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第5章 电气主接线设计
电气主接线是发电厂、变电站电气。设计的首要部分，也是构成电力系统得主要环节。主接线的正确合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性等方面。
5.1 电气主接线的基本要求
5.1.1 可靠性
中小型发电厂的主接线，没有必要为追求过高的可靠性而采用复杂的接线形式，在与电力系统的接入方式上、可采用单回线弱联系的接入方式。在可靠性分析中，应该考虑瞬时故障、永久故障及检修停电的影响。评估供电可靠性的主要指标又停电频率、每次停电的持续时间及用户在停电时的生产损失或电力企业在电力市场环境下通过辅助服务市场获得备用容量所付出的代价。
（1）发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。发电厂和变电所都是电力系统得重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。
（2）负荷性质和类别。负荷按其重要性质有Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类之分。 （3）设备的制造水平。电气设备制造水平决定的设备质量和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设备的故障率及其对供电的影响。
（4）长期实践运行经验。主接线可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质等因素有密切的关系，衡量可开行的客观标准是运行实践。
5.1.2 灵活性
（1）操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便运行人员掌握，不致再操作过程中出错。
（2）调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，是停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统地的稳定运行。
（3）扩建的方便性。对将来要扩建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩
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建的方便性。
5.1.3 经济性
（1）节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用廉价的电器或轻型电器，以便降低投资。
（2）占地面积少。主接线设计要为配电装置不致创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时应注意节约搬迁费用。
（3）电能损耗少。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的形式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。
5.2 两个方案进行经济性比较
5.2.1 方案一采用单母线分段接线形式
（Ⅰ）优点：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；当一段母线发生故障，分段短路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不使重要用户停电。
（Ⅱ）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停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需两个方向均衡扩建；
（Ⅲ）适用范围：6～10KV 配电装置出线回路数为6 回及以上时；35～63KV 配电装置出线回路数为4～8回时；110～220KV 配电装置的出线回路数为3～4回时。
图5-1单母线分段主接线图
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5.2.2 方案二采用双母线接线形式
双母线的两组母线同时工作，并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。由于母线继电保护的要求一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定的方式运行。
（Ⅰ）优点：1、供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，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。2﹑调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3﹑扩建方便。向左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4﹑便于试验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。
（Ⅱ）缺点：1﹑增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2﹑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，须在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。3﹑适用范围。当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线和母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。6～10kv 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电带电抗器时；35～63kv 配电装置，当出线回路数超过8 回时，或连接的电源较多，负荷较大时；110～220kv 配电装置，出线回路数为5 回及以上时。双母线分段接线：当220kv 进出线回路数甚多时，双母线需要分段，分段原则是1﹑当进出线回路数为10～14 回时，在一组母线上用断路器分段；2﹑当进出线回路数为15 回及以上时，两组母线均用断路器分段；3﹑在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器；4﹑为了限制220kv 母线短路电流或系统解裂运行的要求，可根据需要将母线分段。
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图5-2双母线主接线图
5.2.3 两方案做经济性比较
发电机变压器安装费用：1.5万元/台 发电机的价格：0.2万元/KW 变压器的价格：0.1万元/KW
各种设备价格：隔离开关约3.5～4万元 断路器月4.5～6万元 电流互感器 4.5～6万元 电压互感器 4.5～6万元 避雷器 3.5～4万元 电缆：12万元/KM
架空导线：（10KV）2.5～3万元/KM 土建：0.3～0.5/m2 基本计算参数：
基本建设费用：Z(线路及发电厂)
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年运行费用：F?FZ?FW?FA?FJ 公式（5-1） 其中：
设备折旧费：FZ?Z?C1万元年（C1约为2～6%） 公式（5-2） 维修管理费：FW?Z?C2万元年（C2约为3.4～5.8%） 公式（5-3） 年电能损耗：FA?B?(WB?WX)?10?4 公式（5-4）
其中：B—电价...WB—变压器总损...WX—线路总损
基本电价：Fj?12?(5~10元月 )?容量 公式（5-5）5.2.3.1 方案一:
基本电价：Fj?12?(5~10元月)?容量?29万元 年电能损耗：FA?B?(WB?WX)?10?4?1.0×10=10万元
基本建设费用：Z?1.5+0.2×2450+0.1×2450+4×7+5×12+5×8+4×3+12×3+4×5+0.3×2400=1300万元
维修管理费：FW?Z?C2万元年?1300×6%=78万元 设备折旧费：FZ?Z?C1万元年?1300×5%=65万元 年运行费用：F?FZ?FW?FA?FJ?78+65+10+29=182万元 5.2.3.2 方案二：
基本电价：Fj?12?(5~10元月)?容量?29万元 年电能损耗：FA?B?(WB?WX)?10?4?1.0×12=12万元
基本建设费用：Z?1.5+0.2×2450+0.1×2450+4×7+5×7+5×8+4×3+12×3+3×5+0.3×1000=1500万元
维修管理费：FW?Z?C2万元年?1500×4%=60万元 设备折旧费：FZ?Z?C1万元年?1500×4%=60万元
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