電氣主接線第1講

發(fā)電廠電氣部分康小寧電氣工程學(xué)院kangxn@第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)對電氣主接線的根本要求第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇第四節(jié)限制短路電流的方法第五節(jié)發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線第六節(jié)電氣主接線設(shè)計(jì)第七節(jié)電氣主接線的可靠性計(jì)算8-10學(xué)時第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求一、概述電氣主接線的概念:又稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次設(shè)備按電力消費(fèi)的順序和功能要求銜接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分電氣主接線的工程意義：發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器和隔分開關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量各回路中電氣設(shè)備的銜接關(guān)系發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路及負(fù)荷間的銜接方式第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求一、概述電氣主接線的作用:電氣主接線直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性、靈敏性和平安性直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的選擇，配電安裝的布置，維護(hù)與控制方式選擇和檢修的平安與方便性電氣主接線是電力設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修部門以及有關(guān)技術(shù)人員必需深化掌握的主要內(nèi)容第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求一、概述電氣主接線圖:用國家規(guī)定的電氣設(shè)備圖形與文字符號，詳細(xì)表示電氣主接線組成和銜接方式的電路圖，稱為電氣主接線圖。電氣主接線圖普通用單線圖表示〔即用單相接線表示三相系統(tǒng)〕，但對三相接線不完全一樣的部分圖面〔如各相中電流互感器的配置〕應(yīng)畫成部分三線圖第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)常用一次設(shè)備的圖形和文字符號稱號圖形符號文字符號(舊符號)G(F)T(B)T(B)T(B)雙繞組變壓器三繞組變壓器三繞組自耦變壓器發(fā)電機(jī)G第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)常用一次設(shè)備的圖形和文字符號稱號圖形符號文字符號(舊符號)斷路器隔分開關(guān)熔斷器電抗器QF(DL)QS(G)FU(RD)L(DK)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)常用一次設(shè)備的圖形和文字符號稱號圖形符號文字符號(舊符號)手車斷路器母線電纜終端頭QF(DL)W(MX)L(XL)避雷器F第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求電氣主接線應(yīng)滿足：可靠性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)根本要求可靠性含義：元件、設(shè)備和系統(tǒng)在規(guī)定的條件和預(yù)定的時間內(nèi)，完成給定功能的概率，對于電力系統(tǒng)可靠性主要指不延續(xù)供電才干要求：(1)電能消費(fèi)的特點(diǎn)要求電氣主接線首先應(yīng)滿足可靠性的要求。電能不能大量儲存，發(fā)電、輸電和用電必需在同一瞬間完成的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)缺點(diǎn)都會呵斥供電中斷(2)可靠性是要付出本錢的,對于不重要的用戶,太高的可靠性將呵斥浪費(fèi)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求一、電氣主接線根本要求可靠性工程上對可靠性的思索：綜合以下要素〔1〕發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的位置和作用〔2〕負(fù)荷的性質(zhì)〔3〕設(shè)備的可靠性〔4〕運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際閱歷第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求一、電氣主接線根本要求可靠性要素分析1、發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的位置和作用對于大、中型發(fā)電廠和變電所，在電力系統(tǒng)中的位置非常重要，其電氣主接線應(yīng)具有很高的可靠性對于小型發(fā)電廠和變電所就沒有必要過分地追求過高的可靠性而選擇復(fù)雜的主接線方式第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求可靠性要素分析1、發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的位置和作用發(fā)電機(jī)單機(jī)容量大小的劃分為：50MW以下的發(fā)電機(jī)組為小型機(jī)組；50~200MW的發(fā)電機(jī)組為中型機(jī)組；200MW以上的發(fā)電機(jī)組為大型機(jī)組發(fā)電廠容量大小的劃分為：總裝機(jī)容量在100MW以下的發(fā)電廠為小型發(fā)電廠；總裝機(jī)容量在100~250MW的發(fā)電廠為中型發(fā)電廠；總裝機(jī)容量在250~1000MW的發(fā)電廠為大中型發(fā)電廠；總裝機(jī)容量在1000MW以上的發(fā)電廠為大型發(fā)電廠第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求可靠性要素分析2、用戶的負(fù)荷性質(zhì)電力用戶負(fù)荷按照其對供電可靠性的要求分為三個等級，即I、II、III類負(fù)荷I類負(fù)荷：對這類負(fù)荷忽然中斷供電，將呵斥人身傷亡，或呵斥艱苦設(shè)備損壞，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來艱苦的損失II類負(fù)荷：對這類負(fù)荷忽然中斷供電將呵斥消費(fèi)設(shè)備部分破壞，或呵斥消費(fèi)流程紊亂且難以恢復(fù)，或出現(xiàn)大量廢品和減產(chǎn)，因此在經(jīng)濟(jì)上呵斥一定損失III類負(fù)荷：I類和II類負(fù)荷之外的其它負(fù)荷第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求可靠性要素分析2、用戶的負(fù)荷性質(zhì)不同負(fù)荷的供電要求對I類負(fù)荷供電的要求是：任何時候都不允許停電對II類負(fù)荷供電的要求是：必要時僅允許短時間停電III類負(fù)荷對供電沒有特殊的要求，可以較長時的停電顯然，對于帶I、II類型負(fù)荷的發(fā)電廠與變電所應(yīng)該選擇可靠性較高的主接線方式第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求可靠性要素分析3、設(shè)備的可靠性電氣主接線是由電氣設(shè)備組成的，選擇可靠性高、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備是保證主接線可靠性的根底4、運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際應(yīng)注重國內(nèi)外長期積累的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際閱歷，優(yōu)先選用經(jīng)過長期實(shí)際考驗(yàn)的主接線方式第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、定性分析和衡量主接線可靠性的評判規(guī)范主接線可靠性的評判方法：定性分析和定量計(jì)算〔可靠性計(jì)算〕定性分析和衡量主接線可靠性的評判規(guī)范〔1〕斷路器檢修時，能否不影響供電〔2〕母線〔或斷路器〕缺點(diǎn)以及母線或母線隔分開關(guān)檢修時，停運(yùn)的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對I類負(fù)荷和大部分II類負(fù)荷的供電〔3〕發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的能夠性〔4〕大機(jī)組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求靈敏性〔1〕調(diào)度靈敏〔2〕檢修平安、方便〔3〕擴(kuò)建方便能按照調(diào)度的要求，方便而靈敏地投切機(jī)組、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，以滿足在正常、事故、檢修等運(yùn)轉(zhuǎn)方式下的切換操作要求可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其二次設(shè)備進(jìn)展檢修，而不致影響電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和對其它用戶的供電。應(yīng)盡能夠的使操作步驟少，便于運(yùn)轉(zhuǎn)人員掌握，不易發(fā)生誤操作能根據(jù)擴(kuò)建的要求，方便地從初期接線過渡到遠(yuǎn)景接線；在不影響延續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路而不相互關(guān)擾，對一次設(shè)備和二次設(shè)備的改造為最少第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求經(jīng)濟(jì)性〔1〕節(jié)約投資主接線應(yīng)力求簡單明晰，節(jié)省斷路器、隔分開關(guān)等一次電氣設(shè)備要使相應(yīng)的控制、維護(hù)不過于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備與控制電纜等能限制短路電流，以便于選擇價廉電氣設(shè)備和輕型電器等一次設(shè)計(jì)，分期投資建立、投產(chǎn)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第一節(jié)電氣主接線的根本要求二、電氣主接線根本要求經(jīng)濟(jì)性〔2〕占地面積小主接線的方式影響配電安裝的布置和電氣總平面的格局，主接線方案應(yīng)盡量節(jié)約配電安裝占地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件答應(yīng)的地方，應(yīng)采用三相變壓器而不用三臺單相變壓器組〔3〕年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用小年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)及大修費(fèi)、日常小修的維護(hù)費(fèi)等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)及防止兩次變壓而添加損耗第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式一、電氣主接線根本構(gòu)成及分類電氣主接線的根本環(huán)節(jié)：電源〔發(fā)電機(jī)或變壓器〕和出線，它們之間如何銜接是電氣主接線的主體同一電壓等級配電安裝中的進(jìn)出線數(shù)目較多時〔普通超越4回〕，需設(shè)置母線〔匯流設(shè)備〕作為中間環(huán)節(jié)對于進(jìn)出線數(shù)目少，不再擴(kuò)建和開展的電氣主接線，不設(shè)置母線而采用簡化的中間環(huán)節(jié)掌握中間環(huán)節(jié)是關(guān)鍵第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式二、電氣主接線根本構(gòu)成及分類電氣主接線的分類：根據(jù)能否有母線，主接線接線方式可以分為有母線和無母線兩大類型母線的作用：也稱匯流母線，起聚集和分配電能的作用母線就是電路一個節(jié)點(diǎn)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式二、電氣主接線根本構(gòu)成及分類有母線的主接線優(yōu)點(diǎn)：由于設(shè)置了母線，使得電源和引出線之間銜接方便，接線明晰，接線方式多，運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏，維護(hù)方便，便于安裝和擴(kuò)建缺陷：有母線的主接線運(yùn)用的開關(guān)電器多，配電安裝占地面積較大，投資較大無母線的主接線：特點(diǎn)：運(yùn)用的開關(guān)電器少，配電安裝占地面積較小，投資較小第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線單母線接線圖構(gòu)造特點(diǎn)：只需一組母線W，接在母線上的一切電源和出線回路，都經(jīng)過開關(guān)電器銜接在該母線上并列運(yùn)轉(zhuǎn)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線單間隔構(gòu)成：每個回路都裝有斷路器和隔分開關(guān)斷路器作用：用以正常任務(wù)時投切該回路及缺點(diǎn)時切除該回路隔分開關(guān)作用：用以在切斷電路時建立明顯可見的斷開點(diǎn)，將電源與停運(yùn)設(shè)備可靠隔離，以保證檢修平安。分為母線隔分開關(guān)和線路隔分開關(guān)第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線倒閘操作根本原那么：1、斷路器與隔分開關(guān)間的操作順序:保證隔分開關(guān)“先通后斷〞2、在等電位形狀下，隔分開關(guān)也可以單獨(dú)合閘或分閘操作3、這種斷路器與隔分開關(guān)間的操作順序必需嚴(yán)厲遵守，絕不能帶負(fù)荷拉刀閘〔即隔分開關(guān)〕，否那么將呵斥誤操作，產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線母線隔分開關(guān)與線路隔分開關(guān)間的操作順序：母線隔分開關(guān)“先通后斷〞，即接通電路時，先合母線隔分開關(guān)，后合線路隔分開關(guān)；切斷電路時，先斷開線路隔分開關(guān)，后斷開母線隔分開關(guān)操作舉例：對WL1送電時，先合上QS11，再合上QS12，最后合上QF1。對WL1停電時，先斷開QF1，再依次拉開QS12和QS11防止萬一斷路器的實(shí)踐開合形狀與指示形狀不一致時，誤操作發(fā)生在母線隔分開關(guān)上，產(chǎn)生的電弧會引起母線短路，使事故擴(kuò)展第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線接地開關(guān)〔QS13〕的作用：保證檢修平安:當(dāng)電壓等級在110kV及以上時，線路隔分開關(guān)或斷路器兩側(cè)的隔分開關(guān)〔布置較高時〕都應(yīng)設(shè)置接地開關(guān)，母線也應(yīng)設(shè)置接地開關(guān)或接地器，以替代人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時，檢修人員的平安。第三章電氣主接線及設(shè)計(jì)第二節(jié)電氣主接線的根本接線方式三、帶母線的主接線根本方式1.單母線接線