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220kV变电站电气主接线的设计及探讨本文对220kV变电站电气主接线的设计进行了深入的分析和研究，并对其设计的关键要点进行了详细的阐述。
同时对电气主接线的设计、典型的形式以及主要装置的作用做了详细的介绍，并且也对其配置的原则作了阐述。
通过计算无功率补偿作用以及电流短路现象来对电气设施的选择提供有效的依据，并对一次主接线的流程进行了设计，从而完成了220kV变电站电气主接线的设计。
标签：220kV；变电站；电气主接线；设计；探讨1 规划系统在变电站的电气主接线设计中，系统规划主要是基于经济发展以及规划电力使用的基础上，从整个变电站的电力体系出发，从而制定出设计系统的详细的规划方案。
在进行系统方案的设计时，首先要确保其具有较高的安全性、可靠性，并且还要保证其所涉及到的技术具有良好的先进性以及过渡性，并且还要达到切实可行以及应用灵活的目的，只有这样才能有效的促进国民经济的提升，以及达到提高的人们生活质量的目的。
其次就是在进行能源的布局时，需要结合当前的市场发展方向来则作为指导，并在优化能源结构的基础上，将电力开发与节约能源有机的结合起来，从而实现环保节能的发展目标。
并且还要将可持续的开发理念，做到总量有效控制、合理布局能源。
最后还要结合国内的资源分布的情况，以及当前的经济发展的趋势进行综合的考虑，并根据提升电力开发质量和水平以及调整能源和机组组成的基本要求，来研发变电站的设计系统的输入与输出的方式方法、网络以及等级。
2 主变压器在变电站电气主接线的设计系统中，向电气设备以及用电居民传送功率的压力转换器则为主变压器。
而用于等级相同的两种类型的电压转换器则为联络压力转换器。
只能用于本发电站或者是发电所的压力转换器则为站用压力转换器或者是自用的压力转换器。
在变电站，主要进行电压转变的就是主变压器，它不仅能够起到良好的电能分配的作用，同时还能起到经济输送电能的作用。
因此选择合适的主变压器对与变电站的发展具有重要的作用和意义。
220kV变电站电气主接线设计分析摘要：我国智能、坚强公共电网建设成绩斐然，在电网中220kV变电站规模、数量不断扩大，并对其电气主接线设计提出了更高的要求。
220kV变电站是电力系统的重要组成部分，其电气主接线设计方案关系着220kV变电站的稳定性和可靠性。
介绍了电气主接线设计原则与220kV变电站电气主接线结构，分析了电气主接线设计依据与步骤，为电网保证供电稳定性、可靠性和电能质量提供了参考。
关键词：220kV变电站；电气主接线；设计步骤1电气主接线设计原则1.1可靠性原则电力系统建设的核心即供电可靠性，保证供电质量可以满足生产生活需求。
因此在对变电站电气主接线设计分析时，必须要遵循可靠性原则，即在检修断路器时，不能对系统整体供电质量产生影响；检修断路器与母线故障时，要尽量减少系统停运的时间，和停运回路数，且要求能够满足一级负荷和大部分二级负荷的供电。
另外，还要最大程度上来避免变电所出现全部停运的情况。
1.2经济性原则除了要保证电力系统供电可靠性外，还需要从经济性角度进行分析，减少成本的投入，尽量降低主接线复杂程度，对于隔离开关、节约断路器、避雷器等一次设备来说，要降低控制保护的复杂度，采购不影响系统运行且成本较低的二次设备与控制电缆。
同时，还要对短路电流进行有效控制，所选电气设备与轻型电器价格均要合理，且要对终端配备简单电器。
另外，电气主接线设计方案要为配电装置的设置提供方便，控制设备占地面积，减少用地、导线、绝缘子以及安全成本的投入。
对于部分处于特殊地区的变电站，供电系统应选择用三相变压器，尽量以简单形式布置。
基于经济性原则对电气设备和变压器进行选择，并设计其容量与数量，可以有效避免两次变压情况，减少系统运行电能损失产生的费用。
1.3灵活性原则电气主接线设计应确保其在调度、检修以及扩建等阶段均具有较高的灵活性。
调度时能够灵活操作，对某些变压器或线路进行切除处理，根据需求调配电源与负荷，确保系统可以在事故运行方式、特殊运行方式以及检修方式状态下的调度需求。
220KV变电站电气一次部分初步设计说明书第一章电气主接线设计1.1主接线设计要求电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。
主接线代表了变电站高电压、大电流的电器部分主体结构，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、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都有决定性的关系。
因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最终方案。
电气主接线设计的基本要求，概况地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
1.可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。
主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面。
(1)断路器检修时，不宜影响对系统供电。
(2)线路、断路器或母线故障时，以及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。
(3)尽量避免变电站全部停电的可能性。
(4)大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。
2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
灵活性包括以下几个方面。
(1)操作的方便性。
电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至在操作过程中出差错。
(2)调度的方便性。
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。
(3)扩建的方便性。
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。
3.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，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。
220kv变电站电气主接线系统设计绪论电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。
它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。
电力是工业的先行。
电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。
我国具有极其丰富的能源。
这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。
但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用。
不过，随着改革开放的深入发展，我国电力工业的发展很快。
到2000年，我国电力工业已跃升世界第2位，电力工业的发展为我国的国民经济的高速发展做出了巨大的贡献。
不仅如此，目前我国的电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”等新技术发展的新阶段，一些世界水平的先进的高新技术，已在我国电力系统中得到了相应的应用。
但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用，仅以2004年夏季的供电负荷高峰期为例，全国预计总共缺电3000万KW左右，有24个省区都先后出现拉闸限电的的情况，这样的局面预期还要过2～3年才可能得到较好的解决。
另外，由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用电量的一半。
因而，要实现在21世纪初全面建设小康社会的要求，我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展，一方面是要大力加强电源建设，搞好“西电东送”，以确保电力先行，另一方面，要继续深化电力体制改革，实施厂网分开、竞价上网，并建立起符合社会主义市场经济法则的、规范的电力市场。
展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必须持续、高速地发展，取得更加辉煌的成就。
第1章主接线设计变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
枢纽变电站电气主接线摘要：电能作为一种二次能源，是一种不能储存的能量。
电能的开发应用是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就，而现在，电能已成为工业生产不可缺少的动力，并广泛应用到生产部门和日常生活方面。
而电能的传输离不开变电站，电经过升压变电站、传输线路、降压变电站，然后才能到用户。
这其中变电站担当着一个极其重要的枢纽。
而对于枢纽变电站，它位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。
本次《发电厂电气部分》课程设计的题目正是枢纽变电站的电气主接线设计，按照老师上课所将设计步骤，首先分析原始资料，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。
同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。
目录内容提要 ........................................ 错误!未定义书签。
Summary (Ⅱ)1 概述 (1)1.1所址情况 (1)1.2变电站出线情况 (1)1.3变电站的基本数据 (1)2 电气主接线的设计 (2)2.1单母线接线及单母线分段接线 (2)2.2双母线接线及双母分段接线 (3)2.3主接线设计原则 (4)2.4主接线选择 (4)3 主变压器的选择 (6)3.1变压器台数选择 (6)3.2主变容量选择 (6)3.3主变压器型式的选择 (7)3.4主变压器的配置原则 (8)3.5主变压器选择结果 (9)4 变电站电气部分短路计算 (10)4.1短路计算目的及假定 (11)4.2各种短路电流计算步骤 (13)4.3短路计算过程 (14)5 导体和电气设备的选择 (20)5.1按正常工作条件选择电气设备 (20)5.2按短路状态校验 (20)5.3断路器及隔离开关的选择 (21)5.4互感器的选择 (30)5.5母线的选择 (35)5.6避雷器的选择 (40)总结 (47)参考文献 (48)附录 ........................................... 错误!未定义书签。
枢纽变电站电气主接线摘要：电能作为一种二次能源，是一种不能储存的能量。
电能的开发应用是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就，而现在，电能已成为工业生产不可缺少的动力，并广泛应用到生产部门和日常生活方面。
而电能的传输离不开变电站，电经过升压变电站、传输线路、降压变电站，然后才能到用户。
这其中变电站担当着一个极其重要的枢纽。
而对于枢纽变电站，它位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。
本次《发电厂电气部分》课程设计的题目正是枢纽变电站的电气主接线设计，按照老师上课所将设计步骤，首先分析原始资料，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。
同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。
目录内容提要........................................................................... 错误!未定义书签。
Summary (Ⅱ)1 概述 (1)1.1所址情况 (1)1.2变电站出线情况 (1)1.3变电站的基本数据 (1)2 电气主接线的设计 (2)2.1单母线接线及单母线分段接线 (2)2.2双母线接线及双母分段接线 (3)2.3主接线设计原则 (4)2.4主接线选择 (4)3 主变压器的选择 (6)3.1变压器台数选择 (6)3.2主变容量选择 (6)3.3主变压器型式的选择 (7)3.4主变压器的配置原则 (8)3.5主变压器选择结果 (9)4 变电站电气部分短路计算 (10)4.1短路计算目的及假定 (11)4.2各种短路电流计算步骤 (12)4.3短路计算过程 (13)5 导体和电气设备的选择 (19)5.1按正常工作条件选择电气设备 (19)5.2按短路状态校验 (20)5.3断路器与隔离开关的选择 (21)5.4互感器的选择 (28)5.5母线的选择 (33)5.6避雷器的选择 (40)总结 (45)参考文献 (46)附录................................................................................. 错误!未定义书签。
致谢 (48)附图1附图2附图31 概述本次设计的课题是某地区220kV 变电站电气主接线设计，该站主要承担220kV 、110kV 及35kV 三个电压等级功率的交换，把接受的功率全部送往110 kV 与35kV 侧线路。
因此此次220 kV 降压变电所的设计具有220 kV 、110kV 及35kV 三个电压等级。
220kV 侧为主功率输出，110kV 、35kV 侧以接受功率为主。
本次设计的变电站是地区变电站，全站停电后，将影响整个地区的供电。
1.1 所址情况变电所所在地区为平原地区，气象条件一般，非地震多发区。
无高产农作物,年雷暴日为165天, 年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，历年最高气温为38.5°C 。
海拔高度200m ，温度校正系数为0.83，最大负荷利用小时数5300小时。
1.2 变电站出线情况本次变电所设计为一区域性变电站，以供给附近地区的工业，农业，民用电。
本工程分为近期与远期，设计中留有扩建的余地；考虑到实际情况，先建220kV 出线远期6回，近期3回；110kV 出线远期10回，近期4回；35kV 出线远期8回，近期4回。
1.3 变电站的基本数据⑴220kV 侧负荷情况，近期输送容量是300MW ，远期输送容量是500MW 。
0.006569x X *=，cos =0.9θ。
⑵110kV 侧负荷情况，近期负荷是120MW ，远期负荷是300MW ，cos =0.85θ。
⑶35kV 侧负荷情况，近期负荷30MW ，远期负荷为60MW ，cos =0.8θ。
2.负荷统计及计算根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。
线路中l～4为500kV 进线，5~6为500KV联络线，7~14为220KV出线，15~20为110KV 出线。
2.1 负荷统计根据任务书对负荷统计，见表2.12.2 负荷计算2 电气主接线的设计变电站电气主接线根据变电站电能输送和分配的要求，表示主要电气设备相互之间的连接关系[1]，以及本变电站与电力系统的电气连接关系，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、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。
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、双母线接线、双母线带旁路母线接线、双母分段接线、双母线分段带旁路母线、桥形接线、双断路器接线等。
电气主接线通常是根据变电站在电力系统中的地位和作用，首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求，然后根据规划容量、供电负荷、电力系统短路容量、线路回路数以及电气设备特点等条件确定，并具有相应的可靠性、灵活性和经济性。
变电站电气主接线方式的选择，将直接影响着变电站电气设备的选择。
因此，必须在合理选择确定变电站的主接线方案后，才能做到合理选择变电站的电气设备。
2.1 单母线接线及单母线分段接线[2]2.1.1 单母线接线单母线接线的母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。
各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。
单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。
缺点：①可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，这样全厂或全站都得长期停电。
②调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流[3]。
综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。
2.1.2 单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。
在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。
这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站6～10kV接线中。
但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用[4]。
2.1.3 单母线分段带旁路母线的接线单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。
2.2 双母线接线及双母分段接线2.2.1 双母线接线双母接线方式有主母线和副母线，并且可以互为备用。
每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。
两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。
其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点[5]。
由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。
2.2.2 双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。
双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。
这样，只是部分短时停电，而不必长期停电[6]。
双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220～550kV 大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双母线分四段接线[1]。
2.2.3 双母线带旁路母线的接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。
这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[7]。
2.3 主接线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题。
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和变电站的具体情况，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、实用、经济、美观的原则[8]。
2.4 主接线选择2.4.1本站主接线设计方案经过对原始资料的分析可以了解到，本次设计的变电站属于地区比较重要的变电站。
电压有220kV、110kV、35kV三个等级，220kV为电源侧，110kV侧和35kV 侧为负荷侧。
220kV侧出线近期3回，远期6回；110kV侧出线近期4回，远期10回；35kV侧出线近期4回，远期8回。
其中220kV侧负荷情况，近期输送容量是300MW，远期输送容量是500MW；110kV侧负荷情况，近期负荷为120MW，远期负荷是300MW；35kV侧负荷情况，近期负荷是30MW，远期负荷是60MW。
⑴为保证供电可靠性，变电所装设三台主变。
⑵220kV侧出线近期3回，远期6回，不允许停电检修断路器，采用六氟化硫断路器，性能好且检修周期长，因此采用双母接线，不带旁路，既满足了供电可靠与调度灵活，而且也减少了占地面积，同时也便于今后的扩建与发展。
由规程易知，对于变电站的电气主接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线。
由于220kV专用旁路短路器价格昂贵，而本站220kV侧进出线回路又不多。
