电气主接线及设计-(2).pptx

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,0,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气主接线,：是发电厂或变电站电气部分的主体，直接影响运行的可靠性、对配电装置布置,、继电保护配置、自动装置及控制方式的拟定都有决定性的关系。,对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性。,第一节 电气主接线设计原则和程序,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1.,可靠性,在规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力,-,供电的连续性,分析和评估主接线可靠性,通常从以下,方面综合,考虑：,(1),发电厂或变电所在电力系统中的地位和作用,发电厂和变电所都是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与在系统中的地位和作用一致。,1),系统中的,大型发电厂或变电所,其供电容量大，范围广地位重要作用强，应采用,可靠性高的主接线形式,，反之，应采用可靠性低的主接线形式。,一、对电气主接线的基本要求,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2),发电厂和变电所接入电力系统方式（接入系统方式指其与电力系统连接方式）,中小型发电厂,靠近负荷中心，只是把容量不大的剩余功率输送给系统，采用,单回路,弱联系方式,大型发电厂,一般远离负荷中心，发出的功率几乎全部输送给系统，采用,双回路或环网,等强联系方式。,S,S,发电厂母线,变电所母线单回弱联,双回强联,环网强联,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,(2),负荷的性质,主接线的可靠性应考虑发电厂和变电所的运行方,式（指带基荷或腰荷或峰荷）及负荷的性质（负荷的,类别）,(3),设备制造水平,1),构成主接线的一次设备及其控制、保护他的二,次设备的制造水平可靠性决定主接线的可靠性。,2),主接线形式越复杂，即构成主接线的设备越,多，将有可能降低主接线的可靠性。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,（,4,）长期实践运行经验,运行管理水平和运行人员的素质也影响主接线的,可靠性。,运行经验,积累是提高可靠性的重要条件，,运,行实践,是衡量可靠性的客观标准。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1,）,断路器检修时，能否不影响供电,.,2,）,断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时，停运的出线回路数和停电时间的长短，以及能否保证对一类用户供电。,3,）,发电厂或变电所全部停电的可能性。,4,）,大型机组突然停运时，对电力系统稳定性的影响与后果。,2.,灵活性,1,）,操作的方便性。,2,）,调度方便性。主接线能适应系统或本厂所的各种运行,定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准：,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,经济性,1,）投资省 设备少且廉价（接线简单且选用轻型断路器）。,2,）占地面积少 一次设计，分期投资,尽快发展经济效益。,3,）电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数，避免两次变压。,正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠,方式,3,）扩建方便性。具有初期,终期,扩建的灵活方便性。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,性的前提条件下，提高主接线的经济性。分析主接线的特点，,注意按基本要求进行,二、电气主接线设计的原则,原则,以设计任务书为,依据,，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，,结合工程,实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的,节省,投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,三、电气主接线的设计程序,1.,对原始资料分析,1,）工程情况,2,）电力系统情况,3,）负荷情况,发电厂类型、设计容量、单机容量及台数、最大负荷利用小时数、可能的运行方式,电力系统近远期规划、发电厂或变电站在电力系统中的位置和作用、本期工程与电力系统的连接方式及各级电压中性点接地方式等,负荷的性质、地理位置、输电电压等级、出线回路数、输送容量,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,4,）环境条件,当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震,5,）设备供货情况,主要设备的性能、制造能力、供货情况价格等,2.,主接线方案的拟定与选择,依据对电源、出线回路数、变压器台数、电压等级、容量、母线结构等的考虑拟定若干方案，先淘汰一些明显不合理的方案，最终保留,2,到,3,个技术上相当的、满足要求的方案，进行经济比较。对于地位重大,。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,短路电流计算和主要电气选择,4.,绘制电气主接线图,5.,编制工程概算,主要设备器材费,安装工程费,其他费用,的发电厂或变电站还要进行可靠性比较，最终才能确定,最佳方案。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,第二节 主接线的基本形式,主接线,有汇流母线的接线形式,无汇流母线的接线形式,单母线接线,双母线接线,桥型接线,单元接线,角型接线,单母线,单母线分段,单母线分段带旁路母线,普通双母线,双母线分段,双母线分段带旁路母线,一台半,（,3/2,）,断路器,4/3,接线,变压器母线组,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,主接线的基本知识,1.,主接线一般采用,单线图,:,隔离开关,隔离开关（带接地刀闸）,断路器,线路,电缆,有汇流母线：进出线数一般超过,4,回，母线作为中间环节,无汇流母线：进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂,或变电站,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,主接线图中常用的元件,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,本节主要讨论：典型的基本接线形式、特点以及断路器和隔离开关的操作。,1.,单母线,指进出线都是通过一台断路器和一台母线隔离开关分别与母线相连的接线形式,。,单母线接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,汇流母线,汇集、传输、分配电能,断路器,具有灭弧装置,作用：接通或断开正常回路中的负荷或故障回路短路电流（简述工作过程）,-,控制电器又是保护电器。每回路至少有一台。,隔离开关,没有灭弧装置，严禁用来接通或断开电路中的负荷或短路电流（否则造成短路故障,误操作）。,接地开关,线路隔离开关的接地开关 用于线路检修时替代,临时安全接地线的作用,110,KV,及以上 断路器和线路两侧的隔离开关线路侧均装设,35,KV,及以上的母线，每段母线上亦应设置,12,组接地开关,主要设备作用介绍：,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,隔离开关,的,类型,：,按在主接线的位置,1,）母线隔离开关,：,与母线相连的隔离开关,；,2,）线路隔离开关,：,与线路相连的隔离开关,；,3,）接地开关：,导电回路与地间的,QS,隔离开关（,QE4,）。,设置原则：断路器的电源侧设置；防止过电压入侵正在检修的断路器，断路器的用户侧也设置。,作用,：,将停运的电器（如,QF,、,W,）与带电部分隔离或等,电位操作（简述工作过程）。起隔离电压的作用，属于,隔离电器。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,断路器和隔离开关的操作规程：,1.,同一回路,QF,、,QS,运行操作,-,防止误操作,严格按照操作规程，实行操作票制度，对,QS,实行,“,先通后断,”,（即接通回路时，先合,QS,，后,QF,；断开时，反之）的操作，保证仅用,QF,接通或断开电路。,用来防止误操作的闭锁装置,-,电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。,2.,同一回路,WQS,和,LQS,的运行操作,-,减少误操作停电范围,必须保证对,WQS,实行,“,先通后断 的操作。可把误操作造成的停电范围限制在停电或送电的回路。否则，误操作将造成整个厂所停电。,应熟练掌握两个,“,先通后断,”,的含义。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,可采取以下措施：,1,）母线分段,-,克服,W,或,WQS,全厂所停电缺点,图,4,2,单母线分段接线,怎样提高单母线的可靠性和灵活性呢？,用断路器将母线,分,2-3,段,，相对单母线只是经济,性略差（多一台分段,QF,及两台,QS,）。,用分段,QS,代替分段,QF,，可提高其经济性好；但可靠灵活性略有下降,：,(1),当分段,QS,检修时全厂所停电；,(2),当,W,故障时，造成变电站短时停电,),。一般二级电力用户采用之。,适用于：,小容量发电厂的发电机电压配电装置，一般,每段母线上所接发电容量为,12MW,左右，每段母线上出,线不多于,5,回；,变电站有两台主变压器时的,6-10KV,配电装置；,35-63KV,配电装置出,线,4-8,回；,110-220KV,配电装置出线,3-4,回。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2),加设旁路母线,加设一组旁路母线和旁路断路器,有专用旁路断路器的旁路母线接线；母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线；分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线,以,克服检修断路器回路停电的缺点。,经济性差,：,新建发电厂和变电站当,110kV,及以上时，才考虑。,为什么？,旁路母线的作用：是旁路断路器与各回路的桥梁，使,旁路断路器在,不同的时期，能代替不同的回路，又流,过不同的电流，故称为旁路母线。,带旁路母线的单母线接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,单母线接线的正常运行方式,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,旁路断路器代替回路断路器的操作过程,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,旁路断路器合闸状态，合线路旁路隔离开关,QS3,瞬间,L3,短路时，造成,QS3,合经过旁断路器的短路电流的故障事故。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,旁路断路器断开状态，合线路旁路隔离开关,QS3,瞬间,L3,短路时，,QS3,合旁路母线的放电电流,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1,）检查旁母是否完好，先合,QS4,和,QS5,，后合,QF2,向旁路母线充电，若,QF2,不跳闸，旁母完好，则有,2,）,断开,QF2,；,3,）合,QS3,（等电位操作）；,4,）,合,QF2,；,5,）断,QF1,及两侧的,QS2,、,QS1,，,QF1,处于不带电状态。,对已停运的,QF1,两侧接入三相短路接地线，并对其,进行检修。,QF2,的退出操作过程：请自己写出。,注意：,2,）、,4,）两步操作，可防止在,QS3,接通瞬间，因线路突然发生短路故障，造成用,QS3,接通发电机向线路短路点提供的短路电流。,旁路断路器代替要检修断路器的操作步骤：,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计没有,2,）、,4,）两步时，,QS3,接通线路的短路电流的接线图,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,（,3,）单母分段加旁母接线,既加分段,QF,又加设旁母，在单母类中，可靠灵活性最高，经济性最差（相对单母线，多了,3,台断路器和一组旁母）,单母分段带旁路接线,线路故障时呈现电抗值大，限流效果好。,QF2的退出操作过程：请自己写出。,怎样克服此缺点呢？须采用一个半断路器（3/2）接线。,2）具有可逆工作点的联络变；,断开时，反之）的操作，保证仅用QF接通或断开电路。,3）当最大主变检修时，其它主变应将剩余功率的70%送入系统（考虑T的正常过负荷）,第四章 电气主接线及设计,1）满足两侧电网各种运行方式下之间有功功率和无功功率交换。,第四章 电气主接线及设计,升高电压级，一般采用双母类线或3/2接线。,1）母线分段-克服W或WQS,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,单母分段兼旁路断路器接线,既有一定的可靠灵活性又有一定经济性。,但在实际中很少采用，操作不方便，易出现误操作。二级偏弱的电力用户用之,单母分段兼旁路断路器接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,以上分析可知：无论怎样提高其可靠性，都克服不了母线或母线隔离开关检修,相应段,停电的致命缺点，大型,厂所,不允许,双母类,2.,双母接线,每一回路是通过一台断路器和两（组）,隔离开关分别与两组母线相连，且两组母线之间有母联断,路器连接的接线特点（与单母线相比）：,（,1,）供电可靠性高,1,）母线故障或检修时短时停电或不停电；,2,）母线隔离开关检修时只停所在回路；,3,）检修回路断路器仅短时停电。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,图,4-3,双母线接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,母线检修时不停电,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,（,2,）灵活性好，扩建方便,1,）各电源可任意分到一组母线上适应系统调度,2,）运行方式多,单母运行、单母分段运行（母联断路器闭合进出线分别接到两组母线上）和固定连接运行（母联断路器闭合，电源与负荷均分两组母线上）。,（,3,）经济性差，操作不方便,（,QS,既是隔离电器又作为改变运行时的操作电器,）,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1,）检查备用母线是否完好 先合母联两侧的隔离开关，,后合母联断路器，若母联断路器不跳闸，备母完好。则,2,）先合备用母线侧的,WQS,，后断工作母线侧,WQS,；,3,）先断母联,QF,，后断其两侧,QS,。,此工作母线处于不带电状态，接入三相短路接地线，可对,其检修。,说明：因母联连接两组母线，步骤,2,）的,WQS,依次合、断只,是转移电流不会产生电弧,倒母线操作步骤（按两个”先通后断”）：,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,倒母线操作过程,倒母线操作前的电气主接线运行方式,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1.,检查备用母线是否完好,-,合母联支路，向备用母线充电,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,倒母线,1,）合备用母线侧的隔离开关,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2,）拉开工作母线侧的隔离开关,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,断开母联断路器及其两侧隔离开关,倒母线操作后电气主接线运行方式,其措施是：,1,）双母三分段接线 克服工作母线故障短时停电。,PG=25MW,或,50MW,的发电机电压的接线常用，且分段处,加装限流电抗器。,怎样提高双母可靠灵活性呢？,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2,）双母加设旁母接线 克服回路断路器检修短时停,电。,110,kV,及,以上进出线超过,10,回的接线常用。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3,）母联兼旁路接线 提高双母加设旁母接线的经济性，,当进出线少时用之,。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,4,）双母四分段带旁母接线 容量大、进出线多，变电所,或电厂的升高电压级,接线。,焦作电厂的,220kV,主接线用之。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,缺点：母线故障或检修时，造成厂所短时停电或部分短时停电。,怎样克服此缺点呢？须采用一个半断路器（,3/2,）接线。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,一台半断路器接线（,3/2,）,每两回路通过三台断路器接在两组母线上的接线形式。,特点,(,相对双母线,),：,1,）供电可靠性高 母线故障不停电,;,检修断路器不停电,2,）灵活且操作方便,QS,仅作隔离电器用,3,）经济性差 一、二次设备多，占地面积大,同一个,“,断路器串,”,上配置一条电源回路和一条出线回路；,建设初期仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关。当一台半断路器接线达到三串及以上时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装设隔离开关。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,适合的厂所,：,可靠灵活性是主要的，而经济性是次要的、且进出线为,6,回及以上，电压为,330-500,kV,接线采用。,提高可靠性措施,电源与负荷接到不同串上且电源与负荷交叉布置；电源、负荷回路装隔离开关。,节约投资的措施,4/3,接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,变压器母线组接线,变压器通过隔离开关直接接到母线上,各出线通过两台,断路器分别接到两组母线上的接线。,特点,利用变压器可靠性高，克服输电线路可靠性差的,缺点。一组变压器或母线故障可照常供电。当出线多时与,3/2,接线混用。,厂所,大容量远距离输电系统且对稳定性可靠性要求高的,变电所。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,具有汇流接线形式，接线复杂、占地面积大；当进出,线少时应采用占地面积少、接线简单的无汇流母线形式。,二、无汇流母线的电气主接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1.,单元接线,发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机,-,变压器组，无发电机电压母线的接线。,特点,可限制发电机电压下短路电流和节省断路器,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,桥形接线,当有两台变压器和两条线路采用，按桥断路器的位置，,分为内桥和外侨。,（,1,）内桥接线,桥断路器位于变压器侧，线路中有断路器的桥接线。,特点1,）正常操作时，线路投切方便，变压器不方便。,2,）线路故障，仅跳对应回路,QF,，而,T,故障对应回路,QF,也须跳闸。,厂所,输电线路长而变压器又不需要经常切换的接线。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,（,2,）,外桥接线,桥断路器位于线路侧，变压器回路中有断路器的桥接线。,特点,与内桥相反。,厂所 与内桥相反,且线路中有穿越功率的接线,穿越功率是路过变电所,的功率。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,怎样提高内外桥接线可靠灵活性呢？,具体措施是：,1,）加装桥隔离开关,克服桥断路器检修两回路不能并,联的缺点。,2,）采用全桥接线,克服内外桥接线的缺点,且QS仅作,隔离用（,煤矿常用之）。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,（,3,）,角形接线,当回路数与断路器台数相同,每回路与两台断路,器相连的接线,.,特点,比相同断路器台数的单母线接线可靠性高,厂所,最终规模较明确的,110,kV,接线，且角数不超过,6,。,注意,电源和负荷对角布置，各回路,QS,的作用。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1.,火力发电厂电气接线,火力发电厂电气主接线,特点：,其一,:,为了减少燃料的运输，发电厂建设在动力资源较丰富的地方，即矿口电厂或坑口电厂，一般是装机容量大的，主要用于发电的,大容量凝汽式火电厂,。,生产的电能 主要是输送远离电厂的负荷中心。这类电厂没有发电机电压负荷。,发电机电压级,，一般采用,单元接线,或,扩大单元接线；升高电压级,，一般采用,双母类线或,3/2,接线,。,见图,4-18,。,(,联络变低压绕组是厂用备用电源,),。,三、典型主接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,其二,:,建设在电力负荷中心，,既供热又供电,的中小型容量热电厂。,发电机发出的电能主要供附近的电力用户，剩余的电能输入电力系统。这类电厂，具有发电机电压母线，一般采用,单母分段或双母三分段,，升高压级一般采用,单母分段或双母类接线,。见图,4-17,。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,水电站电气主接线,水电厂一般远离负荷中心，一般没有机压负荷，而且,容量大小完全由水能情况确定。而其特点承担调频、调相,等作用。其接线尽可能简单，负荷水电厂特点图,4-19,某水,电厂的电气主接线。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,枢纽变电站，说明其作用,-,接线方式（,3/2,）主要电气设备作用,四、,500kV,变电站电气主接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,第三节 主变压器选择,主变,向系统或用户送电的,T,；,类型,联络变,不同电压等级交换功率,T,；,厂（站）变,供本厂所用电,T,。,一、容量、台数的确定原则,按传递容量、,510,规划决定,;,容量选大时，投资占地运行费用经济性差；容量选,小时，封锁电能，使其在技术上不合理）。,一）容量确定原则,1.,单元接线主变确定原则,1,）双绕变,S,T,=1.1,（,S,G,-S,P,）,2,）低分裂变,S,T,=21.1,（,S,G,-S,p,）,注：发电机的铭牌功率单位,kW,或,MW,，而变压器是,kVA,或,MVA,，式中,S,G,=P,G,/,发电机功率因数,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,具有发电机电压母线的主变容量确定,1,）发电机机压负荷最小时，剩余功率全输入系统。,2,）大容量发电机停运时，主应能从系统倒送功率满机压负荷需要。,3,）当最大主变检修时，其它主变应将剩余功率的,70%,送入系统（考虑,T,的正常过负荷）,4,）水电比重较大系统，丰水期，主变从系统倒输送电,满足最大机压负荷需要。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,连接两种升高电压母线的联络变压器容量的确定原则,1）,满足两侧电网各种运行方式下之间有功功率和无功功率交换。,2）,不小于任一侧母线上最大一台发电机的,S,G,，,以保证检修其时，满足本侧负荷需要或检修线路将剩余功率输入另一侧。,3）,从引线和布置考虑，一般只选一台联络变且选三绕组变，或自耦变（中性点接地系统）,其低压绕组作厂用备用电源或引入无功补偿装置。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,4）主变兼联络变,注：发电机的铭牌功率单位kW或MW，而变压器是kVA或MVA，式中SG=PG/发电机功率因数,电气工程与自动化学院电力系,线路故障时呈现电抗值大，限流效果好。,既加分段QF又加设旁母，在单母类中，可靠灵活性最高，经济性最差（相对单母线，多了3台断路器和一组旁母）,第四章 电气主接线及设计,用来防止误操作的闭锁装置-电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。,电气工程与自动化学院电力系,容量选大时，投资占地运行费用经济性差；,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,建设初期仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关。,多，将有可能降低主接线的可靠性。,式（指带基荷或腰荷或峰荷）及负荷的性质（负荷的,电气工程与自动化学院电力系,短路电流计算和主要电气选择,单母分段兼旁路断路器接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,4.,变电站主变,(1),变电站容量确定原则,按供电负荷和,5-10,年规划负荷确定,1,）重要变电站按一台停运其余满足负荷的供电。,2,）非重要变电站按一台停运其余满足全部负荷的（,70-80,）,%,供电。,（,2,）变压器的容量系列,R10,系列 按,R10=1.26,倍数增加,即,20,30,40,50,63,80,100,125,160,（,kVA,）国际,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,通用的标准系列,S,n,=S,n,-1+S,n,-1/4(,当,S,n,100,时,),（,3,）台数的确定原则与电压等级、接线形式、传输容量及与系统联系紧密,1,）与系统联系紧密大中站，,2,台以上,2,）与系统联系弱小型厂站，,1,台；,3,）地区孤立的变电站或大型企业变电站设,3,台变。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,二、主变型式（结构）选择原则,1.,相数,技术经济性和运输条件确定即,330kV,及以下采用三相；,500kV,采用单相。,2.,绕组数与结构,每相绕组的个数：双、三、四绕组,1,）只有一种升高电压级，只能采用双绕变,2,）具有两种升高电压级，优先考虑选用三绕组变或,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,自耦变。若有一绕组传输容量时，,S15%S,N,，则选,2,台双绕组变,;,单机容量,200MW,以上机组,一般选,2,台双绕组变。,三相变、低压分裂变、自耦变、四绕组变,结构：升压型和降压型,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,绕组接线组别的确定,1,）三相绕组间的连接形式有：星形（,Y,）和三角形,（,D,）。,110kV,及以上采用,YN,或,yn),；,35kV,经消弧线,圈接地采用,Y,或,y,；,6-10kV,采用,D,或,d,。,2,）接线组别,同一变不同侧绕组之间的接线形式的,关系常规式,YN,d11(Y,d11),或,YN,y0,d11(YN,yn0,d11),限制三次谐波电压保证供电质量且能使机组或系,统并列,;,不影响通讯和保护设备。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,全星,YN,yn0,y0(YN,yn0,yn0),YN,y0(YN,yn0,）一般自耦变压器采用。,自耦变压器只能用于中性点直接接地系统中，系统零序阻抗较小。绕组采用三角形接线形式意义不大。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,4.,调压方式确定,保证供电质量，变压器二次侧电压须能据负荷大小和性质而改变,调压方式,:,无载调压和有载调压。前者要求不带负荷调压，其范围为,-22.5%-+2 2.5%,价廉；后者带负荷调压,其范围为,0-30%,价贵。,选择有载调压变原则,:,1,）出力变化大的发电厂，主变潮流方向不定且副边电压维持一定水平；,2,）具有可逆工作点的联络变；,3,）发电机经常在低功率因数下运行；,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,5.,冷却方式选择,运行变压器存在短路和空载损耗,使变压器温度增高,;,为使温度不超过允许值,冷却方式有,:,1),自然风冷却,S,T,10000kVA,3),强迫油循环水冷（油压大于水压）,4),强迫油循环风冷,5),强迫油循环导向冷却,6),水内冷,从上到下,T,容量越来越大,冷却能力越强,造价越高。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,第四节 限制短路电流的方法,增加短路回路阻抗的方法,目的,选轻型设备,(,断路器）和能选出设备（断路器）。,总方法,在设计主接线时，考虑增加回路的短路阻抗，以,得到限制短路回路短路电流的目的。,增加阻抗的方法：,一、选择适当的主接线形式和运行方式,1.,大容量发电机电压级，采用单元接线，可限制发电机,电压下的短路电流。,2.,降压变电所低压侧，采用硬分段运行（分段断路器处,于断开的运行方式）,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,双回路供电系统单回运行或环网供电系统开网运行,因电缆,xc=0.08,欧,/,km (,架空,xL=0.4),。上述三种方法，其限流作用对电缆回路甚微。,限流电抗器,实质上是空芯线圈，,具有很大电抗值，串在回路中，可起限制短路电流的作用。,类型：,按结构分为,普通电抗器和分裂电抗器两种。,1.,普通电抗器,按位置分为,:,线路电抗器和母线电抗器两种。,二、加装限流电抗器,(,电缆回路采用,),电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1),线路电抗器,加装在电缆馈电回路，只能限制回路的短路电流电抗器的额定电流为,300-600A,，电抗百分数为,3%-6%,。正常运行的电压降不大于,5%,；短路时残压不小于,65%,，保证非故障线路继续运行。一般安装在,QF,的线路侧，减少母线故障机会和,QF,操作。,2,）母线电抗器,加装在母线分段处,既能限制母线、发电机出口短路电,流,又能限制回路短路电流。加装限流电抗器时,优先考虑母线电抗器。其,I,N,=(50-80)%I,N,max,电抗百分数,8%-12%,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,2.,加装分裂电抗器,特点,正常运行时呈现电抗值小，电压损失小，供电质量好；线路故障时呈现电抗值大，限流效果好。其电抗百分数为,8%-12%,。,分裂电抗器的结构,与普通电抗器相似，,只是绕组中心有一个抽头见图,a),。,正常运行的等值图见图,b),。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,两臂间有磁耦合，因绕向相同而通过的电流相反，互感是去磁的，每臂呈现的电抗值为,X,1,=,X,2,=X,L,-X,M,=X,L,-fX,L,=(1-f)X,L,=0.5X,L,式中,f-,互感系数,取,0.5;,臂一出口短路时见图,d),。,因臂二的负荷电流可忽略不计,臂一呈现的电抗就是它本身的自感电抗即,X,1,=X,L,为正常运行电抗值的两倍。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,目的,限制,低压分裂绕组变压器低压绕组侧的,短路电流。,三、采用低压分裂绕组变压器,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,特点,正常运行所呈现的电抗值和低压侧短路时所,呈现的电抗值不同。,正常运行呈现的电抗为：,X,12,=X,1,+X,2,/2=X1+X,2,/2,2,短路时,，系统短路电流所遇到的电抗为：,X,12,=,X,1,+X,2,=X,12,+X,2,/2,X,12,发电机,2,短路电流所遇到的电抗为,X,22,=,X,2,+X,2,=2X,2,X,12,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,注意：,高压绕组,1的漏电抗远小于低压绕组,2,或,2,”,。,低压分裂绕组变压器也用于单机容量为,200MW,及以上机组的厂用高压变压器。,厂用分支上的短路,电流比发电机出口还要,大。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,并联电容器补偿回路为什么要串联限流电抗器？,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,本节主要讨论：典型的基本接线形式、特点以及断路器和隔离开关的操作。,1.,单母线,指进出线都是通过一台断路器和一台母线隔离开关分别与母线相连的接线形式,。,单母线接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,没有,2,）、,4,）两步时，,QS3,接通线路的短路电流的接线图,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,单母分段兼旁路断路器接线,既有一定的可靠灵活性又有一定经济性。,但在实际中很少采用，操作不方便，易出现误操作。二级偏弱的电力用户用之,单母分段兼旁路断路器接线,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,以上分析可知：无论怎样提高其可靠性，都克服不了母线或母线隔离开关检修,相应段,停电的致命缺点，大型,厂所,不允许,双母类,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,3.,变压器母线组接线,变压器通过隔离开关直接接到母线上,各出线通过两台,断路器分别接到两组母线上的接线。,特点,利用变压器可靠性高，克服输电线路可靠性差的,缺点。一组变压器或母线故障可照常供电。当出线多时与,3/2,接线混用。,厂所,大容量远距离输电系统且对稳定性可靠性要求高的,变电所。,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,1,）双绕变,S,T,=1.1,（,S,G,-S,P,）,2,）低分裂变,S,T,=21.1,（,S,G,-S,p,）,注：发电机的铭牌功率单位,kW,或,MW,，而变压器是,kVA,或,MVA,，式中,S,G,=P,G,/,发电机功率因数,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,电气工程与自动化学院电力系,第四章 电气主接线及设计,