第四章-沈陽工程學(xué)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(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)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(hào)按實(shí)際運(yùn)行原理排列和連接，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備的基本組成和連接關(guān)系的接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖,但對(duì)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(jié)構(gòu)，匯集電能和分配電能，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 電氣主接線中一次設(shè)備的數(shù)量、類型、電壓等級(jí)、設(shè)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(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置配置起著決定性作用，直接影響系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)單清晰、操作方便。   （4）設(shè)備投資省，占地面積少，年運(yùn)行費(fèi)用少。    （5）能滿足擴(kuò)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(xí),思考練習(xí)1.什么是電氣主接線?對(duì)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(diǎn)2.優(yōu)缺點(diǎn)分析3.典型操作 4.適用范圍,每一回線路均經(jīng)過一臺(tái)斷路器QF和隔離開關(guān)QS接于一組母線上。,母線側(cè)隔離開關(guān),線路側(cè)隔離開關(guān),優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。,缺點(diǎn)：可靠性和靈活性較差。在母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路都必須停止工作；引出線的斷路器檢修時(shí)，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(shí)斷開，斷開13QS隔離開關(guān)，斷開11QS隔離開關(guān)。,L1線路送電操作： 檢查1QF確實(shí)斷開，合上11QS隔離開關(guān)，合上13QS隔離開關(guān)，合上1QF斷路器。,一般用于6～220kV系統(tǒng)中，出線回路較少，對(duì)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(diǎn)2.優(yōu)缺點(diǎn)分析3.適用范圍,（1）分段斷路器閉合運(yùn)行：,兩個(gè)電源分別接在兩段

6、母線上；兩段母線上的負(fù)荷應(yīng)均勻分配。 可靠性比較好，但線路故障時(shí)短路電流較大。,（2）分段斷路器斷開運(yùn)行：,每個(gè)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(shè)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(diǎn)：供電可靠性較高,（1）當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，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(gè)獨(dú)立的電源，提高了供電可靠性，可對(duì)重

7、要用戶供電。,缺點(diǎn)：停電范圍仍較大,（1）當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，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(shí)，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(diǎn)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(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。,正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器0QF及其兩側(cè)隔離開關(guān)03QS和04QS處于接通位置，聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)05QS和06QS處于斷開位置，分段隔離開關(guān)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(yùn)行時(shí)，90QF回路以及旁路母線處于冷備用狀態(tài)。,正常運(yùn)行時(shí)，兩分段隔離開關(guān)01QS、02QS一個(gè)投入一個(gè)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(duì)重要負(fù)荷供電的裝置中；35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時(shí)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(duì)1QF進(jìn)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(dòng)畫點(diǎn)擊,思考練習(xí),思考練習(xí)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(diǎn)2.優(yōu)缺點(diǎn)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(tái)斷路器與兩組母線隔離開關(guān)分別接至兩組

11、母線上。,（1）可靠性高,（2）靈活性好,（3）擴(kuò)建方便,（4）檢修出線斷路器時(shí)該支路仍然會(huì)停電,（5）設(shè)備較多、配電裝置復(fù)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(fù)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(yùn)行轉(zhuǎn)檢修操作,1）正常運(yùn)行方式：兩組母線并聯(lián)運(yùn)

12、行，L1、L3、5QF接I母線，L2、L4、6QF接II母線。,確認(rèn)0QF在合閘運(yùn)行，取下0QF操作電源保險(xiǎn)，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(xiǎn)。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(duì)I母線進(jìn)行檢修.,2）正常運(yùn)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(xiǎn)，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(xiǎn)，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(jìn)出線較多的裝置中：   （1）220kV進(jìn)出線為10～14回的裝置；

14、60;  （2）6～10kV配電裝置中，進(jìn)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(shí)，常采用雙母線分段接線，并在分段處裝設(shè)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(diǎn)2.優(yōu)缺點(diǎn)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(shè)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(jì)（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(chǎng)合。,有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線：,四、一個(gè)半斷路器接線,1.接線特點(diǎn)2.優(yōu)缺點(diǎn)分析3.典型操作4.適用范圍,（1）運(yùn)行靈活可靠（2）操作方便（3）一臺(tái)母線側(cè)斷路器故障或拒動(dòng)，只影響一個(gè)回路工作；聯(lián)絡(luò)斷路器故障或拒動(dòng)，造成二條回路停電。（4）一臺(tái)半斷路器接線的二次線和繼電保護(hù)比較復(fù)雜，

16、投資較大。,廣泛應(yīng)用于進(jìn)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(tái)斷路器接至一組母線，兩個(gè)回路間有一臺(tái)斷路器聯(lián)絡(luò)，形成一串，每回進(jìn)出線都與兩臺(tái)斷路器相連，而同一串的兩條進(jìn)出線共用三臺(tái)斷路器。 正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線同時(shí)工作，所有斷路器均閉合。,動(dòng)畫點(diǎn)擊,五、變壓器－母線組接線,出線雙斷路器接線,出線一臺(tái)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(fù)荷可自由調(diào)配，安全可靠，利于擴(kuò)建。,思考練習(xí),思考練習(xí)一個(gè)半斷路器接線有何優(yōu)缺點(diǎn)?,§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(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。（3）在實(shí)際接線中可采用設(shè)外跨條來提高運(yùn)行靈活性。,適用于：兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)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(shí)，操作復(fù)雜（3）橋回路故障或檢修時(shí)設(shè)內(nèi)跨條,適用于：兩進(jìn)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(tái)變壓器和兩回出線的裝置中 。,動(dòng)畫點(diǎn)擊,動(dòng)畫點(diǎn)擊,二、多角形接線,特點(diǎn)：（1）檢修任一斷路器都不中斷供電。 （2）容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控 。（3）運(yùn)行可靠性高 （4）任一斷路器故障或檢修時(shí)，則開環(huán)運(yùn)行，要求接線最多不超過6角（5）設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定難 。

19、 （6）不便于擴(kuò)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(kuò)大單元接線,發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線的特點(diǎn)：   （1）接線簡(jiǎn)單清晰，電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小。   （2）不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)或變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流小。   （3）操作

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

21、場(chǎng)地。   （2）任一臺(tái)機(jī)組停機(jī)都不影響廠用電的供給。   （3）當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，該單元的所有發(fā)電機(jī)都將無法運(yùn)行。 擴(kuò)大單元接線用于：在系統(tǒng)有備用容量時(shí)的大中型發(fā)電廠中。,思考練習(xí),思考練習(xí)1.在發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線中，如何確定是否裝設(shè)發(fā)電機(jī)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(chǎng)合?3.多角形接線有何優(yōu)缺點(diǎn)?,§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(shè)限流電抗器,1. 普通電抗器,母線電抗器的作用：裝設(shè)在母線分段處；一般用于發(fā)電廠機(jī)壓母線分段處；用于限制并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)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(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)可能通過電抗器的電流進(jìn)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(shè)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?yàn)殡娎|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(shè)限流電抗器,2. 分裂電抗器,分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似，只是繞組中心有一個(gè)抽頭，將電抗器分為兩個(gè)分支，即兩個(gè)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(fù)荷。,,1,2,3,一、裝設(shè)限流電抗器,2. 分裂電抗器,(1) 正常運(yùn)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(yùn)行時(shí)，每臂的運(yùn)行電抗,一、裝設(shè)限流電抗器,2. 分裂電抗器,(2) 分支短路：,,,,若忽略分支2的負(fù)荷電流，則,即短路時(shí)，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(shè)分支1短路,若f =0.5，則

25、 。,,,,則,一、裝設(shè)限流電抗器,分裂電抗器的優(yōu)點(diǎn)：正常運(yùn)行時(shí)電抗小，而在故障時(shí)電抗大；占地面積減?。ㄒ粋€(gè)電抗器可供2路負(fù)荷）。分裂電抗器的缺點(diǎn)：當(dāng)兩個(gè)分支負(fù)荷不等或者負(fù)荷變化過大時(shí)，將引起兩臂電壓產(chǎn)生偏差，造成電壓波動(dòng)，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(gè)高壓繞組和兩個(gè)低壓的分裂繞組，兩個(gè)分裂繞組的額定電壓和額定容量相同，匝數(shù)相等。,當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大時(shí)，采用低壓分裂繞組變壓

26、器組成擴(kuò)大單元接線，當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)端口短路時(shí)，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)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(gè)低壓分裂繞組布置上對(duì)稱，沒有電氣上的聯(lián)系，只有較弱的磁的聯(lián)系。,假設(shè)高壓側(cè)開路，低壓側(cè)短路時(shí)：,正常運(yùn)行時(shí)：,可見，低壓分裂繞組正常運(yùn)行時(shí)的電抗值只相當(dāng)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(yùn)行方式,對(duì)大容量發(fā)電機(jī)采用單元接線，在發(fā)電機(jī)電壓級(jí)不設(shè)母線；在降壓變電所，變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)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(yùn)行方式,雙回路采用單回路運(yùn)行；,環(huán)形供電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行。,問題：供電可靠性降低,措施：加裝自動(dòng)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(shè)在城市或工業(yè)負(fù)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(shí)，生產(chǎn)的電能大部分都用發(fā)電機(jī)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(jī)容量多為中、小型機(jī)組。電氣主接線包括發(fā)電機(jī)電壓級(jí)接線及1-2級(jí)升高電壓級(jí)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(jī)端負(fù)荷較大，出線回路數(shù)多，因而發(fā)電機(jī)電壓級(jí)接線一般

29、均采用有母線的接線方式。,發(fā)電機(jī)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(dāng)機(jī)組容量較大時(shí)，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(fù)荷供電的前提下，對(duì)一些較大容量機(jī)組，可采用單元接線或擴(kuò)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(jí)接線應(yīng)根據(jù)輸送容量、

30、電壓等級(jí)、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(fù)荷中心較遠(yuǎn)，電能幾乎全部用高壓或超高壓輸電線路送至遠(yuǎn)方。單機(jī)容量為200MW以上， 目前以600MW為主力機(jī)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(yīng)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(luò)變壓器應(yīng)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(fù)荷中心較遠(yuǎn)，機(jī)壓負(fù)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(jī)臺(tái)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(kuò)建；水電廠多建在山區(qū)峽谷中，地形復(fù)雜，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化接線；水電廠的負(fù)荷

32、曲線變化較大，機(jī)組開停頻繁，其接線應(yīng)具有較好的靈活性；水電廠容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化，電氣主接線應(yīng)盡可能地避免把隔離開關(guān)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(diǎn)：,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(cè)，應(yīng)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