第一篇：第一節(jié) 電氣主接線

?第一節(jié) 電氣主接線

電氣主接線是發(fā)電廠、變電所及電網(wǎng)中匯集和分配電能的主電路，它把發(fā)電廠的主要電氣設備，如發(fā)電機、變壓器、斷路器，隔離開關、電抗器等通過母線、電纜等相連接，并配置避雷器、互感器等保護測量裝置，構成發(fā)電廠完整的電力生產(chǎn)系統(tǒng)。發(fā)電廠和變電所的電氣主接線圖是將電氣一次設備用統(tǒng)一規(guī)定的圖形和文字符號，按一定的順序連接起來，用以表示發(fā)電廠發(fā)電、匯集和分配電能的電路圖。

電氣主接線的方式根據(jù)發(fā)電廠和變電所的規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中的地位、電壓等級、進出線回路數(shù)、電氣設備的特點以及負荷的性質(zhì)等條件決定。同時要滿足供電可靠(保證對用戶不間斷供電)、運行靈活(便于調(diào)度、倒閘操作和擴建的余地)和經(jīng)濟合理(投資省、占地面積小、電能損耗少)等基本要求。為使電氣運行人員熟悉發(fā)電廠和變電所的主接線，便于分析、處理事故和運行操作，在控制室里設有簡化的主接線模型(單線表示的主接線圖)，并將需經(jīng)常操作的斷路器、隔離開關、接地刀閘等模型元件與實際裝置的位置信號對應相連，成為動態(tài)模擬盤，以便進行有效地監(jiān)視。

發(fā)電廠和變電所主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(發(fā)電機或變壓器)和進出線；母線是中間環(huán)節(jié)，它起著匯集和分配電能的作用。

一、電氣主接線的基本型式

常用的主接線形式可分為有母線和無母線兩大類。

有母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。單母線又分為單母線(不分段)，單母線分段、單母線分段帶旁路等形式；雙母線又分為單斷路器雙母線、雙斷路器雙母線、雙母線帶旁路母線、串接斷路器接線、雙母線四分段等多種型式。

詳細見:http://.cn/ebook/2007/B10034782/8.htm

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第二篇：電氣主接線形式綜述

電氣主接線形式綜述

學院：電氣信息工程學院

班級：自動化10-02班

姓名：盧靖宇

學號：54100101022

5電氣主接線形式綜述

電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預定的功率傳送和運行等要求而設計的、表明高壓電氣設備之間相互連接關系的傳送電能的電路。定義

電路中的高壓電氣設備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經(jīng)濟合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運行方式時，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖時，將互感器、避雷器、電容器、中性點設備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來。

對一個電廠而言，電氣主接線在電廠設計時就根據(jù)機組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經(jīng)濟性、發(fā)展和擴建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。

電氣主接線應滿足以下幾點要求：

可靠性

主接線系統(tǒng)應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。靈活性

主接線系統(tǒng)應能靈活地適應各種工作情況，特別是當一部分設備檢修或工作情況發(fā)生變化時，能夠通過倒換開關的運行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應能很方便的從初期建設到最終接線。

基本要求

電氣主接線應滿足下列基本要求：

①牽引變電所、鐵路變電所電氣主接應綜合考慮電源進線情況（有無穿越通過）、負荷重要程度、主變壓器容量和臺數(shù)，以及進線和饋出線回路數(shù)量、斷路器備用方式和電氣設備特點等條件確定，并具有相應的安全可靠性、運行靈活和經(jīng)濟性。

②具有一級電力負荷的牽引變電所，向運輸生產(chǎn)、安全環(huán)衛(wèi)等一級電力負荷供電的鐵路變電所，城市軌道交通降壓變電所（見電力負荷、電力牽引負荷）應有兩回路相互獨立的電源進線，每路電源進線應能保證對全部負荷的供電。沒有一級電力負荷的鐵路變、配電所，應有一回路可靠的進線電源，有條件時宜設置兩回路進線電源。

③主變壓器的臺數(shù)和容量能滿足規(guī)劃期間供電負荷的需要，并能滿足當變壓器故障或檢修時供電負荷的需要。在三相交流牽引變電所和鐵路變電所中，當出現(xiàn)三級電壓且中壓或低壓側負荷超過變壓器額定容量的15%時，通常應采用三繞組變壓器為主變壓器。

④按電力系統(tǒng)無功功率就地平衡的要求，交流牽引變電所和鐵路變、配電所需分層次裝設并聯(lián)電容補償設備與相應主接線配電單元。為改善注入電力統(tǒng)的諧波含量，交流牽引變電所牽引電壓側母線，還需要考慮接入無功、諧波綜合并聯(lián)補償裝置回路（見并聯(lián)綜合補償裝置）。對于直流制干線電氣化鐵路，為減輕直流12相脈動電壓牽引網(wǎng)負荷對沿線平行通信線路的干擾影響，需在牽引變電所直流正、負母線間設置550 Hz、650Hz等諧波的并聯(lián)濾波回路。

⑤電源進（出）線電壓等級及其回路數(shù)、斷路器備用方式和檢修周期，對電氣主接線形式的選擇有重大影響。當交、直流牽引變電所35 kV～220 kV電壓的電源進線為兩回路時，宜采用雙T形分支接線或橋形接線的主接線，當進（出）線不超過四回路及以上時，可采用單母線或分段單母線的主接線；進（出）線為四回路及以上時，宜采用帶旁路母線的分段單線線主接線。對于有兩路電源并聯(lián)運行的6kV～10 kV鐵路地區(qū)變、配電所，宜采用帶斷路器分段的單母線接線；電源進線為一主一備時，分段開關可采用隔離開關。無地方電源的鐵路（站、段）發(fā)電所，裝機容量一般在2 000 kV·A以下，額定電壓定為400 V或6.3 kV，其電氣主接線宜采用單母線或隔離開關分段的單母線接線。

⑥交、直流牽引變電所牽引負荷側電氣接線形式，應根據(jù)主變壓器類型（單相、三相或其他）及數(shù)量、斷路器或直流快速開關類型和備用方式、饋線數(shù)目和線路的年運輸量或者客流量因素確定。一般宜采用單母線分段的接線，當饋線數(shù)在四回路以上時，應采用單母線分段帶旁路母線的接線。

經(jīng)濟合理

主接線系統(tǒng)還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經(jīng)濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資

電氣主接線有以下幾種：

1.6~220KV高壓配電裝置的主接線分為兩種，一種是有匯流母線的接線：

包括：單母線接線；單母線分段接線；雙母線接線；雙母線分段接線；增設旁路母線或旁路隔離開關的接線；

另一種是無匯流母線的接線：包括：變壓器-線路單元接線；橋形接線（內(nèi)橋形接線和外橋形接線）3~5角形接線。

個別特殊情況下也是用一臺半斷路器接線。

2.330~500KV主接線有雙母線三分段（或四分段）帶旁路母線（或帶旁路隔離開關）接線；一臺半斷路器接線；變壓器-母線接線和3~5角形接線。

其他接線有：環(huán)形母線多分段接線；1有1/3臺斷路器接線。

3.大型電廠（總容量在1000MW以上）有發(fā)電機-變壓器單元接線；發(fā)電機-變壓器擴大單元接線；發(fā)電機--變壓器-線路單元接線；一廠兩戰(zhàn)接線。

4.中小型（總容量在200~1000MW）電廠主接線有：發(fā)電機的連接方式；主變壓器的連接方式；發(fā)電機電壓配電裝置的接線；限流電抗器的連接方式；無發(fā)電機電壓配電裝置的中型電廠接線。

采用何種主接線的形式要滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本原則

【單母線接線】

優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。

缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開關等）故障時檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障母線的供電。

適用范圍：6-10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；35-63KV配電裝置出線回路數(shù)不超過3回；110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。

【單母線分段接線】

優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。

缺點：當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；35KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時；110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。

【 單母分段帶旁路母線】

這種接線方式在進出線不多，容量不大的中小型電壓等級為35-110KV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。

【橋型接線】

1、內(nèi)橋形接線

優(yōu)點：高壓斷器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。

缺點：變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。

適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。

2、外橋形接線

優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。

缺點：線路的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高壓側斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。

適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。

【雙母線接線】

優(yōu)點：

1）供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。

2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。

3）擴建方便。向雙母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。

4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。

缺點：

1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關。

2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。

適用范圍：6-10KV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35KV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110-220KV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110-220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。

【雙母線分段接線】

雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴建優(yōu)點。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。一般當連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段

第三篇：淺析小型水電站電氣主接線的設計型式

淺析小型水電站電氣主接線的設計型式

摘 要：主接線是每個電站設計的重要組成部分，本文主要根據(jù)小型水電站電氣主接線設計的特點、電氣主接線的主要形式，對小型水電站電氣主接線的接線方式進行簡單分析。

關鍵詞：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計的特點

電氣主接線是水電站電氣設計的中心環(huán)節(jié)，它與電力系統(tǒng)、電站規(guī)模、樞紐布置、地形條件、動能參數(shù)及電站運行方式等因素密切相關，而且對電氣設備布置、設備選擇、繼電保護和控制方式都有較大的影響。電氣主接線設計的合理與否關系到電站長期安全、可靠、經(jīng)濟運行，因此電氣主接線的設計是水電站總體設計的一個重要組成部分。

小型水電站電氣主接線設計的特點是：水電站接入系統(tǒng)接線較為簡單、回路數(shù)較少，電壓等級一般為35KV、10KV，極少數(shù)為110KV，離負荷中心較近。電氣主接線一般比較簡單明了，容易實現(xiàn)自動化。

二、小型水電站電氣主接線的主要形式

2.1 發(fā)電機電壓接線與發(fā)電機——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，有的采用二臺，因此，發(fā)電機電壓側 接線較為簡單，常分為三種形式： 2.1.1單母線與單母線分段接線

這種接線方式簡單明顯，運行方便，配電裝置投資少，便于擴建，并且可采用成套配電裝置，簡化電氣布；由于接線清晰，對應性強，各操作單元之間互不影響，易于實現(xiàn)自動化，適用于裝機容量小，對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，將造成全廠停機。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，當一段母線檢修或故障時，能保持另一段母線的發(fā)電機向系統(tǒng)供電，但是單母線分段接線方式的繼電保護較為復雜。2.1.2 單元接線方式

發(fā)電機和主變器容量相匹配（有時容量相同），接線最清晰，故障影響范圍最小，運行可靠、—1— 靈活、電氣布置和繼電保護均較簡單。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 擴大單元接線

小型水電站，尤其是容量較小的電站，若有二臺發(fā)電機，往往優(yōu)先采用擴大單元接線方式，只有1臺主變壓器。該接線方式在我區(qū)水電站得到廣泛應用。擴大單元接線與單元接線相比較，能減少主變壓器及其相應的高壓設備，可簡化電氣布置。但是，若主變壓器故障或檢查時，會迫使二臺機組容量不能送出。2.2 升高電壓側的接線方式

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

此種接線最為簡單、設備最少，布置簡單，占地面積小，繼電保護簡單，但在主變壓器、線路發(fā)生故障或檢修時均停止向電網(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，繼電保護簡單，便于實現(xiàn)自動化、遠動化；電氣布置簡單，擴建方便。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。為了克服這個缺點，可采用單母線分段接線。

對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，使線路側斷路器，檢修時不影響停電。2.2.3 橋形接線

橋形接線適用于“兩進兩出”的水電站，在小型水電站電氣主接線設計中，經(jīng)常與單母線或單母線分段接線相比較。當兩回線路有較大穿越功率時，若采用單母線接線方式，穿越功率必須經(jīng)過兩個斷路器，而且單母線故障時，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)過一個斷路器的外橋接線方式。

外橋接線適用于年利用小時數(shù)較低，擔任調(diào)峰、變壓器切合頻繁，或線路較短、故障較少的電站。當有穿越動率時，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數(shù)較高，主變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的電站。

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三、電氣主接線的實質(zhì)

小型水電站是指電站裝機容量為：25000KW以下，機組容量為10000KW以下，出線電壓不超過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 升壓側的制約條件

由于小型水電站裝機容量小于25000KW，大多是無調(diào)節(jié)能力的季節(jié)性電站，及使有水庫調(diào)節(jié)其能力也有限；一般來說，小型水電站升高電壓側常采用單母線接方式，不僅可以滿足可靠性要求，也便于分期過渡，只有當用電負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；當只有一臺變壓器及一條高壓出線時采用變壓器——線路組；橋型接線由于繼電保護較復雜，采用很少，只有地方電網(wǎng)已形成環(huán)網(wǎng)，有穿越功率通過時又是“二進二出”的格局，才有必要考慮橋型接線。

3.2 發(fā)電機電壓側的制約因素

小型水電站的機組臺數(shù)一般都在四臺以下，應充分考慮地方電網(wǎng)運行方式對電站停機的要求及水能參數(shù)對電站開機臺數(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，發(fā)電機電壓側的短路電流值及相應的發(fā)電機開關的參數(shù)成為制約條件；但也有對具備四臺機組二個擴大單元及二臺主變的小型水電站，在發(fā)電機電壓側二個擴大單元之間以隔離開關聯(lián)結，正常時斷開運行，當變壓器故障檢修一臺時方接通，對運行方式有一定的靈活性。

單獨單元接線，一般多用于一～三臺機組的小型水電站，便于過渡，結線及繼電保護簡單，但高壓側設備較多，占地面積較大。

擴大單元接線，一般多用于二臺機組的小型水電站，即二臺機組可采用一個擴大單元，四臺機組采用二個擴大單元，三臺機組采用一個擴大單元和一個獨立單元的組合。3.3 梯網(wǎng)接線

我區(qū)小型水電站建設從建國以來走過從無到有，不斷壯大，梯級滾動開發(fā)的歷程。因而梯級開發(fā)小型水電站不斷增多，在構思梯網(wǎng)接線時，除了遵循小型水電站接線定型化的原則外，還應充分考慮到梯級各電站不僅有水的聯(lián)系，還有電的聯(lián)系，各個梯級電站往往以聯(lián)絡線集中到某個梯級電站向主網(wǎng)送電，個別電站送電電壓也發(fā)展到110KV級，同時在梯級開發(fā)中，各梯級電站不是一次同時建成，有一個分期過渡的問題，這些因素均應在梯網(wǎng)接線中統(tǒng)一考慮。

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四、結語

電氣主接線是小型水電站電氣設計的中心環(huán)節(jié)，必須研究小型水電站的特點，總結設計和運行的經(jīng)驗教訓，正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，在滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求的基礎上，通過技術經(jīng)濟比較，合理地確定電氣主接線方案。設計者應根據(jù)水能設計參數(shù)、機組臺數(shù)、出線電壓及出線回路數(shù)等，確定主接線方案；再進行全面的技術經(jīng)濟比較，推薦技術上可靠、經(jīng)濟上合理的方案，力求電站電氣主接線的簡單、靈活、可靠、投資省，有發(fā)展余地。

參考文獻：

（1）小型水電站機電手冊（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)化設計研究論文

摘要：水電站電氣主接線設計合理與否直接影響到電力系統(tǒng)、水電站等安全運行。以某水電站為研究對象，設計了單母線接線、擴大單元接線等幾種形式，通過對比其經(jīng)濟性、靈活性和可靠性，獲得該電站最優(yōu)電氣主接線。

關鍵詞：水電站；電氣主接線；設計

電氣主接線就是將發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電容器、互感器和避雷器等一次電氣設備按照預期的生產(chǎn)流程構成的電能生產(chǎn)、轉化、輸送和分配的電氣回路。其設計是大中小型水電站電氣部分設計的重要組成之一，直接影響各種電氣設備的選擇、配電裝置的布置以及繼電保護的確定，對于建成后水電站的安全經(jīng)濟運行有著至關重要的作用。以往水電站電氣主接線設計主要圍繞短路計算，變壓器、配電裝置以及無功補償裝置等開展電氣主接線具體設計，即重點在于短路計算和設備選型，對電氣主接線方式分析不足。本文在總結電氣主接線理論和工作經(jīng)驗的基礎上，以某水電站為例，具體分析發(fā)電機側和變壓器側均用單母線接線、發(fā)電機側采用單元接線和擴大單元接線而變壓器側采用單母線接線、發(fā)電機側單母線接線而變壓器側角形接線、電源單元及擴大單元而主變角形接線等方案的優(yōu)劣，獲得最優(yōu)電氣主接線設計方案，進而強調(diào)了電站電氣主接線設計優(yōu)化的重點。

1電氣主接線設計原則

主接線設計應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性等3項基本要求。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要求。可靠性的衡量標準具體如下：1）斷路器檢修時，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，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間。

3）盡量避免發(fā)電廠，變電所全部停運的幾率。

1.2靈活性

主接線應滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。

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

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

1.3經(jīng)濟性

1）主接線應盡量簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電壓互感器和電流互感器、避雷器等一次設備。2）要使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備。

3）要能限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設備或者低耗電電器。

2水電站電氣主接線設計方案

2.1研究對象

某水電站裝機3臺，電站單機容量為500kW、總裝機容量為1500kW，發(fā)電機的出口電壓為3kV，主變高壓側電壓為35kV電壓等級，經(jīng)過一回線與系統(tǒng)相互連接。為此，根據(jù)發(fā)電廠電氣主接線設計原理，設計4種方案如表1所示。

2.2具體方案

1）發(fā)電機側和變壓器側均用單母線接線。如圖1所示，整個配電裝置發(fā)電機側和變壓器側都有且僅各有一條母線（即單母線接線），不同的發(fā)電機進線和出線都分別通過隔離開關和斷路器被連接到同一條母線上。因此各個電源可以通過母線不僅可以確保并列工作，又能讓出線回路同時經(jīng)過2個冗余的變壓器從3個發(fā)電機上得到產(chǎn)生的電能。這種接線型式簡單明了、所需設備較少、成本低，利于擴建及采用成套的配電裝置。

2）發(fā)電機側采用單元接線和擴大單元接線，變壓器側采用單母線接線。如圖2所示，單元接線是電源與變壓器低壓側間只裝設刀閘，變壓器高壓側裝置斷路器。這種接線型式接線簡單、空間占用少、繼保簡單，任何一個元件的檢修或者故障只會影響此單元的運行。單元接線會使主變和高壓電氣設備復雜，高壓設備占用空間增多，投資相對較大。

3主接線設計對比分析

3.1經(jīng)濟性比較

由于本設計是小型水電站的電氣初步設計，主要考慮經(jīng)濟型，靈活性及可靠性，表2是對電站所需變壓器、隔離開關（刀閘）、斷路器的數(shù)量初步預算。

3.2可靠性、靈活性對比

方案1由于不同的發(fā)電機進線和出線都分別通過隔離開關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。當斷路器檢修時，整條回路需要全部停電檢修。母線或隔離開關出現(xiàn)故障或檢修時就要電站全部停電操作。方案2擴大單元接線是2臺及以上的發(fā)電機連接1臺主變，故障波及范圍較大，主變檢修或者出現(xiàn)故障時，此種接線將不能把2臺機組容量送出，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月機電技術臺斷路器故障或者檢修時，閉環(huán)運行轉變成開環(huán)運行，如若此時再有一處發(fā)生故障，將造成供電紊亂，因此可靠性降低。因為擴建困難，也不適合將來要擴建的電站。方案4可靠性比較高，檢修維護方便。閉環(huán)運行有較高的可靠行及靈活性；檢修任何一臺斷路器僅須斷開斷路器和兩邊的刀閘，操作簡單無任何回路停電；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)濟性較好，但多應用于4臺及4臺以上機組的電站比較實用，所以本設計電站不宜采用。方案3、4的電氣設備投資相對而言比較多，靈活性也能滿足設計要求，但是隔離開關需要帶電倒閘操作，大大增加了誤操作的概率，如果出現(xiàn)兩處斷路器故障，將導致供電紊亂且繼保復雜，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，這種方案對裝機1500kW的電站來說非常實用。由于設計的水電站屬于小型水電站，運用復雜且昂貴的接線方案增加成本不經(jīng)濟，在滿足供電可靠和電能質(zhì)量的條件下選擇接線簡單、運行靈活和操作簡便的主接線，同時應盡可能降低投資、減少運行費用、滿足擴建的要求。所以綜合考慮之后，選取方案1作為最佳方案。

4結束語

本文以某小型水電站為例，設計了4種不同的電氣主接線方案，并通過對比可靠性、靈活性和經(jīng)濟性，選擇了最優(yōu)的設計方案。設計分析過程表明，水電站主接線方案設計是主接線設計的基礎，選擇適合水電站條件的主接線方案，不僅能提高運行可靠性、降低經(jīng)濟成本，而且對后續(xù)短路計算和設備選型的可靠性與經(jīng)濟性也有著重要影響。

參考文獻：

[1]孟祥萍，高嬿.電力系統(tǒng)分析[M].北京：高等教育出版社，2010.[2]肖朋.220kV變電站電氣主接線方案的設計[J].電子世界，2016（12）：95-96.[3]李德政.礦井35kV變電所電氣設備布置型式設計分析[J].山東工業(yè)技術，2016（2）：148-149.[4]宋均琪，崔東浩.天堂界風電場電氣一次設計[J].水利水電工程設計，2016，35（1）：34-36.[5]馮永剛.發(fā)電廠電氣一次專業(yè)設計淺析[J].科技視界，2016（5）：278-279.[6]張飛躍.黃家寨水電站電氣一次設計[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（1）：109-110.

第五篇：課程設計4：110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設計

電氣工程及其自動化專業(yè)

電力系統(tǒng)方向課程設計任務書和指導書

題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置平面布置圖的設計

指導教師：江靜

電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設計任務書 題目： 110kV變電站電氣主接線及配電裝置

平面布置圖的設計

一、課程設計的目的要求

使學生鞏固和應用所學知識，初步掌握部分工程設計基本方法及基本技能。

二、題目：

110kV變電所電氣主接線設計

三、已知資料

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

⑵最終容量和臺數(shù)：2×31500kVA：年利用小時數(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、電力負荷水平

⑴高壓10 kV負荷24回出線，最大輸送2MW，COSΦ＝0.8，各回出線的最小負荷按最大負荷的70％計算，負荷同時率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小時/年； ⑵24回中含預留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，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、設計內(nèi)容

1、設計主接線方案

⑴確定主變臺數(shù)、容量和型式

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

2、計算短路電流

3、選擇電氣設備

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、設計成果要求

1、設計說明書1份 編寫任務及原始資料 ⑴編寫任務及原始資料

⑵確定主變壓器臺數(shù)、容量和型式 ⑶確定主接線方案（列表比較）

⑷計算短路電流（包括計算條件、計算過程、計算成果）⑸選擇高壓電氣設備（包括初選和校驗，并列出設備清單）。

2、變電站電氣主接線圖1份

采用75×50 cm方格紙，圖形符號必須按國家標準符號繪制，并有圖框和標簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。接線按單線圖繪制，僅在局部設備配置不對稱處繪制三線圖，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，在相應的方框圖上標明設備的型號、規(guī)范。

3、屋內(nèi)10kV配電裝置圖1份

采用75×50 cm方格紙，圖形符號必須按國家標準符號繪制，并有圖框和標簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應能顯示開關柜的排列順序、各柜的接線方案編號、柜內(nèi)的一次設備內(nèi)容（數(shù)量的規(guī)格）及其連接，設備在柜內(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，圖形符號必須按國家標準符號繪制，并有圖框和標簽框，字體采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。該圖應能顯示各主要設備的布置位置及走廊的大致走向等。

5、編制設計說明書及計算書 六、日程安排

第一天：布置任務、介紹電氣設備選擇 第二天：電氣主接線最佳方案的確定 第三天：短路電流計算

第四、五天：電氣設備選擇 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：整理設計說明書、考核 電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設計指導書

第一節(jié)

一、主接線方案設計所需原始資料

設計主接線方案時，首先需要了解原始資料：

（一）水能資料

包括水電站的裝機臺數(shù)和容量，年裝機利用小時數(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

包括選擇電氣設備所需的各種溫度等大氣條件等

（四）其它有關資料

包括配電裝置型式，各主要設備的保護方式等。

二、主變壓器型式、臺數(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比較

根據(jù)任務書所列的已知資料，先擬出幾個可能的電氣主接線方案，先進行粗略的技術比較，篩選出2~3個滿足供電可靠性和電能質(zhì)量等要求的接線方案。最后進一步進行較詳細的技術比較，確定出最佳方案。

技術比較一般從以下幾個方面論證，分析其優(yōu)缺點：

1．技術上的選擇與靈活性； 2．供電的可靠性； 3．運行的安全性；

4．維護、檢修方便以及布置的合理性；

5．繼電保護的簡化、適應運行人員的技術水平；

6．電氣設備的制造問題、就地取材問題、占地面積問題等。

四、廠用電器

（一）廠用變壓器的臺數(shù)和容量

1．臺數(shù)：有地區(qū)外來電源作備用或裝機容量較小時，可采用一臺，否則骨干電站應考慮兩臺；

2．備用方式：采用暗備用方式，若采用油浸式變壓器，每臺容量按70%

電氣主接線方案設計 計算容量選擇；若采用干式變壓器，則每臺容量按100%計算容量選擇。

（二）廠用電源的引接原則

1．有母線的電氣主接線，從電壓等級較低的母線上引接廠用電源； 2．無母線的電氣主接線，可從發(fā)電機——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

按廠用變臺數(shù)進行分段或不分段，但必須裝設備用電源自動投入裝置（BZT）。

第二節(jié)

短路電流計算及電氣設備選擇

一、電氣設備的配置：

（一）開關電器的配置原則

每一回路須有操作電器、保護和隔離電器。

根據(jù)設計任務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電器時應考慮以下問題：

1．35KV屋外配電裝置管理開關帶接地刀閘問題

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

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。3．廠用變壓器高壓側一般采用熔斷器作為操作、保護電器。

（二）互感器的配置

互感器的配置應充分滿足保護及自動裝置、測量、同期以及絕緣監(jiān)察的 需要。

（三）其它

1．設備之間的連接方式

一般采用母線連接，當布置有困難時采用電力電纜連接。2．防雷保護即侵入波過電壓的保護 3．通訊問題

二、短路計算條件

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

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

三、短路電流的計算

1．根據(jù)電氣設備選擇的需要，短路電流應計算下列參數(shù)：

I‘’、Izt、Izt/

2、ich和 Ich

。2．短路電流計算步驟：

（1）選取基準Sj，Uj=Up，計算各元件電抗標么值，并繪制等值電路圖

（2）網(wǎng)絡化簡，求各電源到短路點的綜合電抗（3）短路電流計算

四、電氣設備選擇

主要選擇下列設備：各電壓級匯流主母線、斷路器、隔離開關、熔斷器、互感器、電力電纜、回路載流導體及絕緣子等。并對所選設備進行校驗。

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)過施工和運行檢修并修正后，就成為對二次回路進行維護、試驗和檢修的基本圖紙。

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。本設計是要求根據(jù)已知的二次原理展開圖及所選用的設備，設計相應的屏內(nèi)設備的屏面布置圖，然后再由原理展開圖及屏面布置圖，設計出端子排圖。最后根據(jù)以上三種圖紙設計屏背面接線圖。

一、屏面布置圖

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

二、端子排圖

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

端子排土實際是屏背面接線圖的一個組成部分，它主要是表示屏內(nèi)設備與屏外設備的連接（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，并以原理接線圖為依據(jù)而繪制的接線圖，它標明了屏上各個設備引出端子之間的連接情況，以及設備與端子之間的連接情況，它是一種指導屏上配線的圖紙。

為了配線工作及識圖的方便，在這種接線圖中，對各設備和端子排一般都增加了一種采用“相對編號法”進行的編號，用以說明這些設備相互連接的關系。例如，甲接線柱上標了乙接線柱的編號，乙接線柱上標上甲接線柱的編號，這表明甲和乙兩接線柱之間應連接起來。

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，由開關電器、載流導體和必要的輔助設備所組成的電工建筑物，在正常情況下用來接受和分配電能；發(fā)生事故時能迅速切斷故障部分，以恢復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設計、訂貨、安裝的重要資料，廠家將根據(jù)訂貨圖進行具體的配料。

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地進行布置，即應滿足對安全距離的要求，又應節(jié)約用地。

第五節(jié)

設計成果

一、繪制水電站電氣主接線圖

1．采用75×50cm方格紙，圖形符號必須按國家新標準符號繪制，并有圖框和標題欄，字體應采用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。2．接線按單線圖繪制，僅在局部設備配置不對稱處繪制三線圖，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，在相應的方框圖上表明設備的型號、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．設備的型號、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按與實際尺寸成比例畫出，要求布置協(xié)調(diào)對稱、美觀。各元件的型號規(guī)格必須列在設備表中。

四、繪制設計說明書

1．任務及原始資料。

2．主變臺數(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．短路電流計算（包括計算條件即計算電路圖確定說明，計算過程和結果表）。

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

7．其他需要說明的內(nèi)容。