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1、發(fā)電廠電氣部分,第四章 電氣主接線及設(shè)計,4.1 概述 4.2 主接線的基本接線形式 4.3 主變壓器的選擇 4.4 限制短路電流的方法 4.5 電氣主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 4.6 廠用電接線,電氣主接線指的是發(fā)電廠、變電所中生產(chǎn)、傳輸、分配 電能的電路，也稱為一次接線。電氣主接線圖，就是用規(guī)定 的圖形與文字符號將發(fā)電機(jī)、變比器、母線、開關(guān)電器、輸 電線路等有關(guān)電氣設(shè)備按電能流程順序連接而成的電路圖。 電氣主接線圖般畫成單線圖(即用單相接線表示三相系 統(tǒng))但對三相接線不完全相同的局部圖面(如各相中電流互 感器的配置情況不同)則應(yīng)畫成三線圖。在電氣主接線全圖 中，除上述主要電氣設(shè)備外，還應(yīng)將互

2、感器、避雷器、中性 點設(shè)備等也表示出來、并注明各個設(shè)備的型號與規(guī)格。 發(fā)電廠及變電所的電氣主接線形式不僅影響到本廠、本 所的運行特性，也對整個電力系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可 靠性和靈活性有很大的影響。,4.1 概述,系統(tǒng)的電氣連接方式,1. 系統(tǒng)的接線圖 電氣接線圖 地理接線圖,系統(tǒng)的地理接線圖,系統(tǒng)的電氣連接方式,. 系統(tǒng)的接線方式 1） 無備用電源接線 無備用接線包括：單回放射式、樹干式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。,系統(tǒng)的電氣連接方式,2）有備用電源接線 有備用接線方式包括： 雙回放射式、樹干式、鏈?zhǔn)?。,包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò) 優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟(jì)、運行方便 無備用結(jié)線 缺點：供電可靠性差 適

3、用范圍：二級負(fù)荷 包括雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò) 優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高 有備用結(jié)線 缺點：不經(jīng)濟(jì) 適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷,對主接線的基本要求,電氣主接線是整個發(fā)電廠、變電所電氣部分的主干。電氣主接 線方案對發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的選擇配電裝置的布置， 保護(hù)與控制的方式、運行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)檢 修的安全與方便性等，都有著重大的影響并且也直接關(guān)系到 所在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行。因此，電氣主接線是 電力科技人員必須深入研究和掌握的重要課題之一。 對電氣主接線的基本要求是： (l)滿足系統(tǒng)和用戶對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求； (2)具有一定的運行靈活性，能適

4、應(yīng)正常工作、事故檢修等運行方式的要求； (3)力求簡單清晰，操作方便； (4)節(jié)省基建投資與年運行費，經(jīng)濟(jì)性好 (5)能適應(yīng)發(fā)展擴(kuò)建的要求。,4.2 主接線的基本接線形式,母線是電氣主接線和配電裝置中的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)同一電壓等級配電裝置中的進(jìn)出線數(shù)目較多時，常需設(shè)置母線。以便實現(xiàn)電能的匯集和分配。所以，基本接線形式可以大體分為有母線和無母線兩大類。 （1）有母線接線類型，如單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路母線、雙母線、雙母線分段、雙母線帶旁路母線等接線形式。 (2) 無母線接線類型，如橋式、多角形、單元接線等形式。 基本接線形式也可以根據(jù)每回線路所裝設(shè)的斷路器數(shù)目分為：單斷路器、雙斷路器、一

5、個半斷路器等接線形式。,主接線的普遍規(guī)律,1、特殊情況下，各臺發(fā)電機(jī)都有停機(jī)的可能，各臺發(fā)電機(jī)之間互為備用。 2、供電線路應(yīng)做到連續(xù)供電每回線應(yīng)能從任一臺發(fā)電機(jī)獲得電源 3、正常運行的，任一主要設(shè)備的投退不影響其它設(shè)備； 4、檢修設(shè)備時，應(yīng)隔離電源,（1）接線形式：圖5-3,圖5-3,整個配電裝置只有一組母線，所有電源和引出線均接在母線上，每條引出線都設(shè)置斷路器QF和隔離開關(guān)QS。,1 、不分段的單母線接線,（2）運行分析： 斷路器QF的作用：便于投入和切除任意一條進(jìn)出線。 隔離開關(guān)QS作用：檢修斷路器QF時保證它與帶電部分可靠隔離 若沒有母線QSB，檢修斷路器QF時，母線要停電 QF和QS的

6、操作順序：“先通后斷”原則,圖5-3,送電操作： 先合母線側(cè)隔離開關(guān)QSB，再合線路側(cè)隔離開關(guān)QSL ，最后合斷路器QF,停電操作： 先斷斷路器QF，再斷線路側(cè)隔離開關(guān)QSL，最后斷母線側(cè)隔離開關(guān)QSB,（3）特點： 優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟(jì)。 接線簡單（設(shè)備少）、清晰、明了； 布置、安裝簡單，配電裝置建造費用低； 斷路器與隔離開關(guān)間易實現(xiàn)可靠的防誤閉鎖,操作安全、方便，母線故障的幾率低； 易擴(kuò)建和采用成套式配電裝置。 有利用電源互為備用及負(fù)荷間的合理分配；正常投切與故障投切互不干擾，靈活方便。 缺點：不夠靈活可靠。 主母線、母隔故障或檢修，全廠停電； 任一回路斷路器檢修，該回路停電。,圖5-3,(4

7、)適用范圍 小型骨干水電站臺以下或非骨干水電站發(fā)電機(jī)電壓母線的接線； 10kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路回； 35kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路回； 110kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路回。,圖5-3,練習(xí)：試畫出三個電源，三回出線的單母線不分段接線圖,（1）接線形式：圖5-4,圖5-4,把單母線分成二段或三段，在各段之間接上分段斷路器或分段隔離開關(guān)的接線 。,分段斷路器,分段隔離開關(guān),2、 分段的單母線接線,母線并聯(lián)運行：QF閉合運行 正常運行時：相當(dāng)于不分段的單母線接線。若電源1停止供電，則電源2通過QFd閉合向段母線供電，不影響對負(fù)荷的供電，可靠性高。 若段母線故障時，繼電保護(hù)裝置使QFd自動跳開，段母線

8、被切除；段母線繼續(xù)供電 。,圖5-4,母線分裂運行：QF斷開運行 正常運行時，相當(dāng)于兩個不分段的單母線接線。若電源1停止供電，段母線失壓時，可由自動重合閘裝置自動合上QFd，段母線恢復(fù)供電。 若段母線故障時，不影響段，段母線繼續(xù)供電 。,（2）運行方式,分段開關(guān)采用隔離開關(guān)的分析： 母線并聯(lián)運行：段母線故障全所停電找出故障斷開分段QSd恢復(fù)段母線供電 母線分裂運行：段母線失電查出原因切除段母線上所有進(jìn)出線合上分段隔離開關(guān)QSd段母線恢復(fù)供電,圖5-4,（2）運行方式,圖5-4,（3）特點,缺點： 當(dāng)一段母線及母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該母線上的所有回路都要在檢修期停電； 任一回路斷路器檢修，該

9、回路停電。,優(yōu)點： 具有不分段單母線簡單，清晰，經(jīng)濟(jì)，方便等優(yōu)點； 縮小了母線故障和母線檢修時的停電范圍（停一半）； 提高了供電可靠性，靈活性。,圖5-4,（4）適用： 單母線不分段接線不滿足時采用。 610KV配電裝置出線回路數(shù)在6回及以上； 3560KV配電裝置出線回路數(shù)在48回； 110220KV配電裝置出線回路數(shù)在4回。,（1）接線形式：圖5-5,圖5-5,旁路母線WBa是通過旁路斷路器QFa與主母線WB相連，通過旁路隔離開關(guān)QSa與每一出線相連。旁路隔離開關(guān)QSa倒閘操作用。,旁路斷路器,旁路隔離開關(guān),主母線,旁路母線,3、 單母線帶旁路母線接線,圖5-5,當(dāng)檢修出線斷路器1QF時：

10、QSa按等電位原則先并后切 先合旁路斷路器QFa向旁路母線WBa充電，檢查旁路母線WBa是否完好，使WBa帶電; 再合該回路旁路隔離開關(guān)1QSa，實現(xiàn)旁路與正常工作回路并聯(lián)運行; 再斷開該回路出線斷路器1QF; 最后分別斷開1QF兩側(cè)隔離開關(guān)1QSL和1QSB。使1QF退出運行，即可對1QF進(jìn)行檢修。此時，線路1仍然保持供電。 主母線WB旁路斷路器QFa旁路母線WBa旁路隔離開關(guān)1QSa對線路1供電,（2）運行方式,這是利用旁路斷路器QFa替代1QF來完成通斷電路及保護(hù)作用,圖5-5,（3）特點 同一電壓等級，各回路經(jīng)過斷路器、隔離開關(guān)接至公共母線。把每一回線與旁路母線相連。 優(yōu)點：每一進(jìn)出線

11、回路的斷路器檢修，這一回路可不停電 缺點：設(shè)備多，操作復(fù)雜。 (4)適用 35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時采用，回路多采用專用旁母，否則采用簡易接線。,（1）接線形式：圖5-6,圖5-6,單母線分段的目的：減少母線故障的停電范圍 旁路母線的作用：使任意一臺出線QF故障或檢修時，該回路不停電。,旁路母線,旁路斷路器,分段斷路器,4、 單母線分段帶旁路母線接線,分兩種： 采用專用旁路斷路器QFa 利用QFd兼作QFa （2）運行方式 （3）特點 （4）適用 610kv出線較多而且對重要負(fù)荷供電的裝置； 35kv及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶。,對單母線的評價:工作母線或母線 隔離開

12、關(guān)在故障或檢修時要停電。,5. 雙母線接線,1、不分段的雙母線接線 （1）接線方式：圖5-7,解決了工作母線在故障或檢修時要停電的問題。,圖5-7,母聯(lián)斷路器,母聯(lián)隔離開關(guān),（2）運行方式：分兩種, 一組母線工作，一組母線備用的運行方式。 正常運行時，每條進(jìn)出線的兩組母線隔離開關(guān)，只能合上其中一組，另一組必須斷開，否則變成單母線。, 兩組母線同時工作的運行方式。都是工作母線，并通過QFj并聯(lián)。,圖5-7,（3）雙母線接線特點 : 優(yōu)點： 可以輪流檢修母線而不影響正常供電; 設(shè)段母線工作，段母線備用。檢修段母線的倒閘操作： A、依次合上母聯(lián)隔離開關(guān)QSj和QSj； B、再合上母聯(lián)斷路器QFj，向

13、備用母線充電，檢查備用母線是否完好； C、再斷開母聯(lián)斷路器QFj控制回路電源，以防止QFj在以下操作中誤跳開； D、再依次合上所有段母線側(cè)隔離開關(guān)； E、再依次斷開段母線側(cè)的母線隔離開關(guān)； F、再投入母聯(lián)斷路器QFj控制回路電源； G、再斷開母聯(lián)斷路器QFj; H、再依次斷開母聯(lián)隔離開關(guān)QSj和QSj 此時，段母線轉(zhuǎn)換為工作母線， 段母線轉(zhuǎn)換為備用母線。,圖5-7,檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只影響該回路供電； 工作母線故障后，所有回路短時停電并能迅速回復(fù)供電； 檢修任一斷路器時，可以利用母聯(lián)斷路器替代引出線QF工作； 便于擴(kuò)建。,圖5-7,缺點： 設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差； 運行

14、中需要用QS作為操作電器切換電路，容易發(fā)生誤操作； 當(dāng)段母線故障時，在切換母線過程中，仍要短時地切除較多的電源及出線。,（4）適用： 3560KV配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)超過8回； 110220KV配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)為5回及以上。,圖5-7,6.雙母線帶旁路母線的接線,特點：除具有雙母線的優(yōu)點外，還可保證任一回路斷路器檢修時，該回路不停電，運行的可靠性更高。,母聯(lián)兼作旁路斷路器的接線,為節(jié)省投資，也可采用母聯(lián)兼作旁路斷路器的接線。,1、接線方式：圖5-10,有兩組母線，每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩個回路間有一臺斷路器聯(lián)絡(luò)，組成一個“串”電路，每回進(jìn)出線都與兩臺斷路器相連，而同一“串”支路

15、的兩條進(jìn)出線共用三臺斷路器。,圖5-10,解決了隔離開關(guān)繁瑣的倒閘操作,7 一臺半斷路器接線,2、運行方式： 正常運行時，兩組母線同時工作，所有斷路器均閉合。,3、接線特點： （1）運行靈活可靠：正常運行時成環(huán)形供電，任意一組母線發(fā)生 短路故障，均不影響各回路供電。 （2）操作方便：隔離開關(guān)只起隔離電壓作用，避免用隔離開關(guān)進(jìn) 行倒閘操作。任意一臺斷路器或母線檢修，只需 拉開對應(yīng)的斷路器及隔離開關(guān)，各回路仍可繼續(xù) 運行。 （3）二次接線和繼電保護(hù)比較復(fù)雜，投資較大。,圖5-10,4、注意： 為提高運行可靠性，防止同名回路（兩個變壓器或兩回供電線路）同時停電，一般采用交替布置的原則。重要的同名回路

16、交替接入不同側(cè)母線；同名回路接到不同串上；把電源與引出線接到同一串上。,圖5-10,一臺半斷路器接線不是雙母線接線。,適用于僅有兩臺變壓器和兩條出線的裝置中。 內(nèi)橋接線 1、接線方式：圖5-11,連接橋斷路器接在靠近變壓器側(cè)的接線方式。,圖5-11,8 橋形接線 內(nèi)橋接線,2、運行方式：,圖5-11,b、變壓器 1T 故障或檢修： 先斷開 1QF 和3QF，再斷開 QS1 ， 1T 退出運行。如果線路 L1 仍需恢復(fù)供電，再合 1QF 和3QF。,a、線路 L1 故障或檢修： 只需先斷開 1QF ，再斷開 1QSL 和 1QSB ，其余三回路可以繼續(xù)工作，不影響供電。,2QF,L2,2QSL,2QSB,2T,2QF,QS2,2T,L2,2QF,3、特點： 優(yōu)點： 接線簡單、經(jīng)濟(jì)（斷路器最少）； 布置簡單占地小，可發(fā)展為單母線分段接線; 線路投、切靈活，不影響其它電路的工作。 缺點: 變壓器投切操作復(fù)雜，故障檢修影響其它回路 橋斷路器故障檢修全廠分列為兩部分； 出線斷路器故障檢修該回路停電。,圖5-11,4、適用范圍 雙線雙變的水電站、變電所35220kV側(cè)： 線路較長，故障幾率較多，而