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1、变电站电气基础知识,新疆电力公司电力科学研究院 2015年12月 乌鲁木齐,电气设备的分类和功能,电气设备,一次设备,生产和转换电能的设备 开关电器 限制短路电流和防御过电压设备 载流导体 接地装置,二次设备,仪用互感器 测量表计 继电保护及自动装置 直流电源设备 操作电器、信号设备及控制电缆,直接生产和输送电能的设备,对一次设备测量、监视、控制和保护,一次设备：生产和转换电能的设备,发电机-机械能转换为电能 电动机-电能转化为机械能； 变压器-电压升高或降低，满足输配电需要。,发电机,变压器,封闭 母线,一次设备：接通或断开电路的开关电器,高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中
2、的正常工作电流及开断故障电流。,隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路联接的灵活性。,负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。 熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。,熔断器,高压负荷开关,传动机构,弹簧脱扣机构,一次设备：限制故障电流和防御过电压的电器,电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。,避雷器-保护电力系统和电气设备的绝缘使其不受过电压而损坏,一次设备：载流导体：将电气设备连接起来,母线：汇集和分配电能。 电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡 架空线路：终端线、联络线,硬母线由绝缘子支撑,220kV母线,10kV母线,一次设备：接地装置,电力系统中性点的
3、工作接地或保护人身安全的保护接地，与地中的接地网相连。,接地刀闸闭合，保护检修人员安全,变压器中性点的工作接地,二次设备：互感器,将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。,电流互感器,电压互感器,二次设备：测量表计 继电保护及自动装置,测量电路中的电气参数： 电压表、电流表、功率因数表,迅速反应不正常情况并进行监控和调节,二次设备：直流电源设备,供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。 直流发电机组 蓄电池组 硅整流设备,电气接线,-变电站中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路称为电
4、气接线。,电气接线,一次电路（电气主接线）,二次电路（二次接线）,表明电能汇集和分配关系以及各种运行方式,对一次设备及系统进行控制、监察、测量和保护,实际电气接线,电气主接线图,-电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。 -电气主接线图用单线图表示三相电路 -元件为正常状态（开关、刀闸在断开位置）,主接线的基本接线形式,扩大单元接线,内桥/外桥,三角/四角/五角/六角,1、单母线接线 （1）相关名称 母线侧隔离开关 QS21 线路侧隔离开关 QS22 接地刀闸 QE （2）操作顺序 送电：母线侧隔离开关 -线路侧隔离开关 -断路器 停电：断路器 -线路侧隔离开关 -母线侧隔离开关 原
5、则：防止带负荷拉合隔离开关；防止误操作引起母线故障，扩大故障范围 防止误操作的措施： 组织措施：操作票制度 技术措施：电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙,1、单母线接线 （3）接线特点分析 可靠性：差 断路器故障或检修 母线（或母线隔离开关）故障或检修 灵活性： 操作：方便 调度：不方便。电源只能并列运行 扩建：方便 经济性：好 一次投资：设备少 （4）适用范围 出线回路少，没有重要负荷的发电厂和变电站中。,2、单母线分段接线 （1）接线特点分析（与单母线比较） 电源和负荷接入不同母线段 可靠性： 母线故障或检修:停电范围 只限于故障段 灵活性： 调度：较方便。母线可并列，也可分列运行 经济性： 一
6、次投资：增加分段设备。分段数目取决于电源数目，以23段为宜。 （2）适用范围 广泛用于发电厂和变电站的 610KV接线中。,3、双母线接线 （1）接线特点分析（与单母分段比） 两组母线互为备用，每条进出线 可与两母线相连 可靠性：较高 母线故障：故障母线上的回路 倒到另一个母线 操作：先拉后合 母线检修：检修母线上的回路不停电 操作：先合后拉（等电位，母联回路闭合） 灵活性： 调度：较方便。 运行方式多：单母线，固定连接，两母线分列 特殊功能：系统同期，个别回路试验或熔冰 经济性： 一次投资：增加母线侧刀闸。,3、双母线接线 （2）适用范围 出线带电抗器的 610KV配电装置中。 3560KV
7、 出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大 110220KV出线数5回以上 4、双母线分段 （1）接线特点分析（与双母线比） 双母线再分段，三分段或四分段 可靠性 母线故障：该分段的回路倒母线 经济性： 一次投资：增加分段和母联设备。 （2）适用范围 发电厂的610KV配电装置，出线和电源较多 220500KV配电装置中,5、带旁路的单母线和双母线接线 （1）接线特点分析 旁路回路，不停电检修出线断路器 可靠性 断路器检修：旁路回路带该回路供电 操作：旁路带路（两种操作方式） 经济性： 一次投资：增加旁路设备。 （2）其它旁路形式 分段兼旁路 母联兼旁路 （3）适用范围 110KV在6回以上，
8、220KV在4回以上 610KV单母或单母分段，出线数较多 随着断路器和隔离开关质量提高，电网结构合理，计划检修向状态检修过渡，将逐步取消旁路。,带旁路母线的单母线和双母线接线,6、一台半断路器接线 （1）接线特点分析 3个断路器构成1串，接在 两母线间，引出2条出线 可靠性：高 断路器检修： 母线检修： 灵活性：高 操作：避免用隔离开关进行大量倒闸操作 调度和扩建 经济性：大 一次投资：每串增加联络断路器。 （2）进出线布置原则 电源和负荷配对成串 只有两串时，交叉布置 （3）适用范围：330500KV配电装置,7、单元接线 （1）接线形式 （2）接线特点分析 可靠性： 封闭母线，发电机出口
9、故障的几率小，短路电流小 灵活性： 操作简单 经济性： 开关设备少,8、桥形接线 用于2回进线、2台主变的情况 以变压器为参照，内桥，外桥 （1）接线特点分析 内桥：用于线路较长，变压器 不经常切换 外桥：用于线路较短，有穿越功率 可靠性：不如单母分段 灵活性：不如单母分段 经济性：比单母分段少2个开关 （2）适用范围 适用于小容量发电厂或变电站 工程初期接线 大型发电厂的启动/备用变压器的高压侧,9、角形接线 断路器首尾相连，连接的回路数 与断路器数相等。 （1）接线特点分析 可靠性： 断路器检修 灵活性： 操作：方便 调度：闭环，开环。保护配置难度大 扩建：不便于 经济性：比单母分段或双母线少1个开关 （2）适用范围 不超过6角 发展已定型的110KV及以上的配电装置 中小容量水利发电厂,
