第一篇：課程設(shè)計(jì)4：110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)

電力系統(tǒng)方向課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書

題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：江靜

電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置

平面布置圖的設(shè)計(jì)

一、課程設(shè)計(jì)的目的要求

使學(xué)生鞏固和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，初步掌握部分工程設(shè)計(jì)基本方法及基本技能。

二、題目：

110kV變電所電氣主接線設(shè)計(jì)

三、已知資料

為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，根據(jù)有關(guān)單位的決定新建1座降壓變電氣。原始資料： 1變電所的建設(shè)規(guī)模 ⑴類型：降壓變電氣

⑵最終容量和臺(tái)數(shù)：2×31500kVA：年利用小時(shí)數(shù)：4000h。2電力系統(tǒng)與本所連接情況

⑴該變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用：一般性終端變電所；

⑵該變電所聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級(jí)為110kV，出線回路數(shù)2回，分別為18公里與電力系統(tǒng)相連;25公里與裝機(jī)容量為100MW的水電站相連。⑶電力系統(tǒng)出口短路容量：2800 MVA；

3、電力負(fù)荷水平

⑴高壓10 kV負(fù)荷24回出線，最大輸送2MW，COSΦ＝0.8，各回出線的最小負(fù)荷按最大負(fù)荷的70％計(jì)算，負(fù)荷同時(shí)率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小時(shí)/年； ⑵24回中含預(yù)留2回備用； ⑶所用電率1％

4、環(huán)境條件

該所位于某鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有公路可達(dá)，海拔高度為86米，土壤電阻系數(shù)Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米處溫度20℃；該地區(qū)年最高溫度40℃，年最低溫度－10℃，最熱月7月份其最高氣溫月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低氣溫月平均值為1℃；年雷暴日數(shù)為58.2天。

四、設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、設(shè)計(jì)主接線方案

⑴確定主變臺(tái)數(shù)、容量和型式

⑵接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案 ⑶確定所用變臺(tái)數(shù)及其備用方式。

2、計(jì)算短路電流

3、選擇電氣設(shè)備

4、繪制主接線圖

5、繪制屋內(nèi)配電裝置圖

6、繪制屋外配電裝置平斷面圖

五、設(shè)計(jì)成果要求

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份 編寫任務(wù)及原始資料 ⑴編寫任務(wù)及原始資料

⑵確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式 ⑶確定主接線方案（列表比較）

⑷計(jì)算短路電流（包括計(jì)算條件、計(jì)算過(guò)程、計(jì)算成果）⑸選擇高壓電氣設(shè)備（包括初選和校驗(yàn)，并列出設(shè)備清單）。

2、變電站電氣主接線圖1份

采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。接線按單線圖繪制，僅在局部設(shè)備配置不對(duì)稱處繪制三線圖，零線繪成虛線。在主母線位置上注明配電裝置的額定電壓等級(jí)，在相應(yīng)的方框圖上標(biāo)明設(shè)備的型號(hào)、規(guī)范。

3、屋內(nèi)10kV配電裝置圖1份

采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應(yīng)能顯示開關(guān)柜的排列順序、各柜的接線方案編號(hào)、柜內(nèi)的一次設(shè)備內(nèi)容（數(shù)量的規(guī)格）及其連接，設(shè)備在柜內(nèi)的大致部位，以及走廊的大致走向等。

4、屋外110kV配電裝置平斷面圖1份

采用75×50 cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應(yīng)能顯示各主要設(shè)備的布置位置及走廊的大致走向等。

5、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書及計(jì)算書 六、日程安排

第一天：布置任務(wù)、介紹電氣設(shè)備選擇 第二天：電氣主接線最佳方案的確定 第三天：短路電流計(jì)算

第四、五天：電氣設(shè)備選擇 第六天：繪制電氣主接線圖

第七天：繪制10kV配電裝置訂貨圖

第八天：繪制110kV配電裝置平面布置圖 第九天：繪制110kV戶外配電裝置斷面圖 第十天：整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書、考核 電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

第一節(jié)

一、主接線方案設(shè)計(jì)所需原始資料

設(shè)計(jì)主接線方案時(shí)，首先需要了解原始資料：

（一）水能資料

包括水電站的裝機(jī)臺(tái)數(shù)和容量，年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)、調(diào)節(jié)性能、開發(fā) 形式等。

（二）電力系統(tǒng)資料

1．水電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用； 2．電力系統(tǒng)的情況和參數(shù)； 3．與電力系統(tǒng)的耦合方式；

4．負(fù)荷的性質(zhì)、重要程度、供電容量和輸電距離； 5．廠用電的情況；

（三）氣象情況

包括選擇電氣設(shè)備所需的各種溫度等大氣條件等

（四）其它有關(guān)資料

包括配電裝置型式，各主要設(shè)備的保護(hù)方式等。

二、主變壓器型式、臺(tái)數(shù)和容量的確定

三、電氣主接線方案的確定

（一）電氣主接線的基本形式

（二）電氣主接線方案的技術(shù)比較

根據(jù)任務(wù)書所列的已知資料，先擬出幾個(gè)可能的電氣主接線方案，先進(jìn)行粗略的技術(shù)比較，篩選出2~3個(gè)滿足供電可靠性和電能質(zhì)量等要求的接線方案。最后進(jìn)一步進(jìn)行較詳細(xì)的技術(shù)比較，確定出最佳方案。

技術(shù)比較一般從以下幾個(gè)方面論證，分析其優(yōu)缺點(diǎn)：

1．技術(shù)上的選擇與靈活性； 2．供電的可靠性； 3．運(yùn)行的安全性；

4．維護(hù)、檢修方便以及布置的合理性；

5．繼電保護(hù)的簡(jiǎn)化、適應(yīng)運(yùn)行人員的技術(shù)水平；

6．電氣設(shè)備的制造問(wèn)題、就地取材問(wèn)題、占地面積問(wèn)題等。

四、廠用電器

（一）廠用變壓器的臺(tái)數(shù)和容量

1．臺(tái)數(shù)：有地區(qū)外來(lái)電源作備用或裝機(jī)容量較小時(shí)，可采用一臺(tái)，否則骨干電站應(yīng)考慮兩臺(tái)；

2．備用方式：采用暗備用方式，若采用油浸式變壓器，每臺(tái)容量按70%

電氣主接線方案設(shè)計(jì) 計(jì)算容量選擇；若采用干式變壓器，則每臺(tái)容量按100%計(jì)算容量選擇。

（二）廠用電源的引接原則

1．有母線的電氣主接線，從電壓等級(jí)較低的母線上引接廠用電源； 2．無(wú)母線的電氣主接線，可從發(fā)電機(jī)——變壓器之間分支上引接廠用電源。

（三）廠用電母線的接線方式

按廠用變臺(tái)數(shù)進(jìn)行分段或不分段，但必須裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）。

第二節(jié)

短路電流計(jì)算及電氣設(shè)備選擇

一、電氣設(shè)備的配置：

（一）開關(guān)電器的配置原則

每一回路須有操作電器、保護(hù)和隔離電器。

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及已知資料，在選定的電氣主接線方案草圖上配置開關(guān)電器時(shí)應(yīng)考慮以下問(wèn)題：

1．35KV屋外配電裝置管理開關(guān)帶接地刀閘問(wèn)題

根據(jù)不同電氣主接線具體情況需要，從檢修、試驗(yàn)的安全角度出發(fā)，在隔離開關(guān)，在隔離開關(guān)的一側(cè)或雙側(cè)裝設(shè)接地刀閘。

2．接在主母線上的閥型避雷器與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。3．廠用變壓器高壓側(cè)一般采用熔斷器作為操作、保護(hù)電器。

（二）互感器的配置

互感器的配置應(yīng)充分滿足保護(hù)及自動(dòng)裝置、測(cè)量、同期以及絕緣監(jiān)察的 需要。

（三）其它

1．設(shè)備之間的連接方式

一般采用母線連接，當(dāng)布置有困難時(shí)采用電力電纜連接。2．防雷保護(hù)即侵入波過(guò)電壓的保護(hù) 3．通訊問(wèn)題

二、短路計(jì)算條件

在短路電流計(jì)算之前，應(yīng)先確定短路計(jì)算條件，包括以下內(nèi)容： 1．計(jì)算電路圖的確定

（1）系統(tǒng)容量及電抗的確定（已知系統(tǒng)部分參數(shù)時(shí)）；（2）最大運(yùn)行方式的確定；（3）短路計(jì)算點(diǎn)的確定。2．短路計(jì)算時(shí)間的確定

三、短路電流的計(jì)算

1．根據(jù)電氣設(shè)備選擇的需要，短路電流應(yīng)計(jì)算下列參數(shù)：

I‘’、Izt、Izt/

2、ich和 Ich

。2．短路電流計(jì)算步驟：

（1）選取基準(zhǔn)Sj，Uj=Up，計(jì)算各元件電抗標(biāo)么值，并繪制等值電路圖

（2）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求各電源到短路點(diǎn)的綜合電抗（3）短路電流計(jì)算

四、電氣設(shè)備選擇

主要選擇下列設(shè)備：各電壓級(jí)匯流主母線、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、電力電纜、回路載流導(dǎo)體及絕緣子等。并對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。

第三節(jié)

安裝接線圖

安裝接線圖是二次接線的主要施工圖，也是提供廠家制造屏和柜的圖紙。施工圖經(jīng)過(guò)施工和運(yùn)行檢修并修正后，就成為對(duì)二次回路進(jìn)行維護(hù)、試驗(yàn)和檢修的基本圖紙。

安裝接線圖一般包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖三種。本設(shè)計(jì)是要求根據(jù)已知的二次原理展開圖及所選用的設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的屏內(nèi)設(shè)備的屏面布置圖，然后再由原理展開圖及屏面布置圖，設(shè)計(jì)出端子排圖。最后根據(jù)以上三種圖紙?jiān)O(shè)計(jì)屏背面接線圖。

一、屏面布置圖

屏面布置圖是加工、制造屏、臺(tái)、盤和安裝屏、臺(tái)、盤上設(shè)備的依據(jù)。屏、臺(tái)、盤上各設(shè)備的排列、布置系根據(jù)運(yùn)行操作的合理性并適當(dāng)考慮到維護(hù)和施工的方便而決定的，必須按照設(shè)備尺寸和設(shè)備之間的距離及一定的比例進(jìn)行繪制。

二、端子排圖

端子排圖是表示屏、臺(tái)、盤內(nèi)需要裝設(shè)端子排的數(shù)目、型式、排列順序、位置，以及它與屏臺(tái)排上設(shè)備和屏、臺(tái)、盤外設(shè)備連接情況的圖紙。

端子排土實(shí)際是屏背面接線圖的一個(gè)組成部分，它主要是表示屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備的連接（電纜）情況。

三、屏背面接線圖

屏背面接線圖是以屏面接線圖為基礎(chǔ)，并以原理接線圖為依據(jù)而繪制的接線圖，它標(biāo)明了屏上各個(gè)設(shè)備引出端子之間的連接情況，以及設(shè)備與端子之間的連接情況，它是一種指導(dǎo)屏上配線的圖紙。

為了配線工作及識(shí)圖的方便，在這種接線圖中，對(duì)各設(shè)備和端子排一般都增加了一種采用“相對(duì)編號(hào)法”進(jìn)行的編號(hào)，用以說(shuō)明這些設(shè)備相互連接的關(guān)系。例如，甲接線柱上標(biāo)了乙接線柱的編號(hào)，乙接線柱上標(biāo)上甲接線柱的編號(hào)，這表明甲和乙兩接線柱之間應(yīng)連接起來(lái)。

第四節(jié)

配電裝置布置圖

配電裝置是電氣一次接線的工程實(shí)施，是發(fā)電廠及變電站的重要組成部分。它是按電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、載流導(dǎo)體和必要的輔助設(shè)備所組成的電工建筑物，在正常情況下用來(lái)接受和分配電能；發(fā)生事故時(shí)能迅速切斷故障部分，以恢復(fù)非故障部分的正常工作。

一、繪制屋內(nèi)配電裝置訂貨圖

屋內(nèi)配電裝置訂貨圖是廠家根圖形進(jìn)設(shè)計(jì)、訂貨、安裝的重要資料，廠家將根據(jù)訂貨圖進(jìn)行具體的配料。

二、屋內(nèi)配電裝置布置圖

將屋內(nèi)配電裝置如成套開關(guān)柜合理地布置的屋內(nèi)。

三、屋外配電裝置平、斷面圖

將屋外配電裝置布置合理在屋外的場(chǎng)地進(jìn)行布置，即應(yīng)滿足對(duì)安全距離的要求，又應(yīng)節(jié)約用地。

第五節(jié)

設(shè)計(jì)成果

一、繪制水電站電氣主接線圖

1．采用75×50cm方格紙，圖形符號(hào)必須按國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，并有圖框和標(biāo)題欄，字體應(yīng)采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。2．接線按單線圖繪制，僅在局部設(shè)備配置不對(duì)稱處繪制三線圖，零線繪成虛線。

3．在主母線位置上注明配電裝置的額定電壓等級(jí)，在相應(yīng)的方框圖上表明設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格。

二、繪制屋內(nèi)配電裝置配置圖

1．采用50×375cm方格紙繪制。

2．設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量采用列表的形式。

三、繪制35kV屋外配電裝置平斷面圖

1．兩張圖分別采用75×50cm和75×50cm圖紙繪制。

2．屋外配電裝置布置圖應(yīng)按與實(shí)際尺寸成比例畫出，要求布置協(xié)調(diào)對(duì)稱、美觀。各元件的型號(hào)規(guī)格必須列在設(shè)備表中。

四、繪制設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1．任務(wù)及原始資料。

2．主變臺(tái)數(shù)、容量及型式的確定（需論證）。3．主接線方案的確定（列表比較）。

4．短路電流計(jì)算（包括計(jì)算條件即計(jì)算電路圖確定說(shuō)明，計(jì)算過(guò)程和結(jié)果表）。

5．電氣設(shè)備的選擇。6．主要一次設(shè)備清單（包括設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格、單位和數(shù)量等）。

7．其他需要說(shuō)明的內(nèi)容。

第二篇：110kV變電站電氣安裝工程施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖

110kV××變二期變電所變電工程施工組織措施設(shè)計(jì)

110kV變電站二期電氣安裝工程

施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖 110kV××變二期變電所變電工程施工組織措施設(shè)計(jì)

其中：☆代表消防器材，代表道路。2#接地變1#接地變2#電容器4#電容器項(xiàng)目部材料間控制室10kV開關(guān)室材料室大門2#主變1#主變運(yùn)行區(qū)運(yùn)行區(qū)110kV擴(kuò)建區(qū)域由此進(jìn)入 110kV××變二期變電所變電工程施工組織措施設(shè)計(jì)

布置說(shuō)明: 1）租用××變二期附近民房一幢，作為食堂、衛(wèi)生間等用。

2）在﹟2主變西側(cè)位置邊放置材料庫(kù)、工具間、臨時(shí)加工間等。移動(dòng)集裝箱作為項(xiàng)目部辦公場(chǎng)所和現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議室，配置適當(dāng)?shù)霓k公設(shè)備，掛設(shè)相關(guān)圖表及有關(guān)簿冊(cè)。

3）在110kV場(chǎng)地西側(cè)設(shè)置110kV設(shè)備堆放區(qū)，在1０kV電容器組邊設(shè)置10kV電容器及接地變材料堆放區(qū)。

4）消防設(shè)施：

借用變電所及項(xiàng)目部自己配置干粉滅火器，供場(chǎng)地、控制室、10kV配電室、油務(wù)區(qū)、電纜層、倉(cāng)庫(kù)、危險(xiǎn)品庫(kù)等處使用。

消防設(shè)施實(shí)行定置管理，臨時(shí)施工需要另行配置移動(dòng)消防滅火器。5）提前布置好安全及宣傳標(biāo)牌，力求井然有序。項(xiàng)目部繪制好現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖，實(shí)行定置管理。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電、臨時(shí)用水借用原變電所內(nèi)的電源及用水。

第三篇：淺析小型水電站電氣主接線的設(shè)計(jì)型式

淺析小型水電站電氣主接線的設(shè)計(jì)型式

摘 要：主接線是每個(gè)電站設(shè)計(jì)的重要組成部分，本文主要根據(jù)小型水電站電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、電氣主接線的主要形式，對(duì)小型水電站電氣主接線的接線方式進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：小型水電站 電氣主接線 接線方式

一、小型水電站電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

電氣主接線是水電站電氣設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，它與電力系統(tǒng)、電站規(guī)模、樞紐布置、地形條件、動(dòng)能參數(shù)及電站運(yùn)行方式等因素密切相關(guān)，而且對(duì)電氣設(shè)備布置、設(shè)備選擇、繼電保護(hù)和控制方式都有較大的影響。電氣主接線設(shè)計(jì)的合理與否關(guān)系到電站長(zhǎng)期安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此電氣主接線的設(shè)計(jì)是水電站總體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。

小型水電站電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：水電站接入系統(tǒng)接線較為簡(jiǎn)單、回路數(shù)較少，電壓等級(jí)一般為35KV、10KV，極少數(shù)為110KV，離負(fù)荷中心較近。電氣主接線一般比較簡(jiǎn)單明了，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

二、小型水電站電氣主接線的主要形式

2.1 發(fā)電機(jī)電壓接線與發(fā)電機(jī)——變壓器的組合方式

一般小型水電站的主變壓器數(shù)量多為一臺(tái)，有的采用二臺(tái)，因此，發(fā)電機(jī)電壓側(cè) 接線較為簡(jiǎn)單，常分為三種形式： 2.1.1單母線與單母線分段接線

這種接線方式簡(jiǎn)單明顯，運(yùn)行方便，配電裝置投資少，便于擴(kuò)建，并且可采用成套配電裝置，簡(jiǎn)化電氣布；由于接線清晰，對(duì)應(yīng)性強(qiáng)，各操作單元之間互不影響，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適用于裝機(jī)容量小，對(duì)供電可靠性要求不高的水電站。

單母線接線在母線檢修或故障時(shí)，將造成全廠停機(jī)。因此，有的電站采用單母線分段的接線方式，可靠性比單母線高，當(dāng)一段母線檢修或故障時(shí)，能保持另一段母線的發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)供電，但是單母線分段接線方式的繼電保護(hù)較為復(fù)雜。2.1.2 單元接線方式

發(fā)電機(jī)和主變器容量相匹配（有時(shí)容量相同），接線最清晰，故障影響范圍最小，運(yùn)行可靠、—1— 靈活、電氣布置和繼電保護(hù)均較簡(jiǎn)單。但主變壓器和高壓斷器的數(shù)量比單母線多，投資大。在我區(qū)水電站主接中有極少數(shù)電站采用。2.1.3 擴(kuò)大單元接線

小型水電站，尤其是容量較小的電站，若有二臺(tái)發(fā)電機(jī)，往往優(yōu)先采用擴(kuò)大單元接線方式，只有1臺(tái)主變壓器。該接線方式在我區(qū)水電站得到廣泛應(yīng)用。擴(kuò)大單元接線與單元接線相比較，能減少主變壓器及其相應(yīng)的高壓設(shè)備，可簡(jiǎn)化電氣布置。但是，若主變壓器故障或檢查時(shí)，會(huì)迫使二臺(tái)機(jī)組容量不能送出。2.2 升高電壓側(cè)的接線方式

小型水電站一般采用兩繞組變壓器，即高壓側(cè)只有一種電壓等級(jí)，有的水電站經(jīng)過(guò)論證后也可采用三繞組變壓器；即出現(xiàn)兩種電壓等級(jí)。小型水電站升高電壓側(cè)接線方式一般有以下四種： 2.2.1 變壓器——線路組接線

此種接線最為簡(jiǎn)單、設(shè)備最少，布置簡(jiǎn)單，占地面積小，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，但在主變壓器、線路發(fā)生故障或檢修時(shí)均停止向電網(wǎng)送電。2.2.2 單母線與單母線分段接線

這種接線在小型水電站較為常見。單母線接線的變壓器、線路各自有自己的斷路器，互不影響，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化；電氣布置簡(jiǎn)單，擴(kuò)建方便。但若線路斷路器檢修或故障需停電、母線故障或檢修，全廠停電。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可采用單母線分段接線。

對(duì)單母線或單母線分段接線，若要求提高可靠性、可增加旁路母線或旁路隔離開關(guān)，使線路側(cè)斷路器，檢修時(shí)不影響停電。2.2.3 橋形接線

橋形接線適用于“兩進(jìn)兩出”的水電站，在小型水電站電氣主接線設(shè)計(jì)中，經(jīng)常與單母線或單母線分段接線相比較。當(dāng)兩回線路有較大穿越功率時(shí)，若采用單母線接線方式，穿越功率必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)斷路器，而且單母線故障時(shí)，水電站全部容量不能送出，因此往往優(yōu)先考慮采用穿越功率只經(jīng)過(guò)一個(gè)斷路器的外橋接線方式。

外橋接線適用于年利用小時(shí)數(shù)較低，擔(dān)任調(diào)峰、變壓器切合頻繁，或線路較短、故障較少的電站。當(dāng)有穿越動(dòng)率時(shí)，采用外橋接線比內(nèi)橋接線較為有利。而內(nèi)橋接線適用于電站年利用小時(shí)數(shù)較高，主變壓器不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高的電站。

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三、電氣主接線的實(shí)質(zhì)

小型水電站是指電站裝機(jī)容量為：25000KW以下，機(jī)組容量為10000KW以下，出線電壓不超過(guò)35KV的電站。促成小型水電站電氣主接線的基本制約條件如下： 3.1 升壓側(cè)的制約條件

由于小型水電站裝機(jī)容量小于25000KW，大多是無(wú)調(diào)節(jié)能力的季節(jié)性電站，及使有水庫(kù)調(diào)節(jié)其能力也有限；一般來(lái)說(shuō)，小型水電站升高電壓側(cè)常采用單母線接方式，不僅可以滿足可靠性要求，也便于分期過(guò)渡，只有當(dāng)用電負(fù)荷提出更高的要求或其它原因才有可能采用單母線分段的接線方式；當(dāng)只有一臺(tái)變壓器及一條高壓出線時(shí)采用變壓器——線路組；橋型接線由于繼電保護(hù)較復(fù)雜，采用很少，只有地方電網(wǎng)已形成環(huán)網(wǎng)，有穿越功率通過(guò)時(shí)又是“二進(jìn)二出”的格局，才有必要考慮橋型接線。

3.2 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)的制約因素

小型水電站的機(jī)組臺(tái)數(shù)一般都在四臺(tái)以下，應(yīng)充分考慮地方電網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)電站停機(jī)的要求及水能參數(shù)對(duì)電站開機(jī)臺(tái)數(shù)的制約因素。

小型水電站采用單母線或單母線分段接線方式時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)的短路電流值及相應(yīng)的發(fā)電機(jī)開關(guān)的參數(shù)成為制約條件；但也有對(duì)具備四臺(tái)機(jī)組二個(gè)擴(kuò)大單元及二臺(tái)主變的小型水電站，在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)二個(gè)擴(kuò)大單元之間以隔離開關(guān)聯(lián)結(jié)，正常時(shí)斷開運(yùn)行，當(dāng)變壓器故障檢修一臺(tái)時(shí)方接通，對(duì)運(yùn)行方式有一定的靈活性。

單獨(dú)單元接線，一般多用于一～三臺(tái)機(jī)組的小型水電站，便于過(guò)渡，結(jié)線及繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，但高壓側(cè)設(shè)備較多，占地面積較大。

擴(kuò)大單元接線，一般多用于二臺(tái)機(jī)組的小型水電站，即二臺(tái)機(jī)組可采用一個(gè)擴(kuò)大單元，四臺(tái)機(jī)組采用二個(gè)擴(kuò)大單元，三臺(tái)機(jī)組采用一個(gè)擴(kuò)大單元和一個(gè)獨(dú)立單元的組合。3.3 梯網(wǎng)接線

我區(qū)小型水電站建設(shè)從建國(guó)以來(lái)走過(guò)從無(wú)到有，不斷壯大，梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā)的歷程。因而梯級(jí)開發(fā)小型水電站不斷增多，在構(gòu)思梯網(wǎng)接線時(shí)，除了遵循小型水電站接線定型化的原則外，還應(yīng)充分考慮到梯級(jí)各電站不僅有水的聯(lián)系，還有電的聯(lián)系，各個(gè)梯級(jí)電站往往以聯(lián)絡(luò)線集中到某個(gè)梯級(jí)電站向主網(wǎng)送電，個(gè)別電站送電電壓也發(fā)展到110KV級(jí)，同時(shí)在梯級(jí)開發(fā)中，各梯級(jí)電站不是一次同時(shí)建成，有一個(gè)分期過(guò)渡的問(wèn)題，這些因素均應(yīng)在梯網(wǎng)接線中統(tǒng)一考慮。

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四、結(jié)語(yǔ)

電氣主接線是小型水電站電氣設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，必須研究小型水電站的特點(diǎn)，總結(jié)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，在滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地確定電氣主接線方案。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)水能設(shè)計(jì)參數(shù)、機(jī)組臺(tái)數(shù)、出線電壓及出線回路數(shù)等，確定主接線方案；再進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，推薦技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的方案，力求電站電氣主接線的簡(jiǎn)單、靈活、可靠、投資省，有發(fā)展余地。

參考文獻(xiàn)：

（1）小型水電站機(jī)電手冊(cè)（電氣一次）水利電力出版社（2）農(nóng)村電氣規(guī)劃指南 水利電力出版社（3）小型水電站（電氣一次）水利電力出版社

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第四篇：水電站電氣主接線優(yōu)化設(shè)計(jì)研究論文

摘要：水電站電氣主接線設(shè)計(jì)合理與否直接影響到電力系統(tǒng)、水電站等安全運(yùn)行。以某水電站為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了單母線接線、擴(kuò)大單元接線等幾種形式，通過(guò)對(duì)比其經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可靠性，獲得該電站最優(yōu)電氣主接線。

關(guān)鍵詞：水電站；電氣主接線；設(shè)計(jì)

電氣主接線就是將發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電容器、互感器和避雷器等一次電氣設(shè)備按照預(yù)期的生產(chǎn)流程構(gòu)成的電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、輸送和分配的電氣回路。其設(shè)計(jì)是大中小型水電站電氣部分設(shè)計(jì)的重要組成之一，直接影響各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置以及繼電保護(hù)的確定，對(duì)于建成后水電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。以往水電站電氣主接線設(shè)計(jì)主要圍繞短路計(jì)算，變壓器、配電裝置以及無(wú)功補(bǔ)償裝置等開展電氣主接線具體設(shè)計(jì)，即重點(diǎn)在于短路計(jì)算和設(shè)備選型，對(duì)電氣主接線方式分析不足。本文在總結(jié)電氣主接線理論和工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以某水電站為例，具體分析發(fā)電機(jī)側(cè)和變壓器側(cè)均用單母線接線、發(fā)電機(jī)側(cè)采用單元接線和擴(kuò)大單元接線而變壓器側(cè)采用單母線接線、發(fā)電機(jī)側(cè)單母線接線而變壓器側(cè)角形接線、電源單元及擴(kuò)大單元而主變角形接線等方案的優(yōu)劣，獲得最優(yōu)電氣主接線設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而強(qiáng)調(diào)了電站電氣主接線設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)。

1電氣主接線設(shè)計(jì)原則

主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等3項(xiàng)基本要求。具體要求如下：

1.1可靠性

供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先滿足這個(gè)要求。可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)具體如下：1）斷路器檢修時(shí)，系統(tǒng)的供電不宜受影響。

2）斷路器或者母線發(fā)生故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間。

3）盡量避免發(fā)電廠，變電所全部停運(yùn)的幾率。

1.2靈活性

主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。

1）調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活得投入和切除發(fā)電機(jī)變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式系統(tǒng)調(diào)度，并盡可能減少隔離開關(guān)的操作次數(shù)。

2）檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器和其他繼電保護(hù)裝置，進(jìn)行安全檢修而不至于影響電力系統(tǒng)的管理運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。

1.3經(jīng)濟(jì)性

1）主接線應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器和電流互感器、避雷器等一次設(shè)備。2）要使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備。

3）要能限制短路電流，以便于選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備或者低耗電電器。

2水電站電氣主接線設(shè)計(jì)方案

2.1研究對(duì)象

某水電站裝機(jī)3臺(tái)，電站單機(jī)容量為500kW、總裝機(jī)容量為1500kW，發(fā)電機(jī)的出口電壓為3kV，主變高壓側(cè)電壓為35kV電壓等級(jí)，經(jīng)過(guò)一回線與系統(tǒng)相互連接。為此，根據(jù)發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)4種方案如表1所示。

2.2具體方案

1）發(fā)電機(jī)側(cè)和變壓器側(cè)均用單母線接線。如圖1所示，整個(gè)配電裝置發(fā)電機(jī)側(cè)和變壓器側(cè)都有且僅各有一條母線（即單母線接線），不同的發(fā)電機(jī)進(jìn)線和出線都分別通過(guò)隔離開關(guān)和斷路器被連接到同一條母線上。因此各個(gè)電源可以通過(guò)母線不僅可以確保并列工作，又能讓出線回路同時(shí)經(jīng)過(guò)2個(gè)冗余的變壓器從3個(gè)發(fā)電機(jī)上得到產(chǎn)生的電能。這種接線型式簡(jiǎn)單明了、所需設(shè)備較少、成本低，利于擴(kuò)建及采用成套的配電裝置。

2）發(fā)電機(jī)側(cè)采用單元接線和擴(kuò)大單元接線，變壓器側(cè)采用單母線接線。如圖2所示，單元接線是電源與變壓器低壓側(cè)間只裝設(shè)刀閘，變壓器高壓側(cè)裝置斷路器。這種接線型式接線簡(jiǎn)單、空間占用少、繼保簡(jiǎn)單，任何一個(gè)元件的檢修或者故障只會(huì)影響此單元的運(yùn)行。單元接線會(huì)使主變和高壓電氣設(shè)備復(fù)雜，高壓設(shè)備占用空間增多，投資相對(duì)較大。

3主接線設(shè)計(jì)對(duì)比分析

3.1經(jīng)濟(jì)性比較

由于本設(shè)計(jì)是小型水電站的電氣初步設(shè)計(jì)，主要考慮經(jīng)濟(jì)型，靈活性及可靠性，表2是對(duì)電站所需變壓器、隔離開關(guān)（刀閘）、斷路器的數(shù)量初步預(yù)算。

3.2可靠性、靈活性對(duì)比

方案1由于不同的發(fā)電機(jī)進(jìn)線和出線都分別通過(guò)隔離開關(guān)和斷路器被連接到同一條母線上，檢修及控制靈活性不高、可靠性差。當(dāng)斷路器檢修時(shí)，整條回路需要全部停電檢修。母線或隔離開關(guān)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)就要電站全部停電操作。方案2擴(kuò)大單元接線是2臺(tái)及以上的發(fā)電機(jī)連接1臺(tái)主變，故障波及范圍較大，主變檢修或者出現(xiàn)故障時(shí)，此種接線將不能把2臺(tái)機(jī)組容量送出，因此可靠性較差。方案3采用角形接線，該連接方式在任何一2016年10月機(jī)電技術(shù)臺(tái)斷路器故障或者檢修時(shí)，閉環(huán)運(yùn)行轉(zhuǎn)變成開環(huán)運(yùn)行，如若此時(shí)再有一處發(fā)生故障，將造成供電紊亂，因此可靠性降低。因?yàn)閿U(kuò)建困難，也不適合將來(lái)要擴(kuò)建的電站。方案4可靠性比較高，檢修維護(hù)方便。閉環(huán)運(yùn)行有較高的可靠行及靈活性；檢修任何一臺(tái)斷路器僅須斷開斷路器和兩邊的刀閘，操作簡(jiǎn)單無(wú)任何回路停電；斷路器使用數(shù)量較少，投資省、占地少。

3.3綜合分析

方案2雖然經(jīng)濟(jì)性較好，但多應(yīng)用于4臺(tái)及4臺(tái)以上機(jī)組的電站比較實(shí)用，所以本設(shè)計(jì)電站不宜采用。方案3、4的電氣設(shè)備投資相對(duì)而言比較多，靈活性也能滿足設(shè)計(jì)要求，但是隔離開關(guān)需要帶電倒閘操作，大大增加了誤操作的概率，如果出現(xiàn)兩處斷路器故障，將導(dǎo)致供電紊亂且繼保復(fù)雜，直接影響到了可靠性，因此也不是最佳方案。方案1雖然經(jīng)濟(jì)性性沒有方案2可靠，但電能損失較小，而且不容易出現(xiàn)倒閘操作，可以降低事故率，這種方案對(duì)裝機(jī)1500kW的電站來(lái)說(shuō)非常實(shí)用。由于設(shè)計(jì)的水電站屬于小型水電站，運(yùn)用復(fù)雜且昂貴的接線方案增加成本不經(jīng)濟(jì)，在滿足供電可靠和電能質(zhì)量的條件下選擇接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活和操作簡(jiǎn)便的主接線，同時(shí)應(yīng)盡可能降低投資、減少運(yùn)行費(fèi)用、滿足擴(kuò)建的要求。所以綜合考慮之后，選取方案1作為最佳方案。

4結(jié)束語(yǔ)

本文以某小型水電站為例，設(shè)計(jì)了4種不同的電氣主接線方案，并通過(guò)對(duì)比可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，選擇了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)分析過(guò)程表明，水電站主接線方案設(shè)計(jì)是主接線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，選擇適合水電站條件的主接線方案，不僅能提高運(yùn)行可靠性、降低經(jīng)濟(jì)成本，而且對(duì)后續(xù)短路計(jì)算和設(shè)備選型的可靠性與經(jīng)濟(jì)性也有著重要影響。

參考文獻(xiàn)：

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