電力系統(tǒng)主接線

1、第1章 前言1.1電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義電氣主接線主要指發(fā)電廠、變電所及電力系統(tǒng)中傳送電能的通路, 這些通路中有發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、線路等設(shè)備。它們的連接方式, 對(duì)供電可靠、運(yùn)行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理等起著決定性的作用, 它反映出電廠的整個(gè)供電系統(tǒng)全貌和其所選用的電氣設(shè)備、元件型號(hào)規(guī)格和數(shù)量以及它們之間的相互關(guān)系。它不僅是初步設(shè)計(jì)審查的重要內(nèi)容之一, 同時(shí)也是將來電氣值班運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作的重要依據(jù)。電氣主接線的設(shè)計(jì)是否合理, 將直接影響到電廠基本建設(shè)投資效益和今后的安全及可靠運(yùn)行，同時(shí)也是做好發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。同時(shí)，電氣主接線的設(shè)計(jì)也是變電所電氣設(shè)計(jì)的

2、主體。它與電力系統(tǒng)、電廠功能參數(shù)、基本原始資料以及電廠的運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電器選擇和布置，繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。針對(duì)發(fā)電廠而言，電氣主接線已經(jīng)成為電氣設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，關(guān)系著電能的安全輸送，關(guān)系著居民用電的可靠保障和自身運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。合理的設(shè)計(jì)能夠有效節(jié)省基建投資，方便以后的操作和檢修，減少機(jī)組因電氣原因造成停機(jī)等。本文依托某2×30MW公用熱電廠進(jìn)行設(shè)計(jì)主接線，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的目的。1.2廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義廠用電系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的重要組成部分,廠用電系統(tǒng)的任何故障都會(huì)

3、影響正常生產(chǎn)，嚴(yán)重的會(huì)直接造成停產(chǎn)?；鹆Πl(fā)電廠有大量的輔機(jī)設(shè)備，大部分輔機(jī)均由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，廠用電量巨大，一般熱電廠的廠用電率為8%10%甚至更高，且對(duì)電源的可靠性要求高，一般情況不允許突然中斷。廠用電供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性不僅與發(fā)電廠的運(yùn)行操作、維護(hù)檢修和設(shè)備質(zhì)量等有著密切的關(guān)系，其很大程度上取決于廠用電接線設(shè)計(jì)是否正確、合理，廠用電的電壓等級(jí)和廠用電源的引接方式是否合適，備用電源與工作電源切換是否靈活可靠等。由此可見，廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整個(gè)電廠以后運(yùn)行的安全、可靠性，它的確定就代表著電廠基本輪廓的確定，基本組成設(shè)備的確定，投資成本的確定，因此合理的廠用電接線,適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí),對(duì)于保證機(jī)

4、組的安全連續(xù)滿發(fā)、降低廠用電率、方便操作和維護(hù)、節(jié)約投資、縮短建設(shè)工期、控制造價(jià)等有著重要的意義。1.3 本文的主要工作1.3.1 學(xué)習(xí)關(guān)于電氣主接線和廠用電接線的設(shè)計(jì)方法和流程。1.3.2 根據(jù)各設(shè)計(jì)規(guī)范選擇各主要設(shè)備、導(dǎo)體的型式，并了解校核方法。1.3.3 通過設(shè)計(jì)和探討，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，為以后運(yùn)用于實(shí)踐中打好基礎(chǔ)。第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)要求及方案確定2.1電氣主接線設(shè)計(jì)的要求發(fā)電廠的主接線設(shè)計(jì)要求非常嚴(yán)格，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要按照國(guó)家相關(guān)的法律法規(guī)嚴(yán)格執(zhí)行外，其經(jīng)濟(jì)性、合理性、可靠性等都直接關(guān)系到以后的運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)效益。所以，對(duì)發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：2.1.1保證必要

5、的供電可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù)，電氣主接線應(yīng)首先滿足這一要求。電力系統(tǒng)的發(fā)電、送電和用電是同時(shí)完成的，并且在任何時(shí)刻都保持著平衡關(guān)系，無論那部分故障，都將影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。事故停電不僅會(huì)造成損失，若在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷的電廠解列，可能會(huì)造成電網(wǎng)崩潰等惡性事故。因此，保證供電可靠性是電力生產(chǎn)頭等重要的任務(wù)。電氣主接線的可靠性是其各組成元件（包括一次部分和二次部分）的綜合。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)除了盡可能選用工作可靠的一次設(shè)備和二次設(shè)備外，還應(yīng)設(shè)計(jì)這些設(shè)備元件的合理連接方式。特別要注意擇優(yōu)選用那些經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行被認(rèn)為可靠性比較高的接線方式。電氣主接線的可靠性并不是絕對(duì)的，而是

6、相對(duì)比較而言。同樣的主接線對(duì)某些發(fā)電廠或變電所來說是可靠地，而對(duì)另一些重要的發(fā)電廠或變電所來說可能還不夠可靠。因此，分析和評(píng)價(jià)主接線的可靠性，不能脫離發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。2.1.2保證電能質(zhì)量電壓、頻率和波形是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)。電氣主接線的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)電壓和頻率有著重要影響。例如有些接線方案坑內(nèi)在某一單元故障時(shí)，迫使其他元件一同退出運(yùn)行，或使回路阻抗增大，或造成發(fā)電廠一部分容量受阻，從而造成電力系統(tǒng)頻率或某一部分電壓下降，甚至出現(xiàn)電壓和頻率的崩潰。因此，在擬定主接線方案時(shí)必須注意研究如何保證電能質(zhì)量。2.1.3具有一定的靈活性和方便性電力系統(tǒng)是一個(gè)緊密聯(lián)系的整體。發(fā)

7、電廠和變電所由中心調(diào)度所和地區(qū)調(diào)度所統(tǒng)一調(diào)度指揮。發(fā)電廠和變電所電氣主接線的運(yùn)行方式隨整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求而改變。因此，所設(shè)計(jì)的電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些機(jī)組、變壓器或線路，從而達(dá)到調(diào)配電源盒負(fù)荷的目的；并能滿足電力系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。當(dāng)需要檢修時(shí)，應(yīng)能很方便的使斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶供電。此外，電氣主接線方案還必須能夠容易地從初期接線過渡到最終接線，以滿足擴(kuò)建的要求。該工程受外部條件影響，前期只能單回出線，待外部條件滿足時(shí)要過渡到雙回出線，因此能夠在不全廠停電條件下完成線路過渡顯得尤為重

8、要，在設(shè)計(jì)時(shí)必須優(yōu)先考慮。2.1.4具有一定的經(jīng)濟(jì)性電氣主接線的經(jīng)濟(jì)性是指投資省、占地面積小、電能損耗少三個(gè)方面。因此，在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，電氣主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器及避雷器等一次設(shè)備的投資；要盡可能的簡(jiǎn)化繼電保護(hù)和二次回路，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；應(yīng)采取限制短路電流的措施，以便選擇輕型的電器和小截面的載流導(dǎo)體；同時(shí)，設(shè)計(jì)電氣主接線要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和材料。此外，還應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，要避免出現(xiàn)兩次變壓，以減少變壓器的電能損耗。2.2電氣主接線方案的確定電氣主接線的接線形式種類繁多，但常用的基

9、本形式只有幾種，包括單母線接線，雙母線接線、帶旁路母線的接線、橋形接線、多角形接線盒單元接線等。鑒于該工程為小容量機(jī)組，為節(jié)省投資，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，本文僅討論單母線的接線型式。本期2臺(tái)發(fā)電機(jī)均以“發(fā)電機(jī)-變壓器組”型式接入110kV 系統(tǒng)。對(duì)單母線的幾種接線型式分析如下：2.2.1不分段單母線接線型式不分段單母線接線型式是有母線接線中最簡(jiǎn)單的型式，這種接線方式投資最省，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置，缺點(diǎn)是接線不夠靈活，一旦設(shè)備故障極易造成全廠供、用電中斷。這種接線方式一般用于用戶重要性等級(jí)較低的配電裝置中，現(xiàn)代電廠中一般較少采用這種接線方式。見圖2.1。2.2.2單母線分段接線單母線分段接線

10、較不分段母線接線具有更高的可靠性，在檢修其中一條母線時(shí)也不會(huì)中斷另一段的運(yùn)行。缺點(diǎn)是處于檢修期間的母線上所有回路均要停電，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，這種接線方式較多應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠的主接線。見圖2.2。圖2.1 不分段單母線接線 圖2.2 單母線分段接線 2.2.3 單母線分段帶旁路接線為進(jìn)一步克服單母線接線在檢修時(shí)造成回路停電的缺點(diǎn)，確保供電可靠，可以再增設(shè)一條旁路母線，如圖2.3。 利用旁路斷路器切換 各母線的運(yùn)行和檢修 方式，可以大大提高 供、用電的可靠性。 但缺點(diǎn)也是顯而易見 的，設(shè)備多，投資和 占地面積增大。2.3電氣主接線方案的論證 三種接線方式各有優(yōu)劣， 針對(duì)本工程的實(shí)際情

11、況 應(yīng)充分考慮自身廠用電的可靠性，且當(dāng)前只能有單回出線，遠(yuǎn)期再增加一回出線，并再擴(kuò)建3臺(tái)發(fā)電機(jī)。單母線分段帶旁路接線方式是三種方案里最可靠和運(yùn)行最靈活的，但設(shè)備多，初投資大，分段單母線接線方式介于其他兩種接線方式之間，且能夠滿足將來擴(kuò)建的需求，其供、用電可靠性也能夠保證，故本次選擇分段單母線接線方式作為該廠的主接線方式。單母線分段的數(shù)目取決于電源的數(shù)目、電網(wǎng)的接線及主接線的運(yùn)行方式，一般以2-3段為宜；其連接的回路數(shù)一般比不分段的單母線接線增加一倍，但仍不宜過多。主接線圖見附錄1，圖2.4電氣主接線圖。第3章 廠用電系統(tǒng)的方案選擇及論證3.1 廠用電源方案設(shè)計(jì)3.1.1廠用電壓等級(jí)的選擇在DL

12、5000-2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中，當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓直配線時(shí)，應(yīng)根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的需要，采用6.3kV 或10.5kV?；鹆Πl(fā)電廠中，廠用電一般采用高壓和低壓兩種電壓等級(jí)供電，高壓廠用電電壓常采用3、6、10kV，低壓廠用電電壓一般采用380/220V。為減少變壓器數(shù)量，簡(jiǎn)化系統(tǒng)及減少投資，高壓廠用電電壓直接采用發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)10kV，低壓廠用電通過低壓廠用變壓器變?yōu)?80/220V。3.1.2 高壓廠用電接線方案本工程高壓廠用電電壓選用10kV等級(jí)，根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)規(guī)定（DL/T5153-2002)采用按爐分段原則，每臺(tái)爐設(shè)一段高壓廠用段，每臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)的高壓電動(dòng)機(jī)分別接在對(duì)應(yīng)1

13、0KV母線上。對(duì)于公用系統(tǒng)高壓電動(dòng)機(jī)平衡分布在不同機(jī)組的高壓段上。高壓廠用電源通過發(fā)電機(jī)出口分支電抗器引接，以限制短路電流。啟動(dòng)、備用電源設(shè)置一臺(tái)高備變，其高壓側(cè)取自110kV母線，低壓側(cè)接入10kV備用段，10kV備用段至三段工作段均設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，可在工作段失電后自動(dòng)切換至備用段工作。3.1.3低壓廠用電接線設(shè)計(jì)本工程低壓廠用電電壓為380/220V，采用與高壓段一致的分段原則。共設(shè)三臺(tái)低壓廠用工作變，廠用工作變壓器電源取自對(duì)應(yīng)的10KV廠用工作段。全廠設(shè)一臺(tái)低壓廠用備用變做為明備用，其電源取自10KV備用段，通過低壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線分別接至三段工作段。3.1.4全廠輔助系統(tǒng)廠用電接線根據(jù)火力發(fā)電廠廠

14、用電設(shè)計(jì)規(guī)定（DL/T5153-2002)要求，距離主廠房較遠(yuǎn)的附屬車間均設(shè)置低壓動(dòng)力中心，全廠輸煤、化水、灰?guī)炀O(shè)置就地動(dòng)力中心，電源分別取自廠用主廠房10kV段、段及備用段。距離主廠房或就地動(dòng)力中心較近的附屬車間設(shè)置就地MCC柜，為保證可靠供電，就地MCC柜均為雙電源進(jìn)線，在工作電源失電后備用電源自動(dòng)投入運(yùn)行。 3.2 廠用電接線方案的論證該接線方案較簡(jiǎn)單，選擇的電壓與工業(yè)用電一致，節(jié)省了設(shè)備投資及占地面積。對(duì)于多臺(tái)的公用設(shè)備分別接在不同的工作段上，能有效保障機(jī)組正常運(yùn)行，減少因某段失電造成停機(jī)的概率。距離主廠房較遠(yuǎn)的附屬車間設(shè)置動(dòng)力中心，能有效減少電壓降，保證電能質(zhì)量。廠用電接線圖見附錄

15、2，廠用電接線圖。第4章 主要設(shè)備選型4.1 發(fā)電機(jī)的選擇 發(fā)電機(jī)型號(hào)：QF-30-2額定容量 37.5MVA 額定功率 30MW 功率因數(shù) 0.8（滯后） 額定電壓 10.5kV 額定電流： 2062A 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 短路比（保證值）0.5 瞬變電抗（飽和）Xd 0.218 超瞬變電抗（飽和）Xd 0.1274其中1號(hào)容量為1250KVA，2號(hào)、3號(hào)容量為1000KVA 1250KVA4.2 主變壓器的選擇 4.2.1主變壓器容量的選擇DL5000-2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用電負(fù)荷后，留有10%的裕度選擇

16、，即：SN1.1PNG（1KP）/cosG （MVA）PNG 發(fā)電機(jī)容量，在擴(kuò)大單元接線中為兩臺(tái)發(fā)電機(jī)容量之和，MW； cosG發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)；KP廠用電率。發(fā)電機(jī)額定容量為30MW，廠用電率取15%，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)0.8，經(jīng)計(jì)算后得：SN1.1×30×（1-0.15）/0.8=35 （MVA）通過以上計(jì)算，選擇40MVA容量的變壓器是較合理的。 4.1.2主變型式的選擇110kV的發(fā)電廠，一般都選用三相變壓器，主要優(yōu)點(diǎn)是投資省、占地面積小、損耗小。對(duì)于只有一種電壓向用戶供電或接入系統(tǒng)的發(fā)電廠，采用雙繞組變壓器，我國(guó)電力變壓器三相繞去所采用的連接方式110kV及以上電壓

17、側(cè)均為“YN”，即有中性點(diǎn)引出并直接接地。故該工程選擇型號(hào)為SF11-40000/110的主變壓器兩臺(tái)，該變壓器為三相、雙繞組、自然油循環(huán)風(fēng)冷、戶外變壓器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為： 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：高壓側(cè)121kV，低壓側(cè)10.5kV； 額定變比： 121±2×2.5/10.5 kV； 額定容量：40MVA； 聯(lián)接組別標(biāo)號(hào)：YN,d11； 短路阻抗：Ud=10.5%； 4.3 高壓?jiǎn)?dòng)、備用變壓器 4.2.1 啟動(dòng)、備用變壓器容量的選擇單臺(tái)機(jī)組用電負(fù)荷約為4.5MW，為保證用電的可靠性，選擇高壓?jiǎn)?dòng)、備用變壓器時(shí)按同時(shí)滿足兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，同時(shí)還需考慮為化工園區(qū)提供一路饋線，負(fù)荷約為7

18、MW，計(jì)算如下：SN1.1PNG/cosG （MVA）PNG 廠用電負(fù)荷，MW； cosG全廠平均功率因數(shù)。廠用電負(fù)荷取9+7MW，全廠平均功率因數(shù)近似取0.83，計(jì)算后得SN1.1×16/0.83=21.2 （MVA）通過計(jì)算，高壓?jiǎn)?dòng)、備用變壓器選擇25MVA容量是較合理的。 4.2.2 啟動(dòng)、備用變壓器型式的選擇啟動(dòng)、備用變壓器型式與主變壓器基本相同，變壓器型號(hào)為：SFZ11-25000/121，有載調(diào)壓。主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：高壓側(cè)121kV，低壓側(cè)10.5kV； 額定變比： 115±8×1.25/10.5 kV； 額定容量：25MVA； 聯(lián)接組別

19、標(biāo)號(hào)：YN,d11； 短路阻抗：Ud=10.5%； 4.4 電抗器的選擇限流電抗器一般用于配電線路。從同一母線引出的分支饋線上往往串有限流電抗器，以限制饋線的短路電流，并維持母線電壓，不致因饋線短路而致過低。高壓廠用電源通過發(fā)電機(jī)出口分支電抗器引接，以限制短路電流。本次選擇XKSGK-10.5-1500型干式空心限流電抗器主要參數(shù)見列表：4.5 導(dǎo)體的選擇根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T 5222-2005)之要求，結(jié)合工程所在地的地理及氣象條件，發(fā)電機(jī)出口至發(fā)電機(jī)小室導(dǎo)體30MW發(fā)電機(jī)母線每相選用2（TMY-100X10）矩型銅母線；發(fā)電機(jī)廠用分支每相選用TMY-80×10

20、的矩形銅母線；主變低壓側(cè)至發(fā)電機(jī)小室內(nèi)采用共箱封閉母線，額定電流分別為Ie=3000A；主變、高備變高壓側(cè)采用高壓交聯(lián)聚乙烯單芯電纜：YJLW02-240mm2；高備變低壓側(cè)采用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅芯電纜：YJV22-8.7/10-5(3X185)。第5章結(jié)論；電力工程設(shè)計(jì)中，電氣主接線設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣而復(fù)雜的；本文通過對(duì)30MW熱電機(jī)組的主接線方案討論，認(rèn)為；通過論證和比較，該方案是合理的，可行的，各方面較；參考文獻(xiàn)；1電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè).水利電力出版社，19；2電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5429-20；3火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL5000-2；4火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)規(guī)定DL第5章

21、 結(jié)論電力工程設(shè)計(jì)中，電氣主接線設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣而復(fù)雜的綜合性工作，必須遵循國(guó)家的有關(guān)法規(guī)，法律，方針，政策，依據(jù)相應(yīng)的國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)程，結(jié)合具體工程的不同情況不同要求，按照嚴(yán)格的設(shè)計(jì)程序，與其他專業(yè)相互協(xié)調(diào)，由宏觀到微觀，要逐步的細(xì)化和充實(shí)，反復(fù)地比較和優(yōu)化，最后提出技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)30MW熱電機(jī)組的主接線方案討論，認(rèn)為單母線分段的接線方式較適合小型熱電廠的接線方式，造價(jià)相對(duì)較低，且可靠性也能夠保證，也有利于后續(xù)擴(kuò)建工作。根據(jù)一般工業(yè)用電的電壓等級(jí)和30MW發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)，高壓廠用電電壓取10kV較為合理，能夠減少變壓器、斷路器等設(shè)備，減少一次設(shè)備投資

22、和故障點(diǎn)，為限制廠用電短路電流對(duì)發(fā)電機(jī)造成沖擊，在廠用分支增加限流電抗器，提高系統(tǒng)可靠性。通過對(duì)各用電負(fù)荷的合理分段和增加備自投設(shè)備，能夠有效保障用電的可靠性。通過論證和比較，該方案是合理的，可行的，各方面較為均衡，該原則性設(shè)計(jì)能夠被采用。第二章各種類型發(fā)電廠和變電所主接線的特點(diǎn)；由于發(fā)電廠的類型、容量、地理位置以及在電力系統(tǒng)中；一、火力發(fā)電廠電氣主接線；火力發(fā)電廠的能源主要是以煤炭作為燃料，所生產(chǎn)的電；當(dāng)發(fā)電廠機(jī)端負(fù)荷比重較大，出線回路數(shù)又多時(shí)，發(fā)電；發(fā)電機(jī)升高電壓級(jí)的接線形式，應(yīng)根據(jù)輸送容量大小、；為了使發(fā)電廠升高電壓級(jí)的配電裝置布置簡(jiǎn)單、運(yùn)行檢；下圖為一熱電廠主接線圖；熱電廠主接線圖；該

23、第二章 各種類型發(fā)電廠和變電所主接線的特點(diǎn)由于發(fā)電廠的類型、容量、地理位置以及在電力系統(tǒng)中的地位、作用、饋線數(shù)目、輸電距離的遠(yuǎn)近以及自動(dòng)化程度等因素，對(duì)不同發(fā)電廠或變電所的要求各不相同，所采用的主接線形式也就各異。下面僅對(duì)不同類型發(fā)電廠的主接線特點(diǎn)作一介紹。一、火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠的能源主要是以煤炭作為燃料，所生產(chǎn)的電能除直接供地方負(fù)荷使用外，都以升高電壓送往電力系統(tǒng)。因此，廠址的決定，應(yīng)從以下兩方面考慮：其一，為了減少燃料的運(yùn)輸，發(fā)電廠要建在動(dòng)力資源較豐富的地方，如煤礦附近的礦口電廠。這種礦口電廠通常裝機(jī)容量大，設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)高，主要用作發(fā)電，多為凝汽式火電廠，在電力系統(tǒng)中地位和

24、作用都較為重要，其電能主要以升高電壓送往系統(tǒng)。其二，為了減少電能輸送損耗，發(fā)電廠建設(shè)在城市附近或工業(yè)負(fù)荷中心。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)。這種靠近城市和工業(yè)中心的發(fā)電廠，多為熱電廠，它不僅生產(chǎn)電能還兼供熱能，為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水形成熱力網(wǎng)，可提高發(fā)電廠的熱效率。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。無論是凝汽式火電廠或熱電廠，它們的電氣主接線應(yīng)包括發(fā)電機(jī)電壓接線形式及12級(jí)升高電壓級(jí)接線形式的完整接線，且與系統(tǒng)相連接。當(dāng)發(fā)電廠機(jī)端負(fù)荷比重較大，出線回路數(shù)又多時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓接線一般均采用有母線的接線形式。實(shí)踐中通常

25、當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在6MW以下時(shí)，多采用單母線；在12MW及以上時(shí)，可采用雙母線或單母線分段；當(dāng)容量大于25MW以上時(shí)，可采用雙母線分段接線，并在母線分段處及電纜饋線上安裝母線電抗器和出線電抗器限制短路電流，以便能選擇輕型斷路器；在滿足地方負(fù)荷供電的前提下，對(duì)100MW及以上的發(fā)電機(jī)組，多采用單元接線形式或擴(kuò)大單元接線直接升高電壓。這樣，不僅可以節(jié)省設(shè)備，簡(jiǎn)化接線，便于運(yùn)行，且能減少短路電流。特別當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大，又采用雙繞組變壓器構(gòu)成單元接線時(shí)，還可省去發(fā)電機(jī)出口斷路器。發(fā)電機(jī)升高電壓級(jí)的接線形式，應(yīng)根據(jù)輸送容量大小、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)多少以及重要性等予以具體分析，區(qū)別對(duì)待，可以采用雙母線、單母

26、線分段等接線，當(dāng)出線回路數(shù)較多時(shí)，還應(yīng)增設(shè)旁路母線；當(dāng)出線數(shù)不多，最終接線方案已明確者，也可采用橋形接線、角形接線；對(duì)電壓等級(jí)較高、傳遞容量較大、地位重要者亦可選用一臺(tái)半斷路器接線形式。為了使發(fā)電廠升高電壓級(jí)的配電裝置布置簡(jiǎn)單、運(yùn)行檢修方便，一般升高電壓等級(jí)不宜過多，通常以兩級(jí)電壓為宜，最多不應(yīng)超過三級(jí)。下圖為一熱電廠主接線圖。發(fā)電機(jī)電壓采用雙母線分段接線，主要供給地區(qū)負(fù)荷。為了限制短路電流，在電纜饋線回路中，裝有出線電抗器；在母線分段處裝有母線電抗器。10KV母線各段之間，通過分段斷路器和母聯(lián)斷路器相互聯(lián)系，以提高供電的可靠性和靈活性。在滿足10KV地區(qū)負(fù)荷供電的前提下，將G1、G2的剩余功

27、率通過變壓器T1、T2升壓送往高壓側(cè)。G3、G4發(fā)電機(jī)采用雙繞組變壓器分別接成單元接線，直接將電能送入系統(tǒng)，接線清晰，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電單元集中控制或機(jī)、爐集中控制，亦避免了發(fā)電機(jī)電能多次變壓送入系統(tǒng)，從而減少損耗。單元接線省去了發(fā)電機(jī)出口斷路器，既節(jié)約又提高了供電可靠性。為了檢修調(diào)試方便，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)了隔離開關(guān)。熱電廠主接線圖該廠升高電壓有35KV和110KV兩種電壓等級(jí)。變壓器T1和Y2采用三繞組變壓器，將10KV母線上剩余電能按負(fù)荷分配送往兩級(jí)電壓系統(tǒng)。當(dāng)任一側(cè)故障或檢修時(shí)，其余兩級(jí)電壓之間仍可維持聯(lián)系，保證可靠供電。35KV僅有兩回出線，故采用內(nèi)橋接線形式；110KV電壓級(jí)

28、由于較為重要，出線較多，采用雙母線帶旁路母線接線，并設(shè)有專用旁路斷路器。其旁路母線只與各出線相接，以便不停電檢修斷路器。而進(jìn)線斷路器一般故障率較小，未接入旁路。通常110KV電壓以上，母線間隔較大，發(fā)生故障幾率小，況且電壓高，斷路器價(jià)格昂貴，所以通常只采用雙母線，較少采用雙母線分段接線形式。這樣可以減少占地面積。正常運(yùn)行時(shí)，大多采用雙母線按固定連接方式并聯(lián)運(yùn)行。下圖為四臺(tái)300MW大容量機(jī)組的凝汽式火力發(fā)電廠電氣主接線。發(fā)電廠與變壓器采用容量配套的單元接線形式。G1、G2分別組成的發(fā)電機(jī)變壓器單元接線未采用封閉母線，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)了隔離開關(guān)。而在廠用變壓器分支回路裝設(shè)了斷路器；G3及

29、G4按發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，采用分相封閉母線，主回路及廠用分支回路均未裝隔離開關(guān)和斷路器。廠用高壓變壓器采用低壓分裂變壓器。在T13、T14廠用高壓變壓器的低壓側(cè)裝設(shè)斷路器，以便進(jìn)行投、切和控制。該廠升高電壓級(jí)有220KV和500KV兩級(jí)電壓。500KV采用一臺(tái)半斷路器接線；220KV采用雙母線帶旁路接線，并且變壓器進(jìn)線回路亦接入旁路母線。兩種升高電壓之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)變壓器T5。聯(lián)絡(luò)變壓器T5選用三繞組自耦變壓器，其低壓側(cè)作為廠用電備用電源和啟動(dòng)電能。凝汽式發(fā)電廠主接線圖二、水力發(fā)電廠的電氣主接線水力發(fā)電廠具有以下特點(diǎn)：1) 水電廠以水能為資源，建在江、河、湖、泊附近，一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，絕大多數(shù)

30、電能都是通過高壓輸電線送入電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷很小或甚至全無。2) 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。但可能因設(shè)備供應(yīng)或負(fù)荷增長(zhǎng)情況以及由于水工建設(shè)工期較長(zhǎng)，為盡早發(fā)揮設(shè)備效益而常常分期施工。3) 水電廠多建在山區(qū)峽谷中，地形比較復(fù)雜。為了縮小占地面積，減少土石方的開挖量和回填量，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化接線，減少變壓器和斷路器等設(shè)備的數(shù)量，使配電裝置布置緊湊。4) 水輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)迅速、靈活方便。一般正常情況下，從啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷只需45min；事故情況下還可能不到1min。而火電廠則因機(jī)、爐特性限制，一般需68h。因此，水電廠常被用作系統(tǒng)事故備用和檢修備用。對(duì)具有水庫調(diào)節(jié)的水電廠，通常在洪水期承擔(dān)系統(tǒng)基荷，枯水期多帶尖峰負(fù)荷。很多水電廠還擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)相任務(wù)。因此，水電廠的負(fù)荷曲線變化較大、機(jī)組開停頻繁、設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)相對(duì)火電廠為小，其接線應(yīng)具有較好的靈活性。5) 根據(jù)水電廠的生產(chǎn)過程和設(shè)備特點(diǎn)，比較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和運(yùn)動(dòng)化。因此，電氣主接線應(yīng)盡