第七单元电气主接线.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电气主接线,一、主接线的定义,指发电厂或变电站中生产、传输和分配电能的电路。,又称为一次接线或电气主系统。,电气主接线电路图：,用规定的电气设备图形符号和文字符号，表示设备的连接关系的单线接线图。,课题一 电气主接线的一般知识,一、基本要求：,满足系统和用户对供电的可靠性 和电能质量要求。,断路器检修时是否影响供电,设备和线路故障或检修时，停电线数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对主要用户的供电。,有没有使发电厂和变电站全部停止工作的可能性。,应具有一定的灵活性,涵义：适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、特殊、投切设备、增减负荷等）的变化。,具体衡量要求,变化过程短、影响范围小并保证人员安全。,操作尽可能简单、方便。,简单性,接线简单清晰（回路数少、电压级、开关少）；操作步骤少。,经济上应合理。,经济性,投资、年运行费用、占地少，经济效益高。,发展和扩建（分期过渡）的可能性,主接线是电气部分的主体，设计的主要环节，其方案的必须根据工程的地位、负荷的性质等条件，经技术经济比较确定。,二、电气主接线的作用及基本类型,1,、电气主接线的作用,电气主接线是发电厂、变电站电气部分的主体。主接线的拟定与设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定、运行可靠性、经济性以及电力系统的稳定性和调度灵活性等密切相关。,2,、电气主接线的基本类型,单元接线,桥形接线,角形接线,有,母线,接线,无母线接线,单母线接线,双母线接线,一个半断路器接线,单母线分段,增设旁路,双母线分段,增设旁路,扩大单元接线,内桥,/,外桥,三角,/,四角,/,五角,/,六角,母线,是指在变电所中各级,电压,配电装置的连接，以及变压器等,电气设备,和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送,2,、电气主接线的基本类型,电能,。,课题二 电气主接线的基本形式,主接线基本接线形式成的规律,主接线的总体分类,有母线类：,一、单母线接线,母线起汇集和分配电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连，可分为：,单母线不分段单母线,1),接线方法及工作要求，见右图,单母线接线不分段,WB,母线,；,QF-,断路器,；,QS,B-,母线隔离开关,；,QS,L-,线路隔离开关,（,2,）接线特点分析,可靠性：差,断路器故障或检修，全厂停电；,母线（或母线隔离开关）,故障或,检修该回路停电,灵活性：,操作：方便,调度：不方便。电源只能并列运行,扩建：方便,经济性：好,一次投资：设备少,（,3,）适用范围,出线回路少，没有重要负荷的发电厂和变电站中。,适用范围,小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；,10kV,出线（含联络线）回路,回；,35kV,出线（含联络线）回路,回；,110kV,出线（含联络线）回路,回。,2,、单母线分段接线,（,1,）接线特点分析（与单母线比较）,电源和负荷接入不同母线段,可靠性：有提高,母线故障或检修,:,停电范围,只限于故障段,灵活性：,调度：较方便。母线可并列，也可分列运行,经济性：,一次投资：增加分段设备。分段数目取决于电源数目，,以,23,段为宜。,（,2,）适用范围,广泛用于发电厂和变电站的,610KV,接线中。,2),特点,优点,可供电给一级负荷，可靠性大为提高；,母线、隔检修仅停一半，提高了灵活性。,缺点,主母线、母隔故障或检修，停电一半；,任一回路断路器检修，该回路停电。,适用范围,单母线不分段接线不满足时采用。,？,小结新课：,对主接线的基本要求及负荷的分类；,单母线（不分段和分段）接线的特点及适用范围。,3,、带旁路母线的单母线接线当引出线断路器检修时，用旁路母线断路器代替引出线断路器，给用户继续供电。旁路断路器一般只能代替一台出线断路器工作，旁路母线一般不能同时连接两条及两条以上回路，否则当其中任一回路故障时，会使旁路断路器跳闸。断开多条回路。,通常,35kV,的系统出线,8,回以上、,110kV,系统出线,6,回以上，,220kV,系统出线,4,回以上，才考虑加设旁路母线。,单母线分段带旁路,在正常运行时，系,统以单母线分段方式,运行，旁路母线不带,电。如果正常运行的,某回路断路器需退出,运行进行检修，闭合,旁路断路器，使旁路,母线带电，,-,则该线路断路,器可退出运行，进行检修。,这种旁路母线可接至任一段母线，在容量较少的中小,型发电厂和,35,110kV,变电所中获得广泛应用。,二、双母线接线,（,1,）接线特点分析（与单母分段比）,两组母线互为备用，每条进出线,可与两母线相连,可靠性：较高,母线故障：,故障母线上的回路,倒到另一个母线,操作：先拉后合,母线检修：,检修母线上的回路不停电,操作：先合后拉（等电位，母联回路闭合）,灵活性：,调度：较方便。,运行方式多：单母线，固定连接，两母线分列,特殊功能：系统同期，个别回路试验或熔冰,经济性：,一次投资：增加母线侧刀闸。,（,2,）适用范围,出线带电抗器的,610KV,配电装置中。,35,60KV,出线数超过,8,回，或连接电源较大、负荷较大,110,220KV,出线数,5,回以上,2,、双母线分段,（,1,）接线特点分析（与双母线比）,双母线再分段，三分段或四分段,可靠性,母线故障：该分段的回路倒母线,经济性：,一次投资：增加分段和母联设备。,（,2,）适用范围,发电厂的,610KV,配电装置，出线和电源较多,220500KV,配电装置中,3,、带旁路的双母线接线,（,1,）接线特点分析,旁路回路，不停电检修出线断路器,可靠性,断路器检修：旁路回路带该回路供电,操作：旁路带路（两种操作方式）,经济性：,一次投资：增加旁路设备。,（,2,）其它旁路形式,分段兼旁路母联兼旁路,（,3,）适用范围,110KV,在,6,回以上，,220KV,在,4,回以上,610KV,单母或单母分段，出线数较多,随着断路器和隔离开关质量提高，电网结构合理，计划检修向状态检修过渡，将逐步取消旁路。,一个半断路器接线可归属于双,母线类接线。在两组母线之间，,每三个断路器形成一串。每串连,接两条回路。相当于每一个半断,路器带一条回路，故称之为一个,半断路器接线，也称为,3,2,接线。,在接线的每串断路器中，,位于中间的断路器称为联络断路,器。运行中两母线及全部断路器,都投入工作，形成多重环状供电。,4,、一个半断路器接线,运行灵活性好,工作可靠性高,操作、检修方便,优点：,所用的设备较多，投资较高,继电保护及二次回路复杂。,缺点：,注意：,为提高运行可靠性，防止同名回路（指 两个变压器或两回供电线路）同时停电，一般采用交替布置的原则。重要的同名回路交替接入不同侧母线；,同名回路接到不同串上；,把电源与引出线接到同一串上。,各出线经过断路器分别接在母线上，变压器直接经隔离开关接到母线上，组成变压器,母线接线。电源和负荷可以自由调配。由于变压器是高可靠性设备，所以直接接在母线上，对母线的运行并不产生严重影响，一旦变压器故障时，接在母线上的各断路器开断，这时不会影响对用户的供电。在出线数目很多时也可以用一台半断路器接线形式。这种接线在远距离大容量输电系统中应用时，对系统稳定与可靠性均有良好的效果。,5,、变压器,母线组接线,出线双断路器接线,出线一个半断器接线,对于具有双电源进,线、两台变压器终端,式的总降压变电所，,可采用桥式接线。它,实质是连接两个,35,110kV“,线路变压器,组”的高压侧，其特点,是有一条横联跨桥的,“桥”。根据跨接桥横连位置不同，分为内桥接线和外桥接,线。,三、无母线,1,、桥形接线,（,1,）内桥接线的跨接桥靠近变压器侧，桥开关装在线路开关之内，变压器回路仅装隔离开关，不装断路器。采用内桥接线可以提高改变输电线路运行方式的灵活性。,内桥接线适用于：对一、二级负荷供电；供电线路较长；变电所没有穿越功率；负荷曲线较平稳，主变压器不经常退出工作；终端型总降压变电所。,（,2,）外桥接线,跨接桥靠近线路侧，桥开关装在变压器开关之外，进线回路仅装隔离开关，不装断路器。,外桥接线适用于：对一、二级负荷供电；供电线路较短；允许变电所有较稳定的穿越功率；负荷曲线变化大，主变压器需要经常操作；中间型总降压变电所，宜于构成环网。,桥式接线简单清晰，每个回路平均装设的断路器台数最少，可节省投资，也易于过渡为单母线分段或双母线接线。,内桥接线时变压器正常投切与故障切除时将影响线路的运行；外桥接线中的线路正常投切与故障切除时将影响变压器的运行，且更改运行方式时需利用隔离开关作为操作电器，故其工作可靠性和灵活性不够高。,桥式接线一般可用于条件适合的中小型发电厂、变电所的,35,110KV,侧配电装置中。,当母线闭合成环，断路器数等于进出线回路数，即构成了角形接线，一般应将同名回路相互交替布置。,一般不超过六角形。这种接线不利于扩建，适用于最终建设规模比较明确的,110kV,及以上的发电厂升压站或变电所中。,2,、角形接线,断路器首尾相连，连接的回路数,与断路器数相等。,经济性好,工作可靠性与灵活性高,优点：,检修,任,断路器时、多角形接线变成开,环运行,，可靠性降低；,继电保护及二次回路复杂。,配电,装置,难于扩建,发展,。,缺点：,将发电机、变压器及线路直接连接成一个单元称为单元接线。单元接线主要有三种形式：即发电机,变压器单元、变压器,线路单元及发电机,变压器,线路单元等。,一般应用于下列情况：,1,）同一地区有几个大型电厂能源丰富，可以合起来建一个公共的枢纽变电所时。,2,）电厂地位狭窄平面布置有困难时。,3,）,电厂离枢纽变电所较近，直接引线比较方便时。,3,、单元接线,操作前运行方式：,L1,运行于,I,母线，,L2,运行于,II,母线，,I,母和,II,母线分列运行,（,1,）说明操作前各设备的分合状态。,（,2)L1,线路停电检修，写操作步骤。,（,3,）,I,母线检修，,L1,线路不停电转,II,母线运行，写操作步骤。,（,4,）如果操作前,I,母和,II,母线并列运行，写出（,3,）任务的操作步骤。,（,5,）断路器,1QF,检修，,L1,线路负荷转旁路带，写操作步骤。,习题,1,：,31,a,、说明对线路,L1,故障或检修所要进行的倒,闸操作？,b,、说明对变压器,1T,故障或检修所要进行的倒闸操作？,图,5-11,桥形,接线,内桥接线,习题,2,：,a,、线路,L,1,故障或检修：,只需先断开,1QF,，再断开,1QS,L,和,1QS,B,，其余三回路可,以继续工作，不影响供电。,b,、变压器,1T,故障或检修：,先断开,1QF,和,3QF,，再断开,QS,1,，,1T,退出运行。如果线,路,L,1,仍需恢复供电，再合,1QF,和,3QF,。,3,、电气主接线有哪些基本形式？各接线形式的优缺点。（答案在,98-107,页找）,课题三 发电厂、变电站电气主接线,一、发电厂电气主接线,发电厂种类 ：火力发电厂，,-,发电厂电气主接线的确定，主要取决于发电厂的容量、单机容量、用户的性质和引出线的数目，以及发电厂在电力系统中的地位、作用等因素。设计发电厂电气主接线时，要综合考虑各种因素，经过技术经济比较，确定最合理的方案。,1,、大型区域性电厂的电气主接线,随着电力事业的发展，发电机组容量逐渐增大，目前通常将单机容量在,200MW,以上的发电机组称为大型机组，将发电厂容量在,l000MW,及以上的发电厂称为大型发电厂，将电压为,330kV,及以上的电力系统称为超高压系统。大容量、超高压的大型发电厂在电力系统中起着极其重要的作用，担负着系统的基本负荷，供电范围很广。因此，对这类电厂的电气主接线有更高的要求，特别要避免多回路集结点的故障，限制故障的影响范围，以提高供电的可靠性。,一、电厂电气主接线形式,电厂的电气主接线如珠江电厂的主接线主要有三种形式：（,1,）单元接线；（,2,）双母四分段接线；（,3,）单母线分段接线。,大型凝汽式火电厂电气主接线图,大型区域性电厂的电气主接线应注意以下几个问题：,（,1,）单元接线形式与主变压器的选择。,（,2,）发电机出口断路器的设置。,（,3,）电厂的启动电源与备用电源，大型电厂的厂用电负荷容量大，可靠性要求高。,2,、中小型区域性电厂的电气主接线,中小型火电厂典型电气主接线,二、变电站电气主接线,1,、枢纽变电站,一般为,500KV,或,220KV,以上的重要变电站，它汇集多个大电源和大容量负荷之间的联络线，处于系统枢纽位置，高压侧有较大的功率交换，并担负着向中压侧输送电能的任务。枢纽变电站发生故障，会危害系统的安全运行；严重时，甚至会破坏系统稳定，使系统瓦解或造成大面积停电。因此系统枢纽变电站的电气主接线对,可靠性,、,灵活性要求很高,。,枢纽变电站典型电气主接线图,2,、开关站,典型变电站电气主接线图,3,、中间站,4,、地区变电站,5,、企业变电站,6,、终端变电站,例,1,：地区变电站的电气主接线,主变：,4,台，,2,台自耦变，容量,120MVA,；,2,台三绕组变，容量,60MVA,。,电压等级：,220KV,110KV,35KV,线路：,220KV,电压等级上有,4,回；,110KV,电压等级上有,6,回；,35KV,电压等级上有,8,回。,电气主接线：,三种电压等级均采用双母线带旁路母线的接线；,其中,35KV,电压等级中母联断路器兼做旁路断路器,用，节省一台断路器。另增设无功补偿装置。,例,2,：终端变电站的电气主接线,主 变：,2,台，三绕组变,容量,10MVA,电压等级：,110KV,35KV,10KV,主 接 线：,110KV,采用内桥接线；,35KV,采用单母线分段接线；,10KV,采用单母线分段接线,线 路：,110KV,电压等级,2,回与系统相连；,35KV,电压等级,4,回与地方小水电和厂矿变电站相连；,10KV,电压等级,8,回直接向负荷供电。,限制短路电流的主要目的是使,610kv,发电机电压出线回路中能采用适宜的轻型断路器及截面较小的电力电缆，以及简化配电装置、节约投资。,限制断路电流的目的,能够选择到符合要求的断路器；,能够选择到轻型断路器。,课题四,限制短路电流的方法,限制短路电流的主要几种方法：,一、选择适当的主接线形式和运行方,二、装设母线分段电抗器,二、装设,母线分段,电抗器,1.,普通电抗器,母线电抗器的作用：,装设在母线分段处；,一般用于发电厂机压母线分段处；,用于限制并列运行发电机所提供的短路电流。,母线电抗器的参数：,额定电流通常按母线上事故切除最大一台发电机时可能通过电抗器的电流进行选择，一般取,(50%80%),I,GN,；,电抗百分值取为,8%12%,。,(1),母线电抗器,1.,普通电抗器（,限流电抗器）,(2),线路电抗器,线路电抗器的参数：,额定电流取所在线路额定电流；,电抗百分值取,3%6%,。,主要用来限制电缆馈线回路短路电流（因为电缆的电抗值较小而分布电容较大）；,线路电抗器的作用：,能在母线上维持较高的剩余电压（一般都大于,65%,U,N,）。,分裂电抗器在结构,上与普通电抗器相似，,只是线圈中心有一个,抽头,3,，中间抽头一般,用来连接电源、两个,a,）,分裂电抗器接线图,分支（又称两臂）,1,和,b,）,分裂电抗器等值电路图,2,用来连接大致相等的,c,）,正常运行时的等值电路图,两组负荷。,三、在发电机或主变压器回路中装设分裂电抗器,(1),正常运行：,式中，,为每臂的自感电抗；,为互感电抗；,f,为互感系数，,所以,若取,f,=0.5,，则在正常运行时，每臂的运行电抗,1,2,3,X,M,X,L,X,L,*,*,2.,分裂电抗器,2.,分裂电抗器,(2),分支,短路：,1,2,3,X,M,X,L,X,L,*,*,若忽略分支,2,的负荷电流，则,即短路时，臂,1,的电抗为 。,若分支,2,接电源，可能送来的短路电流为,，,3,端,开路，如右图，,设分支,1,短路,若,f,=0.5,，则 。,1,2,3,X,M,X,L,X,L,*,*,则,分裂电抗器常见工作方式,分裂电抗器的优点：,正常运行时电抗小，而在故障时电抗大；,占地面积减小（一个电抗器可供,2,路负荷）。,分裂电抗器的缺点：,当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压产生偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。,四、采用分裂低压绕组变压器,分裂绕组变压器有一个高压绕组和两个低压的分裂绕组，两个分裂绕组的额定电压和额定容量相同，匝数相等。,当发电机容量较大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线，当一台发电机端口短路时，另一台发电机送来的短路电流就受到限制。,两个低压分裂绕组布置上对称，没有电气上的联系，只有较弱的磁的联系。,1,X,1,假设高压侧开路，低压侧短路时：,正常运行时：,可见，低压分裂绕组正常运行时的电抗值只相当于两分裂绕组短路电抗的,1/4,。,X,1,0,；,。,五、装设出线电抗器,习题,1,、什么叫电气主接线？对电气主接线有哪些基本要求？,答：指发电厂或变电站中生产、传输和分配电能的电路。,又称为一次接线或电气主系统,基本要求：,满足系统和用户对供电的可靠性 和电能质量要求。,断路器检修时是否影响供电,设备和线路故障或检修时，停电线数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对主要用户的供电。,有没有使发电厂和变电站全部停止工作的可能性。,应具有一定的灵活性,涵义：适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、特殊、投切设备、增减负荷等）的变化。,具体衡量要求,变化过程短、影响范围小并保证人员安全。,操作尽可能简单、方便。,简单性,接线简单清晰（回路数少、电压级、开关少）；操作步骤少。,经济上应合理。,经济性,投资、年运行费用、占地少，经济效益高。,发展和扩建（分期过渡）的可能性,主接线是电气部分的主体，设计的主要环节，其方案的必须根据工程的地位、负荷的性质等条件，经技术经济比较确定。,64,习题,2,：,母联断路器,母联隔离开关,设,段母线工作，,段母线备用。,检修,段母线的倒闸操作：,65,设,段母线工作，,段母线备用。检修,段母线的倒闸操作：,A,、依次合上母联隔离开关,QS,j,和,QS,j,；,B,、再合上母联断路器,QF,j,，向备用母线充电，检查备用母线是否完好；,C,、再断开母联断路器,QF,j,控制回路电源，以防止,QF,j,在以下操作中误跳开；,D,、再依次合上所有,段母线侧隔离开关；,E,、再依次断开,段母线侧的母线隔离开关；,F,、再投入母联断路器,QF,j,控制回路电源；,G,、再断开母联断路器,QF,j,;,H,、再依次断开母联隔离开关,QS,j,和,QS,j,此时，,段母线转换为工作母线，,段母线转换为备用母线。,