毕业论文35-10KV变电所(一台主变)一次部分设计.doc

1、35/10KV变电所(一台主变)一次部分设计摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本设计对变电站的主要一次设备进行了选择，并根据短路电流计算，通过电器设备的短路动稳定、热稳定性对主要设备进行了校验。主要包括了电气主接线图形式的论证、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器)，同时完成了防雷保护

2、的配置、继电保护的规划等相关方面的工作。关键字：变电站 主变压器 电气主接线 短路电流计算 防雷保护35kV transformer substation electricity control preliminary design(1 main transformer of sets)ABSTRACTThe know-why the learns, real circumstances of this engineering of combination are used, the analysis conscientiously careful by way of to the prima

3、ry sources, as well as short circuit calculation to decide on the scheme. The selection of the electric owner grasping the transformer substation wiring scheme, the mould selecting of major electric installation, the selection of main transformer platform number, capacity and model, as well as the v

4、arious protections are surely calmly.The design of a major substations equipment options, and based on the calculation of short-circuit current through electrical equipment short circuit moving stability, thermal stability to the status of major equipment. Proceeds in this design the electricity lor

5、d connect the line sketch the types argument, short-circuit electric current calculation, main electricity equipments (include to break the road, insulate the switch, electric current with each other , electric voltage to with each other), and complete to defend what thunder protect to install at th

6、e same time, after the programming etc. that the electricity protect the parties condemneds work.Keywords: transformer substations; transformer of sets; short-circuit electric current calculation15目 录目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 电力系统概述11.2 变电所简介11.2.1 变电所基本原理11.2.2 变电所的分类21.2.3 变配电所所址的选择21.3 变电站的选址条件

7、及负荷统计31.3.1 所址水文条件31.3.2 所址气象条件31.3.3 所址地质条件41.4 本文所要做的工作4第二章 电气主接线设计52.1 电气主接线设计原则和程序52.1.1 电气主接线的设计原则52.1.2 电气主接线的设计程序62.2 主接线的基本接线形式及其优缺点72.2.1 单母线接线72.2.2 双母线接线102.2.3 双母线分段接线122.2.4 桥形接线122.2.5 多角形接线142.2.6 单元接线152.2.7 发电机-变压器扩大单元接线172.3 主接线方案拟定与选择172.3.1 35kV侧方案选择172.3.2 10kV侧方案选择19第三章 计算负荷的确定

8、及变电站主变压器的选择213.1 计算负荷的确定213.1.1 负荷的分类及定义213.1.2 负荷情况213.1.3 计算负荷的计算方法223.2 主变压器的选择353.2.1 所用变压器的选择37第四章 短路电流计算及电气设备选择384.1 正确选择短路电流384.2 电力系统的限流措施384.3 计算短路电流394.3.1 短路电流周期分量计算404.3.2 计算短路冲击电流40第五章 一次部分设备的选择和校验425.1 一次设备选择设计的基本原则425.1.1 正常运行条件选择电气设备的步骤425.1.2 按短路情况效验435.2 电气导体的正确选择和效验445.2.1 35kV母线的

9、选择和效验445.2.2 35KV架空线路的选择和效验455.2.3 10KV侧的母线的选择和效验455.2.4 10kV架空线路的选择和效验465.3 断路器的选择和校验475.3.1 35kV断路器的选择475.3.2 10KV断路器的选择475.4 隔离开关选择485.4.1 35kV隔离开关的选择485.4.2 10kV隔离开关的选择495.5.1 35kV电压互感器的选择495.5.2 10kV电压互感器的选择495.6 电流互感器的选择505.6.1 35kV电流互感器的选择505.6.2 10kV电流互感器的选择50第六章 继电保护的配置526.1 继电保护简单介绍526.1.1

10、 继电保护的任务526.1.2 继电保护装置基本要求526.2 母线保护536.2.1 35kV侧母线完全电流差动保护536.2.2 10kV侧母线完全电流差动保护546.3 电压、电流联锁速断保护546.4 主变压器的保护556.4.1 装设瓦斯保护566.4.2 装设纵联差动保护作为变压器的主保护566.4.3 装设复合电压闭锁过电流保护566.4.4 过负荷保护56第七章 防雷保护和变电所配电布置577.1 雷电的分类及危害577.2 变电所的防雷保护措施577.3 变电站的布置规划58第八章 结论及展望60参考文献61致 谢62第一章 绪论第一章 绪论1.1 电力系统概述电自从应用于生

11、产以来，已经成为现代化生产的动力，由于电能具有输送方便，易于集中及分散，可简捷的转变为其他形式的能量等特点，而且用点进行控制，容易实现自动化，所以在当今世界的各个方面都必不可少。电力系统由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的一次能源转换为电能，并输送和分配到用户的一个统一系统。建国以来，我国的电力工业发展迅速。到目前，我国的总装机容量和发电量均居世界第四位。但是我国目前的电力还不能满足国民经济发展的需要，必须加快发展。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20万千瓦及以上大型机组已采用计算机监控系统，许多变电站已装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值

12、班，电力系统已实现调度自动化。我国电力工业已进入大机组、大电厂、大电力系统、高电压和高自动化的新阶段。1.2 变电所简介1.2.1 变电所基本原理变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配

13、置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装23台主变压器；330千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入510年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护(包括输电线路和母线保护)和元件保护(包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护)两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控制。对于控制对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换

14、环节多。1.2.2 变电所的分类变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。按用途可分为电力变电所和牵引变电所(电气铁路和电车用)。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所(60千伏及以下)、高压变电所(110220千伏)、超高压变电所(330765千伏)和特高压变电所(1000千伏及以上)。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。下面按照变电所再电力系统中的地位的分类简略介绍:(1)枢纽变电站它位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500的变电所，称为枢纽变电站

15、。全站停电后，将会引起系统解列，甚至出现瘫痪。(2)中间变电站高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kV，同时又降压供给当地用电，这样的变电站主要起中间环节的作用。全站停电后，将引起区域电网解列。(3)地区变电站高压侧电压一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。(4)终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站。全站停电后，只是用户受到损失。1.2.3 变配电所所址的选择变配电所所址选择的一般原则，应

16、根据下列要求并经技术经济分析比较后确定：尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；进出线方便，特别是要便于架空进出线；接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所；设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输；不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防振和隔热的措施；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧；不应设在厕所、浴室和其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所想贴邻；不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合规行国

17、家标准GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定,不应设在地势低洼和可能积水的场所。1.3 变电站的选址条件及负荷统计1.3.1 所址水文条件所址地势平坦，地面高程在39.850-39.980米(1985国家高程基准)之间，所垃豳前为农瀚，穗植玉米、小麦、大蒜等作物。所址回填抬高后，不受百年一遇洪水位和最高内涝水位威胁。所区排水，采用地面散流排渗方式，排水坡度0.5，排水主要方向自南向北，通过所外道路的边沟排往312国道的排水沟内。1.3.2 所址气象条件(1)气温累年最热月(七月)平均最高气温31；累年各其极端最高气温40.2；累年极端最低气温-15.1。(2)湿度累年

18、平均相对湿度69。(3)风30年一遇离地10m高10分钟平均最大风速为27.7m/s；累年全年主导风向必SE、SSE，相应频率为10。(4)其他累年最大冻土深度29cm；累年最大积雪厚度20cm；累年最大冻土深度29cm；累年最大积雪厚度20cm；累年最多雾日数37天；累年最多雷暴日数28天。根据江苏电网污秽等级划分规定，本所址为三级污秽区。1.3.3 所址地质条件该地区的抗震设防烈度为6度。所区内无其他不良地质。据调查，在所内打一眼80m左右的深井，可以满足变电所生产及生活用水的需要。1.4 本文所要做的工作本文对35kV/10kV变电站进行设计,具体涉及电气主接线的方案选择，对备选方案从可

19、靠性、灵活性和经济性三个方面进行了论述，并选择出最佳方案；对选区的短路点进行短路电流计算；进行设备选型并做出相应的动稳定、热稳定校验；变电站的防雷电保护和机电保护；汇总出变电站的仪表配置；变电站配电装置的规划和布置；系统具有过载保护、失压保护、短路保护、联锁保护等。设有1台主变压器，站内主接线分为35kV和10kV二个电压等级。各个电压等级分别单元接线,单母分段带旁路母线接线方式。从主接线、短路电流的计算、设备选择和保护等几方面对变电站进行设计。第二章 电气主接线设计第二章 电气主接线设计2.1 电气主接线设计原则和程序电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成

20、为强电流,高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统.用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为电气主接线图。电气主接线图是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括的说应包括电力系统整体及变电所本身运行的可靠性，灵活性，和经济性。2.1.1 电气主接线的设计原则设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则：(1)符合设计任务书的要求；(2)符合有关的方针，政策和技术规范，规范；(3)结合具体工程特点，设计出技术合理的主接线。为此，应考虑下列情况：(1)明确变电所在电力系统中的地位和作用各类

21、变电站在电力系统中的地位是不同的，所以对主接线的可靠性，灵活性和经济型等的要求也不同，因此，就决定乐有不同的电气主接线。(2)确定变压器的运行方式有重要负荷的变电所，应装设两台容量相同或不同的便他起。季节负荷低时，可以切除一台，以减小空载损耗。(3)合理的确定电压等级变电所高压侧电压普遍采用一个电压等级，低压侧电压一般为12个等级，目前多为一个等级。(4)变电所的分期和最终建设规模变电站根据510年电力系统发展进行规划设计。一般装设两台主变压器。当技术经济比较合理时，终端或分支变电所只有一个电源时，也可只装设一台主变压器。(5)开关电器的设置在满足供电可靠性要求的条件下，变电所应根据自身的特点

22、，尽量减少断路器的数目。特别是终端变电所，可适当采用熔断器或接地开关等建议开关电器，以达到提高经济性的目的。(6)电气参数的确定最小负荷为最大负荷的60%70%，如果主要负荷是农村负荷，其值为20%30%；按不同用户，确定最大负荷利用小时数；负荷同时系数K；35kV以下的负荷，取0.850.9；大型工矿企业的负荷取0.91；综合负荷功率因数取0.8，大型冶金企业功率因数取0.95；线损率平均值取8%12%，有实际值时按实际值计算。2.1.2 电气主接线的设计程序对原始资料进行分析，具体内容如下:(1)本工程情况：主要包括，变电所类型，设计规划容量，变压器容量及台数，运行方式等。(2)电力系统情

23、况：电力系统近期及远景发展规划(510年)变电所在电力系统中的位置(理位置和容量位置)作用；期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压性点接地方式等。(3)负荷情况：负荷的电压等级，线回路数及输送容量等，负原始资料中虽已提供，设计时尚应予以辨证地分析。为负荷的发展和增长速度受政治，自然条件等方面影响。如果设计时，依据负荷计划数字，投产时实际负荷小了，积压资金，则电量供应不足，会影响其它工业的发展。(4)环境条件：当地温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔、地震等因素对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。特别是我国土地辽阔，地理气象条件相差甚大，应予以重视对重型设备的运输条件也应充

24、分考虑。(5)设备制造情况：为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能，制造能力和供货情况，价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性，经济性和可行性。(6)拟定主接线方案 根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定若干个主接线方案，因为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考虑的不同，会出现多种接线方案，近期和远期，应依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰一些明显不合理的方案，最终保留两个或三个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得最优的技术合理。经济可行的主接线方案。(7)主接线经济比较。(

25、8)短路电流计算 对拟定的电气主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。(9)电器设备的选择。(10)绘制电气主接线图及其它必要的图纸。2.2 主接线的基本接线形式及其优缺点主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式。可分为两大类，有汇流母线的接线形式。无汇流母线的接线形式。变电所电气主接线的基本环节是电源，变压器，母线和出线，馈线，各个变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时，一般超过4回，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，运行方便，有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。

26、无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适于进出线回路少，不再扩建和发展的变电所有汇流母线的接线形式主要有，单母线接线和双母线接线。2.2.1 单母线接线1. 单母线接线方式如图2-1所示，单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路。母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线回路都可以从电源1或2获得电能。每条引出线回路中都装有断路器和隔离开关，靠近母线侧的隔离开关QS2称作母线隔离开关，靠近线路侧的QS3称为线路隔离开关(在实际变所中，通常把靠近电源侧的隔离开关称为甲刀闸，把靠近负荷侧的隔离开关称为

27、乙刀闸)。由于断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器，隔离开关没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用作设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。所以，同一回路中在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源，若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户侧可以不装设线路隔离开关，但如果费用不大，为了防止过电压的侵入，也可以装设。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守下列操作顺序，如对馈线送电时，须先合上隔离开关QS2和QS3再投入断路器QF2；如欲停止对

28、其供电，必须先断QF2，然后再断开QS2和QS3。为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间，加装电磁闭锁。机械闭锁地开关。又称接地刀闸QS4是在检修电路和设备时合上，取代安全接地线的作用。当电压在110kV以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置12组接地开关或接地器，以保证电器和母线检修时的安全。图2-1 单母线接线单母线接线的优缺点：优点是接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点是灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所连接的电

29、源，与之相连的所有电力装置在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的供电。单母线一般适用于一台主变压器的以下三种情况:(1)6-10kv配电装置的出线回路数不超过5回；(2)35-66kv配电装置的出线回路数不超过3回；(3)110-220kv配电装置的出线回路不产过2回。2. 单母线分段接线为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，可以把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线，如图2-2所示单母线分段接线的优缺点：优点是用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引

30、出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。缺点是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；当出线为双回路时，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。图2-2 单母线分段接线适用范围：(1)6-10kV配电装置出线回路数为6回及以上；(2)35-66kV配电装置出线回路数为48回；(3)110-220kV配电装置出线回路数为34回。3. 单母线带旁路母线的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

31、器QF2，如图2-3所示。旁路母线经旁路隔离开关QS3与出线连接。正常运行时QF2和QF3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QF3和QF2，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向线路供电。有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性，它广泛地用于出线数较多的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。而35kV及以下的配电

32、装置一般不设旁路母线，因为负荷小，供电距离短，容易取得备用电源，有可能停电检修断路器，并且断路器的检修。安装或更换均较方便。一般35kV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I，II类用户负荷供电，不允许停电检修断路器时才设置旁路母线。图2-3 带旁路母线的单母线接线工作母线；旁路母线。2.2.2 双母线接线为了避免单母线分段在母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线上的回路都要在检修期间长时间停电而发展成双母线，如图2-4所示。这种接线具有两组母线和。每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF连接，

33、称为双母线接线。双母线接线的优缺点1. 优点(1)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时，只需断开此隔离开关所属的一条回路和与此隔离开关相连的该组母线，其它回路均可通过另外一组母线继续运行，但其操作步骤必须正确。例如，欲检修工作母线，可把全部电源和线路倒换到备用母线上，其步骤是，先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合母联断路器QF，向备用母线充电，这时，两组母线等电位，为保证不中断供电按先通后断原则进行操作，即先接通备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关。完成转换后，再断开母联QF及其

34、两侧的隔离开关，即可使原工作母线退出运行进行检修。图2-4 双母线接线(2)调度灵活。各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要通过倒闸操作可以组成各种运行方式。例如，当母联断路器闭合，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行，当母联断路器断开，一组母线运行，另一组母线备用，全部进出线均接在运行母线上，即相当于单母线运行，两组母线同时工作，并且通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，即称之为固定连接方式运行，这也是目前生产中最常用的运行方式，它的母线继电保护相对比较简单。根据系统调度的需要，双母线还可以完成一

35、些特殊功能。例如，用母联与系统进行同期或解列操作，当个别回路需要单独进行试验时 ，如线路检修后需要试验，可将该回路单独接到备用母线上运行，当线路利用短路方式熔冰时，亦可用一组备用母线作为熔冰母线，不致影响其它回路工作等。(3)扩建方便。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停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。(4)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. 缺点(1)增加了电气设备的投资；(2)当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电

36、器，容易误操作，为了避免误操作，需在隔离开关和断路器之间装设闭锁装置；(3)当馈出线断路器或线路侧隔离开关故障时停止对用户供电。3. 适用范围当母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。母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，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：(1)6-10kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器；(2)35-66kV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；(3)110-220kV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上。2.

37、2.3 双母线分段接线当220kV进出线回路数较多时，双母线需要分段，分段原则是：(1)当进出线回路数为 10-14回，在一组母线上用断路器分段；(2)当进出线回路数为 15回及以上时，两组母线均用断路器分段；(3)在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。2.2.4 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，是所有接线中需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，只能应用于小型变电所中桥形接线

38、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2-5(a)所示，内桥接线的连接桥断路器设置在内侧。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，需切除和投入与该变压器连接的两台断路器，也影响了一回未故障线路的运行。连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。当输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需经常切除时，采用内桥接线比较合适。2. 外桥接线如图2-5(b)所示，外桥接线

39、的特点与内桥接线正好相反，连接桥断路器设置在外侧，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，需动作与之相连的两台断路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，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 3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图2-5 桥形接线 (a)内桥接线 (b)外桥接线2.2.5 多角形接线我国于20世纪60年代首先在水电厂

40、的110220kV升压变电站采用了多角形接线。多角形接线的断路器互相连接而成闭合的环形，是单环形接线，如图2-6所示。每个回路都经两个断路器连接，实现了双重连接的原则，在角数不多的情况下，具有较高的可靠性和灵活性。而且因为断路器的数量较少，利用的也最有效，因此角形还具有较大的经济性。为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行可靠性，以采用35角形为宜，并且变压器与出线回路宜对角对称布置。 (1)优点：投资省，除桥形接线外，与所有常用的接线相比，其所用设备最少，投资最省，平均每回路只需装设一台断路器；没有汇流母线，在接线的任一段上发生故障，只需切除这一段及与其相连接的元件，对系统运行的

41、影响较小；接线成闭合环形，在闭环运行时，可靠性灵活性较高;每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施；隔离开关只作为检修时隔离之用，以减少误操作可能性；占地面积小，多角形接线占地面积约是普通中型双母线带旁路母线接线的40%，对地形狭窄地区和地下洞内布置较合适。(2)缺点：任一台断路器检修，都成开环运行，从而降低了接线的可靠性，因此断路器数量不能多，即进出线回路数要受到限制；每一进出线回路都连接着两台断路器，每一台断路器又连着两个回路，从而使继电保护和控制回路较单，双母线接线复杂。(3)适用范围：适用于最终进出线为35回的110kV及以上配电装置，不宜用于有再扩建可能

42、的变电所中。图2-6 角形接线2.2.6 单元接线发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机变压器组，称为单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，以及因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对于具有母线时，有所减小等特点。发电机-双绕组变压器单元接线，双绕组变压器单元接线，是大型机组广为采用的接线方式，发电机出口不装设断路器，为调试发电机方便可装设隔离开关。对200MW以上机组，发电机出口多采用分相封闭导线，为了减少开断点，也可不装，但应留有可拆点，以利于机组调试。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高

43、等原因造成的困难。200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线，而不与三绕组变压器组成单元接线，当发电厂具有两种升高的电压等级时，则装设联络变压器。其原因为：(1)用三绕组变压器时，发电机出口要求装设断路器，但由于很大的额定电流和短路电流，使得出口断路器制造很困难，造价甚高。图2-7 单元接线(2)大机组要求避免在出口发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装断路器和隔离开关而采用双绕组变压器时，就可不装出口断路器和隔离开关。(3)三绕组变压器的中压侧(110kv及以上)，往往只能制造死抽头，这对高中压侧调压及负荷分配不利。不如采用双绕组变压器加联络变压器

44、灵活方便，并可利用联络变压器的第三绕组作厂用起动或备用电源以节约投资。(4)布置在主厂房前的主变压器。厂用高压变压器和备用变压器的数量较多，若主变压器为三绕组时，增加中压侧引线的架构，并且主变压器可能为单相，将造成布置的复杂与困难。某些地区矿源丰富，同地区有几个大型电厂，工业发达和集中，则汇总起来建设一个公用的枢纽变电所较为经济。有的电厂地位狭窄，厂内不设高压配电装置，不仅解决了电厂占地面积庞大的困难，而且也为电厂总平面布置创造有利条件，汽机房前可布置冷却塔或紧靠河流，从而缩短循环冷却水管道 有的电厂距现有枢纽变电所较近，直接从那里引出线路较为方便，因而在电厂内也不设高压配电装置。在大型电厂内

45、不设高压配电装置，必须在电力系统设计中做好规划在建厂时，相应地规划好建设汇总变电所或接入附近的枢纽变电所。2.2.7 发电机-变压器扩大单元接线当发电机的容量与升高电压等级所能传输容量相比，发电机容量较小而不配合时，可采用两台发电机接一台主变压器的扩大单元接线，以减少主变压器高压断路器和高压配电装置间隔，如图2-8所示。当采用扩大单元接线时，发电机出口应装设断路器和隔离开关。200300MW机组接至500kV配电装置时，相对机组容量较小，因而可采用两台 200MW300MW机组与一台主变压器接成扩大单元。图2-8 扩大单元接线2.3 主接线方案拟定与选择本节根据原始资料简述了变电站电气主接线设

46、计选择的原则、特点，并对某变电站电气主接线的设计选择过程进行了分析，并从经济性、可靠性方面来考虑，选择最优方案。2.3.1 35kV侧方案选择方案1：采用单母线分段接线。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以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，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电;当出线为双回路时，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。图2-9 单母线分段接线方案2 采用桥形接线。由于输电线路较长，变压器无需经常切换，拟用内桥接线方式。连接桥

47、连接在变压器一线路组的断路器和线路之间的称为外桥接线；连接桥母线上的断路器正常状态下合闸运行。内桥接线的任一线路投入、断开、检修或路障时，都不会影响其他回路的正常运行，但当变压器投入、断开、检修或故障时，则会影响另一回线路的正常运行。由于变压器运行可靠，而且不需要经常进行投入和因此内桥接线的应用较广泛。外桥接线的变压投入、断开、检修或故障时，不会影响其他回路的正常运行。但当线路投入、断开、检修或故障时，则会影响一台变压器的正常运行。因此外桥接线仅适用于变压器按照经济运行需要要经常投入或断开的情况。此外当线路上有较大的穿越功率时，为避免穿越功率通过多台断路器，通常采用外桥接线。为了提高桥形接线的灵活性和可钻性，避免因检修线路或变压器时影响其他回路的正常运行，一般在接线中加设一组跨条(导线)。内桥接线的跨条位置与外桥接线中连接桥的位置相同，外桥接线的跨条位置与外桥接线中连接桥的位置相同，外桥接线的跨条位置与内桥接线中连接桥的位置相同。跨条上通常设