《电气运行技术与管理2-1课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气运行技术与管理2-1课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章电气一次系统及运行 电气运行技术与管理电气运行技术与管理黄河水院自动化工程系黄河水院自动化工程系2-1 电气设备的主接线 第二章电气一次系统及运行21 电气设备的主接线 22 厂用电系统及接线23 电气主接线运行方式电气运行技术与管理电气运行技术与管理21 电气设备的主接线 一、对电气主接线的基本要求二、电气主接线的基本形式三、发电厂的主接线特点电气运行技术与管理电气运行技术与管理第二章电气一次系统及运行2-1 电气设备的主接线 电气主接线又称一次接线，是由髙压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。 对于电力系统而言，主接线代表了发电厂或变电
2、所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。2-1 电气设备的主接线 一、对电气主接线的基本要求 1.供电的可靠性 安全生产是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。 2.运行的灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，满足调度灵活、操作方便的基本要求。正常运行时能安全可靠地供电，而在系统故障或正常运行时能安全可靠地供电，而在系统故障或电气设备检修及其他特殊情况下，也能适应调度的要求，灵活、电气设备检修及其他特殊情况下，也能适应调度的要求，灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。所以要求电气主
3、接线必须满足调度灵活、操作方便的基本要求。 3.运行的经济性和扩建的可能性主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理有扩展余地。 2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式可分为两大类：可分为两大类：有汇流母线的接线形式有汇流母线的接线形式 无汇流母线的接线形式无汇流母线的接线形式 有汇流母线的接线形式有汇流母线的接线形式包括：单母线包括：单母线 单单母线分段母线分段 单单母线旁路母线旁路 双双母线母线 双双母线分段母线分段 双双母线带旁路母线带旁路 双双母线母线3/23/2接线等形式。接线等形式。无汇流母线的接线形式包括：无汇流母线的接线形式包括：单元接线单元接线 桥形接
4、线桥形接线 角形接线等形式。角形接线等形式。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式1.1.单母线接线：单母线接线：(一）各有汇流母线的电气主接线特点 其供电电源在发电厂其供电电源在发电厂是发电机或变压器，在是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压变电所是变压器或高压进线回路。进线回路。 母线既可保证电源母线既可保证电源并列工作，又能使任一并列工作，又能使任一条出线都可以从电源条出线都可以从电源1 1或或电源电源2 2获得电能。获得电能。QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQSGQF1QS1GQF2QS3QS2WL1QS4W2-1 电气设备的主接线 二、电气主接
5、线的基本形式1.1.单母线接线：单母线接线：(一）各有汇流母线的电气主接线特点QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQSGQF1QS1GQF2QS3QS2WL1QS4W特点特点l简简单单、清清晰晰、设设备备少少、投投资资省省、运运行行操操作作方方便便、有有扩扩展展余余地地。但但 可可靠靠性性和灵活性较差和灵活性较差 l当当母母线线故故障障或或检检修修；或或母母线线隔隔离离开开关关检检修修时时，整个系统全部停电。整个系统全部停电。l断断路路器器检检修修期期间间也也必必须须停止该回路的供电。停止该回路的供电。适用范围适用范围 单单电电源源的的发发电电厂厂和和变变电电所所，且且出
6、出线线回回路路数数少少，用用户户对对供供电电可可靠性要求不高的场合靠性要求不高的场合。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式单母线分段：单母线分段：(一）各有汇流母线的电气主接线特点QF1分段断路器GWL1WL2WL3WL4G单母线用分段断路器进行分单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和段，可以提高供电可靠性和灵活性。灵活性。 对重要用户可以从对重要用户可以从不同段引出馈电线路和电源不同段引出馈电线路和电源供电。当一段母线发生故障，供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户
7、停电。供电，不致使重要用户停电。 2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式单母线分段：单母线分段：(一）各有汇流母线的电气主接线特点QF1分段断路器GWL1WL2WL3WL4G特点l减少母线故障或检修时的停减少母线故障或检修时的停电范围电范围l断路器检修期间必须停止该断路器检修期间必须停止该回路的供电。回路的供电。l母线分段的数目，通常以母线分段的数目，通常以2 23 3分段为宜，分段太多增加了分分段为宜，分段太多增加了分段断路器。段断路器。 适用范围适用范围l610610kVkV配电装置出线配电装置出线6 6回及以上；回及以上；l3535kVkV出线数为出线数为4848回；回；l1
8、10220110220kVkV出线数为出线数为3434回回2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.单母线加装旁路母线：单母线加装旁路母线：(一）各有汇流母线的电气主接线特点出线经旁路隔离开关出线经旁路隔离开关Q QS3S3与旁与旁路母线连接。路母线连接。QFPQFP为旁母断路器为旁母断路器l旁路母线的作用旁路母线的作用：可以不停电检修任一可以不停电检修任一( (进进) )出线断路器。出线断路器。从而提高了从而提高了供电的可靠性。供电的可靠性。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.单母线加装旁路母线：单母线加装旁路母线：(一）各有汇流母线的电气主接线特点正常
9、运行时，正常运行时，QFP和和QS3断断开。开。当检修出线断当检修出线断 路器路器QF1时，时，先闭合旁母断路器先闭合旁母断路器QFP两侧的两侧的隔离开关隔离开关QSP1、QSP2，再闭，再闭合合QFP和和QS3，然后断开，然后断开QF1及其线路隔离开关及其线路隔离开关QS2和母线和母线隔离开关隔离开关QS1。这样这样QF1便退出工作，通便退出工作，通过过QFP和和QS3向线路向线路L2供电。供电。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式架设旁路母线的原则：（也适用于双母线）n10kV10kV线路：一般不装，原因：线路：一般不装，原因：n重要用户双电源供电；重要用户双电源供电；n10
10、kV10kV断路器价格低，可设专用备用断路器（手车式）。断路器价格低，可设专用备用断路器（手车式）。n35kV35kV线路：一般不装，原因同上，但下列情况也可以考虑：线路：一般不装，原因同上，但下列情况也可以考虑：n出线回路数很多时（出线回路数很多时（8 8回）；回）；n有较重要的用户且单电源供电。有较重要的用户且单电源供电。n110kV110kV及以上线路出线较多时，一般均装设，原因：及以上线路出线较多时，一般均装设，原因：n断路器检修时间长（断路器检修时间长（5 5天）；天）；n线路停电影响范围大。线路停电影响范围大。n中小型水电厂：不设旁路母线，原因：中小型水电厂：不设旁路母线，原因：n
11、断路器检修安排在枯水季节。断路器检修安排在枯水季节。装旁母可以不停电检装旁母可以不停电检修任一修任一( (进进) )出线断路出线断路器。器。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.3.双母线接线双母线接线(一）各有汇流母线的电气主接线特点 是我国是我国最常用最常用的电气主的电气主接线形式之一。接线形式之一。 每回线路都经一台断路每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之間通过母线母线连接，母线之間通过母线联络断路器联络断路器QF( (简称母联简称母联) )连接。连接。 使运行的可靠性和灵活使运行的可靠性和灵活性大为提高。性大为提高。
12、电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.3.双母线接线双母线接线(一）各有汇流母线的电气主接线特点 运行方式灵活运行方式灵活l母联母联QFQF断开，一组母线工作，断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。接于运行母线上。l母联母联QFQF断开，进出线分别接断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运于两组母线，两组母线分裂运行。行。l母联母联QFQF闭合，电源和馈线平闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。均分配在两组母线上。电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.双母线接线特点(一）各有汇流母线的电气
13、主接线特点 （1 1）母线可以轮流检修而不）母线可以轮流检修而不致使供电中断。当一组母线检致使供电中断。当一组母线检修时，可将该母线上的电源和修时，可将该母线上的电源和负荷切换到另一组母线上运行。负荷切换到另一组母线上运行。（2 2）如遇一组母线故障，只）如遇一组母线故障，只影响一半左右的电源和负荷影响一半左右的电源和负荷短短时时停电，可将故障母线上的负停电，可将故障母线上的负荷和电源倒向正常母线上运行，荷和电源倒向正常母线上运行，能迅速恢复供电。能迅速恢复供电。 （3 3）当进出线母线隔离开关）当进出线母线隔离开关需要检修时，只需该进线（或需要检修时，只需该进线（或出线）和一组母线停电，而不
14、出线）和一组母线停电，而不 影响其他回路的正常供电。影响其他回路的正常供电。 电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.双母线接线特点(一）各有汇流母线的电气主接线特点 （4 4）调度灵活调度灵活，各电源和负，各电源和负荷可以在任意一组母线上运行，荷可以在任意一组母线上运行，并可根据潮流变化或其他要求并可根据潮流变化或其他要求改变运行方式。改变运行方式。（5 5）扩建方便扩建方便，双母线可以，双母线可以向左右任意一个方向扩建出线，向左右任意一个方向扩建出线，且扩建时不影响供电。且扩建时不影响供电。（6 6）便于试验便于试验，当需要时可，当需要时可以空出一组母线供出线或母线
15、以空出一组母线供出线或母线试验而不影响供电，还可将母试验而不影响供电，还可将母线联络断路器与被试线路断路线联络断路器与被试线路断路器串联运行，形成双重保护，器串联运行，形成双重保护，以保证试验时的安全。以保证试验时的安全。此外，当进出线断路器出现异常（如不能操作）时，也可采用此外，当进出线断路器出现异常（如不能操作）时，也可采用上述串联运行方式将线路停下。上述串联运行方式将线路停下。电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.双母线接线特点(一）各有汇流母线的电气主接线特点 （7 7）双母线进出线断路器与）双母线进出线断路器与保护为一对一方式，故保护为一对一方式，故保护方保
16、护方式比较简单式比较简单。 (8)(8)布置清晰，便于运行人员布置清晰，便于运行人员记忆和操作记忆和操作。电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.3.双母线双母线带旁路带旁路接线接线(一）各有汇流母线的电气主接线特点QS4W3QF1W1W2QF4QF2电源1电源2QF1QF1为母线联络断路器为母线联络断路器QF2QF2为旁路断路器为旁路断路器两者即可分别设置，也可将两两者即可分别设置，也可将两者合并者合并2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式3.3.双母线双母线带旁路带旁路接线接线(一）各有汇流母线的电气主接线特点QS4W3QF1W1W2QF4QF2电源1电
17、源2（9 9）当装设有旁路母线时，）当装设有旁路母线时，出线断路器需要检修时可用旁出线断路器需要检修时可用旁路断路器代替，线路可不停电路断路器代替，线路可不停电。 我国我国220KV配电装置配电装置常采用旁路母线，以满足断路常采用旁路母线，以满足断路器检修时不影响进出线正常运器检修时不影响进出线正常运行的要求，但随着断路器制造行的要求，但随着断路器制造质量的日益提髙，旁路母线的质量的日益提髙，旁路母线的应用范围已逐渐减少。目前规应用范围已逐渐减少。目前规程已规定，采用程已规定，采用FSFS6 6断路器的主断路器的主接线不宜设旁路设施。接线不宜设旁路设施。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线
18、的基本形式3.3.双母线接线双母线接线(一）各有汇流母线的电气主接线特点 双母线接线的缺点 （1 1）在改变运行方式时，母）在改变运行方式时，母线隔离开关作为操作电器进行线隔离开关作为操作电器进行操作，倒闸操作比较复杂操作，倒闸操作比较复杂, ,因因 而易造成误操作。而易造成误操作。（2 2）双母线存在全停的可能，）双母线存在全停的可能，如母线联络断路器故障（短路）如母线联络断路器故障（短路）或一组母线检修而另一组或一组母线检修而另一组 母母线故障（或出线故障，断路器线故障（或出线故障，断路器拒动）时。这一缺点对于大容拒动）时。这一缺点对于大容量电厂和量电厂和330330 500KV500KV
19、系统的系统的 影影响尤为严重。响尤为严重。电源电源12-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式4.4.双母线一台半断路器接线方式双母线一台半断路器接线方式 (一）各有汇流母线的电气主接线特点在在两两组组母母线线W W1 1，W W2 2之之间间，形形成成一一个个三三台台断断路路器器构构成成的的“断断路路器器串串”。每每二二台台断断路路器器之之间间引引出出一一条条回回路路（进进出出线线或或电电源源），每每串串引引两两条条回回路路，平平均均每每条条回回路路一一台台半半断断路路器器，所所以以称称一一台台半半断断路路器器接线，又称二分之三接线。接线，又称二分之三接线。QS1QS1W1W2QFQ
20、SQSQSQSQFQFQSQS 在装有大型发电机在装有大型发电机组的电厂被广泛采用组的电厂被广泛采用 2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式4.4.双母线一台半断路器接线方式双母线一台半断路器接线方式 (一）各有汇流母线的电气主接线特点W1W2采用采用交叉配置交叉配置的原则的原则，在每个在每个“断路器串断路器串”上配置一上配置一条电源回路和一条出线回路，避条电源回路和一条出线回路，避免在联络断路器发生故障时，使免在联络断路器发生故障时，使两条电源回路同时被切除。两条电源回路同时被切除。一回出线靠近一回出线靠近A A母线，另一回母线，另一回出线靠近出线靠近B B母线，两个电源进线母线
21、，两个电源进线亦相应变换了位置。这样的排列亦相应变换了位置。这样的排列特点，能最大限度地缩小故障范特点，能最大限度地缩小故障范围，确保发电厂和系统的稳定运围，确保发电厂和系统的稳定运行。行。 2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式4.4.双母线一台半断路器接线方式双母线一台半断路器接线方式 (一）各有汇流母线的电气主接线特点 特点l具具有有较较高高的的供供电电可可靠靠性性及及运运行行灵灵活活性性。母母线线故故障障，只只跳跳开开与与此此母母线线相相连连的的断断路路器器，任任何何回回路不停电。路不停电。l任任一一断断路路器器检检修修或或故故障障时时，均均不不影影响响正正常常的的发发供供
22、电电仅仅需需断断开开该断路器及其两侧的隔离开关。该断路器及其两侧的隔离开关。l隔隔离离开开关关不不作作操操作作电电器器，减减少少了误操作的几率。了误操作的几率。W1W22-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式4.4.双母线一台半断路器接线方式双母线一台半断路器接线方式 (一）各有汇流母线的电气主接线特点缺点l使使用用设设备备较较多多，投投资资较较大大，二二次次控控制制接接线线和和继继电电保保护护配配置置也也比较复杂。比较复杂。W1W2适用范围大大型型电电厂厂和和变变电电所所的的超超高高压压配配电装置。电装置。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式1.1.发电机发电机- -
23、变压器组单元接变压器组单元接线线(二）无汇流母线的电气主接线 1）发电机-变压器单元接线形式2）扩大单元接线形式2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式1.1.发电机发电机- -变压器组单元接变压器组单元接线线(二）无汇流母线的电气主接线 为了提髙电力系统稳定性，加强受端电网与电源间的联系，在远离负荷中心的大型发电厂，推荐采用发电机变压器线路单元接线方式（图a)。 这种接线方式使用设备最少，接线简单，省这种接线方式使用设备最少，接线简单，省去了髙压配电装置，明显地减少了检修工作量和去了髙压配电装置，明显地减少了检修工作量和运行操作量，相应的事故概率也少得多。运行操作量，相应的事故概率
24、也少得多。 缺点是，当线路发生故障或需要检修时，缺点是，当线路发生故障或需要检修时，以及发电机变压器组故障或检修时，互相牵制，以及发电机变压器组故障或检修时，互相牵制，被迫停运。被迫停运。 发电机变压器线路单元接线2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式1.1.发电机发电机- -变压器组单元接变压器组单元接线线(二）无汇流母线的电气主接线 对于容量在对于容量在200MW200MW以上的发电机组一次以上的发电机组一次接线，大都采用发电机接线，大都采用发电机变压器组单元接变压器组单元接线线( (图图b),b),图中单元接线仅在变压器高压侧图中单元接线仅在变压器高压侧装设断路器。装设断路器
25、。采用发电机变压器组单元接线，有利于采用发电机变压器组单元接线，有利于实现机、炉、电集中控制，接线简单、清实现机、炉、电集中控制，接线简单、清晰，维护、运行管理方便，从而提高运行晰，维护、运行管理方便，从而提高运行可靠性。可靠性。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式1.1.发电机发电机- -变压器组单元接变压器组单元接线线(二）无汇流母线的电气主接线 目前我国及许多国家的大容量机组的单元接线中，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
26、关， 只装设可拆的连接片，以供发电机测试时用。封闭式母线图片发电机-变压器单元式接线主封闭母线分支封闭母线主变压器厂用变压器电压互感器避雷器观察孔封闭式母线侧视图2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.桥形接线桥形接线 (二）无汇流母线的电气主接线 内桥式接线外桥式接线桥跨条使用断路器数目最少2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.桥形接线桥形接线 (二）无汇流母线的电气主接线 当输电线路较长，故障概率当输电线路较长，故障概率较多，而变压器又不需要经常切除时，较多，而变压器又不需要经常切除时，采用内桥式接线比较合适；采用内桥式接线比较合适；内桥式接线2-1
27、电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.桥形接线桥形接线 (二）无汇流母线的电气主接线 外桥式接线 外桥式接线则在出线较短，外桥式接线则在出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率流经本厂切换，或系统有穿越功率流经本厂（如双回路出线均接入环形电网）（如双回路出线均接入环形电网）时，就更为适宜。时，就更为适宜。 正常运行时正常运行时桥连断路器处于闭合状态桥连断路器处于闭合状态。跨条上的跨条上的 旁路隔离开关处于断开状旁路隔离开关处于断开状态态。2-1 电气设备的主接线 二、电气主接线的基本形式2.2.桥形接线桥形接线 (二）无汇流母线的
28、电气主接线 采用三台变压器和三回出线组成采用三台变压器和三回出线组成双桥形接线双桥形接线 桥形接线采用设备少，桥形接线采用设备少，接线清晰简单，但可靠性不接线清晰简单，但可靠性不高，且隔离开关又用作操作高，且隔离开关又用作操作电器，只适用于小容量发电电器，只适用于小容量发电厂或变电所，以及作为最终厂或变电所，以及作为最终将发展为单母线分段或双母将发展为单母线分段或双母线的初期接线方式。线的初期接线方式。 2-1 电气设备的主接线 三、发电厂的主接线特点1.1.火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线 升高电压级的升高电压级的接线形式应根据机组容量、输送容量大小、电压等级、出线回路数多少以及负荷
29、的重要性等予以具体分析，区别对待，可以采用单母线分段接线、双母线接线、可以采用单母线分段接线、双母线接线、3/2 3/2 接线等形式，当出线回路数较多时，还应增设旁路母线接线等形式，当出线回路数较多时，还应增设旁路母线。对大容量机组、超髙压输电系统对大容量机组、超髙压输电系统，无论什么原因，诸如断路器临时检修、母线故障、人员误操作等造成线路或电源、进线停用或发电机限制出力，均可能影响电力的生产，对系统将造成较大冲击，造成的损失将十分巨大。综合经济、技术比较，双母线一台半断路器主接线双母线一台半断路器主接线的运行方式灵活性、供电可靠性更显突出，因而在大容量机组电厂的广泛采用。2-1 电气设备的主
30、接线 三、发电厂的主接线特点1.1.火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线 但从整个电网的角度来看，双母线一台半断路器接线方式并不能完全满足电网稳定结构的基本要求。因此，在远离负荷中心的大型发电厂在远离负荷中心的大型发电厂，越来越多的多的采用采用发电机发电机变压器变压器线路单元接线方式或双母线双断路器、母线路单元接线方式或双母线双断路器、母线分开运行、机组和出线均衡配置的接线和运行方式。线分开运行、机组和出线均衡配置的接线和运行方式。基于上述理由，随着电网规模进一步扩大，远距离发电厂单机容量及总装机容量的增加，将来有相当数量的发电厂接线方式也许不再采用双母线一台半断路器接线方式。 为了使发电
31、厂升高电压等级的配电装置布置简单、运行检修方便，一般升高电压等级不宜过多，通常以两级电压为宜，最多不应超过三级。2-1 电气设备的主接线 三、发电厂的主接线特点2. 2. 水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线 水力发电厂的主接线常采用水力发电厂的主接线常采用单元接线、扩大单元接线单元接线、扩大单元接线；当进出线回路不多时，宜采用当进出线回路不多时，宜采用桥形接线和多角形接线桥形接线和多角形接线；当回路数较多时，根据电压等级、传输容量、重要程度当回路数较多时，根据电压等级、传输容量、重要程度，可采用单母线分段、双母线、双母线带旁路和一台半断路器接线形式。2-1 电气设备的主接线 三、发电厂的主接线特点2. 2. 水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线 三角式接线四角式接线当进出线回路不多时，宜采用桥形接桥形接线和多角线和多角形接线形接线；
