電氣主接線及設(shè)計(jì)

第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

定性分析和衡量主接線可靠性

①斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電；

②線路、斷路器或母線故障與檢修時(shí)，停運(yùn)回路數(shù)多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)I、Ⅱ類負(fù)荷的供電；

③發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性；

④大機(jī)組突然停運(yùn)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響與后果。主接線是發(fā)電廠、變電站電氣部分主體，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行可靠性、靈活性；對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定有決定性的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證后確定。

主要內(nèi)容：本章以電氣主接線設(shè)計(jì)為中心，介紹對(duì)主接線的基本要求、典型接線形式以及主要設(shè)備的作用、配置原則，并對(duì)變壓器選擇、限制短路電流的方法等進(jìn)行了詳盡的分析；綜合闡述了各種類型發(fā)電廠或變電站電氣主接線的特點(diǎn)和主接線設(shè)計(jì)的一般原則、步驟。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)4-1電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序

一、對(duì)電氣主接線的基本要求

1、可靠性

安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來(lái)的損失將更加嚴(yán)重。

(1)發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用；(2)負(fù)荷性質(zhì)和類別；(3)設(shè)備的制造水平；(4)長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

2、靈活性(1)操作的方便性；(2)調(diào)度的方便性；(3)擴(kuò)建的方便性。

3、經(jīng)濟(jì)性

(1)節(jié)省一次投資；(2)占地面積少；(3)電能損耗少。

根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，經(jīng)過(guò)原始資料分析，對(duì)電源和出線回路、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，擬定出若干方案。從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理方案，保留2~3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)?shù)姆桨?，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案。包括發(fā)電廠類型、設(shè)計(jì)規(guī)劃容量、單機(jī)容量及臺(tái)數(shù)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

二、電氣主接線設(shè)計(jì)的原則

三、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序

1、對(duì)原始資料分析

(1)工程情況

(2)電力系統(tǒng)情況包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。

(3)負(fù)荷情況包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。

(4)環(huán)境條件包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。

(5)設(shè)備供貨情況為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較。

2、主接線方案的擬定與選擇

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、編制工程概算發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

4-2主接線的基本接線形式

一、單母線接線及單母線分段接線

1、單母線接線接線特點(diǎn)操作原則應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

2、單母線分段接線分段作用分段數(shù)目應(yīng)用6~10kV出線在6回及以上時(shí)，每段所接容量不超過(guò)25MW；35~60kV出線回路數(shù)不超過(guò)8回；110~220kV出線回路數(shù)不宜超過(guò)4回。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

二、雙母線接線及雙母線分段接線

1、雙母線接線

(1)檢修任一組母線都不必停止對(duì)用戶供電(2)一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電(3)檢修任一組母線隔離開(kāi)關(guān)不影響其它回路運(yùn)行(4)檢修任一出線斷路器可用母聯(lián)斷路器代替其工作

雙母線接線的適用范圍(1)6~10kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大出線需帶電抗器;(2)35~60kV配電裝置當(dāng)出線回路超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大。(3)110~220kV配電裝置出線回路為5回及以上時(shí)。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

2、雙母線分段接線應(yīng)用：6~10kV進(jìn)出線或電源較多,輸送功率較大時(shí),為限制短路電流,選擇輕型設(shè)備,常采用雙母線三分段。

220~500kV容量較大的發(fā)電廠或變電所高壓接線，有時(shí)采用雙母線三分段或四分段接線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

三、帶旁路母線的單母線和雙母線接線

①普通單母線帶旁路母線接線

1、單母線帶旁路母線的接線②單母線分段帶旁路接線③利用分段兼旁路(旁路兼分段)

單母線分段接線

單母線(或分段)帶旁路母線的應(yīng)用范圍

(1)6~10kV屋內(nèi)配電裝置一般情況下不裝設(shè)旁路母線。(2)35~60kV配電裝置一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)橹匾脩舳酁殡p回路供電，允許停電檢修斷路器。如果線路斷路器不允許停電檢修，在采用單母線分段接線時(shí)可考慮增設(shè)旁路母線，但多用分段斷路器兼作旁路斷路器。(3)110~220kV如果采用單母分段，一般應(yīng)設(shè)置旁路母線且以專用旁路斷路器為宜。(4)凡采用SF6斷路器的接線，可不裝設(shè)旁路母線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

2、雙母線帶旁路母線的接線

(1)普通雙母線帶旁路母線的接線

(2)利用旁路兼母聯(lián)(母聯(lián)兼旁路)的雙母線帶旁路接線

3、旁路母線設(shè)置的原則

110kV出線在6回及以上、220kV出線在4回及以上時(shí),宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。在出線回?cái)?shù)較少的情況下，為節(jié)省投資，采用母聯(lián)斷路器或分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。下列情況下，可不設(shè)置旁路設(shè)施(1)允許斷路器停電檢修時(shí)(如雙回路供電的負(fù)荷)；(2)中小型水電站枯水季節(jié)允許停電檢修出線斷路器時(shí)；(3)采用六氟化硫(SF6)斷路器及封閉組合電器(GIS)時(shí)。

4、電源側(cè)斷路器是否接入旁路母線

變電站主變壓器可靠性較高，通常不需檢修,但是高壓側(cè)斷路器有定期檢修需要，則應(yīng)接入;發(fā)電廠升壓變壓器高壓側(cè)斷路器的定期檢修,可安排在發(fā)電機(jī)組檢修期同步進(jìn)行，則不需接入。

5、設(shè)置旁路設(shè)施每?jī)苫剡M(jìn)出線用3臺(tái)斷路器構(gòu)成一串，接在二組母線之間，因而稱3/2斷路器接線，也稱一臺(tái)半斷路器接線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

1、一臺(tái)半斷路器接線

四、一臺(tái)半斷路器及4/3接線(1)3/2斷路器接線的特點(diǎn)操作方便；

(2)配置原則電源與負(fù)荷盡量布置在同一串上，避免在聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí),使兩條電源或兩條出線同時(shí)被切除；可靠性高；調(diào)度靈活；投資較大，保護(hù)較復(fù)雜。檢修方便；當(dāng)接線僅為兩串時(shí)，同名回路宜分別接入不同側(cè)的母線(交叉接線)，進(jìn)出線應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。

(3)交叉接線特點(diǎn)

(4)適用范圍3/2斷路器接線是現(xiàn)代大型電廠和變電所超高壓、特高壓配電裝置，對(duì)供電可靠性要求較高時(shí)常用接線形式。

2、4/3接線

4/3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。

應(yīng)用通常用于發(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，以便實(shí)現(xiàn)在一個(gè)串的3個(gè)回路中電源與負(fù)荷容量相互匹配；與一臺(tái)半斷路器接線相比，投資節(jié)省，但可靠性有所降低，布置比較復(fù)雜。(1)與3/2接線相比有何特點(diǎn)

(2)應(yīng)用范圍發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)

五、變壓器—母線接線發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)六、單元元接線1、發(fā)電電機(jī)-雙雙繞組變變壓器單單元接線線優(yōu)點(diǎn)存在的技技術(shù)問(wèn)題題①當(dāng)主變變發(fā)生故故障，除除了跳主主變高壓壓側(cè)斷路路器外還還需跳發(fā)發(fā)電機(jī)磁磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)關(guān)。由于大型型發(fā)電機(jī)機(jī)時(shí)間常常數(shù)較大大，即使使磁場(chǎng)開(kāi)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)開(kāi)后，一一段時(shí)間間內(nèi)通過(guò)過(guò)發(fā)—變變組的故故障電流流仍很大大；若磁磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)關(guān)拒跳，，則后果果更為嚴(yán)嚴(yán)重。②發(fā)電機(jī)故障障時(shí)，若變壓壓器高壓側(cè)斷斷路器失靈拒拒跳，只能通通過(guò)失靈保護(hù)護(hù)出口啟動(dòng)母母差保護(hù)或發(fā)發(fā)遠(yuǎn)方跳閘信信號(hào)使線路對(duì)對(duì)側(cè)斷路器跳跳閘；若因通道原因因遠(yuǎn)方跳閘信信號(hào)失效，則則只能由對(duì)側(cè)側(cè)后備保護(hù)切切除故障，故故障切除時(shí)間間大大延長(zhǎng)，，會(huì)造成發(fā)電電機(jī)、主變壓壓器嚴(yán)重?fù)p壞壞。接線簡(jiǎn)單，開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)備少，，操作簡(jiǎn)便。。③發(fā)電機(jī)故障障跳閘時(shí)，將將失去廠用工工作電源，而而這種情況下下備用電源的的快速切換極極有可能不成成功，因而機(jī)機(jī)組面臨廠用用電中斷的威威脅。2、發(fā)電機(jī)-三繞組變壓壓器(自耦變變壓器)單元元接線3、發(fā)電機(jī)-變壓器-線線路單元接線線4、發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓壓器擴(kuò)大單元元接線5、發(fā)電機(jī)-分裂變壓器器擴(kuò)大單元接接線當(dāng)只有2臺(tái)變變壓器和2條條線路時(shí)，宜宜采用橋形接接線。橋形接接線，根據(jù)橋橋斷路器的安安裝位置，可可分為內(nèi)橋接接線和外橋接接線兩種。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)七、橋形接線線1、內(nèi)橋接線線適用于線路較較長(zhǎng)和變壓器器不需要經(jīng)常常切換的情況況。2、外橋接線線適用于線路較較短和變壓器器需要經(jīng)常切切換的情況。。另外當(dāng)系統(tǒng)中中有穿越功率率通過(guò)高壓側(cè)側(cè),或橋形接接線的2條線路接入環(huán)環(huán)網(wǎng)時(shí)。優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍小容量發(fā)電廠廠或變電站，，以及作為最最終將發(fā)展為為單母線分段段或雙母線接接線的初期接接線方式角形接線斷路路器數(shù)等于電電源回路和出出線回路的總總數(shù)，斷路器器接成環(huán)形電電路，電源回回路和出線回回路都接在2臺(tái)斷路器之之間，多角形形接線的“角角”數(shù)等于回回路數(shù)，等于于斷路器數(shù)。。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)八、角形接線線1、三角形接接線2、四角形接接線優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)斷路器數(shù)目較較少;任一臺(tái)斷路器器檢修時(shí)，不不需要繁瑣的操作，不影影響任何回路路供電;無(wú)母線,不存存在母線故障障產(chǎn)生的影響響；任一回路故障障，只跳開(kāi)與與其相連的兩兩臺(tái)斷路器，，不影響其它它回路運(yùn)行。。操作方便，所所有隔離開(kāi)關(guān)關(guān)，只用于檢檢修時(shí)隔離電電源，誤操作作機(jī)會(huì)少。檢修任何一臺(tái)臺(tái)斷路器時(shí)，，開(kāi)環(huán)運(yùn)行，，如此時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)故障，將造造成解列；設(shè)備選擇困難難,繼電保護(hù)護(hù)裝置復(fù)雜化化。配置原則電源應(yīng)盡量配配置在多角形形的對(duì)角上，，使所選電氣氣設(shè)備的額定定電流不致過(guò)過(guò)大;當(dāng)有故障發(fā)生生解列開(kāi)環(huán)時(shí)時(shí),不至于使使負(fù)荷失去電電源。應(yīng)用多角形接線，，一般用于回回路數(shù)較少、、不適用于回路路數(shù)較多的情情況。一般最最多用到六角角形，以減少少開(kāi)環(huán)運(yùn)行所所帶來(lái)的不利利影響。適用于110kV及以上上的配電裝置置。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)九、典型主接接線分析1、火力發(fā)電電廠電氣主接接線(1)地方性性火電廠的特特點(diǎn)建設(shè)在城市附附近或工業(yè)負(fù)負(fù)荷中心；為提高能源利利用率和環(huán)境境保護(hù)要求，，逐步對(duì)小火火電實(shí)行關(guān)停停的政策，當(dāng)當(dāng)前在建或運(yùn)運(yùn)行的地方性性火電廠多為為熱電廠，以以推行熱電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)，在提供供蒸汽和熱水水熱能的同時(shí)時(shí)，生產(chǎn)的電電能大部分都都用發(fā)電機(jī)電電壓直接送給給地方用戶，，只將剩余的的電能以升高高電壓送往電電力系統(tǒng)。一一般熱電廠的的單機(jī)容多為為中小型機(jī)組組。通常電氣氣主接線包括括發(fā)電機(jī)電壓壓接線及1~·2級(jí)升高高電壓級(jí)接線線。(2)區(qū)域性性火電廠建在煤炭生產(chǎn)產(chǎn)基地附近，，為凝汽式電電廠，一般距距負(fù)荷中心較較遠(yuǎn)，電能幾幾乎采用高壓壓或超高壓輸輸電線路送至至遠(yuǎn)方，擔(dān)負(fù)負(fù)著系統(tǒng)的基基本負(fù)荷，裝裝機(jī)總?cè)萘吭谠?000MW以上，單單機(jī)容量為200MW以以上，目前以以600MW為主力機(jī)組組。2、水力發(fā)電電廠電氣主接接線(1)一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心心，當(dāng)?shù)刎?fù)荷荷很小甚至沒(méi)沒(méi)有，電能絕絕大部分要以以較高電壓輸輸送到遠(yuǎn)方。。主接線不設(shè)設(shè)發(fā)電機(jī)電壓壓母線，多采采用發(fā)—變組組單元接線或或擴(kuò)大單元接接線。(2)主接接線應(yīng)力求求簡(jiǎn)單，主主變臺(tái)數(shù)和和高壓斷路路器數(shù)量應(yīng)應(yīng)盡量減少少，高壓配配電裝置應(yīng)應(yīng)布置緊湊湊、占地少少，以減少少土石方開(kāi)開(kāi)挖量和回回填量。(3)裝機(jī)機(jī)臺(tái)數(shù)和容容量大都一一次確定，，高壓配電電裝置也一一次建成，，不考慮擴(kuò)擴(kuò)建問(wèn)題。。(4)水輪輪發(fā)電機(jī)組組啟動(dòng)快，，常在系統(tǒng)統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)調(diào)頻、調(diào)峰峰及調(diào)相任任務(wù)，因此此機(jī)組開(kāi)停停頻繁，運(yùn)運(yùn)行方式變變化大，主主接線應(yīng)具具有較好的的靈活性。。(5)水輪輪發(fā)電機(jī)組組的運(yùn)行控控制比較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，較易易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)化，為此此主接線應(yīng)應(yīng)盡力避免免以隔離開(kāi)開(kāi)關(guān)作為操操作電器。。3、變電站站電氣主接接線變電站主接接線的設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)根據(jù)變變電站在電電力系統(tǒng)中中的地位、、負(fù)荷性質(zhì)質(zhì)、出線回回路數(shù)等條條件和具體體情況確定定。通常變電站站主接線的的高壓側(cè)，，應(yīng)盡可能能采用斷路路器數(shù)目較較少的接線線，以節(jié)省省投資，可可采用橋形形、單母線線、雙母線線接線及角角形接線等等。如果變變電站電壓壓為超高壓壓等級(jí)，又又是重要的的樞紐變電電站，宜采采用雙母線線分段帶旁旁路接線或或采用一臺(tái)臺(tái)半斷路器器接線。變電站低壓壓側(cè)常采用用單母分段段接線或雙雙母接線，，以便于擴(kuò)擴(kuò)建。6~10kV饋線應(yīng)選選輕型斷路路器，如SNl0型型少油斷路路器或ZNl3型真真空斷路器器；若不能能滿足開(kāi)斷斷電流及動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定和熱熱穩(wěn)定要求求時(shí)，應(yīng)采采用限流措措施。變電站限制制短路電流流方法，變變壓器低壓壓側(cè)分列運(yùn)運(yùn)行；若分分列運(yùn)行仍仍不能滿足足要求，則則可裝設(shè)分分裂電抗器器或出線電電抗器,一一般盡可能能不裝限流流效果較小小的母線電電抗器。發(fā)電廠中用用來(lái)向電力力系統(tǒng)或用用戶輸送電電能的變壓壓器稱為主變壓器；用于聯(lián)接兩兩個(gè)升高電電壓等級(jí)并并可相互交交換功率的的變壓器稱稱為聯(lián)絡(luò)變壓器器；只供發(fā)電廠廠本身用電電的變壓器器稱廠用變壓器器。除發(fā)電機(jī)外外，主變壓壓器是發(fā)電電廠中最為為貴重的大大型電氣設(shè)設(shè)備。主變壓器臺(tái)臺(tái)數(shù)、容量量和型式的的選擇是否否合理，對(duì)對(duì)發(fā)電廠的的安全經(jīng)濟(jì)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)關(guān)重要。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)4-3主主變壓器器的選擇一、主變壓器容容量和臺(tái)數(shù)的確確定原則主變壓器容量、、臺(tái)數(shù)直接影響響主接線的形式式和配電裝置的的結(jié)構(gòu)。它的確確定除依據(jù)傳遞遞容量基本原始始資料外，還應(yīng)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)統(tǒng)5~10年發(fā)發(fā)展規(guī)劃、輸送送功率大小、饋饋線回路數(shù)、電電壓等級(jí)以及接接入系統(tǒng)的緊密密程度等因素，，進(jìn)行綜合分析析和合理選擇。。如果變壓器容容量選得過(guò)大、、臺(tái)數(shù)過(guò)多，不不僅增加投資，，增大占地面積積，而且也增加加了運(yùn)行電能損損耗，設(shè)備未能能充分發(fā)揮效益益；若容量選得得過(guò)小，將可能能“封鎖”發(fā)電電機(jī)剩余功率的的輸出或者會(huì)滿滿足不了變電站站負(fù)荷的需要，，這在技術(shù)上是是不合理的。1、單元接線的的主變壓器單元接線的主變變壓器容量應(yīng)按按照發(fā)電機(jī)的額額定容量扣除本本機(jī)組的廠用負(fù)負(fù)荷后，留有10%的裕度來(lái)確定。。一般情況下，主主變壓器容量與與發(fā)電機(jī)相配套套即可。例如100MW發(fā)電機(jī)配120MVA主變變壓器；200MW發(fā)電機(jī)配配240MVA主變壓器；300MW發(fā)電電機(jī)配360MVA主變壓器器；600MW發(fā)電機(jī)配720(3×240)MVA主變壓器等。。2、具有發(fā)電機(jī)機(jī)電壓母線接線線的主變壓器發(fā)電機(jī)電壓母線線與系統(tǒng)連接的的升壓變壓器一一般情況下應(yīng)選選2臺(tái)，某些小小型發(fā)電廠，或或發(fā)電廠主要電電能是以發(fā)電機(jī)機(jī)電壓向附近供供出，系統(tǒng)電源源僅作為備用時(shí)時(shí)，亦可選用1臺(tái)主變壓器。。(1)當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)電壓母線上的的負(fù)荷最小時(shí)，，應(yīng)能將發(fā)電機(jī)機(jī)剩余的功率送送入系統(tǒng)。(2)當(dāng)接入發(fā)發(fā)電機(jī)電壓母線線上的最大一臺(tái)臺(tái)發(fā)電機(jī)停用時(shí)時(shí)，能由系統(tǒng)倒倒送功率供給機(jī)機(jī)壓母線的最大大負(fù)荷。(3)當(dāng)豐水季季節(jié)為充分利用用水能發(fā)電而對(duì)對(duì)本廠發(fā)電機(jī)出出力進(jìn)行限制時(shí)時(shí)，應(yīng)能從系統(tǒng)統(tǒng)返送電能滿足足發(fā)電機(jī)電壓母母線的最大負(fù)荷荷(4)對(duì)于裝有有2臺(tái)主變壓器器的發(fā)電廠，當(dāng)當(dāng)1臺(tái)故障或檢檢修時(shí)，另1臺(tái)臺(tái)主變壓器應(yīng)能能承擔(dān)總傳輸功功率的70%。。3、連接兩種升升高電壓母線的的聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器一般般只設(shè)一臺(tái)，最最多不超過(guò)兩臺(tái)臺(tái)，否則會(huì)造成成布置和引接線線的困難。(1)容量應(yīng)滿滿足在各種不同同運(yùn)行方式下兩兩級(jí)電壓間的功功率交換；(2)容量一般般不小于接在兩兩電壓母線上最最大一臺(tái)機(jī)組容容量.4、變電站主變變壓器一般應(yīng)按5~10年規(guī)劃負(fù)荷荷來(lái)選擇。根據(jù)據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考考慮確定其容量量。重要變電站應(yīng)考慮當(dāng)1臺(tái)主主變壓器停運(yùn)時(shí)時(shí)，其余變壓器器容量在計(jì)及過(guò)過(guò)負(fù)荷能力允許許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿滿足I類及Ⅱ類類負(fù)荷的供電；；一般變電站當(dāng)l臺(tái)主變壓器器停運(yùn)時(shí)，其余余變壓器容量應(yīng)應(yīng)能滿足全部負(fù)負(fù)荷的70％~80％。一般情況下，，設(shè)置2臺(tái)變變壓器；對(duì)于于地區(qū)性孤立立的一次變電電站或大型工工業(yè)專用變電電站，可設(shè)3臺(tái)主變壓器器。二、變壓器型型式和結(jié)構(gòu)的的選擇原則1、三相變壓壓器與單相變變壓器容量相同情況況下，一臺(tái)三三相變壓器比比由三臺(tái)單相相變壓器組成成的變壓器組組價(jià)格便宜，，占地和運(yùn)行行損耗都小。。當(dāng)受到運(yùn)輸條條件限制而不不能采用三相相變壓器時(shí)，，可采用一組組單相變壓器器，亦可采用用兩臺(tái)小容量量三相變壓器器,具體應(yīng)經(jīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比比較決定。2、雙繞組變變壓器與三繞繞組變壓器200MW及及以上的機(jī)組組，其升壓等等級(jí)一般只有有一級(jí)。聯(lián)絡(luò)變壓器一一般都選用三三繞組變壓器器(多為自耦耦三繞組變壓壓器)，其第第三繞組可接接發(fā)電廠廠用用起動(dòng)／備用用變壓器，并并可接大功率率無(wú)功設(shè)備(調(diào)相機(jī)、靜靜止補(bǔ)償器)機(jī)組為125MW及以下容量的的發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓壓時(shí),一般優(yōu)先先考慮采用三三繞組變壓器器。但當(dāng)兩種種升高電壓的的負(fù)荷相差很很大，經(jīng)常流流過(guò)三繞組變變壓器某一側(cè)側(cè)的功率小于于該變壓器額額定容量的15％時(shí)，則宜選兩兩臺(tái)雙繞組變變壓器。3、普通型變變壓器與自耦耦變壓器容量相同情況況下，自耦變變壓器消耗材材料省、體積積小、重量輕輕、造價(jià)低，，同時(shí)功率損損耗也低，輸輸電效率較高高。大容量發(fā)電廠廠中，自耦變變壓器常用于于高壓和中壓壓系統(tǒng)之間的的聯(lián)絡(luò)變壓器器，一般應(yīng)有2個(gè)個(gè)110kV及以上電壓壓等級(jí)。在中小發(fā)電廠廠中，可用三三繞組自耦變變壓器作為125MW及及以下發(fā)電機(jī)機(jī)的升壓變壓壓器，此時(shí)主主要的潮流方方向是低壓側(cè)側(cè)和中壓側(cè)同同時(shí)向高壓側(cè)側(cè)輸送功率，，這樣可以將將部分發(fā)電機(jī)機(jī)接到中壓側(cè)側(cè)，充分利用用自耦變壓器器的通過(guò)容量量，節(jié)省變壓壓器和開(kāi)關(guān)設(shè)設(shè)備的投資。。升壓結(jié)構(gòu)的自自耦變壓器不不適于由低壓壓側(cè)和高壓側(cè)側(cè)同時(shí)向中壓壓側(cè)輸送功率率(漏磁較大大)。自耦變壓器的的中性點(diǎn)必須須直接接地(或經(jīng)過(guò)小電電抗接地)，，否則，當(dāng)高高壓電網(wǎng)中發(fā)發(fā)生單相接地地時(shí)，自耦變變壓器的中壓壓側(cè)繞組會(huì)出出現(xiàn)過(guò)電壓。。4、分裂繞組組變壓器的選選用發(fā)電機(jī)單機(jī)容容量小于系統(tǒng)統(tǒng)容量的1%~2%，而而發(fā)電廠與系系統(tǒng)連接的電電壓又較高，，如200MW機(jī)組升壓壓到500kV時(shí)，采用用單元接線不不經(jīng)濟(jì)，可采采用兩臺(tái)發(fā)電電機(jī)共用一臺(tái)臺(tái)低壓繞組分分裂的主變壓壓器構(gòu)成擴(kuò)大大單元接線。。分裂變壓器器低壓側(cè)有兩兩個(gè)完全相同同的繞組，節(jié)節(jié)約了投資，，減小發(fā)電機(jī)機(jī)端短路時(shí)短短路電流數(shù)值值，從而可選選用輕型斷路路器作為發(fā)電電機(jī)出口開(kāi)關(guān)關(guān)及廠用分支支開(kāi)關(guān)。分裂繞組變壓壓器在大容量量發(fā)電廠中,還常被用作作廠用電變壓壓器及廠用高高壓?jiǎn)?dòng)/備備用變壓器。。5、調(diào)壓方式式無(wú)載調(diào)壓變壓壓器必須在停停電的情況下下才能調(diào)節(jié)其其高壓繞組的的分接頭位置置，從而改變變變壓器的變變比達(dá)到調(diào)節(jié)節(jié)電壓的目的的。調(diào)壓范圍圍較小，一般般在±5%以以內(nèi)。一年中中只能調(diào)節(jié)1~2次，電電力系統(tǒng)中廣廣泛使用的變變壓器大多數(shù)數(shù)是無(wú)載調(diào)壓壓變壓器。有載調(diào)壓變壓壓器具有專用用的分接頭切切換開(kāi)關(guān)，能能夠在不停電電(帶著負(fù)載載)的情況下下改變分接頭頭位置進(jìn)行調(diào)調(diào)壓。調(diào)壓的的范圍一般為為15%以上上甚至可達(dá)30%,并且且可根據(jù)負(fù)荷荷大小的變化化在一天中調(diào)調(diào)節(jié)好幾次，，并可進(jìn)行自自動(dòng)調(diào)節(jié)。價(jià)格要較貴，，當(dāng)負(fù)載變化化較大，采用用無(wú)載調(diào)壓變變壓器電壓質(zhì)質(zhì)量無(wú)法保證證時(shí)，可以選選用有載調(diào)壓壓變壓器。6、繞組接線線組別主變壓器多采采用Y,d接接線或者Y,y,d接線線。沒(méi)有Δ繞組，，鐵芯中主磁磁通會(huì)形成平平頂波，其中中包含較大的的三次諧波磁磁通分量，會(huì)會(huì)使變壓器鐵鐵軛部件及油油箱等鐵磁物物體產(chǎn)生附加加鐵損,降低低變壓器效率率并引起局部部過(guò)熱。另外線路上如如出現(xiàn)三次諧諧波電流則會(huì)會(huì)對(duì)通信線路路造成干擾。。有Δ繞組后后，三次諧波波電流僅在ΔΔ繞組內(nèi)部循循環(huán)流通，而而不流到線路路上去，就不不會(huì)干擾通信信線路了。在在Δ繞組內(nèi)部部流通的三次次諧波電流，，對(duì)主磁通中中的三次諧波波分量產(chǎn)生強(qiáng)強(qiáng)烈的去磁作作用，從而使使主磁通的波波形變?yōu)檎蚁也?，也使各各相電壓波形形為正弦波。。我?guó)330/220/35、、330/110/35、220/110/35kV自耦變壓器為為全星形變壓壓器，其第三三繞組(35kV)也是是星形接線。。高、中壓繞組組均為星形且且中性點(diǎn)直接接接地，可以以讓三次諧波波電流流通，，從而使變壓壓器主磁通保保持正弦波。。同時(shí)，適當(dāng)當(dāng)采用這種全全星形變壓器器,還可以增增大系統(tǒng)的零零序阻抗，以以減少日益增增大的單相短短路電流。7、冷卻方式的選選擇發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)4-4限限制短路電流的方方法當(dāng)發(fā)電機(jī)有發(fā)電機(jī)機(jī)電壓母線時(shí)，其其短路電流可能高高達(dá)十幾萬(wàn)甚至幾幾十萬(wàn)安培，這將將使母線、斷路器器等一次設(shè)備遭受受到嚴(yán)重的沖擊(發(fā)熱和電動(dòng)力)。為了安全，必必須加大設(shè)備型號(hào)號(hào)，而無(wú)法采用價(jià)價(jià)格便宜的輕型開(kāi)開(kāi)關(guān)電器和較小截截面的導(dǎo)線，這不不僅會(huì)使投資大為為增加，甚至?xí)蛞蚨搪冯娏魈蠖鵁o(wú)法選到合乎要要求的設(shè)備。因此此，應(yīng)當(dāng)采取某些些限制短路電流的的措施。一、選擇適當(dāng)?shù)闹髦鹘泳€形式和運(yùn)行行方式1、發(fā)電機(jī)組采用用單元接線發(fā)電機(jī)和升壓變壓壓器采用單元接線線而不在機(jī)端并聯(lián)聯(lián)運(yùn)行，將大大減減少發(fā)電機(jī)機(jī)端短短路的短路電流。。2、環(huán)形電網(wǎng)開(kāi)環(huán)環(huán)運(yùn)行在環(huán)形電網(wǎng)某一穿穿越功率最小處開(kāi)開(kāi)環(huán)運(yùn)行，或?qū)l(fā)發(fā)電廠高壓母線分分裂運(yùn)行，就是將將本來(lái)并聯(lián)運(yùn)行的的兩部分分開(kāi)運(yùn)行行，當(dāng)然使短路時(shí)時(shí)的阻抗增大，短短路電流變小。3、并聯(lián)運(yùn)行的變變壓器分開(kāi)運(yùn)行多數(shù)降壓變電所中中裝有兩臺(tái)變壓器器，其低壓側(cè)母線線常采用單母線分分段接線，當(dāng)分段段斷路器分開(kāi)運(yùn)行行時(shí)，會(huì)使短路電電流大為減少。為為保證供電可靠性性，分段斷路器上上可裝設(shè)“備用電電源自動(dòng)投入裝置置”，當(dāng)一臺(tái)變壓壓器故障退出運(yùn)行行時(shí)，分段斷路器器能自動(dòng)合閘，恢恢復(fù)對(duì)失電母線段段及所帶出線的供供電。二、裝設(shè)限流電抗抗器1、在發(fā)電機(jī)電壓壓母線上裝設(shè)分段段電抗器裝在發(fā)電機(jī)電壓母母線(6kV或10kV)分段處處的電抗器能有效效地降低發(fā)電機(jī)出出口斷路器、母線線分段斷路器、母母線聯(lián)絡(luò)斷路器以以及變壓器低壓側(cè)側(cè)斷路器所承受的的短路電流。由于于正常通過(guò)分段的的電流不大，可以以選較大電抗百分分?jǐn)?shù)(8%~12%)，而兩段母母線間的電壓降也也不會(huì)太大，電能能損耗也少，因此此優(yōu)先采用。2、在發(fā)電機(jī)電壓壓電纜出線上裝設(shè)設(shè)出線電抗器6~10kV出線線上短路時(shí)，母線線分段電抗器能起起限流作用，有時(shí)時(shí)還須在出線上裝裝設(shè)電抗器,以使使發(fā)電機(jī)電壓直配配線的短路電流限限制到輕型廉價(jià)的的開(kāi)關(guān)所能開(kāi)斷的的范圍內(nèi)(SNl0-10I型少少油斷路器開(kāi)斷電電流為16kA)。由于出線電抗抗器的額定電流較較小(300~600A)，雖額額定電抗標(biāo)么值僅僅取3%~6%，，但實(shí)際的有名值值電抗較大，限流流作用也大，但出出線加裝電抗器會(huì)會(huì)使配電裝置復(fù)雜雜,占地增多，正正常運(yùn)行時(shí)損耗增增大。3、裝設(shè)分分裂電抗器器分裂電抗器器兩臂在正正常運(yùn)行時(shí)時(shí)，負(fù)荷應(yīng)應(yīng)相同或相相近。使電電抗器所造造成的電壓壓降較小，，而在分裂裂電抗器某某一臂所帶帶線路發(fā)生生短路時(shí)，，短路電流流受到很大大的限制,這是分裂裂電抗器的的優(yōu)點(diǎn)。三、采用低低壓繞組分分裂變壓器器發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)4-5電電氣主接接線設(shè)計(jì)舉舉例發(fā)電廠電氣氣主接線設(shè)設(shè)計(jì)舉例某火力發(fā)電電廠原始資資料供熱式機(jī)組組2×50MW(UN=10.5kV)；；凝汽式機(jī)組組2×300MW(UN=18kV)；廠用電率6%，機(jī)組組年利用小小時(shí)Tmax=6500h。電力負(fù)荷及及與電力系系統(tǒng)連接情情況資料(1)10.5kV電壓級(jí)Pmax=20MW，Pmin=15MW，cosφ=0.8，，電纜饋線線10回。。(2)220kV電電壓級(jí)Pmax=250MW，Pmin=200MW，cosφ=0.85，Tmax=4500h，架空空線5回。。(3)500kV電電壓級(jí)與容容量為3500MW的電力系系統(tǒng)連接，，系統(tǒng)歸算算到本電廠廠500kV母線上上的標(biāo)幺電電抗0.021(基基準(zhǔn)容量為為100MV·A)，500kV架空空線4回，，備用線1回。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)1、對(duì)原始始資料的分分析設(shè)計(jì)電廠容容量:2×50+2×300MW=700MW;占系統(tǒng)總?cè)萑萘?00/(3500+700)×100%=16.7%;超過(guò)系統(tǒng)檢檢修備用容容量8%~15%和和事故備用用容量10%的限額額。說(shuō)明該廠在在系統(tǒng)中的的作用和地地位至關(guān)重重要。由于年利用用小時(shí)數(shù)為為6500h>5000h，，遠(yuǎn)大于電電力系統(tǒng)發(fā)發(fā)電機(jī)組的的平均最大大負(fù)荷利用用小時(shí)數(shù)。。該電廠在電電力系統(tǒng)中中將主要承承擔(dān)基荷,從而在設(shè)設(shè)計(jì)電氣主主接線時(shí)務(wù)務(wù)必側(cè)重考慮可可靠性。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)10.5kV電壓級(jí)級(jí):地方負(fù)荷容容量最大為為20MW,共有10回電纜饋饋線,與50MW發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)端端電壓相等等，采用直直饋線為宜宜。18kV電壓級(jí):300MW發(fā)電機(jī)出出口電壓，，既無(wú)直配配負(fù)荷,又又無(wú)特殊要要求,擬采采用單元接接線形式。。220kV電壓級(jí):出線回路數(shù)數(shù)為5回，，為保證檢檢修出線斷斷路器不致致對(duì)該回路路停電，擬擬采取帶旁旁路母線接接線形式為為宜。500kV電壓級(jí):與系統(tǒng)有4回饋線，，最大可能能輸送的電電力為700-15-200-700×6%=443MW。500kV電壓級(jí)級(jí)的接線對(duì)對(duì)可靠性要要求應(yīng)當(dāng)很很高。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設(shè)計(jì)2、主接線線方案的擬擬定(1)10kV電壓壓級(jí)10kV出出線回路多多,發(fā)電機(jī)機(jī)單機(jī)容量量為50MW，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程程規(guī)定：當(dāng)當(dāng)每段母母線超過(guò)過(guò)24MW時(shí)，，采用雙雙母線分分段接線線，將2臺(tái)50MW機(jī)機(jī)組分別別接在兩兩段母線線上。剩余功率率通過(guò)主主變壓器器送往電電壓220kV。50MW機(jī)組為為供熱式式機(jī)組,通?！耙詿岫ǘ姟?機(jī)組年年負(fù)荷小小時(shí)數(shù)較較低,即即10kV電壓壓級(jí)與220kV電壓壓之間按按弱聯(lián)系系考慮,只設(shè)1臺(tái)主變變壓器；；10kV電壓最最大負(fù)荷荷20MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2×50MW發(fā)電電機(jī)組裝機(jī)容容量，即使在在1臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)檢修的情況況下，也可保保證該電壓等等級(jí)負(fù)荷要求求。為選擇輕型電氣設(shè)備備，應(yīng)在分段處處加裝母線電電抗器，各條條電纜饋線