高压变电站电气主接线设

高压变电站电气主接线设

高压变电站电气主接线设 高压变电站电气主接线设计 引言

1 电气主接线的概念 发电厂、变电所的一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传输和分配电能的一次设备的一次设备构成的，通常又称为电气主接线。主接线代表了发电厂(变电所)电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置的配置起着决定性的作用，也将直接影响系统运行的可靠性、灵活性、经济性。因此，主接线必须综合考虑各方面因素，经技术经济比较后方可确定出正确、合理的设计方案。

2 电气主接线设计需要考虑的问题 在进行变电站电气接线设计时，需要重点考虑以下一些问题:

(1)需要考虑变电所在电力系统中的位置，变电所在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所、还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对其电气主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求了也不同。

(2)要考虑近远期的发展规模，变电所电气主接线的设计，应根据 5 到 10 年电力发展规划进行。根据负荷的大小、分布、增长速度、根据地区网络情况和潮流分布，分析各种可能的运行方式，来确定电气主接线的形式以及连接电源灵数和出线回数。

(3)考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对电气主接线的影响，对一级负荷，必需有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电，且当一个电源失去后，应保证大部分二级负荷供电。

(4)考虑主变台数对电气主接线的影响，变电所主变的台数对电气主接线的选择将产生直接的影响，传输容量不同，对主接线的可靠性，灵敏性的要求也不同。(5)考虑备用容量的有无和大小对电气主接线的影响，发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运;当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响着电气主接线的形式。

1 1 电气主接线设计的基本要求 电气主接线应满足以下基本要求: a 具有一定的灵活性 主接线在力求简单、明了、操作方便的同时，也要求有一定的灵活性，以适应系统不同运行方式的要求。

1 调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。

2 检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的用电。 3 扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最小。

b 操作应尽可能简单、方便 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。

c 可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求。分析和研究主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑: (1变电站在电力系统中的地位和作用 变电站都是电力系统的重要组成部分，其可靠

性应与系统相适应。例如:对一个中小型变电站的主接线就毋须要求过高的可靠性，也就没有必要采取太复杂的接线形式;而对于一个大型发电厂或超高压变电站，由于它们在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统稳定运行遭破坏，甚至瓦解，造成巨大损失。因此，其主接线应采取供电可靠性高的接线形式。

(2变电站的运行方式及负荷性质 电能的特点是:发电、变电、输电和用电同时完成。而负荷的性质按其重要性又有?类、?类和?类之分。因此，根据发电厂的运行方式和负荷的要求，进行具体分析，以满足必要的供电可靠性。

2 (3)断路器检修时是否会影响对用户的供电。

(4)设备和线路故障或检修时，停电线路的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。

d 经济 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小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 一般应当从以下几方面考虑: 1投资小:主接线应简单清晰，以节约开关电器数量，降低投资;要适当采用限制断路电流的措施，以便选用价廉的电器;二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于运行和节约二次设备的投资。

2占地面积少:主接线要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。

3电能损耗少:在发电厂或变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。

e 扩建的可能性 由于近年来，我国的经济建设高速发展，各地区的电力负荷的需求近年来增加的很快，尤其是江苏省沿江地区，电力需求增长很快。而本课题

要设计的变电站正好处于该地区，因此，在选择主接线时，要充分考虑到具有扩建的可能性，并且预留出合适的扩建空间。

1(1 电气主接线的基本形式 主接线的总体分类:

a 单母线接线 母线起汇集和分配电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连，可分为:

1接线方法及工作要求，见图 1。 ?主母线的作用 ?开关电器的配置 线路有反馈电可能或为架空配电线应装设 QS ?操作程序“先通后断”原则 合:QSB QSL QF; 分:QF QSL QSB。 3 2特点 ?优点: 简单、经济。 ?接线简单(设备少)、清晰、明了; ?布置、安装简单，配电装置建造费用低; ?断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便，母线故障的几率低;?易扩建和采用成套式配电装置。 ?缺点:不够灵活可靠。 ?主母线、母隔故障或检修，全厂停电; ?任一回路断路器检修，该回路停电。 ?适用范围 ?小型骨干水电站,台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线; ?6,10kV 出线(含联络线)回路 5 回; ?35kV 出线(含联络线)回路 3 回; ?110kV 出线(含联络线)回路 2 回。 L4 图 1 单母线 b 双母线接线 1、不分段的双母线 1)接线方法及运行方式 见图 2。 2特点: ?可轮流检修母线而不影响正常供电 ?检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电 4 ?工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电 ?可利用母联断路器代替引出线断路器工作 ?便于扩建 ?由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作;同时投资和占地面积也较大。

2、双母线分段接线 3、双母线带旁路接线

6,10kV 配电装置出线回路数目为 6 回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。110kV 终端变电站的 10 kV 部分一般采用单母线分段，互为备

用。 由课题所给条件进行综合分析: 对图 1 和图 1 所示的方案?、?综合比较，见表 15 表 1 主接线方案比较 经过综合比较方案?在经济性上比方案?好，且调度和灵活性也可以保证供电的可靠性。所以选用方案?。 1(3 电气设备和布置 本次设计建设的变电站，规模为 63MVA 主变压器两台;110kv 进线 2 回(来自两个电源);10kv 馈线 24 回;10kv 电容器无功补偿

装置 4X4800kVar;站用变压器和小电阻接地成套装置各两组。 电气主接线形式和变电站的整体布置 电气主接线形式:110kv 侧使用 GIS 设备，其接线的方式为单母线隔离开关分段接线，110kv 进线 2 回，出线 2 回，10kV 侧线路的接线形式为单母线分段接线，出线 24 回(其中 6 回备用)，两个主变压器低压侧各引出 10KV 母线一条，互为备用，以提高可靠性。 电气部分整体布置:110kv 配电装置采用 GIS 户内布置形式，架空向北出线;主变为户外敞开式布置，每台主变之间设有防火隔离墙，并预留 3 号主变的空地，以备将来扩容。10kv 为户内配电装置，其中高压室采用户内移开时金属封闭开关柜双列布置，电缆出线。 1(3 110kV 侧主接线比较选择 由于昆山地处我国沿江经济发达地区，当地的土地资源紧缺;同时为了满足城市电网和当地经济的发展需求，对设备运行可靠性提出了更高的标准(因此该变电站 110KV 高压侧采用了 GIS 设备。 6 GIS 设备主接线的选择应遵守变电站电气主接线的设计原则——可靠性、灵活性及经济性。根据 GIS 设备具有故障少、检修周期长、运行可靠性高的特点，其主接线可以适当简化:例如 110 kV 配电装置一般可以不用旁路母线。当然，GIS 设备的主接线不能过分简单，110 kV 母线应采用分段的接线方式，避免局部故障造成母线全停，扩大故障范围。 该变电站是为了满足当地电力系统的发展和负荷增长而建的，其负荷为一般性负荷。因此 110kV 侧为单母线分段接线的 GIS 设备，两台主变压器，同时预留第三台主变的空间，作为将来扩容时使用。 1(4 变电站用电接线的确定 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。