第四章_電氣主接線及設(shè)計(jì)(方) (1)

1、第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)方鴿飛方鴿飛主要內(nèi)容n電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序n主接線的基本接線形式n主變壓器的選擇n限制短路電流的方法n電氣主接線設(shè)計(jì)舉例n小結(jié)4.1 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序n電氣主接線n電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。n電氣主接線圖n用規(guī)定的圖形與文字符號(hào)將發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、開(kāi)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。n單相圖 三相圖4.1.1 對(duì)電氣主接線的基本要求n可靠性（見(jiàn)書(shū)102頁(yè)）n靈活性（見(jiàn)書(shū)103頁(yè)）n經(jīng)濟(jì)性（見(jiàn)書(shū)104頁(yè)）4.1.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則n見(jiàn)

2、書(shū)P104 4.1.3 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序1 對(duì)原始資料分析(105)n工程情況n電力系統(tǒng)情況n負(fù)荷情況n環(huán)境條件n設(shè)備供貨情況4.1.3 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序（續(xù)）2 主接線方案的擬定和選擇3 短路電流計(jì)算和主要電器選擇4 繪制電氣主接線圖5 編制工程概算4.2 主接線的基本接線形式n根據(jù)倒閘操作的基本要求正確寫出倒閘操作的步驟是本章重點(diǎn) n首先我們應(yīng)了解，倒閘操作的基本要求和原則，然后仔細(xì)分析不同典型接線圖中可能會(huì)碰到的幾種倒閘操作，通過(guò)練習(xí)，掌握典型主接線中常用倒閘操作的基本操作步驟。4.2 主接線的基本接線形式n倒閘操作的基本要求有 n正確使用電器，如斷路器可以用于接通或斷開(kāi)電路，隔

3、離開(kāi)關(guān)可以隔離電壓或切換電路（即兩組隔離開(kāi)關(guān)兩側(cè)電位基本相同條件下，對(duì)并聯(lián)的兩組隔離開(kāi)關(guān)拉合時(shí)，僅起電流轉(zhuǎn)移作用，而未斷開(kāi)或接通任何電路，故隔離開(kāi)關(guān)觸頭不會(huì)產(chǎn)生電弧）等等；n保證最大安全性，不影響其他支路正常運(yùn)行，即使發(fā)生故障也應(yīng)該對(duì)整個(gè)裝置影響最小；n根據(jù)運(yùn)行方式和操作要求，應(yīng)使操作步驟最少；n任何設(shè)備不允許在無(wú)保護(hù)狀態(tài)下投入運(yùn)行；n操作過(guò)程中，操作人員行走路徑最短。4.2 主接線的基本接線形式（續(xù)）n倒閘操作必須嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)程規(guī)定，認(rèn)真執(zhí)行操作監(jiān)護(hù)制度，準(zhǔn)確無(wú)誤地填寫操作票，保證發(fā)電廠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。倒閘操作必須按如下順序操作上 n線路送電時(shí)的操作順序?yàn)椋合乳]合母線隔離開(kāi)關(guān)，線路送

4、電時(shí)的操作順序?yàn)椋合乳]合母線隔離開(kāi)關(guān)，再閉合線路隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器再閉合線路隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器 n線路停電時(shí)的操作順序?yàn)椋合葦嚅_(kāi)斷路器，再拉開(kāi)線路停電時(shí)的操作順序?yàn)椋合葦嚅_(kāi)斷路器，再拉開(kāi)線路隔離開(kāi)關(guān)，最后拉開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān)線路隔離開(kāi)關(guān)，最后拉開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān) 4.2 主接線的基本接線形式（續(xù)）n主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。n母線是電氣主接線和配電裝置中的重要環(huán)節(jié)。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?，為便于?shí)現(xiàn)電能的匯集和分配，當(dāng)同一電壓等級(jí)配電裝置中的進(jìn)出線數(shù)目較多時(shí)，常需設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，

5、以使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。4.2 主接線的基本接線形式（續(xù)）n有匯流母線n為便于電能的匯集和分配，在進(jìn)出線較多時(shí)，采用母線作為中間環(huán)節(jié)。n單母線接線、雙母線接線n無(wú)匯流母線n橋形、角形、單元接線4.2.1 單母線接線及單母線分段接線n單母線接線只有一組母線，每個(gè)電源和引出線的電路都通過(guò)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)接到母線上，任一回路故障，該回路的斷路器能夠切除該電路，而使其他的電源和線路能繼續(xù)工作。n供電電源（發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓進(jìn)線回路）和出線。n電源并列運(yùn)行，各出線可從任一個(gè)電源獲得電能n盡可能使負(fù)荷均衡分布在各出線上 n斷路器n具有開(kāi)合電路的專用滅弧裝置，可以開(kāi)斷或閉合負(fù)荷電流和

6、開(kāi)斷短路電流，故用來(lái)作為接通或開(kāi)斷電路的控制電器n隔離開(kāi)關(guān)n沒(méi)有滅弧裝置，用來(lái)在切斷電路時(shí)建立明顯可見(jiàn)的空氣絕緣間隙，將電源與停運(yùn)設(shè)備可靠隔離，以保證檢修安全。n母線隔離開(kāi)關(guān)、線路隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)操作順序（斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖）操作順序（斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖）續(xù)n防止隔離開(kāi)關(guān)帶負(fù)荷合閘或拉閘n斷路器處于合閘狀態(tài)下，誤操作隔離開(kāi)關(guān)的事故不發(fā)生在母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)上，以避免誤操作的電弧引起母線短路事故n線路送電時(shí)的操作順序?yàn)椋合乳]合母線隔離開(kāi)關(guān)，線路送電時(shí)的操作順序?yàn)椋合乳]合母線隔離開(kāi)關(guān)，再閉合線路隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器再閉合線路隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器 n線路停電時(shí)的操作順序?yàn)椋合葦嚅_(kāi)斷路器

7、，再拉開(kāi)線路停電時(shí)的操作順序?yàn)椋合葦嚅_(kāi)斷路器，再拉開(kāi)線路隔離開(kāi)關(guān)，最后拉開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān)線路隔離開(kāi)關(guān)，最后拉開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān)單母線接線特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)n接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便n缺點(diǎn)n可靠性差：母線、母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修，所有回路都要停止工作，造成全廠（所）長(zhǎng)期停電n調(diào)度不方便：電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大短路電流n適用范圍n適用于出線回路少、沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電所。如：中小型發(fā)電廠近區(qū)負(fù)荷供電接線6kV，或10kV ；中小型變電所35kV，或110kV，出線回路不多單母線分段接線單母線分段接線n當(dāng)引出線數(shù)目較多時(shí)，為提高單

8、母線接線供電可靠性，可用斷路器（可靠性要求不高時(shí)，可用隔離開(kāi)關(guān)）將單母線分段，成為單母線分段接線。單母線分段接線（續(xù)）單母線分段接線（續(xù)）n當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電。n降壓變電站，電源分列運(yùn)行n母線分段的數(shù)目，決定于電源數(shù)目與容量、出線回?cái)?shù)、運(yùn)行要求等，通常分為23段為宜。應(yīng)盡可能將電源與負(fù)荷均衡地分配于各母線段上，以減少各分段間的功率交換。重要用戶可從不同母線段上分別引出兩饋電線路向其供電。單母線分段接線特點(diǎn)單母線分段接線特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)n當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作。n對(duì)重要用戶，可由不同段母線分別引出的兩個(gè)回路供電

9、，以保證供電的可靠。n當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該段母線上的所有支路，使之停止工作，但不影響另一段母線上所連的支路。n供電可靠性提高，運(yùn)行較之靈活。單母線分段接線特點(diǎn)單母線分段接線特點(diǎn)n缺點(diǎn)n對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整個(gè)母線系統(tǒng)可靠性受到限制n適用范圍n一般適用于中小容量發(fā)電廠和變電所的610kV接線中4.2.2 雙母線接線及雙母線分段接線n設(shè)置有兩組母線，其間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器相連，每回進(jìn)出線均經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組母線隔離開(kāi)關(guān)分別接至兩組母線。n由于每回線路均設(shè)置了兩組母線隔離開(kāi)關(guān)，可以換接至兩組母線，從而大大改善了其工作性能。雙母線接線特點(diǎn)n供電可靠雙

10、母線接線特點(diǎn)雙母線接線特點(diǎn)n調(diào)度靈活n兩組母線同時(shí)工作（母聯(lián)斷路器斷開(kāi)/接通）n一組母線工作，一組母線備用雙母線接線特點(diǎn)n擴(kuò)建方便n向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由分配，在施工中不會(huì)造成原有回路停電。n適用范圍：出線帶電抗器的610KV配電裝置；3560KV出線超過(guò)8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)； 110220KV出線大于等于5回時(shí)。4.2.2.2 雙母線分段接線n采用單母線分段或不分段采用單母線分段或不分段的雙母線接線時(shí)，一段母的雙母線接線時(shí)，一段母線故障將造成約半數(shù)回路線故障將造成約半數(shù)回路停電或短時(shí)停電。大型電停電或短時(shí)停電。大型電廠廠( (變電所變電所)

11、)對(duì)運(yùn)行可靠性對(duì)運(yùn)行可靠性與靈活性的要求很高，必與靈活性的要求很高，必需注意避免母線系統(tǒng)故障需注意避免母線系統(tǒng)故障并限制母線故障影響范圍，并限制母線故障影響范圍，防止全廠防止全廠( (所所) )性停電事故性停電事故的發(fā)生。的發(fā)生。4.2.2.2 雙母線分段接線n分段斷路器分段斷路器QSQS將工作母線將工作母線分為分為段、段、段，每段母段，每段母線用各自的母聯(lián)斷路器與線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出備用母線相連，電源和出線均勻分別在兩段工作母線均勻分別在兩段工作母線上。線上。雙母線分段接線特點(diǎn)n雙母線分段接線增加了兩臺(tái)母聯(lián)斷路器，但具有相當(dāng)高的供電可靠性與運(yùn)行靈活性。n當(dāng)一段工作母線

12、故障后，分段斷路器先自動(dòng)跳開(kāi)；然后故障段母線所連回路的斷路器跳開(kāi)；隨后將故障段母線所連回路切換到備用母線，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必全部短期停電。n610KV配電裝置中，當(dāng)進(jìn)出線或母線上電源較多，輸送和通過(guò)功率較大時(shí)，為限制短路電流，可分段處加裝母線電抗器雙母線分段接線特點(diǎn)n適用范圍：發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中，220500KV大容量配電裝置4.2.3 帶旁路母線的單母線和雙母線接線n為了能采用單母線分段和雙母線的配電裝置檢修斷路器時(shí)，不致中斷該回路的供電，可增設(shè)旁路母線。n三種形式n專用旁路斷路器n母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器n分段斷路器兼旁路斷路器4.2.3.1單母線分段帶旁

13、路母線n單母線帶旁母flash n單母線分段帶旁母n旁母（正常不帶電）n旁路隔離開(kāi)關(guān)、旁路斷路器（正常開(kāi)斷）其他形式n單母線分段帶旁母采用專用旁路斷路器極大提高了可靠性，但增加了一臺(tái)旁路斷路器投資。n分段斷路器兼作旁路斷路器（圖46）其他形式4.2.3.2雙母線帶旁路母線n雙母線接線，當(dāng)出線斷路器需要檢修時(shí)，雖然可以通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器，并借助臨時(shí)架設(shè)的跨條，向線路供電，但當(dāng)出線較多時(shí)，母線聯(lián)絡(luò)斷路器就可能長(zhǎng)期被占用，而使雙母線變成不分段的單母線運(yùn)行。n檢修任一回路斷路器時(shí)，不至于該回路短時(shí)停電其他形式4.2.3.3 旁路母線設(shè)置的原則n110KV 及以上高壓配電裝置中，因電壓等級(jí)高，輸送功率較

14、大，送電距離較遠(yuǎn)，因此不允許因檢修斷路器而長(zhǎng)期停電（檢修時(shí)間57天），故需設(shè)置旁路母線。110KV出線在6回以上、220 KV出線在4回以上，宜采用帶專用旁路斷路器的旁母。n下列可不設(shè)旁母（113）；總趨勢(shì)是逐步取消旁路設(shè)施4.2.4 一臺(tái)半斷路器及4/3臺(tái)斷路器接線n兩組母線間接有若干串?dāng)嗦菲?，每串的三臺(tái)斷路器之間接入兩個(gè)回路，處于每串中間部位的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。由于平均每個(gè)回路裝設(shè)臺(tái)半（3/2臺(tái))斷路器,故稱為一臺(tái)半斷路器接線，又稱為3/2接線4.2.4 一臺(tái)半斷路器接線特點(diǎn)完整串運(yùn)行完整串運(yùn)行 不完整串運(yùn)行不完整串運(yùn)行4.2.4 一臺(tái)半斷路器接線特點(diǎn)4.2.4 一臺(tái)半斷路器接線特點(diǎn)n

15、適用范圍n大型電廠和變電所220KV及以上、進(jìn)出線回路數(shù)6回及以上的高壓、超高壓配電裝置中。一臺(tái)半斷路器接線的兩條原則n電源線宜與負(fù)荷線配對(duì)成串n配電裝置建設(shè)初期僅兩串時(shí)，同名回路宜分別接入不同側(cè)的母線，進(jìn)出線應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)交叉接線與非交叉接線同名元件是否靠近同名元件是否靠近不同的母線接入不同的母線接入4.2.4.2 4/3臺(tái)斷路器接線n4/3臺(tái)斷路器接線的一個(gè)串中有4臺(tái)斷路器，連接3回進(jìn)出線回路（圖4-19）。n和一臺(tái)半斷路器雙母線接線一樣,有較高的供電可靠性和靈活性。n適用發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)（進(jìn)線）大于線路（出線）數(shù)的大型水電廠。國(guó)外已開(kāi)始在500-750KV超高壓特大容量電站和變電所應(yīng)用。4.2

16、.5 變壓器母線組接線4.2.5 變壓器母線組接線4.2.6 單元接線n發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接，沒(méi)有或很少有橫向聯(lián)系的接線方式，稱為單元接線。4.2.6 單元接線（續(xù)）n 發(fā)電機(jī)一雙繞組變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)出口處不設(shè)置母線，輸出電能均經(jīng)過(guò)主變壓器送至升高電壓電網(wǎng)。n因發(fā)電機(jī)不會(huì)單獨(dú)空載運(yùn)行，故不需裝設(shè)出口斷路器。有時(shí)可裝一組隔離開(kāi)關(guān)，以便單獨(dú)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。4.2.6 單元接線（續(xù)）n發(fā)電機(jī)一三繞組變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)出口應(yīng)裝設(shè)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)，以便在變壓器高、中壓繞組聯(lián)合運(yùn)行情況下進(jìn)行發(fā)電機(jī)的投、切操作。4.2.6 單元接線（續(xù)）n發(fā)電機(jī)變壓器線路單元接線，適宜于一機(jī)、一變、一線的廠、

17、所。擴(kuò)大單元接線n發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線n發(fā)電機(jī)分裂繞組變壓器擴(kuò)大單元接線擴(kuò)大單元接線n兩臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)主變相連，nG與T之間應(yīng)裝設(shè)斷路器，如發(fā)電機(jī)支路故障或檢修，不影響另一臺(tái)發(fā)電機(jī)工作。n主變故障或檢修，兩機(jī)組容量不能送出。n任一組機(jī)組停電，不影響廠用電供電。n減少主變臺(tái)數(shù)和高壓側(cè)斷路器數(shù)，節(jié)省投資，n分裂繞組變壓器和雙繞組變壓器有限制短路電流作用。單元接線特點(diǎn)n接線簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省設(shè)備和占地，操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)性好。不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)的短路電流減小。4.2.7 橋形接線n當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，宜采用橋形接線。n按聯(lián)絡(luò)斷路器的安裝位置，可分為：內(nèi)橋接線、外橋接線內(nèi)橋接

18、線的特點(diǎn)n聯(lián)絡(luò)斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)(即靠近變壓器側(cè))，便于線路的正常投切操作及切除其短路故障，而投切變壓器時(shí)則需要操作兩臺(tái)斷路器及相應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)。這種接線適用于變變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長(zhǎng)、故障斷開(kāi)機(jī)會(huì)較多、路較長(zhǎng)、故障斷開(kāi)機(jī)會(huì)較多、穿越功率較小穿越功率較小的場(chǎng)合外橋接線的特點(diǎn)n聯(lián)絡(luò)斷路器接在主變壓斷路器的外側(cè)(即靠近線路側(cè))，便于變壓器的正常投切操作及切除其故障，而線路的投切及故障的切除則較為復(fù)雜。這種接線適用于線路較短、故障率較低、主線路較短、故障率較低、主變壓需按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求經(jīng)常投切、以變壓需按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求經(jīng)常投切、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過(guò)

19、聯(lián)及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過(guò)聯(lián)橋回路橋回路的場(chǎng)合。n若采用內(nèi)橋接線時(shí)，穿越功率將通過(guò)其中的三臺(tái)斷路器，任一臺(tái)斷路器的檢修或故障都將中斷穿越功率的傳輸，影響系統(tǒng)的運(yùn)行。增設(shè)跨條n在橋式接線中，為了在檢修線路斷路器或聯(lián)絡(luò)斷路器時(shí)不影響其他回路的運(yùn)行，減少減少系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)會(huì)，可以考慮增設(shè)跨條。正常運(yùn)行時(shí)跨條斷開(kāi)。跨條回路中裝設(shè)兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)，以便輪流停電儉修。橋形接線特點(diǎn)n橋式接線簡(jiǎn)單清晰，每個(gè)回路平均裝設(shè)的斷路器臺(tái)數(shù)最少，可節(jié)省投資也易于發(fā)展過(guò)渡為單母線分段或雙母線接線。n因內(nèi)橋接線中的變壓器正常投切與故障切除時(shí)將影響線路的運(yùn)行。外橋接線中的線路正常投切與故障切除時(shí)將影響變壓器的運(yùn)行，且更改運(yùn)行方

20、式時(shí)需利用隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，故其工作可靠性和靈活性不夠高。n根識(shí)我國(guó)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，橋式接線一般可用于條件適合的中小型發(fā)電廠、變電所的35220kV配電裝置中。4.2.8 多角形接線n多角形接線的每個(gè)邊中含有臺(tái)斷路器和兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)，各個(gè)邊互相連接成閉合的環(huán)形，各進(jìn)出線回路中只裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，分別接至多角形的各個(gè)頂點(diǎn)上。多角形接線特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）n經(jīng)濟(jì)性較好。這種接線的斷路器臺(tái)數(shù)等于進(jìn)出線回路數(shù)，平均每回路僅需裝設(shè)一臺(tái)斷路器。除橋式接線外，它比其它接線方式使用的設(shè)備少，投資也少。n工作可靠性與靈活性較高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)操作。多角形接線中，沒(méi)有匯流主母線和相應(yīng)的母線故障。n每回路均可由兩臺(tái)斷路器供電

21、，任一斷路器檢修時(shí)，所有回路仍可繼續(xù)照常工作，任一回路故障時(shí)，不影響具它回路的運(yùn)行。n所有的隔離開(kāi)關(guān)僅用于在停運(yùn)或檢修時(shí)隔離電壓，而不用作操作電器。多角形接線特點(diǎn)（缺點(diǎn)）n檢修任斷路器時(shí)，多角形接線變成開(kāi)環(huán)運(yùn)行，可靠性顯著降低。n此時(shí)，若不與該斷路器所在邊直接相連的其它任一設(shè)備發(fā)生故障，將可能造成兩個(gè)及以上回路停電，多角形接線被分割破兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，功率平衡遭到破壞等嚴(yán)重后果。并且，多角形接線的角數(shù)愈多，斷路器檢修的機(jī)會(huì)也愈多，開(kāi)環(huán)時(shí)間愈長(zhǎng)。此缺點(diǎn)也愈突出。此外，還應(yīng)將同名回路(即兩個(gè)電源回路或?qū)儆谕挥脩舻碾p回線路)按照對(duì)角原則進(jìn)行連接，以減少設(shè)備(如斷路器)故障時(shí)的影響范圍。多角形接線

22、特點(diǎn)n運(yùn)行方式改變時(shí)，各支路的工作電流可能變化較大，使相應(yīng)的繼電保護(hù)整定也比較復(fù)雜。n多角形接線閉合成環(huán)，其配電裝置難于擴(kuò)建發(fā)展。多角形接線特點(diǎn)n適用范圍n在110kV及以上配電裝置中，當(dāng)出線回?cái)?shù)不多，發(fā)展現(xiàn)模比較明確時(shí)，可以來(lái)用多角形接線；中小型水電廠中也有應(yīng)用。一般以采用三角或四角形為宜，最多不要超過(guò)六角形。4.2.9 典型主接線分析n火力發(fā)電廠電氣主接線n水力發(fā)電廠電氣主接線n變電站電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線n圖417 中型熱電廠主接線地方性火電廠n10kV母線 雙母分段 母線、線路電抗器 電纜饋電nG1,G2 在滿足10kV地區(qū)負(fù)荷的前提下，將剩余功率通過(guò)變壓器T1,T2送往高壓側(cè)

23、。 G3,G4 發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元接線 避免多次變壓 省發(fā)電機(jī)出口斷路器nT1、T2三繞組變壓器 n220kV n110kV中型熱電廠電氣主接線簡(jiǎn)圖（補(bǔ)充）區(qū)域性火電廠n圖4-18大型區(qū)域性電廠n目前國(guó)內(nèi)外的大型發(fā)電廠，一般是指安裝單機(jī)容量為200MW及以上的大型機(jī)組，總裝機(jī)容量為1000MW及以上的發(fā)電廠，其中包括大容量凝汽式電廠、大容量水電廠、核電廠等n大型區(qū)域性電廠建設(shè)在動(dòng)力資源豐富的地方，一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，以高壓或超高壓遠(yuǎn)距離輸電線路與系統(tǒng)相連，地位重要。電廠中不設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線全部機(jī)組均采用簡(jiǎn)單可靠的單元接線直接接入220一500kV配電裝置，以12種升高電壓將電能送入電力系

24、統(tǒng)。發(fā)電機(jī)組采用機(jī)一爐一電單元集中控制或計(jì)算機(jī)控制，運(yùn)行調(diào)度方便，自動(dòng)化程度高。n四臺(tái)大型凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組均以發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元接線形式。分別接入雙母線帶旁路母線接線的220kV高壓配電裝置和一個(gè)半斷路器接線的500kV高壓配電裝置。n500kV與220kV配電裝置之間，經(jīng)一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器互相聯(lián)絡(luò) 低壓繞組兼做廠用電的備用電源和啟動(dòng)電源n不交叉布置補(bǔ)充（類似上例）4.2.9.2 水電發(fā)電廠電氣主接線n圖4194.2.9.2 水電發(fā)電廠電氣主接線（續(xù)）n發(fā)電機(jī)變壓器單元接線直接將電能送入500kVn兩串3/2臺(tái)斷路器接線，兩串4/3臺(tái)斷路器接線n兩串3/2臺(tái)斷路器接線同名元件交叉布置n為冬季

25、調(diào)峰需要，各發(fā)電機(jī)出口設(shè)出口斷路器n發(fā)電機(jī)出口斷路器與廠用電引線間裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)及接地開(kāi)關(guān)n單相式變壓器中等容量水力發(fā)電廠主接線n不擴(kuò)建n配電裝置緊湊n出線數(shù)少電廠電氣主接線n半山電廠n蕭山電廠4.2.9.3 變電站電氣主接線n瓶窯變n古蕩變n求是變n白鶴變降壓變電所(樞紐變電所)地區(qū)變電所4.3 主變壓器的選擇油浸式變壓器330kV、220kV、 110kV、直流變壓器4.3 主變壓器的選擇（續(xù)）n在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓主變壓器器n用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器n只供本廠（站）用電的變壓器，稱為廠廠（站）用變壓器或自

26、用變壓器（站）用變壓器或自用變壓器4.3.1 變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定原則n主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)，直接影響主接線的接線形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外、還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度，同時(shí)兼顧發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷增長(zhǎng)速度等方面、并根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)則綜合分析，合理選擇。否則將造成經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的不合理。如果主變壓器容量選得過(guò)大，臺(tái)數(shù)過(guò)多不僅會(huì)增加投資、擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來(lái)不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過(guò)小，可能限制發(fā)電機(jī)功率的輸出，或是滿足不了變電所負(fù)荷的需要，顯然技術(shù)上是不合理的。4.3.1.1 單元接線的主變壓器n單元接線時(shí)變壓

27、器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留10%的裕度來(lái)確定。n擴(kuò)大單元接線時(shí)，盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的原則計(jì)算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來(lái)確定4.3.1.2 具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器n發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí)，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的最小日負(fù)荷，并扣除廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)保證能將發(fā)電廠全部剩余功率送入系統(tǒng)n當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組檢修或者因供熱機(jī)組熱負(fù)荷變動(dòng)而需要限制本廠出力時(shí)，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。4.3.1.2 具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器（續(xù)）n若發(fā)電機(jī)電壓母線上有多臺(tái)主變壓器，當(dāng)其中容量最大一臺(tái)

28、主變壓器因故退出運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器在容許過(guò)負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)保證輸送母線全部剩余功率的70以上n在電力市場(chǎng)環(huán)境下，中、小火電機(jī)組可能停用火電廠部分火全部機(jī)組，主變壓器應(yīng)有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要4.3.1.2 具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器（續(xù)）n為確保對(duì)發(fā)電機(jī)電壓上的負(fù)荷供電可靠性，接于發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。從設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠性高的角度考慮一般優(yōu)先設(shè)置兩臺(tái)容量相同的變壓器。但對(duì)主要向發(fā)電機(jī)電壓供電的地方電廠，系統(tǒng)電源作為備用時(shí)，可只裝一臺(tái)主變壓器。n在根據(jù)以上原則選擇時(shí)，還應(yīng)考慮負(fù)荷曲線的變化和至少5年的逐年負(fù)荷發(fā)展。 4.3.1.3 連接

29、兩種升高電壓母線聯(lián)絡(luò)變壓器n聯(lián)絡(luò)變壓器的臺(tái)數(shù)一般只設(shè)置1臺(tái)，最多不超過(guò)2臺(tái)n 聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在不同運(yùn)行方式下有功功率和無(wú)功功率交換1. 聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿足本側(cè)負(fù)荷的要求，同時(shí)，也可在線路檢修或故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。4.3.1.4 變電站主變壓器n變電站主變壓器容量，一般應(yīng)按510年規(guī)劃負(fù)荷來(lái)選擇。n對(duì)重要變電站，應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電站當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容

30、量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%80%4.3.1.4 變電站主變壓器(續(xù))n變電站主變壓器臺(tái)數(shù)，對(duì)于樞紐變電站在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以設(shè)置2臺(tái)主變壓器為宜；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變壓站或大型工業(yè)專用變壓站，可設(shè)3臺(tái)主變壓器，以提高供電可靠性。4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則n相數(shù)n 容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下的電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。n 容量為600MW機(jī)組單元連接的主變壓器和500kV電力系統(tǒng)中的主變壓器應(yīng)綜合考慮運(yùn)輸和制造條件，結(jié)合能技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可采用單相組成三相變壓器。1. 單相變壓器一般不設(shè)備用相，但對(duì)于大容量的單相變壓器，

31、是否需要設(shè)置備用相，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)n 只有一種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，以及只有兩種電壓的變電所，采用雙繞組變壓器。1. 有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，以及有三種電壓的變電所，可采用2臺(tái)雙繞組變壓器或三繞組變壓器4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n當(dāng)最大機(jī)組容量為125MW及以下，并且變壓器各繞組的通過(guò)容量均達(dá)到變壓器額定容量的15及以上時(shí)（否則繞組利用率太低，不如選用2臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)），多采用三繞組變壓器。n一個(gè)發(fā)電廠或變電站中采用三繞組變壓器一般不多于3臺(tái)4.3.2 變電器型式

32、和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n機(jī)組容量為20MW以上的發(fā)電廠采用發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元接線接入系統(tǒng)，而兩種升高電壓級(jí)之間加裝聯(lián)絡(luò)變壓器器為合理。其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組變壓器（或自耦變壓器），低壓繞組可作為廠用備用電源或啟動(dòng)電源，也可用來(lái)連接無(wú)功補(bǔ)償裝置。4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n采用擴(kuò)大單元接線的變壓器，應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器，可大大限制短路電流n在有三種電壓的變電所中，如變壓器各側(cè)繞組的通過(guò)容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但需在該側(cè)裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，宜采用三繞組變壓器。當(dāng)變壓器需要與110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)相連接時(shí)，可優(yōu)先選用自耦變壓

33、器。4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n繞組接線組別n變壓器三相繞組接線方式必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種n發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求及限制3次諧波對(duì)電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般都是選用YN，d11常規(guī)接線。4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n調(diào)壓方式：變壓器的電壓調(diào)整是用分接開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比實(shí)現(xiàn)n不帶電切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在n帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30(適用范圍P124)2 2.5%

34、以內(nèi) 4.3.2 變電器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則（續(xù)）n冷卻方式n自然風(fēng)冷卻n強(qiáng)迫空氣冷卻n強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻n強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻n強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻n水內(nèi)冷4.4 限制短路電流的方法4.4.1 裝設(shè)限流電抗器n加裝限流電抗器限制短路電流，常用于發(fā)電廠和變電站610kV配電裝置。依據(jù)電抗器的結(jié)構(gòu)分為普通電抗器和分裂電抗器兩類。4.4.1 裝設(shè)限流電抗器n母線電抗器n線路電抗器4.4.1 裝設(shè)限流電抗器n母線電抗器母線電抗器1. 母線分段處。母線分段電抗器主要用以限制發(fā)電機(jī)電壓母線短路電流。如在分段母線I短路(如d1點(diǎn))時(shí)，發(fā)電機(jī)1所供給的短路電流，不受母線電抗器限制，而發(fā)電機(jī)2所供給的短路電流要受到母

35、線電抗器限制。這樣裝設(shè)母線電抗器后發(fā)電機(jī)出口斷路器、變壓器低壓側(cè)斷路器、分段斷路器等都能按各回路額定電流選擇，不因短路電流過(guò)大而使容量升級(jí)。4.4.1 裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）n 由于在進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)時(shí)總是使母線各段所連接的負(fù)荷盡可能與該母線連接的發(fā)電機(jī)容量相配，故母線分段處往往是發(fā)電廠正常工作情況下功率流動(dòng)最小的地方，在此裝設(shè)電抗器，所產(chǎn)生的電壓損失和功率損耗為最小。n 無(wú)論廠內(nèi)、廠外短路時(shí)，母線電抗器均能起到限流作用n 母線電抗器用于限制并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)所提供的短路電流。其額定電流根據(jù)母線上因事故切斷容量最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)可能通過(guò)電抗器的電流進(jìn)行選擇，一般為該發(fā)電機(jī)額定電流的5080。為了有效地限

36、制短路電流，母線分段電抗器的電抗百分值一般選為812。4.4.1 裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）n線路電抗器1. 主要用來(lái)限制電纜饋線回路短路電流用來(lái)限制電纜饋線回路短路電流。由于電纜的電抗值較小且有分布電容，即使在電纜饋線末端發(fā)生短路，短路電流也和母線短路差不多。架空線路本身的感抗值較大，通常架空線上不裝設(shè)線路電抗器。4.4.1 裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）n 當(dāng)線路電抗器后發(fā)生短路，電壓降主要產(chǎn)生在電抗器中，電抗器不僅限制了短路電流，還能維持母線上有較高的殘余電壓(大于65)，這對(duì)于提高發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作和廠用電動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性極為有利。為了達(dá)到既能限制短路電流，維持母線較高殘，又不致在正常工作時(shí)產(chǎn)生較大的電壓

37、損失(應(yīng)小于5)和功率損耗，出線電抗器的電抗百分值一般選為3一6。4.4.1.2 分裂電抗器n分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通大型電抗器相似，都可以看作是一個(gè)電感繞組，但是分裂電抗器的繞組是由纏繞方向相同的兩個(gè)分段(又稱兩臂)所組成，兩分段連接點(diǎn)抽出一個(gè)接頭，稱為中間抽頭。中間抽頭通常接至電源，兩臂一般是連接負(fù)荷大致相等的用戶。4.4.1.2 分裂電抗器（續(xù)）n正常運(yùn)行：0.50.5LMLLLXXXXfXfXX4.4.1.2 分裂電抗器（續(xù)）n分支短路分支 1 短路時(shí)，若忽略分支 2 的負(fù)荷電流，短路電流只流過(guò)分裂電抗器臂 1，則運(yùn)行電抗值為L(zhǎng)X；若短路電流由同一方向流過(guò)兩臂，則每臂阻抗為0.51.5LMLLLXXXXfXfXX 兩臂總電抗為3LX 4.4.1.2 分裂電抗器（續(xù)）n由上分析可見(jiàn)，分裂電抗器具有正常運(yùn)行時(shí)電抗小，電壓降小，而短路時(shí)電抗大，限制