[學(xué)習(xí)]發(fā)電廠和變電所的電氣主接線

1、發(fā)電廠和變電所的電氣主接線,,,電氣主接線的概念:又稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分電氣主接線的工程意義：發(fā)電機、變壓器、線路、斷路器和隔離開關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量各回路中電氣設(shè)備的連接關(guān)系發(fā)電機、變壓器、輸電線路及負(fù)荷間的連接方式。,▉ 電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖,,1. 電氣主系統(tǒng)

2、 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。 2. 電氣主接線圖 用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號將各電氣設(shè)備，按連接順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系的接線圖，稱為電氣主接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖 。,,常用一次設(shè)備的圖形和文字符號,,名稱 圖形符號

3、 文字符號　(舊符號),G ( F ),T ( B ),T ( B ),T ( B ),雙繞組變壓器,三繞組變壓器,三繞組自耦變壓器,發(fā)電機,,,名稱 圖形符號 文字符號　 (舊符號),,斷路器,隔離開關(guān),熔斷器,電抗器,QF ( DL ),QS

4、 ( G ),FU ( RD ),L ( DK),,名稱 圖形符號 文字符號　(舊符號),,手車斷路器,母線,電纜終端頭,QF ( DL ),W ( MX ),L ( XL ),避雷器,F,電氣主接線應(yīng)

5、滿足：可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求可靠性的含義：元件、設(shè)備和系統(tǒng)在規(guī)定的條件和預(yù)定的時間內(nèi)，完成給定功能的概率，對于電力系統(tǒng)可靠性主要指不間斷供電能力要求：(1)電能生產(chǎn)的特點要求電氣主接線首先應(yīng)滿足可靠性的要求。電能不能大量儲存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會造成供電中斷(2)可靠性是要付出成本的, 對于不重要的用戶, 太高的可靠性將造成浪費,▉ 電氣主接線的基本要求,電氣主接線的選擇正

6、確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時，應(yīng)滿足下列基本要求。 1. 保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量； 2. 具有一定的運行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴建的可能性； 5. 技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理。,第一節(jié) 單母

7、線接線,電氣主接線基本構(gòu)成及分類電氣主接線的分類：根據(jù)是否有母線，主接線接線形式可以分為有母線和無母線兩大類型母線的作用：也稱匯流母線，起匯集和分配電能的作用母線就是電路一個節(jié)點,,有匯流母線,,單母線接線,雙母線接線,無匯流母線,,單元接線,橋形接線,多角形接線,基本形式,帶有旁路母線的接線,有母線,,單母線,雙母線,,不分段單母線接線,分段單母線接線,分段單母線帶旁路母線接線,,不分段雙母線接線,分段雙母線接線,雙母線帶旁

8、路母線接線,雙斷路器雙母線接線,一臺半斷路器接線,無母線,,橋式連接,多角形連接,單元連接,電氣主接線圖的基本形式：,電氣主接線的基本形式：有母線接線和無母線接線。母線是匯流線，用以匯集電能和分配電能的，是發(fā)電廠和變電所的重要裝置。電氣主接線的類型如下：,,內(nèi)橋接線,外橋接線,,線路——變壓器單元接線,發(fā)電機——變壓器單元接線,發(fā)電機——變壓器擴大單元接線,1. 單母線接線單母線接線圖,結(jié)構(gòu)特點：只有一組母線W，接在母線上的所

9、有電源和出線回路，都經(jīng)過開關(guān)電器連接在該母線上并列運行,母線隔離開關(guān),接地刀閘,線路隔離開關(guān),1. 單母線接線-----主接線基本形式單間隔構(gòu)成：每個回路都裝有斷路器和隔離開關(guān)斷路器作用：用以正常工作時投切該回路及故障時切除該回路隔離開關(guān)作用：用以在切斷電路時建立明顯可見的斷開點，將電源與停運設(shè)備可靠隔離，以保證檢修安全。分為母線隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān),1. 單母線接線,倒閘操作基本原則：1、斷路器與隔離開關(guān)間的操作順序:

10、保證隔離開關(guān)“先通后斷”2、在等電位狀態(tài)下，隔離開關(guān)也可以單獨合閘或分閘操作3、這種斷路器與隔離開關(guān)間的操作順序必須嚴(yán)格遵守，絕不能帶負(fù)荷拉刀閘（即隔離開關(guān)），否則將造成誤操作，產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,1. 單母線接線,母線隔離開關(guān)與線路隔離開關(guān)間的操作順序：母線隔離開關(guān)“先通后斷”，即接通電路時，先合母線隔離開關(guān)，后合線路隔離開關(guān)；切斷電路時，先斷開線路隔離開關(guān)，后斷開母線隔離開關(guān)操作舉例：對WL1送電時，先合上QS11，再

11、合上QS12，最后合上QF1。對WL1停電時，先斷開QF1，再依次拉開QS12和QS11,避免萬一斷路器的實際開合狀態(tài)與指示狀態(tài)不一致時，誤操作發(fā)生在母線隔離開關(guān)上，產(chǎn)生的電弧會引起母線短路，使事故擴大,單母線接線圖,接地開關(guān)（QS13）的作用：保證檢修安全: 當(dāng)電壓等級在110kV及以上時，線路隔離開關(guān)或斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)（布置較高時）都應(yīng)設(shè)置接地開關(guān)，母線也應(yīng)設(shè)置接地開關(guān)或接地器，以代替人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時

12、，檢修人員的安全。,單母線接線圖,評價：優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，造價便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴性好缺點：可靠性和靈活性都較差,1)母線和母線隔離開關(guān)檢修時，全部回路均需停運；2)母線故障時，繼電保護會切除所有電源，全部回路均需停運；3)任一斷路器檢修時，其所在回路也將停運；4)它只有一種運行方式,單母線接線,單母線接線圖,1. 單母線接線,適用范圍：單母線接線只能用于某些出線回數(shù)較少，

13、對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中,單母線接線圖,2. 單母線分?jǐn)嘟泳€,結(jié)構(gòu)特征（見右圖）設(shè)置分段斷路器QFd將母線分成兩段，當(dāng)可靠性要求不高時，也可利用分段隔離開關(guān)QSd進行分段各段母線為單母線結(jié)構(gòu)各進出線間隔結(jié)構(gòu)與單母線相同,1.分段斷路器閉合運行：兩個電源分別接在兩段母線上；兩段母線上的負(fù)荷應(yīng)均勻分配；兩段母線電壓相等。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，繼電保護將跳開分段斷路器和故障側(cè)電源斷路器。另一側(cè)可以繼續(xù)運行。2.分段

14、斷路器斷開運行：兩個電源分接在兩端段母線上；兩段母線電壓可能不相等。當(dāng)任一電源故障時，其出口斷路器自動斷開，然后由備用電源自動投入裝置自動接通分段斷路器，保證全部引出線繼續(xù)供電。,單母線分段運行方式,對單母線分段接線的評價接線簡單清晰，經(jīng)濟性好有一定靈活性（運行方式多）可靠性高于單母線接線,①任一母線或母線隔離開關(guān)檢修時，僅停檢修段②任一段母線故障時，繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘，保證正常母線段繼續(xù)運行，減小了母線故障影響范圍

15、③任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電,單母線分段接線的適用范圍中、小容量發(fā)電廠和變電所的6~10kV配電裝置和出線回路數(shù)較少的35~220kV配電裝置中,,一類用戶,單母線分段接線的運行方式,,一類用戶,3. 單母線分段帶旁路接線,單母分段兼旁路,帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線結(jié)構(gòu)特征在單母線分段的基礎(chǔ)上又增加了旁路母線W3、專用旁路斷路器QFp 及旁路回路隔離開關(guān)QS1和QS2 各出線回路除通過斷路器與匯流

16、母線連接外，還通過旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連接,結(jié)構(gòu)特征,旁路母線作用檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電,斷路器QF1檢修時的操作過程 合上QS1，合上QS2，再合上旁路開關(guān)QFp 合上出線旁路隔離開關(guān)QS1p 斷開出線WL1的斷路器QF1 斷開QS12和QS11此時該出線由W2母線經(jīng)隔離開關(guān)QS1，旁路斷路器QFp，隔離開關(guān)QS2和出線旁路隔離開關(guān)QS1p供電，可以對出現(xiàn)斷路器進行檢修,給旁路母線W3充電，檢查旁

17、路母線W3是否完好，如果旁路母線有故障，QFp在繼電保護控制下自動切斷故障，旁路母線不能使用；如果QFp合閘成功，說明旁路母線完好。,此時QS1p的兩端等電位。也可以先斷開QFp，然后合上QS1p，再合上QFp，以避免萬一合上QS1p前，發(fā)生線路故障，QF1事故跳閘，造成QS1p合到短路故障上,單母線分段帶旁路接線的運行方式,結(jié)構(gòu)特征,評價：單母線分段接線增設(shè)旁路母線后，可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷對該回路的供電

18、配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大適用范圍：6-10kV配電裝置,結(jié)構(gòu)特征,一般斷路器切斷的短路故障次數(shù)達到需要檢修的次數(shù)后，就需要檢修。如不允許停電檢修，就需要設(shè)置旁路母線電源回路也可以接入旁路，如上圖中虛線所示，這種進出線全接入旁路的形式叫全旁路方式由于線路故障較多，出線斷路器檢修較頻繁，故出線應(yīng)接入旁路考慮到變壓器是靜止元件，故障率低，且在變電所一般由多臺變壓器并列運行，而發(fā)電廠發(fā)電機—變

19、壓器回路的斷路器可以安排在發(fā)電機檢修時一起檢修，故主變進線回路接入旁路的情況較少對于采用手車式成套開關(guān)柜的6~35kV配電裝置，由于斷路器可以快速更換，也可以不設(shè)置旁路母線,旁路母線的設(shè)置原則,,,第二節(jié) 雙母線接線,1、雙母線接線,雙母線接線：有兩組工作母線，且每一進出線只經(jīng)一臺QF接于母線上；每個回路都經(jīng)過一臺QF和兩臺QS分別于兩組母線連接，其中一臺QS閉合，另一臺QS斷開；兩母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（母聯(lián)斷路器）

20、連接,一般的雙母線接線,優(yōu)點： 1）可輪流檢修母線而不影響正常供電。2）檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時，只影響該回路供電。3）工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電。4）可利用母聯(lián)斷路替代引出線斷路器工作。5）方便試驗。需要對某回路做試驗時，只需把此回路單獨切換至備用母線即可。6）便于擴建。,一般的雙母線接線,缺點：由于雙母線接線的設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，運行中需要用隔離開關(guān)切換電路容易引起誤操作；同時投資和占地

21、面積也較大。適用范圍： 當(dāng)出線回路數(shù)或電源書較多、輸送和穿越功率較大、母線或母線設(shè)備檢修時不允許對用戶停電、母線故障時要求迅速恢復(fù)供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用。,一組主母線運行，另一組主母線備用,雙母線接線的運行方式：,1、一套工作、一套備用方式：,一組主母線運行，另一組主母線備用時，當(dāng)工作母線檢修時的倒閘操作順序,,,兩組母線都運行（固定連接）,2、雙母線同時運行：,2、雙母線分段接線,串聯(lián)電抗器,3、

22、雙母線帶旁路接線,雙母線帶旁母接線,結(jié)構(gòu)特點增設(shè)了一組旁路母線W3及專用旁路斷路器QFp回路各回路除通過斷路器與兩組匯流母線連接外，還通過旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連接,旁路母線作用增設(shè)旁路母線可以使雙母線接線在檢修任一回路斷路器時不中斷該回路的供電,評價可靠性、靈活性都相當(dāng)高任一組母線檢修時不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開關(guān)時，只中斷該回路的供電任一組母線故障時僅短時停電檢修任一回路斷路器時，該回路不停電,操作、接線及配

23、電裝置較復(fù)雜，所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，占地面積較大，經(jīng)濟性較差,雙母線帶旁路母線接線,適用范圍220kV出線在4回及以上、110kV出線在6回及以上時，宜采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線由于六氟化硫斷路器工作可靠，可以長時間不檢修，當(dāng)使用六氟化硫斷路器且與系統(tǒng)聯(lián)系緊密時，可以不設(shè)置旁路母線,當(dāng)出線回數(shù)較少時，可采用下圖中所示的以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的簡易接線形式，以節(jié)省斷路器和占地，改善其經(jīng)濟性。但其缺點是每當(dāng)檢修線路斷路器

24、時都要將所有回路換接在一組母線上，按單母線方式運行，降低了可靠性,旁路跨條,母聯(lián)兼旁路接線,旁路跨條,4、一個半斷路器接線,一個半斷路器接線 （也稱 接線）,結(jié)構(gòu)特點每兩個回路經(jīng)三臺斷路器接在兩組母線之間, 構(gòu)成一串兩個回路中間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器,由多個串構(gòu)成多環(huán)路完全串：兩個回路三臺斷路器不完全串：一個回路兩臺斷路器一般而言：同一串上的兩回路一個為電源，另一個為負(fù)荷,優(yōu)點之一：多環(huán)路供電，可靠性高任一

25、組母線故障或檢修時，只斷開與此母線相連的所有斷路器，所有回路都不會停電,(2)任一斷路器檢修時，所有回路都不會停電(每個回路都經(jīng)過兩臺斷路器供電)(3)在一組母線檢修，另一組母線故障或兩組母線同時故障的極端情況下，也不中斷供電,優(yōu)點之二：隔離開關(guān)只作為隔離電器避免了復(fù)雜的倒閘操作和誤操作,一個半斷路器接線,主要缺點：所用斷路器、電流互感器等設(shè)備多、投資較大繼電保護及二次回路的設(shè)計、調(diào)整、檢修等比較復(fù)雜適用范圍： 大型電廠和

26、樞紐變電所的330kV以上配電裝置,第三節(jié) 無母線接線,無母線接線最大的特點是：電源與引出線之間、引出線之間沒有母線連接。,常見的無母線連接有：橋形連接、多角形連接、單元連接。,一、橋形接線,(1)L1故障 僅QF1跳閘，T1及其它回路繼續(xù)運行(2) T1檢修 ①斷開QF、QF1，再拉開QS1，出線l1停電 ②關(guān)合QF和QF1，恢復(fù)L1供電。,內(nèi)橋接線適用于輸電線路長，線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)

27、常改變運行方式的場合。,結(jié)構(gòu)特征（見右圖）無母線，只有兩臺變壓器和兩回線路(常見形式),四個回路使用三臺斷路器，中間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器（橋斷路器），連同兩側(cè)的隔離開關(guān)稱為聯(lián)接橋。聯(lián)接橋靠近變壓器為內(nèi)橋接線a，聯(lián)接橋靠近線路為外橋接線b,對橋型接線的評價橋形接線簡單清晰，沒有母線; 所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟性好易于發(fā)展過渡為單母線分段或雙母線接線可靠性和靈活性不夠高,特點內(nèi)橋接線適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長(

28、故障率高，故障斷開機會較多)、電力系統(tǒng)穿越功率較少的場合外橋接線適用于線路較短(故障率較低)、主變壓器需經(jīng)常投切(因經(jīng)濟運行的需要)、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過聯(lián)橋回路的場合,實際應(yīng)用較多,圖中虛線部分為跨條，加跨條可使聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時，穿越功率可從“跨條”中通過，減少了系統(tǒng)的開環(huán)機會。跨條回路中裝設(shè)兩臺隔離開關(guān)的目的是能輪流停電檢修任意一臺隔離開關(guān),適用范圍橋形接線一般可用于兩變配兩線的中小型發(fā)電廠和變電所作為最終接線為單

29、母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式我國110kV終端變電站應(yīng)用較多,2. 多角形接線,結(jié)構(gòu)特征（見右圖）多角形接線的斷路器數(shù)與回路數(shù)相同每個邊中含有一臺斷路器和兩臺隔離開關(guān)，各個邊互相連接成閉合的環(huán)形每個回路都接在兩臺斷路器之間,2. 多角形接線,對多角形接線評價：可靠性和靈活性較高。任一斷路器檢修時不停電，隔離開關(guān)不作為操作電器接線簡單清晰，沒有母線; 所用斷路器數(shù)量少，經(jīng)濟性好難于發(fā)展擴建繼電保護復(fù)雜,檢修任一斷

30、路器時，多角形將變成開環(huán)運行，可靠性顯著降低，若再發(fā)生故障，可能造成兩個及以上回路停電，多角形接線將被分割成兩個互相獨立的部分，功率平衡遭到嚴(yán)重破壞,2. 多角形接線,適用范圍：沒有擴建余地的中小型水電廠的110kV及以上配電裝置中一般多角形不要超過六角形。設(shè)計時應(yīng)將電源回路按對角原則配置，以減少設(shè)備（如斷路器）故障時或開環(huán)運行合并一個回路故障時的影響范圍,多角形接線,3. 單元接線,發(fā)電機和變壓器直接連接的接線方式為單元接線。,發(fā)