新形势下变电站电气一次主接线设计周海
发表时间：2019-05-17T10:37:02.890Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：周海
[导读] 摘要：随着社会经济的快速发展，电力能源的需求日益增长。
（国家能源集团神华新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000）
摘要：随着社会经济的快速发展，电力能源的需求日益增长。为了保障电力能源的稳定安全供给，变电站的建设发展力度不断加强，在用电量快速增多、电力安全指标日益严格的新形势之下，变电站电气一次设计的严格要求成为社会与电力企业的关注重点。本文对新形势下变电站电气一次主接线设计进行了探讨和研究，以供相关人士参考。
关键词：新形势；变电站；电气一次；主接线设计
近年来，我国电力事业快速发展，电网结构不断扩大，各行各业的电力需求也不断增加，这对于变电站运行的稳定性和可靠性提出了更高的要求。变电站一次主接线设计应综合考虑多方面内容，合理配置变压器，选择合适的控制方式和自动化装置，提高变电站电能质量，确保连续供电。
1电气一次主接线的概述
电气一次主接线又叫“电气主接线”，它是变电站高电压、大电流电气部分的主体结构，在整个电力系统体系中占据重要地位。电气主接线的布置，将直接影响到电力生产过程能否顺利进行，同时也会对配电装置的设置、电气设备的选型、控制模式等各方面产生决定性的影响。所以在变电站建设与改造中，必须做好电气一次主接线的设计工作，按照电能生产、传递、配置的标准程序和要求绘制出单相接线图，并全面考虑各方面的影响因素，在经济、技术、效益、可行性等方面进行充分分析和比较，进而选出最适用的方案。
2变电站电气的主接线及其设计原则
2.1变电站电气的主接线
电气一次主接线设计是电气一次设计中最为关键的环节，这是由于电气主接线与电力系统的各个装置与模块的选择以及电力系统的正常运转过程密切相关。在电气一次主接线设计过程中，需要重点关注变电站的使用年限、建设规模以及电力系统的负荷等指标，要以安全可靠为基本原则。同时还要保证电气一次主接线设计能够较为灵活地应对变电站运行时发生的各种意外情况。
2.2电气主接线设计原则
2.2.1灵活性原则
在当今经济、科技飞速发展的时代背景下，变电站随时可能更新、改造，因此，电气一次主接线设计必须遵循灵活性的原则。具体来说，要遵循“扩建灵活、调度灵活、检修灵活、事故处理灵活”的原则。在扩建灵活原则上，要求主接线的设计要满足变电站分期建设的要求，要适应从初期到完工的过程中扩建的要求；在调度灵活原则上，必须满足系统持续、正常运行的需要，方便操作，并能快速灵活地投入、更换或切除无功补偿装置、变压器等，最大限度提升电力系统的安全性、可靠性和经济性；在检修灵活上，要求必须能够方便地进行安全检修或更换开关设备、变压器等；在事故处理灵活上，要求在遇到变电站系统故障时，能快速隔离故障发生部位，及时恢复供电正常，以保证电力系统的安全、持续运行。
2.2.2可靠性原则
电能的输送是一项对人们的生产、生活具有重大影响的工作，因此，必须高度重视电气一次主接线设计的可靠性，确保电能生产、输送和分配的可靠性。遵循可靠性原则，要求在设计过程中着重考虑以下3个方面：①要考虑变电站全部停止运行的概率；②要考虑断路器在检修的过程中是否会影响到电能的供给；③要考虑在发生线路故障或维护时，可能导致的停电线路数量、停电的时间和对重要用户用电需求的保障。
2.3.3经济性原则
所谓“经济性原则”，指的就是电气一次主接线的设计必须考虑到各方面费用的花费，最大限度降低成本。遵循经济性原则，首先要节约设计成本，尽量选择高效益的设备，减少设备的使用量，同时还可通过限制短路电流、选择相对质优价廉的电气设备或者尽量避免使用截面较大的电缆，从多方面着手来达到节约成本的目的。另外，要尽量缩小占地面积。这就需要设计人员从接线方式的选择上入手，充分考虑设备布置所需的土地面积，通过充分的对比论证，选择占地最小、效果最佳的接线方案，同时还要考虑征地的价格，降低配电装置征地所需费用。
3变电站一次主接线设计内容
3.1主接线设计
变电站一次主接线设计时，应主要考虑到三方面内容：其一，变电站负荷；其二，变电站建设规模和占地面积；其三，变电站在整个电网中发挥的作用和地位。对于变电站中的三级负荷，结合设计要求，设置一个供电电源；对于变电站中的二级负荷和一级负荷，设置两个相互独立的供电电源，一旦其中某个电源出现运行故障，还可以由另一个供电电源保障安全、持续的供电。同时，变电站一次主接线设计，要结合变压器容量大小，如果变电站系统中包含多台变压器，当其中某台变压器运行故障时，其它变压器必须能够满足变电器的运行负荷要求，确保变电站的二级和一级负荷稳定性。
3.2主接线选择
结合变电站的实际规划设计要求，按照《变电站设计技术要求》，优化接线形式，若配电设备出线数小于2，可以采用桥形接线形式；若出线数小于4，可以设置分段单母线接线形式，并且尽量在变压器路旁设计双母线和单母分段配电装置。同时，变电站主接线选择时，应充分考虑多方面因素，尤其是中间变电站和终端变电站，在靠近变电站负荷中心区域的终端变电站接线要分两路设计进线，合理设置两台变压器，高压侧主接线设计包含变压器组接线、内桥接线和单母线接线，根据变电站的接线设计、容量a大小等实际情况，选择最合适的接线形式。
3.3主变压器设置
变电站一次主接线设计必须合理设置主变压器，首先确定合适的相数，一般情况下，330kV以下变电站应设置三相主变压器，然后设计合适绕组数，主要包含普通式双绕组、分裂式低压绕组、三绕组式等。结合变电站规划设计要求，尽量设置双绕组变压器。然后，分析绕组接线组别，一般情况下变电站绕组接线主要设置“YN”形式，根据变电站的实际调压形式，无激磁调压还是有载调压，确定合适的冷却方
把变电站内的电气设备都要算上啊 一次设备：主变（中性点隔离开关、间隙保护、消弧线圈成套设备）、断路器（或开关柜、GIS等）、电压互感器（含保险）、电流互感器、避雷器、隔离开关、母线、母排、电缆、电容器组（电容、电抗、放电线圈等等），站用变压器（或接地变），有的变电站还有高频保护装置 二次设备：综合自动化、. 、逆变0000.、小电流接地选线、站用电、直流（蓄电池）、逆变、远动通讯等等 其他：支持瓷瓶、悬垂、导线、接地排、穿墙套管等等，消防装置、SF6在线监测装置等等 好像有点说多了，也可能有少点的，存在差异吧 35KV高压开关柜上一般都设有哪些保护各作用是什么？ 过电流保护：1.速断电流保护：用于保护本开关以后的母排、电缆的短路故障。 2.定时限电流保护：用于下一电压级别的短路保护。 3.反时限电流保护：作用与2相同，但灵敏度比2高。 4.电压闭锁过电流保护：防止越级跳闸和误跳闸，提高供电可靠性。 5.纵联差动电流保护：专用于变压器内部故障保护。 6.长延时过负荷保护：用于保护专用设备或者电网的过负荷运行，首选发信，其次跳闸。 零序电流保护：1.零序电流速断保护：保护线路和线路后侧设备对地短路、严重漏电故障。 2.定时限零序电流保护：保护线路和线路后侧设备的轻微对地短路和小电流漏电，监测绝缘状况。可以选择作用于跳闸或发信。 过电压保护：1.雷电过电压保护。 2.操作过电压保护。1、2两种过电压通常都是用避雷器来保护，可防止线路或设备绝缘击穿。
3.设备异常过电压保护：通过电压继电器和综保定值整定来实现跳闸或发信，用于保护设备在异常过压下运行造成的发热损坏。 低电压保护：瞬时低电压保护只发信不跳闸，用于避免瞬间短路或大负荷启动造成的正常设备误跳闸。俗称躲晃电。 非电量保护：1.重瓦斯保护：用于变压器内部强短路或拉弧放电的严重故障保护。选择跳闸。 2.轻瓦斯保护：用于变压器轻微故障的检测，选择发信报警。 3.温度保护：用于检测变压器顶层油温监测，轻超温发信报警，重超温跳闸。 以上都是针对一次侧设计的保护。 二次侧的保护：1.直流失压保护，用于变电所直流设备故障时防止设备在保护失灵状况下运行。一般设备通常选择发信报警。重要设备选择跳闸。 2.临柜直流消失保护，用于监测相邻高压柜的直流电压状态，选择发信报警。 随着技术的发展，继电保护的内容越来越多，供人们在不同情况下选用。 目前使用的微机型综合保护器内都设计了各种保护功能，可以通过控制字的设定很方便地选择所需要的保护功能组合。
110KV电气主接线设计 专业：发电厂及电力系统 年级：
指导教师： 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV. 35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV 电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35?门OkV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35?"OkV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品, 技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型 摘要 .................................................................. I 1变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1主接线的设计原则 (1) 1.1.2主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5)
1.3.1主变压器台数的选择 (5) 1.3.2主变压器型式的选择 (5) 1.3.3主变压器容量的选择 (6) 1.3.4主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2站用变压器型号的选择 (9) 2短路电流计算 (10) 2.1短路计?算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1短路电流计算的目的 (10) 2.1.2短路计算的一般规定 (10) 2.1.3计算步骤 (10) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1变压器参数的计算 (11) 2.2.2短路点的确定 (11) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1短路点d?1的短路计算（110KV母线） (12) 2.3.2短路点d-2的短路计算（35KV母线） (13) 2.3.3短路点d-3的短路计算（10KV母线） (13) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4 绘制短路电流计算结果表 (14) 3电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 3.1.2有关的儿项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16)
变电所常用主接线4.5.4 总降压变电所主 接线4.5.5 独立变电所主接线4.5.6 车间变电所主接线4.5.7 配电所主接线4.5.8 主接线 2.1 电气主接线及设备选择 (1) 主接线方式：农村小型变电所一般为用电末端变电所，35kV进线一回，变压器单台容量不大于5000kVA，设计规模为一台或两台变压器。35kV进线可不设开关，采用单母线方式，出线一般不超过6回。接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关，接在变压器引出线上的避雷器不宜装设隔离开关。另外并联电容器补偿装置可根据具体情况决定是否设置。 (2) 主变选用低损耗、免维护变压器，为适应用电负荷变化大、农村小水电多及电压变化大等特点，按有载调压设计，调压范围为35±3×2.5%。变压器35kV侧采用户外真空断路器(亦可选择SF6型)或负荷加熔断器保护，当采用负荷加熔断器保护时，负荷开关用于正常运行时操作变压器，熔断器用于变压器保护，熔断器选用K型熔丝，因它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流；10kV侧采用户外真空断路器。 (3) 10kV出线采用户外真空断路器。10kV户外真空重合器是农村小型化变电所的新型产品，具有自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据大量的运行经验和应用要求，变电所采用重合器作为保护开关时，应采用低压合闸线圈机构的分布式重合器。当采用断路器时，宜采用弹簧操作机构或小容量的直流操作机构。10kV设0.2级母线电压互感器一组，每回出线设0.2s电流互感器，以提高计量准确性，达到商业化运营的要求。 (4) 所用变设计：装设35/0.4kV，50kVA所用变一台，供变电所照明、检修及二次保护用电。为保证变电所内部全部停电情况下，有可靠的操作和检修电源，所用变装于35kV进线隔离开关前面。当可靠性不满足时，应在低压侧、母线侧或联络线上各设一台所用变，并能互相备用。 (5) 电压调整方式及电容器补偿方案：变电所的电压调整主要通过调整变压器分接头的方式实现。农村无功补偿应根据就地平衡的原则，采用集中补偿与分散补偿相结合的方式进行配置。电容器主要补偿变压器所耗无功，补偿容量一般取变压器容量的10%～15%，用户侧所耗无功采用配网分散补偿、就地平衡的原则。 2.2 电气平面布置 新建变电所的总平面布置按小型化方案设计，考虑节约占地。电气平面布置力求简洁、合理、少占用农田，并便于设备的检修维护。 小型化变电所采用全户外布置，变电所配电装置为户外敞开式，35kV及10kV均采用半高型布置。进所道路设在35kV及10kV配电装置之间，便于设备的运输，道路宽度为3.5m；变压器与10kV配电装置布置在一侧，便于设备的检修与维护；全站防雷保护可采用一根35m避雷针，变电所总占地面积约1350m2。 2.3 继电保护及二次回路设计 (1) 35kV常规变电所，变压器高压侧带断路器，变压器设差动、过流等保护，配置保护较多，二次回路需采用直流操作，若10kV选用户内真空开关柜、配电磁操作机构，需配置不小于65A·h的直流系统，增加了投资。小型化35kV变电所，变压器高压侧采用熔断器，并与负荷开关配合，以达到短路电流保护的目
指导教师评语修改（40） 年月
1题目：牵引变电所电气主接线的设计 1.1选题背景 某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的三个方向馈电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为12000kV A（三相变压器），并以10kV 电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为3850kV A。各电压侧馈出线数目及负荷情况如下： R 10kV回路（2路备）：供电电源由系统区域变电所以双回路110KV输送线供电。算；各种方案主接线的技术经济性比较。） 这类牵引变电所的电源线路，按保证牵引符合供电的需求一般有两回，主要向牵引负荷和地区负荷供电，桥型结线的中间牵引变电所还有穿越功率通过母线，并向邻近牵引变电所或地区变电所供电。由题意知，本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷）、馈线数目多、影响范围广，应保证安全可靠持续性的供电。10千伏地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内的自用电和地区三相负载等均为二级负荷，也应满足有足够安全可靠供电的要求。本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。 2方案论证 因没有校核容量，只考虑计算容量来选择变压器，牵引变压器计算容量为12000kV A,故选择容量为12500kV A的变压器，而地区变压器选择6300kV A变压器。 根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求，主变压器容量与台数的选择，可能有以下两种方案：
110kV母线，（110千伏变压器最小容量为6300kV A）。 过15%，采用电压为110／25／10.5kV A，结线为Y//两台三绕组变压器同时3主接线设计 (2)可靠性：根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不同，对变电所的主接线可靠性提出不同的要求。主接线的可靠性是接线方式和一次、二次设备可靠性的综合。对主接线可以作定量计算，但需要各种设备的可靠性指标、各级线路、母线故障率等原始数据。通常采用定性分析来比较各种接线的可靠性。 (3)经济性：经济性是在满足接线可靠性、灵活性要求的前提下，尽可能地减少与接线方式有关的投资。 (2)变电所在电力系统中的地位和作用：电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330—500kV；地区重要变电所，电压为220—330kV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kV，但也有220kV。 (3)负荷大小和重要性：对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 (4)系统备用容量大小：装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断
110kV变电站电气主接线及运行方式 变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 一变电所主接线基本要求 1．1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求，当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快，电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换，能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化，在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展，调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三 110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分析。 3. 1 110kV终端变电所主接线模式分析
(110k v变电站电气主 接线设计)
110KV电气主接线设计 姓名： 专业：发电厂及电力系统 年级： 指导教师：
摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35～110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型
目录 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (11) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (12) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12) 2.3.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线) (13) 2.3.3 短路点d-3的短路计算(10KV母线) (14) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4绘制短路电流计算结果表 (15) 3 电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。 (16) 3.1.2 有关的几项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16) 3.3高压电气设备选择 (17) 3.3.1 断路器的选择与校验 (17) 3.3.2 隔离开关的选择及校验 (21)
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
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
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。
变电站电气主接线设计设计论文
毕业设计（论文）题目 110KV变电站电气主接线设计 专业电气自动化技术
成人教育学院2012年09月10日
本次设计为110kV降压变电站电气一次部分的初步设计，根据原始资料，以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。 本次设计正文分设计说明书和设计计算书两个部分，设计说明书包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计；设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等，并附有电气主接线图及其它相关图纸。 关键词：110kV变电站；短路电流；一次部分；设备选择
摘要 (Ⅰ) 第一部分设计说明书 1原始资料 (1) 1.1变电站的基本情况 (1) 1.2设计任务 (2) 2 变压器选择 (3) 2.1 变压器绕组与调压方式的选择 (3) 2.2 变压器相数的选择 (3) 2.3 变压器容量和台数的选择 (3) 2.4变压器的冷却方式 (4) 3电气主接线设计 (5) 3.1主接线的设计原则 (5) 3.2主接线设计的基本要求 (6) 3.3 主接线方案的比较和确定 (7) 4短路电流计算 (11) 4.1短路电流计算的目的 (11) 4.2短路电流计算的规定 (11) 4.3短路电流计算的步骤 (12) 4.4短路类型及其计算方法 (12) 5高压电器选择 (14) 5.1高压断路器的选择 (14) 5.2隔离开关的选择 (14) 5.3各级电压母线的选择 (15) 5.4 电流互感器的选择 (15) 5.5电压互感器的选择 (16) 5.6避雷器的选择 (16)
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
第5、6章图形第五章图形 L1 L2 L3 L4 A i i h QS L 1 J J 1 QF J_ _L A J. Q$ WB 「. 「__________________ I L L 1 L2 L3 L4 QF _L _L 丄 QS 电源i 电源n 图5-1不分段的单母线接线 WB QFd 电源I电源n 图5-2单母线分段接线
WBa A Q S E 1 { 丄 1 \ L .丄 L -I I I I I 1QF QFa 丄 丄 丄 丄 丄 WB L ： L1 L2 QSa J WBa \ QSa> 丄 1 丄 T 1 丄 WB | 1 段——T 二 一na 电源I 电源H 图5-3单母线带旁路母线接线 I I J \ QFdf __________ I 」 电源I 电源H 图5-4单母线分段带旁路母线接线 电源I 图5-5分段断路器兼作旁路断路器接线 图5-6旁路断路器兼作分段断路器接线 L 1 L2 QS QS 2 WBa QSa = 丄 \ QS 1QF 1 J QFa 2QF L ’ 丄 L L2 L 1 QS 5 QS 3 ［段 H 段 士 QS WB Q3 电源I
L1 L2 L3 L1 L2 L3 U I段 ■丄II --- ------------- 1 1QSi」TQSi - hr 1QF QS U Q QFj QS i L 1 br 2QF WB 丄□_ 1— 1 1 n __ WB 1丄」RT i U 段. I段. QS 1QS 1QS 1QF QF. 2QF 电源I电源I 图5-7双母线接线图5-8用母联断路器代替岀线断路器时电流的路径 L2 L3 L4 L 1 QFj1 图5-9双母线分段接线
110KV电气主接线设计 ： 专业：发电厂及电力系统 年级： 指导教师：
摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 《35～ 《供配电系统设计规》、本设计以《35～110kV变电所设计规》、 110kV高压配电装置设计规》等规规程为依据，设计的容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型
目录 摘要 (Ⅰ) 1 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1 主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2 主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3 主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4 站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1 短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (10) 2.2 变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (11) 2.3 各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12)
第一章220KV 变电站电气主接线设计 第1.1节原始资料 1.1.1变电所规模及其性质： 电压等级 220/110/35 kv 线路回数 220kv 本期2回交联电缆（发展1回） 110kv 本期4回电缆回路（发展2回） 35kv 30回电缆线路，一次配置齐全 本站为大型城市变电站 2．归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV） 近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1334；零序阻抗X0=0.1693 近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1445；零序阻抗X0=0.2319 远期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1139；零序阻抗X0=0.1488 3．110kv侧负荷情况： 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 4．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 5．环境条件：当地年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，海拔高度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。 第1.2节主接线设计 本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母接线，不加旁路。 110kv 采取双母接线，不加旁路。
35kv 出线30回，采用双母分段。 低压侧采用分列运行，以限制短路电流。 第1.3节电气主接线图
第二章主变压器选择和负荷率计算 第2.1节原始资料 1．110kv侧负荷情况： 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 2．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 3．由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COSφ=0.85 第2.2节主变压器选择 2.2.1容量选择 (1)按近期最大负荷选： 110 k v侧：160 MW 35 kv侧：170 MW 按最优负荷率0.87选主变压器容量 每台主变压器负荷 110 k v侧：80 MW 35 kv侧：85 MW 按最优负荷率0.87选主变压器容量。 S N=P L/(0.85×η)=(80+85)/(0.85×0.87)=209.6 MV A 或S N=0.6P M/0.85=0.6（160+170）/0.85=232.9 MV A 选S N=240MV A，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器负荷率计算 由负荷率计算公式: η=S/S B 110kv最大,最小负荷率: η=80/(0.85×120)=78.4% η=65/(0.85×120)=63.7%
变电所常用主接线4.5.4 总降压变电所主接线4.5.5 独立变电所主接线4.5.6 车间变电所主接线4.5.7 配电所主接线4.5.8 主接线2.1 电气主接线及设备选择(1) 主接线方式：农村小型变电所一般为用电末端变电所，35kV进线一回，变压器单台容量不大于5000kVA，设计规模为一台或两台变压器。35kV进线可不设开关，采用单母线方式，出线一般不超过6回。接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关，接在变压器引出线上的避雷器不宜装设隔离开关。另外并联电容器补偿装置可根据具体情况决定是否设置。(2) 主变选用低损耗、免维护变压器，为适应用电负荷变化大、农村小水电多及电压变化大等特点，按有载调压设计，调压范围为35±3×2.5%。变压器35kV侧采用户外真空断路器(亦可选择SF6型)或负荷加熔断器保护，当采用负荷加熔断器保护时，负荷开关用于正常运行时操作变压器，熔断器用于变压器保护，熔断器选用K型熔丝，因它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流；10kV侧采用户外真空断路器。(3) 10kV出线采用户外真空断路器。10kV户外真空重合器是农村小型化变电所的新型产品，具有自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据大量的运行经验和应用要求，变电所采用重合器作为保护开关时，应采用低压合闸线圈机构的分布式重合器。当采用断路器时，宜采用弹簧操作机构或小容量的直流操作机构。10kV设0.2级母线电压互感器一组，每回出线设0.2s电流互感器，以提高计量准确性，达到商业化运营的要求。(4) 所用变设计：装设35/0.4kV，50kVA所用变一台，供变电所照明、检修及二次保护用电。为保证变电所内部全部停电情况下，有可靠的操作和检修电源，所用变装于35kV进线隔离开关前面。当可靠性不满足时，应在低压侧、母线侧或联络线上各设一台所用变，并能互相备用。(5) 电压调整方式及电容器补偿方案：变电所的电压调整主要通过调整变压器分接头的方式实现。农村无功补偿应根据就地平衡的原则，采用集中补偿与分散补偿相结合的方式进行配置。电容器主要补偿变压器所耗无功，补偿容量一般取变压器容量的10%～15%，用户侧所耗无功采用配网分散补偿、就地平衡的原则。
试论变电站电气主接线的设计问题 摘要：现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完 成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。 关键词：变电站；电气主接线设计；问题 1 电气主线设计重点考虑因素 在进行变电站电气主接线设计时，要着重考虑下列问题： 1.1 变电站在整体电力系统中所处地位与承载的作用。具体来说，变电所的主要种类有：区域变电所、终端变电所、企业变电所、居民社区分支变电所、枢纽 变电所等，每一种变电所的地位与作用是不同的，在整体电力系统中的地位与作 用决定了电气主接线的设计，对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性的要求不 尽相同。 1.2 明确主接线的载荷重要性分级。在变电站电气主接线设计过程中，要充分评估考虑电力负荷重要性分级与主接线出线会输等对主接线使用寿命的影响。具 体来说，一级电力载荷量，必须实现两个独立电源供电，当其中之一电源无法供 电时，另一电源保证全部一级载荷连续供电；二级电力载荷量，也应该实现两个 电源供电，当其中之一电源无法供电时，另一电源要保证大部分二级载荷连续供电；三级载荷一般仅需用一个电源供电即可。 1.3 备用容量影响。在变电站电气设备主接线设计时，要考虑备用容量是否使用，如果使用要考察其实际容量大小对电气主接线的影响。其中，备用容量的发、送、变等不同运行情况都是为了实现供电的平稳可靠，为实现在载荷不稳、设备 维修养护、突发故障停运等情况发生时，保证可靠的供电。 2 变电站主接线方式的基本要求 2.1可靠性。断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电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。 2.2灵活性。主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停 电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 2.3 适应性与可扩展性 适应性主要指主接线设计时要充分考虑在载荷水平发生变化情况下，能适应 变化，满足正常供电需求，同时，在未来变电站进行扩建时，可以适应从初期接 线逐渐过渡到最终接线，实现在影响连续供电或停电实践最短的情况下，投入变 压器或线路互不干扰，并且使得一二次部分的改建工程量实现最小化。 3变电站电气主接线的设计问题 3.1 认真考虑变电所在电力系统中的位置，变电站在电力系统中的作用和地位是决定电气主接线的主要因素，变电站具有较多分类，功能存在较大差别，在电 力系统中的地位与作用不同，对主接线连接的的经济性、可靠性以及灵活性都具 有不同要求，因而，在电气主接线设计过程中，需要认真考虑变电站的地位与功能，以此为依据进行电气主接线设计。 3.2 充分考虑变电站近远期的发展规模，在电气主接线设计过程中，需要根据电力发展规划，依照负荷大小，增长速度，地区网络情况等因素进行综合考虑， 以此来确定电气主接线的出线数，连接电源数以及接线形式。 3.3 仔细考虑变台数对电气主接线的影响，变电站的变台数直接影响着电力的
110kV变电站电气主接线选择变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。下面就地方电网中小型110kV变电站电气主接线的选择作一探讨。 一变电所主接线基本要求 1．1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求，当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快，电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换，能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化，在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展，调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在上世纪70年代,由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约, 为了提高系统供电可靠性,产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三地方电网110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把地方电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分