变配电所主接线方案设计

项目三变配电所主接线方案设计任务一、一次主接线方案的设计了解供配电系统电气主接线设计的基本要求熟悉工厂供配电系统的基本类型掌握对供配电线路导线和电缆的选择学习目标3.135kV/10kV变配电所电气主接线3.1.1变配电所对电气主接线的评价和基本要求评价指标：可靠性①断路器停电检修时，对供电的影响程度；②进线或出线回路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间；③母线故障或母线检修时，停电范围和停电时间；④母线联络断路器故障的停电范围和停电时间；⑤全部停电的机率。灵活性①满足调度正常操作灵活的要求使供配电系处于最经济、最安全的运行状态。②满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。③满足接线过渡的灵活性。④满足处理事故的灵活性。1.应符合国家有关标准和技术规范要求，能充分保证人身和设备的安全；2.满足电力负荷的可靠性要求3.能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷发展；4.主接线简单、投资少、运行费用低。基本要求：经济性①采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。②在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小、以高代低。③在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求减少占地，节省配电装置征地的费用。3.135kV/10kV变配电所电气主接线3.1.2变配电所对电气主接线的选择原则和主要配置选择主要原则：（1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。即根据变电所所在系统中的地位、作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。（2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出现故障应急处理的要求。（3）各种配电装置接线的选择，要考虑该配电装置所在的变电所性质、电压等级、进出线回路数、采用的设备情况、供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。（4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过渡。（5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。主要配置：（1）隔离开关的配置：原则上，各种接线方式的断路器两侧应配置隔离开关，作为断路器检修时的隔离电源设备；各种接线的送电线路侧也应配置隔离开关，作为线路停电时隔离电源之用。此外，多角形接线中的进出线、接在母线上的避雷器和电压互感器等也要配置隔离开关。（2）接地开关和接地器的配置：为保障电气设备、母线、线路停电检修时对人身和设备的安全，在主接线设计中要配置足够数量的接地开关或接地器。（3）避雷器、阻波器、耦合电容器的配置：为保持主接线设计的完整性，按常规要在主接线图上标明避雷器的配置。在6~10kV配电装置的母线和架空线进线处一般都要装设避雷器。各级电压配电装置的阻波器、耦合电容均要根据系统通信的要求配置。主要配置：（4）电流、电压互感器的配置：首先应使变电所内各主保护的保护区与后备保护的保护之间互相覆盖或衔接，以消除保护死区。小接地短路电流系统一般按两相式配置电流互感器，220kV变电所的10kV出线、所用变压器和无功补偿设备通常要在主变压器回路配置两组电流互感器。电压互感器的配置方案，与电气主接线有关，目前国内500kV和220kV变电所，采用双母线接线时通常要在每段母线上装设公用的三相电压互感器，为线路保护、变压器保护、母差保护、测量表计、同期提供母线二次电压。（5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。3.1.3电气主接线有关基本概念图示配电所共有两路10kV电源进线，架空线WL1，电缆线WL2。最常见的进线方案是一路电源来自发电厂或电力系统变电站，作为正常工作电源，另一路取自邻近单位的高压联络线，作为备用电源，也可两路电源同时供电。母线是配电装置中用来汇集和分配电能的导体。因为该配电所只采用一路电源工作，一路电源备用，因此母线分段开关通常是闭合的，高压并联电容器对整个配电所进行无功补偿。一旦工作电源发生故障或母线检修时，可切除该路进线后，投入备用电源即可恢复对整个配电所的供电。每段母线的进线和出线上都接有电流互感器，且电流互感器均有两个二次绕组，其中一个接测量仪表，另一个接继电保护装置。每段母线上都安装有电压互感器，各段母线上都装设了避雷器。避雷器和电压互感器同装设在一个高压柜内，且共用一组高压隔离开关。此高压配电所共有6路高压配电出线，分别由左段母线WB1经隔离开关-断路器供车间变电所和供无功补偿用的高压并联电容器组；由右段母线WB2经隔离开关-断路器供高压电动机用电和供车间变电所。由于高压配电线路都是由高压母线分配，因此其出线断路器需在母线侧加装隔离开关，以保证断路器和出线的安全检修。变电站的主接线模拟图何谓母线？母线在供配电系统中起什么作用？你能回答吗？供配电系统中的电气主接线中，通常配置哪些电气设备？变配电所对电气主接线的设计一般从哪些方面进行评价？变配电所对电气主接线的基本要求有哪些？3.2常用电气主接线方式及特点3.2.1单母线接线和单母线分段接线1、单母线接线各电源和出线都接在同一公共母线上，其电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线回路。优点接线简单、清晰，采用设备少、造价低、操作方便、扩建容易。缺点可靠性不高，发生任一连接元件故障或断路器拒动及母线故障时，都将造成整个供电系统停电。2、单母线分段接线用断路器将母线分段，分段后母线和母线隔离开关可分段轮流检修。对重要用户，可从不同母线段引双回路供电。当一段母线发生故障、任一连接元件故障和断路器拒动时，由继电保护动作断开分段断路器，将故障限制在故障母线范围内，非故障母线继续运行，整个配电装置不会全停。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，这样就减少了系统的发电量，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。2、单母线分段接线接线简单、操作方便、投资少，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，保证正常母线不间断供电，不致使重要的用户停电，提高了供电的可靠性。优点：缺点：一般认为单母线分段接线应用在6～10kV，出线在6回及6回以上时，每段所接容量不宜超过25MW。3.2.2双母线接线1、普通双母线接线双母线接线方式适用于35kV出线回路为8回，110～220kV出线为4回及以上的220kV母线。当母线1检修时当母线Ⅱ检修时提高了供电的可靠性！2、双母线带旁路母线的接线增设旁路母线，特点是具有双母线接线的优点，当线路侧或主变侧的断路器检修时，仍能继续向负荷供电。但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大。当主变侧断路器检修时进一步提高了供电的可靠性！当线路侧断路器检修时2、双母线带旁路母线的接线加旁路母线虽然解决了断路器和保护装置检修不停电问题，但旁路母线也带来了投资费用较大，占用设备间隔较多等诸多不利因素。近年来，随着供配电技术的飞速发展，系统可靠性进一步提高，新技术、新设备大量投入，继电保护装置实现微机自动化，设备维护工作量大幅度减少，母线连续不检修运行的时间不断增长。特别是双重化配置的保护，可以一套保护运行，另一套保护停用更换插件，不需要旁路保护代替。目前220kV及以下新设计的变电站，一般都按无人值守方式设计。因此，旁路母线的作用已逐渐减弱，作为电气主接线的一个重要方案，带旁路母线的接线已经完成了它的历史作用，新建工程中基本上不再采用带旁路母线的接线方式，这种接线方式很快将成为一种过去式。3.2.3桥式接线当电站只有两台主变和两条输电线路时，为增加供电的可靠性，在两个单元之间接一条桥支路，即构成桥形接线。桥形接线有两种连接方式：将桥支路接在变压器侧称为内桥接线；将桥支路接在线路侧称为外桥接线。电源Ⅰ电源Ⅱ35~110kV6~10kVT1T2(a)内桥式接线图3.5桥式接线电源Ⅰ电源Ⅱ35~110kV6~10kVT1T2(b)外桥式接线当电站在系统中担任基荷，主变很少切除或输电线较长且两线路同供相同用户时，多采用内桥接线；若电站在系统中担任峰荷，发电机组经常开机停机，为减少主变运行中的损耗，有必要经常投入和切除变压器，或者输电线路不长，用两线路送电给不同的地区，则常采用外桥接线。桥形接线广泛应用于110KV的中型水电站。3.2.410kV/0.4kV变电站的电气主接线中型工厂的车间变电站和小型工厂变电所以及常在马路边看到的箱式新型变电所，通常都是将6~10kV的高压降为一般用电设备或用户所需的低压380/220V的终端变电站，其变压器容量通常不超过1000kVA，电气主接线方案比较简单。1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图对于户外变电所、箱式变电站或杆上变压器，高压侧可以用户外高压跌落式熔断器，主接线受跌落式熔断器切断空载变压器容量的限制，一般只适用于630kVA及以下容量的变电所中。1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图对户内结构的变电所，高压侧可选用隔离开关和户内式高压熔断器，隔离开关在检修变压器时切断变压器与高压电源的联系，但仅能切断320kVA及以下变压器的空载电流，因此停电时要先切除变压器低压侧的负荷，然后才可拉开隔离开关。为加强变压器低压侧保护，变压器低压侧出口总开关尽量采用低压断路器。这种电气主接线仍然存在着在排除短路故障时恢复供电的时间较长缺点，供电可靠性也不高，只适用于三级负荷的变电所。1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图变压器容量在560~1000kVA时的变电所变压器高压侧选用负荷开关和高压熔断器时，负荷开关可在正常运行时操作变压器，熔断器可在短路时保护变压器。当熔断器不能满足断电保护条件时，高压侧应选用高压断路器。这种接线方式由于负荷开关和熔断器能带负荷操作，从而使得变电所的停、送电操作更加简便灵活。1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图变压器容量在1000kVA以下的变电所的变压器，高压侧可选用隔离开关和高压断路器的接线方案，其中隔离开关作为变压器、断路器检修时隔离电源用，需要装设在断路器之前，而高压断路器则作为正常运行时接通或断开变压器并在变压器故障时切断电源用。这种接线方案一般也只适用于三级负荷；但如果变电所低压侧有联络线与其他变电所相连时，或另有备用电源时，则可用于二级负荷。2.装有两台主变压器的变电所主接线图装有两台主变压器的变电所的电气主接线有三种方案：第1种电气主接线的供电可靠性较高，当任一主变或任一电源进线停电检修或故障时，该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。如果两台主变高压侧断路器装设互为备用，则任一主变高压侧断路器因电源断电或失压而跳闸时，另一台主变高压侧的断路器将自动合闸，恢复整个变电所的供电。这时该变电所可供一、二级负荷。2.装有两台主变压器的变电所主接线图第2种接线中，任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。但在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍要停电。这时只能供电给三级负荷。如果有与其他变电所相连的高压或低压联络线时，则可供一、二级负荷。2.装有两台主变压器的变电所主接线图第3种接线中，高低压侧均为单母线分段的主接线，其两段高压母线在正常时可以接通运行，也可以分段运行。任一台主变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，均可迅速恢复整个变电所的供电，因此供电可靠性相当高，通常用来供一、二级负荷。环网柜你能回答吗？与单母线接线相比，双母线接线有何优点？双母线带旁母的接线方式是否很普遍？10kV/0.4kV变电所的电气主接线有哪些形式？各适用于什么场合？常见的典型电气主接线方式包括哪些？单母线分段接线有何特点？内桥式接线和外桥式接线各适用于哪些电压等级及场合？3.3低压配电网的基本接线方式低压配电网通常是系统末端的终端变电所，其高压侧有电力转送，一般采用以下几种较为简单的电气接线方案。3.3.1放射式接线低压放射式接线的特点是每个负荷由一单独线路供电，放射式线路之间互不影响，因此发生故障时影响范围小，可靠性高，控制灵活，易于实现集中控制，但缺点是线路多，所用开关设备多，投资大，因此这种接线多用于供电可靠性