電力系統(tǒng)的接線

c第2章電力系統(tǒng)的接線第2章電力系統(tǒng)的接線

電氣主接線電氣設(shè)備及其選擇原則電網(wǎng)接線及中性點(diǎn)接地方式直流輸電本章要點(diǎn)：廠站內(nèi)電氣主接線和廠站間接線2.1電氣主接線(一次接線) 電氣主接線表明電氣一次設(shè)備的連接關(guān)系，是發(fā)電廠、變電所電氣部分運(yùn)行、檢修、操作和事故處理的一個(gè)工作平臺(tái)。只表示相對(duì)電氣連接關(guān)系，不表示實(shí)際位置。用單線圖表示，局部用三相。2.1.1概述1）電氣主接線安全——符合國家規(guī)范，保證人身和設(shè)備安全?？煽俊ＷC供電的可靠性、電能質(zhì)量。靈活——接線簡單、清晰，調(diào)度(正常、事故、檢修)靈活，檢修方便。經(jīng)濟(jì)——節(jié)約投資(減少設(shè)備、選擇便宜設(shè)備、選擇輕型設(shè)備)，少占土地，減少運(yùn)行費(fèi)用(電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi))擴(kuò)建——便于發(fā)展和擴(kuò)建2）對(duì)電氣主接線的要求有匯流母線的主接線單母線接線、單母線分段接線；雙母線接線、雙母線分段接線；3/2斷路器接線(一個(gè)半斷路器接線)；無匯流母線的主接線單元接線及擴(kuò)大單元接線橋形接線角形接線3)主接線方式

1）

單母線接線 (1)隔離開關(guān)操作先通后斷電磁閉鎖機(jī)械閉鎖MMGXGDLDG出線運(yùn)行退出2.2.2有匯流母線的主接線母線隔離開關(guān)出線隔離開關(guān)每條線路一般均裝有斷路器QF，因?yàn)閿嗦菲骶哂袦缁⊙b置，可以斷開、閉合負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能斷開負(fù)荷電流和短路電流。安裝隔離開關(guān)的目的，是在線路停運(yùn)后用隔離開關(guān)隔開電源，這樣當(dāng)檢修線路或斷路器時(shí)，形成一個(gè)檢修人員也能看見的、明顯的“斷開點(diǎn)”。這樣，萬一斷路器的合分閘指示器失靈，對(duì)檢修人員也是安全的。(2)單母線接線

簡單清晰、設(shè)備少

操作方便

利于擴(kuò)建

可靠性、靈活性差MMGXGDLDGMGDL出線電源DG(3)單母線分段接線2～3段IFD出線電源IIFG可靠性：重要用戶從不同段引出；靈活性：單母運(yùn)行、各段并列運(yùn)行、各段分列運(yùn)行6～10kV，25MW/段

35～60kV，8回出線

110～220kV，4回出線(4)單母線帶旁路不停電檢修出線斷路器PMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPD35kV，8回出線

110kV，6回出線

220kV，4回出線旁路母線充電3～5min2）雙母線接線(1)雙母線接線

保證連續(xù)供電

運(yùn)行調(diào)度靈活

雙母并列、雙母分列、一主一備

檢修方便

利于擴(kuò)建IIILD(1)雙母線接線

倒閘操作IIILD(2)雙母線帶旁路接線IIILDPMPD專用旁路(3)雙母線分段接線IIIFDLD1LD23)一個(gè)半斷路器接線(二分之三接線)LDM1

可靠性高

運(yùn)行靈活

操作簡單

設(shè)備多，投資大

繼電保護(hù)復(fù)雜1)橋形接線

斷路器少，布置簡單

可靠性較差

運(yùn)行時(shí)，橋臂閉合

用于35～220kV4.5.3無匯流母線的主接線(1)內(nèi)橋LD

適于出線長，故障幾率多而變壓器不經(jīng)常切換(2)外橋LD

適于出線短，變壓器由于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠。2)角形接線(1)三角形接線

可靠性高

操作靈活

設(shè)備選擇困難

繼電保護(hù)復(fù)雜

不便于擴(kuò)建2)角形接線(2)四角形接線(3)雙四角形接線3)單元接線(1)發(fā)電機(jī)－變壓器組單元接線DLG2G1FBXL

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便

發(fā)電機(jī)側(cè)短路電流小(2)發(fā)電機(jī)－變壓器組擴(kuò)大單元接線

變壓器和高壓斷路器少

節(jié)省占地面積分裂變壓器(3)線路－變壓器組單元接線

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便DLG2G1BXL(4)線路－變壓器組擴(kuò)大單元接線

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便DLG2G1BXLG32.2電力設(shè)備及選擇原則

絕緣安全可靠——既要承受工頻最高工作電壓的長期作用，也要承受內(nèi)部過電壓和外部過電壓的短時(shí)作用。一定的過負(fù)荷能力。正常運(yùn)行時(shí)發(fā)熱不超過允許溫度。足夠的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性能。工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。2.1.1電力設(shè)備選擇的一般原則2.2母線、電纜、絕緣子匯流母線、連接母線：連接設(shè)備、匯集、分配、傳送電能。一般采用鋁母線，電流較大、位置狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)出線端或腐蝕嚴(yán)重的場所用銅母線。要求：散熱好、截面系數(shù)大、集膚效應(yīng)小。矩形、圓管形、雙槽形。軟母線。發(fā)動(dòng)機(jī)出口采用封閉母線。1）母線矩形圓管形雙槽形2.2母線、電纜、絕緣子交流：A相——黃、B相——綠、C相——紅。直流：正極——紅、負(fù)極——藍(lán)。中性線：接地中性線—紫、不接地中性線—白。2）母線顏色標(biāo)記2.2母線、電纜、絕緣子布置緊湊、占用空間小。散熱差、載流量小、耗用金屬多、價(jià)格高、檢修不便。油浸紙絕緣、橡皮絕緣、塑料絕緣、充油絕緣。3）電纜及特點(diǎn)2.2母線、電纜、絕緣子要求：足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，耐熱、耐潮、防污。電站絕緣子：支柱絕緣子、套管絕緣子。電器絕緣子：支柱絕緣子、套管絕緣子。線路絕緣子：針式絕緣子、懸式絕緣子。4）絕緣子懸式絕緣子針式絕緣子支柱絕緣子2.3高壓開關(guān)電器一次電路——變電所中擔(dān)負(fù)輸送電能任務(wù)的電路二次電路——控制、指示、測量、保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路1）概述2.3.1高壓斷路器(1)對(duì)斷路器的要求能正常通斷負(fù)荷電流能斷開各種短路故障動(dòng)作迅速1）概述工作現(xiàn)場常叫“開關(guān)”(2)結(jié)構(gòu)開斷部分：導(dǎo)電和觸頭系統(tǒng)，滅弧室操作、傳動(dòng)部分絕緣部分：導(dǎo)電部分對(duì)地、對(duì)操作部分的絕緣(3)種類油斷路器——多油、少油壓縮空氣斷路器SF6斷路器真空斷路器(4)型號(hào)□□□-□□/□-□類型S、D、Z、L安裝場所：N、W設(shè)計(jì)序號(hào)開斷電流kA斷流容量MVA額定電流A其他標(biāo)志額定電壓kVSW2-35/1000ZN5-10/1250LW6-500/3150(1)分類多油斷路器：所有元件都在金屬油箱中。油作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。油量大，如DW3-252的油為48t，總重90t，鋼材消耗大。套管可裝設(shè)電流互感器。目前很少使用。導(dǎo)體部分做成U形。2）油斷路器(1)分類少油斷路器：觸頭、導(dǎo)電系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)裝在絕緣油箱中，油只作滅弧介質(zhì)。

SW7-252的油為0.8t，總重3t。35kV及以下的少油斷路器的滅弧室為1個(gè)，66kV、110kV為2個(gè)，做成Y形，220kV做成雙Y形，

330kV做成3個(gè)Y形。2）油斷路器多油斷路器少油斷路器(1)真空真空一般指氣體稀薄的空間。低于正常大氣壓即為真空。一個(gè)大氣壓為0.1Mpa。真空滅弧室的真空度在1.33×10-2～

1.33×10-5Pa，高真空

。3）真空斷路器(2)真空斷路器的特點(diǎn)絕緣性能好，觸頭開距小(12kV真空斷路器10mm，40.5kV為25mm)。操作機(jī)構(gòu)能量小，電弧電壓低、能量小、對(duì)觸頭燒損小。壽命長。開合負(fù)荷1000次以上，開合故障可達(dá)50次。無污染、噪聲小、免檢修。3）真空斷路器(1)SF6的特點(diǎn)是最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。無色、無味、無毒、不燃燒、化學(xué)性能穩(wěn)定。分子直徑比水蒸氣大，分子量是空氣的5.1倍。4）SF6斷路器(1)SF6的特點(diǎn)絕緣性能是空氣的3倍。在0.4MPa的氣壓下，絕緣性能與變壓器油相當(dāng)。觸頭開距小。滅弧能力強(qiáng)，燃弧時(shí)間短，觸頭燒損小。單滅弧室可以做到550kV全密封，檢修周期長。在電弧作用下，可分解為多種有毒和刺激性氣體。4）SF6斷路器較低電壓等級(jí)(10kV、35kV)多采用真空斷路器。超高壓電壓等級(jí)(330kV及以上)都采用SF6斷路器。高壓(66kV、110kV、220kV)可采用SF6斷路器，也可以采用少油斷路器。5）斷路器類型的選擇2.3.2隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，只能切斷小電流。與斷路器配合使用。操作原則——先通后斷。1）概述工作現(xiàn)場常稱“刀閘”隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)圖GN8—10/600型高壓隔離開關(guān)1-上接線端；

2-靜觸頭；

3-刀閘；4–套管絕緣子；5–下接線端；6–框架；7–轉(zhuǎn)軸；8–拐臂；9–升降絕緣子；10–支柱絕緣子2.3.2隔離開關(guān)隔離電源——將待檢修的線路或設(shè)備與帶電的電網(wǎng)可靠的隔離。倒換母線——雙母線中用來倒閘操作接通或切斷電路——電壓互感器、避雷器、10kV及以下且容量為315kVA及以下的空載變壓器、電壓35kV長度10km以內(nèi)的空載線路、電壓10kV長度5km以內(nèi)的空載架空線路（電容電流小于5A）2）作用2.3.2隔離開關(guān)簡單可靠、操作時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無沖擊。滿足熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求。分閘時(shí)有明顯的斷口，確保安全。與斷路器、接地刀閘有機(jī)械或電氣連鎖。3）對(duì)隔離開關(guān)的要求操作規(guī)則：先通后斷2.3.2隔離開關(guān)防止誤跳、誤合斷路器。防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)。防止帶電掛接地線。防止帶接地線合隔離開關(guān)。防止人員誤入帶電間隔。4）對(duì)高壓開關(guān)的五防2.3電力網(wǎng)接線及中性點(diǎn)接地方式

2.3.1幾種典型接線方式1）無備用接線放射式干線式鏈?zhǔn)椒派涫?、干線式、鏈?zhǔn)健?yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)：可靠性差。適用于二級(jí)負(fù)荷(采用自動(dòng)重合閘)、有備用電源的一級(jí)負(fù)荷1）無備用接線2）有備用接線放射式干線式鏈?zhǔn)絻啥斯╇娋W(wǎng)絡(luò)環(huán)式2）有備用接線放射式、干線式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、兩端供電網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：可靠性高、電壓質(zhì)量高。缺點(diǎn)：不經(jīng)濟(jì)(線路、設(shè)備多)、運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜、故障時(shí)電壓質(zhì)量差。操作安全、供電可靠、電能質(zhì)量良好、經(jīng)濟(jì)3）接線方案選擇2）有備用接線3.3.2電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式中性點(diǎn)是星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的公共點(diǎn)。對(duì)絕緣水平、保護(hù)、通信、電壓等級(jí)、系統(tǒng)接線有影響。分類：直接接地、不接地。1）概述（1）線路模型Π型等值電路R、L、C都較小某些情況下可以忽略2）中性點(diǎn)直接接地BAC2）中性點(diǎn)直接接地（2）單相接地—單相短路BAC（3）優(yōu)點(diǎn)

單相接地時(shí)，對(duì)地電壓不升高絕緣要求低。較安全。（4）缺點(diǎn)

短路電流大，馬上切除,大接地電流系統(tǒng)。用于220/380V和≥110kV特點(diǎn)：供電可靠性高、對(duì)絕緣要求高。<110kV。不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地。小接地電流系統(tǒng)3）中性點(diǎn)不接地方式（1）正常運(yùn)行分析CBACR、X較小，壓降不大，忽略A）中性點(diǎn)不接地（2）單相接地分析CBAC各相對(duì)地電壓？各相電流？（2）單相接地分析CBACC相對(duì)地電壓為0，A、B相升高為倍

A、B相增大到倍，C電流增大到3倍（3）優(yōu)點(diǎn)單相接地時(shí)，線電壓不變，三相設(shè)備正常工作。（4）缺點(diǎn)

非故障相對(duì)地升高，絕緣要求高。接地電流較大時(shí)，接地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)電弧，引起諧振，產(chǎn)生過電壓。單相接地要及時(shí)處理(2小時(shí))B）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（1）前提3～6kV——≥30A10kV——≥20A35～60kV——≥10A消弧線圈——感抗很大的鐵心線圈（2）單相接地分析C0BACL（3）補(bǔ)償程度

完全補(bǔ)償—正常運(yùn)行時(shí)諧振欠補(bǔ)償—某些線路退出，還可能諧振過補(bǔ)償—過補(bǔ)償度5％～10％（4）優(yōu)點(diǎn)單相接地時(shí)，線電壓不變，三相設(shè)備正常工作。（5）缺點(diǎn)

非故障相對(duì)地升高，絕緣要求高。單相接地要及時(shí)處理(2小時(shí))C）中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

適用范圍≤10A——高電阻接地

10~100A——中、小電阻接地分類：高電阻、中電阻、小電阻接地。耗能元件、電容電荷釋放元件、諧振的阻壓元件，可有效防止諧振過電壓和電弧過電壓。2.4直流輸電

1954年，瑞典海底電纜。目前達(dá)50余個(gè)輸電工程。中國直流輸電發(fā)展很快，十幾個(gè)輸電工程。1）概述直流輸電原理圖保護(hù)器保護(hù)器控制器控制器逆變器電抗器換流變壓器交流系統(tǒng)2電容器濾波器交流系統(tǒng)1換流變壓器