电气主接线讲义
第五章电气主接线讲义
第一节电气主接线概述
一、电气主系统与电气主接线图
（一）电气主接线
电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的汇聚和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。
（二）电气主接线图
用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。
电气主接线图一般画成单线图。
二、电气主接线中的电气设备和主接线方式
（一）电气主接线中的电气设备
电气主接线中的主要电气设备包括：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。（二）主接线方式
常用的主接线方式有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线带旁路母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、内桥接线、外桥接线、一台半断路器接线、单元接线、和角形接线等。
三、电气主接线的基本要求
电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。
1. 保证必要的供电可靠性和电能的质量；
2. 具有一定的运行灵活性；
3. 操作应尽可能简单、方便；
4. 应具有扩建的可能性；
5. 技术上先进，经济上合理。
第二节电气主接线的基本接线形式
一、单母线接线
（一）单母线接线的优点
简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置。
（二）单母线接线的主要缺点
母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都将停止工作；当母线或母线隔离开关上发生短路故障，装设母差保护时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电；检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。二、单母线分段接线
出线回路数增多时，可用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线，如图所示。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。
（一）单母线分段接线的优点
该接线方式由双电源供电，故供电可靠性高，同时具有接线简单、操作方便、投资少等优点。当一段母线发生故障时，分段断路器或隔离开关将故障切除，保证正常母线供电，重要用户分别取自不同母线，不会全停，提高了供电的可靠性。
（二）单母线分段接线的缺点
当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，并使该段单回路供电的用户停电；任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。
三、单母线带旁路母线接线
单母线带旁路母线接线方式的最大优点是供电可靠性高。断路器故障检修时，可不停电进行检修，供电可靠，运行灵活，适用于向重要用户供电，出线回路较多的变电所尤为适用，其接线方式如图，该接线方式仅适用于110kV及以下电压等级的母线。旁路断路器在同一时间只能代替一个线路断路器的工作。但母线出现故障或检修时，仍会造成整个主母线停止工作。
单母线分段带旁路母线接线这种接线方式兼顾了旁路母线和母线分段两方面的优点。为了减少投资，可不专设旁路断路器，而用母线分段断路器兼作旁路断路器，常用的接线如图8-5所示。供电可靠性高一般用在35kV～110kV的变电所母线。
四、双母线不分段接线
（一）双母线接线简述
每一电源和每一出线都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线相连。两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。
（二）双母线接线优点
运行方式灵活，便于扩建；检修母线时，电源和出线都可以继续工作；检修任一回路母线隔离开关时，只需断开该回路；工作母线故障时，所有回路能迅速恢复工作；检修任一线路断路器时，可用母联断路器代替其工作。（三）双母线接线缺点
当母线故障或检修时，需使用隔离开关进行倒闸操作，容易造成误操作；工作母线故障时，将造成短时（切换母线时间）全部进出线停电；开关检修时，改回路必须停电；使用的母线隔离开关数量较大，同时也增加了母线的长度，使得配电装置结构复杂，投资和占地面积增大。
为了弥补上述缺点，提高双母线接线的可靠性，可进行双母线分段和双母线带旁路两种方式的改进。
五、双母线分段和带旁路母线的接线方式
（一）双母线分段接线方式
用分段断路器将母线Ⅰ分段，每段用母联断路器与母线Ⅱ相连。这种接线具有单母线分段和双母线接线的特点，有较高的供电可靠性与运行灵活性，但所使用的电气设备较多，使投资增大。
（二）带旁路母线的双母线接线
采用带旁路母线的双母线接线，目的是为了不停电检修任一回路断路。
用母联断路器兼作旁路断路器几种形式当出线回路数较少时，为了减少断路器的数目，可不设专用的旁路断路器，而用母联断路器兼作旁路断路器。
前言 电气主接线代表了发电厂和变压所高电压、大电流的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。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性。对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。本火电厂电气主接线主要从可靠性、灵活性、经济性三方面综合考虑并设计。可靠性包括：发电厂和变电所在电力系统中的地位；负荷性质和类别；设备的制造水平；长期运行实际经验。灵活性包括：操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。经济性包括：节省投资；降低损耗等。综合以上三方面的考虑展开火电厂电气主接线的设计，并对设计进行可行性分析，得出结论：本设计适合实际应用。
1对原始资料的分析 火力发电厂共有两台50MW的供热式机组，两台300MW的凝汽式机组。所以Pmax=700MW；机组年利用小时Tmax=6500h。 设计电厂容量:2*50+2*300=700MW； 占系统总容量700/（3500+700）*100%=16.7%； 超过系统检修备用容量8%-15%和事故备用容量10%的限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为6500h>5000h,远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数。 该电厂在电力系统中将主要承担基荷，从而在设计电气主接线时务必侧重考虑可能性。 10.5KV电压级：地方负荷容量最大为25.35MW，共有10回电缆馈线，与50MW发电机端电压相等，宜采用直馈线。 220KV电压级：出线回路为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，宜采用带旁路母线接线方式。 500KV电压级：与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200-700*6%=443MW。500KV电压级的界限可靠性要求相当高。
<<发电厂电气主系统>>课程设计原始资料 题目:大型骨干电厂电气主接线 : 1. 发电厂(变电厂)的建设规模 (1) 类型:大型骨干凝汽电厂 (2) 最终容量和台数: MW 3004?+MW 6002? 型号（ QFSN-300-2)+ (QFSN-600-2) KV U N 20= 85.0cos =? %6.186=d X %2.19'=d X %3.14"=d X (3) 最大负荷利用小时数:5500小时/年 2. 接入系统及电力负荷情况 (1)220KV 出线 6回 最大负荷: 600MW 最小负荷: 300MW 不允许检修断路器时线路停电。 85.0=?COS a h T MAX /5500= (2)500KV 电压等级: 出线 4回,备用出线2回,接受该厂的剩 余功率. 电力系统装机容量:4500MW,当取基准容量为100MVA 时,系统归算到500KV 母线上的020.0*=s x 85.0=?COS a h T MAX /5500= (3)发电机出口处主保护动作时间s t pr 1.01=,后备保护时间 s t pr 2.12= (4)厂用电率 取6%, 厂用电负荷平均功率因数 取85.0cos =? 3.环境条件：海拔小于1000米，环境温度025c ,母线运行温度080c
世界很大，风景很美；人生苦短，不要让自己在阴影里蜷缩和爬行。应该淡然镇定，用心灵的阳光驱散迷雾，走出阴影，微笑而行，勇敢地走出自己人生的风景！ 人们在成长与成功的路途中，往往由于心理的阴影，导致两种不同的结果：有些人可能会因生活的不顺畅怨天尤人，烦恼重重，精神萎靡不振，人生黯淡无光；有人可能会在逆境中顽强的拼搏和成长，历练出若谷的胸怀，搏取到骄人的成就。只有在磨难中成长和成功的人们，才更懂得生活，才更能体味出世态的炎凉甘苦，才更能闯出精彩的人生。 阴影是人生的一部分。在人生的阳光背后，有阴影不一定都是坏事。我们应该感激伤害过自己的人，是他们让你的人生与众不同；感激为难你的人，是他们磨炼了你的心志；感激绊倒你的人，是他们强化了你的双腿；感激欺骗你的人，是他们增强了你的智慧；感激蔑视你的人，是他们警醒了你的自尊；感激遗弃你的人，是他们教会了你该独立。 人生若要走向成功，有好多的阴影需要消除。
电气主接线设计原则和设计程序 4.5.1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求，以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系，以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下： 1．对原始资料分析 (1)工程情况，包括发电厂类型(凝汽式火电厂，热电厂，或者堤坝式、引水
摘要 电气主接线(main electrical connection scheme)按牵引变电所和铁路变、配电所（或发电所）接受（输送）电能和分溜配电能的要求，表征其主要电气设备相互之间连接关系的总电路。通常以单线图表示。电气主接线中表示的主要电气设备有电力变压器、发电机、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及p带旁路母线接线、桥型接线和双T接线（或T 形）分支接线等。电气主接线包括从电源进线侧到各级负荷电压侧的全部一次接线，有时还包括各类变、配电所（或发电所）的自用电部分、后者常称作自用电接线。电气主接线反应了牵引变电所和铁路变、配电所（发电所）的基本结构和功能。 关键词：电气主接线；方式；原则；展望与未来
第一部分，电气主接线 电气主接线是变电站电气部分的主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的配置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分重要的。本论文研究的电气主接线，主要针对高压配电网中110kv变电站高压电气主接线的设计。随着城市电网和农村电网的三年改造结束，目前220kv及以上电压级的骨干网架已基本形成，110kv变电站的地位大多数已变成了中间变电站和终端变电站，直接与用户相关联，是实现电能传递的关键环节，首先从探讨变电站电气主接线方式的分析原则入手，对常用110kv 中间变电站主接线方式进行分析：单母接线方式、内桥加跨条接线方式以及四角形接线方式。并且进行综合比较、评价，最后讨论了110kv变电站电气主接线方式的现状与展望。 一、研究的意义 电气主接线是变电站电气部分主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性的作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分必要的。 本论文研究的电气主接线，主要针对高压配电网中110kv变电站高压电气主接线的设计。随着城市电网和农村电网的三年改造结束，目前220kv及以上电压级的骨干网架已基本形成，110kv变电站的地位大多数已变成了中间变电站和终端变电站，直接与用户关联，是实现电能传递的关键环节。其中，中间变电站规模基本统一为110kv两路进线或四路进线、主变压器建设两台或三台、 110kv/35kv/10kv三级电压或110kv/110kv两级电压的变电站；终端变电站规模大多为110kv两路进线、主变压器建设两台或三台、110kv/35kv/10kv三级电压或110kv/10kv两级电压的变电站。
发电厂电气部分课程设计设计题目火力发电厂电气主接线设计 指导教师 院（系、部） 专业班级 学号 姓名 日期
发电厂电气部分 课程设计任务书 一、设计题目 火力发电厂电气主接线设计 二、设计任务 根据所提供的某火力发电厂原始资料（详见附1），完成以下设计任务： 1.对原始资料的分析 2.主接线方案的拟定（至少两个方案） 3.变压器台数和容量的选择 4.所选方案的经济比较 5.主接线最终方案的确定 三、设计计划 本课程设计时间为一周，具体安排如下： 第1天：查阅相关材料，熟悉设计任务 第2~3天：分析原始资料，拟定主接线方案 第4天：选择主变压器的台数和容量，对方案进行经济比较 第5~6天：绘制主接线方案图，整理设计说明书 第7天：答辩 四、设计要求 1.按照设计计划按时完成 2.设计成果包括：设计说明书（模板及格式要求详见附2和附3）一份、主接线方案图（A3）一张 指导教师： 教研室主任： 时间：
发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。 发电厂一次接线，即发电厂电气主接线。其代表了发电厂高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性与灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面有决定性的关系。 本设计是对配有2?50MW供热式机组，2?600MW凝汽式机组的的大型火力发电厂电气主接线的设计，包括对原始资料的分析、主接线方案的拟定、变压器台数和容量的选择、方案的经济比较、主接线最终方案的确定。 关键词：火力发电厂；电气主接线
前言 电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。 一、主接线的设计原则和要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 Ⅰ. 电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 1.接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110-220KV 配电装置中，当出线为2 回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110-220KV 出线在4 回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6-10KV 出线上的短路电流，一般可采用下列措施：
110KV变电站电气主接线设计 目录 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 (3) 1.2 主接线的设计原则 (3) 1.3主接线设计的基本要求 (3) 1.4高压配电装置的接线方式 (4) 1.5主接线的选择与设计 (8) 1.6主变压器型式的选择 (9) 2.短路电流计算 2.1 短路电流计算的概述 (11) 2.2短路计算的一般规定………………………………………………………………………… 11 2.3短路计算的方法……………………………………………………………………………… 12 2.4短路电流计算………………………………………………………………………………… 12 3.电气设备选择与校验 3.1电气设备选择的一般条件…………………………………………………………………… 15 3.2高压断路器的选型…………………………………………………………………………… 16 3.3高压隔离开关的选型………………………………………………………………………… 17 3.4互感器的选择………………………………………………………………………………… 17 3.5短路稳定校验………………………………………………………………………………… 18 3.6高压熔断器的选择…………………………………………………………………………… 18 4.屋外配电装置设计
4.1设计原则……………………………………………………………………………………… 19 4.2设计的基本要求……………………………………………………………………………… 20 4.3布置及安装设计的具体要求………………………………………………………………… 20 4.4配电装置选择………………………………………………………………………………… 21 5.变电站防雷与接地设计 5.1雷电过电压的形成与危害…………………………………………………………………… 22 5.2电气设备的防雷保护………………………………………………………………………… 22 5.3避雷针的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.4避雷器的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.5避雷针、避雷线保护围计算 (23) 5.6变电所接地装置……………………………………………………………………………… 24 6.无功补偿设计 6.1无功补偿的概念及重要性…………………………………………………………………… 24 6.2无功补偿的原则与基本要求………………………………………………………………… 24 7.变电所总体布置 7.1总体规划……………………………………………………………………………………… 26 7.2总平面布置…………………………………………………………………………………… 26 结束语 (27) 参考文献 (27) 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组
600MW机组电气主接线的概念与基本要求 发电厂电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也称一次接线或电气主接线系统。用规定的设备文字和图形符号将发电机、变压器、母线、开关电器、测量电器、保护电器、输电线路等有关电气设备，按工作顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的单线接线图，称为电气主接线图。表1-1为电气设备在电气主接线图中的代表符号。 电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。在选择电气主接线时，应注意发电厂在电力系统中的地位、进出线回路数、电压等级、设备特点及负荷性质等条件，并应满足下列基本要求。 一、运行的可靠性 发、供电的安全可靠性，是电力生产和分配的第一要求，主接线必须首先给予满足。因为电能的发、送、用必须在同一
时刻进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。事故停电不仅是电力部门的损失，更严重的是会造成国民经济各部门的损失；此外，一些部门的停电还会造成人员伤亡；重要发电厂发生事故时，在严重情况下可能会导致全系统性事故。所以，主接线若不能保证安全可靠地工作，发电厂就很难完成生产和输送数量和质量均符合要求的电能。 主接线的可靠性并不是绝对的，同样形成的接线对某些发电厂来说是可靠的，但对另一些发电厂就不一定能满足可靠性要求。所以在分析主接线的可靠性时，不能脱离发电厂 质荷的用以作位的统在系中地、用及户负性等。 衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析： 1.断路器检修时是否影响供电； 2.设备或线路故障或检修时，停电线路数目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； 3.有没有使发电厂全部停止工作的可能性； 4.运行人员对系统主接线熟悉性。
电气主接线设计原则和设计程序 4.5．1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求,以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据,必须进行详细的分析和研究,从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时,在进行论证分析阶段，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系,以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下： １.对原始资料分析 (１）工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂，热电厂，或者堤坝式、引
变电站电气主接线课程设计毕业论文 目录 摘要 (6) 前言 (7) 第 0-1 节毕业设计目的意义 (7) 第 0-2 节原始资料分析 (7) 第一章变电所电气主接线设计 (9) 1-1电气主接线设计概述 (9) 1-2 电气主接线的初步方案选择设计 (9) 1-3 电气主接线的经济技术比较 (12) 1-5变电所主变和厂用变选择 (16) 1-6变电所用电设计 (17) 1-7 最优电气主接线图绘制 (18) 第二章短路电流计算 (19) 2-1 节短路电流计算概述 (19) 2-2 节短路电流计算过程 (21) 2-3节短路电流计算成果 (31) 第三章变电所导体和电器选择设计 (32) 3-1 节导体和电器选择设计概述 (32) 3-2节导体的选择和校验 (36) 3.3 主要电气设备的选择和校验 (40) 3-4并联补偿电容的选择 (53) 第四章屋外高压配电装置优化设计 (56) 4-1高压配电装置概述 (56) 4-2高压配电装置的优化设计 (58) 4-3高压配电装置平面布置图和断面图的绘制 (60) 第五章防雷保护规划设计 (61) 5-1变电所过电压及防护分析 (61) 5-2避雷器的配置规划与选择 (62) 5-3变电所避雷针配置规划及保护围计算 (63)
5-4变电所接地设计 (64) 第六章继电保护配置的规划设计 (65) 6-1仪表与继电保护的配置规划概述 (65) 6-2仪表配置规划设计 (65) 6-3继电保护配置规划设计 (66) 结论 (71) 总结与体会 (72) 谢辞 (73) 参考文献 (74)
摘要 本论文为110KV变电站电气主接线设计。根据设计任务书给定的条件来设计，其主要包括以下容：在对各种电气主接线比较后确定本厂的电气主接线，对主变压器、厂用变压器和导体和重要电气设备进行选择，然后绘制主接线图、设备平面布置图、断面图、防雷配置图和继电保护规划配置图。 关键词：主接线短路计算设备选择防雷保护继电保护
主接线设计的基本要求 根据我国能源部关于《220～500kV变电所设计技术规程》SDJ2—88规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。” 1、可靠性 所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，经过优先，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。评价主接线可靠性的标志是： （1）断路器检修时是否影响供电； （2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对理要用户的供电； （3）变电所全部停电的可能性； （4）有些国家以每年用户不停电时间的百分比业表示供电可靠性，先进的指标都在99.9%以上。 2、灵活性 主接线的灵活性有以下几方面要求： （1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 （2）检修要求。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，且不致影响对用户的供电。 （3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。 3、经济性 经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。 电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统，变电站的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线。
1 需求分析 1.1主接线设计依据 1.1.1变电所在系统中的地位 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。变电所有枢纽变电所（电压等级为330~500kv）、地区变电所（电压等级为220~330kv）、一般（终端）变电所（电压等级为100kv）三类，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也不同。 由原始设计参数知本设计变电所为110kv一般性变电所。 1.1.2变电所近远期发展规模 变电所电气主接线的设计，应根据5-10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数和出线回数。一般装设两台主变压器。 1.1.3 负荷大小和重要性 对一级负荷，必须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；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，应保证大部分二级负荷供电；三级负荷一般只需要一个电源供电。 由原始设计参数知本设计110kv变电所一二级负荷占50%以上，所以主接线必须保证一二类负荷的可靠性。 1.1.4系统备用容量 装有2台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）主变压器事断开，其余主变压器的容量应保证70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证一二级用户负荷。 1.2主接线基本要求 根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。 1.2.1 供电可靠性
电气工程及其自动化专业 电力系统方向课程设计任务书和指导书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计 指导教师：江静
电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置 平面布置图的设计 一、课程设计的目的要求 使学生巩固和应用所学知识，初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。二、题目： 110kV变电所电气主接线设计 三、已知资料 为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料：1变电所的建设规模 ⑴类型：降压变电气 ⑵最终容量和台数：2×31500kV A：年利用小时数：4000h。 2电力系统与本所连接情况 ⑴该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所； ⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV，出线回路数2回，分别为18公里与电力 系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量：2800 MV A； 3、电力负荷水平 ⑴高压10 kV负荷24回出线，最大输送2MW，COSΦ＝0.8，各回出线的最小负荷 按最大负荷的70％计算，负荷同时率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小时/年； ⑵24回中含预留2回备用； ⑶所用电率1％ 4、环境条件 该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高度为86米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－10℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为1℃； 年雷暴日数为58.2天。 四、设计内容 1、设计主接线方案 ⑴确定主变台数、容量和型式 ⑵接线方案的技术、经济比较，确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。 2、计算短路电流 3、选择电气设备 4、绘制主接线图 5、绘制屋内配电装置图
电气主接线基本形式 第一节单母线接线 一单母线接线 1.接线特点 单母线接线如图10－1所示 单母线接线的特点是每一回路均经过一台断路器QF 和隔离开关QS 接于一组母线上。断路器用于在正常或故障情况下接通与断开电路。断路器两侧装有隔离开关，用于停电检修断路器时作为明显断开点以隔离电压，靠近母线侧的隔离开关称母线侧隔离开关（如11QS ），靠近引出线侧的称为线路侧隔离开关（如13QS ）。在主接线设备编号中隔离开关编号前几位与该支路断路器编号相同，线路侧隔离开关编号尾数为3，母线侧隔离开关编号尾数为1（双母线时是1和2）。在电源回路中，若断路器断开之后，电源不可能向外送电能时，断路器与电源之间可以不装隔离开关，如发电机出口。若线路对侧无电源，则线路侧可不装设隔离开关。 二、单母线分段接线 1.接线特点 单母线分段接线，如图10－2所示。 图10－1 单母线接线 L1 1QF 4QF 13QS 11QS 2QF
正常运行时，单母线分段接线有两种运行方式： （1）分段断路器闭合运行。正常运行时分段断路器0QF 闭合，两个电源分别接在两段母线上；两段母线上的负荷应均匀分配，以使两段母线上的电压均衡。在运行中，当任一段母线发生故障时，继电保护装置动作跳开分段断路器和接至该母线段上的电源断路器，另一段则继续供电。有一个电源故障时，仍可以使两段母线都有电，可靠性比较好。但是线路故障时短路电流较大。 （2）分段断路器0QF 断开运行。正常运行时分段断路器0QF 断开，两段母线上的电压可不相同。每个电源只向接至本段母线上的引出线供电。当任一电源出现故障，接该电源的母线停电，导致部分用户停电，为了解决这个问题，可以在0QF 处装设备自投装置，或者重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电。分段断路器断开运行的优点是可以限制短路电流。 三、单母线分段带旁路母线接线 图10－2 单母线分段接线 L1 1QF 0QF 01QS I 段 Ⅱ段 13QS 11QS 2QF 02QS
前言 电力工业为现代化生产提供主要动力。电力科学的发展和广泛应用，对我国工农业的迅速发展及人民生活水平的提高起到了巨大的作用和深远的影响。 通过对理论的学习理解以及实际的工作，我对变电所的原理和设备有了初步的解了。为了增加自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了110kV/35kV/10kV系统设计作为自己的毕业课题。 随着大规模农网发行事业的深入实施，一个优质、安全、可靠、宽松的供电环境已实步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。为了适应我国电力事业的发展及将所学的知识运用到实际生产中去，我进行了变电所设计。 我国大部分电网薄弱，变电所数量少，供电半径长，线路损耗大，致使线路末端用户电压过低，影响人民正常的生活和生产，为了达到迅速改变我国农村电网目前的状况，满足人民生活用电兼顾工农业发展，本变电所属于中小型变电所，进线端电压为110kV变电所。 本文首先根据老师所给的设计任务书上所给的材料系统及线路所给的负荷参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建立变电所的必要性，然后通过对拟定建设的变电所的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济方面及可靠性方面来考虑，确定了110kv、35kv 、10kv以及变电所用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了变电所用变压器的容量吉型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器进行了选择型号，从而完成110kv西海变电所的电气一次设备的设计。 由于知识的欠缺及设计资料的不足,设计中必然存在着很多问题,希望各位老师能够热情帮助,提出宝贵意见。
电气主接线设计论文
第一章设计要求及任务 1.1目的要求 通过本设计，进一步熟悉变电站的相关知识。并且，随着国内经济的发展和相关科学技术的进步，国家电网的规划日渐成熟，与此同时带来一个关键性问题：越来越多的相关工作人员对变电站，尤其是对输电技术低端110/35/10Kv 降压变电站电气设计部分概念模糊，难以掌握其设计步骤。本次设计依据110kv 变电站设计要求，针对主电路部分给出较为详细的设计步骤，以填补现阶段该方面的知识空白。 1.2课程设计使用的原始资料（数据）及设计要求 1.2.1原始资料 （二）变电站环境条件 气象条件： （1）最热月平均最高温度35℃； （2）土壤中0.7～1 米深处一年中最热月平均温度为20℃； （3）年雷暴日为31天； （4）土壤冻结深度为0.75米； （5）夏季主导风向为南风。 地质及水文条件： 根据工程地质勘探资料获悉，厂区地质为耕地，地势平坦，地层为砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3 米，抵制压力为20吨/平方米。（三）变电站负荷情况 负荷分布如下表：
工业和民业用户同时系数均取0.75。 1.2.2设计要求 该110 kV 变电站地处城市郊区，通过两条110 kV 架空线与系统相连，其中一回距离本站50km ，另一回距离变电站35km ，线路阻抗为0.4Ω/km 。变电站分别用35kV 和10kV 向工业和民用负荷供电，35kV 和10kV 线路的功率因数都为 cos =0.8。站用电为160kVA 。供电系统在最大运行方式下三相短路容量为2200 MVA ，最小运行方式下三相短路容量为1750MVA 。电业部门要求110kV 配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，变电站不应大于1.5秒。 1.2.3成果形式 （1）设计说明书一份。（2）电气主接线图一张。（A3图样） 负荷类别 与变电站的距离（km ） 负荷（MW ） 工业负荷 预制板厂 5 8.8 纺织厂 9 11.7 拖拉机厂 7 9.2 电缆厂 6 20.6 民用负荷 民用1 5 2.2 民用2 4 1.1 民用3 5 1.2 民用4 3 3.1 民用5 2 5.1 民用6 3 3.2 民用7 4 0.6 民用8 5 1.5 民用9 2 0.8
《发电厂电气设备》课程设计500kV变电站电气部分 学院：交通学院 专业：能源与动力工程 班级： 学号： 姓名： 指导老师：马万伟 日期: 2015年12月
课程设计任务书 一、课程设计的内容 本课程设计是《发电厂电气设备》课程后的一门设计性实践课程。其目的是使学生掌握火力发电厂及变电站电气一次部分设计的基本方法；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度；培养学生独立解决问题的能力。具体内容如下: 1. 对发电厂及变电站在系统中的地位和作用及所供用户的分析； 2. 选择发电厂及变电站主变压器的台数、容量、型式； 3. 分析确定各电压侧主接线形式及采用配电装置型式； 4. 分析确定厂（站）用电接线形式； 5. 进行选择设备和导体所必须的短路电流计算； 6. 选择变压器高、中、低压侧的断路器、隔离开关； 7. 选择10kV硬母线； 8. 选择配电装置型式及设计； 9. 用AutoCAD绘制发电厂及变电站电气主接线图。 二、课程设计的要求与数据 1、根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台100MW机组，发电机端电压为10.5kV。电厂建成后以10kV电压供给本地区负荷,其中有钢厂、毛纺厂等，最大负荷为68MW，最小负荷为34MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3～6km。并以35kV电压供给附近的水泥厂用电，其最大负荷为58MW，最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时。负荷中I类负荷比例为30%，II类负荷为40%，III类负荷为30%。 2、计划安装两台100MW的汽轮发电机组，功率因数为0.85，厂用电率为6%，机组年利用小时Tmax=5800小时。 3、按负荷供电可靠性要求及线路传输能力已确定各级电压出线列于下表： 10kV 35kV 名称回路数名称回路数 钢厂 4 水泥厂 2 毛纺厂 2 市区 4 预留 2 预留 2 合计12 合计 4 4、厂址条件：周围地势平坦。 5、气象条件：绝对最高温度为35℃；最高月平均温度为25℃；年平均温度为12.7℃；风向以西北风为主. 6、以100MVA为基准值，母线上阻抗为1.95，Q =165kA2s，未知系数0.8-1.2.， k 三相短路电流=4.5kA，短路电压=6KV，Sj=100MV.A,Uj=10.5kv.
浅析电气主接线设计 发表时间：2014-12-15T09:44:30.280Z 来源：《科学与技术》2014年第10期下供稿作者：苏楠[导读] 明确电力负荷的等级根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，电力负荷分为三级。 贵阳铝镁设计研究院有限公司苏楠摘要：概述了电气主接线的基本概念，介绍了电气主接线的设计原则、基本要求和基本形式，论述了技术经济比较所涉及的内容。关键词：主接线，原则，要求，形式，技术经济比较1.引言电气主接线是发电厂、变电所电气设计中的重要组成部分，也是电力系统中电能传递的重要环节。电气主接线是指在电力系统中，把发电机、变压器、断路器和隔离开关等高压电气设备按照一定的要求和顺序连接，为满足电能输送及分配的要求而设计的，实现发电、变电、输配电任务的电路。 2.电气主接线设计的原则电气主接线设计的原则是以设计任务书为依据，以国家政策、电力行业的技术规范、标准为准绳，按照负荷性质、容量、地区供电条件，根据工程实际情况和发展规划，确定技术经济合理的设计方案。为此，在进行电气主接线设计时，应遵循的原则如下。 2.1 明确电力负荷的等级根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，电力负荷分为三级。每一级负荷对供电可靠性的要求不同，则变压器容量、台数以及出线回路数等配置就不一致。因此，首先要明确电力负荷的等级，确认电力负荷在电力系统中的作用和地位，才能初步确定主接线的设计方案。 2.2 考虑近期和远期的发展关系电气主接线设计应考虑近期和远期的发展关系，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑发展的可能，按照负荷的性质、用电容量、地区供电条件，合理确定电气主接线形式、电源进线的数量和出线回路数。 2.3 主变压器容量的选择如果主变压器的容量选择过大、台数过多，则会增加建设资金、占地面积、运行费用和检修工作量，不能充分发挥供电设备的经济效益；如果主变压器的容量选择过小、台数过少，则不具备可扩展性，无法满足今后的发展需要，影响供电的灵活性和可靠性。因此，主变压器容量的选择除依据负荷计算外，还取决于主变压器的运行方式、负荷的增长速度等因素，其容量可按投运后5~10 年的预期负荷选择，并适当考虑到远期10～20 年的负荷发展。 2.4 主变压器的运行方式根据负荷等级对供电可靠性和灵活性的要求，存在多种主变压器的运行方式可供选择，例如：当配置一台主变压器时，该台主变压器独立运行，则应满足全部负荷的用电需求，并且留有15～25%的裕量；当配置两台及以上主变压器时，每台主变压器独立运行且互为备用，当断开一台时，其余主变压器的容量应能保证一、二级负荷的全部用电需求。 2.5 合理确定电压等级电压等级与用电负荷的大小、电源点至用电负荷的距离、用电设备的电压等级、用电负荷的分布情况以及地方电网可能供给的电压等因素有关，需经过多方案技术经济比较后，与电力部门共同协商确定。 3.电气主接线设计的基本要求3.1 安全性安全性是电气主接线基本要求的第一要素，是整个供电系统的核心。因为只有在保证人身安全和设备安全的前提下，才能确保整个供电系统的正常运行。否则，即使设备再先进也无法正常投入使用。 3.2 可靠性重要负荷的停电往往会给政治、经济上带来巨大的损失和影响，因此，供电可靠性是电气主接线的最基本要求，是满足各级电力负荷持续不间断供电的基本保障。评价电气主接线可靠性的标志如下：（1）一级负荷应由两个电源供电，当一个电源因故障中断供电时，另一个电源不应同时受到损坏，并且对于特别重要的一级负荷还需增设应急电源。二级负荷应由两回线路供电，做到当发生故障时，不致中断供电或中断后能够迅速恢复。（2）母线或断路器故障、母线或隔离开关检修时，应尽量减少停电的回路数和停电时间，并保证对重要负荷的供电。（3）优先选用经过长期实践考验的电气主接线形式，并选择使用可靠性高，性能先进的电气设备。 3.3 灵活性电气主接线系统无论是在正常运行中、发生事故时、需要检修时还是其他运行方式下，都应能灵活地投入和切除某些机组、变压器或线路，满足调度运行的要求，不影响电力系统的正常运行，不中断向用户的供电，达到分配电源和负荷的目的。 3.4 可扩展性根据发展的需要，在进行扩建时，可在预留的空间内进行设备的布置，并且在不影响连续供电或允许停电时间较短的情况下，对于投入的新机组、变压器或线路能够安全快速地与原有系统进行连接组网，满足扩建要求。 3.5 经济性电气主接线系统应在保证运行操作的方便以及满足技术条件的要求下，做到经济合理。一般从以下三个方面考虑：（1）节省投资电气主接线的一次系统应力求简单，尽可能简化二次回路的继电保护系统，以此节省一次和二次设备的投资，并且采取限制短路电流的措施，以便选择分断能力较小的电气设备和截面较小的导体。（2）节约用地同一电压等级下，选择不同的电气主接线方案，其占地面积有很大差别，应在保证技术要求和防火要求的前提下，充分利用地形地质紧凑合理的对主接线进行布置，并且应尽量不占或少占耕地。（3）减少电能损耗首先，根据用电负荷的大小、等级和发展需要，合理选择变压器容量和台数，以实现其经济运行；其次，尽量缩短输电线路，减少线路损耗；最后，通过技术手段提高用电系统的功率因数，加强对电气设备、线路的维护和管理，降低电能损耗。 4.电气主接线的基本形式电气主接线的基本形式分为有汇流母线和无汇流母线两种，其中有汇流母线通常包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、单母线分段带旁路母线接线、一台半断路器接线等形式；无汇流母线通常包括桥型接线、多边形接线、线路变压器组接线等形式。下面就几种常用的主接线形式分析如下。 4.1 单母线接线
. 1 发电厂电气主接线课程设计 题目：2*300MW火电厂主接 线设计 学生： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
摘要 随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，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发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。 本文将针对某火力发电厂的设计，主要是对电气方面进行研究。对配有2台300MW汽轮发电机的火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。通过对本次的设计设计，掌握了一些基本的设计方法，在设计过程中更加稳固了理论知识。
关键词：发电厂；火电厂；电气主接线； 目录摘要2 发电厂课程设计任务书4 第一章引言5 1.1研究背景及意义5 1.2电气主接线的基本要求及形式6 第二章电气主接线设计9 2.1设计步骤9 2.2设计方案9 2.3方案分析9 第三章厂用电设计11 3.1厂用电11 3.2厂用电分类12 3.3厂用电设计原则13 3.4厂用电源选择13 3.5厂用电接线形式14 第四章电气设备的选择15