第4章 总降压变电站主接线方案及供电线路设计
主接线设计主要指电气接线方式的选择。要研究常用类型的电气接线方案，并根据工厂对供电可靠性的要求，经技术经济比较选出最合理的电气主接线。
1、电气主接线的基本要求
(1) 保证供电的可靠性 变配电站的一次接线应根据用电负荷的等级，可靠运行方式下提高供电的连续性。供电因事故被迫中断的机会越少，影响范围越小。停电时间越短，则主接线供电的可靠性就越高。
(2) 具有一定的灵活性和方便性 主接线应能适应各种运行方式，并能灵活地进行方式转换，不仅供正常运行时能安全可靠供电，而且在系统故障或设备检修时，也能保证非故障和非检修回路继续供电，并能灵活简便，迅速改变运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。
(3) 具有经济性 设计主接线时，可靠性和经济性之间是矛盾的。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠，运行灵活方便基础上，尽量使设备投资费用和运行费用最少。
(4) 具有发展和扩建的可能性 在设计主接线对应有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
此外，安全也是全关重要的，包括设备安全及人身安全，要满足这一点，必须符合国家标准和有关技术规程的要求。
2、电气主接线设计原则
变电站主接线是由变压器、母线、隔离开关、断路器等电气设备及其线路联接而成的。主接线应按负荷等级不同对供电可靠性的要求、允许停电时间及用电单位规模、性质和负荷大小，并结合地区供电条件综合选定。关于主接线设计原则：
（1）一级负荷——应由两个独立电源供电。所谓两个独立电源是指互不联系，互不影响的两个电源。按照负荷需要和允许停电时间，采用双电源自动或手动切换方式保证连续供电。对一级负荷比重较大的变电站，高压侧应引入两条独立电源线路，对一级负荷用电设备则往往采用变压器低压侧独立电源同时供电。
（2）二级负荷——应由两条独立线路供电，当引入两条线路有困难时，允许采用一条专用线路供电。
（3）三级负荷——无特殊要求。
由于选煤厂对供电的特殊要求，特别是防灰尘的要求较高，必须保证供电安全并且
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其负荷大部分为二级负荷和少量一级负荷，按照《电力设计技术规范》规定，应尽量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时，不致中断供电或当中断供电后可以迅速恢复供电。当部分供电条件困难或负荷较小时，可由一条6kV以上专用线路供电。当采用电缆供电时，宜设置备用电缆并使之处于热备用状态。
综上所述，选煤厂一般都要求有两个及两个以上的供电电源，而且每路进线都应考虑其中一路发生故障时，另一路应能承担全部负荷。
3、电气主接线方案的选择
3.1、35kV侧接线方案
本变电站是35/6kV变电站，是电源进线的终端变电站，电源由贾庄变电站和月台河变电站引线,采用双回路供电,使变压器分列运行。主变容量10000kVA，故拟定选用桥式接线。
桥式接线分为内桥、外桥、全桥三种。下面对其可行性作简单比较。
1、内桥接线：它由两台受电线路的断路器和内桥上的母联断路器组成。主变压器与一次母线的隔离开关联结。它的优点是切换进线方便，设备投资、占地面积相对全桥少，缺点是倒换变压器不方便，继电保护较复杂，适用于距离较长，变压器切换不很频繁的变电站。内桥接线方式图如图4-1所示。
图4-1 内桥接线图
这种接线一次侧可设线路保护，但主变压器和受电线路保护的断路器均由受电断路器承担，互有影响，这是它的主要缺点。
主变压器一次侧由隔离开关与母线联接，对环形供电的变电站，在操作时常被迫用
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隔离开关切合空载变压器，当主变压器电压为35kV，容量7500kVA以上时，其空载电流超过了隔离开关的切合能力，此时必须改用由五个断路器组成的全桥接线。
2、外桥接线：它由主变压器一次侧两断路器和外桥上的联络断路器组成，进线由隔离开关受电。外桥接线方式图如图4-2所示。
这种接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面积小。缺点是倒换线路时操作不方便。所以这种接线适用于进线短而倒闸次数少的变电站，或变压器采用经济运行需要经常切换的终端变电站。
图4-2 外桥接线图 3、全桥接线：它由进线的两台断路器、变压器一次侧的两断路器和35kV母线上的联络断路器组成，全桥接线方式如图4-3所示。
图4-3 全桥接线图
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这种接线方式适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电站，继电保护全面。缺点是设备多，投资大，且变电站占地面积大。
综上所述，本设计35kV侧接线采用全桥接线，其接线图如图4-3所示。
3.2、6kV侧接线方案
该厂为二类负荷，要求可靠供电，故变电站6kV侧采用单母线分段（两段），母线用断路器分段，这不仅便于分段检修母线，而且可减小母线故障影响范围，可以提高供电的可靠性和灵活性。对重要负荷从不同分段上引线，以便在母线上某一段发生故障的时候，能保证重要负荷的正常供电，简单清晰，设备少，操作方便，且有利于扩建。单母分段接线图如图4-4所示。
图4-4 单母分段接线图
3.3、降压变电站运行方式选择
正常情况下，供电系统的长时运行方式，可以是全并联、全分列、部分并联，部分分列等各种组合下的运行方式。
1、35kV电源线路
对于两回35kV电源线路，若采用并联运行方式则有利于负荷分配和降低线损，但由于线路不独立，保护设置复杂，一般的电流、电压保护不起作用。系统短路电流较大，对所选设备的短路承受能力要求高，故一般不宜采用该方案，实际上极少应用。
一路使用、一路带电备用的方案，线路独立，保护设置方便、简单、容易整定，运行较为灵活，短路电流相对较小，但由于一回线路承担全部负荷，线路电压损失和功率损失都较大，故在一定条件下可采用此方案。
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两回线路采用分列运行，该方案同样是线路独立，保护设置方便、简单、容易整定，而且运行灵活、短路电流相对较小，负荷电流近似为总电流的一半，故电压损失和功率损耗都较小，集中了前两种方案的优点，是较优的运行方式。
2、主变压器
两台主变压器若采用并联运行，虽然有负荷分配容易、低损耗等优点，但运行上不独立，保护设置困难，6kV母线上的短路电流大，对设备的短路承受能力要求高，此外对并联运行的变压器参数性能要求较高。因此，两台主变不宜采用并联运行方式。
两台主变压器采用一台使用一台备用的方式，则变压器独立运行，保护设置方便，容易整定，运行灵活，短路电流较小，但变压器负荷率高，功率损耗大，不能实行经济运行，故应在一定条件下或不得已时采用。
两台变压器采用分列运行的方式是较优的方案，它兼顾了前两种方式的优点，避免了其缺点，变压器独立运行，保护设置整定方便、运行灵活，短路电流较小，每台变压器的负荷率为50%左右，正在变压器的经济负荷范围内，功率损耗小、温升低，可延长变压器的使用寿命。 3、6kV单母线
由于两台主变压器采用分列运行，故6kV母线必须采用分段运行，也就是分列运行。 在这种运行方式下，两段母线分别接有电源和和馈出线，重要的一、二类负荷可由两段母线分别引线供电，当其中一路电源或母线或馈出线发生故障时，该负荷仍可从另一路获得电源。正常运行时，两段母线相互独立、运行灵活、保护设置简单；一路电源故障时，可将分段断路器合闸，形成单母线不分段运行，使一些由单回线路供电的三类负荷也不致于长期断电。
4、由以上分析可确定，对于大中型工矿企业35kV变电站，其最佳运行方式为全分列运行，即35kV电源线路、主变压器、6kV母线均为分列运行的方案。该方案无论从经济运行与节约设备投资的角度，还是从供电性能与过流保护设置的角度，都是较优的运行方案。
故由上述分析可得，本系统运行方式采用全分列运行方式，在该运行方式下，线路独立，保护设置方便、简单、容易整定，而且运行灵活，系统阻抗大，短路电流相对较小，负荷电流近似为总电流的一半，故电压损失和功率损失都较小，是较优的运行方式。 根据本章论述设计该厂的高压供电系统简图如图4-5所示。其高压供电系统主接线图见附录二。
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