变电所的电气主接线

变电所的电气主接线（共10篇）

变电所的电气主接线 篇1

摘要：主要对变电所电气主接线问题进行了研究, 概述了电气主接线的概念和设计时需要注意的基本要求, 介绍了电气主接线的分类与倒闸操作的基本原则, 最后详细论述了单母线接线的几种常见接线形式。

关键词：变电所,电气主接线,要求,原则

变电所的电气主接线是为满足电能的生产、输送和分配的需要, 按照一定的方式和顺序, 用规定的图形符号和文字代号将一次设备 (发电机、变压器、开关电器等) 连接起来的电路图, 它反映了牵引变电所和配电所 (发电所) 的基本结构和功能。在运行中, 它表明本变电所 (发电所) 与高压电网、馈电线的连接方式以及相关一次设备的运行方式, 成为调度控制和设备实际操作的依据。

1 电气主接线的基本要求

1.1 供电可靠性

由于电能很难大量贮存, 如何保证可靠地 (不间断地) 向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电所的首要任务。供电中断不仅使电力企业的经济效益降低, 更使用户蒙受巨额损失, 甚至发生人身事故。因此, 电气主接线应满足的第一个基本要求是供电可靠性。

1.2 灵活性

灵活性的含义是电气主接线能适应各种运行方式 (包括正常、事故和检修运行方式) , 并能方便地通过操作实现运行方式的变换, 而且在某一回路检修时, 不影响其他回路继续运行。灵活性还应包括将来扩建的可能性。

1.3 操作方便安全

主接线还应简明清晰, 布置对称明朗;运行维护方便, 使设备切换所需的操作步骤最少;尽量避免用隔离开关作操作电器;在接线方面杜绝误操作的可能性。

1.4 经济性

即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这3个基本要求的前提下, 应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低。电器数量少, 选用轻型电器是节约投资的重要措施。

2 电气主接线的分类

电气主接线的基本形式可分为有母线接线和无母线接线2大类。

具有母线的主接线有单母线和双母线2种, 一般用于进出线回数较多的场合。其优点是便于扩建 (增加回路数) ;缺点是母线一旦发生故障, 将会造成其上连接的所有回路停电。具有母线的电气主接线出于对供电可靠性要求的考虑, 又可分为多种形式:不分段的单母线接线;分段的单母线接线;单母线分段带旁路的接线;双母线 (不分段或分段) 接线;双母线带旁路的接线;二分之三接线 (即2个回路共用3台断路器的双母线接线) 等。

无母线的电气主接线包括单元接线、桥形接线、多角 (边) 形接线等几种形式。无母线接线的共同特点是接线简明、运行操作较方便, 但进出线回路数不宜过多。

随着超高压电力系统的发展, 出于对增强系统稳定性及限制短路电流的考虑, 国外对330~750 k V超高压配电装置多采用1个回路由2个断路器供电的双重连接接线 (如二分之三接线) 、多母线多分段接线、多角接线等主接线形式, 我国也有采用这些接线形式的趋势。

3 倒闸操作的基本原则

运用中的电气设备可分为4种状态, 即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。所谓运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置;热备用状态是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸位置;冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置;检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开, 并完成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。

利用开关电器, 遵照一定的顺序, 对电气设备完成上述4种状态的转换过程称为倒闸操作。倒闸操作必须严格遵守下列基本原则:绝对禁止带负荷拉、合隔离开关 (刀闸) , 停、送电只能用断路器 (开关) 接通或断开负荷电流 (路) 。

停电拉闸操作必须按照断路器→负荷侧隔离开关→母线侧隔离开关的顺序依次操作;送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行。之所以规定这样的操作顺序是当断路器实际在合闸位置而未被查出时, 防止带负荷拉、合母线侧隔离开关导致整个装置全部停电;而带负荷拉、合负荷侧隔离开关该线路继电保护动作只断开本回路断路器, 停电范围只限于本回路。

利用等电位原理, 可以用隔离开关拉、合无阻抗的并联支路。

隔离开关只能按规定接通或断开小电流电路:如避雷器电路;电压互感器电路;一定电压等级一定长度的空载线路;一定电压等级、一定容量的空载变压器。但上述操作必须严格按现场操作规程的规定执行。

为了防止误操作造成人身触电事故和设备损坏事故, 倒闸操作必须严格执行操作票制度。操作票是运行值班人员在倒闸操作过程中的书面依据, 也是保证检修安全的技术措施实施的书面依据。

4 单母线接线

发电厂、变电所电气主接线的基本单元回路是电源 (发电机或变压器) 和引出线, 若将两者连接的结点扩延为长形导体, 此导体便称为母线。母线在主接线中起着汇总电能和分配电能的作用。

单母线是母线制主接线中较简单的接线, 本节将介绍单母线接线的几种常见形式。

4.1 不分段的单母线接线

所有电源和引出线都接在仅有的一组母线上。每一回路都装有断路器和隔离开关, 停、送电操作都很方便。检修任一回路的电源或线路时, 只需拉开该回路的断路器和隔离开关后, 在隔离开关的动触头侧验明无电压, 挂上接地线便可作业。

不分段单母线接线的优点是:接线简单、清晰;操作方便;所用设备少、投资节省;便于扩建。其缺点是供电可靠性较差, 具体评价是:

(1) 母线或母线隔离开关检修时, 整个装置都将停电。

(2) 母线或母线隔离开关故障时, 整个装置也将停电 (电源断路器在继电保护作用下自动跳闸) 。

(3) 检修任一回路断路器时, 该回路必须停电。

(4) 由于不分段单母线供电可靠性较差, 只适用于容量较小、出线回路数较少、对供电可靠性要求相对较低 (电压等级也较低) 的发电厂或变电所。但是, 如采用户内成套配电装置 (如手车式开关柜) , 由于它本身的工作较可靠, 且设有备用电源, 单母线接线也可以用于对重要用户的供电, 例如, 发电厂的厂用电配电装置就是采用单母线接线的。

4.2 用隔离开关分段的单母线接线

这种接线实质上仍属不分段的单母线接线, 只是将单母线截成2个分段, 其间用分段隔离开关连接起来。这样做的好处是2段母线可以轮流检修, 缩小了检修母线时的停电范围, 即检修任一段母线时, 只需断开与该段母线连接的引出线和电源回路, 拉开分段隔离开关, 另一段母线仍可继续运行。但是, 若2个电源取并列运行方式, 则当某段母线故障时, 所有电源开关都将自动跳闸, 全部装置仍需短时停电, 需待用分段隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线段的供电。

可见, 采用隔离开关分段的单母线接线较之不分段的单母线, 可以缩小母线检修或故障时的停电范围。

4.3 用断路器分段的单母线接线

用隔离开关分段的单母线接线, 虽然可以缩小母线检修或故障时的停电范围, 但当母线故障时, 仍会短时全停电, 需待分段隔离开关拉开后, 才能恢复非故障母线段的运行, 这对于重要用户而言是不允许的。如采用断路器分段的单母线接线, 并将重要用户采用分别接于不同母线段的双回路供电, 则可克服上述缺点。

用断路器分段的单母线接线, 其分段的原则是:按电源数目分段;各段上的电源容量与负荷功率力求平衡以减少流经分段断路器的穿越功率;重要负荷分布在不同母线分段上。用断路器分段的单母线接线有2种运行方式, 即分段断路器在正常工作时可以是接通的, 也可以是断开的。

4.4 单母线分段带旁路母线的接线

为了在检修线路断路器时, 不中断对该线路的供电, 可以增设旁路设施, 包括旁路开关电器和旁路母线。正常运行时, 旁路断路器及旁路隔离开关都是断开的, 其作用就是在出线断路器检修期间, 用旁路断路器代替被检修的出线断路器工作而不中断该线路对用户的供电。

参考文献

[1]吴俊刚.关于变电所电气主接线设计问题的探讨.大科技.科技天地, 2010

[2]陈春茂.地方电网110 kV变电所电气主接线选择.四川水利, 2004

[3]刘玉梅.试论变电所电气主接线的设计问题.中国科技信息, 2008

变电所的电气主接线 篇2

电气主接线是发电厂、变电所及电网中汇集和分配电能的主电路，它把发电厂的主要电气设备，如发电机、变压器、断路器，隔离开关、电抗器等通过母线、电缆等相连接，并配置避雷器、互感器等保护测量装置，构成发电厂完整的电力生产系统。发电厂和变电所的电气主接线图是将电气一次设备用统一规定的图形和文字符号，按一定的顺序连接起来，用以表示发电厂发电、汇集和分配电能的电路图。

电气主接线的方式根据发电厂和变电所的规模及其在电力系统中的地位、电压等级、进出线回路数、电气设备的特点以及负荷的性质等条件决定。同时要满足供电可靠(保证对用户不间断供电)、运行灵活(便于调度、倒闸操作和扩建的余地)和经济合理(投资省、占地面积小、电能损耗少)等基本要求。为使电气运行人员熟悉发电厂和变电所的主接线，便于分析、处理事故和运行操作，在控制室里设有简化的主接线模型(单线表示的主接线图)，并将需经常操作的断路器、隔离开关、接地刀闸等模型元件与实际装置的位置信号对应相连，成为动态模拟盘，以便进行有效地监视。

发电厂和变电所主接线的基本环节是电源(发电机或变压器)和进出线；母线是中间环节，它起着汇集和分配电能的作用。

一、电气主接线的基本型式

常用的主接线形式可分为有母线和无母线两大类。

有母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线(不分段)，单母线分段、单母线分段带旁路等形式；双母线又分为单断路器双母线、双断路器双母线、双母线带旁路母线、串接断路器接线、双母线四分段等多种型式。

详细见:http://.cn/ebook/2007/B10034782/8.htm

变电所的电气主接线 篇3

【关键词】110kV变电站；电气主接线；分析

0.引言

随着我国经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，对电力的需求也也来越多，用电量越来越大，新的发展形势对变电站的供电能力提出了新的挑战。在这样的情况下，110kV变电站的建设速度和建造数量都得到很大的提高。变电站供电的可靠程度是考察变电站供电能力的重要指标，而影响变电站供电可靠程度的因素各种各样，其中对变电站电气主接线的选择显得尤其重要。

1.变电站电气主接线概况

变电站电气主接线部分是变电站电气设计过程的最开始部分，同时也是电力系统中的一个非常重要的环节。变电站电气主接线不仅连接着各种高压电器，负责接收和分配高压设备的电能，还能反映各种电器设备之间的相互作用、连接方式以及各个回路之间的互相关系，是变电站电气部分的一个重要组成部分。变电站电气主接线的性能不仅直接影响着变电站的可靠性，还对电力输变过程中的配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置以及控制方式的选择方面起着决定性的作用。因此，变电站电气主接线的选择不仅要考虑供电的可靠性、经济性、质量等方面的问题，还要考虑变电站的运行、扩建等方面的影响。[1]

2.变电站电气主接线选择时考虑的问题

2.1影响变电站电气主接线的因素

首先，决定电气主接线的主要因素是变电所在电力系统中的地位和作用。变电站有不同的类型，有枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站和分支变电站等不同的类型，它们在电力系统中的位置和作用不同，对电气主接线的可靠程度、灵活程度和经济性等方面的要求也不相同。

其次，负荷分级和出线回数也会对电气主接线造成影响。一级负荷必须要有两个独立电源供电，而且当一个电源不能工作时，要保障全部的一级负荷能够不间断的进行供电；而对于二级负荷，一般也要有两个电源负责供电，而且当一个电源不能工作时，要保障大部分的二级电荷能够供电；对于三级电荷而言只需要一个电源进行供电。再次，主变台数也会对电气主接线造成影响。变电站的主变台数会对电气主接线的选择产生直接影响，不同的传输容量对于电气主接线的可靠程度、灵活性的要求也不相同。

最后，备用容量也会对电气主接线产生影响。备用容量的有无、大小也会对电气主接线的选择造成影响，备用容量是为了适应负荷突增、设备检修、故障停运等状况而设置的，是为了保障可靠地供电。[2]

2.2选择电气主接线时要满足的要求

首先要保障供电的可靠性。保障供电的可靠性是电力生产的首要要求，电气主接线要能可靠地工作，对用户进行不间断的供电。

其次，要保证运行检修时的灵活性。在调度运行中可以灵活的投入和切除变压器，满足整个系统的调度要求；在检修时，可以方便的停运断路器、母线等设备，进行系统检修而又不影响对用户的供电。

最后，要经济合理。主接线在满足可靠性和灵活性的前提下，要做到经济合理，即投资成本要节省、占地面积要小、能量损失不能过大。

3.选择电气主接线时的关键因素

3.1配电装置的选择

目前110kV高压配电装置主要采用屋内布置以及屋外布置两种，而屋内布置又包括普通电器安装在屋内布置和110kV断路器小车屋内布置以及SF6全封闭组合电器屋内布置三种方式。在采用普通电器安装在额内布置和110kV断路器小车屋内布置时，每个间隔可以设计成宽度6.5m，跨度12m，占地面积相若，投资成本也差别不但，大多在城郊或污染较严重的地区采用。SF6全封闭组合电器屋内布置占地面积最小，运行维护的效果最好，但这种布置需要较高的成本投入。

因此这种布置大多用在城市中心地带和用地面积十分紧张的地区。而屋外布置分为三种形式：屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置。屋外半高型布置就是把母线和母线之间的隔离开关升高，在已经升高了的母线下方直接布置断路器、电流互感器等设备，减少配电装置的跨度尺寸，但是由于进出线路之间的间隔不能合并，各自占有一个间隔，使得横向面积大为增加。而高型布置是将母线与母线之间的隔离开关进行上下重叠布置，这种布置方式适用于双母线的布置。而屋外中型布置是将所有的电气设备都安装在布置在地面上的设备支架上，在母线下方不布置电气设备，这种布置方式具有布置清晰、容易操作、运行比较可靠、施工和维修都比较方便、投入成本低等特点，而且各地的电业部门在进行运行维护和安装检修方面都有比较丰富的操作经验。[3]

3.2相关的电气设备以及典型的接线方式

变电站电气主接线包括的相关的电气设备有：

主变压器、变压器高压引出线、母线、隔离开关、断路器、避雷器等等电气设备。而在110kV变电站电气主接线的设计选择中，主要考虑两种功能的变电站：

终端变电站和中间变电站。终端变电站又可以称为受端变电站，这类变电站的设置比较接近负荷中心，110kV的进线一般分为两路，通过两台主变压器然后将电能分配给低压用户使用。变电站电气主接线设计应该在确保供电可靠性的前提下，进行规范化、简单化以及自动化方面的设计，应该尽可能的减少设备占地面积，此外，变电站电气主接线的选择还要确定负荷性质、电气设备特点以及上级电网强弱等方面的因素造成的影响。而一般的终端变电站电气主接线主要采取线路一变压器组接线、外桥接线以及内桥接线三种方式。

4.结语

在变电站电气主接线的设计选择过程中，除了考虑供电可靠性、检修的灵活性、适应性、经济性等方面的因素，还要考虑那些影响主接线的关键因素，对变电站电气主接线的选择进行全面综合的考量。

【参考文献】

[1]朱虹森.小议变电站主接线的设计[J].项目管理，2007（1）.

[2]唐岳柏.浅议110kV变电站电气主接线的选择[J].科技创新导报，2010（07）.

变电所电气主接线设计探讨 篇4

1.1 对变电所的电力系统的地位和作用分析

决定变电所电气主接线设计的重要因素就是变电所中电力系统的地位和作用。首先, 要对变电所进行区域性分析, 因为, 变电所可分为五类, 枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站和分支变电站, 因为, 他们的区域性分配不同, 所以, 变电所中的电力系统的地位和作用也有所不同, 对主接线的经济要求, 灵活性要求的水平也不一样。

1.2 对变电所的近期、远期发展规模进行分析

要对变电所中的电气主接线设计最少要考虑变电所在5~10年之间的电力系统发展规划, 并根据电力系统的负荷大小和分布情况, 电力系统负荷的增加速度和地区网络情况和潮流性的分布情况进行分析, 从中分析适应各种情况的运行方法, 从而确定变电所电气主接线的设计形式及变电所电气连接电源数和出线回数。

1.3 对变电所电气设备负荷的重要性和出线回路数对主接线的影响分析

对电气设备中一、二级的负荷必须得有两个独立的电源供电, 且当变电所的电源失去一个后, 也应保证全部的一、二级负荷能够不间断的继续供电, 而对于三级负荷而言, 它就只需要一个电源供电。

2 变电所电气主接线设计的基本要求

2.1 可靠性要求

对变电所电力生产分配的首要任务就是供电的可靠, 并且, 变电所电气主接线的设计也要满足这样的要求。所以, 在对电气主接线进行研究时, 要对以下问题重点是考虑。 (1) 变电所电气主接线设计可靠性的客观衡量方式的标准就是运行实践, 在对主接线估价其可靠性时, 也要充分的考虑运行实践中长期积累的经验。在我国现行的设计技术中, 各项规定就对运行实践的经验进行总结, 并在电气主接线设计时进行严格的遵守。 (2) 电气主接线设计的可靠性是与组成各元件的质量有直接关系的, 它就包括变电所电器设备的一、二次设备可靠性的综合运用, 所以, 电气主接线在设计时也要对一次设备和二次设备对供电的影响和其出现故障率的大小进行分析。 (3) 在变电所电气主接线设计时, 也要知道可靠性也不是绝对的, 它可能只对这一所的电气是可靠的, 对另一所则不可靠。所以, 在评价变电所电气主接线的可靠性时, 也是不能脱离变电所电气设备在系统中的地位和作用。 (4) 在分析电气主接线的可靠性时也要注意:1) 在变电所断路器进行检修时, 对供电性是否不影响。2) 母线检修、出现故障、线路出现短路时、停运等线路和回路数的多少与停运后变电所停电时间的长短是否能保证最重要的用户供电的正常运行。3) 变电所全部停电后的运行可能性。

2.2 灵活性要求

变电所电气主接线对灵活性也有要求要注意以下几点:首先, 是电气调度灵活性, 它的操作性简单, 能够非常灵活的投入、切除某些电机设备中的变压器或是线路调配电源中的负荷, 从而能满足系统在事故检修等特殊的方式下进行调整的进行完整的调控。其次, 电器设备的检修安全。变电所电气主接线的灵活性能快速的、方便的停运母线、断路器和断线保护设备, 在进行安全检修时, 也不影响电力网的正常运行和被用户供电。最后, 电气设备的扩建要方便可行, 变电所的电气主接线设备要容易从初期过度到最终的接线, 使之在扩建的过度时, 在不影响连续供电的情况下, 投入到新的变电装置后其线路之间的影响性也是非常小的, 并且对一次和二次的电气设备所需要的改造也是最小的。

3 变电所电气主接线设计的基本步骤分析

3.1 对原始资料的分析

要对变电所电气主接线变电所的类型、设计的规划容量、主电台的数量和容量也要求, 要考虑电力系统的使用情况, 在近5~10年之间的发展前景, 变电所电力系统的位置和作用。另外, 负荷的情况和它的地理位置选择也很重要。电气主接线输电电压的等级输电电力的容量和出线回路数等也要进行设计, 所以, 变电所所选择的环境也要考虑:高海拔、地质、水文、污秽、风向、覆水、温度、气温等, 也有效的对变电所电气主接线设备中的电气进行选择和安装配置。因为, 他们的设计也在无形中影响着变电所电气主接线的设计, 还有就是电气主接线设计具有可行性, 也必须要对各个主要电器的性能制造情况、价格等进行分析比较, 从而保证设计的经济性先进性和可行性。

3.2 对电气主接线方案的拟定

根据设计的任务书之间的相关要求, 对原始的资料进行分析以后, 就可以拟定出若干个相关的主接线设计方案。因为, 变电所的电气设计对出线回路、变压器、台数、电压等级、容量等用无线的结构进行多种考虑, 从而绘制出多种不同的电气主接线设计方案, 根据主接线的基本要求, 还要结合最新的设计技术条件, 确定最合适的技术方法, 经济合理的、可行的主接线设计方案。

3.3 变电站短路电流的计算

对已经设置好的变电所电气主接线方案, 为了选择合理的电气也需要进行短路的电流计算。

3.4 变量所的主要电器选择

它的选择包括了隔离开关、母线、高压断路器等选择。

3.5 变电所绘制电气主接线设计图

在最后的设计中, 要确定电气主接线的设计方案就要设计师按照工程的需要绘制工程设计图。

4 结语

总之, 随着我国国民经济的稳步发展, 用电已成为制约我国经济发展的重要因素, 所以, 为了要保证供电的正常需求, 各地都兴建变电所供电装置。本文对变电所电气主接线的设计进行分析讨论, 从中分析了变电所电气主接线的设计原则和要求, 还有设计步骤使之更加完善, 方便。

摘要：随着电力行业的不断发展, 人们对电力的供应要求也越来越高, 特别是对稳固性、可靠性、持续性。然而, 电网的稳固性、可靠性和持续性都取决于变电所对电气主接线设计的合理要求和配置, 从而使其操作简单、方便、经济合理, 具有扩建的可能性和改变运行方式的灵活性, 是指更贴近实际, 并具有现实意义。本文对变电所电气主接线的设计进行探讨, 从各个电压等级, 使用的双母接线和单母接线相互连接, 从中对电气主接线的设计进行分析。

关键词：变电所,电气主接线,设计

参考文献

[1]胡澜.考虑连锁故障影响的检修优化[J].电力科学与技术学报, 2010 (04) .

[2]秦纪平, 刘前进.基于成功概率的配网可靠性评估[A].中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集.2008.

变电所的电气主接线 篇5

关键词：500kV；高温超导限流器；电气主接线

一、高压超导限流器

高压超导限流器主要是由直流超导绕组、常规交流绕组以及铁芯等组成，在正常工作过程中，直流电源主要是给予超导绕组提供励磁电流，从而促使铁芯处于全面饱和状态[1]。与此同时，铁芯上的交流绕组处于低感抗状态，超导限流器最终呈现为较弱的阻抗值。如果发生短路故障，短路电流促使两个铁芯在一个周期之内交替变化饱和状态，此时的磁导率会不断增加，交流绕组便处于高感抗状态，超导限流器此时便会出现较大的阻抗值，从而实现限制短路电流幅值的目的。

二、500KV高温超导限流器电气的主接线方案

（一）类似工程主接线方案简介。500KV高温超导限流器与田径220KV高温超导限流器较为类似，这一类超导限流器便具备一定的限制短路电流幅值的作用。220KV超导限流器电气主接线示意图见图1。

由图1所示，安装位置主要在预留的主变压器位置，其后期的扩建便利性也比较便利。变电站使用220KV双母线接线，本500KV高温超导限流器的电气主接线方案主要是按照该220KV超导限流器接线方式进行改进，其主要是借助预留的主变间隔新建相关设备接入系统，并且原本的路间隔与新建超导限流器间隔并联，从而形成旁路。

（二）各类500KV高温超导限流器电气接线方案。方案1：本文以500KV西江变电站为例研究主接线方案。500KV高温超导限流器主要是使用3/2断路器进行接线，其接线示意图见图2。

500KV出现总共6回，至江门站、砚都站以及罗洞站各两回，主变站3组，2好主变与4号主变进串，1号主变经断路器接入1M，组建成4个完整串。方案2：方案2见图3。这一种接线方案主要是增加了旁路隔离开关，在主回路上设置隔离开关，并且在超导限流器的两段设置对地电容器以及并联电容器。各个组成元件以及相应的功能为：（1）电流互感器TA主要是通过电流测量信号；（2）CVT为电容式电压互感器，其主要是提供电压测量信号；（3）SA为避雷器，主要是起到抑制雷电过电压的情况；（4）C1与C2为电容器，其主要是为了控制变压器侧的断路器开端短路电流情况时引发的瞬间恢复电压提高；（5）DS1与DS2主要是指隔离开关，主要是用于检修设备；（6）

DS3也是隔离开关，其主要是作用于旁路超导限流器；（7）FL为故障时的超导限流器，是整个超导限流器的主要构成元件。

方案3：方案3见图4。这一方案主要是设计一个完整的旁路回路，也就是在超导限流器主回路两段设置旁路断路器CBI，断路器的两边有用于检修的隔离开关DS3和DS4，以及接地刀闸。

（三）方案对比。笔者通过SSRE-TH软件对上述三个方案的工作效率进行对比。其主要是对比三个方案的可靠性指标，可靠性指标主要包含故障概率、可用率、不可用率、年平均故障停电时间以及同一串两回出现故障率。

方案1、2、3的故障率分别为0.47%、0.42%、0.43%；年停运时间分别为38.7h、9.4h、29.5h；可用率为0.995%、0.998%、0.996%；不可用率分别为4.40%、1.07%、3.35%；故障频率分别为0.476%、0.421%、0.429%。由此可见，方案2的故障率、停运时间、可用率、不可用率及故障频率多个方面均优于其他两个方案。但是，本次研究并不是在实际工作中的数据。对此，在实际工作中仍可能出现各类故障或影响因素，相关从业人员必须要按照自身的实际情况适当调整方案，选择最符合实际条件、最经济并且故障频率以及故障时经济损失最低的最佳方案。

总结：综上所述，当前500KV高温超导限流器的电气主接线技术已经较为成熟，关于其接线方案的文献也比较多，应用当前较为成熟的可靠性评估理论以及软件能够对各类型电气主接线方案进行全面并且详细的评估。与此同时，在实际的工作中，工作者需要分析自身的实际情况，综合评估各类主接线方案，从而选择总体经济效益、安全性最高的方案。

参考文献：

变电所的电气主接线 篇6

关键词：变电所,电气主接线,变压器

1 电气主接线的选择

变电所电气主接线根据变电所电能输送和分配的要求,表示主要电气设备相互之间的连接关系,以及本变电所与电力系统的电气连接关系,通常以单线图表示。电气主接线中表示的主要电气设备有:电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。常用的主接线方式有:单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路母线接线、双母线分段带旁路母线接线、桥形接线、双断路器接线等。

1.1 主接线的设计依据、原则及步骤

1.1.1 主接线的设计依据

电气主接线通常是根据变电所在电力系统中的地位和作用,首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求,然后根据规划容量、供电负荷、电力系统短路容量、线路回路数以及电气设备特点等条件确定,并具有相应的可靠性、灵活性和经济性。

1.1.2 电气主接线的设计原则

电气主接线设计的基本原则为:已下达的设计任务书为依据,根据国家现行的“安全可靠、经济实用、符合国情”的电力建设与发展的方针,严格按照技术规定和标准,结合工程实际的具体特点,准确地掌握原始资料,保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。

1.1.3 电气主接线设计的一般步骤

a.原始资料分析。根据下达的设计任务书的要求,在分析原始资料的基础上,各电压等级拟订可采用的数个主接线方案。b.对拟订的各方案进行技术、经济比较,选择最好的方案。各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求,最后确定和种方案,要通过经济比较,选用年运行费用最小的作为最终方案,当然,还要兼顾到今后的扩容和发展。c.绘制电气主接线图。按工程要求,绘制工程图,图中采用新国标图形符号和文字代号,并将所有设备的型号、主要参数、母线及电缆截面等标注在图上。

1.2 主接线设计的基本要求

电气主接线的基本要求:可靠性、灵活性、经济性、扩建性。

1.2.1 运行的可靠性

断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。

1.2.2 具有一定的灵活性

主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小,并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。

1.2.3 操作应尽可能简单、方便

主接线应简单清晰、操作方便,尽可能使操作步骤简单,便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作,还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单,可能又不能满足运行方式的需要,而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。

1.2.4 经济上合理

主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上,还应使投资和年运行费用小,占地面积最少,使其尽地发挥经济效益。

1.2.5 应具有扩建的可能性

电力负荷增加很快。因此,在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。

变电站电气主接线的选择,主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。

1.3 主接线基本接线形式及适用范围

1.3.1 单母线接线

优点:接线简单清晰,设备用量少,操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。

缺点:供电可靠性差,运行不够灵活,当母线及母线隔离开关等设备故障或检修时,均需将整个配电装置停电,影响供电。

适用范围:10KV出线一般不超过5回,35KV出线不超过5回,110~220KV出线不超过2回。

1.3.2 单母线分段接线

优点:该接线方式由双电源供电,故供电可靠性较高,同时具有接线简单、操作方便、投资少等。当一段母线发生故障时,分段断路器将故障切除,保证正常段母线不间断地供电。

缺点: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。

适用范围:适用于变电所内安装2台主变压器,10KV出线不宜超过6回,35KV出线不宜超过8回,110~220KV出线不宜超过4回。

1.3.3 双母线接线

优点:供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒闸操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。调度灵活,当双母线的两组母线同时工作时,通过母线联络断路器并联运行,电源与负荷平均分配在两组母线上。当母联断路器断开后,变电所负荷可同时接在主母线或副母线上运行。

缺点:增加一组母线时每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,需在隔离开关和断路器之间装设联锁装置。

适用范围:适用于出现回路较多,供电可靠性要求较高的变电所。一般35KV出线回路为8回,110-220KV出线为4回。

1.3.4 单母线分段带旁路母线接线

优点:供电可靠性高,断路器故障检修时,可不停负荷进行检修,运行灵活,适用于向重要用户供电,出现回路较多的变电所尤为适用。

缺点:旁路母线是为检修断路器而设的,在采用可靠性高、检修周期长的断路器时,可取消旁路母线。

2 变压器的选择

2.1 变压器的基本工作原理

变压器的基本工作原理就是电磁感应原理。变压器的一次绕组接通交流电源,在绕组内流过交变电流产生磁动势,在磁动势的作用下,铁心中产生交变磁通,即一次绕组从电源吸取电能转变成磁能,在闭合的铁心中一次绕组、二次绕组同时切割磁力线,由于电磁感应作用,分别在一、二次绕组上产生感应电动势。如此时将二次绕组与外电路负荷接通,在二次绕组感应电动势作用下,便有电流通过负荷,铁心中的磁能又转变成电能。变压器在传递电能的过程中,铁心中的交变磁场通过一、二次绕组每一线匝中都产生相同的的感应电动势,变压器一、二次绕组的匝数不同,所产生的感应电动势也不同,这就是变压器变换交流电压、电流的原理。

2.2 主变压器容量和台数的选择

2.2.1 主变压器容量的选择

a.按电网发展规划选择主要变压器容量。主变压器容量一般按变电所建成后5~10年的发展规划负荷选择,并适当考虑到远期10~20年的负荷发展。对于城市郊区变电所,选择的主变压器容量应与城市发展规划相结合。b.按电压等级选择主变压器容量。变电所主变压器容量选择的一般原则为电压等级高,变电所密度低,主变压的容量就要选择大些。电压等级低、变电所密度高,一般变压器的容量可选择小些。c.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来选择主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力时,在允许时间内应保证用户的一级和二级负荷;对于一般性变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。d.同级电压的单台变压器容量的级别。同级电压的单台变压器容量的级别不宜太多,应从全网出发,推行主变压器容量的系统化、标准化。在一个地区的电网中,同一级电压的主变压器单台容量不宜超过三种。一般在同一变电所中同一级电压的主变压器宜采用相同容量规格。否则将会给变电所的运行管理和检修带来麻烦。

2.2.2 主变压器台数的选择

变电所主变压器台数的选择,应根据地区供电条件、负荷性质、供电负荷大小运行方式、供电可靠性等条件进行综合性分析比较后确定。

变电所当一台变压器退运时,其余变压器必须保证向下一级配电网供电,即满足N-1的电网安全供电的准则,满足变电所供电的可靠性。

35~220KV变电所一般应配置两台或以上变压器,当一台变压器退运时,其负荷自动转移至正常运行的变压器,此时变压器的负荷不应超过其短时允许的过载容量,以及通过电网操作将变压器的过载部分转移至冲压电网。符合这种要求的变压器运行率可用下式计算,即

式中T—变压器运行率;

K—变压器短时的允许过载率;

N—变压器台数;

P—单位变压器额定容量。

当取变压器过载率K=1.3,过载时间为2h,则按上式计算变压器的运行率为

当N=2时,T=65%;

N=3时,T=87%;

N=4时,T=100%。

变电所中变压器越多,其利用率越高,供电可靠性也越高。变电所主变压器台数不宜少于2台,最多不宜多于4台,一般情况下3台主变压器就能满足供电要求。

参考文献

[1]杜文学.电力工程[M].北京:中国电力出版社,2006,2.

变电所的电气主接线 篇7

随着国民经济的迅速发展, 电力工业的迅速发展, 对变电所的设计提出了更高的要求, 220k V区域降压变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节。220k V变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性, 又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。

2 设计的系统规划

系统设计是在国民经济和电力规划的指导下, 从电力系统整体出发, 提出系统的具体发展方案。电力系统设计方案应安全可靠、技术先进、过渡方便、运行灵活、切实可行, 以满足国民经济发展及人民生活不断提高的需要。在考虑能源布局时, 则应坚持以电力市场为导向, 以资源优化为基础, 发电与节约并重, 发展与保护环境并重, 实施可持续发展的原则, 控制总量, 合理布局。根据我国能源资源与分布及经济发展的特点, 按照努力提高电力发展质量、优化电源结构和机组结构的要求, 研究和提出发电厂的接入系统方式、出线电压等级及网络。变电站连接示意图如 (图1) 所示。

3 主变压器的选择

在发电厂和变电站中, 用来向电力系统或用户输送功率的变压器, 称为主变压器;用于两种电压等级之间交换功率的变压器, 称为联络变压器;只供本所 (厂) 用的变压器, 称为站 (所) 用变压器或自用变压器。在变电所中, 主变压器担负着改变电压, 进行电力经济输送和分配电能的作用, 正确合理地选择主变压器很重要。主变选择应包括选择主变型式, 主变台数和主变容量等。

4 电气主接线设计

主接线的设计满足可靠性、灵活性、经济性。通过查阅设计手册, 结合实际情况, 各电压等级可有如下接线形式: (1) 220k V可采用单母线分段式或者双母线形式。 (2) 110k V采用单母分段或者双母线;而本设计带有重要负荷的还可采用带旁路的形式。 (3) 10k V采用单母线分段形式。通过个电压等级的可能接线形式, 本设计的主接线形式为:220k V:单母线分段接线110k V:双母线接线10k V:单母分段接线。如 (图2) 所示。

5 无功补偿

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、安全性和经济性。

电力系统在正常运行方式时, 突然失去一回线路, 或一台最大容量的无功补偿设备, 或一台最大容量的发电机 (包括失磁) 之后, 系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式, 应能保持电压稳定和正常供电, 避免出现电压崩溃;在正常检修运行方式时, 若发生上述事故, 应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施, 以维持电压稳定。

6 短路电流

由于各种原因, 系统会经常出现故障, 使正常运行状态遭到破坏。短路是系统常见的严重故障。所谓短路, 就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。计算短路电流所用的接线方式, 应是可能发生最大短路电流的正常接线方式 (即最大运行方式) , 而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

7 主要电气设备的选择

高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。断路器的选择, 除满足各项技术条件和环境条件外, 还应考虑到要便于安装调试和运行维护, 并经济技术等方面都比较后才能确定。

主变220k V侧, 主变断路器的选择与校验

选择SW6-220断路器, 技术参数如 (表1) 。

主变110k V侧, 主变断路器的选择和校验

根据断路器选择的具体条件得选择SW3-110G/1200断路器, 技术参数如 (表2) 。

8 结语

本文论述了电力系统中220KV变电站的设计要点。通过对变电站设计的系统规划以及对设计的主要任务和内容的分析, 设计出220KV变电站的原始资料。分析了电气主接线的基本要求和主要的接线型式, 并且制定出220KV变电站的电气主接线方案, 进行短路计算, 最后通过无功补偿和短路计算的结果, 较为详细地完成了电力系统中220KV变电站的一次部分设计。

参考文献

[1]陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册[M].中国水利水电出版社, 2008.

[2]宋继成.220—500KV变电所电气接线设计[J].中国电力出版社, 2004年.

[3]尹克宁.电力工程[M].中国电力出版社, 2005.

[4]刘介才.工厂供电 (第四版) [M].机械工业出版社, 2007年.

变电所的电气主接线 篇8

1 关于电气主接线的可靠性评估

变电站的电气主接线主要是指在电力系统中为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的表明高压电气等设备之间相互连接关系的传送电能的电路, 其中包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸和线路等。变电站电气主接线的可靠性评估是指根据构成主接线的电气设备的可靠性数据通过计算得出主接线的可靠性与经济性, 一般情况下评估计算主要包括以下几方面, 越准确的可靠性评估更有利于为主接线的设计、运行及检修等工作提供依据。

首先可以根据主接线元件的可靠性利用系统网络结构来对主接线的可靠性进行预测, 并对得到的数据进行综合测评, 得出其中的最佳设计方案;

其次在运行中的主接线中, 找出可行的供电通道和薄弱点, 以便选择最优的运行方案, 为检修及相关的应对措施提供更科学的依据;

最后通过对主接线的定量评估, 以便充分发挥出主接线可靠性在电力系统运行中的有利作用。

从对主接线可靠性计算中不难看出, 设计阶段和运行阶段的评估方式大同小异, 但是两者最终的目标却是不同的, 因此, 在对主接线的可靠性进行评估的时候应注意选择不同的侧重点。在进行变电站主接线可靠性评估时一般假定某一电源为起点, 某二次母线为终点, 假定电源点安全可靠, 进行由起点到终点的可靠性计算。变电站主接线可靠性评估的方法具体如下:

(1) 确认系统所包含的所有元件;

(2) 明确每个元件的故障与修复率, 明确检修计划与停运时间;

(3) 列出主接线可能存在的故障, 明确系统正常运行的条件;

(4) 建立数学模型, 计算可靠性指标。

2 变电站电气主接线可靠性评估方法

(1) 改进逻辑表格法

在变电站主接线可靠性评估中最常见的方法就是改进逻辑表格法。改进逻辑法就是以供电的连续性作为依据, 根据电气主接线的实际接线情况, 判断元件完好、单重故障或多重故障等可能发生的所有情况, 并将待评估元件被故障切除的状态列举到表格中, 并根据相关指标利用数学公式计算出某元件的平均故障率以及正常工作修复时间等相关可靠性数据。

(2) 故障模式分析与后果评估法

故障模式与后果分析法是通过对各元件的状态分析系统状态会发生的全部可能性, 并以规定的可靠性评判为依据对所有的状态进行评估检测, 发现系统的故障模式, 并根据之前所得出的一切条件计算出系统的可靠性数据, 也可以多进行几次评估从中选择最准确的可靠性数据。

(3) 最小割集法

最小割集法指的是在割集状态内将所有的计算都限制在内, 这样就不用将全部的系统状态都计算一遍, 节省了大量的计算步骤与时间。如今水电站的建设规模越来越大, 因此电气主接线的形成结构也越来越复杂, 就不容易直接判断出系统的故障所在, 影响了检修的效率及系统的正常运行, 因此运用最小割集法能够帮助人们找出薄弱的地方, 从而进行有效地应对。

(4) 频率和持续时间法

若想要得出系统在各个状态下的不同的概率, 可以通过马氏过程和状态空间图的描述进行计算分析, 以此得出的每个单独状态下的概率就能够用来进行对系统整个状态下的运行或停运等概率的计算。但是需要注意的是并不能从这些概率中就确定系统的特性, 避免因片面的认识造成对系统正常运行的负面影响。因此除了需要了解系统在某状态下的频率之外, 还应知道这一频率停留在统一状态下所持续的时间, 这时就可以采用频率与持续时间 (简称FD法) 。FD法就是将系统的电源端到负荷端依次通过马氏过程及状态空间图将状态明列出来, 将元件可能发生故障的所有因素都计算在内, 最终得出整个系统的状态空间图。FD法的优势在于它将所有的可能性都能够通过公示或空间图清晰地展现出来, 为计算电气主接线系统的可靠性带来很大的便利条件。

3 结语

通过以上的解决方案, 我们可以很好地解决变电站电气主接线可靠性的问题。针对其出现问题的主要点, 我们有针对性地提出解决方案。

摘要：介绍了沥青拌合站变电站电气主接线可靠性评估方法。通过这样的评估, 可以很好地解决变电站电气主接线可靠性的问题, 在实践的基础上我们充分地检验了方法的正确性。

关键词：沥青混凝土,沥青拌合站,沥青拌合站变电所,电气主接线,可靠性

参考文献

[1]冯忠旭.混凝土搅拌理论与设备[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[2]郭永基.可靠性工程原理[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[3]郭永基.电力系统可靠性评估[M].北京:清华大学出版社, 2010.

[4]韩肖清, 冯福旺.基于关联矩阵的变电所电气土接线可靠性评估[J].山西电力, 2009 (2) .

[5]杨建贡.电厂电器主接线设计的技术要求与分析[J].科技风, 2010 (21) .

[6]德国胜.提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨[J].黑龙江科技信息, 2010 (36) .

变电所的电气主接线 篇9

1 变电站的地位及作用

在电力系统中, 变电站占有重要的地位, 是变化电压、配送电、控制电流流向及调整电压的重要场所, 变电站通过主变压器将各级电压与电网联系起来。它的作用主要是变化高低电压[2]。其中, 部分变电站是将发电厂发出的电升压, 一方面电能的远距离运输, 同时也能够降低输电线路的损耗;一方面, 部分变电站将高压电降压, 然后输送给电力用户使用。地网的结构不同, 则变电站升压、降压的幅度也不同, 按照电压等级与作用, 可将变电站分为好几类, 比如110k V变电站、220k V变电站及500k V变电站等。

由于110/220k V变电站数量较多, 且分布广, 所以110/220k V变电站设计必须具有可靠性、安全性和经济性, 提高区域内电力用户供电的安全性和可靠性, 降低电网故障及变电站建设的费用, 更好地服务于经济社会发展的需求。

2 110/220k V变电站电气一次设计

2.1 电气主接线设计

1) 设计原则介绍。电气主接线设计原则有三个:可靠性、经济性和灵活性。而可靠性是电力供应的首要原则, 同时也是供电安全性的第一要求, 电气主接线设计必须体现这一原则[3]。灵活性原则, 是指主接线在运行、调度、检修及扩建时, 具有足够的灵活性。经济性是指主接线的规划设计, 在满足上可靠性、灵活性的基础上, 尽可能减少设计的成本。

2) 主接线设计。在选择变电站电气时, 设计依据为:一是变电站的地位与作用, 二是变电站的分期及建设规模, 三是变电站的负荷大小。同时, 一级负荷配备两个独立电源, 当一个电源失效后, 保证一级负荷持续供电;二级负荷配备两个独立电源, 当一个电源失效后, 保证二级负荷供电;三级负荷只需配备一个供电电源。

此外, 主接线的设计还应考虑系统备用容量的大小, 对于装有两台以上变压器的变电站, 如其中一台断开, 则其余变压器可满足该变电站70%以上的负荷, 且在允许的范围内, 保证电力用户的一级、二级负荷。

2.2 主接线的选择

某工业区, 规划了一座110k V变电站, 规划站从本站获取110k V电源。根据《变电站设计技术规程》的规定, 110~220k V配电装置如出现数为2, 接线可采用桥形形式, 如出线<4回, 可采用分段单母线接线形式。同时, 采用单母分段及双母线配电装置, 在路旁设置。

在110/220k V电气设计中, 需综合考虑多重因素, 特别是终端变电站与中间变电站。其中, 终端变电站接近110k V变电站负荷中心, 分两路进线, 由两台主变压器实现。终端变电站高压侧主接线形式有三种:单母线接线、内桥接线和线路变压器组接线。但如何选择接线方式, 需要根据变电站情况, 如容量大小、接线设计等来确定。

2.3 主变压器的选择

1) 110/220k V主变压器选型的原则。选择变电站主变压器, 首先应确定相数, 通常330k V以下的变电站采用三相主变;其次确定绕组数, 目前包括三绕组式、低压绕组分裂式及双绕组普通式等, 在满足供电规划要求同时, 可采用双绕组变压器。再次, 确定绕组接线组别, 110/220k V上绕组接线一般采用“YN”形式。第四, 确定调压方式, 目前有有载调压、无激磁调压两种, 通常采用前一种调压方式。第五, 合理确定冷却方式, 并按照主变容量、本体结构特点及外部运行环境, 合理确定冷却方式。

2) 按照上述主变压器的选型原则, 由于该变电站的远期负荷为9万千瓦, 且负荷变化比较大, 所以选定本期主变2台、终期3台、三相双绕组及有载调压, 且选用自然冷却方式。

2.4 断路器的选择

变电站主系统中, 高压断路器是一个重要的设备。选择高压断路器时, 需要考虑多方面的因素, 具体包括:首先, 在合闸运行时, 断路器为良导体, 能够保证长期通过负荷电流和短路电流通过, 且动稳定性、热稳定性均符合相应的技术规范;其次, 在跳闸条件下, 高压断路器绝缘性能良好;第三, 断路器断路能力利郎好, 且可分断时间;最后, 尽量延长机械设与电气设备的寿命, 结构简单、体积小, 安装与维护费用低。

按照以上的设计要求, 根据该变电站的实际情况, 对于110k V侧断路器的核算如下:一是变电站主接线为110k V单母分断接线, 选用额定电压UN≥110k V断路器, 也就是126k V六氟化硫断路器;二是安装于户外, 选择户外式断路器;三是额定电流为2000A;四是为了便于管理、维护, 选取110k VSF6断路器。

断路器选定后, 还必须通过校验。按照上述假设变压器及首期建设110k V出线, 结合该地区的相关数据, 应校验断路器的断流能力、短路关合电流及热稳定校验设备保护动作时间等。其中, 固有分闸时间为0.03s、熄弧时间为0.03s。

2.5 其它电气设备的选择

电气设备、载流导体的用途、工作条件各不同相同。所以电气设备的选择校验项目及方法不尽相同。不过电气设备及载留导体在正常及短路时, 均必须可靠动作。电气设备的选择原则为:一是综合考虑变电站正常运行、检修及过电压条件下的各项要求, 以及远景发展规划;二是符合当地安装地点及环境的校核;三是尽可能选择新产品, 且使其具备可靠的试验数据, 在特殊情况下, 未选用正式鉴定的新产品。

3 结语

对于变电站的设计及建设来说, 电气一次设计是重要的部分之一, 也是一项十分重要的工作。变电站电气一次设计是电力系统中重要、复杂的工作之一, 确保变电站电气一次设计成功, 则应保证设计方案的综合性、科学性。同时, 合理选择主接线方式、主变压器及配电器等。在本文中, 笔者结合相关理论文献, 从变电站的重要性、电气一次设计等两个方面探讨了该命题。

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分, 变电站的运转是否正常, 直接关系到电力系统的安全性与经济性。在本文中, 笔者探讨了110/220k V变电站电气一次设计, 主要详细分析了主变压器的选择、电气设备的选择、电气主要接线设计以及配电装置等。同时, 笔者还指出了设计中需注意的问题。

关键词：变电站,电气设计,电力系统

参考文献

[1]张超峰.110k V变电站电气一次设计的探讨[J].科技致富向导 (科技论坛) , 2013.

[2]耿伟.变电站电气一次设计的分析及探讨[J].黑龙江科技信息, 2013.

水电站电气主接线的运行分析 篇10

某水电站装机18台, 单机容量770MW, 左岸电站采用3回500kV线路接入国家电网, 右岸电站采用4回500kV线路接入南方电网。电气主接线是在电站设计时根据机组容量、电站规模及电站在电力系统中的地位等, 从供电的可靠性、运行的灵活性、经济性、发展和扩建的可能性等方面, 经综合比较后确定。以下就电气主接线的接线选择、运行方式及相关问题进行分析, 提出优化建议。

2 电气主接线的选择

2.1 设计基本原则

规程规定, 电气主接线系统应保证供电的可靠性;应能灵活地适应各种工作情况, 特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时, 能够通过倒换断路器的运行方式, 做到调度灵活, 不中断向用户的供电;还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下, 做到经济合理。该电气主接线设计按以下具体原则拟定:

1) 为限制短路电流 (使500kV侧断路器的短路开断电流不超过63kA) 和有利于系统稳定, 左、右岸电站500kV之间不考虑直接的电气连接;

2) 在严重故障下, 应尽量减少切除机组台数或切除线路回数。发生双重故障时, 一般不应切除多于两回线路或两台机组, 并满足系统稳定要求;

3) 切除一回线路的情况下, 应可以将全部容量送出;500kV任意一台断路器或母线检修时, 不影响连续供电;

4) 接线清晰, 调度灵活, 运行方便;继电保护及控制、信号回路应可靠, 保护装置维护不影响正常运行;

经可靠性计算和综合技术经济比较, 最终选择左右岸电站电气主接线均为:发电机—变压器组合采用单元接线, 设发电机出口断路器, 500kV侧为4/3与3/2混合接线。

2.2 发电机和主变压器的组合方式

发电机和变压器的组合方式一般有单元接线、联合单元接线和扩大单元接线。发电机和变压器组合如采用扩大单元接线, 发电机配电装置设备的额定电流将达到50多kA, 断路器的短路开端电流约为460kA, 这些指标都远远超出目前设备的制造水平;故不采用扩大单元接线。联合单元接线的发电机电压侧和主变压器的设备布置同单元接线一样, 500kV侧进线回数较单元接线少, 简化了高压接线, 但增加了主变高压侧设备布置难度, 供电可靠性较单元接线低。故溪洛渡发电机和主变压器的组合方式采用单元接线, 其具有简明清晰, 故障影响范围最小, 运行可靠、灵活, 继电保护简单, 应用范围广等特点。

2.3 发电机出口断路器的设置

对于发变组单元接线方式, 单元断路器可安装在发电机侧也可安装在主变压器高压侧, 考虑到溪洛渡电站需要承担系统部分事故备用容量、参与系统调峰运行, 机组开、停较频繁, 为提高电站运行的灵活性和安全性, 提高保护选择性, 提高厂用电供电的连续性和可靠性, 在发电机出口装设断路器。

2.4 500kV侧接线方式

该电站输电距离长、功率大, 因而要求主接线应有高度的可靠性和运行灵活性, 在发生故障时应能保证系统的稳定性, 在考虑进、出线回数的同时, 其500kV侧接线采用3/2断路器和4/3断路器混合接线方式。左岸电站500kV侧为2串4/3断路器接线和3串3/2断路器接线, 共有9回进线和3回出线, 3回500KV线路接入双龙换流站, 接入国家电网, 详见图1。右岸电站500kV侧为3串4/3断路器和2串3/2断路器接线, 共有9回变压器进线和4回出线, 3回500kV线路接入牛寨换流站, 1回500kV线路至甘顶变电站, 接入南方电网。

3 运行方式分析

左、右岸电站主接线基本相似, 以下就只对左岸电站进行相关分析。溪洛渡左岸电站正常运行方式为1到9号发变组都投入运行, 3回线路投入运行, 500kV系统5串合环运行, 10kV母线分段运行, 备自投入。在正常运行方式下, 系统安全可靠性高, 运行方式灵活, 一重故障基本不会影响电站的外送和系统的安全。

3.1 发变组及进线串检修运行方式

由于电站发电机出口设置有断路器和刀闸, 当机组检修时, 通过发电机出口断路器和刀闸隔离, 主变可照常运行, 对厂用电和500kV系统没有影响。

主变检修时, 应同时安排厂用高压变压器一同检修, 机组陪停, 此时应安排好10kV厂用电的运行方式。先断开与之相连的串内2个断路器, 拉开进线刀闸进线隔离, 再将串内2个断路器合环运行, 这样对500kV系统运行没有影响, 但应注意进线刀闸处的明确断点和防误动此时。

进串断路器检修时, 发变组及厂高变都陪停。对发变组及进串检修, 在系统方式允许的情况下, 其最优检修方式安排为:首先安排机组检修, 在机组检修末期安排主变压器、厂高变及发电机出口断路器检修, 在上述两项检修项目快结束时, 安排进串检修。这样减少了相关方的陪停时间, 但要考虑检修完成后相互之间的试验配合。

3.2 母线检修运行方式

母线检修时, 需要断开与之相连的所有500kV断路器, 整个电站主接线变成了单母线运行, 安全可靠性大大降低。因此, 母线检修应安排在枯水期进行, 在系统方式允许的情况下, 应尽量减少外送负荷, 尽量安排出线都运行, 靠近检修母线侧的机组尽量安排陪停。

3.3 线路检修运行方式

线路检修时, 此串一般会解环运行, 与检修线路相连的机组只能通过500kV单断路器接入母线, 其安全运行可靠性降低, 如有备用机组, 应优先考虑其备用。如果线路检修时间较长, 可考虑将出线刀闸拉开, 串内合环运行, 加强防误动措施。

4 主要问题及建议

4.1 机组同期点的选择

发电机出口断路器和主变高压侧500kV断路器都可以作为机组并网的同期点, 但在实际操作过程中会有一些区别。发电机出口断路器同期操作的允许电压差、频率差、相角差会比主变高压侧500kV断路器同期操作的相应允许值小一些, 对系统和发电机的冲击也会相对小一些。

发电机出口断路器为三相机械联动, 相间分合闸不同期时间极小, 同期操作性好, 且有足够能力切断反相电流。主变高压侧500kV断路器一般不是三相机械联动, 在同期操作时可能会发生单相或两相拒动, 从而危及发电机和变压器的运行安全, 特别对于多断口高压断路器, 在正常操作下也可能发生非全相操作。同时, 高压断路器切断反相电流的能力低于发电机出口断路器。

在实际同期过程中, 当选用主变高压侧断路器作为同期点时, 机组和系统的电压差和频率差一般都会满足条件, 但相角差可能不满足条件, 由于发电机出口断路器处于合闸状态, 机组调速器不能进行小幅扰动给予配合, 系统和机组的相角差较长时间达不到要求, 导致等待时间过长, 并网不成功。

基于上述原因, 水电站的同期点主用为发电机出口断路器。在主变压器检修后, 建议先用零起升压对主变压器升压后, 断开发电机出口断路器, 用500kV高压断路器对主变压器进行冲击合闸后, 用发电机出口断路器进行同期并网。

4.2 线路保护重合闸和GIL

GIS安装在地下GIS室内, GIS室至地面出线场的距离有510米, 线路引出线采用GIL的形式送出至地面架空线上。溪洛渡左岸电站的线路保护CT采用传统模式安装在串内断路器外侧, GIL在线路保护的范围内, 即把GIL当作了线路的一部分。GIL采用分相隔离安装, 发生短路故障一般都是永久性故障, 基本上不会发生单舜故障, 如果再对其采用重合闸, 将会对GIL故障点造成二次损伤。而线路的重合闸保护是提高线路安全可靠性的有效手段之一, 必须正常的投入运行。对于如此问题, 建议将线路保护CT安装在地面出线场出线侧, 相当于取消了GIL的重合闸保护, 把GIL段当着出线短引线来配置差动保护。

4.3 主变压器实验

根据国家和行业相关标准, 主变压器须定期进行预防性实验检验工作。主变压器高压侧和GIS采用油气套管形式进行连接, 主变高压侧断引较为麻烦, 工作量很大, 对检修工艺和现场环境要求较高。进行主变高压侧常规的直流电阻、介质损耗、直流泄露、变比等实验时, 建议可以考虑将主变压器中性点断引进行试验, 或从主变压器高压侧地刀处进行试验, 但要考虑相关的补偿问题。

5 结束语

对于装机容量大、供电范围广, 在系统中占有重要地位的水电站, 必须选择可靠性高、接线清晰、运行灵活、适应系统变化能力强的主接线方式。

参考文献

[1]水电水利规划设计总院.水力发电厂机电设计规范[M].中国电力出版社:2004.

[2]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册 (2) -电气二次部分[M].中国电力出版社, 1991.

[3]董百强, 谢开贵, 周家启.电站3/2接线和4/3接线的可靠性分析[J].重庆大学学报 (自然科学版) , 2006, 29 (10) .

[4]阮全荣, 施围, 李宁君.拉西瓦水电站电气主接线选择分析[J].高压电器, 2002, 38 (6) .