第4章 主接线的选择与设计
本次设计题目为110KV变电所电气一次部分设计。其电压等级为110KV/35KV/10KV;系统情况为：系统经双回路给变电所供电；取为100MW，系统归算为100KV母线的等值电抗0.2;系统110KV母线电压满足常调压要求。负荷主要为一、二级负，所以选用两台三绕组变压器并联运行。出线回路：110KV侧两回（架空线）LGJ-400/10KM；35KV侧6回架空线，负荷：最大30MVA，最小18MVA；10KV侧8回架空线，负荷：最大16MVA，最小10MVA。
这种论题的设计是110KV变电站电气设计的一部分。有着110KV / 35KV / 10KV 三种不同的电压等级; 双回路向变电站供电系统条件; 若有100MW，100KV母线的等值电抗系统归算为0.2; 电压符合常规电压系统110KV母线调整要求。 一、二级负荷，因此选择两个三绕组变压器进行并联运行。 在此出线回路的设计上：LGJ-400/10KM是110KV侧两回（架空线）; 35KV侧架空线6条，上述计算明显得出最大30MVA，最小18MVA负载量; 8个架空线10KV侧，最大16MVA，最小10MVA负载量。 4.1变电站主接线设计的基本要求
1)可靠性
电力供应的可靠性是发电和配电的最基本保障，电力设施的设计和规程必要按要求进行。因为电力的传输和使用必须同时进行，电力系统任何人、设计部分的任何故障，将提供关于供电体验的可靠性的现行设计法规，并应在设计期间予以控制。
2)灵活性
电气设备不仅可以根据正常工作条件下的交付要求，根据实际情况灵活地改变运行模式，这是电力分配的调度的目的，而且还可以快速从设备中取回并消除各种事故或修理期间的故障 的设备，围更小，设备被控制时保障维护人员的安全可以在提供。
3)简单明了的操作
简单明了的主接线使得工作人员能够清晰和易懂各方面的操作，信息一目了然，运行人员
16
只要有一定的专业知识很快就会被掌握住。过犹不及，若太简单的话，形成运行无常进行，运行会造成很大的不便，而且还可能会出现停电的极端情况。若接线太复杂的话，工作人员不一定马上明白，影响工作人员的工作效率。
4)经济性
经济型主要涉及的是经济效益方面的有灵性。在保证主接线具有安全可靠的、灵活操作这个大前提下，就需要考虑成本问题，理想的状态是投资最小化，效益最大化。
5)应具有扩建的可能性
扩建的可能性主要指代的是发展的潜力，经济的高速发展，用电情况也会随着水涨船高，电力负荷可能在很短的时间就会上升，所以主接线要考虑预留，为以后的扩展做好准备。 4.2 变电站主接线设计原则
1）与变电站高压侧的连接应尽可能少或不使用中断器。 根据继电保护要求，分支安装也可用于区域线路，但需要明确的是系统骨干线路不允许使用分支接线的。
2）在配电设备6?10kV，输出回路数不超过5时，一般采用单母线连接；当输出电路数量为6或更多时，可以使用单母线分段安装。 当短路电流较大的极端情况时，有较多的输出回路，设备功率又比较大， 而且在需要电抗器的时候，此时可以双母接就必须要有了。
3）在35-66kV配电设备中，在不超过3个输出回路时，这时一般单母线接线就能满足要求了;当输出回路数增加至4-8个时，那么此时就得需要单母线分段接线的方式；若电源和出线都比较多，负荷量又比较大或处在较为污染区域，此时双母线接线就更为适合了。
4)若配电装置处在110-220kV，而且是不能多于2个回路时，那么就比较适合用单母线接线就足够了；当回路有3-4个的时候，那么简单的单母线就不能满足需求了，但是可以用单母线分段接线的方法来进行处理；当回路数更高达到5个以上的时候，或者说配电装置在整个的电力系统中非常的重要，那么这种就是比较大的电力网络工程了，这时候一般都会采用双母线接线的方式才能满足电力的需求。
5)具有可靠性能和检修保养周期性比较长的断路器，如采用SF6断路器，或者是更换迅速
17
的手车式断路器，那么在这种情况下，旁路设施的工程就可以暂时不设了，以免造成资源的浪费。
所以说，设计技术规、设计要求容、原始设计材料、工程特点等因素是一个完整的电气设计必备的最为基础的资料和需求，同时也要视工作开展的情况进行相应的调整。只有准确、全面、有效和精通这些情况下，认真、耐心的设计态度才能将设计圆满的完成，既能完成设计基本工作，也能把现代科学技术融入到设计中，以发展的眼光去看待设计，才能完成经济、实用的变电站这样的基础设施，把供电服务做到最好最有保障。 4.3 主接线的特点和基本形式
根据是否存在母线汇流这个标准，我们可以把主接线分为有汇流和无无汇流母线两种主流的接线形式，不同的接线形式有着不同的特点和优点与不足之处，实际使用中，根据具体情况进行具体选择。
汇流母线接线形式：根据变电站规模与作用情况，进出线都会有一定的差异，在多余4个回路时，线路就显得较为复杂，电力汇集与分配也要本着实际情况进行集约化设计，所以在中间环节上通常的做法都是用母线代替，这种做法上可以使得整个接线形式上表现出清晰感，无论从运行角度还是安装角度来看都相对便捷与实用，同时，后期如果需要改扩建电力电线设备等也相对简单的多。优点是明显的，缺点也不含糊，由于采用母线接线，那么与母线紧邻的后端设备就相对较多，使得增加的短路设备等配电装置占用更大的土地资源，占地面积大这个缺点对于很多城区土地资源十分有限的情况来说无疑是致命的，所以应用也要看具体情况。这种接线形式实际上也可以分为细化的两类接线：单母线和双母线。单母线根据分段情况又可以再细化为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等；双母线也同样可以再细化为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等。
无汇流母线接线形式：这种接线形式最大的优点就是占地相对较小，因此没有母线的设置，后端的相关设备也都大大减少了，所以无需占用大面积的土地资源，节约优势明显。但是这样接线方式最大的缺点是不能有太多太复杂的线路，进出线回路较少的可以采用这种办法。同时
18
在先期接线已经形成相对固定，如果要考虑配电站后期的该扩建，那么这种形式就不能适合了，改造的成本极大，无任何意义所言。该种接线形式也可以再根据接线形式再细化为扩大单元接线、多角形接线、单元接线桥式接线等。 4.4 110KV侧接线的方案选择
4.4.1 可选择性方案一 即为单母线接线
优点：充分利用单母线接线在线路分布上的间接明了的优势，操作、安装相对程序便捷；同时单母线较双母线后端配电装置也相对少一些；安全性能高，比如在隔离开关的作用上就能体现出现，隔离开关无须发挥重要的操作上的作用，其主要还是为了检修时的安全考虑，大大减小了操作上的失误；资金投入上也相对节约；后期如果涉及改扩建也有预留，不再重复投入，也节约了运行成本。
不足：点母线接线的不足之处也非常明显，因为母线的原因，一旦发生故障或者正常的检修过程中，整个配电装置不得不面临全部停电的风险，即整体断电操作，从而使得所涉及的整个电力系统都得停电，影响居民生活或生产经营活动，所以在灵活性方面大打折扣。当然即使采用了分段的隔离开关，仍然涉及部分线路段的停电操作，相当于串联电力系统一样，只有全部完成检修或故障排除后，才能使得整体供电得到回复。
4.4.2 可选择性方案二 即为双母线接线
与单母线不同之处在于双母线接线有备用母线，即有一条母线是供日常工作，另外一条母线是作为备用的，相当于系统处于并联状态，只不过这种并联是通过联路断路器来实现的。进出的电源和负荷可以通过两条线来进行分担，这样可以减少母线的压力，母线运行的可靠性也大大增加。
这种接线方式在倒闸操作上有许多关键要点需要掌握。隔离开关需要在等电位情况下有先后的操作顺序，即现通后断；母线的日常检修工作上，规的操作流程为：一是母线断路器的隔
19
离开合闸操作，二是TQF的合闸操作，三是备用线通电，这样才能形成两条母线的等电位。 在启用备用母线时，此时的操作流程是：一是打开备用母线隔离开关的操作，二是对待检修的母线关闭隔离开关的操作，三是母联断路器TQF的断开工作；四是关闭TQF两侧的隔离开关操作。只有这样才是合乎规的操作规，也能保持供电的持续性。
优点：一是与单母线接线形式相比，整个供电的可持续性和可靠性都大大增加。因为本身具有两条线路，工作线路和备用线路，这样在检修过程中关闭其中一条线路，另外一条线路仍然可以正常工作。两条线路的倒换操作，可以轮流进行线路的检修，另外一条线路的正常供电不至于使得整个线路停电，这样供电的可持续和可靠性都得到了保障；二是调度灵活性方面也有所提升。因为电源和负荷可以根据各种环境和形势进行灵活性的调度、系统控制，能够在两条线路上进行分配，这样实用性也得到了更大的提高；三是有利于后期的改扩建项目。双母线不同方向的改扩建可以分组进行，一组改建完成再进行另一组改建工程，而且整个电力却不受供电影响，输出的用电可以正常工作，同时在电源和负荷均分也不受到相互影响。可以按照顺序合理的布局双回架空线路，不至于出现相互交叉影响。这点在单母线分段上就容易出现，在布线顺序上容易出现交叉跨域，这样的话线路相互影响的概率就大大增加；四是方便实验。如果需要实验操作，可以断开一条线路断开，接在一组母线线路之上，这样也不影响正常的外部供电。
不足：增加一组线路使得投资成本有所增加；增加一组线路就直接意味着需要更多的配电装置，如隔离开关等；在进行检修或排除故障过程中，因为需要掌握倒换操作，只有掌握流程才能进行工作，如果不熟练则会容易出现误操作，这样就会出现风险或危险性。当然也可以通过增加连锁装置来避免误操作，这也是引起费用增加。
4.4.3 可选择性方案三 即为桥形接线
如果根据实际环境，在仅有两台变压器和两条输电线路的情况下，无法用其他方法代替，那可以利用桥形接线方法来进行。我们可以把桥形接线形式分为桥与外桥。和系统相连接的是
20
110kv变电站设计及其配电设备选择计算 - 图文
