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【摘 要】变电所电气主接线是根据电能输送和分配的要求表示主要电气设备之间的连接关系，以及本变电所与电力系统的电气连接关系。采用何种方式的电气主接线，对电力系统的安全经济运行，以及系统的稳定和调度的灵活性等均有着重要的影响。
【关键词】变电所；电气设备
1.断路器的选择：
1.1为保证高压电器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压断路器应按下列条件选择：
1.2按正常工作条件包括电压、电流、频率、机械荷载等选择
1.3按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择
1.4按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择
1.5按承受过电压能力包括绝缘水平等选择
1.6按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择
1.7按开断电流选择高压断路器的额定开断电流Iekd应不小于其触头开始分离瞬间（td）的短路电流的有效值Ie（td） 即：Iekd≥Iz（KA），Iekd — 高压断路器额定开断电流（KA） Iz — 短路电流的有效值（KA）
1.8短路关合电流的选择 在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值。
1.9关于开合时间的选择 对于110KV及以上的电网，当电力系统稳定要求快速切除故障时，分闸时间不宜大于0.045s，用于电气制动回路的断路器，其合闸时间大于0.04 ～ 0.06s
2.隔离开关的配置：
2.1断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离
2.2中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地
2.3接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设1—2组接地刀闸或接地器。63KV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关
2.4按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关
2.5当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生的过电压，也可以装设
3. 高压熔断器的选择
3.1额定电压选择： 对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须大于或等于电网的额定电压UNs。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在UNs=UN的电网中，过电压倍数约2～2.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平，但如在UNs 3.2 额定电流选择：熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择。
3.3熔管额定电流的选择：为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求，即式
INft—熔管的额定电流
INfs—熔体的额定电流
3.4熔体额定电流选择：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择，即式中 K—可靠系数（不计电动机自启动时K=1.1～1.3，考虑电动机自启动时K=1.5～2.0）；Imax—电力变压器回路最大工作电流。用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断，其熔体按下式选择，即式中K—可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.5～2.0，当一组电力电容器时K=1.3～1.8）；ⅠNc—电力电容器回路的额定电流。
4. 互感器的选择
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有：
4.1将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量 仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。
4.2使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
4.3电流互感器的特点：
4.3.1一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷，而与二次电流大小无关；
4.3.2电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
4.4电压互感器的特点：
4.4.1容量很小，类似于一台小容量变压器，但结构上需要有较高的安全系数； 2）二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，互感器近似于空载状态运行，即开路状态。
4.5互感器的配置：
4.5.1为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器；
4.5.2在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，如：发电机和变压器的中性点； 4.5.3对直接接地系统，一般按三相配制。对三相直接接地系统，依其要求按两相或三相配制；
4.5.4当需要监视和检测线路有关电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
4.6电流互感器的选择
4.6.1电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流I1与-I′2在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。
4.6.2电流互感器10%误差曲线：
是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。
4.7额定容量
互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），Se2应不小于互感器的二次负荷S2，即： Se2≥S2
5.母线的选择
5.1母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。 敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。
5.2母线及电缆截面的选择
除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择。
5.3按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不大于导体长期发热的允许电流Iy
即：Igmax≤kIy
5.4按经济电流密度选择，按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度—经济电流密度（J）。
5.5热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。S≥Smm = （mm2）
5.6动稳定校验：动稳定必须满足下列条件
即：δmax≤δy
δy — 母线材料的允许应力（硬铅δy为69×106P∞硬铜137×106Pa，铜为157×106Pa）提供电源，以获得较高的可靠性。
参考文献：
[1]《电力系统电气设备选择与实用计算》.
[2]《电力系统继电保护》.
[3]《工厂供电设计指导》.
【关键词】变电所；电气设备
1.断路器的选择：
1.1为保证高压电器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压断路器应按下列条件选择：
1.2按正常工作条件包括电压、电流、频率、机械荷载等选择
1.3按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择
1.4按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择
1.5按承受过电压能力包括绝缘水平等选择
1.6按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择
1.7按开断电流选择高压断路器的额定开断电流Iekd应不小于其触头开始分离瞬间（td）的短路电流的有效值Ie（td） 即：Iekd≥Iz（KA），Iekd — 高压断路器额定开断电流（KA） Iz — 短路电流的有效值（KA）
1.8短路关合电流的选择 在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值。
1.9关于开合时间的选择 对于110KV及以上的电网，当电力系统稳定要求快速切除故障时，分闸时间不宜大于0.045s，用于电气制动回路的断路器，其合闸时间大于0.04 ～ 0.06s
2.隔离开关的配置：
2.1断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离
2.2中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地
2.3接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设1—2组接地刀闸或接地器。63KV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关
2.4按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关
2.5当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生的过电压，也可以装设
3. 高压熔断器的选择
3.1额定电压选择： 对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须大于或等于电网的额定电压UNs。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在UNs=UN的电网中，过电压倍数约2～2.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平，但如在UNs
3.3熔管额定电流的选择：为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电流应满足下式的要求，即式
INft—熔管的额定电流
INfs—熔体的额定电流
3.4熔体额定电流选择：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择，即式中 K—可靠系数（不计电动机自启动时K=1.1～1.3，考虑电动机自启动时K=1.5～2.0）；Imax—电力变压器回路最大工作电流。用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断，其熔体按下式选择，即式中K—可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.5～2.0，当一组电力电容器时K=1.3～1.8）；ⅠNc—电力电容器回路的额定电流。
4. 互感器的选择
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有：
4.1将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量 仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。
4.2使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
4.3电流互感器的特点：
4.3.1一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷，而与二次电流大小无关；
4.3.2电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
4.4电压互感器的特点：
4.4.1容量很小，类似于一台小容量变压器，但结构上需要有较高的安全系数； 2）二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，互感器近似于空载状态运行，即开路状态。
4.5互感器的配置：
4.5.1为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器；
4.5.2在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，如：发电机和变压器的中性点； 4.5.3对直接接地系统，一般按三相配制。对三相直接接地系统，依其要求按两相或三相配制；
4.5.4当需要监视和检测线路有关电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
4.6电流互感器的选择
4.6.1电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流I1与-I′2在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。
4.6.2电流互感器10%误差曲线：
是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。
4.7额定容量
互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），Se2应不小于互感器的二次负荷S2，即： Se2≥S2
5.母线的选择
5.1母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。 敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。
5.2母线及电缆截面的选择
除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择。
5.3按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不大于导体长期发热的允许电流Iy
即：Igmax≤kIy
5.4按经济电流密度选择，按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度—经济电流密度（J）。
5.5热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。S≥Smm = （mm2）
5.6动稳定校验：动稳定必须满足下列条件
即：δmax≤δy
δy — 母线材料的允许应力（硬铅δy为69×106P∞硬铜137×106Pa，铜为157×106Pa）提供电源，以获得较高的可靠性。
参考文献：
[1]《电力系统电气设备选择与实用计算》.
[2]《电力系统继电保护》.
[3]《工厂供电设计指导》.