第四章-沈陽工程學院圖書館

1、第三章 電氣主接線,§3.1 概述,概述,一、電氣主接線定義二、電氣主接線圖 三、電氣主接線作用,由發(fā)電機、變壓器、斷路器等一次設備按其功能要求，通過連接線連接而成的用于表示電能的生產(chǎn)、匯集和分配的電路，通常也稱一次接線或電氣主系統(tǒng)。,用規(guī)定的文字和圖形符號按實際運行原理排列和連接，詳細地表示電氣設備的基本組成和連接關系的接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖,但對三相接線不完全相同的局部（如各相電流互感器的配備

2、情況不同）則畫成三線圖。,電氣主接線代表發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結構，匯集電能和分配電能，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分。 電氣主接線中一次設備的數(shù)量、類型、電壓等級、設備間的相互連接方式，及與電力系統(tǒng)連接情況，反映發(fā)電廠或變電站的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位。 電氣主接線形式對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護與自動裝置配置起著決定性作用，直接影響系統(tǒng)運行可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。,概述,四、電氣主接線基本要

3、求 五、電氣主接線分類,（1）保證供電可靠性。   （2）具有一定的靈活性。   （3）簡單清晰、操作方便。   （4）設備投資省，占地面積少，年運行費用少。    （5）能滿足擴建的要求。,有母線,單母線接線、雙母線接線等,無母線,橋形接線、多角形接線和單元接線等,思考練習,思考練習1.什么是電氣主接線?對主接線有哪些基本要求?

4、2.電氣主接線的作用是什么?電氣主接線有哪些基本類型?,§3.2 單母線接線,一、單母線接線,1.接線特點2.優(yōu)缺點分析3.典型操作 4.適用范圍,每一回線路均經(jīng)過一臺斷路器QF和隔離開關QS接于一組母線上。,母線側隔離開關,線路側隔離開關,優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，操作方便，投資少，便于擴建。,缺點：可靠性和靈活性較差。在母線和母線隔離開關檢修或故障時，各支路都必須停止工作；引出線的斷路器檢修時，該支路要停止供

5、電。,L1線路停電操作： 斷開1QF斷路器，檢查1QF確實斷開，斷開13QS隔離開關，斷開11QS隔離開關。,L1線路送電操作： 檢查1QF確實斷開，合上11QS隔離開關，合上13QS隔離開關，合上1QF斷路器。,一般用于6～220kV系統(tǒng)中，出線回路較少，對供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。,二、單母線分段接線,1.接線特點2.優(yōu)缺點分析3.適用范圍,（1）分段斷路器閉合運行：,兩個電源分別接在兩段

6、母線上；兩段母線上的負荷應均勻分配。 可靠性比較好，但線路故障時短路電流較大。,（2）分段斷路器斷開運行：,每個電源只向接至本段母線上的引出線供電，可以限制短路電流，兩段母線上的電壓可不相同 。 可在0QF處裝設備自投裝置，重要用戶可以從兩段母線引接采用雙回路供電。,優(yōu)點：供電可靠性較高,（1）當母線發(fā)生故障時，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作。（2）兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電可靠性，可對重

7、要用戶供電。,缺點：停電范圍仍較大,（1）當一段母線故障或檢修時，該段母線上的所有支路必須斷開，停電范圍較大。（2）任一支路的斷路器檢修時，該支路必須停電。,（1）6～10k：出線回路數(shù)為6回及以上；（2）35～63kV：出線回路數(shù)為4～8回；（3）110～220kV：出線回路數(shù)為3～4回。,三、單母線分段帶旁路母線接線,1.接線形式基本接線形式2.優(yōu)點3.適用范圍,分段斷路器兼作旁路斷路器,旁路斷路器兼作分段斷路器,出

8、線斷路器故障或檢修時可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。,正常運行時，分段斷路器0QF及其兩側隔離開關03QS和04QS處于接通位置，聯(lián)絡隔離開關05QS和06QS處于斷開位置，分段隔離開關01QS和02QS中，一組斷開，一組閉合，旁路母線不帶電。,旁路母線經(jīng)旁路斷路器90QF接至I、II段母線上。正常運行時，90QF回路以及旁路母線處于冷備用狀態(tài)。,正常運行時，兩分段隔離開關01QS、02QS一個投入一個斷開，兩段母線通過901Q

9、S、90QF、905QS、旁路母線、03QS相連接，90QF起分段斷路器作用。,主要用于電壓為6～10kV出線較多而且對重要負荷供電的裝置中；35kV及以上有重要聯(lián)絡線路或較多重要用戶時也采用。,三、單母線分段帶旁路母線接線,4.典型操作,檢查90QF確斷合上901QS，合上905QS，檢查旁路母線電壓正常，斷開90QF，合上15QS，合上90QF，檢查90QF三相電流平衡，斷開1QF，斷開13QS，斷開11QS，

10、按檢修要求做好安全措施，即可對1QF進行檢修,要求線路L1不停電，檢修斷路器1QF，其操作順序如下：,動畫點擊,思考練習,思考練習1.母線分段有何作用？母線帶旁路母線有何作用?2.舉例說明帶旁路母線接線中，出線斷路器檢修線路不停電的倒閘操作。,§3.3 雙母線接線,一、雙母線接線,1.接線特點2.優(yōu)缺點分析3.適用范圍,兩組母線通過母聯(lián)斷路器連接；每一條引出線和電源支路都經(jīng)一臺斷路器與兩組母線隔離開關分別接至兩組

11、母線上。,（1）可靠性高,（2）靈活性好,（3）擴建方便,（4）檢修出線斷路器時該支路仍然會停電,（5）設備較多、配電裝置復雜，易引起誤操作，投資和占地面積也較大,（1）6～10kV短路容量大，有出線電抗器的裝置；（2）35～60kV出線超過8回或電源較多，負荷較大的裝置；（3）110～220kV出線為5回及以上，或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線為4回及以上的裝置。,4.典型操作: I母線運行轉檢修操作,1）正常運行方式：兩組母線并聯(lián)運

12、行，L1、L3、5QF接I母線，L2、L4、6QF接II母線。,確認0QF在合閘運行，取下0QF操作電源保險，合上52QS，斷開51QS，合上12QS，斷開11QS，合上32QS，斷開31QS，投上0QF操作電源保險。斷開0QF，查0QF已斷開，斷開01QS，斷開02QS，退出I母線電壓互感器，按要求做好安全措施，對I母線進行檢修.,2）正常運行方式：I母線為工作母線，Ⅱ母線為備用母線。,合上01QS和02QS，合

13、上母聯(lián)斷路器0QF，取下0QF操作電源保險，合上52QS，斷開51QS，合上62QS，斷開61QS，合上12QS，斷開11QS，合上22QS，斷開21QS，合上32QS，斷開31QS，合上42QS，斷開41QS，投上0QF操作電源保險，斷開母聯(lián)斷路器0QF，斷開01QS和02QS。,二、雙母線分段接線,主要適用于大容量進出線較多的裝置中：   （1）220kV進出線為10～14回的裝置；

14、60;  （2）6～10kV配電裝置中，進出線回路數(shù)或者母線上電源較多，輸送的功率較大，短路電流較大時，常采用雙母線分段接線，并在分段處裝設母線電抗器。,該接線較雙母線接線具有更高的可靠性和更大的靈活性。,三、雙母線帶旁路母線接線,1.接線特點2.優(yōu)缺點分析3.典型操作 4.適用范圍,采用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線：,兩組母線帶旁路,一組母線帶旁路,設有旁路跨條,（1）大大提高了主接線系統(tǒng)的工作可靠性（2）母聯(lián)

15、斷路器兼做旁路斷路器接線經(jīng)濟（3）代路過程中降低了可靠性,一般用在220kV線路4回及以上出線或者110kV線路有6回及以上出線的場合。,有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線：,四、一個半斷路器接線,1.接線特點2.優(yōu)缺點分析3.典型操作4.適用范圍,（1）運行靈活可靠（2）操作方便（3）一臺母線側斷路器故障或拒動，只影響一個回路工作；聯(lián)絡斷路器故障或拒動，造成二條回路停電。（4）一臺半斷路器接線的二次線和繼電保護比較復雜，

16、投資較大。,廣泛應用于進出線回路數(shù)為6回及以上，在系統(tǒng)中占重要地位的大型發(fā)電廠和變電站的330～500kV的配電裝置中。,有兩組母線，每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩個回路間有一臺斷路器聯(lián)絡，形成一串，每回進出線都與兩臺斷路器相連，而同一串的兩條進出線共用三臺斷路器。 正常運行時，兩組母線同時工作，所有斷路器均閉合。,動畫點擊,五、變壓器－母線組接線,出線雙斷路器接線,出線一臺半斷路器接線,變壓器直接接入母線，各出線回路采用雙

17、斷路器接線 。 調(diào)度靈活，電源與負荷可自由調(diào)配，安全可靠，利于擴建。,思考練習,思考練習一個半斷路器接線有何優(yōu)缺點?,§3.4 無母線接線,一、橋形接線,1.內(nèi)橋接線 2.外橋接線,（1）線路操作方便（2）正常運行時變壓器操作復雜。（3）在實際接線中可采用設外跨條來提高運行靈活性。,適用于：兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運行方式的發(fā)電廠和變電站中。,（1）變壓器操作方便

18、（2）線路投人與切除時，操作復雜（3）橋回路故障或檢修時設內(nèi)跨條,適用于：兩進兩出且線路較短、故障可能性小和變壓器需常切換，線路有穿越功率通過。,適用于僅有兩臺變壓器和兩回出線的裝置中 。,動畫點擊,動畫點擊,二、多角形接線,特點：（1）檢修任一斷路器都不中斷供電。 （2）容易實現(xiàn)自動化和遙控 。（3）運行可靠性高 （4）任一斷路器故障或檢修時，則開環(huán)運行，要求接線最多不超過6角（5）設備選擇和繼電保護整定難 。

19、 （6）不便于擴建和發(fā)展。,適用范圍：   適用于最終容量和出線數(shù)已確定的110kV及以上的水電廠中。,三、單元接線,1.單元接線 2.擴大單元接線,發(fā)電機－變壓器單元接線的特點：   （1）接線簡單清晰，電氣設備少，配電裝置簡單，投資少，占地面積小。   （2）不設發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機或變壓器低壓側短路時，短路電流小。   （3）操作

20、簡便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，繼電保護簡化。   （4）任一元件故障或檢修全部停止運行，檢修時靈活性差。    單元接線適用于：機組臺數(shù)不多的大、中型不帶近區(qū)負荷的區(qū)域發(fā)電廠以及分期投產(chǎn)或裝機容量不等的無機端負荷的中、小型水電站。,特點：   （1）減小了主變壓器和主變高壓側斷路器的數(shù)量，減少了高壓側接線的回路數(shù)，從而簡化了高壓側接線，節(jié)省了投資和

21、場地。   （2）任一臺機組停機都不影響廠用電的供給。   （3）當變壓器發(fā)生故障或檢修時，該單元的所有發(fā)電機都將無法運行。 擴大單元接線用于：在系統(tǒng)有備用容量時的大中型發(fā)電廠中。,思考練習,思考練習1.在發(fā)電機－變壓器單元接線中，如何確定是否裝設發(fā)電機出口斷路器?2.在橋形接線中，內(nèi)橋接線和外橋接線各使用于什么場合?3.多角形接線有何優(yōu)缺點?,§3.5 限制短路電流

22、的方法,,限制斷路電流的目的,能夠選擇到符合要求的斷路器；能夠選擇到輕型斷路器。,一、裝設限流電抗器,1. 普通電抗器,母線電抗器的作用：裝設在母線分段處；一般用于發(fā)電廠機壓母線分段處；用于限制并列運行發(fā)電機所提供的短路電流。母線電抗器的參數(shù)：額定電流通常按母線上事故切除最大一臺發(fā)電機時可能通過電抗器的電流進行選擇，一般取(50%~80%)IGN；電抗百分值取為8%~12%。,(1) 母線電抗器,,一、裝設限流電抗器,1.

23、 普通電抗器,(2) 線路電抗器,線路電抗器的參數(shù)：額定電流取所在線路額定電流；電抗百分值取3%~6%。,主要用來限制電纜饋線回路短路電流（因為電纜的電抗值較小而分布電容較大）；,線路電抗器的作用：,能在母線上維持較高的剩余電壓（一般都大于65%UN）。,一、裝設限流電抗器,2. 分裂電抗器,分裂電抗器在結構上與普通電抗器相似，只是繞組中心有一個抽頭，將電抗器分為兩個分支，即兩個臂1和2，一般中間抽頭用來連接電源，分支1和2用來連接

24、大致相等的兩組負荷。,,1,2,3,一、裝設限流電抗器,2. 分裂電抗器,(1) 正常運行：,為互感電抗；,f 為互感系數(shù)，,所以,若取 f = 0.5，則在正常運行時，每臂的運行電抗,一、裝設限流電抗器,2. 分裂電抗器,(2) 分支短路：,,,,若忽略分支2的負荷電流，則,即短路時，臂1的電抗為 。,若分支2接電源，可能送來的短路電流為,，3端開路，如右圖，,設分支1短路,若f =0.5，則

25、 。,,,,則,一、裝設限流電抗器,分裂電抗器的優(yōu)點：正常運行時電抗小，而在故障時電抗大；占地面積減?。ㄒ粋€電抗器可供2路負荷）。分裂電抗器的缺點：當兩個分支負荷不等或者負荷變化過大時，將引起兩臂電壓產(chǎn)生偏差，造成電壓波動，甚至可能出現(xiàn)過電壓。,2. 分裂電抗器,二、采用低壓分裂繞組變壓器,分裂繞組變壓器有一個高壓繞組和兩個低壓的分裂繞組，兩個分裂繞組的額定電壓和額定容量相同，匝數(shù)相等。,當發(fā)電機容量較大時，采用低壓分裂繞組變壓

26、器組成擴大單元接線，當一臺發(fā)電機端口短路時，另一臺發(fā)電機送來的短路電流就受到限制。,二、采用低壓分裂繞組變壓器,兩個低壓分裂繞組布置上對稱，沒有電氣上的聯(lián)系，只有較弱的磁的聯(lián)系。,假設高壓側開路，低壓側短路時：,正常運行時：,可見，低壓分裂繞組正常運行時的電抗值只相當于兩分裂繞組短路電抗的1/4。,三、采用不同的接線形式和運行方式,對大容量發(fā)電機采用單元接線，在發(fā)電機電壓級不設母線；在降壓變電所，變壓器低壓側分列運行（母線硬分段）；,

27、,,分列前（QF0在合位）：,Id= Us / (Xs +0.5*Xt ),分列后（QF0在開位）：,Id= Us / (Xs + Xt ),三、采用不同的接線形式和運行方式,雙回路采用單回路運行；,環(huán)形供電網(wǎng)開環(huán)運行。,問題：供電可靠性降低,措施：加裝自動投入裝置,§3.6 典型主接線分析,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,火力發(fā)電廠可分為兩大類：地方性火電廠區(qū)域性火電廠,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,建設在城市或工業(yè)負荷中心

28、，且多為熱電廠，在為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水熱能的同時，生產(chǎn)的電能大部分都用發(fā)電機電壓直接饋送給地方用戶，只將剩余的電能以升高電壓送往電力系統(tǒng)。由于受供熱距離的限制，一般熱電廠的單機容量多為中、小型機組。電氣主接線包括發(fā)電機電壓級接線及1-2級升高電壓級接線，且與系統(tǒng)相連接。,(1) 地方性火力發(fā)電廠,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,某中型熱電廠的主接線,(1) 地方性火力發(fā)電廠,由于機端負荷較大，出線回路數(shù)多，因而發(fā)電機電壓級接線一般

29、均采用有母線的接線方式。,發(fā)電機的容量不同，接線形式也不一樣，可為單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段。,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,(1) 地方性火力發(fā)電廠,當機組容量較大時，可在母線分段處和出線上加裝電抗器，以限制短路電流。,在滿足地方負荷供電的前提下，對一些較大容量機組，可采用單元接線或擴大單元接線。,某中型熱電廠的主接線,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,(1) 地方性火力發(fā)電廠,某中型熱電廠的主接線,升高電壓級接線應根據(jù)輸送容量、

30、電壓等級、出線數(shù)及重要性決定?？刹捎秒p母線，單母線分段，橋形接線，角形接線等。,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,區(qū)域性火電廠屬大型電廠，建在煤炭生產(chǎn)基地或港口附近，為凝汽式電廠，一般距負荷中心較遠，電能幾乎全部用高壓或超高壓輸電線路送至遠方。單機容量為200MW以上， 目前以600MW為主力機組。,(2) 區(qū)域性火力發(fā)電廠,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,某區(qū)域性火力發(fā)電廠的主接線,(2) 區(qū)域性火力發(fā)電廠,不同串上的電源應交叉布置,1. 火

31、力發(fā)電廠電氣主接線,某區(qū)域性火力發(fā)電廠的主接線,聯(lián)絡變壓器應上旁路母線。,(2) 區(qū)域性火力發(fā)電廠,1. 火力發(fā)電廠電氣主接線,某區(qū)域性火力發(fā)電廠的主接線,(2) 區(qū)域性火力發(fā)電廠,2. 水力發(fā)電廠電氣主接線,水電廠一般距負荷中心較遠，機壓負荷很小或完全沒有，幾乎全部電能通過高壓輸電線路送入系統(tǒng)；水電廠的裝機臺數(shù)和容量是根據(jù)水能利用條件一次確定的，一般不考慮發(fā)展和擴建；水電廠多建在山區(qū)峽谷中，地形復雜，應盡量簡化接線；水電廠的負荷

32、曲線變化較大，機組開停頻繁，其接線應具有較好的靈活性；水電廠容易實現(xiàn)自動化和遠動化，電氣主接線應盡可能地避免把隔離開關作為操作電器以及具有繁瑣倒換操作的接線形式。,水力發(fā)電廠的特點：,2. 水力發(fā)電廠電氣主接線,某大型水力發(fā)電廠的主接線,2. 水力發(fā)電廠電氣主接線,某中等容量水電廠的主接線,3. 變電站電氣主接線,通常變電站主接線的高壓側，應盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資，隨出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母線、雙母線接線及角