【文章內(nèi)容簡介】 電所的電氣主接線是指由發(fā)動機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、 自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 電氣主接線設(shè)計概述 一、對電氣主接線的基本要求 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足一下基本要求。 運行的可靠 斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 具有一定的靈活 性 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時間短，影響范圍就最小，并且再檢修時可以保證檢修人員的安全。 操作應(yīng)盡可能簡單、方便 主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不但不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或者不必要的停電。 經(jīng)濟上合理 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運 行費用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟效益。 具有擴建的可能性 由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時還應(yīng)考慮到具有擴建的可能性。 變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 二、變電站電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行和維護的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進 取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。 電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并對電氣畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 設(shè)備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素 ，正確處理他們之間的關(guān)系，合理的選擇主接線方案。 在工程設(shè)計中，經(jīng)上級主管部門批準的設(shè)計任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟 、留有擴建和發(fā)展的余地。 接線方式：對于變電站的電氣接線，當能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路 — 變壓器組或橋型接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。在 110— 220kv 配電裝置中，當出線為2 回時，一般采用橋型接線，當出線不超過 4 回時，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當 110— 220kv 出線在 4 回及以上時，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制 6— 10kv 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： 1. 變壓器分列運行 2. 在變壓器回路中裝置分裂 電抗器。 3. 采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4. 出線上裝設(shè)電抗器。 斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。 為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。當缺乏足夠 的資料時，可采取下列數(shù)據(jù)： 1. 最小負荷為最大負荷的 60—70%，如主要農(nóng)業(yè)負荷時則取 20— 30%； 2. 負荷同時率取 — ，當饋線在三回以下且其中有特大負荷時，可取 — 1； 3. 功率因數(shù) 一般取 ；４ . 線損平均取 5%。 三、電氣主接線設(shè)計 步驟 （ 1）分析原始資料 1. 本工程情況 包括變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠景），主變臺數(shù)及容量，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。 電力系統(tǒng)狀況 包括電力系統(tǒng)近期及遠景規(guī)劃（ 5— 10 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。 主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，他與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運行安全以及對通信線路的干擾等。我國 一般對 35kv 及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)，對 110kv 就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，有稱大電流畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 接地系統(tǒng)。 負荷情況 包括負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負荷的原始資料是設(shè)計主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力負荷預測工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對電力負荷的預測不僅應(yīng)有短期負荷預測，還應(yīng)有中長期負荷預測，對電力負荷預測的準確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良 的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當前及較長遠時間（ 5— 10年）的檢驗。 環(huán)境條件 包括當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實施均有影響，特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差較大，應(yīng)予以重視。 5. 設(shè)備制造情況 這往往是設(shè)計能否成立的重要前提，為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù) 對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案（近期和遠景）。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2— 3 個技術(shù)上相當，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟山可行的最終方案。 （ 3）短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇 對選定的電氣主接線進行短路電流計算，并選擇合理的電氣設(shè)備。 （ 4）繪制電氣主接線 對最終確定的電氣主接線，按照要求，繪圖。 電氣主接線的基本形式 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯樱蚨鵀楸阌陔娔艿膮R集和分配，再進出線較多（一般超過4 回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 較小，通常用于進出線回路少，不再擴建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。 有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接 線、角形接線和單元接線。 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟性的要求，高壓側(cè)有 4 回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有 11 回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式，經(jīng)過分析、綜合、組合和比較，提出三種方案： 方案一： 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 10kv 側(cè)采用單母線分段接線方式。 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 優(yōu)點是運行方式靈活，檢修母線時不中斷供電，任一組母線故障時僅短時停電，可靠性高。缺點是，操作復雜，容易出現(xiàn)誤操作，檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電或短時停電，任一母線故障仍會短時停電，結(jié)構(gòu)復雜，占地面積大，投資大。 10kv 側(cè)采用單母線分段接線方式，供給市區(qū)工業(yè)與生活用電，由于一級負荷占 25%左右，二級負荷占 30%左右，一級和二級負荷占55%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點是接線簡單清晰，操作方便，造價低，擴展性好，缺點是可靠性靈活性差。方案一主接線圖如下： 圖 3— 1 方案一主接線圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 方案二： 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kv 側(cè)采用單母線分段接線方式 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點是，增設(shè)旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目，接線復雜，投資增大。 方案二的主接線圖如下： 圖 3— 2 方案二主接線圖 方案三： 110kv 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kv 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kv 側(cè)采用單母 線分段帶旁路母線接線方式 方案三的主接線圖如下： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 3— 3 方案三主接線圖 對于上述三種方案綜合考慮： 該地區(qū)海拔 185m，海拔并不高，對變電站設(shè)計沒有特殊要求，地勢平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫 +40176。 C，年最低氣溫 10176。 C，年平均氣溫 +12176。C，最熱月平均最高溫度 +34176。 C。最大風速 30m/s，復水厚度為 10mm，屬于我國第V 標準氣象區(qū)。 因此 110kv 側(cè)采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟性要求，對于 35kv 及 10kv 側(cè)，采用單母線分段接線方式。 綜合各種因素，宜采 用第三種方案。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 3 變電站主變壓器選擇 主變壓器的選擇：再各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔負著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺數(shù)、容量和型號是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證。特別是我國當前的能源政策是開發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺數(shù)、容量和型號，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行將具有明顯的經(jīng)濟效益。 主變壓器的選擇 一、主變壓器臺數(shù)的選擇 在變電站設(shè)計過程中，一般需要裝設(shè)兩臺主變壓器，防止其中一臺出現(xiàn)故障 或檢修時中斷對用戶的供電。對 110kv 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個電源，或變電所的重要負荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可只裝設(shè)一臺主變壓器，對大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè) 2— 4 臺主變壓器，以便減小單臺容量。因此，在本次設(shè)計中裝設(shè)兩臺主變壓器。 二、主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)