电力生产概论电力生产概论第3讲 发电厂和变电所的一次系统基本概念主接线的基本形式厂（所）自用电直流系统配电装置电气安全主要内容主要内容电力系统是由发电厂、变电站、输电线路和用户组成的统一整体引言引言简单电力系统的单线接线示意图简单电力系统示意引言引言发电厂和变电所电气部分：由各类电气设备电气设备，经某种方式连接连接为一个整体配电设备：户外配电设备：户内发电机组（多台）：户内一次系统：发电厂或变电所中由发电机、变压器、开关设备、母线、输电线路等用于产生电能、输送电能、分配电能的设备组成的系统包括：一次设备、电气主接线一、基本概念一、基本概念 变 电 站 变压器（2-4台主变）开关设备（多台）导体（母线、电缆）110kV2回进线10kV4回出线 发 电 厂 变压器（多台）开关设备（多台）导体（母线、电缆）发电机多台110kV多回出线35kV多回出线10kVGG一次设备：直接生产、转换和输配电能的电气设备，如：（1）发电机：生产（2）变压器：转换（3）开关设备：断路器、隔离 开关、熔断器、接触器（4）导体：母线、电缆（5）避雷器（6）互感器一、基本概念一、基本概念电气主接线：是发电厂、变电所中传递电能的通路，也称为一次接线，表示电气一次设备的连接关系。
一般用主接线图进行符号化表示，它是由各种一次电气设备的图形符号联接成线所组成的电路图一、基本概念一、基本概念反映整个配电系统的构成，包括电气设备及其连接是运行操作和切换电路的依据变电站/发电厂一次接线模拟屏变电站/发电厂监控系统一次接线378变电站：户内配电装置变电站：户内配电装置379变电站：户外配电装置变电站：户外配电装置变电站：一次接线模拟屏（控制室）变电站：一次接线模拟屏（控制室）1.反映整个系统的电气设备构成(符号)2.反映各电气设备的连接方式3.反映系统运行和操作方式4.反映当前电气设备运行状态和系统运行方式三峡电站：电气设备三峡电站：电气设备发电厂户内配电装置发电厂户内配电装置发电机组厂房发电机组厂房3712三峡电站：三峡电站：一次接线模拟屏（一次接线模拟屏（控制室）控制室）某电厂：计算机监控系统的一次接线图（控制室）某电厂：计算机监控系统的一次接线图（控制室）某电厂：计算机监控系统的一次接线图（控制室）某电厂：计算机监控系统的一次接线图（控制室）母线：又称汇流排，是主接线中连接各个基本环节的中间环节，以便于电能（进出线）的汇集和分配断路器：开断电流的设备，用来改变运行方式、切除故障。
隔离开关：用于隔离电压，在空气中形成明显断口，保障设备和人身安全；也可用于开合小电流基本符号基本符号发电机馈线：进、出二、电气主接线的基本形式二、电气主接线的基本形式（一）单母线接线（一）单母线接线1 1、简单单母线接线（单母不分、简单单母线接线（单母不分段）段）优点优点：接线简单清晰，操作简便，设备用量少，经济实用；缺点缺点：母线范围内发生故障或母线及母线QS检修时，需停止供电；各单元QF检修时，该单元中断工作接线特点：只有一条母线，且每一支路均有断路器接线特点：只有一条母线，且每一支路均有断路器；基本操作一：线路投停基本操作一：线路投停线路投运（以线路投运（以L1L1为例）为例）投运前：投运前：L1退出运行，QF2，QS2，QS3打开；接地隔离开关QS4打开步骤：步骤：1）合母线侧隔离开关QS2；2）合线路侧隔离开关QS3；3）合断路器QF22 2、单母分段接线、单母分段接线1）用用QF1QF1分段单母线分段单母线缩小了母线故障和母线检修时的停电范围；有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配两种运行形式（如图）：并列运行并列运行正常运行时QF1合闸分列运行方式分列运行方式正常运行时QF1分闸 3 3、加装旁路的单母分段接线、加装旁路的单母分段接线3.1 专用旁路断路器专用旁路断路器旁路的作用旁路的作用：不停电检修断路器。
正常运行时旁路断路器1QFp、2QFp和旁路隔离开关是打开的适用适用：35kV而出线8回以上；110kV出线6回以上；220kV出线4回及以上若采用SF6断路器或手车式开关柜或较易取得备用电源，则不须加设旁路系统操作之前操作之前：1QFp及两侧隔离开关打开，旁路隔离开关1QSp打开，旁路母线WBp不带电；1QF及两侧隔离开关1QS1和1QS2合上操作步骤：操作步骤：1）将1QFp继电保护设为瞬动，先合上1QFp两侧的隔离开关，然后合上1QFp，向WBp充电；2）若WBp完好，则断开1QFp；3）合上1QSp；4）将1QFp继电保护整定同1QF，合上1QFp；5）断开1QF及两侧隔离开关基本操作二：不停电检修出线断路器（以基本操作二：不停电检修出线断路器（以1QF1QF为例）为例）3.2 3.2 分段断路器兼作旁路断路器分段断路器兼作旁路断路器以分段为主，正常时作分段断路器用 QS1，QS2，QF1合上，QS3，QS4，QS5断开，旁路母线不带电QF1作旁路断路器用时（以A段母线带旁路为例）QS1，QF1，QS4合上，QS2，QS3，QS5断开，A段B段母线分别按单母线运行（二）双母线接线（二）双母线接线接线特点：有两条母线，且每一支路通过两组母线隔离开关分别与两组母接线特点：有两条母线，且每一支路通过两组母线隔离开关分别与两组母线相连。
线相连1 1、双母线接线、双母线接线p两种运行方式：1)一些电源和出线固定连接在一组母线上，另一些电源和出线固定连接在另一组母线上，母联断路器QF合上，相当于单母线分段运行；2)一组母线工作，一组母线备用，全部电源和出线接于工作母线上，母联断路器断开，相当于单母线运行p双母线正常运行时一般都按单母线分段的方式运行固定连接方式固定连接方式后一种运行方式一般在检修母线或某些设备时应用特点特点1）供电可靠供电可靠可不停电轮流检修母线（倒闸操作）一组母线故障，可迅速恢复供电检修母线隔离开关仅停该线路 2）调度灵活调度灵活固定连接方式运行备用方式 3）扩建方便扩建方便 基本操作三：倒母线操作基本操作三：倒母线操作操作步骤操作步骤（先通后断先通后断）：1、合上母联断路器两侧的隔离开关；2、合上母联断路器，向备用母线充电；3、接通备用母线上的隔离开关；4、断开工作母线上的隔离开关三）一台半断路器接线（三）一台半断路器接线（3/23/2接线）接线）有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个络，组成一个“串串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串串”支路支路的两条进出线共用三台断路器；正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均的两条进出线共用三台断路器；正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。
闭合1、接线特点、接线特点（1）运行灵活可靠：运行灵活可靠：正常运行时成环形供电，任意一组母线发生故障或检修，均不影响各回路供电；任一断路器检修不引起停电；两组母线同时故障，功率仍能输送2）操作方便：操作方便：隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进行倒闸操作；任意一台断路器或母线检修，只需拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续运行3）二次接线和继电保护比较复杂，投资较大二次接线和继电保护比较复杂，投资较大接线原则接线原则：为提高运行可靠性，防止同名回路（指两个变压器或两回供电线路）同时停电，一般采用交替布置交替布置的原则：同名回路应接到不同串上；重要的同名回路还宜交替接入不同侧母线；一般把电源与引出线接到同一串上 此类接线的扩展：此类接线的扩展：台断路器接线变压器母线组接线（四）（四）桥形接线桥形接线内桥内桥 桥靠近变压器侧，变压器投切复杂；线路投切方便适用于：变压器投切较少，线路较长，无穿越功率外桥外桥 桥靠近线路侧，变压器投切方便，线路切投不便适用于：变压器需频繁操作，线路较短，有穿越功率接线特点：两台主变接线特点：两台主变+两回出线两回出线（五）角形接线（五）角形接线常用的角形接线有三角形接线和四角形接线。
特点：角形接线中断路器数目与回路数相同，比单母线分段和双母线接线均少用一个断路器，故较经济任一断路器检修，支路不中断供电，任一回路故障仅该回路断开，其余回路不受影响，其可靠性较高但是故障后闭环变成开环，开、闭环两种工况，流过设备电流不同，给设备选择带来困难此接线仅适合于容量不大的水电站接线特点：母线闭合成环形，并按回路数利用断路器分段接线特点：母线闭合成环形，并按回路数利用断路器分段六）单元接线（六）单元接线1 1、发电机、发电机变压器单元接线变压器单元接线图(a)为发电机与双绕组变压器组成的单元接线，一般装一组隔离开关，但20万千瓦以上机组若采用分相封闭母线，为简化结构隔离开关可省去图(b)、图（c）分别为自耦变压器、发电机与三绕组变压器组成的单元接线，因一侧支路停运时另两侧支路还可以继续保持运行，因此在变压器三侧设置断路器接线特点：发电机与变压器直接连接成一个单元接线特点：发电机与变压器直接连接成一个单元2 2、扩大单元接线、扩大单元接线 变压器的故障几率远小于发电机的故障几率，则在系统备用能力足够的情况下，小容量的发电机组，可采用两共用一台变压器的扩大单元接线形式，每台发电机出口均装设一组断路器以便各机组独立开、停。
扩大单元接线可以减少变压器台数和断路器数目，可以节省投资、减少占地七（七）发电厂和变电站电气主接线实例）发电厂和变电站电气主接线实例1)1)火电厂主接线火电厂主接线 地方性电厂地方性电厂 ：一般位于负荷中心，容量较小，生产的电能大部分都用635kV电压馈送给近区负荷，所剩电能升压后送入110kV系统1)1)火电厂火电厂主接线实例主接线实例 区域性电厂区域性电厂总容量和单机容量都较大，生产的电能主要送入系统区域变电站或枢纽变电站此类电厂在系统中的地位重要，对它们的供电可靠性要求高，设备利用小时数高和升高电压等级较高，常采用发电机变压器组单元接线，高压侧大都采用双母线、2/3断路器等可靠性较高的接线水力发电厂大都建在水力资源丰富的江河上，离负荷中心较远，机端负荷很少，发电机发出的电能大部分都送入系统水轮发电机起、停快，常起调峰作用，故要求其接线简单以利自动化和减少误操作2 2）水力发电厂主接线实例）水力发电厂主接线实例3 3）变电站主接线实例变电站主接线实例枢纽变电站枢纽变电站 p枢纽变电站为该系统的最高电压变电站，一般电力系统中的大型电厂均与之相连，枢纽变电站实施电力系统主要发电功率的分配，并作为与其它远方电力系统的联络站。
区域变电站区域变电站 区域变电站承担大面积的区域供电，其电压等级仅次于枢纽变电站3 3）变电站主接线实例变电站主接线实例地区变电站主接线地区变电站主接线 在区域下承担一个区域的供电，它多为终端和分支变电站，降压供给附近用户或企业一般低压侧采用单母线或分段的单母线接线3 3）变电站主接线实例变电站主接线实例发电厂在生产电能的过程中，一方面向电力系统输送电能，一方面发电厂本身也在消耗电能；变电站在转换和分配电能过程中，自身也要消耗电能；以上发电厂和变电站自身消耗的电能，称为厂（所）用电它是保证发电厂（变电站）正常电能生产（转换、分配）的用电负荷，属于重要负荷三、发电厂、变电所自用电三、发电厂、变电所自用电（一）基本概念（一）基本概念厂用电：为保证电厂主体设备（如锅炉、汽轮机、水轮机、发电机等）和辅助服务设备正常工作，需要许多机械拖动的电动机设备这些电动机和全厂的运行操作、修配、试验、照明等用电设备构成厂用电厂用电率：厂用电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率厂用负荷分类厂用负荷分类 按作用和突然供电中断时造成的危害程度，分为四类：类厂用负荷类厂用负荷：是指短时停电短时停电会造成设备损坏、危及人身安全，使机组停运及大量影响出力的自用机械；类厂用负荷类厂用负荷：是指允许短时停电（几秒到几分钟）短时停电（几秒到几分。