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第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计1 发电厂及变电所电气主接线是指由主要电气发电厂及变电所电气主接线是指由主要电气设备按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能设备按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的发电厂、变电所内部的电气主电路。的发电厂、变电所内部的电气主电路。发电厂及变电所的电气主接线形式不仅影响发电厂及变电所的电气主接线形式不仅影响到本厂、本所的运行特性，也对整个电力系统运到本厂、本所的运行特性，也对整个电力系统运行的安全性、经济性、可靠性和灵活性有很大的行的安全性、经济性、可靠性和灵活性有很大的影响。影响。电气主接线主要分为有母线和无母线两大类。电气主接线主要分为有母线和无母线两大类。4.1 概述2对主接线的基本要求1、可靠性及电能质量、可靠性及电能质量 地位重要的骨干电站，应采用两个独立的电源，这样事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，可靠性越高。2、灵活性、灵活性 正常运行时能满足各种运行方式；发生事故时能采用相应的运行措施，避免大面积停电3、运行方便、运行方便 接线力求简明清晰、简化运行操作4、具有扩建的可能性、具有扩建的可能性 预留备用出线回路和备用容量5、技术先进，经济合理、技术先进，经济合理34.2 主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式4主接线的主接线的普遍规律n特殊情况下，各台G都有停机的可能，各台G之间互为备用。n供电线路应做到连续供电每回线应能从任一台G获得电源n正常运行时，任一主要设备的投退不影响其它设备QF；n检修设备时，应隔离电源QS51.单母线接线l优点：接线简单清晰，设备用量少，经济实用；有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。l缺点：母线范围内发生故障或母线W及母线QS检修时，需停止供电；各单元QF检修时，该单元中断工作。62.单母线分段 特点：特点：可两段母线并列运行，也可两段母线分段运行缩小了母线故障和母线检修时的停电范围有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配73.3.单母线带旁路母线单母线带旁路母线 任一线路断路器任一线路断路器检修时的操作（例检修时的操作（例图中图中L L3 3线路断路器线路断路器QFQF1 1）：）：合合QF2两侧隔离开两侧隔离开关关-合合QF2-合合QS3-断断QF1-拉拉开开QF1两侧隔离开两侧隔离开关关。84.4.单母线分段带旁路母线单母线分段带旁路母线特点：特点：兼有单母线兼有单母线分段和单母线带分段和单母线带旁路母线接线的旁路母线接线的优点。优点。95.双母线接线双母线接线(1)特点特点：1 1）检修任一母线时，不会中检修任一母线时，不会中断供电。断供电。如欲检修母线如欲检修母线W W2 2时的操作：时的操作：闭合闭合QFQF两侧的隔离开关闭两侧的隔离开关闭合合QFQF闭合各回路备用母线闭合各回路备用母线隔离开关断开各回路工作隔离开关断开各回路工作母线隔离开关。母线隔离开关。2 2）检修任一母线的隔离开关检修任一母线的隔离开关时，只需断开该回路。时，只需断开该回路。3 3）工作母线发生故障时，可迅速恢复供电。工作母线发生故障时，可迅速恢复供电。4 4）方便试验：任一回路试验时，只需把此回路单独切换至方便试验：任一回路试验时，只需把此回路单独切换至备用母线。备用母线。105 5）任任一一回回路路断断路路器器检检修修时时，可可用用母母联联断路器代替其工作。断路器代替其工作。其操作过程如下：其操作过程如下：n断开断开L1L1线路断路器线路断路器QFQF1 1，并断开两，并断开两侧的隔离开关侧的隔离开关QSQS1 1、QSQS3 3，拆除，拆除QFQF1 1上的接线。上的接线。n在拆除在拆除QFQF1 1的缺口处连接一临时跨条。的缺口处连接一临时跨条。n闭合闭合QSQS2 2、QSQS3 3。n闭合隔离开关闭合隔离开关QS5QS5、QS6QS6。n闭合母线联络断路器闭合母线联络断路器QFQF。5.双母线接线双母线接线(2)116.双母线带旁双母线带旁路母线的接线路母线的接线特点：除具有双母线的优点特点：除具有双母线的优点外，还可保证任一回路断路外，还可保证任一回路断路器检修时，该回路不停电，器检修时，该回路不停电，运行的可靠性更高。运行的可靠性更高。母联兼作旁路断路器的接线母联兼作旁路断路器的接线母联兼作旁路断路器的接线母联兼作旁路断路器的接线为节省投资，也可采用为节省投资，也可采用母联兼作旁路断路器的母联兼作旁路断路器的接线。接线。127.一个半断路器的接线一个半断路器的接线1 1）可靠性高，任一断路器的故障不会造成线路停电。）可靠性高，任一断路器的故障不会造成线路停电。2 2）隔离开关只起隔）隔离开关只起隔离电压的作用，避离电压的作用，避免了误操作引起的免了误操作引起的事故。事故。3 3）运行调度灵活）运行调度灵活4 4）使用断路器多，）使用断路器多，设备投资、占地面设备投资、占地面积大。积大。5 5）继电保护、）继电保护、自动装置配置自动装置配置复杂。复杂。138.8.双母线双母线分段的接线分段的接线在分段处加装母线在分段处加装母线电抗器，可限制短路电电抗器，可限制短路电流，便于线路选用价格流，便于线路选用价格低廉的轻型电气设备。低廉的轻型电气设备。9.变压器母线接线变压器母线接线特点：特点：调度灵活，电源和负荷可调度灵活，电源和负荷可以自由调配，安全可靠。以自由调配，安全可靠。1410.10.桥形接线桥形接线(1)(1)内桥接线内桥接线适合于线路长，线路故障率高，而变适合于线路长，线路故障率高，而变压器不需要经常操作的场合。压器不需要经常操作的场合。（2 2）外桥形接线外桥形接线适合于输电距离短，线路故障机会较适合于输电距离短，线路故障机会较少，而变压器需要经常操作的场合。少，而变压器需要经常操作的场合。桥形接线特点桥形接线特点：1 1）接线简单，使用设备少，经济性高。）接线简单，使用设备少，经济性高。2 2）随负荷发展很容易扩建成单母线或双母线接线。）随负荷发展很容易扩建成单母线或双母线接线。3 3）内桥接线适用于线路长，而变压器不需要频繁操作的场合。）内桥接线适用于线路长，而变压器不需要频繁操作的场合。外桥接线适用于线路短，而外桥接线适用于线路短，而 变压器需要经常操作的场合。变压器需要经常操作的场合。1511.11.角形接线角形接线特点：特点：1 1）可靠性高。）可靠性高。2 2）使用设备少，占地）使用设备少，占地面积小。面积小。3 3）不利于扩建。）不利于扩建。1613.13.单元接线单元接线特点：特点：1 1）接线简单，使用设备少。）接线简单，使用设备少。2 2）没有母线，因而减少了）没有母线，因而减少了全部停电的可能性。全部停电的可能性。3 3）减少了短路电流。）减少了短路电流。4 4）单元中一个元件故障停）单元中一个元件故障停电会造成整个单元停电电会造成整个单元停电17（）同一地区有几个大型电厂，能源丰富，（）同一地区有几个大型电厂，能源丰富，可以合建一个枢纽变电所时。可以合建一个枢纽变电所时。（）电厂地理位置狭窄，平面布置有困难时。（）电厂地理位置狭窄，平面布置有困难时。（）电厂离枢纽变电所较近，直接引线比较（）电厂离枢纽变电所较近，直接引线比较方便时。方便时。单元接线的应用单元接线的应用1843 主变压器的选择主变压器的选择19 具有发电机电压具有发电机电压母线的主变压器母线的主变压器1 1）在在发发电电机机电电压压母母线线上上负负荷荷最最小小时时，能能将将发发电电机机的的最最大功率送入系统。大功率送入系统。2）当最大一台发电机停用时能由系统通过变压器向发）当最大一台发电机停用时能由系统通过变压器向发电机电压电机电压母线上的母线上的负荷送电。负荷送电。）当为系统经济运行或环保的需要而限制本厂发电）当为系统经济运行或环保的需要而限制本厂发电时，应保证发电机电压时，应保证发电机电压母线上母线上负荷的需要。负荷的需要。1.变压器容量和台数的确定原则201.变压器容量和台数的确定原则 ）当只装一台联络变压器时，变压器的停用应保）当只装一台联络变压器时，变压器的停用应保证发电机电压负荷的需要，正常运行时变压器的作用证发电机电压负荷的需要，正常运行时变压器的作用是作为发电机电压负荷的备用电源。是作为发电机电压负荷的备用电源。）只要当发电机电压与升高电压之间的功率交换在）只要当发电机电压与升高电压之间的功率交换在一台联络变压器停用时不允许中断时，才需要装设两一台联络变压器停用时不允许中断时，才需要装设两台以上的联络变压器。台以上的联络变压器。）选用多台变压器时应作不同方案的技术经济比较。）选用多台变压器时应作不同方案的技术经济比较。）当升高电压侧有两个电压级时，还应考虑两个电）当升高电压侧有两个电压级时，还应考虑两个电压级负荷的需要。压级负荷的需要。212.变电所变压器的台数与容量的选择 1 1）主变台数的选择）主变台数的选择变电所一般不少于两台变压器，当只有一个电变电所一般不少于两台变压器，当只有一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台源或变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器。变压器。）主变型式的选择）主变型式的选择22主变容量的选择 ）主变容量的选择 若装设两台变压器时，总安装容量可取：式中，PM变电所的总负荷。当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择应考虑一台停运时可保证重要负荷的供电。此外，变电所容量选择还应考虑年电力负荷的发展和运行方式的变化。233、主变型式选择、主变型式选择n常用型式：三相油浸式、Y，d11或YN，d11，低损耗（SLT）、无载或有载调压、铜或铝线 600MW机组和500kV变压器可以采用单相。n三绕组变压器的应用：有两种升高电压且每侧通过容量超过15%。扩大单元接线的变压器，应优先采用低压分裂绕组变压器。n有2个中性点接地的系统，可采用自耦变n容量之比：100/100/100、100/100/50、100/50/100三种n接线组别 全星形变压器用于中性点不接地系统，3次谐波无通路，改三角接线243、主变型式选择、主变型式选择n调压方式 n2.5，n5 无载 有载n冷却方式n升压变压器常采用自铁芯柱向外按中、低、高 顺序排列。254.4 限制短路电流的方法一、装设限流电抗器二、采用低压分裂绕组变压器三、采用不同主接线形式和运行方式264.5 电气主接线方案的技术经济比较电气主接线方案的技术经济比较一、一、主接线方案拟定的一般步骤主接线方案拟定的一般步骤1、确定电站的接入形式、接入点、出线回路数和出线电压等级2、拟定变压器的选择方案3、拟定发电机电压侧及升高电压侧的基本接线形式4、选择站用电和附近区域用电的电源引接方式5、进行技术比较，确定23个较优方案6、进行经济比较，确定一个最优方案27二、技术比较例 装机2X4000kW，为重要电源，用2回35kV线路与地方电力网相联接，正常运行时无穿越性负载，电站无近区负荷。n方案1选择2台主变，G-T构成单元接线，35kV采用简单的单母线接线n方案2选择2台主变，G-T构成单元接线 35kV采用内桥接线，2台厂变（暗备）n方案3选择一台主变，G-T采用扩大单元接线，35kV采用单母线接线、三、经济比较n计算综合投资Z，n计算运行费用F28变电站主接线29某大型凝汽式火力发电厂主接线图30习习 题及思考题题及思考题n某水电站装机为425MW，机端电压为10.5kV，现拟采用高压为110kV，出线3回，中压为35kV，出线6回与系统相连，试拟出一技术经济较为合理的电气主接线方案，并画出主接线图加以说明。n某220kV系统的变电所，拟装设两台容量为50MVA的主变压器，220kV有两回出线，同时有穿越功率通过，中压为110kV，出线为4回，低压为10kV，有12回出线，试拟定一技术较为合理的主接线方案，并画出主接线图加以说明。31