220kv降压变电所电气一次部分设计

1 电气主接线设计

1.1 主接线设计要求

主接线是变电站电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。

我国《变电站设计技术规程》SDJ2-79规定：变电站的主接线应根据变电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。

可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。

主接线可靠性的具体要求：

1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；

2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；

3）尽量避免变电站全部停运的可靠性。

灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；

2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；

3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。

经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。

1）投资省：主接线应简单清晰，以节约一次设备的投资；要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备的投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；

2）占地面积小：主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。

3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。

1.2 主接线的基本接线方式

电气主接线是根据电力系统和变电站具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。而本所各电压等级进出线均超过四回，并且考虑到220kV侧会有功率穿越，所以采用有母线连接。根据规划，可以发现本站将是地区性枢纽变电站，担负起保障整个地区负荷供给的重要任务，因此主接线考虑下列几种选择：

1、一个半断路器（3/2）接线

两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它具有较高的供电可靠性和运行灵活性，任一母线故障或检修均不致停电，但是它使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。

2、双母接线

它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110K～220KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110～220kV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110kV）或5回（220kV）时，一般应装设专用旁路母线。

3、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在11回及以下时，母线不分段。

为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当110KV出线为7回及以上，220KV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断用这 样节省了断路器及配电装置间隔。

1.3 主接线的方案确定

结合原始资料所提供的数据，和权衡上面各种接线方式的优缺点，将各电压等级使用的主接线方式列出：

(1) 220KV线路5回进线（2回和系统，2回和电厂，一回备用），且为降压变电所，有穿越功率，考虑到220 KV线路的重要性，为保证其运行的稳定性，适用的接线方式只有双母线接线。单母线和角形接线可靠性不合理！

(2) 110KV有4回出线（备用1回），适用的接线形式为单母分段接线、单母分段带旁路接线（因进线数不足5回，装设旁路断路器兼作分段断路器）、双母线接线、角形接线。

(3) 10KV有12回出线，带电抗器限制短路电流，适用的接线形式为双母接线和双母线分段接线,单母线分段。

据此，拟定下面3种主接线方案：

方案I如图1.1，220KV采用双母线接线，110KV采用双母线接线，10KV采用单母线分段接线。

图1.1 220KV/110KV双母,10KV单母分段

方案II如图1.2 220KV采用双母线接线，110KV单母线带旁路母线线接线，10KV采用单母线分段接线。

图1.2 220KV双母,110KV双母分段,10KV单母分段

方案III如图1.3 220KV采用双母线接线，110KV采用单母线分段带旁路接线，10KV采用双母线接线。

图1.3 220KV/10KV双母，110KV 双母分段

3种方案均采用三相三绕组变压器，对3种方案进行技术比较如下表：

表1-1 主接线方案比较表

可靠性 1.220KV 110kv 接线简单，设备本身故障率少；操作简单 2.故障时，能尽快恢复供电。 灵活性 1.220KV 运行方式相对简单，灵活性一般； 2.基本上能保证母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线回路数和停电时间，并能保证对全部I类及全部或大部分II类用户的供电 经济性和实用性 1.10Kv端12条回路不会彼此影响，能减小母线故障或检修时的停电范围！ 2.该接线方式整体操作较简单，投资性价比高！