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文檔簡介
4.13電氣主接線
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求
4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則
4.13.3了解各種電壓等級電氣主接線限制短路電流的方法
考試大綱要求:1
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求
1.主接線的基本要求(1)可靠性電氣接線必須保證用戶供電的可靠性,應(yīng)分別按各類負(fù)荷的重要性程度安排相應(yīng)可靠程度的接線方式。保證電氣接線可靠性可以用多種措施來實(shí)現(xiàn)。(2)靈活性電氣系統(tǒng)接線應(yīng)能適應(yīng)各式各樣可能運(yùn)行方式的要求。并可以保證能將符合質(zhì)量要求的電能送給用戶。(3)安全性電力網(wǎng)接線必須保證在任何可能的運(yùn)行方式下及檢修方式下運(yùn)行人員的安全性與設(shè)備的安全性。(4)經(jīng)濟(jì)性其中包括最少的投資與最低的年運(yùn)行費(fèi)。(5)應(yīng)具有發(fā)展與擴(kuò)建的方便性在設(shè)計(jì)接線方時要考慮到5~10年的發(fā)展遠(yuǎn)景,要求在設(shè)備容量、安裝空間以及接線形式上,為5~10年的最終容量留有余地。
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2.單母線接線(1)單母不分段每條引入線和引出線的電路中都裝有斷路器和隔離開關(guān),電源的引入與引出是通過一根母線連接的。單母線不分段接線適用于用戶對供電連續(xù)性要求不高的單母線不分段接線三級負(fù)荷用戶。
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求3(2)單母線分段接線
單母線分段便于分段檢修母線,減小母線故障影響范圍,提高了供電的可靠性和靈活性。單母線分段接線可以分段運(yùn)行,也可以并列運(yùn)行。用隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)分段的單母線接線,適用于由雙回路供電的、允許短時停電的具有二級負(fù)荷的用戶。用斷路器分段的單母線接線,可靠性提高。單母線分段接線
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求4(3)帶旁路母線的單母線接線當(dāng)引出線斷路器檢修時,用旁路母線斷路器代替引出線斷路器,給用戶繼續(xù)供電。旁路斷路器一般只能代替一臺出線斷路器工作,旁路母線一般不能同時連接兩條及兩條以上回路,否則當(dāng)其中任一回路故障時,會使旁路斷路器跳閘。斷開多條回路。通常35kV的系統(tǒng)出線8回以上、110kV系統(tǒng)出線6回以上,220kV系統(tǒng)出線4回以上,才考慮加設(shè)旁路母線。
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求5(4)單母線分段帶旁路在正常運(yùn)行時,系統(tǒng)以單母線分段方式運(yùn)行,旁路母線不帶電。如果正常運(yùn)行的某回路斷路器需退出運(yùn)行進(jìn)行檢修,閉合旁路斷路器,使旁路母線帶電,合上欲檢修回路旁路隔離開關(guān),則該線路斷路器可退出運(yùn)行,進(jìn)行檢修。這種旁路母線可接至任一段母線,在容量較少的中小型發(fā)電廠和35~110kV變電所中獲得廣泛應(yīng)用。
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3.雙母線接線(1)雙母線接線一組作為工作母線,另一組作為備用母線,在兩組母線之間,通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器(簡稱為母聯(lián)斷路器)進(jìn)行連接。把雙母線系統(tǒng)形成單母線分段運(yùn)行方式,即正常運(yùn)行時,使兩條母線都投入工作,母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)閉合,全部進(jìn)出線均勻分配兩條母線。這種運(yùn)行方式可以有效縮小母線故障時的停電范圍。
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求7(2)雙母線帶旁路接線在雙母線接線方式中,為使線路在出線斷路器檢修時不中斷供電,可采用帶旁路接線。當(dāng)110kV系統(tǒng)出線6回以上,220kV出線4回以上,可采用專用旁路斷路器。旁路母線可接至任一組母線。
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4.一個半斷路器接線一個半斷路器接線可歸屬于雙母線類接線。在兩組母線之間,每三個斷路器形成一串。每串連接兩條回路。相當(dāng)于每一個半斷路器帶一條回路,故稱之為一個半斷路器接線,也稱為3/2接線。在一個半接線的每串?dāng)嗦菲髦?,位于中間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。運(yùn)行中兩母線及全部斷路器都投入工作,形成多重環(huán)狀供電。
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5.雙母線單(雙)分段帶旁路接線為進(jìn)一步縮小母線故障的影響范圍,對于可靠性要求較高的330~500kV超高壓系統(tǒng),當(dāng)進(jìn)出線達(dá)到6回以上時,可采用雙母線單段或雙分段帶旁路接線。這種接線是把工作母線分為兩段,在兩段工作母線之間,兩工作母線與備用母線之間都設(shè)置有母聯(lián)斷路器。
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6.變壓器—母線接線各出線經(jīng)過斷路器分別接在母線上,變壓器直接經(jīng)隔離開關(guān)接到母線上,組成變壓器—母線接線。電源和負(fù)荷可以自由調(diào)配。由于變壓器是高可靠性設(shè)備,所以直接接在母線上,對母線的運(yùn)行并不產(chǎn)生嚴(yán)重影響,一旦變壓器故障時,接在母線上的各斷路器開斷。
4.13.1掌握電氣主接線的主要形式及對電氣主接線的基本要求117.無母線接線(1)橋式接線1213(2)角形接線
當(dāng)母線閉合成環(huán),斷路器數(shù)等于進(jìn)出線回路數(shù),即構(gòu)成了角形接線。一般不超過六角形。這種接線不利于擴(kuò)建,適用于最終建設(shè)規(guī)模比較明確的110kV及以上的發(fā)電廠升壓站或變電所中。
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(3)單元接線直接將電能送至負(fù)荷,無高壓用電設(shè)備,若線路發(fā)生故障或檢修時,停變壓器;變壓器故障或檢修時,所有負(fù)荷全部停電。該接線適用于三級負(fù)荷中。
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1.斷路器和隔離開關(guān)(1)作用電源進(jìn)線與引出線由斷路器和隔離開關(guān)連接到母線,其中斷路器用來接通與切換電路中的負(fù)荷電流與故障短路電流。隔離開關(guān)的作用是利用其可見斷口隔離電壓,使停電設(shè)備與帶電設(shè)備隔離,以保證人身及設(shè)備工作的安全。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則17(2)配置
1)電氣主接線:斷路器兩側(cè)都有電源,在兩側(cè)都裝設(shè)一組隔離開關(guān)。用戶側(cè)沒有電源,原則上可只裝設(shè)一組母線隔離開關(guān),也可在線路側(cè)也裝設(shè)一組隔離開關(guān)。
2)電源進(jìn)線:電源是發(fā)電機(jī),只需在母線側(cè)裝設(shè)一組隔離開關(guān),有時為了發(fā)電機(jī)停機(jī)后做試驗(yàn)方便,在發(fā)電機(jī)和斷路器之間亦可裝設(shè)一組隔離開關(guān)。電源是雙繞組變壓器:在斷路器的母線側(cè)裝設(shè)一組隔離開關(guān),如是三繞組變壓器需在斷路器的兩側(cè)各裝設(shè)一組隔離開關(guān)。
3)斷路器與隔離開關(guān)配合操作:先合隔離開關(guān),后合斷路器;先斷開斷路器,后斷開隔離開關(guān)。在斷路器與隔離開關(guān)之間應(yīng)加裝電磁或機(jī)械閉鎖裝置。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則18
2.負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)是專門用于接通和切斷負(fù)荷電路的開關(guān)設(shè)備,它具有簡單的滅弧裝置,不能切斷短路電路,能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。通常負(fù)荷開關(guān)與熔絲(管形熔斷器)串聯(lián),借助(管形熔斷器的)熔絲切斷短路電流。負(fù)荷開關(guān)斷開后,與隔離開關(guān)一樣具有明顯的斷開間隙。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則1920
3.熔斷器熔斷器是一種簡單的保護(hù)電器。當(dāng)電路發(fā)生過負(fù)載或短路故障時,故障電流超過熔體的額定電流,熔體被電流迅速加熱熔斷,從而切斷電流,防止故障擴(kuò)大。熔斷器的功能主要是對電路及電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則21
4.互感器
1)隔離高壓電路?;ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系,只有磁的聯(lián)系,因而使測量儀表和保護(hù)電器與高壓電路隔開,以保證二次設(shè)備和人員的安全。
2)使測量儀表和繼電器小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。如電流互感器副繞組的額定電流都是5A;電壓互感器副繞組電壓通常都規(guī)定為100V。
3)可以避免短路電流直接流過測量儀表和繼電器的線圈,使其不受大電流的損壞。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則224.13.3了解各種電壓等級電氣主接線限制短路電流的方法
1.選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運(yùn)行方式(1)對具有大容量機(jī)組的發(fā)電廠中采用單元接線;(2)在降壓變電所中,可采用變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行方式,即所謂母線硬分段接線;(3)對具有雙回路電路,在負(fù)荷允許條件下可按單回路運(yùn)行;(4)對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò),可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運(yùn)行。234.13.3了解限制短路電流的方法
2.加裝限流電抗器(1)加裝普通電抗器
1)出線端加裝出線電抗器用來限制電纜饋線支路短路電流。它只能在電抗器后面臨近點(diǎn)短路時才有限制短路電流的作用。通常在架空線路上不裝設(shè)電抗器。線路電抗器不僅限制短路電流,而且能在母線上能維持較高的剩余殘壓(大于65%UN)。通常線路電抗器的百分電流值為3%~6%。24
2)母線電抗器裝設(shè)在母線分段的地方,其目的是讓發(fā)電機(jī)出口斷路器、變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流來選擇,不因短路電流過大而升級。一般設(shè)計(jì)主接線時,為了限制發(fā)電機(jī)電壓母線短路電流,應(yīng)首先考慮在分段斷路器回路或聯(lián)絡(luò)斷路器回路中以及主變壓器回路中安裝電抗器,只有經(jīng)過計(jì)算認(rèn)為限制效果不夠時,才考慮裝設(shè)線路電抗器。一般當(dāng)電廠和系統(tǒng)容量較大時,兩種電抗器都需要安裝。為了運(yùn)行操作方便和減小母線各段之間電壓差,母線分段不宜超過三段,母線電抗器的電抗百分值應(yīng)取8%~12%。4.13.3了解限制短路電流的方法25(2)分裂電抗器分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似,只是線圈中心有一個抽頭3,中間抽頭一般用來連接電源、兩個a)分裂電抗器接線圖
分支(又稱兩臂)1和b)分裂電抗器等值電路圖2用來連接大致相等的c)正常運(yùn)行時的等值電路圖
兩組負(fù)荷。4.13.3了解限制短路電流的方法26當(dāng)分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時,兩者在短路時的限流作用一樣,但正常運(yùn)行時電壓損失只有普通電抗器的一半,而且比普通電抗器多供一倍的出線,減少了電抗器的數(shù)目。
運(yùn)行中當(dāng)兩個分支負(fù)荷不等或者負(fù)荷變化過大時,將引起兩臂電壓偏差,造成電壓波動,甚至可能出現(xiàn)過電壓。所以一般分裂電抗器的電抗百分值取8%~12%。分裂電抗器在主接線中,可以裝設(shè)在電纜饋線上,每個臂可以接一回出線或幾回出線。分裂電抗器串接在發(fā)電機(jī)回路中,不僅起著出線電抗器的作用,而且也起著母線電抗器的作用。4.13.3了解限制短路電流的方法27
3.采用分裂低壓繞組變壓器
當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大時,采用分裂低壓繞組變壓器組成擴(kuò)大單元接線。分裂繞組變壓器在正常工作和低壓側(cè)短路時其電抗值不相同,從而起到限制短路電流效果。低壓分裂繞組正常運(yùn)行時的電抗值,只相當(dāng)兩分裂繞組短路電抗的1/4。當(dāng)一個分裂繞組出線(如2’)發(fā)生短路時,來自系統(tǒng)的短路電流則遇到限制。對大型容量機(jī)組,特別是復(fù)式雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組或具有雙繞組的發(fā)電機(jī),接線比較方便。如用于高壓廠用變壓器,可將兩個分裂繞組接至廠用電的兩個不同的分段上。
4.13.3了解限制短路電流的方法28實(shí)戰(zhàn)題目:1.對電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求有()。A.可靠性,靈活性,經(jīng)濟(jì)性;B.靈活性,快速性,穩(wěn)定性;C.可靠性,可發(fā)展性,穩(wěn)定性;D.穩(wěn)定性,快速性,高效性;答案:A2.電氣主接線設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性要求指()。A.設(shè)備故障率低、節(jié)省一次投資、使用壽命長、供電質(zhì)量高;B.節(jié)省一次投資、占地面積少、電能損耗小、維護(hù)費(fèi)用低;C.占地面積少、設(shè)備故障率低、供電質(zhì)量高、使用壽命長;D.建設(shè)周期短、電能損耗小、使用壽命長、供電質(zhì)量高;答案:B4.13電氣主接線
293.以下()為有匯流母線的接線形式。A.單元接線B.3/2接線C.橋形接線D.角形接線答案:B4.系統(tǒng)中設(shè)置旁路母線的主要作用是()。A.可以實(shí)現(xiàn)多母線供電;B.可檢修出線斷路器時不中斷出線供電;C.可增加系統(tǒng)運(yùn)行方式;D.可構(gòu)成環(huán)網(wǎng)供電形式;答案:B5.按工作可靠性由高到低的次序排列下列()方式正確。A.雙母線>單母線>單母分段;B.3/2接線>雙母線>單母分段;C.雙母分段>雙母線>4/3接線;D.單母分段>角形接線>單母線;答案:B306.外橋式接線適用于下列()場合。A.系統(tǒng)短路電流較大;B.外部系統(tǒng)檢修頻繁;C.內(nèi)部系統(tǒng)經(jīng)常切換或有較大穿越功率流過;D.系統(tǒng)發(fā)展較快;答案:C7.下列()不是限制短路電流的措施。A.加裝母線電抗器;B.母線分列運(yùn)行;C.采用負(fù)荷開關(guān)
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