第四五章 变电所主接

1、四 变电所主接线选择4.1 变电站主变压器的选择变电站主变压器的选择（ 一）、主变压器型式的选择一）、主变压器型式的选择1、变电站一般采用三相变，在运输条件限制时才考虑采用单相变。2、 在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。3、降压站如连接两种110kV以上中性点接地系统，除低压侧负荷很大外，应优先采用自耦变。4、潮流变化和电压波动大的变电所可考虑采用有载调压变。(二二)、变压器台数选择、变压器台数选择1、一般选两台变压器，在下列特殊情况下可只选一台： 1）只有一个电

2、源； 2）可以从二次电压网络取得备用电源； 3）主要供季节性用电或允许停电的负荷。2、220kV或330kV变压器总台数不超过三台。500kV变电站变压器采用单相变时也不超过三组。3、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设34台主变压器的可能性。4、对于规划只装设两台变压器的变电所，应结合远景负荷的发展，研究其变压器基础是否需要按大于变压器容量的要求设计，以便负荷发展时，有调换更大容量的变压器的可能性。 (三）、主变压器容量的选择三）、主变压器容量的选择1、主变压器容量选择的要求、主变压器容量选择的要求1）、主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当

3、考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器应与城市规划相结合。2）、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。2、主变压器容量选择的方法、主变压器容量选择的方法 1）、只装一台变压器容量选择 SN=S= （式中：（式中：SN变压器额定容量；变压器额定容量；S、P变电站最大变电站最大综合负荷；综合负荷；cos功率因数。然后规格化。）功率因数。然后规格化。）cosP2）、两台以上变压器容量选择）、两台以上变压器容量选择按一台变压器故障或检修切除，另一台过负荷按一台变压器故障或检修切除，另一台过负荷30%能满足最大负荷选择。能满足最大负荷选择。 SN

4、+0.3 SN =S SN = S/1.3=0.77 S再规格化。再规格化。 正常运行（两台都运行）时，运行率为正常运行（两台都运行）时，运行率为 =65% 按变压器运行在经济容量（按变压器运行在经济容量（0.60.8）SN可满足可满足最大负荷来选择。最大负荷来选择。 SS77.024.2 变电站主接线概述 一、变电站主接线的基本要求一、变电站主接线的基本要求 1、供电的可靠性、供电的可靠性 2、适应性和灵活性、适应性和灵活性 3、简化接线，有利于实现自动化、简化接线，有利于实现自动化 4、经济性、经济性 5、占地小、占地小 6、标准化、标准化二、变电站主接线选择的主要原则二、变电站主接线选择

5、的主要原则1、变电站主接线要于变电站在在电力系统中的、变电站主接线要于变电站在在电力系统中的地位和作用相适应。地位和作用相适应。2、变电站主接线的选择应考虑电网安全稳定运、变电站主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障应急处理的要求。行的要求，还应满足电网出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、各种配电装置接线的选择，要考虑该配电装置所在的变电站性质、电压等级、进出线回路数、置所在的变电站性质、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行习惯等因素。4、考虑近期接线和远期

6、接线相结合，方便接线、考虑近期接线和远期接线相结合，方便接线的过渡。的过渡。5、在确定变电站主接线时要进行技术经济比较。、在确定变电站主接线时要进行技术经济比较。三、变电站的分类三、变电站的分类 变电站根据它在电力系统中的地位，可以变电站根据它在电力系统中的地位，可以分成下列几类：分成下列几类：1、枢纽变电站（中心变电站）：、枢纽变电站（中心变电站）： 位于电力系统的枢纽点、连接电力系统高压位于电力系统的枢纽点、连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源、电压为和中压的几个部分，汇集多个电源、电压为330500KV的变电所，称为枢纽变电所，全所的变电所，称为枢纽变电所，全所停电后，将引起系

7、统解列甚至出现瘫痪。停电后，将引起系统解列甚至出现瘫痪。2、中间变电站：、中间变电站： 高压侧以交换潮流为主，起到系统交换功率的高压侧以交换潮流为主，起到系统交换功率的作用，或使列。长距离输电线路分段，一般汇集作用，或使列。长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为个电源，电压为220一一330KV，同时又降压，同时又降压供给当地用电，这样的变电所主要起中间环节的供给当地用电，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫做中间变电所，全所停电后，将引作用，所以叫做中间变电所，全所停电后，将引起区域电网解。起区域电网解。3、地区变电站：、地区变电站： 高压侧电压一般为高压侧电压一般为110220

8、KV向地区用户供向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所，全所停电后，仅使该地区中断供电。电所，全所停电后，仅使该地区中断供电。 4、终端变电所：、终端变电所： 在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为多为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所，全所停电后，只有用户受到损即为终端变电所，全所停电后，只有用户受到损失。失。 4.3 变电站主接线及其特点一、单母线接线方式1、单母线接线1）优点 接线简单清晰、操作方便、设备少、经济性好，便于扩建

9、和采用成套配电装置。2）缺点 可靠性，灵活性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。3、）适用范围一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：n110200kV配电装置的出线回路数不超过2回；n3563kV，配电装置的出线回路数不超过3回；610kV配电装置的出线回路数不超过5回。2、单母分段接线1）优点n用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；n当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不

10、致使重要用户停电。2）缺点n 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；n 当出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越； 扩建时需向两个方向均衡扩建。3、适用范围n110kV220kV配电装置的出线回路数为34回；n3563kV配电装置的出线回路数为48回；610kV配电装置出线为6回及以上。二、双母线接线方式1、双母线接线1）优点 供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验，而且检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。2）缺点n增加一组母线和每条回路就需要增加一组母线隔离开关； 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔

11、离开关和断路器之间装设连锁装置。3）适用范围n110220kV配电装置中，当出线回路数为5回及以上时；或当110220kV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时；n3563kV配电装置的出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、负荷较大时； 610kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。2、双母线分段接线1）优点 双母线分段接线比双母线接线的可靠性更高，具有双母线接线的各种优点，并且任何时候都有备用母线，有较高的可靠性和灵活性。2）缺点双母线分段接线比双母线接线增加两台断路器，投资较大。3）适用范围n当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段；n当进出线回路数

12、为15回及以上时，两组母线均用断路器分段；n在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器； 为了限制220kV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。三、带旁路母线的单母线和双母线接线1、优点检修进入旁路回路的断路器可不停用户电。2、缺点投资增加，经济性稍差。3、适用范围n110kV出线在6回及以上；220kV出线在4回及以上。四、一台半断路器（3/2）接线 两个元件引线用三台断路器接往两组母线上组成一台半断路器。1、优点 正常运行时，两组母线和全部断路器都闭合，形成多环供电，它具有很高的供电可靠性和灵活性，即使母线发生故障，也只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路均不停电

13、，运行中隔离开关不作为操作电器，可减少误操作的概率，检修任何断路器都不停电。2、缺点 它使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。3、适用范围 适用于大中型变电所。五、线路变压器组接线方式 线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式1、优点 是断路器少，接线简单，设备少、投资省、操作简便、宜于扩建2、缺点 灵活性和可靠性较低 ，线路故障检修停运时，变压器将被迫停运，对变电所的供电负荷影响较大。 （P.36图4-7）六、桥形接线 一）内桥接线1、优点 高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。2、缺点 （1）变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，

14、影响一回线路的运行； （2）桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。出线断路器检修时，线路需较长时间停运。3、适用范围 适用于较小容量的发电厂和变电站，且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。二）外桥型接线1、优点 高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。2、缺点（1）线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器停运；（2）桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；（3）变压器侧断路器检修时，变压器需长期停运。为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条。桥连断路器检修时，也可利用次跨条。3、适用范围 适用于较小容量的发电厂和变电站，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况

15、。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥接线。4.4 变电站主接线典型变电站主接线典型 方式选择方式选择一、500KV变电站1、500KV侧最终规模为68回进出线，4组主变。优先采用一个半断路器接线，根据需要500KV主母线也可以分段，主变应接入断路器串内。2、220KV侧一般设有1620回出线。3、为适应电网分层分区和提高可靠性的要求，新建500KV变电站的220KV母线优先采用一个半断路器接线，根据需要220KV主母线也可分段。4、500KV变电站220KV侧也可采用双母线、双分段2台分段断路器的接线。二、220KV变电站 220KV变电站一般可分为中心站、中间站和终端站三大类，最终规模为3

16、台主变。1、中心站：当最终规模符合具有812回进出线，可采用双母线、双分段一台分段断路器的接线。 对可靠性要求高的中心变电所，在系统有条件时，可允许两条母线并列运行。 新建220KV变电站原则上不在设置旁路母线。现有220KV变电站在满足下列条件时也可取消旁路母线： 1）220KV的进出线满足“N-1”准则的要求 2）主变压器能满足“N-1”准则的要求 3）断路器等设备质量可靠2、中间站：220KV中间站，通常可采用双母线或单母线分段接线。（注：为简化接线、节约占地，应尽量减少中间站）3、终端站：可采用线路变压器组接线，主变（220KV侧）一般不设断路器，可设接地刀闸以满足检修安全的需要，并应

17、配置可靠的远方跳闸需要。 1）220KV终端站输变电工程可采用“T”型接线，并实现双侧电源供电。 2）110KV侧。可有69回出线，宜采用单母线3分段两台分段断路器的接线，并与35侧构成交叉自切。 3）35KV侧： a）对于220/110/35KV变电站侧容量为3120MVA，可有24回出现，宜采用单母线3分段两台分段断路器的接线，并与110KV侧交叉自切。 b）220/35KV变电站35KV侧容量31503180MVA，可有3036回出线，宜采用单母线六分段三台分段断路器接线。三、110KV变电站1、110KV侧。可采用线路变压器组接线或“T”型接线方式。最终规模为3台主变。2、10KV侧。

18、 容量为331.5MVA可有30回出线 容量为340MVA的可有36回出线，宜采用单母线4分段。根据需要也可选用单母线6分段3台分段断路器的接线。四、35KV变电站1、35KV侧：可采用线路变压器组接线或“T”型接线方式。最终规模为3台主变，对带有开关站性质的站可采用单母线分段的接线。2、10KV侧：可有2430回出线，宜采用单母线四分段两台分段断路器接线或采用单母线6分段3台分段断路器的接线。五、 城市电网接线形式5.1 城市电网接线模式一、复习： 电网的结构分类电力网的基本结构(a)放射式；(b)链式；(c)环式；(d)多电源环式；(e)多电源串链式；(f)干线式；(g)网格式基本要求：基

19、本要求：1、与上一级电网发展规划和布局相互协调，充分了解主网、与上一级电网发展规划和布局相互协调，充分了解主网和电源的发展。考虑变电站落点、规模、线路布局接线方和电源的发展。考虑变电站落点、规模、线路布局接线方式时应超前式时应超前5-10年。年。2、稳定可靠的供电能力和较强的接受外电能力，满足、稳定可靠的供电能力和较强的接受外电能力，满足N-1。3、 电网结构合理，各级电压接线层次分明。尽量减少网上电网结构合理，各级电压接线层次分明。尽量减少网上潮流和迂回供电。潮流和迂回供电。4、运行灵活，应变能力强。具有足够的弹性和设备容量，、运行灵活，应变能力强。具有足够的弹性和设备容量，具备应付各种可能

20、出现情况的应变能力。考虑电网发展过具备应付各种可能出现情况的应变能力。考虑电网发展过程中前后阶段的关联性。程中前后阶段的关联性。5、对网内大型发电机组的上网方式进行技术经济论证。、对网内大型发电机组的上网方式进行技术经济论证。6、限制短路电流，根据电网规模分层分区供电，各区之间、限制短路电流，根据电网规模分层分区供电，各区之间有足够的负荷转移能力，相互支援。有足够的负荷转移能力，相互支援。7、 接线标准化，提高可靠性，减少维护、检修费用。接线标准化，提高可靠性，减少维护、检修费用。电网布局模式巴黎：电网布局模式巴黎：二、电网的布局模型二、电网的布局模型伦敦电网接线模式伦敦电网接线模式纽约电网接

21、线模式纽约电网接线模式纽约纽约4*6网络接线中低压配网网络接线中低压配网 4个节点，个节点，6条线路条线路东京电网接线模式东京电网接线模式东京东京500kV外环接线外环接线 东京东京275kV地下变电站接线地下变电站接线东京电网东京电网T型接线型接线 东京东京66kV点网（点网（SNW）接线）接线电网布局模式北京电网布局模式北京电网布局模式上海电网布局模式上海徐 行王 店葛 洲 坝南 桥石 牌黄 渡杨 高杨 行泗 泾顾 路外 高 桥 二 厂石 洞 口 二 厂常见电网布局模型分析环形布局常见电网布局模型分析星型布局常见电网布局模型分析双环布局常见电网布局模型分析蜘蛛网布局常见电网布局模型分析网格

22、布局国外典型城市电网的接线形式：国外典型城市电网的接线形式：1、环形接线：转移负荷方便，可靠性高，用于高压配电网。、环形接线：转移负荷方便，可靠性高，用于高压配电网。2. T型接线：网络和变电站接线简单，减少占地，节约投资，型接线：网络和变电站接线简单，减少占地，节约投资，可靠性较高，适合于变压器负荷率较低时。可靠性较高，适合于变压器负荷率较低时。3. 放射形接线：负载率高，可靠性一般。放射形接线：负载率高，可靠性一般。4. 4*6网络接线：美加专利，可靠性高，经济效益好，变压网络接线：美加专利，可靠性高，经济效益好，变压器可用率高，有利于限制短路电流。器可用率高，有利于限制短路电流。5.2

23、城市高压配电网的接线形式城市高压配电网的接线形式一、城市高压配电网的接线形式 单电源双T接线优点：简单、投资省、有较高的可靠性。保护方式优点：简单、投资省、有较高的可靠性。保护方式简单可靠。简单可靠。 当一回线路停运时，接在该线路上的当一回线路停运时，接在该线路上的2台变压器台变压器失电，另失电，另2台变压器承担全部负荷。当一台变压台变压器承担全部负荷。当一台变压器故障推出时，另一台变压器承担全部负荷。器故障推出时，另一台变压器承担全部负荷。 架空线路装设自动重合闸，变电站设备自投。架空线路装设自动重合闸，变电站设备自投。二、城市高压配电网的接线形式 双电源双T接线优点：较单电源双优点：较单电

24、源双T接线的供电可靠性大大提高。接线的供电可靠性大大提高。 正常时一侧供电，一侧退出时另一侧自投。正常时一侧供电，一侧退出时另一侧自投。 双双T与分段双与分段双T区别：分段双区别：分段双T在在T接处破口，以双接处破口，以双线引进，经隔离开关组与变压器连接，将线路分线引进，经隔离开关组与变压器连接，将线路分成成3段，任一段线路发生故障推出运行，都不影段，任一段线路发生故障推出运行，都不影响变电站正常运行，提高了运行可靠性与灵活性。响变电站正常运行，提高了运行可靠性与灵活性。三、城市高压配电网的接线形式三、城市高压配电网的接线形式 环形接线环形接线 环形接线具有可靠性高的优点，是国外大城市普遍环形

25、接线具有可靠性高的优点，是国外大城市普遍采用的一种接线方式。巴黎、伦敦、东京等城市电网的骨采用的一种接线方式。巴黎、伦敦、东京等城市电网的骨干网架都是多供电点的环形结构，有利于防止发生大面积干网架都是多供电点的环形结构，有利于防止发生大面积停电。环形结构的大容量城市电网应开环运行，限制短路停电。环形结构的大容量城市电网应开环运行，限制短路容量在电气设备允许范围内。对于规模较大的城市电网应容量在电气设备允许范围内。对于规模较大的城市电网应分区运行，可以形成几个环形结构电网，彼此相对独立，分区运行，可以形成几个环形结构电网，彼此相对独立，又能互相支援又能互相支援。四、城市高压配电网的接线形式四、城

26、市高压配电网的接线形式 放射型接线放射型接线 接线简单，供电可靠性能满足一般用户的要求，接线方式对实施自接线简单，供电可靠性能满足一般用户的要求，接线方式对实施自动化有利。动化有利。（1）同电源不同母线放射接线（变电所设二台变）同电源不同母线放射接线（变电所设二台变） 正常运行时变电所母线上的联络断路器开关断开，两条线路分别带正常运行时变电所母线上的联络断路器开关断开，两条线路分别带50%负荷。当其中一条线路发生故障时，这条线路退出运行，合上变电负荷。当其中一条线路发生故障时，这条线路退出运行，合上变电所母联断路器，由剩下的一条正常线路带两台变压器。在这种接线模式所母联断路器，由剩下的一条正常

27、线路带两台变压器。在这种接线模式中，断路器的故障率通常很小，影响系统可靠性指标的元件主要是线路中，断路器的故障率通常很小，影响系统可靠性指标的元件主要是线路的故障率和开关的操作时间，因而这种接线模式的可靠性较高。的故障率和开关的操作时间，因而这种接线模式的可靠性较高。（2）同电源不同母线放射接线（进线侧不设开关）同电源不同母线放射接线（进线侧不设开关） 接线模式接线模式(1)相比，最大的特点是在变电站进线侧没有开相比，最大的特点是在变电站进线侧没有开关。线路平常都带满负荷，当其中的一条线路发生故障，关。线路平常都带满负荷，当其中的一条线路发生故障，其相应的变压器必须停电，因而其可靠性比接线模式

28、（其相应的变压器必须停电，因而其可靠性比接线模式（1）要低。要低。（3）双侧电源辐射接线（变电所采用内桥接线）双侧电源辐射接线（变电所采用内桥接线） 这种接线模式与模式（这种接线模式与模式（1）类似。区别在于变电所的两）类似。区别在于变电所的两条进线来自不同电源，因而其线路长度较长，可靠性比模条进线来自不同电源，因而其线路长度较长，可靠性比模式（式（1）低。）低。5.3 城市中压配电网的接线形式城市中压配电网的接线形式一、组成：10kV线路、配电所、开闭所、箱式配电所、杆架变压器等二、主要的接线方式：放射式 普通环式 拉手环式 双路放射式 双路拉手环式等五种1、放射式 架空线路的放射式结构见图

29、1； 电缆线路为多回路平行线式，如图2所示。 特点：结构简单，投资较小，维护方便 图1 放射式供电接线图 图 2多回路平行供电接线原理图 2、普通环式 只有一个电源，中压变电站停电，则用户停电。a.架空线路的普通环式 在同一个中压变电站的供电范围内，不同线路的末端或中部连接起来构成环式网络，见图3。 注意：中压变电站10kV侧为单母线分段时，两回线路最好分别来自不同的母线段，这样只有中压变电站全停时，才会影响用户用电。 特点：配电线路可分段检修，停电范围较小。图 3 普通环式供电接线原理图b.电缆线路的普通环式 单一电源供电 由电缆本身构成环式 图 2-9 电缆环式供电接线原理图 注意：每个用户入口都要装设由负荷开关或电缆插头组成的“”接进口设备，便于电缆分段检修。3、拉手环式 两端都有电源a.架空线路拉手环式 特点：两端都有电源、环式设计、开式运行； 任何一端都可以供给全线负荷，变电站的备用容量要适当增加； 线路可分段检修。 （a）中间断开式； （b）末端断开式图拉手环式供电接线原理图b、电缆拉手环式 图 2-11电缆拉手环式电缆供电接线原理图 供电可靠性较高。 但故障停