电气主接线及设计ppt课件

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1、第四章第四章 电气主接气主接线及及设计 定性分析和衡量主接定性分析和衡量主接线可靠性可靠性 断路器断路器检修修时，能否不影响供，能否不影响供电； 线路、断路器或母路、断路器或母线缺点与缺点与检修修时，停运回路，停运回路数多少和停数多少和停电时间的的长短，以及能否保短，以及能否保证对I、类负荷的供荷的供电； 发电厂或厂或变电站全部停站全部停电的能的能够性；性； 大机大机组忽然停运，忽然停运，对系系统稳定运定运转影响与后果。影响与后果。 主接主接线是是发电厂、厂、变电站站电气部分主体，是气部分主体，是电力系力系统网网络构造的重要构造的重要组成部分，直接影响运成部分，直接影响运转可靠性、灵敏性；可靠

2、性、灵敏性；对电器器选择、配、配电安装布置、安装布置、继电维护、自、自动安装和控制安装和控制方式的方式的拟定有决定有决议性的影响。因此，主接性的影响。因此，主接线的的设计，必需，必需综合合处置各个方面要素，置各个方面要素，经技技术、经济论证后确定。后确定。 主要内容：本章以主要内容：本章以电气主接气主接线设计为中心，引中心，引见对主接主接线的根本要求、典型接的根本要求、典型接线方式以及主要方式以及主要设备的作用、配置原那么，并的作用、配置原那么，并对变压器器选择、限、限制短路制短路电流的方法等流的方法等进展了展了详尽的分析；尽的分析；综合合论述了各种述了各种类型型发电厂或厂或变电站站电气主接气

3、主接线的特点的特点和主接和主接线设计的普通原那么、步的普通原那么、步骤。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-1 电气主接气主接线设计原那么和程序原那么和程序 一、一、对电气主接气主接线的根本要求的根本要求 1、可靠性、可靠性 平安可靠是平安可靠是电力消力消费的首要的首要义务，保，保证供供电可靠是可靠是电气气主接主接线最根本的要求。停最根本的要求。停电不不仅给发电厂呵斥厂呵斥损失，而且失，而且给国民国民经济各部各部门带来的来的损失将更加失将更加严重。重。 (1)发电厂或厂或变电站在站在电力系力系统中的位置和作用；中的位置和作用； (2)负荷性荷性质和和

4、类别； (3)设备的制造程度；的制造程度； (4)长期期实际运运转阅历。 2、灵敏性、灵敏性(1)操作的方便性；操作的方便性；(2)调度的方便性；度的方便性；(3)扩建的方便性。建的方便性。 3、经济性性 (1)节省一次投省一次投资；(2)占地面占地面积少；少；(3)电能能损耗耗少。少。 根据根据义务书要求，要求，经过原始原始资料分析，料分析，对电源和源和出出线回路、回路、电压等等级、变压器台数、容量以及母器台数、容量以及母线构造等不同的思索，构造等不同的思索，拟定出假定出假设干方案。从技干方案。从技术上上论证并淘汰一些明并淘汰一些明显不合理方案，保管不合理方案，保管23个技个技术上相当的方案

5、，上相当的方案，进展展经济比比较。最。最终确定出在技确定出在技术上合理、上合理、经济上可行的最上可行的最终方案。方案。 包括包括发电厂厂类型、型、设计规划容量、划容量、单机容量及台数，最机容量及台数，最大大负荷利用小荷利用小时数及能数及能够的运的运转方式等。方式等。 以以设计义务书为根据，以国家根据，以国家经济建立的方建立的方针、政策、政策、技技术规定、定、规范范为准准绳，结合工程合工程实践情况，在保践情况，在保证供供电可靠、可靠、调度灵敏、度灵敏、满足各足各项技技术要求的前提下，兼要求的前提下，兼顾运运转、维护方便，尽能方便，尽能够地地节省投省投资，就近取材，力争，就近取材，力争设备元件元件

6、和和设计的先的先进性与可靠性，性与可靠性，坚持可靠、先持可靠、先进、适用、适用、经济、美美观的原那么。的原那么。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 二、二、电气主接气主接线设计的原那么的原那么 三、三、电气主接气主接线的的设计程序程序 1、对原始原始资料分析料分析 (1)工程情况工程情况 (2)电力系力系统情况情况 包括包括电力系力系统近期及近期及远景开展景开展规划，划，发电厂或厂或变电站在站在电力系力系统中的位置和作用，本期工程和中的位置和作用，本期工程和远景与景与电力系力系统衔接方式及各接方式及各级电压中性点接地方式等。中性点接地方式等。 (3)负荷

7、情况荷情况 包括包括负荷的性荷的性质及其地理位置、及其地理位置、输电电压等等级、出、出线回回路数及保送容量等。路数及保送容量等。 (4)环境条件境条件 包括当地的气温、湿度、覆冰、包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地向、水文、地质、海拔高度及地震等要素，、海拔高度及地震等要素，对主接主接线中中电气气设备的的选择和配和配电安装的安装的实施均有影响。施均有影响。 (5)设备供供货情况情况 为使所使所设计的主接的主接线具有可行性，必需具有可行性，必需对各主要各主要电气气设备的性能、制造才干和供的性能、制造才干和供货情况、价情况、价钱等等资料聚集并分析料聚集并分析比比较。 2、主接、主接线

8、方案的方案的拟定与定与选择 3、短路、短路电流流计算和主要算和主要电器器选择 4、绘制制电气主接气主接线图5、编制工程概算制工程概算发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-2 主接主接线的根本接的根本接线方式方式 一、一、单母母线接接线及及单母母线分段接分段接线 1、单母母线接接线接接线特点特点操作原那么操作原那么运用运用优点点缺陷缺陷 2、单母母线分段接分段接线分段作用分段作用分段数目分段数目运用运用 610kV出出线在在6回及以上回及以上时，每段所接，每段所接容量不超越容量不超越25MW；3560kV出出线回路数回路数不超越不超越8回；回；11022

9、0kV出出线回路数不宜超回路数不宜超越越4回。回。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 二、双母二、双母线接接线及双母及双母线分段接分段接线 1、双母、双母线接接线 (1)检修任一修任一组母母线都不用停都不用停顿对用用户供供电(2)一一组母母线缺点后能迅速恢复供缺点后能迅速恢复供电(3)检修任一修任一组母母线隔分开关不影响其它回路运隔分开关不影响其它回路运转(4)检修任一出修任一出线断路器可用母断路器可用母联断路器替代其任断路器替代其任务 双母双母线接接线的适用范的适用范围 (1)610kV配配电安装，当短路安装，当短路电流流较大出大出线需需带电抗器抗器;

10、 (2)3560kV配配电安装当出安装当出线回路超越回路超越8回回时，或，或衔接的接的电源源较多、多、负荷荷较大。大。 (3)110220kV配配电安装出安装出线回路回路为5回及以上回及以上时。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 2、双母、双母线分段接分段接线 运用：运用：610kV进出出线或或电源源较多多,保送功率保送功率较大大时,为限限制短路制短路电流流,选择轻型型设备,常采用双母常采用双母线三分段。三分段。 220500kV容量容量较大的大的发电厂或厂或变电所高所高压接接线，有，有时采用双母采用双母线三分段或四分段接三分段或四分段接线。发电厂电气部

11、分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 三、三、带旁路母旁路母线的的单母母线和双母和双母线接接线 普通普通单母母线带旁路母旁路母线接接线 1、单母母线带旁路母旁路母线的接的接线单母母线分段分段带旁路接旁路接线利用分段兼旁路利用分段兼旁路(旁路兼分段旁路兼分段) 单母母线分段接分段接线 单母母线(或分段或分段)带旁路母旁路母线的运用范的运用范围 (1)610kV屋内配屋内配电安装普通情况下不装安装普通情况下不装设旁路旁路母母线。 (2)3560kV配配电安装普通不安装普通不设旁路母旁路母线，由于重，由于重要用要用户多多为双回路供双回路供电，允，允许停停电检修断路器。假修断

12、路器。假设线路断路器不允路断路器不允许停停电检修，在采用修，在采用单母母线分段分段接接线时可思索增可思索增设旁路母旁路母线，但多用分段断路器兼，但多用分段断路器兼作旁路断路器。作旁路断路器。 (3)110220kV假假设采用采用单母分段，普通母分段，普通应设置旁置旁路母路母线且以公用旁路断路器且以公用旁路断路器为宜。宜。 (4)凡采用凡采用SF6断路器的接断路器的接线，可不装，可不装设旁路母旁路母线。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 2、双母、双母线带旁路母旁路母线的接的接线 (1)普通双母普通双母线带旁路母旁路母线的接的接线 (2)利用旁路兼母利用旁

13、路兼母联(母母联兼旁路兼旁路)的双母的双母线带旁旁路接路接线 3、旁路母、旁路母线设置的原那么置的原那么 110kV出出线在在6回及以上、回及以上、220kV出出线在在4回及以上回及以上时,宜采用宜采用带公用旁路断路器的旁路母公用旁路断路器的旁路母线。 在出在出线回数回数较少的情况下，少的情况下，为节省投省投资，采用母，采用母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器的接断路器或分段断路器兼作旁路断路器的接线方式。方式。 以下情况下，可不以下情况下，可不设置旁路置旁路设备 (1)允允许断路器停断路器停电检修修时(如双回路供如双回路供电的的负荷荷)； (2)中小型水中小型水电站枯水季站枯水季节允允许停停

14、电检修出修出线断路断路器器时； (3)采用六氟化硫采用六氟化硫(SF6)断路器及封断路器及封锁组合合电器器(GIS)时。 4、电源源侧断路器能否接入旁路母断路器能否接入旁路母线 变电站主站主变压器可靠性器可靠性较高，通常不需高，通常不需检修修,但是但是高高压侧断路器有定期断路器有定期检修需求，那么修需求，那么应接入接入; 发电厂升厂升压变压器高器高压侧断路器的定期断路器的定期检修修,可安可安排在排在发电机机组检修期同步修期同步进展，那么不需接入。展，那么不需接入。 5、设置旁路置旁路设备 每两回每两回进出出线用用3台断路器构成一串，接在二台断路器构成一串，接在二组母母线之之间，因此称，因此称3

15、/2断路器接断路器接线，也称一台半断路器，也称一台半断路器接接线。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 1、一台半断路器接、一台半断路器接线 四、一台半断路器及四、一台半断路器及4/3接接线(1)3/2断路器接断路器接线的特点的特点操作方便；操作方便； (2)配置原那配置原那么么 电源与源与负荷尽量布置在荷尽量布置在同一串上，防止在同一串上，防止在联络断路断路器缺点器缺点时,使两条使两条电源或两源或两条出条出线同同时被切除；被切除；可靠性高；可靠性高；调度灵敏；度灵敏；投投资较大，大，维护较复复杂。检修方便；修方便； 当接当接线仅为两串两串时，同，同名回路

16、宜分名回路宜分别接入不同接入不同侧的的母母线(交叉接交叉接线)，进出出线应装装设隔分开关。隔分开关。 (3)交叉接交叉接线特特点点 (4)适用范适用范围 3/2断路器接断路器接线是是现代大型代大型电厂和厂和变电所超高所超高压、特高、特高压配配电安装，安装，对供供电可靠性要求可靠性要求较高高时常用接常用接线方式。方式。 2、4/3接接线 4/3接接线的一个串中有的一个串中有4台断路器，台断路器，衔接接3回回进出出线回路。回路。 运用运用 通常用于发电机台数通常用于发电机台数(进线进线)大于线路大于线路(出线出线)数的大型水电厂，以便数的大型水电厂，以便实如今一个串的实如今一个串的3个回路个回路中

17、电源与负荷容量相互中电源与负荷容量相互匹配；与一台半断路器匹配；与一台半断路器接线相比，投资节省，接线相比，投资节省，但可靠性有所降低，布但可靠性有所降低，布置比较复杂。置比较复杂。(1)与与3/2接接线相比有何特点相比有何特点 (2)运用范运用范围发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 五、变压器母线接线发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 六、单元接线 1、发电机-双绕组变压器单元接线优点点 存在的技存在的技术问题当主当主变发生缺点，除了跳主生缺点，除了跳主变高高压侧断路器外断路器外还需跳需跳发电机磁机磁场开关。开关

18、。由于大型由于大型发电机机时间常数常数较大，即使磁大，即使磁场开关跳开关跳开后，一段开后，一段时间内内经过发变组的缺点的缺点电流仍很流仍很大；假大；假设磁磁场开关拒跳，那么后果更开关拒跳，那么后果更为严重。重。发电机缺点机缺点时，假，假设变压器高器高压侧断路器失灵断路器失灵拒跳，只能拒跳，只能经过失灵失灵维护出口启出口启动母差母差维护或或发远方跳方跳闸信号使信号使线路路对侧断路器跳断路器跳闸；假假设因通道因通道缘由由远方跳方跳闸信号失效，那么只能由信号失效，那么只能由对侧后后备维护切除缺点，缺点切除切除缺点，缺点切除时间大大延伸，大大延伸，会呵斥会呵斥发电机、主机、主变压器器严重重损坏。坏。接

19、接线简单，开关，开关设备少，操作少，操作简便。便。发电机缺点跳机缺点跳闸时，将失去厂用任，将失去厂用任务电源，而源，而这种情况下种情况下备用用电源的快速切源的快速切换极有能极有能够不不胜利，利，因此机因此机组面面临厂用厂用电中断的要挟。中断的要挟。 2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线 3、发电机机-变压器器-线路路单元接元接线4、发电机机-双双绕组变压器器扩展展单元接元接线5、发电机机-分裂分裂变压器器扩展展单元接元接线 当只需当只需2台台变压器和器和2条条线路路时，宜采用，宜采用桥形接形接线。桥形接形接线，根据，根据桥断路器的安装位置，可分断路器的安装位置，可分为内内桥接接线和外

20、和外桥接接线两种。两种。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 七、桥形接线 1、内、内桥接接线 适用于适用于线路路较长和和变压器不需求器不需求经常切常切换的情况。的情况。 2、外、外桥接接线 适用于适用于线路路较短和短和变压器需求器需求经常切常切换的情况。的情况。 另外当系另外当系统中有穿越功率中有穿越功率经过高高压侧,或或桥形接形接线的的2条条线路接入路接入环网网时。 优缺陷缺陷 适用范适用范围 小容量小容量发电厂或厂或变电站，以及作站，以及作为最最终将开展将开展为单母母线分段或双母分段或双母线接接线的初期接的初期接线方式方式 角形接角形接线断路器数等于

21、断路器数等于电源回路和出源回路和出线回路的回路的总数，断数，断路器接成路器接成环形形电路，路，电源回路和出源回路和出线回路都接在回路都接在2台断路器台断路器之之间，多角形接，多角形接线的的“角数等于回路数，等于断路器数。角数等于回路数，等于断路器数。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 八、角形接线 1、三角形接、三角形接线2、四角形接、四角形接线 优点点 缺陷缺陷 断路器数目断路器数目较少少; 任一台断路器任一台断路器检修修时，不需求繁，不需求繁琐的操作，不影响任何回路供的操作，不影响任何回路供电; 无母无母线,不存在母不存在母线缺点缺点产生的影响；生的

22、影响； 任一回路缺点，只跳开与其相任一回路缺点，只跳开与其相连的两的两台断路器，不影响其它回路运台断路器，不影响其它回路运转。 操作方便，一切隔分开关，只用于操作方便，一切隔分开关，只用于检修修时隔离隔离电源，源，误操作操作时机少。机少。 检修任何一台断路器修任何一台断路器时，开，开环运运转，如此如此时出出现缺点，将呵斥解列；缺点，将呵斥解列； 设备选择困困难,继电维护安装复安装复杂化。化。 配置原那么配置原那么 电源源应尽量配置在多角形的尽量配置在多角形的对角上，角上，使所使所选电气气设备的的额定定电流不致流不致过大大; 当有缺点当有缺点发生解列开生解列开环时,不至于使不至于使负荷失去荷失去

23、电源。源。 运用运用 多角形接多角形接线，普通用于回路数，普通用于回路数较少、少、不适用于回路数不适用于回路数较多的情况。普通最多多的情况。普通最多用到六角形，以减少开用到六角形，以减少开环运运转所所带来的来的不利影响。不利影响。 适用于适用于110kV及以上的配及以上的配电安装。安装。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 九、典型主接九、典型主接线分析分析 1、火力、火力发电厂厂电气主接气主接线 (1)地方性火地方性火电厂的特点厂的特点 建立在城市附近或工建立在城市附近或工业负荷中心；荷中心； 为提高能源利用率和提高能源利用率和环境境维护要求，逐要求，逐

24、渐对小火小火电实行关停的政策，当前在建或运行关停的政策，当前在建或运转的地方性火的地方性火电厂多厂多为热电厂，以推行厂，以推行热电联产，在提供蒸汽和，在提供蒸汽和热水水热能的同能的同时，消，消费的的电能大部分都用能大部分都用发电机机电压直接送直接送给地方用地方用户，只将剩余的，只将剩余的电能以升高能以升高电压送送往往电力系力系统。普通。普通热电厂的厂的单机容多机容多为中小型机中小型机组。通常通常电气主接气主接线包括包括发电机机电压接接线及及12级升高升高电压级接接线。 (2)区域性火区域性火电厂厂 建在煤炭消建在煤炭消费基地附近，基地附近，为凝汽式凝汽式电厂，普通距厂，普通距负荷中心荷中心较远

25、，电能几乎采用高能几乎采用高压或超高或超高压输电线路送至路送至远方，担方，担负着系着系统的根本的根本负荷，装机荷，装机总容量容量在在1000MW以上，以上，单机容量机容量为200MW以上，目前以上，目前以以600MW为主力机主力机组。 2、水力、水力发电厂厂电气主接气主接线 (1)普通普通远离离负荷中心，当地荷中心，当地负荷很小甚至没有，荷很小甚至没有，电能能绝大部分要以大部分要以较高高电压保送到保送到远方。主接方。主接线不不设发电机机电压母母线，多采用，多采用发变组单元接元接线或或扩展展单元接元接线。 (2)主接主接线应力求力求简单，主，主变台数和高台数和高压断路器断路器数量数量应尽量减少，

26、高尽量减少，高压配配电安装安装应布置布置紧凑、占地凑、占地少，以减少土石方开挖量和回填量。少，以减少土石方开挖量和回填量。 (3)装机台数和容量大都一次确定，高装机台数和容量大都一次确定，高压配配电安安装也一次建成，不思索装也一次建成，不思索扩建建问题。 (4)水水轮发电机机组启启动快，常在系快，常在系统中担任中担任调频、调峰及峰及调相相义务，因此机，因此机组开停开停频繁，运繁，运转方式方式变化大，主接化大，主接线应具有具有较好的灵敏性。好的灵敏性。 (5)水水轮发电机机组的运的运转控制比控制比较简单，较易易实现自自动化，化，为此主接此主接线应尽力防止以隔分开关作尽力防止以隔分开关作为操作操作

27、电器。器。 3、变电站站电气主接气主接线 变电站主接站主接线的的设计应根据根据变电站在站在电力系力系统中中的位置、的位置、负荷性荷性质、出、出线回路数等条件和回路数等条件和详细情况情况确定。确定。 通常通常变电站主接站主接线的高的高压侧，应尽能尽能够采用断路采用断路器数目器数目较少的接少的接线，以，以节省投省投资，可采用，可采用桥形、形、单母母线、双母、双母线接接线及角形接及角形接线等。假等。假设变电站站电压为超高超高压等等级，又是重要的枢，又是重要的枢纽变电站，宜采用双站，宜采用双母母线分段分段带旁路接旁路接线或采用一台半断路器接或采用一台半断路器接线。 变电站低站低压侧常采用常采用单母分段

28、接母分段接线或双母接或双母接线，以便于以便于扩建。建。610kV馈线应选轻型断路器，如型断路器，如SNl0型少油断路器或型少油断路器或ZNl3型真空断路器；假型真空断路器；假设不能不能满足开断足开断电流及流及动稳定和定和热稳定要求定要求时，应采用限采用限流措施。流措施。 变电站限制短路站限制短路电流方法，流方法，变压器低器低压侧分列运分列运转；假；假设分列运分列运转仍不能仍不能满足要求，那么可装足要求，那么可装设分分裂裂电抗器或出抗器或出线电抗器抗器,普通尽能普通尽能够不装限流效果不装限流效果较小的母小的母线电抗器。抗器。 发电厂中用来向厂中用来向电力系力系统或用或用户保送保送电能的能的变压器

29、称器称为主主变压器；器； 用于用于联接两个升高接两个升高电压等等级并可相互交并可相互交换功率的功率的变压器称器称为联络变压器；器； 只供只供发电厂本身用厂本身用电的的变压器称厂用器称厂用变压器。器。 除除发电机外，主机外，主变压器是器是发电厂中最厂中最为贵重的大重的大型型电气气设备。 主主变压器台数、容量和型式的器台数、容量和型式的选择能否合理，能否合理，对发电厂的平安厂的平安经济运运转至关重要。至关重要。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-3 主主变压器的器的选择 一、主一、主变压器容量和台数确器容量和台数确实定原那么定原那么 主主变压器容量、台数

30、直接影响主接器容量、台数直接影响主接线的方式和配的方式和配电安装安装的构造。它确的构造。它确实定除根据定除根据传送容量根本原始送容量根本原始资料外，料外，还应根据根据电力系力系统510年开展年开展规划、保送功率大小、划、保送功率大小、馈线回路回路数、数、电压等等级以及接入系以及接入系统的的严密程度等要素，密程度等要素，进展展综合合分析和合理分析和合理选择。假。假设变压器容量器容量选得得过大、台数大、台数过多，多，不不仅添加投添加投资，增大占地面，增大占地面积，而且也添加了运，而且也添加了运转电能能损耗，耗，设备未能充分未能充分发扬效益；假效益；假设容量容量选得得过小，将能小，将能够“封封锁发电

31、机剩余功率的机剩余功率的输出或者会出或者会满足不了足不了变电站站负荷的需求，荷的需求，这在技在技术上是不合理的。上是不合理的。 1、单元接元接线的主的主变压器器 单元接元接线的主的主变压器容量器容量应按照按照发电机的机的额定容定容量扣除本机量扣除本机组的厂用的厂用负荷后，留有荷后，留有10%的裕度来确的裕度来确定。定。 普通情况下，主普通情况下，主变压器容量与器容量与发电机相配套即可。机相配套即可。 例如例如100MW发电机配机配120MVA主主变压器；器；200MW发电机配机配240MVA主主变压器；器；300MW发电机配机配360MVA主主变压器；器；600MW发电机配机配720(3240

32、)MVA主主变压器等。器等。 2、具有、具有发电机机电压母母线接接线的主的主变压器器 发电机机电压母母线与系与系统衔接的升接的升压变压器普通情况下器普通情况下应选2台，某些小型台，某些小型发电厂，或厂，或发电厂主要厂主要电能是以能是以发电机机电压向附近供出，系向附近供出，系统电源源仅作作为备用用时，亦可，亦可选用用1台台主主变压器。器。 (1)当当发电机机电压母母线上的上的负荷最小荷最小时，应能将能将发电机剩余的功率送入系机剩余的功率送入系统。 (2)当接入当接入发电机机电压母母线上的最大一台上的最大一台发电机停机停用用时，能由系，能由系统倒送功率供倒送功率供应机机压母母线的最大的最大负荷。荷

33、。 (3)当丰水季当丰水季节为充分利用水能充分利用水能发电而而对本厂本厂发电机出力机出力进展限制展限制时，应能从系能从系统返送返送电能能满足足发电机机电压母母线的最大的最大负荷荷 (4)对于装有于装有2台主台主变压器的器的发电厂，当厂，当1台缺点或台缺点或检修修时，另，另1台主台主变压器器应能承当能承当总传输功率的功率的70%。 3、衔接两种升高接两种升高电压母母线的的联络变压器器 联络变压器普通只器普通只设一台，最多不超越两台，否一台，最多不超越两台，否那么会呵斥布置和引接那么会呵斥布置和引接线的困的困难。 (1)容量容量应满足在各种不同运足在各种不同运转方式下两方式下两级电压间的功率交的功

34、率交换； (2)容量普通不小于接在两容量普通不小于接在两电压母母线上最大一台上最大一台机机组容量容量. 4、变电站主站主变压器器 普通普通应按按510年年规划划负荷来荷来选择。根据城市。根据城市规划、划、负荷荷性性质、电网构造等网构造等综合思索确定其容量。合思索确定其容量。 重要重要变电站站应思索当思索当1台主台主变压器停运器停运时，其他，其他变压器容量在器容量在计及及过负荷才干允荷才干允许时间内，内，应满足足I类及及类负荷的供荷的供电； 普通普通变电站当站当l台主台主变压器停运器停运时，其他，其他变压器器容量容量应能能满足全部足全部负荷的荷的7080。 普通情况下，普通情况下，设置置2台台变

35、压器；器；对于地域性孤立于地域性孤立的一次的一次变电站或大型工站或大型工业公用公用变电站，可站，可设3台主台主变压器。器。 二、二、变压器型式和构造的器型式和构造的选择原那么原那么 1 1、三相、三相、三相、三相变压变压器与器与器与器与单单相相相相变压变压器器器器 容量一容量一样情况下，一台三相情况下，一台三相变压器比由三台器比由三台单相相变压器器组成的成的变压器器组价价钱廉价，占地和运廉价，占地和运转损耗都小。耗都小。 当遭到运当遭到运输条件限制而不能采用三相条件限制而不能采用三相变压器器时，可采用，可采用一一组单相相变压器，亦可采用两台小容量三相器，亦可采用两台小容量三相变压器器,详细应经

36、技技术经济比比较决决议。 2、双、双绕组变压器与三器与三绕组变压器器 200MW及以上的机及以上的机组，其升，其升压等等级普通只需一普通只需一级。 联络变压器普通都器普通都选用三用三绕组变压器器(多多为自耦三自耦三绕组变压器器)，其第三，其第三绕组可接可接发电厂厂用起厂厂用起动备用用变压器，器，并可接大功率无功并可接大功率无功设备(调相机、静止相机、静止补偿器器) 机机组为125MW及以下容量的及以下容量的发电厂有两厂有两级升高升高电压时,普通普通优先思索采用三先思索采用三绕组变压器。但当两种升高器。但当两种升高电压的的负荷相差很大，荷相差很大，经常流常流过三三绕组变压器某一器某一侧的功率小于

37、的功率小于该变压器器额定容量的定容量的15时，那么宜，那么宜选两台双两台双绕组变压器。器。 3、普通型、普通型变压器与自耦器与自耦变压器器 容量一容量一样情况下，自耦情况下，自耦变压器耗器耗费资料省、体料省、体积小、分小、分量量轻、造价低，同、造价低，同时功率功率损耗也低，耗也低，输电效率效率较高。高。 大容量大容量发电厂中，自耦厂中，自耦变压器常用于高器常用于高压和中和中压系系统之之间的的联络变压器，普通器，普通应有有2个个110kV及以上及以上电压等等级。 在中小在中小发电厂中，可用三厂中，可用三绕组自耦自耦变压器作器作为125MW及以下及以下发电机的升机的升压变压器，此器，此时主要的潮流

38、方向是低主要的潮流方向是低压侧和中和中压侧同同时向高向高压侧保送功率，保送功率，这样可以将部分可以将部分发电机接到中机接到中压侧，充分利用自耦，充分利用自耦变压器的器的经过容量，容量，节省省变压器和开关器和开关设备的投的投资。 升升压构造的自耦构造的自耦变压器不适于由低器不适于由低压侧和高和高压侧同同时向向中中压侧保送功率保送功率(漏磁漏磁较大大)。 自耦自耦变压器的中性点必需直接接地器的中性点必需直接接地(或或经过小小电抗接地抗接地)，否那么，当高，否那么，当高压电网中网中发生生单相接地相接地时，自耦，自耦变压器的器的中中压侧绕组会出会出现过电压。 4、分裂、分裂绕组变压器的器的选用用 发电

39、机机单机容量小于系机容量小于系统容量的容量的1%2%，而，而发电厂与厂与系系统衔接的接的电压又又较高，如高，如200MW机机组升升压到到500kV时，采用采用单元接元接线不不经济，可采用两台，可采用两台发电机共用一台低机共用一台低压绕组分裂的主分裂的主变压器构成器构成扩展展单元接元接线。分裂。分裂变压器低器低压侧有两个完全一有两个完全一样的的绕组，节约了投了投资，减小，减小发电机端短路机端短路时短路短路电流数流数值，从而可，从而可选用用轻型断路器作型断路器作为发电机出口机出口开关及厂用分支开关。开关及厂用分支开关。 分裂分裂绕组变压器在大容量器在大容量发电厂中厂中,还常被用作厂用常被用作厂用电

40、变压器及厂用高器及厂用高压启启动/备用用变压器。器。 5、调压方式方式 无无载调压变压器必需在停器必需在停电的情况下才干的情况下才干调理其理其高高压绕组的分接的分接头位置，从而改位置，从而改动变压器的器的变比到比到达达调理理电压的目的。的目的。调压范范围较小，普通在小，普通在5%以以内。一年中只能内。一年中只能调理理12次，次，电力系力系统中广泛运用中广泛运用的的变压器大多数是无器大多数是无载调压变压器。器。 有有载调压变压器具有公用的分接器具有公用的分接头切切换开关，可开关，可以在不停以在不停电(带着着负载)的情况下改的情况下改动分接分接头位置位置进展展调压。调压的范的范围普通普通为15%以

41、上甚至可达以上甚至可达30%,并且可根据并且可根据负荷大小的荷大小的变化在一天中化在一天中调理好理好几次，并可几次，并可进展自展自动调理。理。 价价钱要要较贵，当，当负载变化化较大，采用无大，采用无载调压变压器器电压质量无法保量无法保证时，可以，可以选用有用有载调压变压器。器。 6、绕组接接线组别 主主变压器多采用器多采用Y,d接接线或者或者Y,y,d接接线。 没有没有绕组，铁芯中主磁通会构成平芯中主磁通会构成平顶波，其中包含波，其中包含较大的三次大的三次谐波磁通分量，会使波磁通分量，会使变压器器铁轭部件及油箱等部件及油箱等铁磁物体磁物体产生附加生附加铁损,降低降低变压器效率并引起部分器效率并

42、引起部分过热。 另外另外线路上如出路上如出现三次三次谐波波电流那么会流那么会对通通讯线路呵斥路呵斥干干扰。有。有绕组后，三次后，三次谐波波电流流仅在在绕组内部循内部循环流通，流通，而不流到而不流到线路上去，就不会干路上去，就不会干扰通通讯线路了。在路了。在绕组内内部流通的三次部流通的三次谐波波电流，流，对主磁通中的三次主磁通中的三次谐波分量波分量产生生剧烈的去磁作用，从而使主磁通的波形烈的去磁作用，从而使主磁通的波形变为正弦波，也使正弦波，也使各相各相电压波形波形为正弦波。正弦波。 我国我国330/220/35、330/110/35、220/110/35kV自耦自耦变压器器为全星形全星形变压器

43、，其第三器，其第三绕组(35kV)也是星形接也是星形接线。 高、中高、中压绕组均均为星形且中性点直接接地，可以星形且中性点直接接地，可以让三次三次谐波波电流流通，从而使流流通，从而使变压器主磁通器主磁通坚持正弦波。同持正弦波。同时，适当采用适当采用这种全星形种全星形变压器器,还可以增大系可以增大系统的零序阻抗，的零序阻抗，以减少日益增大的以减少日益增大的单相短路相短路电流。流。 7、冷却方式的、冷却方式的选择发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-4 限制短路限制短路电流的方法流的方法 当当发电机有机有发电机机电压母母线时，其短路，其短路电流能流能够高达

44、十几万甚至几十万安培，高达十几万甚至几十万安培，这将使母将使母线、断路器、断路器等一次等一次设备遭遭到遭遭到严重的冲重的冲击(发热和和电动力力)。为了平安，必需加大了平安，必需加大设备型号，而无法采用价型号，而无法采用价钱廉价廉价的的轻型开关型开关电器和器和较小截面的小截面的导线，这不不仅会使投会使投资大大为添加，甚至会因短路添加，甚至会因短路电流太大而无法流太大而无法选到符到符合要求的合要求的设备。因此，。因此，该当采取某些限制短路当采取某些限制短路电流流的措施。的措施。 一、一、选择适当的主接适当的主接线方式和运方式和运转方式方式 1、发电机机组采用采用单元接元接线 发电机和升机和升压变压

45、器采用器采用单元接元接线而不在机端并而不在机端并联运运转，将大大减少将大大减少发电机机端短路的短路机机端短路的短路电流。流。 2、环形形电网开网开环运运转 在在环形形电网某一穿越功率最小网某一穿越功率最小处开开环运运转，或将，或将发电厂厂高高压母母线分裂运分裂运转，就是将本来并，就是将本来并联运运转的两部分分开运的两部分分开运转，当然使短路，当然使短路时的阻抗增大，短路的阻抗增大，短路电流流变小。小。 3、并、并联运运转的的变压器分开运器分开运转 多数降多数降压变电所中装有两台所中装有两台变压器，其低器，其低压侧母母线常采常采用用单母母线分段接分段接线，当分段断路器分开运，当分段断路器分开运转

46、时，会使短路，会使短路电流大流大为减少。减少。为保保证供供电可靠性，分段断路器上可装可靠性，分段断路器上可装设“备用用电源自源自动投入安装，当一台投入安装，当一台变压器缺点退出运器缺点退出运转时，分段断路器能自分段断路器能自动合合闸，恢复，恢复对失失电母母线段及所段及所带出出线的的供供电。 二、装二、装设限流限流电抗器抗器 1、在、在发电机机电压母母线上装上装设分段分段电抗器抗器 装在装在发电机机电压母母线(6kV或或10kV)分段分段处的的电抗器能抗器能有效地降低有效地降低发电机出口断路器、母机出口断路器、母线分段断路器、母分段断路器、母线联络断路器以及断路器以及变压器低器低压侧断路器所接受

47、的短路断路器所接受的短路电流。由于正常流。由于正常经过分段的分段的电流不大，可以流不大，可以选较大大电抗百分数抗百分数(8%12%)，而两段母，而两段母线间的的电压降也不会太降也不会太大，大，电能能损耗也少，因此耗也少，因此优先采用。先采用。 2、在、在发电机机电压电缆出出线上装上装设出出线电抗器抗器 610kV出出线上短路上短路时，母，母线分段分段电抗器能起限流抗器能起限流作用，有作用，有时还须在出在出线上装上装设电抗器抗器,以使以使发电机机电压直配直配线的短路的短路电流限制到流限制到轻型廉价的开关所能开型廉价的开关所能开断的范断的范围内内(SNl0-10I型少油断路器开断型少油断路器开断电

48、流流为16kA)。由于出。由于出线电抗器的抗器的额定定电流流较小小(300600A)，虽额定定电抗抗标么么值仅取取3%6%，但，但实践的有名践的有名值电抗抗较大，限流作用也大，但出大，限流作用也大，但出线加加装装电抗器会使配抗器会使配电安装复安装复杂,占地增多，正常运占地增多，正常运转时损耗增大。耗增大。 3、装、装设分裂分裂电抗器抗器 分裂分裂电抗器两臂在正常运抗器两臂在正常运转时，负荷荷应一一样或相或相近。使近。使电抗器所呵斥的抗器所呵斥的电压降降较小，而在分裂小，而在分裂电抗抗器某一臂所器某一臂所带线路路发生短路生短路时，短路，短路电流遭到很大流遭到很大的限制的限制,这是分裂是分裂电抗器

49、的抗器的优点。点。 三、采用低三、采用低压绕组分裂分裂变压器器发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-5 4-5 电气主接气主接线设计举例例 发电厂厂电气主接气主接线设计举例例 某火力某火力发电厂原始厂原始资料料 供供热式机式机组2 50MW (UN=10.5kV)2 50MW (UN=10.5kV)； 凝汽式机凝汽式机组2300MW(UN=18kV)2300MW(UN=18kV)； 厂用厂用电率率6%6%，机，机组年利用小年利用小时Tmax=6500hTmax=6500h。 电力力负荷及与荷及与电力系力系统衔接情况接情况资料料 (1)10.5kV (1

50、)10.5kV电压级Pmax=20MWPmax=20MW，Pmin=15MWPmin=15MW，cos =0.8cos =0.8，电缆馈线1010回。回。 (2)220kV (2)220kV电压级Pmax=250MWPmax=250MW，Pmin=200MWPmin=200MW，cos =0.85cos =0.85， Tmax=4500h Tmax=4500h，架空，架空线5 5回。回。 (3)500kV (3)500kV电压级与容量与容量为3500MW3500MW的的电力系力系统衔接，系接，系统归算到本算到本电厂厂500kV500kV母母线上的上的标幺幺电抗抗0.021(0.021(基准容量

51、基准容量为100MVA)100MVA)，500kV500kV架空架空线4 4回，回，备用用线1 1回。回。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 1 1、对原始原始资料的分析料的分析 设计电厂容量厂容量:250+2300MW=700MW;:250+2300MW=700MW; 占系占系统总容量容量700/(3500+700) 100%=16.7%;700/(3500+700) 100%=16.7%; 超越系超越系统检修修备用容量用容量8%15%8%15%和事故和事故备用容量用容量10%10%的限的限额。 阐明明该厂在系厂在系统中的作用和位置至关重要。中的作用和

52、位置至关重要。 由于年利用小由于年利用小时数数为6500h5000h6500h5000h，远大于大于电力系力系统发电机机组的平均最大的平均最大负荷利用小荷利用小时数。数。 该电厂在厂在电力系力系统中将主要承当基荷中将主要承当基荷, ,从而在从而在设计电气主接气主接线时务必偏重思索可靠性。必偏重思索可靠性。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 10.5kV 10.5kV电压级: :地方地方负荷容量最大荷容量最大为20MW,20MW,共有共有1010回回电缆馈线, ,与与50MW50MW发电机机端机机端电压相等，采用直相等，采用直馈线为宜。宜。 18kV 18

53、kV电压级: 300MW: 300MW发电机出口机出口电压，既无直，既无直配配负荷荷, ,又无特殊要求又无特殊要求, ,拟采用采用单元接元接线方式。方式。 220kV 220kV电压级: :出出线回路数回路数为5 5回，回，为保保证检修修出出线断路器不致断路器不致对该回路停回路停电，拟采取采取带旁路母旁路母线接接线方式方式为宜。宜。 500kV 500kV电压级: :与系与系统有有4 4回回馈线，最大能，最大能够保送保送的的电力力为700-15-200-7006%=443MW700-15-200-7006%=443MW。500kV500kV电压级的接的接线对可靠性要求可靠性要求该当很高。当很高

54、。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 2 2、主接、主接线方案的方案的拟定定 (1)10kV (1)10kV电压级 10kV 10kV出出线回路多回路多, ,发电机机单机容量机容量为50MW50MW， 根据根据设计规程程规定：当每段母定：当每段母线超越超越24MW24MW时，采用双母采用双母线分段接分段接线，将，将2 2台台50MW50MW机机组分分别接在两接在两段母段母线上。上。 剩余功率剩余功率经过主主变压器送往器送往电压220kV220kV。 50MW 50MW机机组为供供热式机式机组, ,通常通常“以以热定定电, ,机机组年年负荷小荷小时数数较低

55、低, ,即即10kV10kV电压级与与220kV220kV电压之之间按弱按弱联络思索思索, ,只只设1 1台主台主变压器；器； 10kV 10kV电压最大最大负荷荷20MW20MW，远小于小于250MW250MW发电机机组装机容量，即使在装机容量，即使在1 1台台发电机机检修的情况下，修的情况下，也可保也可保证该电压等等级负荷要求。荷要求。 为选择轻型型电气气设备，应在分段在分段处加装母加装母线电抗器，各条抗器，各条电缆馈线上装上装设线路路电抗器。抗器。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计55Pmax=20MWPmax=20MWPmin=15MWPmin=

56、15MW220kV500kV发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 (2)220kV (2)220kV电压级 出出线回路数大于回路数大于4 4回，回，为使其出使其出线断路器断路器检修修时不停不停电，拟采用采用单母母线分段分段带旁路接旁路接线或双母或双母线带旁路接旁路接线。 从从10kV10kV送来剩余容量：送来剩余容量： 250-(2506%)+20=74MW 250-(2506%)+20=74MW， 不能不能满足足220kV220kV最大最大负荷荷250MW250MW的要求。的要求。 拟以以1 1台台300MW300MW机机组按按发电机机变压器器单元接元接

57、线方式接至方式接至220kV220kV母母线上，上， 剩余容量或机剩余容量或机组检修修时缺乏容量缺乏容量应如何如何处置置? ? 由由联络变压器与器与500kV500kV接接线衔接，相互交接，相互交换功率。功率。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计300MW300MW282MW282MW74MW74MW250MW250MW106MW106MW176MW176MW发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 (3)500kV (3)500kV电压级 500kV 500kV负荷容量大，荷容量大，为保保证可靠性，有多种接可靠性，有多种

58、接线方式，方式，经定性分析挑定性分析挑选后，可后，可选用的方案用的方案为双母双母线带旁路接旁路接线和一台半断路器接和一台半断路器接线。 经过联络变压器与器与220kV220kV衔接，并接，并经过一台三一台三绕组变压器器联络220kV220kV及及10kV10kV电压，以提高可靠性。，以提高可靠性。 将一台将一台300MW300MW机机组与与变压器器组成成单元接元接线，直接，直接将功率送往将功率送往500kV500kV电力系力系统。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计厂备用电源发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 某新建

59、某新建热电厂原始厂原始资料如下料如下 1、发电厂厂规模：模： 装机容量：装机容量：2台台QFQ-50-2机机组，额定定电压10.5kV，功率因数，功率因数为0.8；2台台QFN-100-2机机组，额定定电压10.5kV，功率因数，功率因数为0.85。 厂用厂用电率：按率：按10%思索。思索。 2、电力力负荷及与荷及与电力系力系统衔接情况：接情况： 10.5kV电压级:电缆馈线14回回,每回平均保送容量每回平均保送容量3MW。10.5kV最大最大综合合负荷荷为35MW，最小，最小负荷荷为25MW，功率因数，功率因数为0.8。 60kV电压级: 架空架空线路路2回回,60kV最大最大负荷荷为30M

60、W,最小最小负荷荷为20MW，功率因数，功率因数为0.8。 220kV电压级: 架空架空线路路6回，回，220kV与与电力系力系统衔接，接受接，接受该厂的剩余功率。厂的剩余功率。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 某新建某新建热电厂原始厂原始资料如下料如下 1、发电厂厂规模：模： 装机容量：装机容量：2台台QFQ-50-2机机组，额定定电压10.5kV，功率因数，功率因数为0.8；2台台QFN-100-2机机组，额定定电压10.5kV，功率因数，功率因数为0.85。 厂用厂用电率：按率：按10%思索。思索。 2、电力力负荷及与荷及与电力系力系统衔接情况：接情况： 10.5KV电压级：电缆馈线18回，每回平均保回，每回平均保送容量送容量3MW。10kV最大最大综合合负荷荷为50MW，最小，最小负荷荷为40MW，功率因数，功率因数为0.8。 60kV电压级: 架空架空线路路8回回,60kV最大最大负荷荷为60MW,最小最小负荷荷为40MW,功率因数功率因数为0.85。 220kV电压级: 架空架空线路路6回，回，220KV与与电力系力系统衔接，接受接，接受该厂的剩余功率。厂的剩余功率。