1、發電廠變電站電氣主接線設計XxxXxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx摘要:本文首先概述了電氣主接線的概念以及在設計中需要考慮的問題，然后對電氣主接線設計的基本要求做了簡要的描述并簡單介紹了幾個要點的內容。然后探討了配電裝置的選型、相關電氣設備及典型接線方式等關鍵因素。最后，列舉了幾種在電氣接線中比較常見的接線方式并對其優缺點做了簡要敘述。關鍵詞：發電廠；變電站；電氣主接線設計；基本要點；接線方式；一、電氣主接線的概念電氣主接線是發電廠和變電站電氣部分的主體，是電力系統中電能傳遞通道的重要組成部分之一；其連接方式的確定對電力系統整體以及發電廠和變電站本身的供電可靠性、運行靈活性、

2、檢修方便與否和經濟合理性起著決定性的作用，同時也對發電廠和變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定有著很大的影響。因此，正確處理好各方面的關系，建立一個科學的電氣主接線的評價系統，全面分析相關影響因素，綜合評價各項技術經濟比較，合理確定主接線方案是十分必要的，在發電廠和變電站電氣主接線的設計過程中，除上述電氣因素以外，還應考慮氣象、地質、地理位置、交通等環境因素。 下面主要介紹變電站的電氣主接線設計中的主要要點：二、電氣主接線設計需考慮的問題 在進行變電站電氣主接線設計時，需要重點考慮以下一些問題： 1、需要考慮變電所在電力系統中的位置，變電所在電力系統中的地位和作用是決

3、定電氣主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對其電氣主接線的可靠性、靈活性和經濟性的要求也不同。 2、要考慮近期和遠期的發展規模，變電所電氣主接線的設計，應根據510年電力發展規劃進行。根據負荷的大小、分布、增長速度，根據地區網絡情況和潮流分布，分析各種可能的運行方式，來確定電氣主接線的形式以及連接電源數和出線回數。 3、考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對電氣主接線的影響，對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失

4、去后，應保證大部分二級負荷供電；三級負荷一般只需要一個電源供電。 4、考慮主變臺數對電氣主接線的影響，變電所主變的臺數對電氣主接線的選擇將產生直接的影響，傳輸容量不同，對主接線的可靠性、靈活性的要求也不同。 5、考慮備用容量的有無和大小對電氣主接線的影響，發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響著電氣主接線的形式。三、電氣主接線設計的基本要點 根據我國能源部關于該方面的規定：發電廠的電氣主接線

5、應根據變電所在電力系統中的地位，發電廠的規劃容量，負荷性質，線路，變壓器連接元件參數，設備特點等條件。并應綜合考慮，供電可靠、運行靈、操作檢修方便、投資節約和便于過渡或擴建等要求。對于主接線設計的基本要求，概括的說應包括可靠性、靈活性和經濟性三個方面。變電站的電氣主接線應該根據變電站在電力系統中的地位、變電站的規劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接元件總數、設備特點等條件確定，并應綜合考慮供電可靠性、運行靈活性、檢修操作方便、節約投資、便于過渡和擴展等要求。 1、供電可靠性。供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對用戶不間斷供電。評價電氣主接線可靠性的標志是：斷路器檢修

6、時，不宜影響對系統的供電；線路或母線發生故障時應盡量減少線路的停運回路數和主變的停運臺數，盡量保證對重要用戶的供電；盡量避免變電站全部停運的可能性。 2、運行檢修的靈活性。主接線應滿足在調度、檢修的靈活性，調度運行中應可以靈活地投入和切除變壓器和線路，滿足系統在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統調度運行要求，實現變電站的無人值班。檢修時，可以方便地停運斷路器、母線和繼電保護設備，進行安全檢修，而不致影響電力網的運行和對用戶的供電。 3、適應性和可擴展性。能適應一定時期內沒有預計到的負荷水平的變化，滿足供電需求，擴建時，可以適應從初期接線過渡到最終接線，在影響連續供電或停電時間最短的情況下，投入

7、變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。 4、經濟合理。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經濟合理，首先，投資省，即變電站的建筑工程費、設備購置費、安裝工程費和其他費用應節省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同；其次，占地面積小，主接線設計要為配電裝置創造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區別；第三，能量損失小。四、電氣主接線設計的關鍵因素1、配電裝置的選型 目前，110KV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內布置和屋外布置兩大類；屋內布置又分為普通電器安裝在屋內布置、110KV斷路器小車屋內布置、SF6全封閉組合電器（GIS）屋內布置

8、三種形式。采用普通電器安裝在屋內布置和110KV斷路器小車屋內布置，每個間隔寬度可以設計成6.5米，跨度約12米，占地面積相當，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴重地區。SF6全封閉組合電器（GIS）屋內布置占地最小，運行維護最好，但投資較高，多用在城市中心和用地非常緊張的地方。 目前，廣大農村和縣城更多地采用屋外布置形式，故本文將屋外布置形式作為研究對象。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關升高，把斷路器、電流互感器等設備直接布置在升高母線的下方，使配電裝置跨度尺寸減少，但由于進出線間隔不能合并，各占一個間隔，使橫向面積增大，對于

9、進出線回路多的變電站，多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關上下重疊布置，適用于雙母線布置，屋外中型布置是將所有電氣設備都安裝在地面設備支架上，母線下不布置任何電氣設備，具有布置比較清晰、不易誤操作、運行可靠、施工和維修都比較方便、構架高度低、造價低等的優點，是本文研究的幾種接線最適合選用配電裝置選型。在110KV變電站中，與普通中型配電裝置相對應的110KV母線設計，多采用軟母線，該型配電裝置在我國已有30多年運行歷史，各地電業部門無論在運行維護還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經驗。2、相關電氣設備及典型接線方式 變電站高壓電氣主接線應該包括的電氣設備包括：主變壓器、變壓器高壓引出線

10、、母線、隔離開關、斷路器、跨條、繼電保護裝置、電流互感器、電壓互感器、避雷器、電壓互感器等等。在110KV變電站電氣主接線設計中，主要考慮終端變電站和中間變電站這兩種功能的變電站。終端變電站又稱受端變電站，這類變電站接近負荷中心，110KV進線一般為兩路進線，通過兩臺主變將電能分配給低壓用戶；在確保供電可靠性的前提下，變電站主接線設計應有利于規范化、簡單化、自動化及無人化，盡可能減少占地面積，變電站主接線方式應根據負荷性質，電氣設備特點及上級電網強弱等因素確定。一般終端變電站高壓側主接線形式常選用以下三種方式：a線路變壓器組接線；b外橋接線；c內橋接線。中間變電站具有交換系統功率（110KV母

11、線上有穿越功率）和降壓分配功率（110KV通過主變將電能分配給低壓用戶）的雙重功能，它是中心變電所和終端變電所之間的中間環節。這類變電站主接線方式既不能像終端變電所那樣簡單，也不必像中心變電所那樣復雜，應根據變電所在系統中的地位和作用來確定，一般中間變電所高壓側主接線形式常選用以下四種接線方式：（1）單母線接線；（2）單母線分段接線；（3）內橋接線外加跨條；（4）四角形接線。五、電氣主接線常見8種接線方式優缺點分析 1、線路變壓器組接線 線路變壓器組接線就是線路和變壓器直接相連，是一種最簡單的接線方式。線路變壓器組接線的優點是斷路器少，接線簡單，造價省。相應220kV采用線路變壓器組，110k

12、V宜采用單母分段接線，正常分段斷路器打開運行，對限制短路電流效果顯著，較適合于110kV開環運行的網架。但其可靠性相對較差，線路故障檢修停運時，變壓器將被迫停運,對變電所的供電負荷影響較大。其較適合用于正常二運一備的城區中心變電所，如上海中心城區就有采用。2、橋形接線 橋形接線采用4個回路3臺斷路器和6個隔離開關，是接線中斷路器數量較少、也是投資較省的一種接線方式。根據橋形斷路器的位置又可分為內橋和外橋兩種接線。由于變壓器的可靠性遠大于線路，因此中應用較多的為內橋接線。若為了在檢修斷路器時不影響和變壓器的正常運行，有時在橋形外附設一組隔離開關，這就成了長期開環運行的四邊形接線。 3、多角形接線

13、 多角形接線就是將斷路器和隔離開關相互連接，且每一臺斷路器兩側都有隔離開關，由隔離開關之間送出回路。多角形接線所用設備少，投資省，運行的靈活性和可靠性較好。正常情況下為雙重連接，任何一臺斷路器檢修都不影響送電，由于沒有母線，在連接的任一部分故障時，對電網的運行影響都較小。其最主要的缺點是回路數受到限制，因為當環形接線中有一臺斷路器檢修時就要開環運行，此時當其它回路發生故障就要造成兩個回路停電，擴大了故障停電范圍，且開環運行的時間愈長，這一缺點就愈大。環中的斷路器數量越多，開環檢修的機會就越大，所一般只采四角(邊)形接線和五角形接線，同時為了可靠性，線路和變壓器采用對角連接原則。四邊形的保護接線

14、比較復雜，一、二次回路倒換操作較多。 4、單母線分段接線 單母線分段接線就是將一段母線用斷路器分為兩段，它的優點是接線簡單，投資省，操作方便；缺點是母線故障或檢修時要造成部分回路停電。 5、雙母線接線 雙母線接線就是將工作線、電源線和出線通過一臺斷路器和兩組隔離開關連接到兩組(一次/二次)母線上，且兩組母線都是工作線，而每一回路都可通過母線聯絡斷路器并列運行。與單母線相比，它的優點是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復供電，另外還具有調度、擴建、檢修方便的優點；其缺點是每一回路都增加了一組隔離開關，使配電裝置的構架

15、及占地面積、投資費用都相應增加；同時由于配電裝置的復雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發生誤操作，且不宜實現自動化；尤其當母線故障時，須短時切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發電廠和變電站是不允許的。 6、雙母線帶旁路接線 雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎上，增設旁路母線。其特點是具有雙母線接線的優點，當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統復雜化，投資費用較大，一般為了節省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設專用的旁路斷路器，出線少于 5個回路時，則采用母聯兼旁路或旁路兼母聯的接線方式。 7、雙母

16、線分段帶旁路接線 雙母線分段帶旁路接線就是在雙母線帶旁路接線的基礎上，在母線上增設分段斷路器，它具有雙母線帶旁路的優點，但投資費用較大，占用設備間隔較多，一般采用此種接線的原則為： (1)當設備連接的進出線總數為1216回時，在一組母線上設置分段斷路器。 (2)當設備連接的進出線總數為17回及以上時，在兩組母線上設置分段斷器。 8、3/2(4/3)斷路器接線 3/2(4/3)斷路器接線就是在每3(4)個斷路器中間送出2(3)回回路 ,一般只用于500kV(或重要 220kV)電網的母線主接線。它的主要優點是：(1)運行調度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環狀供電；(2)檢修時操作方

17、便，當一組母線停支時，回路不需要切換，任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式霆，不需切換；(3)運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發生故障時，任何回路都不停電。2/3(4/3)斷路器接線的缺點是使用設備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資費用大，保護接線復雜。 六、總結 綜上述所述，為了能更好的設計出更可靠、更具經濟型、更安全的電氣主接線，必須很好的了解電氣主接線設計中所要考慮到的各方面的問題和電氣主接線設計中的基本要點，并且要時刻關注接線中的關鍵問題。有了這些前提，還要熟悉各種常見的接線方式，這樣才能夠設計出符合現實生活的電氣主接線，給人們帶來方便，給國家帶來效益。 參考文獻 1韓肖清

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