第八章电气主接线的设计与设备选择
水电站电气主接线的设计
目录➢概述➢电气主接线设计➢主接线方案的拟定与选择➢主变压器选择➢短路电流的计算➢电气设备选择与校验➢参考文献一概述1.1 课程设计的目的：1、复习巩固本课程及其他课程的有关内容，增强工程概念，培养电力工程规划设计的能力。
2、复习《水电站电气设备》相关知识，进一步巩固电气主接线及短路计算，电气设备选择等内容。
3、利用所给资料进行电厂接入系统设计，主接线和自用电方案选择，掌握短路电流计算，会进行电气设备的配置和选型设计。
1.2 课程设计内容：1发电厂主接线的设计2 短路电流的计算3 电气设备的选择1.3 电气主接线的基本要求1．可靠性：电气接线必须保证用户供电的可靠性，应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。
保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。
2．灵活性：电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。
并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。
3．安全性：电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。
4．经济性：其中包括最少的投资与最低的年运行费。
5．应具有发展与扩建的方便性：在设计接线方时要考虑到5～10年的发展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为5～10年的最终容量留有余地。
二电气主接线设计2.1原始资料：1、待设计发电厂类型：水力发电厂；2、发电厂一次设计并建成，计划安装2×15 MW 的水力发电机组，利用小时数 4000 小时/年；3、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回；4、电力系统的总装机容量为 600 MVA、归算后的电抗标幺值为 0.3，基准容量Sj=100MVA；5、发电厂在电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。
6、低压负荷：厂用负荷（厂用电率） 1.1 %；7、高压负荷： 110 kV 电压级，出线 4 回，为 I 级负荷，最大输送容量60 MW， cosφ = 0.8 ；8、环境条件：海拔 < 1000m；本地区污秽等级2 级；地震裂度< 7 级；最高气温 36°C；最低温度−2.1°C；年平均温度28°C；最热月平均地下温度20°C；年平均雷电日T=56 日/年；其他条件不限。
电气主接线的设计与设备选择共56页
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
1
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc
书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。
电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。
大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
110KV变电站电气主接线设计(课程设计)
110KV变电站电气主接线设计摘要本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。
该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。
110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。
本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、熔断器等）、各电压等级配电装置设计以及防雷保护的配置。
关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型；无功补偿Abstract目录1.电气主接线设计1.1 110KV变电站的技术背景 (3)1.2 主接线的设计原则 (3)1.3主接线设计的基本要求 (3)1.4高压配电装置的接线方式 (4)1.5主接线的选择与设计 (8)1.6主变压器型式的选择 (9)2.短路电流计算2.1 短路电流计算的概述 (11)2.2短路计算的一般规定…………………………………………………………………………112.3短路计算的方法………………………………………………………………………………122.4短路电流计算…………………………………………………………………………………123.电气设备选择与校验3.1电气设备选择的一般条件……………………………………………………………………153.2高压断路器的选型……………………………………………………………………………163.3高压隔离开关的选型…………………………………………………………………………173.4互感器的选择…………………………………………………………………………………173.5短路稳定校验…………………………………………………………………………………183.6高压熔断器的选择……………………………………………………………………………184.屋内外配电装置设计4.1设计原则………………………………………………………………………………………194.2设计的基本要求………………………………………………………………………………204.3布置及安装设计的具体要求…………………………………………………………………204.4配电装置选择…………………………………………………………………………………215.变电站防雷与接地设计5.1雷电过电压的形成与危害……………………………………………………………………225.2电气设备的防雷保护…………………………………………………………………………225.3避雷针的配置原则……………………………………………………………………………235.4避雷器的配置原则……………………………………………………………………………235.5避雷针、避雷线保护范围计算 (23)5.6变电所接地装置………………………………………………………………………………246.无功补偿设计6.1无功补偿的概念及重要性……………………………………………………………………246.2无功补偿的原则与基本要求…………………………………………………………………247.变电所总体布置7.1总体规划………………………………………………………………………………………267.2总平面布置……………………………………………………………………………………26结束语 (27)参考文献 (27)1.电气主接线设计1.1 110KV变电站的技术背景近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组成部分，其使命包括发电、输电及向用户的配电的全部过程。
电气工程基础
电气工程基础第一章1）电力网：输电网络，配电系统。
电力系统：发电机，电力网，负荷。
动力系统：原动机，电力系统。
2）额定频率——我国交流电力系统均为50Hz。
最高电压等级——我国为750KV。
五个区域网:东北、华北、华东、华中及西北电网。
南方电网公司3）对电力系统的基本要求（1）保证供电可靠；（2）为用户提供充足的电力；3）保证良好的电能质量；（4）提高电力系统运行的经济性。
衡量电能质量的主要指标：电压、频率和波形。
220、380V；3、6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500和750KV第二章1）火电厂的特点：布局灵活，装机容量可按需要确定；一次性建造投资少，工期短，发电设备年利用小时数高；耗煤量大，发电成本高；动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。
对空气和环境污染大。
2）水电厂的特点：水可再生能源，几乎没有污染，可综合利用。
第三章1）电流互感器：将大电流变成小电流（５Ａ或１Ａ），串联在一次回路里。
电压互感器：将大电压变成小电压（100V、V、100/3V ），并联在一次回路里。
互感器的作用：向仪表和继电器供电，正确反映一次系统的运行情况。
使设备和运行工作人员免于和大电压、大电流接触。
2）一次设备：生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如：发电机、变压器和断路器等。
二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，如互感器，电压表、继电保护装置等。
3）配电装置的最小安全净距：以保证不放电为条件，该级电压所允许的在空气中物体边缘的最小电气距离。
表示带电部分至接地部分之间的最小电气净距A1 ；表示不同相的带电导体之间的最小电气净距A2 。
A值应保证无论在正常最高工作电压还是在内外过电压都应保证空气间隙不被击穿。
4）送电时：先合隔离开关再合断路器。
先合母线隔离开关。
停电时：先断开断路器再断开隔离开关。
先断线路隔离开关。
电气主接线的基本要求和设计原则
电气主接线的基本要求和设计原则电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
标签：主接线；要求；原则1 对电气主接线的基本要求1.1 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。
因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。
因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。
研究主接线可靠性应注意的问题如下：（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统要求相适应。
（2）变电所接入电力系统的方式。
现代化的变电所都接入电力系统运行。
其接入方式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。
（3）变电所的运行方式及负荷性质。
电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同一时刻完成。
而负荷类、类、的性质按其重要性又有类之分。
当变电所设备利用率较高，年利用小时数在以上，主要供应类、类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接線形式。
（4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
电气主接线是由电气设备相互连接而组成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
因此，主接线设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
随着电力工业的不断发展，大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线的可靠性，但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。
相反，不必要的接线设备，使接线复杂、运行不便，将会导致主接线可靠性降低。
因此，电气主接线的可靠性是一次设备和二次设备在运行中可靠性的综合。
1.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。
电气设备的选择
电气设备的选择(总25页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March5 电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。
正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、可靠、经济运行的重要条件。
在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。
电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。
本设计，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、导线的选择。
电气设备选择的一般原则在变电所中，电气设备的种类很多，它们的工作条件和运行要求各不相同，但选择这些电气设备的基本要求确实一致的。
选择电气设备的一般条件是：保证电气设备在正常工作条件不能可靠工作，而在短路情况下不被破坏。
即按长期工作条件进行选择，按短路情况进行校验。
1.按正常工作条件选择电气设备按正常工作条件选择，主要包括以下几个方面：（1）使用环境条件：主要包括设备的安装地点、环境温度、海拔、相对湿度等，还要考虑防尘、防腐、防爆、防火等要求。
即根据安装地点的坏境不同，可以分为室内型和室外型两种。
（2）额定电压：电气设备的额定电压应要不小于设备安装地点电网的最高工作电压，即：（3）额定电流：电气设备的额定电流应不小于设备正常工作时的最大负荷电流，即：目前，我国生产的电气设备是按环境温度设计的，如果安装地点的实际环境温度，则额定电流应乘以温度校正系数式中，为电气设备长期工作时的最高允许温度；为设备安装地点的实际环境温度。
电气设备的最大长期工作电流，取线路的计算电流或变压器的额定电流。
2.按短路情况进行校验（1）动稳定校验：动稳定是指电气设备承受短路电流力效应的能力，满足动稳定的条件是：或式中，、分别为电气设备允许通过的最大电流峰值和有效值；、分别为设备安装地点短路冲击电流的峰值和有效值。
配电装置
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8-40
电气设备及运行维护 图8-15所示的是用于连接发电机与主变压器或连接屋内配电装置与主变压器 的屋外单层母线桥。由于母线桥需要使用的支柱绝缘子较多，导体截面较大， 为减少投资，设计时应尽量缩短母线桥的长度。
电气设备及运行维护
第八章 配电装置
第一节 概 述 第二节 屋内配电装置 第三节 屋外配电装置 第四节 成套配电装置 第五节 发电机、变压器与配电装置的连接
本章计划学时:2 ~ 4学时
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8-1
电气设备及运行维护
本章知识要点
熟悉配电装置的概念 熟悉配电装置与电气主接线的关系
掌握配电装置的类型及特点
(2) B2值：指带电部分对网状遮栏(高1.7m，网孔不大于 40mm×40mm)的净距。 B2=A1+70+30mm， 一般人员手指误入网状遮栏时手指的长度不大于70mm，另外 考虑了30mm的施工误差。 (3) C值：是保证人举手时，手与带电裸导体之间的净距不小于 A1值。 C=A1+2300+200mm 一般人员举手后的总高度不超过2300mm，另外考虑了屋外配 电装置200mm的施工误差。规定遮栏向上延伸线距地2.5m处与 遮栏上方带电部分的净距，不应小于A1值。
图8-4 采用成套配电装置的35kV屋内配电装置
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8-12
电气设备及运行维护
2. 由于六氟化硫全封闭组合电器（简称GIS）可靠性高，占地 面积小，大城市中心地区或其他环境特别恶劣地区，110kV和 220kV屋内配电装置可采用六氟化硫全封闭组合电器。图8-7 所示为采用GIS的220kV和110kV二层式屋内配电装置主变进 线断面图，220kV和110kV均采用双母线接线，110kV GIS布 置在一层，220kV GIS布置在二层，主变放在屋外。220kV进 线采用分相封闭母线，110kV进线采用三相共箱封闭母线。由 于采用二层布置和六氟化硫全封闭组合电器，节省了占地面 积，具有较高的可靠性，但造价较高。
电气主接线的设计与设备选择
电气主接线的设计与设备选择概述电气主接线是电力系统中最关键的一部分，它连接各种电气设备，起到传输电能的作用。
合理的设计与设备选择可以提高系统的可靠性、安全性和效率。
本文将介绍电气主接线的设计原则和常用设备的选择。
设计原则1. 安全性安全是电气主接线设计的首要考虑因素。
主接线系统应满足以下安全要求：•承载能力：主接线系统的电流容量应满足电气设备的需求，避免过载导致火灾或设备损坏。
•绝缘：主接线系统应具备足够的绝缘能力，以减少触电风险。
•短路保护：主接线系统应配备合适的短路保护装置，能够及时切断故障电流，防止短路事故。
2. 可靠性主接线系统应具备良好的可靠性，以保证电力供应的连续性。
以下因素需要考虑：•设备选择：选择具有高可靠性的设备，如合格的电缆、开关和断路器等。
•设备维护：定期检查和维护电气设备，及时发现故障并修复。
•多重回路：在主接线系统中设置多个回路，以便当一个回路出现故障时，其他回路仍能正常工作。
3. 适用性主接线系统的设计应根据实际使用情况进行合理选择，满足电气负荷的需求。
以下因素需要考虑：•电流容量：主接线系统的电流容量应根据电气负荷的大小来确定，避免过载或电压降低过大的问题。
•环境适应性：主接线系统应能够适应环境的温度、湿度和腐蚀等特点，确保长期稳定运行。
设备选择1. 电缆电缆是主接线系统中常用的电气设备之一，它用于连接变电站、配电装置和负载设备。
选择合适的电缆需要考虑以下因素：•电流容量：根据负荷电流确定电缆的截面积，确保电缆的承载能力满足要求。
•绝缘材料：选择具有良好绝缘性能的电缆材料，如PVC、XLPE等。
•引线方式：根据实际情况选择单芯、多芯、屏蔽或非屏蔽等引线方式。
2. 开关开关是主接线系统中起到控制和保护作用的重要设备。
选择合适的开关需要考虑以下因素：•电流容量：根据电气负荷的大小确定开关的额定电流，确保开关能够安全可靠地进行导通和断开操作。
•动作特性：根据实际应用需求选择合适的开关动作特性，如常开、常闭、防爆等。
武汉大学 电气工程基础课件(上)
有功功率与频率的关系；电力系统无功功率平衡及其与电压的关系；电力系统调压的基 本思路，中枢点电压管理；电力系统各种调压措施的原理、计算和应用；电网运行经济 性简介（网损概念及计算、最大负荷损耗时间、降损措施）；电力系统稳定性基本概念。
第十章 电力系统继电保护
（4）
继电保护的基本概念、作用、基本原理；继电保护装置的构成，动作电流、返回电流、 返回系数的基本概念；继电保护的“四性”要求；三段式相间短路电流保护的实现原理
短路故障、标幺制、无限大功率电源供电网络的三相短路、网络简化与转移电抗的计算、 有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算、各元件的负序与零序参数、各序网络 的建立、不对称短路的计算
第八章 电气主接线的设计与设备选择
第九章 现代电力系统的运行
（4）
（6）
载流导体的发热和电动力；电气设备选择的一般步骤及计算公式；短路计算点的基本概 念和选择方法；断路器、电抗器的选择
2. 电力工业现代化
高电压、大系统 大电厂、大机组 智能电网
HUST_CEEE
3. 联合电力系统
效益
各系统间电负荷的错峰 效益
支出
增加联络线和电网内部 加强所需投资以及联络 线的运行费用
当系统间联系较弱时， 有可能引起调频的复杂 性和出现低频振荡 增加了系统短路容量， 并可能导致增加或调换 已有设备 增加联合电网的通讯和 高度自动化的复杂性
地方电力网
变电所D：终端 10 kV
110 kV
变电所B： 中间
35kV
变电所：按其在电力系统
35kV ~ 水力发电厂 ~ 火力发电厂
中的地位分类 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所 终端电站所
电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类
电气主接线设计范文
电气主接线设计范文1.设备布置和连线：根据设备的功率、功能和使用要求，合理布置设备的位置和连线方式。
通常，电气主接线设计应该使得电源线、负载线和设备线的路径尽量短且直线，减小电流的阻抗和电压降，提高电气设备的工作效率。
2.电源分配和控制：根据各个设备的功率需求，合理配置电源的分配和控制。
通常，大功率设备应该独立分配电源，并配备过流保护、短路保护和漏电保护装置，以确保电气设备的安全运行。
3.接地保护：针对电气设备的接地问题，进行接地保护的设计。
电气主接线设计应该确保设备的接地均匀稳定，防止电气设备因接地不良而产生的电气故障和人身伤害。
4.过电压保护：根据电气设备的需求和电网的情况，合理配置过电压保护装置。
过电压保护装置可以有效地保护设备免受电网过电压的影响，提高设备的使用寿命和运行可靠性。
5.线路标识：在电气主接线设计中，应该对电源线、负载线和设备线进行明确的标识和标志。
线路标识可以方便使用者对电气设备进行操作和维护，提高设备的使用效率和安全性。
以上是电气主接线设计的一般要求和原则。
在实际设计中，还需要根据具体的项目需求和规范要求进行具体的设计和计算。
对于电气主接线设计，还有一些常见问题需要注意和解决。
例如，对于大功率设备的供电线路，应该注意线路的配电能力和插座的使用要求，以确保设备的电源供应稳定可靠；另外，对于设备的接线端子，应该注意接线的可靠性和稳定性，防止接线松动和短路等问题；此外，对于设备的连线布置，应该避免电源线、负载线和设备线的相互干扰和交叉布线，以防止电磁干扰和电气故障的发生。
综上所述，电气主接线设计是电气系统中非常重要的一环，它直接影响电气设备的安全运行和正常工作。
在进行电气主接线设计时，应该充分考虑设备布置和连线、电源分配和控制、接地保护、过电压保护和线路标识等因素，合理设计和连接电气设备的主接线，以确保电气设备的工作效率和安全性。
(完整版)设计电气主接线的依据和基本要求
设计电气主接线的依据和基本要求3.1.1主接线的选择应注意(1)主接线的设计，直接关系到全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
(2)对于220KV电压等级的配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类（包括单母线、单母线分段、双母线分段和增设旁路母线的接线）；其二为无母线类（包括单元接线、桥型接线和多角型接线等）。
应根据出线的回路数酌情选用。
(3)以设计任务书为依据，以国家的经济建设方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下、兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
3.1.2主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。
1.可靠性（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。
（2）断路器母线故障时以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停电时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷供电。
（3）尽量避免发电厂、变电所全部停电的可能性。
（4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。
2.灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。
（1）调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调整电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行以及特殊运行方式下系统调度的要求。
（2）检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，运行安全检修而不影响电力网的运行和对用户的供电。
（3）扩建时，可以的从初期接线过度到最终接线。
3.经济性主接线在满足可靠性、灵活性的前提下作到经济合理。
（1）投资省（2）占地面积小（3）电能损耗少电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。
发电厂及变电站电气设备--电气主接线
发电厂及变电站电气设备 - 电气主接线1. 引言发电厂及变电站是电力系统中重要的组成部分，其中电气设备的主接线起着至关重要的作用。
电气主接线是将发电厂或变电站的各种电气设备连接在一起的关键线路。
本文将介绍发电厂及变电站电气设备的主接线的定义、作用、要求以及一些常见的设计方法。
2. 电气主接线的定义电气主接线是指将发电厂或变电站内的各种电气设备连接在一起的导线或电缆。
它负责将电源与各种负载设备连接起来，使电能能够有效地传输到各个部分。
3. 电气主接线的作用电气主接线的作用主要有以下几个方面：3.1. 电能传输电气主接线是将电源与各种负载设备连接起来的桥梁，它可以将发电厂或变电站产生的电能传输到各个部分，满足不同负载设备的用电需求。
3.2. 电气设备保护电气主接线在电力系统中起着保护作用。
它通过合理的设计和安装，能够提供电气设备的过载保护、短路保护、接地保护等功能，保护电气设备免受电力系统故障的影响，提高电气设备的可靠性。
3.3. 电能质量控制电气主接线的设计和布置对于控制电能的质量具有重要的影响。
合理的电气主接线设计能够降低电气设备的电压波动、电流谐波等现象，提高电能的质量，确保电气设备正常运行。
3.4. 灾害事故应对电气主接线的合理设计和布置还能够对电力系统的灾害事故起到响应和应对的作用。
例如，在发生电气火灾或其他突发事件时，能够通过合理的主接线设计，实现对电气设备的快速隔离和切换，保证人身安全和电力系统的运行稳定。
4. 电气主接线的设计要求为保证电气主接线的安全、可靠、高效运行，设计时应满足以下要求：4.1. 电气设备的布置电气主接线的设计必须考虑电气设备的布置。
根据电气设备的类型、功率、用途等因素，合理选择电气主接线的走向和布线方式，确保各个设备之间的电气连接符合设计要求。
4.2. 电气主接线的导线尺寸电气主接线的导线尺寸必须根据电流大小、线路长度、电阻损耗等因素进行合理计算和选择。
确保导线的截面积足够大，能够传输所需的电流，同时减小电气主接线的电压降和损耗。
10KV变电站主接线方案设计和主要电气设备的选择
10KV变电站主接线方案设计和主要电气设备的选择
1.变电站负荷需求：根据变电站所供电的负载类型和负荷需求，确定
变电站的规模和容量。
同时需要考虑未来的负荷增长率，确保变电站的可
扩展性。
2.变电站的电力接入点：选择电力接入点时，要考虑到电力供应的可
靠性和经济性。
一般情况下，变电站的电力接入点选择在电力主干网上，
以确保供电的稳定性。
3.变电站的主要电气设备选择：变电站的主要电气设备包括变压器、
断路器、电容器等。
在选择这些设备时，需要考虑其额定电压、功率因数、断路能力等参数，并确保其符合国家和行业标准。
4.接线方案设计：接线方案设计是变电站的关键环节，其目的是合理
布置各种设备，保证电力的正常输送和分配。
在设计接线方案时，应根据
变电站的负荷需求、设备的位置和布局等因素进行综合考虑，并确保各个
设备之间的相对布置合理。
5.安全性考虑：在进行主接线方案设计和设备选择时，要注重变电站
的安全性。
特别是在选择断路器等关键设备时，要考虑其过载和短路能力，以及操作的便捷性和安全性。
总之，设计10KV变电站主接线方案和选择主要电气设备需要综合考
虑多个因素，包括负荷需求、可靠性、经济性、安全性等。
只有在这些方
面进行综合平衡和考虑，才能设计出功能完善、安全可靠的变电站。
浅谈电气主接线设计的原则和要求
浅谈电气主接线设计的原则和要求摘要:电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
本文以变电所的电气主接线为例来简要说明电气主接线设计的原则和要求。
变电所电气主接线是变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分。
它的设计是变电所设计的首要任务，与全厂电气设备的选择，配电装置的布置，机电保护和自动装置的确定密切相关，直接影响着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，因此，电气主接线的设计是一个全面、综合性的问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，结合电力系统和变电所的具体情况，进行反复比较和优化，最后确定出最佳方案，力求使其技术先进、经济合理、安全可靠。
关键词:主接线要求原则变电所经济灵活可靠1、电气主接线的设计原则设计变电所电气主接线时所遵循的原则有：(1)符合设计任务书的要求；(2)要以国家相关的方针、政策、法规、规程为准则；(3)结合工程实际情况和具体的特点，全面、综合地加以分析，力求保证供电可靠、调度灵活、操作方便、节省投资的原则，设计出技术先进、经济合理的电气主接线。
1.1变电所主接线要与变电所系统中的地位、作用相适应根据变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。
1.2 变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求1.3 正确选用接线形式各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所的性质，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。
具体原则如下：(1)变电所的电压等级不宜过多，以不超过三个电压级为原则；(2)单母线接线：适用于小容量变电所；(3)单母线分段接线：应用于6～10kV时，每段容量小于25MW；35～60 kV时，出线回路数小于八回；110～220 kV时，出线回路数小于四回；(4)单母线带旁路母线接线：多用于35kV以上系统的屋外配电装置。
初设第8章
贯屯煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计说明书第八章电气安全第八章电气安全第一节矿井电源及送电线路一、矿井供电电源及可靠性分析1．电源现状贯屯矿井位于延安市宝塔区，地处宝塔区贯屯乡、蟠龙镇境内，该矿井所在地区的电网属于延安国家电网，该电网目前已经形成了辐射状网架供电的网络。
矿井工业场地附近主要有以下电源点：延安供电局贯屯110/35/10kV变电站，该变电站内装31.5MVA的变压器二台。
其二回110kV电源以LGJ-400/25km线路引自朱家330kV变电站110kV母线I、II段。
朱家330kV变电站内安装主变容量为2×240MVA，330kV电源分别引自铜川电网和榆林电网。
贯屯110kV变电站位于贯屯矿井工业场地西偏南方向约2km。
该变电站为本矿井已预留两回35kV出线间隔。
2．供电电源本矿用电电源引自贯屯110/35/10kV变电站，满足煤矿安全用电要求。
经业主与供电部门协定，该变电站为本矿井已预留两回35kV出线间隔。
综上所述，故本次设计贯屯矿井二回35kV电源引自贯屯110kV变电站。
矿井供电地理接线示意图如图8-1-1。
二、供电线路可靠性及保障措施1．供电线路导线选择贯屯110kV变电站—贯屯煤矿工业场地35kV变电站的35kV 线路，通过经济电流密度及电压降计算，导线选择为LGJ-240，并根据电压降及允许温升(70℃)校验满足要求。
线路长度1.5km。
经计算该线路电压损失为0.7%。
2．可能产生的事故分析(1) 断线事故分析当线路所在区域发生雪灾及气温过低，导致线路实际运行张力超过导线破坏张力，贯屯煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计说明书 第八章 电气安全贯屯矿井工业场地3×10.0MVA贯屯110KV变2×31.5MVA2×240MVA朱家330KV变L G J-400/25K MLGJ-240/1.5KM至榆林电网至铜川电网北图8-1-1 矿井供电地理接线示意图贯屯煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计说明书第八章电气安全有可能发生断线事故。
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第八章电气主接线的设计与设备选择
•温升与时间关系曲线
• 导体通过电流，产生 电能损耗，转换成热能， 使导体温度上升。 • 正常运行时，导体通 过负荷电流，产生热能 使导体温度升高，同时 向导体周围介质散失。 当导体内产生的热量等 于向介质散失的热量， 导体的温度维持不变。
第八章电气主接线的设计与设备选择
第八章电气主接线的设计与设备选择
•4.短路热稳定最小截面
•根据短路发热允许温度，可由
曲线计
• 算导体短路热稳定的最小截面的方法如下：
•①由 和 ，从θ－A曲线分别查出 和
•②计算短路热稳定最小截面Smin
第八章电气主接线的设计与设备选择
四、导体短路时的电动力计算
§ 两根细长平行导体间的电动力计算
指导体温度较短路前的升高，通常取导体短路前的温度等于 它长期工作时的最高允许温度。
裸导体的长期允许工作温度一般不超过70C，当其接触面处 具有锡的可靠覆盖层时（如超声波糖锡等），允许提高到85C； 当有银的覆盖层时，允许提高到95C。
第八章电气主接线的设计与设备选择
电动力
载流导体通过电流时，相互之间的作用力，称 为电动力。
第八章电气主接线的设计与设备选择
一、电器设备选择的一般条 件
1 ． 按 正 常 工 作 条 件 选 择 电 器
额定电压：UN UNS 额定电流：IN Imax 环境条件对电器和导体额定值
的修正：
2．按短路情况检验
热稳定校验： Qk≤It2t 动稳定校验：ish ≤ies 短路电流的计算条件： a. 计算容量和短路类型
按发电厂、变电所最终设计容量计算。 短路类型一般采用三相短路电流，当 其它形式短路电流大于三相时。应选取 最严重的短路情况校验。
第八章电气主接线的设计与设备选择
•2.短路热平衡方程
•短路时导体 温度的变化
• 短路发热可近似为绝热过程，短路时导体内产生的能量等于导 体温度升高吸收的能量，导体的电阻率和比热也随温度变化，其 热平衡方程如下：
•导体质量
•导体电阻
•导体的比热容
第八章电气主接线的设计与设备选择
•将 •代入上式得：
第八章电气主接线的设计与设备选择
•一、变压器容量、台数、电压的确定原则
• 主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的 结构。（1）它的确定除依据传递容量基本原始资料外，（2）还应 根据电力系统5~10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压 等级已经接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。
▪ （1）短使时绝发缘热材，料故的障绝时缘由性短能路降电低流产生的。 ▪ （2）使金属材料的机械强度下降 ▪ （3）使导体接触部分的接触电阻增加
第八章电气主接线的设计与设备选择
指导体温度对周围环境温度的升高，我国所采用计算环境温 度 如 下 ： 电 力 变 压 器 和 电 器 （ 周 围 空 气 温 度 ） 40C ； 发 电 机 （利用空气冷却时进入的空气温度）35~40C；装在空气中的导 线、母线和电力电缆25C；埋入地下的电力电缆15C。
•4．发电厂和变电所主变台数
a. 大中型发电厂和枢纽变电所，主变不应少于2台； b. 对小型的发电厂和终端变电所可只设一台。
•5. 确定绕组额定电压和调压的方式
第八章电气主接线的设计与设备选择
二、主变压器型式的选择原则
1. 相数：一般选用三相变压器。 2. 绕组数：
➢ 变电所或单机容量在125MW及以下的发电厂内有三个电压等级 时，可考虑采用三相三绕组变压器，但每侧绕组的通过容量应 达到额定容量的15%及以上，或第三绕组需接入无功补偿设备。 否则一侧绕组未充分利用，不如选二台双绕组变更合理。
➢ 单机容量200MW及以上的发电厂，额定电流和短路电流均大， 发电机出口断路器制造困难，加上大型三绕组变压器的中压侧 （110kV及以上时）不希望留分接头，为此以采用双绕组变压 器加联络变压器的方案更为合理。
➢ 凡选用三绕组普通变压器的场合，若两侧绕组为中性点直接接 地系统，可考虑选用自耦变压器，但要防止自耦变的公共绕组 或串联绕组的过负荷。
第八章电气主接线的设 计与设备选择
2020/11/27
第八章电气主接线的设计与设备选择
•第一节 概述
原则：
以设计任务书为依据，以 经济建设方针、政策和有关 的技术规程、标准为准则， 准确地掌握原始资料，结合 工程特点，确定设计标准， 参考已有设计成果，采用先 进的设计工具。
要求：
使设计的主接线满足可靠 性、灵活性、经济性，并留 有扩建和发展的余地。
变压器台数的选择：通常1－2台。 一、二级负荷较大时，应采用2台。 一、二级负荷较小，并可由低压侧取得足够容量的备
用电源，也可装设1台 。 三级负荷时，通常采用1台。但当负荷较大或认为经济
合理时，也可采用2台。
第八章电气主接线的设计与设备选择
•变压器容量的选择 单台变压器额定容量应大于等于计算负荷。 两台并列运行的变压器，应满足：
• （8-
18）
•
三相导体水平放置受力最大的为中间相导体短路的电动力
第八章电气主接线的设计与设备选择
三相导体短路时的电动力
同一地点短路的最大电 动力，是作用于三相短路时 的中间一相导体上，数值为：
第八章电气主接线的设计与设备选择
电动力最大值的计算
• （8-22）
•
还应考虑母线共振影响对电动力的影响，引入修正系数β。
步骤：
1. 对原始资料进行综合分析； 2. 草拟主接线方案，对不同方案
进行技术经济比较、筛选和确定； 3. 厂、所和附近用户供电方案设
计； 4. 限制短路电流的措施和短路电
流的计算； 5. 电气设备的选择； 6. 屋内外配电装置的设计； 7. 绘制电气主接线图及其它图
（如配电装置视图）； 8. 推荐最佳方案，写出设计技术
•3.短路发热温度
• 为使导体短路发热温度计算简便，工程上一般利
用导体发热系数A与导体温度θ的关系曲
线
, 确定短路发热温度 。
•θ－A关系曲线
第八章电气主接线的设计与设备选择
•由 求 的步骤如下： •①由导体正常运行时的温度 从图2中查出导体正常 发热系数 •②计算导体短路发热系数 •③由 从θ－A关系曲线查得短路发热温度
• 考虑共振电动力最大值的计算
• 电动力的振动频率为50Hz和100Hz。导体的固有振动频率低于
30Hz或高于160Hz时，β约等于1，既不考虑共振影响。
第八章电气主接线的设计与设备选择
•第四节 电气设备的选择
一、电器设备选择的一般条件* 二、高压断路器和隔离开关的选择 * 三、高压熔断器的选择 四、限流电抗器的选择* 五、母线和电缆的选择 六、电流互感器选择 七、电压互感器的选择
•1、已知工作电流→求导体工作温度
•式中: ——通过导体的电流；
• R ——已考虑了集肤系数的导体交流电阻；
• K ——散热系数；
• A ——导体散热表面积 ；
•
——导体温度；
• ——周围介质温度；
• m ——导体质量；
• c ——导体比热容；
第八章电气主接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的设计与设备选择
•两边积 分：
•求解得：
第八章电气主接线的设计与设备选择
3. 绕组接线组别的确定
➢ 变压器三相绕组的接线组别必须和 系统电压相位一致。
4. 短路阻抗的选择
➢ 从系统稳定和提高供电质量看阻抗 小些为好，但阻抗太小会使短路电 流过大，使设备选择变得困难。
三绕组变压器的结构形式：
升压型 与 降压型
5. 变压器冷却方式
➢ 主变压器的冷却方式有：自然风冷；强迫风冷；强迫油循 环风冷；强迫油循环水冷；强迫导向油循环冷却等。
•1．单元接线主变压器容量
按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕 度；
扩大单元接线应尽可能采用分裂绕组变压器。
第八章电气主接线的设计与设备选择
• 2 连接在发电机电压母线与升高电压之 间的主变压器
a. 发电机全部投入运行时，在满足由发电机电压供电的 日最小负荷，及扣除厂用电后，主变压器应能将剩余 的有功率送入系统。
短路时冲击电流所产生的交流电动力达到很大 的数值，可能导致设备变形或损坏。为保证电器和 导体不致破坏，电器和导体因短路冲击电流产生的 电动力作用下的应力不应超过材料的允许应力。
硬导体材料的最大允许应力: 硬铜 140MPa、硬铝70MPa
第八章电气主接线的设计与设备选择
•二、正常工作情况下长期发热的计算
三、主接线设计简述
四、技术经济比较
第八章电气主接线的设计与设备选择
•变压器的经济运行
变压器的经济运行是指：变压器在运行中传输单位kVA所 产生的有功功率损耗最小。
变压器的经济运行与变压器的负荷率有关，通常单台变压 器的经济运行负荷率约为70％。
多台并列运行的变压器，也存在经济运行的问题。
•变压器数量的选择
b. 若接于发电机电压母线上的最大一台机组停运时，应 能满足由系统经主变压器倒供给发电机电压母线上最 大负荷的需要。
c. 若发电机电压母线上接有2台或以上主变压器，当其 中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在 允许正常过负荷范围内应能输送剩余功率70%以上。
d. 对水电比重较大的系统，若丰水期需要限制该火电厂 出力时，主变应能从系统倒送功率，满足发电机电压 母线上的负荷需要。
第八章电气主接线的设计与设备选择
第八章电气主接线的设计与设备选择
•表 不同短路点等效时间常数Tfi 的推荐值
短路点
汽轮发电机端
水轮发电机端
高压侧母线
主变容量>100MVA
主变容量=40～ 100MVA
远离发电厂处