§ 2 电气主接线的确定
发电厂（变电所）电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂（所）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。
我们应该在满足国家有关技术经济政策的前提下，着重分析发电厂、变电所在系统中所处的地位及其规模、性质和所采用的设备特点，设计出符合实际需要的经济合理的电气主接线。
一、主接线的设计中要考虑的原则
主接线是电力系统的组成部分，其设计应考虑下列问题： 1、发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用。
2、近期和远期发展规模。（供电电压、负荷大小和分布等） 3、出线回路数和负荷重要性分级。
4、主变压器的选择（台数、容量、型式、额定电压、调压范围）。 5、发、送、变电的备用容量。
6、无功补偿装置的选择（型式、容量、数量）。 7、系统短路容量和变压器中性点接地方式。 8、与系统连接方式。
二、主接线设计的基本要求
主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求： 1. 可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先要满足这个要求，避免全厂或全所停电和大面积停电等。对可靠性应理解如下问题：
（1）可靠性的客观衡量标准是运行实践。经长期实践考验的主接线应择优考虑，即应遵循现行设计规程。
（2）主接线的可靠性是它的各组成元件可靠性的综合。因此，要同时考虑一、二次设备的故障率及其对供电的影响。
（3）可靠性不是绝对的。同样的主接线对某些厂（所）是可靠的，但对另一些厂（所）却可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离发电厂（变电所）在系统中的地位和作用。
衡量主接线运行可靠性的标志是： （1）断路器检修时，能否不影响供电。
（2）线路、断路器、母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间长短，以及能否保证对重要用户的供电。
（3）发电厂和变电所全部停运的可能性。
（4）对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。 2.灵活性
主接线的灵活性要求有以下几方面：
（1）为了调度的目的，可以灵活地操作、投入或切除某些机组、变压器或线路，调配电
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源和负荷；能够满足系统在事故运行方式以及特殊运行方式下的调度要求。
（2）为了检修的目的，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电。
（3）为了扩建的目的，可以容易地从初期过渡到最终接线，在扩建过渡时，无论一次和二次设备等所需要的改造为最小。
3.经济性
主接线在满足上述要求的前提下要做到经济合理，即：
（1）投资省 主接线应简单清晰，以节约断路器，隔离开关，电流和电压互感器，避雷器等一次设备的投资；要能使控制保护不过与复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆的投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所所推广采用质量可靠的简易电器。
（2）占地面积小 主接线要配电装置布置创造条件，以节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输许可的地方，都要采用三相变压器，而不用单相变压器，以简化布置。
（3）电能损失少 经济合理地选择变压器地型式，容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。
此外，在系统设计中，要避免建立复杂地操作枢纽，不在发电厂和变电所出现两个中压或两个低压，总的电压等级不多于3个。
三、基本的主接线形式
1、单母线接线适用条件——该接线一般只适用于出线回路数少的下列配电装置中，并且电压等级越高，所连接的回路数越少：
（1）6～10千伏配电装置的出线回路数不超过5回时（对于厂用配电装置则一般按炉分段）； （2）35～60千伏配电装置出线回路数不超过3回时（当为两回出线时，一般采用桥式连接）； （3）110～220千伏配电装置出线回路数不超过两回时（当为两回出线时，多采用桥形连接或多角形接线）。
2、单母线分段接线其采用的条件如下：
（1）6～10千伏配电装置出线回路数为6回及以上时，一般采用单母分段接线。 （2）35～60千伏配电装置出线回路数为4—8回时，一般采用单母线分段接线。 （3）110～220千伏配电装置的出线回路数为4回时，一般采用单母线分段接线。 3、双母线连接及分段：我国对于各级电压配电装置采用双母线的具体条件如下： （1）出线带电抗器的6～10千伏的配电装置采用双母线。
（2）35～60千伏配电装置当出线回路数教多（超过8回）时，或连接线的电源较多，负荷较大时，可采用双母线连接。
（3）110～220千伏配电装置当出线回路数为5回以上时，一般采用双母线接线。 我国110～220千伏变电所和升压站，一般不采用双母线分段接线。 4、配电装置中的旁路设施或专用的旁路断路器，应按下列条件设置：
（1）采用分段单母线或双母线的110～220千伏配电装置中，除断路器允许停电检修外，一般设置旁路设施。当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当220千伏出线回路5回及以上或110千伏出线为7伏以上时，一般装设专用的旁路断路器，在枢纽变电所中，当220千伏出线为4回及以上或110千伏出线为8回以上时，也可装设专用
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的旁路断路器。
（2）35～60千伏配电装置中，一般不设旁路母线；如线路断路器不允许停电检修，可设置其他旁路设施。
（3）当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的6千伏和10千伏配电装置中，可设旁路母线。
5、接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，一般合用一组隔离开关，接在变压器引线上的阀型避雷器回路中，一般不装设隔离开关。
四、关于主变压器的选择、设计的一些问题 （一）变压器的类型和结构介绍
1、变压器有单相变压和三相变压器，一般情况下，多采用三相变压器，只有在特殊场合，如山区水电站，受运输条件的限制，三相变压器运不进或主变容量特大，三相变压器无法满足要求时才采用单相变压器。
2、变压器有双绕组变压器、三绕组变压器，自耦变压器和分裂变压器。 3、主变压器分为升压变压器和降压变压器两种。 ①升压变压器
在电网中，升压变压器直接与电源联接，位于线路首端，故在升压变压器的低压侧额定
电压与电源电压相等，在高压侧（或中压侧）的额定电压则应为线路额定电压的110％，例如发电机电压为10.5kV，线路额定电压为110 kV，则升压变压器的额定电压应为121/10.5kV。
②降压变压器
与升压变压器相反，降压变压器的高压侧等于线路额定电压，而低（中）压侧比线路额
定电压高10％，所以其变压器变比为110/11KV。
４、为适应电压水平变化，变压器上有分接头，在设计中，根据实际情况，应选用适应要求的分接头，电压分接头的范围如下：
（1）无激磁调压变压器（即普通变压器）
① 6300KVA及以下的变压器，高压侧线圈有3个分接头：U=Ue±5% ② 8000KVA及以上的变压器，高压侧线圈有5个分接头：U=Ue±232.5% ③ 三卷变压器的中压线圈U =Ue±5%
（2）有载调压变压器
① 电压为110K及以下的高压线圈：U =Ue±332.5% ② 电压为220KV的高压线圈：U =Ue±432.5%
③ 无激磁调压变压器的二次侧电压在-7.5和-10％分接时，应较其额定电流各降低2.5%和5% 。
5、变压器结构有“吊芯式”和“钟罩式”。这是指检修时变压器和吊装情况而言。“吊芯式”须整个变压器线圈及铁芯吊出来才能检修，而“钟罩式”只需将油放干，然后吊起外壳即可检修，从而可减轻检修的起吊重量，通常，大容量变压器多采用“钟罩式”油箱结构。
6、变压器按采用的线圈材料不同，有铜芯变压器和铝芯变压器两种，铜芯的电能损耗较铝芯小，铝芯的价格较铜芯低。
7、110KV三卷变压器有全绝缘变压器和半绝缘变压器两种，这是就110KV中性点的绝缘水平而言，在110KV中性点直接接地系统中，一般采用半绝缘变压器。
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（二）关于几种变压器的特点及应用范围 1、双绕组变压器
一般用于只有两个电压等级的发电厂或变电所中。结构较简单可靠，价格较低。 2、三绕组变压器
（1）应用于具有三个电压等级的电网中。
（2）三个绕组的容量比有几种组合：100/100/100、100/100/50、100/50/100，在设计中，应根据实际情况选定容量比。
（3）用三绕组变压器，要求通过主变压器各侧绕组的功率达到该变压器容量的15%以上。 （4）三绕组变压器除在变比上分为升压型、降压型，其内部结构也分为升压型和降压型两种，相应地绕组间短路电压数值也有参数差别，选择时应注意。
①升压型的绕组排列由外至内为高、低、中，即高、中压绕组之间的漏磁通较大，相应地短路电压Ud1-2%也比大。
②降压型地绕组排列由外至内为高、中、低，即高、低压绕组之间地漏磁通较大，相应地短路高压Ud1-3%也较大。
一般发电厂宜用升压型结构，降压变电所宜用降压型结构。但考虑到系统的运行或限制短路电流的需要，降压变电所也可采用升压型结构的降压变压器。总之，三绕组变压器的最大阻抗放在高、中压侧还是放在高、低压侧是选择时应全面考虑的问题。
3、自耦变压器
（1）自耦变压器除了自耦联系的高压绕组和中压绕组外，还有一个第三绕组，单独接成三角形。此时，自耦变压器和一个普通的三绕组变压器作用相同，自耦变压器比普通变压器消耗的材料少，造价低。
（2）自耦变压器的中性特点必须直接接地，因此，它必须应用在有两个电压等级时中性点直接接地的电网中，即须有两个电压等级为110KV及以上。
（3）如果继电保护需要以及为限制系统的单相短路电流不大于三相短路电流，系统中部分变压器的中性点不允许接地时，就不能应用自耦变压器，而改用三绕组变压器。
（4）自耦变压器的设计还有一些特殊情况，可参考其他手册规定。 （三）降压变电所变压器的选择 1.变电所负荷统计：
S=(l + α)KtΣ（P/cosф） 式中：α——网损率
Kt——同时率
P——各用户负荷（包括其他所有可能流经变压器的负荷，如穿越功率）
进行负荷统计时，应注意到负荷的发展，须把远期负荷也统计在内，另外所用负荷也不能忽略。
2、主变压器台数
为保证供电可靠性，变电所一般装设两台变压器。当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2～4台主变压器。 3、主变压器容量
主变电压器的容量选择应根据5～10年的发展规划进行，并考虑变压器正常运行和事故时
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