变配电所主接线方案设计

1、 任务一、一次主接线方案的设计任务一、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掌握对供配电线路导线和电缆的选择学习目标3.1.1 3.1.1 变配电所对电气主接线的评价和基本要求变配电所对电气主接线的评价和基本要求评价指标：评价指标：可靠性可靠性断路器停电检修时，对供电的影响程度；断路器停电检修时，对供电的影响程度；进线或出线回路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间；进线或出线回路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间；母线故障或母线检修时，停电范围

2、和停电时间；母线故障或母线检修时，停电范围和停电时间；母线联络断路器故障的停电范围和停电时间；母线联络断路器故障的停电范围和停电时间；全部停电的机率。全部停电的机率。灵活性灵活性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。全的运行状态。满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。灵活的要求。满足接线过渡的灵活性。满足接线过渡的灵活性。满足处理事故的灵活性。满足处理事故的灵活性。1.1.应符合国家有关标准和技术规范要求，能充分保证人身和应符合国家有关标

3、准和技术规范要求，能充分保证人身和设备的设备的 安全；安全；2. 2. 满足电力负荷的可靠性要求满足电力负荷的可靠性要求3. 3. 能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适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；应负荷发展；4. 4. 主接线简单、投资少、运行费用低。主接线简单、投资少、运行费用低。基本要求：基本要求：经济性经济性采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。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，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。避免以大

4、代小、以高代低。在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要在选择接线方式时，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。力求减少占地，节省配电装置征地的费用。 3.1.2 3.1.2 变配电所对电气主接线的选择原则和主要配置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：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）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。的可靠性、灵活性和经济性的要求。（2）

5、变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，）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。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）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、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。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。）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。）在

6、确定变电所主接线时要进行技术经济比较。主要配置：主要配置：（1）隔离开关的配置隔离开关的配置：原则上，各种接线方式的断路器两：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；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。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接地开关和接地器的配置：为保

7、障电气设备、母线、：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。要配置足够数量的接地开关或接地器。（3）避雷器、阻波器、耦合电容器的配置避雷器、阻波器、耦合电容器的配置：为保持主接线：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。在置。在610kV配电装置的母线和架空线进线处一般都要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

8、通信的要求配置。要根据系统通信的要求配置。主要配置：主要配置：（4）电流、电压互感器的配置电流、电压互感器的配置：首先应使变电所内各：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，相式配置电流互感器，220kV变电所的变电所的10kV出线、所出线、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，与电气主两组电流互感器。电压互感器的配置方案

9、，与电气主接线有关，目前国内接线有关，目前国内500kV和和220kV变电所，采用双变电所，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。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在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。3.1.3 3.1.3 电气主接线有关基本概念电气主接线有关基本概念 图示配电所共图示配电所共有两路有两路10kV电源电源进线，架空线进线，架空线WL1，电缆线，电缆线WL2。最

10、常见的。最常见的进线方案是一路进线方案是一路电源来自发电厂电源来自发电厂或电力系统变电或电力系统变电站，作为正常工站，作为正常工作电源，另一路作电源，另一路取自邻近单位的取自邻近单位的高压联络线，作高压联络线，作为备用电源，也为备用电源，也可两路电源同时可两路电源同时供电。供电。 母线是配电装置中母线是配电装置中用来汇集和分配电用来汇集和分配电能的导体。因为该能的导体。因为该配电所只采用一路配电所只采用一路电源工作，一路电电源工作，一路电源备用，因此母线源备用，因此母线分段开关通常是闭分段开关通常是闭合的，高压并联电合的，高压并联电容器对整个配电所容器对整个配电所进行无功补偿。一进行无功补偿。

11、一旦工作电源发生故旦工作电源发生故障或母线检修时，障或母线检修时，可切除该路进线后，可切除该路进线后，投入备用电源即可投入备用电源即可恢复对整个配电所恢复对整个配电所的供电。的供电。 每段母线的进每段母线的进线和出线上都接线和出线上都接有电流互感器，有电流互感器，且电流互感器均且电流互感器均有两个二次绕组，有两个二次绕组，其中一个接测量其中一个接测量仪表，另一个接仪表，另一个接继电保护装置。继电保护装置。 每段母线上都每段母线上都安装有电压互感安装有电压互感器，各段母线上器，各段母线上都装设了避雷器。都装设了避雷器。避雷器和电压互避雷器和电压互感器同装设在一感器同装设在一个高压柜内，且个高压柜

12、内，且共用一组高压隔共用一组高压隔离开关。离开关。 此高压配电所共有此高压配电所共有6路高压配电出线，分路高压配电出线，分别由左段母线别由左段母线WB1经经隔离开关隔离开关-断路器供车断路器供车间变电所和供无功补间变电所和供无功补偿用的高压并联电容偿用的高压并联电容器组；由右段母线器组；由右段母线WB2经隔离开关经隔离开关-断路断路器供高压电动机用电器供高压电动机用电和供车间变电所。由和供车间变电所。由于高压配电线路都是于高压配电线路都是由高压母线分配，因由高压母线分配，因此其出线断路器需在此其出线断路器需在母线侧加装隔离开关，母线侧加装隔离开关，以保证断路器和出线以保证断路器和出线的安全检修

13、。的安全检修。 变电站的主接线模拟图变电站的主接线模拟图 何谓母线？母线何谓母线？母线在供配电系统中起在供配电系统中起什么作用？什么作用？ 供配电系统中的电气主供配电系统中的电气主接线中，通常配置哪些电气接线中，通常配置哪些电气设备？设备？ 变配电所对电变配电所对电气主接线的设计一气主接线的设计一般从哪些方面进行般从哪些方面进行评价？变配电所对评价？变配电所对电气主接线的基本电气主接线的基本要求有哪些？要求有哪些？ 3.2.1 3.2.1 单母线接线和单母线分段接线单母线接线和单母线分段接线1 1、单母线接线、单母线接线 各电源和出线都接在同一公共母线上，各电源和出线都接在同一公共母线上，其电

14、源在发电厂是发电机或变压器，在变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。电所是变压器或高压进线回路。接线简单、清晰，采用设备接线简单、清晰，采用设备少、造价低、操作方便、扩少、造价低、操作方便、扩建容易。建容易。 可靠性不高，发生任一连接可靠性不高，发生任一连接元件故障或断路器拒动及母元件故障或断路器拒动及母线故障时，都将造成整个供线故障时，都将造成整个供电系统停电。电系统停电。 2 2、单母线分段接线、单母线分段接线 用断路器将母线分段，用断路器将母线分段，分段后母线和母线隔离开分段后母线和母线隔离开关可分段轮流检修。对重关可分段轮流检修。对重要用户，可从不同母线段要

15、用户，可从不同母线段引双回路供电。当一段母引双回路供电。当一段母线发生故障、任一连接元线发生故障、任一连接元件故障和断路器拒动时，件故障和断路器拒动时，由继电保护动作断开分段由继电保护动作断开分段断路器，将故障限制在故断路器，将故障限制在故障母线范围内，非故障母障母线范围内，非故障母线继续运行，整个配电装线继续运行，整个配电装置不会全停。置不会全停。 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必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；任一系统的发电量，并使该段

16、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。出线断路器检修时，该回路必须停止工作。2 2、单母线分段接线、单母线分段接线 接线简单、操作方便、投资少，当一段母线发接线简单、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。电的可靠性。一般认为单母线分段接线应用在一般认为单母线分段接线应用在610kV，出线在，出线在6回及回及6回以上时，每段所接容量不宜超过回以上时，每段所接容量不宜超过25MW

17、。3.2.2 3.2.2 双母线接线双母线接线1 1、普通双母线接线、普通双母线接线 双母线接线方式适用于双母线接线方式适用于35kV出线回路为出线回路为8回，回， 110220kV出线为出线为4回及以上的回及以上的220kV母线。母线。当母线当母线1 1检修时检修时当母线当母线检修时检修时提高了供电的可靠性！提高了供电的可靠性！2 2、双母线带旁路母线的接线、双母线带旁路母线的接线 增设旁路母线，特点增设旁路母线，特点是具有双母线接线的优是具有双母线接线的优点，当线路侧或主变侧点，当线路侧或主变侧的断路器检修时，仍能的断路器检修时，仍能继续向负荷供电。继续向负荷供电。 但旁路的倒换操作比但旁

18、路的倒换操作比较复杂，增加了误操作较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资动化系统复杂化，投资费用较大。费用较大。当主变侧断路器检修时当主变侧断路器检修时进一步提高了供电的可靠性！进一步提高了供电的可靠性！当线路侧断路器检修时当线路侧断路器检修时2 2、双母线带旁路母线的接线、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。多等诸多不利因素。 近年来，随着供配电技术的

19、飞速发展，系统可靠性进一近年来，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。代替。目前目前220kV及以下新设计的变电站，一般都按无人值守方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

20、母线的作用已逐渐减弱，作为电气主式设计。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。方式，这种接线方式很快将成为一种过去式。 3.2.3 3.2.3 桥式接线桥式接线 当电站只有两台当电站只有两台主变和两条输电线主变和两条输电线路时，为增加供电路时，为增加供电的可靠性，在两个的可靠性，在两个单元之间接一条桥单元之间接一条桥支路，即构成桥形支路，即构成桥形接线。

21、接线。 桥形接线有两桥形接线有两种连接方式：将桥种连接方式：将桥支路接在变压器侧支路接在变压器侧称为内桥接线；将称为内桥接线；将桥支路接在线路侧桥支路接在线路侧称为外桥接线。称为外桥接线。电源电源35110kV610kVT1T2(a) 内桥式接线图3.5 桥式接线电源电源35110kV610kVT1T2(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；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，为若电站在系统中担任峰荷，发电机组经常开机停机，为减

22、少主变运行中的损耗，有必要经常投入和切除变压器，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。用外桥接线。 桥形接线广泛应用于桥形接线广泛应用于110KV的中型水电站。的中型水电站。3.2.4 3.2.4 10kV/0.4kV变电站的电气主接线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，通常都是将边看到的箱式新型变电所，通常都是将610kV的高压降为的高压降为一般用电设备或用户所需的低

23、压一般用电设备或用户所需的低压380/220V的终端变电站，的终端变电站，其变压器容量通常不超过其变压器容量通常不超过1000kVA，电气主接线方案比较，电气主接线方案比较简单。简单。1.1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图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，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，一般只适用于量的限制，一般只适用于630kVA及以下容量及以下容量的变电所中。的变电所中。 1.1

24、.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图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，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，但仅能切断高压电源的联系，但仅能切断320kVA及以及以下变压器的空载电流，因此停电时要先切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，然后才可拉开隔除变压器低压侧的负荷，然后才可拉开隔离开关。离开关。 为加强变压器低压侧保护，变压器低压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

25、器。这种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。不高，只适用于三级负荷的变电所。 1.1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图只装有一台主变压器的小型变电所主接线图 变压器容量在变压器容量在5601000kVA时的变时的变电所变压器高压侧选用负荷开关和高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时操作变压器，熔断器可在短路时保护变压器。护

26、变压器。 当熔断器不能满足断电保护条件时，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，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、送电操作更加简从而使得变电所的停、送电操作更加简便灵活。便灵活。 1.1.只装有一台主变压器的小型变电所主接线图只装有一台主变压器的小型变电所主接线图 变压器容量在变压器容量在1000kVA以下的变电以下的变电所的变压器，高压侧可选用隔离开关所的变压器，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

27、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断开变压器并在变压器故障时切断电源用。源用。 这种接线方案一般也只适用于三级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，则可用于二级负荷源时，则可用于二级负荷 。2.2.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：

28、装有两台主变压器的变电所的电气主接线有三种方案： 第第1种电气主接线的供电可靠性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。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，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。动合闸，恢

29、复整个变电所的供电。这时该变电所可供一、二级负荷。这时该变电所可供一、二级负荷。 2.2.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主接线图第第2种接线中，任一主变压器种接线中，任一主变压器检修或发生故障时，通过切换检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。电所的供电。但在高压母线或电源进线进行但在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电检修或发生故障时，整个变电所仍要停电。这时只能供电给所仍要停电。这时只能供电给三级负荷。三级负荷。 如果有与其他变电所相连的如果有与其他变电所相连的高压或低压联络线时，则可供高压或低压联络线

30、时，则可供一、二级负荷。一、二级负荷。 2.2.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主接线图 第第3种接线中，种接线中，高低压侧均高低压侧均为单母线分段的主接线，其为单母线分段的主接线，其两段高压母线在正常时可以两段高压母线在正常时可以接通运行，也可以分段运行。接通运行，也可以分段运行。任一台主变压器或任一路电任一台主变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，均可迅时，通过切换操作，均可迅速恢复整个变电所的供电，速恢复整个变电所的供电，因此供电可靠性相当高，通因此供电可靠性相当高，通常用来供一、二级负荷。常用来供一、二级负荷。 环网柜环网柜与单母线接线相比，双母线接与单母线接线相比，双母线接线有何优点？双母线带旁母的线有何优点？双母线带旁母的接线方式是否很普遍？接线方式是否很普遍？ 10kV/0.4kV变变电所的电气主接电所的电气主接线有哪些形式？线有哪些形式？各适用于什么场各适用于什么场合？合？ 常见的典型电常见的典型电气主接线方式气主接线方式包括哪些？单包括哪些？单母线分段接线母线分段接线有何特点？有何特点？ 内桥式接线和外内桥式接线和外桥式接线各适用桥式接线各适用于哪些电压等级于哪些电压等级及场合？及场合？ 3.3 低压配电网的基本接线方式