红安60KV降压变电所电气工程初步设计毕业设计1

1、红安60kv降压变电所电气工程初步设计目 录中文摘要iabstractii第一篇 说明书- 1 -1 引言- 1 -2 变电所设计原则- 2 -2.1 总则- 2 -2.2 所址选择和所区规划- 2 -2.3 电气部分- 3 -3 10kv架空导线截面选择及校验- 4 -3.1导线截面的选择- 4 -3.2 导线截面的校验- 6 -4.1 无功功率的平衡- 8 -4.2 无功补偿的意义- 8 -4.4.1 线路的功率损耗的计算- 9 -6 确定变电所主接线- 15 -6.1 对电气主接线的基本要求- 15 -6.2 变电所主接线设计原则- 15 -6.3 变电所主接线的设计步骤- 16 -6.

2、4 主接线的选择- 16 -7 短路电流计算- 20 -7.1短路的定义及类型- 20 -7.2计算短路电流的目的- 20 -7.3短路的原因- 20 -7.5短路电流的计算- 21 -8 电气设备选择- 23 -8.1 电气设备选择的一般原则- 23 -8.2 断路器的选择- 23 -8.3 隔离开关选择- 25 -8.4 互感器选择- 27 -8.5 避雷器的选择- 29 -8.6 汇流母线的选择- 29 -8.7 熔断器的选择- 32 -8.8高压开关柜的选则- 33 -9 确定室外设备布置方式- 35 -9.1高压配电装置和设计原则及要求- 35 -9.2 设备的配置- 36 -9.3

3、 配电装置的选择- 38 -10 防雷保护设计- 39 -10.1变电所直击雷的过电压保护- 39 -10.2变电所直击雷保护的基本原则- 39 -10.5 避雷针的设计- 40 -第二篇 计算书- 42 -1. 10kv架空线路选择- 42 -1.1 制订厂(双回路)- 42 -2.1 - 53 -3.1 主变容量的选择- 57 -1.0- 57 -3.2变压器有功和无功损耗- 57 -5.2系统各参数电抗标幺值- 61 -7防雷保护计算- 77 -结论- 80 -致谢- 81 -参考文献- 82 -附录- 83 -a1.1- 83 - 89 -中文摘要本毕业设计论文是红安降压变电所电气工程

4、（部分）初步设计。 待设计变电所为地区公用变电所，电压等级为60kv/10kv，60kv侧有两回进线，另外有两回转供线，10kv侧有出线段13回。设计要求变电所功率因数在0.9以上，所有用户10kv线路入口处的电压偏移为5%，电压损耗不超过8%。60kv侧电气设备的选择:变压器、隔离开关、高压断路器、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器。10kv侧电气设备的选择:高压熔断器、所用变、隔离开关、高压断路器、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器、开关柜。变压器的选择包括：所有10kv线路的导线；静电补偿电容器；主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、

5、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合本所要求的主接线。变电所用接线包括：变电所接线的总要求以及变电所母线接线设计。短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、以及各短路点的计算等知识。高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和60kv的配电装置，决定此次设计对本厂采用分相中型布置。继电保护和自动装置的规划，包括总则、自动装置、一般规定主变压器、母线等设备的

6、保护，而变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计，要确定避雷针的位置、个数、高度、进线保护长度。关键字：变电所 电气工程 设计abstractthis graduation design is a hongan secondary substation electrical engineering (part) design. whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equ

7、ipments choose with principle according to. the choice of the transformer includes: main transformer use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; the electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord conn

8、ects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request connects the line; the factory connects with the

9、 electricity the line includes: the factory connect the linear total request and factory to connect the line design with the mother line with the electricity. the short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electr

10、ic current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailedly, and each calculation etc. knowledge that short circuit order; the choice of the high pressure electricity equipments includes the mother line, high pressure breaks the road machine and

11、insulate the switch, electric current to feels with each other the machine, electric voltage feels with each other the choice principle of the machine, high pressure switch cabinet with request, and proceed to these equipmentseses the school check with the related introduction in product. but go tog

12、ether with the design principle of the electricity device, request to go together with the electricity device with 60 kv according to this thesis a high pressure for introducing, decide this time design to adopt the cent the mutually medium-sized arranging to the my plant. after electricity protecti

13、on with the programming of the automatic device, include total, automatic device, general provision with the protection of generator, transformer, mother line etc. equipments, but power plant with change to give or get an electric shock a design for defending thunder protecting then primarily aiming

14、 at lightning rod with lightning arrester. key word: secondary substation electric engineering design第一篇 说明书1 引言当今电能已经成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理地驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低成本、提高经济效益的目的。随着国民经济的发展，电网装机容量迅速增长，电力供应问题就十分重要了，所以变电所的设计是非常重要的。众所周知，变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务

15、。对电网的安全运行起着举足轻重的作用。变电所的类型很多种，有枢纽变电所、中间变电所、地区变电所等。此次设计是常规设计，设计题目是红安60kv降压变电所电气工程初步设计。按照国家规定和设计要求，进行了10kv导线的选择、静电补偿电容器的选择、变压器的选择、主界线的确定、准确的短路计算、设备选择等等，并进行了严格的校验。所设计的变电所可以满足电网运行的安全性和可靠性。现在大容量发电机组的不断投运、超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂。电力建设的更新与改造显得十分重要。十余年来，国内外都对变电站综合自动化技术展开了讨论和研究。随着自动化技术的发展，变电站综合自动化技术得到了迅

16、速发展，有许多新概念、新理论设计的变电站综合自动化系统投入运行。展现了极强的生命力，并成为我国电力工业推行技术进步的重点之一。电能是目前使用的最重要能源，其优点很多。电力工业的发展与国民经济的发展有密切的关系。这就要求电网有较高的供电质量、供电可靠性和安全性。而变电站在电网中的地位又十分重要，因此变电所建设的前景是美好的。2 变电所设计原则2.1 总则1电所的设计必须贯彻执行党的有关方针、政策，设计中应不断终结实践经验，在保证安全运行、经济合理的条件下，力求接线简化，布置紧凑和逐步提高自动化水平，并积极慎重地采用新技术。2变电所应根据510年电力系统发展规划进行设计，枢纽变电所连接的电源数和回

17、路数，还应该根据电力系统运行完全和经济等条件确定。2.2 所址选择和所区规划2.2.1 所址选则1 所址的选择应符合下列要求： 接近负荷中心； 不占或少占农田； 便于各级电压线路的引入和引出,架空线路走廊应与此同时确定； 交通运输方便； 尽量不设在空气污秽地区,否则采用防污措施或设在污秽源上风道； 所址不应为积水淹没，并有足够排洪设施； 生活和生产用水的可靠水源；。 确实所址时应考虑对邻近设施的影响。2 为了减少所占面积或地区面积受到限制时，配电装置中尽量采用少占地的电网或布置采用高型或半高型方式等。2.2.2 管线的布置各地下管线之间和地下管线与建筑物，构筑物，道路之间最小净距，应根据敷设和

18、检修的要求。建设物的基础的构造，管线的埋设深度，检修的位置及当地其他条件确定其最小距可参照，变电所设计技术规程的“附录-”所列数值。2.2.3 所区内、外通道变电所应有道路与外部公路连接，其路面宽度一般不小于3.5米，变电所内应设置环行道路或回车道、环行道，路面宽度一般为3米，由变电所大厅至主变电器的道路可适当加宽。变电所内应设巡视小道，并可利用电缆沟盖板作为部分巡视小道。2.3 电气部分2.3.1 主变压器1变电所中一般装设两台变压器，如只有一个电源或变电所可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。2 变电所主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力吨度年个 510年的发展规

19、划进行选择，装有两台以上主变压器变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证70%的全部负荷，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。3电力潮流变化和电压偏移大的变电所，如经计算，普通变压器不能满足电力系统和用户对电压的要求，应尽量采用有载调压变压器，当电力系统运行确有需要时，可装设单独的调压变压器。2.3.2 主接线（1）变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活，操作方便和节约投资等要求。（2）当能满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路变压器组或桥型接线等。当能够满足电力系统中继电

20、保护的要求时，也可采用线路分支接线，如有扩建的要求，在布置上应为过度到最终接线准备条件。（3）3560kv干线配电装置中当出线为2回时，一般采用桥型接线,当出线为2回以上时，一般条件采用分段单母线接线，出线回数较多连接电源较多，负荷大或污秽的环境中的3560kv屋外配电装置，可采用双母线接线6kv和10kv配电装置中，可设置一般采用单母分段母线和单母线接线。（4）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6千伏和10千伏配电装置中，可设置旁路母线。（5）接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，一般合用一组隔离开关接在变压器引线上的阀型避雷器回路中，一般不装设隔离开关。（

21、6）大容量变电所中为限制6kv和10kv出线上短路电流一般采用下列措施之一。 变压器分列运行。 在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。 采用低压侧为分裂绕组的变压器。（7）在出线上装设电抗器的6kv和10kv配电装置中，向不同用户供电的两回线可共用一台断路器和一组电抗器，但每回线上应各装一组出线隔离开关。3 10kv架空导线截面选择及校验架空线是软导体，架空线的选择主要是截面选择，而架空线路的型号则视具体情况而定。而在导体截面选择时应针对不同的电力网特点，灵活运用技术经济条件，只有这样选出的导线才是合理的。 架空线路一般用裸导线，其结构型式主要有单股线、多股绞线、钢芯铝绞线、扩径导线、空心导线

22、、分裂导线几种。常用架空线的型号、规格，由材料、结构的汉语拼音的第一个字母在写表示，额定载流截面积（mm2）和钢线部分额定截面积（mm2）等几部分组成，字母含义为：t铜l铝g钢j多股绞线lh铝合金f防腐型等。本线路设计采用lgj型架空线，含义为机械强度为普通型的钢芯铝绞线。配电装置中软导线的选择，应根据（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。在含盐量较大的沿海地区或周围气体对铅有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝铰线。当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。在电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必

23、须满足电量的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数。对于220kv及以下的配电装置，电晕对导线截面一般不起决定作用，故可根据流选择导线截面。导线的结构型式可采用单根钢芯铝铰线或由钢芯绞线组成的复导线。注:本次设计采用的是钢芯铝铰线。3.1导线截面的选择导线截面可按最大长期允许电流或经济电流密度选择。对负荷利用小时数大（通常指5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机，变压器的连接导体，其截面一般按经济电流密度选择，而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期允许电流来选择。根据电力工程电气设计手册架空电力线路的导线截面积选择10kv及以下架空配电线路，以及

24、负荷不大，供电距离较远，最大负荷利用小时较传输容量大的回路，均应按经济电流密度法选择导线截面。 注:本次设计采用经济电流密度法选择导线截面。3.1.1 按最大长期工作电流选择母线所在回路的最大长期工作电流应不大于导体长期发热的允许电流,即 式(3-1)式中:相对于母线允许温度和标准环境条件下导体长期允许电流综合修正系数与环境温度和导体连接方式（如螺栓连接、超声波搪锡搭连等）有关，可查有关系数3.1.2 按经济电流密度选择按经济电流密度选择架空线截面可使年综合费用最低。年综合费用最低，年综合费用包括电流通过导体产生的年电能损耗费。导体投资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看导线截面越大越好，从

25、降低投资，折旧费和利息费的角度看，则希望截面越小越好。综合这些因素，使年综合费用最小时所对应的导线截面称导线的经济截面，对应的电流密度称为经济电流密度母线的经济截面可由下式决定： 式（3-2）式中： 母线的经济截面（mm2）；经济电流密度（a/ mm2）；正常工作时的最大长期工作电流（a）。 = 式（3-3） 式中：本线路的有功功率（kw）； 本线路的额定电压 (kv)；本线路的功率因数。注:当双回路时， = 式（3-4）当单回路时， = 式（3-5）选出标准截面应接近于计算截面，然后用求得的导线标准截面的实际、计算实际线路的实际电压损失。再与允许电压损耗相比较，判断选择是否适合。3.2 导线

26、截面的校验 导线截面校验方法一般包括电晕电压校验、机械强度校验、热稳定校验、导体载流量的校验、电压损耗校验。 电晕电压校验：电晕放电将引起电晕损耗、无线电干扰、噪声干扰和金属腐蚀等不利现象。电晕的产生与电压等级及导体的直径有很大关系。只有在110kv及以上电压等级才需要校验电晕电压，本次设计的是10kv线路电压等级不够所以不用进行电晕电压校验。 机械强度校验：导线截面应保证一定的机械强度。由于架空线在运行时要承受一定的机械负载，所以要求导线截面不可过小。否则难以保证应有的机械强度。通常根据重要程度将架空线分成三个等级：35kv以上线路为i类线路，1-35kv为类线路，1kv以下为类线路,只有3

27、5kv及以上的线路才需要校验。本次设计属于类线路单股导线导体材料为钢筋铝绞线，所以不用进行机械强度校验。热稳定校验：本次设计选择的是组合导线是按照经济电流密度法选择，起且热稳定能满足要求，所以一般不作热稳定校验。 综上所述，只进行导体载流量校验和电压损耗校验即可。3.2.1 按导体载流量校验按导体载流量校验时，允许温度为钢芯铝绞线取+70验算时的周围空气温度采用当地取高年平均气温，架空电力线路的导线截面应使导线的最大长期工作电流。小于其持续工作电流，即。长期允许电流修正式如下： 式（3-6) -修正系数；-导体或电气设备正常发热允许最高温度设计中；-环境最高温度38；-导体额定的温度25。校验

28、:若 则合格。31.2 按电压损失校验电压损耗: 式(3-7)-各段线路电阻；-各段线路电抗；-各段线路通过的有功功率；-各段线路通过的无功功r率；-线路上的额定电压。 式(3-8) -线路长度； -每千米线路电阻； -每千米线路电抗。注:电压损失不超过8%则合格。本设计含有单双回路，从最恶劣情况来看双回路中，有一条线路开路，即仅有一条回路工作，所以在线路损耗上全部采用以上公式来进行计算，如果电压损失的情况符合条件，那么双回路一定符合条件。10线路的参数清单:表3.1序号负荷名称线路状况型号经济密度()电阻值()电抗值()回路长度1制钉厂24lgl-951.010.330.3712齿轮厂23l

29、gl-1501.090.210.3583电炉厂23lgl-1500.850.210.3584齿轮厂26lgl-701.090.450.3825钢网厂27lgl-951.180.330.3716矿山机械厂19lgl-1501.010.210.3587电焊机厂24lgl-1200.940.270.3658机修配厂18lgl-1201.090.270.3654 静电补偿电容器的选择电力系统的无功功率平衡是系统电压质量的根本保证。在电力系统中，整个系统的自然无功负荷总大于原有的无功电源。因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制。不仅可保证电压质量，而且将提高电力系统运行的稳定性、安全性和经

30、济性。电力系统中，必须设法提高电力网中各有关部门的功率因数，以充分利用电力系统中各发电设备和变电设备的容量，增加其输电能力，减小供电线路导线的截面，节约有色金属，减小电力网中的功率损耗和电能损耗，并降低线路中的电压损失和电压波动，以达到节约电能和提高供电质量的目的，为了补偿无功功率，在工业企业中经常装设电力电容器作为补偿装置。补偿装置都是设置于发电厂、变电所、配电所或开关站中，大部分连接在这些厂站的母线上，也有的补偿装置是并联或串联在线路上。电容器型号由系列代号、介质代号、设计序号、额定电压、额定容量、相数或频率尾注号或使用环境等部分组成，符号代号一般用汉语拼音字头表示。本设计选用电容器型号为

31、bwf10.5-200-1w型号含义为：并联，烷基苯浸复合介质，10.5kv，200 kvar单相户外式电容器。4.1 无功功率的平衡系统的无功功率平衡是电力系统运行中的一个重要问题。所谓无功功率平衡就是指在运行的每一个时刻系统中各无功电源发出的无功功率要等于用户所消耗的无功功率（即无功负荷）与系统中各环节上无功功率损耗之和。电力系统的无功功率电源除了发电机外还有同步调相器、静电电容器及静止补偿器。后三种装置又称为无功补偿装置。本设计采用补偿装置为静电电容器,且采用星型接法。4.2 无功补偿的意义（1）提高功率因数；（2）改善电能质量；（3）降低网络功率损耗和电能损耗。4.3 电容器的选择原则

32、1）补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置；（2）对于110kv及以下电网中的串联电容补偿装置，可以减少线路电压降，降低受端电压波动，提高供电电压；在闭合电网中，改善潮流分布，减少有功损耗；（3）对于并联补偿装置的（同期）调相机，可以向电网提供可无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压；并可以强励补偿容性无功，提高电网的稳定性；（4）对于并联补偿装置，可以向电网提供可阶梯调节的容性无功，以补偿多余的感性无功；减少电网有功损耗和提高电网电压；（5）对于静止补偿装置，可以向电网提供可快速无级连续调节的容性和感性无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功损耗，提高系

33、统稳定性，降低工频过电压的功能。（6）电力电容器的台数应均为6的倍数。因为电容器集中补偿在变电所的低压侧且本设计中低压侧采用单母分段，为了保证无功功率的平衡，所以电容器的选择应为6的倍数。（7）因为6kv以上的并联电容器采用y型接线，所以本次设计电容器应选择y型接线。4.4 电容器的计算4.4.1 线路的功率损耗的计算 式（4-1） 式（4-2） 式中：线路总有功损耗（）；线路总无功损耗（）；、线路末端有功功率和无功功率（，）；线路末端电压()。 双回路时：（1）两条线路运行 式（4-3） （2）一条线路运行 式（4-4）4.4.2 总的线路的损耗 式（4-5） 式（4-6）4.4.3 各回路

34、的计算负荷 式（4-8） 式（4-9）4.4.4 计算变电所的低压侧母线的负荷(kp=0.88 ,kq=0.9) 式（4-10）4.5 功率因数的计算4.5.1 计算补偿前总平均功率因数()当0.9 合格 式（4-12）4.6 选择电容器电容器型号为bwf10.5-200-1w表4.1型号额定电压（）标称容量（）标准电容相数外型尺寸（mm）重量（kg）bwf10.5-200-1w105200157817001741010120由此可见，每台电容器的容量为200 kvar，则需要电容器36台，每相6台,并列使用，星型接线。若考虑在变压器的二次侧加电容器进行补偿，则在选定变压器前应减掉补偿的无功功

35、率，加电容器后应再次经过计算保证变电所的功率因数达到0.9以上。 则补偿后低压侧母线的：p=17280.824（kw）q=13578.93（kvar） s=8779.9（kva）注：本设计采用器型号为bwf-200-1w5 主变压器的选择5.1规程1 主变容量和台数的选择,应根据有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所，其中一台停运后，其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的，在计算其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。若变电所有其它的能源可保证主变停运后用户的一级负荷，则可装设一台主变压器。2与电力系统连接的变压器，若不受运输条件的限制，应选用三相变压

36、器。3根据电力负荷的发展情况及潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通讯线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。4 在具有三种电压的变电所中，若通过主变各侧绕组的功率均达到该变压器容量的以上，或者第三绕组需要装设无功补偿装置时，均宜采用三绕组变压器。5 主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程的有关规定。5.2 主变选择的一般原则5.2.1 主变台数的确定为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可只装设一台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应装设台主变。5.3

37、 变压器形式的选择1主变一般采用三相变压器，若因制造和运输条件的限制，在的变电所中，可采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时，应考虑设备用相，当主变超过一组时，且各组容量满足全所负荷的时，可不装备用相。2当系统有调压的要求时，应采用有载调压变压器。对新建的变电所，从网络经济运行的观点出发，应注意选用有载调压变压器。其所附加的工程造价，通常在短期内是可以收回的。3与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定外，一般采用自耦变压器，但仍需作经济技术比较。4具有三种电压的变电所，例如、，一般采用三绕组变压器。5.4 主变容量的选择1根据10kv侧负荷表计算（详细的计算过

38、程见计算书），最大负荷为： =2装有两台及以上主变压器的变电所，当开断一台变压器时，另一台变压器的容量一般应保证全部符合的。因此，对于装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量可按下式确定： 式（5-1）式中-所有厂的计算负荷本设计选用两台变压器，其型号为，其主要的技术参数为：表5.1额定容量（kav）电压组合联合组编号空载损耗(w)负 载损 耗（w）阻抗电压(%)空载电流（%）高压（kv）高压分接范围低压(kv)630060%6.3yn1000036000913重量()外形尺寸()轨距()器身油重总重长宽高147595908550239804325343043305.5 变压器功率损耗的估

39、算5.5.1 总的有功功率损耗的计算公式为 式(5-2) 5.5.2 总的无功功率损耗的计算公式为 式（5-3）式中：、变压器的短路损耗和空载损耗，；变压器的额定容量；变压器负荷的视在功率；变压器的空载电流百分比；变压器的短路电压有效值；并列运行变压器的台数。5.5.3 计算总的负荷 式（5-4） 式（5-5）5.4.3 校验补偿后的功率因数0.9 则合格 式（5-6）如果补偿后的总的平均功率因数不满足要求，则还需要进行无功补偿，补偿后需要再次的确定变压器的容量，重新计算功率因数直到满足要求为止，则最终选定变压器的容量作为设计的结果。注：本设计选用两台变压器，其型号为6 确定变电所主接线变电所

40、电气主接线指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力笑纹接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。6.1 对电气主接线的基本要求根据我国能源部规定：变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量，负荷性质、线路变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便，投资节约和便于过渡或扩建等要求。（1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类用

41、户以一个电源供电即可，对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。同时，在确定主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。（2）电气主接线应具有一定的灵活性和方便性，以适应电气装置的各种情况，不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，不中断对用户的供电或者减少停电的时间，缩小停电的范围，并且操作简便，误操作的可能性小。（3）电气主接线应在满足上述技术要求的前提下，尽可能经济，尽量减少设备投资费和运行费，并相应注意节约占地面积和搬迁费用。（4）具有发展和扩展的可能性。电气主接线在设计时应留有发展余地，

42、不仅要老虎最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工方便。6.2 变电所主接线设计原则6.1.1 考虑变电所在电力系统中的作用和地位变电所在电力系统中的作用和地位是决定主接线的主要因素，变电所是枢纽变电所，地区变电所，终端变电所，企业变电所还是分支变电所。由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性，灵活性，经济性的要求也不同。6.1.2 考虑近期和远期的发展规模变电所主要接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。6.1.3 考虑负荷的

43、重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷来说，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，（应保证全部负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络），应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。6.1.4 考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高。因此，其对主接线的可靠性，灵活性的要求也高，而容量小的变电所，对其主接线的可靠性、灵活性的要求低。6.1.5 考虑备用容量的有无和大小对主接线影响发

44、、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。6.3 变电所主接线的设计步骤主接线的设计是一项繁琐而复杂的工作，影响因素较多且相互制约，往往要多次反复修正，最后才能完成。如认为可以一举成功设计出非常理想的，或是在任何情况下都能能用的主接线，既不现实，也不可能，一般设计步骤如下：（1）对设计依据和原始资料进行综合分析；（2）确定主变压器的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式；（3）所用的电

45、源的引接；（4）论证是否需要限制短路电流，并采取相应措施；（5）对选用的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。6.4 主接线的选择由电力工程电气设备手册：610kv配电装置的出现回路数不超过5回；3563kv配电装置的出线回路不超过3回；适用单母线接线。610kv配电装置出线回路数为6回及以上时，3563kv配电装置出线回路数为48回时，适用单母分段接线。610kv配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时，适3563kv配电装置，当出线回路数超过8回时或连接的电源较多负荷较大时适用双母线接线。内桥接线适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较故障率较高情况。外桥

46、接线适用于较小容量的发电厂变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外侨接线。根据上述以及本变电所所处系统和负荷性质的要求，初步确定高压侧主接线方案：第一种方案是一次侧（60kv侧）采用内桥接线形式:此种方案的特点：优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线母线故障时，全部回路仍需要短 时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障的供电。图6.1第二种方案是一次侧（60kv侧）采用外桥接线

47、形式此种方案的特点：优点：桥形接线有工作可靠，灵活，使用的电器少，装置简单清晰和建设费用底等优点，并且它特别容易为单母分段或双母分段接线。缺点：它适用于线路较短或变压器经常切换的场合。此外，当两条线路间有穿越功率时，也应采用外桥接线，因为这时的穿越功率仅穿过桥断路器，其中任一台断路器检修或故障时，都将影响穿越功率的传送。图6.2结论本变电所选用两台变压器，高压侧采用内桥接线，方便线路的投切第一种方案是二次侧（10kv侧）采用单母分段接线形式:此种方案的特点：优点：单母分段接线可以提高供电的可靠性和灵活性。对重要用户可以从不同段引出两回输电线路，由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动

48、将故障隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户断电，停电两段母线同时故障的机率甚小，可以不予考虑，可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时造成两段同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关完好段即可恢复供电。高压断路器数量少， 四个回路只需要三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运图6.3第二种方案是二次侧（10kv侧）采用单母接线形式:此种方案的特点：优点：接线简单清晰、操作方便、设备少、投资少、隔离开关仅用于检修，不作为操作电器，不容易发生误操作。缺点：(1)母线或隔离开关检修或故障时，将造成全部回路停电。(2)出线断路器进行检修时

49、，该回路将停电。由于这种接线的可靠性和灵活性较差，所以它主要用于小容量的发电厂和边点所中。图6.4结论两种接线方式比较单母线分段比单母线运行可靠性和灵活性有较大的提高。为了运行的可靠性和灵活性低压侧采用的是单母线分段的接线方式。6.5 主接线方案的确定本设计采用变电所供电给重要用户时,一般装设两台变压器。当高压侧有两回电源线路时,可采用桥型接线。低压侧为单母线分段接线。由此从预选方案中低压侧选单母线分段,高压侧选内桥接线。6.6 电气主接线图 为了保证变电所的正常运行，需要加装许多装置。1 在连接桥上加装电压互感器，在桥断路器上加装电流互感器。2 在母线侧加装电压互感器，在分段断路器上加装电流

50、互感器。3 在母线上还要加装电容器组以保证功率因数值。4 变压器还要加装避雷器，保护变压器。 电气主接线图如图一所示。7 短路电流计算7.1 短路的定义及类型所谓“短路”是指电力系统正常支行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的接通。在正常运行时，除中性点以外，相与相或相与地之间是绝缘的。在三相系统中短路的基本形式有：三相短路；两相短路；单相接地短路；两相接地短路。本次设计选用三相接地短路电流计算即,由于短路回路电抗相等,因此三相电流和电压是对称的,故又称为对称短路.而出现其它类型短路时,不仅每相电路中的电流和电压数值不等,其相角也不同,这些短路总称不对称短路。电力网在设计及运行阶段考

51、虑最重要的故障情况下工作的可能性时，三相短路起着决定性的作用。此外，研究三相短路之所以重要，还由于在分析计算不对称短路时，经常利用对称分量法将不对称短路分解成三相对称的形式加以讨论，所以选择三相短路进行计算。7.2 计算短路电流的目的（1）作为选择电气设备（断路器、隔离开关、绝缘子、母线、电缆等）的依据；（2）继电保护的设计和整定；（3）电气主接线方案的确定；（4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作影响等。7.3 短路的原因形成短路的原因很多，主要有以下几个方面：（1）元件损坏。例如设备绝缘材料老化，设计制造，安装及维护不良等所千万的设备缺陷发展成短路。（2）气象条件恶化。例如雷击过电压造成的闪络放电