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1、第三章：电气主接线,对电气主接线的基本要求 电气主接线的基本接线形式 发电厂和变电所主变压器的选择 限制短路电流的方法 发电厂和变电所的典型电气主接线 电气主接线设计原则和步骤 电气主接线的设计举例,概述,电气主接线也称为电气主系统或电气一次接线，它是由一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体。也是电力系统网络的重要组成部分。 电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的连接关系及发电机、变压器、与输电线路、负荷间以怎样的方式连接，直接关系到电力体统运行的可靠性、灵活性和安全性。,电气 主
2、接线图,模拟屏,第一节：对电气主接线的基本要求,对电气主接线的基本要求，概括的说应满足可靠性、灵活性、经济型。 一.可靠性 1.发电厂和变电所在电力系统中的地位和作用；不同类型的发电厂和变电所的可靠性要求是不同的 2.发电厂和变电所接入电力系统的方式；接入方式的选择与容量的大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。 3.发电厂和变电所的运行方式及负荷性质；在不同的季节所带负荷的性质可能不同、运行方式也不同，因此，要具体分析。,4.设备的可靠性程度直接影响主接线的可靠性；主接线的可靠性是以一次设备在运行中可靠性的综合，采用高质量的原件和设备，既可提高可靠性，又可简化接线。 5
3、.长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件;通常从以下几个方面定性分析和衡量主接线的可靠性1）断路器检修时能否不影响供电；2）线路、断路器或母线故障时以及母线及母线断路器隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对、类负荷的供电；3）发电厂或变电所全部停电的可能性；4）大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特殊要求,二、灵活性1.调度灵活 2.检修安全方便 3.扩建方便三、经济型1.节约投资 2.占地面积少 3.年运行费用少,第二节：电气主接线的基本接线形式,根据是否有母线，主接线的接线形式可以分为有母线、无母线两大类； 在进出线数较多时（一般超过4回），为便
4、于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。 但有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多一、有汇流母线的电气主接线二、无汇流母线的电气主接线,一、有汇流母线,主要体现为四种形式：1）单母线接线2）双母线接线3）一台半断路器接线4）变压器母线组接线,基本知识一：,1、断路器：现场将其称为“开关”，具有灭弧作用，正常运行时可接入或断开电路，故障情况下，受继电器的作用，能将电路自动切断。2、隔离开关：可辅助切换操作，或用以与带电部分可靠地隔离。3、母线：起汇集和分配电能的作用。4、操作时：1）先合上隔离开关，后合上断路器；2）先拉开断路器，后拉
5、开隔离开关；3）对于断路器两端的隔离开关：先合上电源侧的隔离开关，后合上负荷侧的隔离开关；先拉开负荷侧的隔离开关，后拉开电源侧的隔离开关。,基本知识二：,1、同一回路中在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源。 2、若馈线的用户侧无电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设线路隔离开关。若费用不大，为阻止过电压的侵入，也可装设。 3、若电源是发电机，则发电机与其出口断路器之间可不装隔离开关。但为了便于对发电机单独进行调整和试验，也可装设隔离开关或设置可拆连接点。,1.单母线接线,特点：简单清晰、设备少、投资少运行操作方便，有利于扩建。可靠性和灵活性较差，母线或
6、母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源；与之相接的所有的电力装置，在整个检修期间均需停止工作。,图31 不分段的单母线接线,（1）母线分段 单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性。 对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。 分段的数目，取决于电源数量和容量。通常以23段为宜。 （2）加设旁路母线 目的：为了检修出线断路器，不致中断该回路供电。当检修电源回路断路器期间不允许断开电源时，旁路母线还可与电源回路连接。,图32分段的单母线接线,图33 有专有旁路断路器的 分段单母线带旁路母线接线,图34 分段断路器兼作旁路断路器的接线,图35 分段兼旁路断路器的
7、其他接线 (a)不装母线分段隔离开关；（b）、（c）正常 运行时旁路母线带电,2.双母线接线,每回线路都经过一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过断路器（简称母联）连接。双母线接线的特点： （1）供电可靠 （2）调度灵活 （3）扩建方便,图36 一般双母线接线,常运行时，与工作母线连接的隔离开关接通，而备用母线连接的隔离开关及母联开关断开，其特点如下： （1）关于检修时的供电可靠性 （a）当工作母线检修或短路故障时，可利用母联开关把工作母线上的全部接线通过开关，倒换到备用母线上，再将工作母线退出，进行检修，不致停电或仅短时停电 （b）检修任一回路的母线隔离开关，仅停该线路，其
8、余线路可以不停电，通过另一组母线继续运行。 （c）检修任一出线断路器时，可采用搭跨条的办法只使该出线短时停电，跨条搭好后即可供电。,（2）运行调度的灵活性 (a)投入母联，两组母线同时运行，具有单母线分段接线的特点 (b)断开母联，两组母线分裂运行。同样，为提高供电可靠性和检修出线断路器，不致对该回路停电，亦可采用双母线分段接线及双母线带旁路接线形式。 前者广为火力发电厂用于发电机电压母线接线，后者则更广泛地被用于35kV以上多路出线时的接线形式,(a) 在特殊需要时，可用母联与系统进行同期或解列操作。 (b) 当个别回路需独立工作或试验时可将该回路单独接到备用母线上进行。,（3）特殊运行,图
9、37 具有专用旁路断路器的双母线带旁 路接线,图38 母联断路器兼作旁路断路器的接线,图311 双母线四分段接线,图312 双母线四分段带旁路接线,3.一台半断路器接线,每两个回路用三台断路器接在两组母线，两回路间设一台联络断路器，形成一串，称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。 它又属于一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线。 当只有两串时一般采用交叉连接形式，以提高可靠性。 在进线和出线端安装隔离开关，以提高可靠性。,特点： 具有很高的可靠性。 任一母线故障或检修，均不停电； 任一断路器检修也不引起停电； 甚至于两组母线同时故障的极端情况下，功率仍能继续输送。,图313 一台半断
10、路器接线,4.变压器母线组接线,特点： 这种接线所用的断路器的台数，比双母线双断路器接线或双母线一台半断路器接线都要少，投资较省； 它是一种多环路供电系统，当变压器质量有保证时，整个接线又具有较高的可靠性、运行调度灵活和便于扩建,图315 变压器母线组接线,二、无汇流母线,主要体现为三种形式：1）单元接线2）桥型接线3）角型接线,1.单元接线,发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机-变压器组，称为单元接线。 发电机出口一般不装设断路器，为调试发电机方便可装设隔离开关。 对于200MW以上的机组，发电机出口多采用分相封闭母线，为减少开断点，可不装隔离开关，但应留有可拆点，以利于机组调试。,
11、特点：接线简单，开关设备少，操作简便；因不设发电机电压级母线，使得在发电机和变压器低压侧短路时，短路电流相对于具有母线时，有所减小。,图316单元接线,关于发电机出口是否装设断路器的问题：目前我国及许多国家的大容量机组（特别是20OMW以上的机组）的单元接线中，发电机出口一般不装设断路器。其理由是，大电流大容量断路器（或负荷开关）投资较大，而且在发电机出口至主变压器之间采用封闭母线后，此段线路范围的故障可能性亦已降低。甚至在发电机出口也不装隔离开关，只设有可拆的连接片，以供发电机测试时用。,发电机出口也有装设断路器的，其理由是： （1）发电机组解、并列时，可减少主变压器高压侧断路器操作次数，特
12、别是500kV或220kV为一台半断路器接线时，能始终保持一串内的完整性。当电厂接线串数较少时，保持各串不断开（不致开环），对提高供电送电的可靠性有明显的作用。（2）起停机组时，可用厂用高压工作变压器提供厂用电，减少了厂用高压系统的倒闸操作，从而可提高运行可靠性。当厂用工作变压器与厂用起动变压器之间的电气功角相差较大（一般 150）时，这种运行方式更为需要。,（3）当发电机出口有断路器时，厂用备用变压器的容量可与工作变压器容量相等，且厂用高压备用变压器的台数可以减少。如我国规程规定，两台机组（不设出口断路器）要设置一台厂用备用变压器，而前苏联的设计一般为6台机组设置一台厂用备用变压器。这种单元
13、接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。,发电机与自耦变压器或三绕组变压器组成的单元接线：为了在发电机停止工作时，还能保持和中压电网之间的联系，在变压器的三侧均应装断路器。发电机一变压器线路组成单元接线。它适宜于一机、一变、一线的厂、所。此接线最简单，设备最少，不需要高压配电装置。,2.桥形接线,当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线的断路器最少。依照连接桥对于变压器的位置可分为内桥和外桥。运行时，桥臂上的联络断路器QF处于闭合状态。当输电线路较长、故障机率较多、两台变压器又都经常运行时，采用内桥接线较适宜；而在输电线路（以
14、下简称线路）较短、且变压器随经济运行要求需经常切换或系统有穿越功率流经本厂（如两回线路均接入环形电网）时，则采用外桥接线更为适宜。,在内桥接线中，当变压器故障时，需停相应线路； 在外桥接线中，当线路故障时，需停相应的变压器； 在桥式接线中，隔离开关又作为操作电器，所以桥式接线可靠性较差。 但由于这种接线使用的断路器少、布置简单、造价低，往往在3522OkV配电装置中得到采用。,图317桥形接线,3.角形接线,角形接线中，断路器数等于回路数，且每条回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器都不致中断供电，隔离开关作为隔离电压的器件，只在检修设备时起隔离电源之用，从而具有较高的可靠性和灵活性。角形
15、接线在开环和闭环两种运行状态时，各支路所通过的电流差别很大，可能使电器选择造成困难，并使继电保护复杂化。,为防止在检修某断路器出现开环运行时，恰好又发生另一断路器故障，造成系统解列或分成两部分运行，甚至造成停电事故，一般应将电源与馈线回路相互交替布置，如四角形接线按“对角原则”接线，将会提高供电可靠性。此外，角形接线也不便于扩建。这种接线多用于最终规模较明确的110kV及以上的配电装置中，且以不超过六角形为宜。,图319 角形接线,主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器； 联络变压器：用于两种电压等级之间交换功率的变压器； 厂（所）用变压器或称自用变压器：只供本厂（
16、所）用电的变压器。,第三节：发电厂和变电所主变压器的选择,一：主变压器台数、容量的选择原则,二：主变压器形式的选择,一：主变压器台数、容量的选择原则,变压器台数、容量的确定原则主变压器的台数、容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。,1.关于主变压器台数选择问题 发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于 2台；对弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为610kV的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装1台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。,2.关于主变压器容量的选择问题 如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变电所负荷的需要，这在技术上是不合理的。因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择发电厂主变压器时，应遵循以下基本原则。,
