电压允许偏差（gb123252003）规定供电电压允许偏差如下：(1) 35kv及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。(2) 10kv及以下三相供电电压允許偏差为額定电

15、压的7%。(3) 220v单相供电电压允許偏差为額定电压的+7%、-10%。对本厂计算电压偏差值如下：10kv供电：120mm2架空线：/35kv供电：50mm2架空线：/可见，采用35kv电压以一回架空线向工厂供电，符合国家规范要求。3 全厂负荷计算3.1 负荷计算的目的负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下

16、运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。3.2 负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种2。本次设计中按需要系数法确定计算负荷。3.2.1 公单组用电设备计算负荷的计算公式(1) 有功计算负荷（单位为kw）(3.1)式中 用电设备组总的设备容量；用电设备组的需要系数。(2) 无功计算负荷（单位为kvar）(3.2)式中 tan对应于用电设备组功率因数的正切值。(3) 视在计算负荷（单位为kva）(3.3)(4) 计算电流（单位

17、为a）(3.4)式中 un用电设备组的额定电压（单位为kv）。3.2.2 多组用电设备计算负荷的计算公式(1) 有功计算负荷（单位为kw）(3.5)式中 所有设备组有功计算负荷之和；有功负荷同时系数，可取0.850.95。(2) 无功计算负荷（单位为kvar）(3.6)式中 所有设备组无功计算负荷之和；无功负荷同时系数，可取0.90.97。(3) 视在计算负荷（单位为kva）(3.7)(4) 计算电流（单位为a）(3.8)3.3 各车间用电负荷计算各车间用电情况详见电力负荷计算表（表3.1）。取根据表3.1可算出：则表3.1 电 力 负 荷 计 算 表序号车间设备名称容 量pekd tg计 算

18、 负 荷pqs1铸钢车间动 力18000.50.61.3390011971500照 明300.824合 计1830924119715122热处理车间动 力21000.50.80.751050787.51313照 明300.824合 计21301074787.513323锻工车间动 力16000.250.601.33400532666照 明300.824合 计16304245326804焊接车间动 力2000.50.71.02100102143照 明300.824合 计2301241021615金工车间动 力4000.250.61.33100133166照 明400.832合 计44013213

19、31876总装车间动 力2000.150.51.733051.960照 明400.832合 计2406251.9817空压站动 力8000.80.80.75640480800照 明300.824合 计8306644808198煤气站动 力5000.50.80.75250187.5313照 明400.832合 计540282187.53399总 计78700.71368634715192续表3.110乘以同时系数kp=0.9，kq=0.95全厂计算负荷3317.43297.5467711无功补偿容量-200012补偿到0.9后全厂计算负荷合计0.943317.41297.5362713变压器损耗

20、54.4217.614全厂计算负荷总计78700.420.9123371.81515.136963.3.1 无功功率补偿计算无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分有电容器提供3。由于本设计基础资料中规定35kv供电时要求,而由上面计算可知，因此需要进行无功补偿。各车间低压计算负荷合计kw补偿前，补偿后 选择补偿2000kvar电容器.无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：变压器的功率损耗为：变电所高压侧计算负荷为：则无功补偿后，工厂的功率因数为：符合本设计要求3.3.2 工厂年电能消耗量计算年有功电能损耗：3.4

21、 负荷分配按对供电可靠性的要求将负荷分为三级4：级负荷：指短时（手动切换恢复供电所需的时间）对负荷中断供电，将造成人身事故、设备损坏，将发生废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生混乱的负荷。接有级负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源，当备用电源采用明备用方式时，应装设备用电源自动投入装置。级负荷：指允许短时停电，但较长时间停电将造成大量减产，将使人民生活受到影响的负荷。对接有级负荷的厂用母线，应由两路独立电源供电，一般采用手动切换。级负荷：指长时间停电不会直接影响生产者，如工厂的附属车间，小城镇等。根据所提供的负荷情况对本厂负荷分配原则如下表（表3.2）。表3.2 负荷分配表工厂变电所3

22、80v母线本工厂380v负荷（需要容量）段级负荷：1#、2#车间部分负荷及4#、5#车间负荷（1070kw）段级负荷：3#、6#车间负荷及7#、8#车间部分负荷（1246kw）续表3.2段级负荷：1#、2#、7#、8#车间部分负荷及照明（1400kw）4 系统主接线方案的选择4.1 电气主接线设计的基本要求和原则主结线（或一次结线）是指由多种电气设备（如各种开关电器、变压器、互感器、避雷器、母线电力电缆和移相电容器等），依照一定顺序连接而成的，接受和分配电能的电路。主接线是变配电所电气设计的首要部分，主结线的确定对变电所电气设备的选择、配电装置的布置以及供电的可靠和经济性有很密切的关系。4.1

23、.1 主接线设计的基本要求(1) 电气主接线应根据系统和用户的要求,保证供电的可靠性和电能质量。对三类负荷以一个电源供电即可。对一类负荷和二类负荷占大多数的用户由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电5。电压和频率是电能质童的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。(2) 电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，以适应电气装里的各种运行状态。不仅要在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式使停电时间最短，影响范围最小。(3) 电气主接线应在满足上述技术要求的前

24、提下，尽可能经济。应尽量减少设备投资费和运行费，并尽量减少占地面积，同时注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。(4) 具有发展和扩建的可能性电气主接线在设计时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现。同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施。4.1.2 主接线设计的原则变配电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求。以设计任务书为依据,以国家经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点，准确地掌握荃础资料，做到既要技术先进，又要经济实用6。在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托

25、书是必小不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计的变配电所的容址、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对变电所的具体要求，以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据。必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设什时必须严格遵循。结合对主接线的基本要求，设计的主接线应供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应辩证地统一供电可靠性与经济性的关系，以使设计的主接线具有先进性和可行性。我国变电所设计技术规程对主接线设计作了如下规

26、定：在满足运行要求时，变电所高压侧应尽址采用断路器较少的或不用断路器的接线。在110220kv变电所中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用单母线分段接线，当枢纽变电所的出线在4回及以上时，一般采用双母线。在35kv变电所中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线为2回以上时。一般采用单母线分段或单母线接线，出线回路致和电源数较多的污秽环境中的变电所，可采用双母线接线。在610kv变电所中，一般采用单母线接线或单母线分段接线。旁路设施可按主接线基本形式中所述的情况设置。4.1.3 主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序

27、，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。对原始资料进行综合分析： 变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，近期及远景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方式、最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷的原始资料是设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。 环境条件，包括当地的气温、湿度、污秽、覆冰、风向、水文、地

28、质、海拔高度及地震等因素。这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重视;此外，对重型设备的运输，也应充分考虑。 设备情况，为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能、制造能力、供货情况和价格等资料汇集并进行分析比较，保证设计具有先进性、经济性和可行性。4.2 电气主接线的基本结线形式电气主接线一方面从电源系统接受电能，一方面又通过馈电线路将电能分配出去。电气主接线的电源回路和用电回路之间采用什么方式连接，以保证工作可靠、灵活是十分重要的问题。当进、出（馈）线数量较多（一般多于4回路）时，常设置汇流母线（简称母线）作为中间环节，用以联系电源回路和用电回路，并使运行转换方便，

29、但也可采用无母线接线形式7。从供电系统长期运行实践中，人们总结归纳了以下几种基本的电气接线形式，它们可广泛适用于不同电压等级情况下。4.2.1 单母线接线如图4.l所示，整个配电装置中只设一组母线。将各个电源的电能汇集后再分配到各引出线。连到母线上的电源与出线的分布应使通过母线各断面上的电流最小。电源进线与引出线由断路器和隔离开关接到母线，其中断路器用来接通与切换电路中的负荷电流与故障短路电流。隔离开关的作用是利用其可见断口隔离电压，使停电设备与带电设备隔离，以保证人身及设备工作的安全。在电气主接线上，如果断路器两侧都有电源，则需要在其两侧都装设一组隔离开关。靠近母线的，叫做母线隔离开关，靠近

30、线路的，叫做线路隔离开关。如果在用户侧没有电源，原则上可只装设一组母线隔离开关，但为了防止线路产生雷击过电压等意外情况，往往在线路侧也装设一组隔离开关。对于电源进线的断路器，如果电源是发电机，只需在母线侧装设一组隔离开关，因为断路器和发电机必须同时停电，不能单独运行。图4.1 单母线接线图qf断路器；qs隔离开关；w母线但有时为了发电机停机后做试验方便，在发电机和断路器之间亦可装设一组隔离开关。如果电源为变压器进线，同样的道理，如果是双绕组变压器，则只需在断路器的母线侧装设一组隔离开关，而如果是三绕组变压器，因为变压器任何一侧断路器跳开之后，其他两侧仍可交换功率则需在断路器的两侧各装设一组隔离

31、开关。(1) 单母线接线的优点是： 接线简单、设备少、配电装置费用低、经济性好并能满足一定的可靠性； 每回路由断路器切断负荷电流和故障电流。检修断路器时，可用两侧隔离开关使断路器与电压隔离，保证检修人员的安全。 任一出线（用电回路）可从任何电源回路取得电能，不致因运行方式的不同而造成相互影响。(2) 单母线接线的缺点是： 母线故障及检修母线和与母线连接的隔离开关时要造成停电。 检修任一回路及其断路器时，会使该回路停电，但其他回路不受影响。由此，单母线接线仅适用于对可靠性要求不高的10kv35kv地区负荷。(3)为了克服单母线接线的缺陷，通常采取以下措施： 用断路器或隔离开关将母线分段。 增加旁

32、路母线及相应设备，使检修任一进出回路的断路器时不致停电。4.2.2 单母线分段接线如图4.2所示，利用分段开关qfd(或qsd)，将单母线分为两段,把电源及出线平均分配于两段母线，这种接线形式为单母线分段。正常运行时分段断路器闭合两母线并列运行。当一段母线发生故障时、分段断路器qfd自动断开，使故障段解列，从而保证了另一段母线仍能正常运行，缩小了故障停电范围。母线分段数目越多，母线故障停电范围越小，但所需断路器、隔离开关等设备也随之增多，同时使运行变得较为复杂，因此分段数不宜过多。如果可靠性要求不高，也可采用隔离开关进行母线分段如图中qsd。但此时如果一段母线发生故 障，因qsd不具有自动切断

33、短路电流的能力，故会引起全部停电，需在停电之后将qsd拉开，再恢复完好段母线的运行。图4.2 单母线分段接线图(1) 单母线分段接线的优点： 用断路器把母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，有两个电源供电； 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。(2) 单母线分段接线的缺点： 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路要在检修期间停电； 当母线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越； 扩建时需向两个方向均衡扩建。(3) 单母线分段接线的适用范围： 610kv配电装置的出线回路数为6回及以上时； 3566kv配电装置的出线回路数

34、为48回时； 110220kv配电装置的出线回路数为34回时。4.2.3 单母线带旁路母线接线断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。为了检修出线断路器，不致中断该回路供电，可增设旁路母线w2和旁路断路器qf2，如图4.3所示，旁路母线经旁路隔离开关qs3与出线连接。正常运行时，qf和qs3断开。当检修某出线断路器qf1时，先闭合qf2两侧的隔离开关，再闭合qf2和qs3，然后断开qf1及其线路隔离开关qs2和母线隔离开关qs1。这样qf1就可以退出工作，由旁路断路器qf2执行其任务，即在检修qf1期间，通过qf2和qs3向线路l3供电。有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时

35、，该回路就可以不停电，从而提高了供电的可靠性。它广泛用于出线数较多的110kv及以上的高压配电装置中，因为电压等级高，输送功率较大，送电距离较远，停电影响较大，同时高压断路器每台检修时间较长。35kv 及以下配电装置多为屋内型，为节省建筑面积降低造价都不设旁路母线。只有在向特殊重要的、类用户供电，不允许停电检修断路器时才设置旁路母线。带有专用旁路断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。这种接线除非供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线路过多、难于操作时才用。一般来说，为节省建设投资，可以不采用专用旁路断路器。对于单母线分段接线，常采用图4.4所示的以分段断路器兼作旁路断路器的接

36、线。两段母线均可带旁路母线，正常时旁路母线w3不带电，分段断路器qf1及隔离开关qs1、qs2在闭合状态，qs3、qs4、qs5均断开，以单母线分段方式运行。当qf1作为旁路断路器运行时，闭合隔离开关qs1、qs4（此时qs2、qs3断开）及qf1，旁路母线即接至a段母线，闭合隔离开关qs2、qs3及qf1（此时qs1、qs4断开）则接至b段母线。这时，a、b两段母线分别按单母线方式运行，亦可以通过隔离开关qs5闭合，a、b两段母线合并为单母线运行。这种接线方式对于进出线不多，电压为35110kv的变电所较为适用，具有足够的可靠性和灵活性。图4.3单母线带旁路母线接线w1工作母线；w2旁路母线

37、图4.4单母线带旁路母线接线w、w工作母线；w3旁路母线4.2.4 双母线接线以上介绍的几种单母线类接线形式，虽接线简单清晰，易于操作，但当母线检修时，会导致全部或部分停电。双母线结线则可解决这个问题。图4.5为双母线结线形式。这种结线具有两组母线，一组作为工作母线，另一组作为备用母线，在两组母线之间，通过母线联络断路器(简称为母联断路器)进行连接。每回线路都通过一台断路器、两组隔离开关分别连接到两组母线。在常规运行方式下，一组母线工作，另一组母线停电备用，所有回路都闭合于工作母线上。母联断路器及其两侧隔离开关在断开位置，这种运行方式的一个最大缺点是，当母线或母线隔离开关故障时，会造成全部回路

38、停电。为避免这个问题，常常把双母线系统形成单母线分段运行方式，即正常运行时，使两条母线都投入工作，母联断路器及其两侧隔离开关闭合，全部进出线均匀分配于两条母线。这种运行方式可以有效缩小母线故障时的停电范围。(1) 双母线接线的优点： 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各中运行方式调度和潮流变化的需要。 扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停

39、电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。(2) 双母线接线的缺点： 设一组母线和使每回路就需要增设一组母线隔离开关。 母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。(3) 双母线接线的适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下： 610kv配电装置，当短路电流较大、出线需要

40、带电抗器时。 3566kv配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时。 110220kv配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110220kv配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。图4.5双母线接线4.2.5 双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可以完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数

41、在11回及以下时，母线不分段。4.2.6 桥形接线桥形接线的最大特点是使用断路器的数量较少，一般采用断路器数目等于或小于出线回路数，从而结构简单，投资较小。一般在6220kv电压级电气主接线中广泛采用。桥形接线中，4个回路只有三台断路器，是所有接线中须用断路器最少也是最节省的一种接线。但是灵活性和可靠性较差，是长期开环运行的四角形接线，只能用于小型变电所中。桥形接线按连接桥断路器的位置，可分为内桥和外桥两种接线。(1) 内桥接线如图4.6（a）所示，内桥接线的连接断路器位置在内侧。其余两台断路器接在线路上。因此，线路的切除和投入比较方便，并且当线路发生短路故障时，仅故障线路的断路器断开，不影响

42、其它回路运行。但变压器故障时，则与该变压器连接的两台断路器都要断开，从而影响了一回未故障线路的运行。此外，变压器切除和投入的操作比较复杂，须切除和投入与该变压器连接的两台变压器，也影响了一回未故障线路的运行。连接桥断路器检修时，两个回路须解列运行。当输电线路较长，故障鼓掌几率较多，而变压器又不须经常切除时，采用内桥接线比较合适。(2) 外桥接线如图4.6（b）所示，外桥接线的特点正好与内桥接线相反。连接断路器位置在外侧，其它两台断路器接在变压器回路中，线路故障和进行切除和投入操作时，须动作与之连接的两台变压器并影响一台未故障变压器的运行。但变压器的切除和投入时，不影响其它回路运行。当出线路较短

43、，且变压器随经济运行的要求需经常切换时，采用外桥接线的方式比较合适。此外，当电网有穿越性功率经过变电所时，也可采用外桥接线。这时，穿越性功率仅经过连接桥上的一台断路器，而不致像采用内桥接线时那样，要经过三台断路器，当其中任一台断路器故障或检修时都将影响穿越功率的传送。有时候，根据需要也可采用三台变压器或三回出线组成双桥形接线，如图（c）所示，为了检修连接断路器时不致引起系统开环运行，可增设并联的旁路隔离开关以供检修之用，正常运行时则断开。有时在并联的跨条上装设两台旁路隔离开关（qs1、qs2），是为了轮流检修任一台旁路隔离开关之用。桥形接线虽采用设备少、接线简单清晰，但可靠性不高，且隔离开关又

44、用做操作电器，只适用于小容量的变电所，以及作为最终将发展为单母线分段或双母线的初期接线方式。(a)外桥接线 (b)内桥接线 (c)全桥接线图4.6 桥形接线4.2.7 简单分支接线（双t接线）对于图4.7所示的变电所，其两回电源线路是从输电线路wl1、wl2采用分支连接（又称t型连接）的方式获得。此时，变电所的进线线路会较短；同时，又由于此处变电所两回电源线路不是以构成环形电网的方式接入电力系统的，因此变电所高压母线无穿越功率通过。在这种情况下，上述桥形接线的桥路断路器没有任何作用，但考虑运行的灵活性，可在两电源线路间保留带有隔离开关的跨条，形成如图4.7的简单接线或称双t型结线。这种接线与桥

45、形结线相比，需用高压电器更少，配电装置结构更简单，线路继电保护也简单。变电所任一电源进线线路故障，则由输电线路(wl1或 wl2)两侧继电保护动作，使输电线路两端断路器（ qf3与qf5和qf4与qf6）跳闸而断开。但双回输电线路wl1、wl2上分支连接的变电所的数目应有限制。若分支线数过多，对可靠性的影响相对增大，同时对输电线路(wl1、 wl2)继电保护的整定造成困难。双t式接线运行的灵活性较高，应尽量采用倒换电源操作时不造成全变电所停电的运行方式。在双t接线中，两路电源，两台主变压器只需两套断路器，并且110kv侧无系统功率穿越。主接线结构简单，110kv线路不需设置继电保护装置，使二次

46、接线装置也较简单，可节省投资。在电力系统日趋稳定的条件下，其供电可靠性日趋提高，故双t接线在变电所中得到了广泛的应用。图4.7双t式主接线4.3 变配电所主接线的选择4.3.1 主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。(1) 对原始资料进行综合分析 变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，近期及远景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方式、最大负荷利用

47、小时数及可能的运行方式等。 负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷的原始资料是设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。 环境条件，包括当地的气温、湿度、污秽、覆冰、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素。这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重视;此外，对重型设备的运输，也应充分考虑。 设备情况，为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能、制造能力、供货情况和价格等资料汇集并进行分析比较，保证设计具有先进性、经济性和可行性。(2) 主接线方案的拟定与选择根据设计任务书的要求，在原

48、始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等，可拟定出若干个主接线方案。依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行经济比较。对于在系统中占有重要地位的大容量变电所的主接线，还应进行可靠性定量分析计算比较，最终确定出在技术上合理、经济上可行的最终方案。4.3.2 变配电所主接线的选择主电源35kv一回架空引入，通过受电、计量、进线柜为一台35/10.5kv，5000kva主变压器供电。10kv侧采用带母联断路器的分段单母线接线，通过一台10/0.4kv，1600kva和二台1

49、0/0.4kv，2000kva配电变压器以放射式方式为各低压用电设备供电。正常时10kv侧两段母线同时投运，母联断路器投入运行；低压侧三台变压器所带三段母线分别运行。当主电源发生故障或检修时，另一路10kv备用电源投入供电，断开10kv侧母联断路器，这时由一台2000kva变压器向厂区二级负荷供电，满足供电要求。当10kv段母线或进线回路（3tm）发生故障或检修时低压母联开关投入供电，切断0.4kv段母线上不重要负荷，给0.4kv段母线上的重要负荷供电。电气直接线图见附录。5 变配电所5.1 变配电所所址和型式选择5.1.1 变配电所分类变配电所是各级电压的变电所和配电所的总称，不包括35kv

50、以上变电所时，也可称配变电所。(1) 35kv变电所包括35/10(6)kv变电所和35/0.38kv变电所。前者对于用电单位来说，常称总降压变更电所或总变电所，后者又称直降变电所；(2) 10(6)kv配电所建成配电所，有些地方又称开闭所。用户单位内的配电所常带有10(6)kv变电所；(3) 10(6)kv变电所(简称变电所)之高压侧电压为10(6)kv的变电所。在工业企业内又称车间变电所。另外，还有在炼钢、电解、铁路等工业企业中有特殊用途的电炉变电所、整流变电所、自动闭塞变电所等。5.1.2 变配电所所址选择(1) 变配电所所址选择应更具下列要求综合考虑确定8： 接近负荷中心； 接近电源侧

51、； 进出线方便； 运输设备方便； 不应设在自由剧烈震动或高温的场所； 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所。如无法远离，不应设在污染源的主导风向的下风侧； 不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方(指楼房的正下方)，也不宜与上述场所相贴邻； 不应设在地势低洼和可能积水的场所； 不应设在有爆炸危险的区域内，当变配电室为正压室时，可布置在1区、2区内。对于易燃物之比空气重的爆炸性气体环境，位于1区、2区附近的变电所、配电所的室内地面，应高出室外地面0.6m； 不宜设在有火灾危险区域的正上面或正下面。(2) 变配电所如果遇火灾危险区域的建筑物毗邻时，应符合下列要求： 电压为1-10kv配电所可通过走

52、廊或套间遇火灾危险环境的建筑物相通，通向走廊或套间的门应为难燃烧体； 变电所遇火灾危险环境建筑物公用的隔墙应是密实的非燃烧体。管道和沟道穿过墙和楼板处，应采用非燃烧性材料严密堵塞； 变压器室的门窗应通向无火灾危险的环境。(3) 装有可燃烧性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在耐火等级为三、四级的建筑内；如设在耐火等级为二级的建筑物内，建筑物应采取局部防火措施；(4) 多层建筑物中，装有可燃性油的电器设备的配电变电所应布置在底层靠墙部位，但不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻或疏散出口的两旁；(5) 高层主体建筑物内部已布置装有可燃性油的电器设备的配变电所。如受条件限制必须布置时，应设在

53、底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻或疏散出口的两旁，并应采取相应的防火措施；(6) 露天或半露天的变电所，不应设在下列场所： 有腐蚀性气体的场所； 挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁； 附近有棉、粮及其他易燃物大量集中的露天堆场； 有可燃粉尘、可燃纤维的场所，容易沉积灰尘或导电尘埃，且严重影响变压器安全运行的场所。5.1.3 变配电所形式选择(1) 35/10(6)kv变电所分屋内式和屋外式。屋内式运行维护方便，占地面积小。在选择35kv总变电所的形式时，应考虑所在地区的地理情况和环境条件，因地制宜；技术经济合理时，应优先选择占地少的形式。35kv变电所宜用屋内式；(2) 配电所一般为独立式建筑物，也可与所带10(6)kv变电所一起附设于负荷较大的厂房或建筑物；(3) 10(6)kv变电所的形式应根据用电负荷的状况和周围环境情况综合考虑确定； 负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所； 负荷较大的