發(fā)電廠變電站電氣主接線設(shè)計8頁

1、發(fā)電廠變電站電氣主接線設(shè)計XxxXxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx摘要:本文首先概述了電氣主接線的概念以及在設(shè)計中需要考慮的問題，然后對電氣主接線設(shè)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(nèi)容。然后探討了配電裝置的選型、相關(guān)電氣設(shè)備及典型接線方式等關(guān)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(yōu)缺點做了簡要敘述。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；變電站；電氣主接線設(shè)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(fā)電廠和變電站電氣部分的主體，是電力系統(tǒng)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(tǒng)整體以及發(fā)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(jīng)濟合理性起著決定性的作用，同時也對發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)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(guān)系，建立一個科學(xué)的電氣主接線的評價系統(tǒng)，全面分析相關(guān)影響因素，綜合評價各項技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案是十分必要的，在發(fā)電廠和變電站電氣主接線的設(shè)計過程中，除上述電氣因素以外，還應(yīng)考慮氣象、地質(zhì)、地理位置、交通等環(huán)境因素。 下面主要介紹變電站的電氣主接線設(shè)計中的主要要點：二、電氣主接線設(shè)計需考慮的問題 在進行變電站電氣主接線設(shè)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(tǒng)中的位置，變電所在電力系統(tǒng)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(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)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(jīng)濟性的要求也不同。 2、要考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模，變電所電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)510年電力發(fā)展規(guī)劃進行。根據(jù)負(fù)荷的大小、分布、增長速度，根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)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(shù)和出線回數(shù)。 3、考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對電氣主接線的影響，對一級負(fù)荷，必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失

4、去后，應(yīng)保證大部分二級負(fù)荷供電；三級負(fù)荷一般只需要一個電源供電。 4、考慮主變臺數(shù)對電氣主接線的影響，變電所主變的臺數(shù)對電氣主接線的選擇將產(chǎn)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(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響著電氣主接線的形式。三、電氣主接線設(shè)計的基本要點 根據(jù)我國能源部關(guān)于該方面的規(guī)定：發(fā)電廠的電氣主接線

5、應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，發(fā)電廠的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)，線路，變壓器連接元件參數(shù)，設(shè)備特點等條件。并應(yīng)綜合考慮，供電可靠、運行靈、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求。對于主接線設(shè)計的基本要求，概括的說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三個方面。變電站的電氣主接線應(yīng)該根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定，并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活性、檢修操作方便、節(jié)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(chǎn)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(biāo)志是：斷路器檢修

6、時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；線路或母線發(fā)生故障時應(yīng)盡量減少線路的停運回路數(shù)和主變的停運臺數(shù)，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(yīng)滿足在調(diào)度、檢修的靈活性，調(diào)度運行中應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運行要求，實現(xiàn)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(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。 3、適應(yīng)性和可擴展性。能適應(yīng)一定時期內(nèi)沒有預(yù)計到的負(fù)荷水平的變化，滿足供電需求，擴建時，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線，在影響連續(xù)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(jīng)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(jīng)濟合理，首先，投資省，即變電站的建筑工程費、設(shè)備購置費、安裝工程費和其他費用應(yīng)節(jié)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(shè)計要為配電裝置創(chuàng)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(qū)別；第三，能量損失小。四、電氣主接線設(shè)計的關(guān)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(nèi)布置和屋外布置兩大類；屋內(nèi)布置又分為普通電器安裝在屋內(nèi)布置、110KV斷路器小車屋內(nèi)布置、SF6全封閉組合電器（GIS）屋內(nèi)布置

8、三種形式。采用普通電器安裝在屋內(nèi)布置和110KV斷路器小車屋內(nèi)布置，每個間隔寬度可以設(shè)計成6.5米，跨度約12米，占地面積相當(dāng)，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴(yán)重地區(qū)。SF6全封閉組合電器（GIS）屋內(nèi)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(nóng)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(guān)升高，把斷路器、電流互感器等設(shè)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(guān)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(shè)備都安裝在地面設(shè)備支架上，母線下不布置任何電氣設(shè)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(gòu)架高度低、造價低等的優(yōu)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(yīng)的110KV母線設(shè)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(yè)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(jīng)驗。2、相關(guān)電氣設(shè)備及典型接線方式 變電站高壓電氣主接線應(yīng)該包括的電氣設(shè)備包括：主變壓器、變壓器高壓引出線

10、、母線、隔離開關(guān)、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(shè)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(fù)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(shè)計應(yīng)有利于規(guī)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(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，電氣設(shè)備特點及上級電網(wǎng)強弱等因素確定。一般終端變電站高壓側(cè)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(nèi)橋接線。中間變電站具有交換系統(tǒng)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(huán)節(jié)。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(fù)雜，應(yīng)根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用來確定，一般中間變電所高壓側(cè)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(nèi)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(yōu)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(yōu)點是斷路器少，接線簡單，造價省。相應(yīng)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(huán)運行的網(wǎng)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(fù)荷影響較大。其較適合用于正常二運一備的城區(qū)中心變電所，如上海中心城區(qū)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(guān)，是接線中斷路器數(shù)量較少、也是投資較省的一種接線方式。根據(jù)橋形斷路器的位置又可分為內(nèi)橋和外橋兩種接線。由于變壓器的可靠性遠(yuǎn)大于線路，因此中應(yīng)用較多的為內(nèi)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(shè)一組隔離開關(guān)，這就成了長期開環(huán)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(guān)相互連接，且每一臺斷路器兩側(cè)都有隔離開關(guān)，由隔離開關(guān)之間送出回路。多角形接線所用設(shè)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(wǎng)的運行影響都較小。其最主要的缺點是回路數(shù)受到限制，因為當(dāng)環(huán)形接線中有一臺斷路器檢修時就要開環(huán)運行，此時當(dāng)其它回路發(fā)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(huán)運行的時間愈長，這一缺點就愈大。環(huán)中的斷路器數(shù)量越多，開環(huán)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(fù)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(yōu)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(guān)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(lián)絡(luò)斷路器并列運行。與單母線相比，它的優(yōu)點是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當(dāng)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(fù)供電，另外還具有調(diào)度、擴建、檢修方便的優(yōu)點；其缺點是每一回路都增加了一組隔離開關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架

15、及占地面積、投資費用都相應(yīng)增加；同時由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發(fā)生誤操作，且不宜實現(xiàn)自動化；尤其當(dāng)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(fā)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(chǔ)上，增設(shè)旁路母線。其特點是具有雙母線接線的優(yōu)點，當(dāng)線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔，當(dāng)出線達(dá)到5個回路以上時，才增設(shè)專用的旁路斷路器，出線少于 5個回路時，則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)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(chǔ)上，在母線上增設(shè)分段斷路器，它具有雙母線帶旁路的優(yōu)點，但投資費用較大，占用設(shè)備間隔較多，一般采用此種接線的原則為： (1)當(dāng)設(shè)備連接的進出線總數(shù)為1216回時，在一組母線上設(shè)置分段斷路器。 (2)當(dāng)設(shè)備連接的進出線總數(shù)為17回及以上時，在兩組母線上設(shè)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(wǎng)的母線主接線。它的主要優(yōu)點是：(1)運行調(diào)度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環(huán)狀供電；(2)檢修時操作方

17、便，當(dāng)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(fā)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(shè)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(fù)雜。 六、總結(jié) 綜上述所述，為了能更好的設(shè)計出更可靠、更具經(jīng)濟型、更安全的電氣主接線，必須很好的了解電氣主接線設(shè)計中所要考慮到的各方面的問題和電氣主接線設(shè)計中的基本要點，并且要時刻關(guān)注接線中的關(guān)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(shè)計出符合現(xiàn)實生活的電氣主接線，給人們帶來方便，給國家?guī)硇б妗?參考文獻(xiàn) 1韓肖清

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