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1、第四章 电气主接线,电气主接线（回顾） 电气主接线的概念： 由一次设备按照预期的生产流程所连成的接受和分配电能的回路，称电气主接线，也叫一次接线。 主接线图： 将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。,绘制电气主接线必须遵循以下原则：,（1）一次设备和元件必须采用规定的图形符号和文字符号来表示。 （2）图中断路器和隔离开关都按断开位置画出，但挂在控制室的主接线图上的设备状态是随着实际运行状态变换的，以帮助运行人员正确地进行倒闸操作、分析和处理事故。 （3）因为三相交流电气设备的各相接线是相同的，所以电气主接线图一般都采用单线图（即一相电路图）。这
2、样使主接线图简化、清晰。如果在某些局部三相结构不同，只在这部分局部画成三相图。,电气主接线设计的重要性,1.电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。 2.电气主接线表明了发电机、变压器等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。 3.电气主接线的好坏关系到电力系统安全、稳定、灵活和经济的运行。,一、电气主接线设计的基本要求,1.可靠性 电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的要求。电能不能大量储存，发电、输电、用电必须在同一瞬间完成，任何一个环节出现故障都可能造成供电中断。 可靠性不是绝对的，对于不重要的用户，太高的可靠性将造成浪费。 分析和评估可靠性时要考虑发
3、电厂和变电站在电力系统中的地位和作用，负荷性质和类别，设备的可靠性和实践运行经验等因素。,（1）发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用 目前，我国发电机单机容量大小的划分为： 50MW以下 小型机组 50200MW 中型机组 200MW及以上 大型机组 发电厂容量大小（按总装机容量）划分为： 100MW以下 小型发电厂 100250MW 中型发电厂 2501000MW 大中型发电厂 1000MW以上 大型发电厂,1）.分析和评估主接线可靠性时应考虑的几个问题,（2）负荷性质和类别 我国将电力负荷根据其对供电可靠性的要求不同分为三个等级： 一级负荷 概念：这类负荷若突然中断供电，将造成生命危害，
4、或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。 例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉、建材行业的水泥回转炉、医院的手术室、国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。 特点：绝对不允许停电！必须有两个独立电源供电！,二级负荷 概念：这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿或出现大量减产，造成一定的经济损失。 特点：一般允许停电几分钟，在工业企业中占得比例最大。 应由两回线路供电，且两回线路应尽可能取自不同变压器或母线段。,三级负荷 概念：不属于一
5、、二级负荷的用电设备。 特点：对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 由此可见，对于带一二级负荷的发电厂和变电所应该选择可靠性较高的主接线形式。,（3）设备的制造水平，即可靠性程度 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基础。 （4）长期实践运行经验 应重视国内外长期积累的运行实践经验，优先选用经过长期实践考验的主接线形式。,（1）涵义： 适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、投切设备、增减负荷等）变化。 （2）具体衡量要求： 操作的方便性 主接线在满足可靠性的基本要求下，应接线简单、操作方便，尽可 能减少操作步骤，以便运行人员掌
6、握，不致在操作过程中出错。 调度的方便性 能根据调度要求，方便灵活的投切机组、变压器和线路，调配电源 和负荷，以满足在正常、事故、检修等运行方式下的切换操作要求。 扩建的方便性 能根据扩建要求，方便的从初期接线过渡到远景接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路而不互相干扰，对一次和二次设备的改造最少。,2.灵活性,在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理。 （1）投资省 主接线力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次设备；要使相应的保护、控制不过于复杂，节省二次设备与控制电缆等；能限制短路电流，以便选择轻型电器和廉价电气设备，从而降低投资；一次设计，分期投资建设、
7、投产。,3.经济性,（2）电能损耗小 电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数以避免两次变压而增加电能损耗。 （3）占地面积小 主接线形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局，主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用，在运输条件许可的地方，应采用三相变压器而不是三台单相变压器。,二、电气主接线的设计程序,电气主接线的设计程序分为初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计四个阶段。 其步骤和内容如下： 1.对原始资料分析 主要分析工程情况、电力系统情况、负荷情况、环境条件和设备供货情况。 2.主接线方案的拟定与选择 3.短路电流计算和主要电
8、气设备选择 4.绘制电气主接线图 5.编制工程概算,4.2 主接线的基本接线形式,（1）电气主接线的基本环节是电源（发电机和变压器）和线，他们之间如何连接是电气主接线的主体。 （2）当同一电压等级配电装置中进出线数目较多时（一般超过4回），需设置母线作为中间环节（掌握中间环节是关键）。 （3）对于主接线数目少，不再发展和扩建的主接线，不设置母线而采用简化的中间环节。 （4）主接线的分类，根据是否设置母线，可分为有母线接线和无母线接线两大类。 母线也称汇流母线或汇流排，起汇集和分配电能的作用。,主接线的基本形式：,一、有汇流母线的接线方式 适用于进出线较多的场合。 优点：接线布置清晰、运行方便、
9、有利于安装和扩建。 缺点：母线一旦发生故障，将会造成其上连接的所有回路停电；增加了一些设备比如开关电器，配电装置占地面积较大，投资较大。,二、无汇流母线的接线方式 适用：进出线较少，不再扩建的发电厂、变电所。 优点：使用电气设备较少，配电装置占地面积校小，投资少。,一、有汇流母线的电气主接线,（一）单母线接线 每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连。 可分为： 1、不分段单母线接线 2、单母线分段接线,1、不分段单母线接线,1）接线方法及工作要求见右图 （1）主母线的作用 保证电源并列工作； 使任一条出线都可以从任一电源获得电能。 （2）电源 电源可以是发电机 发电机与出
10、口断路器之间一般可不装隔离开关；但有时为了对发电机单独调试，也可装隔离开关。 电源也可以是变压器,1、不分段单母线接线,（3）线路（出线）开关电器的配置 每一个回路中都装有断路器和隔离开关。 A、 断路器与隔离开关的作用（回顾） B、母线隔离开关：QS21 线路隔离开关：QS22 C、断路器与隔离开关操作顺序 合：QS21-QS22-QF2 分：QF2 -QS22- QS21,D、母线隔离开关和线路隔离开关的操作顺序： 母线隔离开关“先通后断”，即接通电路时，先合上母线隔离开关，后合线路 隔离开关；切断电路时，先断开线路隔 离开关，后断开母线隔离开关。以避免 万一断路器的实际开合状态与指示状态
11、 不一致时，误操作发生在母线隔离开关 上，产生的电弧会引起母线短路，使事 故扩大。,例如:对线路WL2送电时，先合上QS21,再合上QS22，最后合上QF2;停电时，先断开QF2，再断开QS22，最后断开QS21。,操作顺序： 1、停电先分线路侧隔离开关 2、送电先送母线侧隔离开关。 原因： 1、一旦产生电弧，断路器可以跳闸断电 2、检修线路侧比检修母线侧停电器件少,E、QE（隔离开关的接地开关） 作用：电气设备检修时需接地以保证人身安全。 接地开关配置原则： 110kV及以上时：断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。,35kV及以上的母线：在每段母线上应设置12组接地开
12、关或接地器，以保证电器或母线检修时的安全。 35kV以下的电网一般临时安装地线。,1、不分段单母线接线,E、QE（隔离开关的接地开关）,接地开关QE与隔离开 关QS22互锁，只有对 方断开时方能合上！,1、不分段单母线接线,1、不分段单母线接线,2）不分段单母线接线的特点： A、优点：简单、经济 接线简单（设备少）、清晰、明了； 布置、安装简单，配电装置建造费用低； 断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便、母线故障几率低； 易扩建和采用成套配电装置。,B、缺点：不够灵活可靠 （1）可靠性差 母线或母线隔离开关故障或检修时，所有支路都将停电，造成全厂或全站停电。 任一出线断路器检
13、修时，该回路必须全部停电。 （2）调度不方便 电源只能并列运行，不能分列运行，线路侧短路时有较大的短路电流。,1、不分段单母线接线,3）不分段单母线接线的适用范围 只适用于容量较小，出线回路数较少，对供电 可靠性要求较低的中小型发电厂、变电所。,1、不分段单母线接线,规程规定：（了解） （1）小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线； （2）610kV出线（含联络线）回路=5回 （3）35kV出线（含联络线）回路=3回 （4）110kV出线（含联络线）回路=2回 可采用不分段单母线接线。,2、单母线分段接线,当引出线数目较多时，为了提高供电可靠性，可用断路器将母线分段。,1）接
14、线方法见右图：,2）两种接线方式： 断路器分段（两种运行方式） 隔离开关分段。 3）单母线分段的数目：,取决于电源数目和容量，段数分得越多，故障时停电范围就越小，但配电装置运行复杂。一般23段为宜。,2、单母线分段接线,4）单母线分段接线的特点：,B、缺点 主母线、母线隔离开关故障或检修，停电一半； 任一回路断路器检修，该回路停电。,A、优点 可采用双回路供电给一级负荷，可靠性大为提高； 母线、母线隔离开关检修仅停一半，提高了灵活性。,2、单母线分段接线,5）适用范围 中小容量的发电厂和变电站610kV接线中，单母线不分段接线不满足时采用。,规程规定：（了解） （1）电压为610kV，出线为6
15、回及以上； （2）电压为3563kV，出线为48回； （3）电压110220kV，出线34的装置中可采用单母线分段接线。,3、单母线分段带旁路母线的接线,为克服支路断路器检修时，该支路必须停电的缺点，可采用增设旁路母线的方法。,（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线,1）接线方法 旁路母线:WP 旁路断路器:QFP 母线旁路隔离开关： QSP1、 QSP2、QSPP 线路旁路隔离开关：QSP,（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线,1）操作 正常工作： QFP、各QSP 断开， WP不带电； QSPP合, QSP1（或） QSP2合,QFP（热备用）;,检修时：（以QF3为例）
16、 操作顺序一： A、QSP1合，合QFP，检查WP是否完好； B、若WP完好，则合QSP，断QF3，断QS32和QS31。,（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线,操作顺序二：（安全） A、QSP1合，合QFP，检查WP是否完好； B、若WP完好，断QFP，合QSP，合QFP，断QF3，断QS32和QS31。 可以避免QF3事故跳闸， QSP带负荷合闸的危险！,3）优点：检修任一出线断路器时，该回路都不停电，提高了供电可靠性。 4）缺点：多装了断路器和隔离开关，增加了投资。,、,小结 单母线分段带旁路母线接线的适用范围： A、35kV及以上的电气主接线中，也就是说向特殊重要的一、二类负荷供电，不允许停电检修断路器时，才加设旁路母线。 B、一般电压为35kV而出线8回以上， 110kV出线6回以上， 220kV出线4回以上的户外装置，考虑加装带专用旁路断路器的旁路母线。,（二）双母线接线
