變電站電氣主接線講義

1、 v第一節(jié)第一節(jié) 電氣主接線概述電氣主接線概述v第二節(jié)第二節(jié) 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式v第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電廠和變電站主變壓器的選擇發(fā)電廠和變電站主變壓器的選擇v第四節(jié)第四節(jié) 電氣主接線設(shè)計電氣主接線設(shè)計v第五節(jié)第五節(jié) 自用電和接線自用電和接線v思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題第一節(jié)第一節(jié) 電氣主接線選擇的原則和要求電氣主接線選擇的原則和要求 電氣電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖主系統(tǒng)與電氣主接線圖 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。 用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號將各電氣設(shè)備，按連接順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系

2、的接線圖，稱為電氣主接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖 。 電氣主接線中的電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式電氣設(shè)備和主接線方式 電氣主接線中的主要電氣設(shè)備包括：電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補償裝置等。 常用的主接線方式有：單母線接線、單母線分段接線、單母線分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母線帶旁路母線接線、雙母線分段接線、雙母線分段帶旁路母線接線、內(nèi)橋接線、外橋接線、一臺半斷路器接線、單元接線、和角形接線等。 電氣主接線的電氣主接線的基本要求基本要求 電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈

3、活性，以及對電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時，應(yīng)滿足下列基本要求。 1. 保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量； 2. 具有一定的運行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴建的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟上合理。 當(dāng)線路或高壓配電裝置檢修時，需要有明顯可見的斷口，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。故在電氣回路中，在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)。若電源是發(fā)電機，則發(fā)電機與出口斷路器之間可以不裝隔離開關(guān)。但有時為了便于對發(fā)電機單獨進(jìn)行調(diào)整和

4、試驗，也可以裝設(shè)隔離開關(guān)或設(shè)置可拆卸點。 當(dāng)電壓在110kV及以上時，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置12組接地開關(guān)，以保證電器和母線檢修時的安全。 斷路器與隔離開關(guān)的斷路器與隔離開關(guān)的操作順序操作順序 為：接通電路時，先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合斷路器；切斷電路時，先斷開斷路器，再拉開兩側(cè)的隔離開關(guān)。 為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實行操作票制度外，還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機械閉鎖或電腦鑰匙等閉鎖裝置。第二節(jié)第二節(jié) 電氣主接線的基本接線形式電氣主接線的基本接線形式 單母線接線單母線接線接線

5、圖接線圖 各電源和出線都接在同一條公共母線上，其電源在發(fā)電廠是發(fā)電機或變壓器，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。 單母線接線單母線接線特點特點 1. 單母線接線的優(yōu)點單母線接線的優(yōu)點 簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便，有利于擴建和采用成套配電裝置。 2. 單母線接線的主要缺點單母線接線的主要缺點 母線或母線隔離開關(guān)檢修時，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時，所有斷路器都將自動斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。 單母線接線方式，單母線接線方式，10kV出線一般不超過出線一般不超過5回，回，35出

6、線不超出線不超過過5回，回，110220出線不超過出線不超過2回。回。 單母線分段接線單母線分段接線接線圖接線圖 出線回路數(shù)增多時，可用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段，成為單母線分段接線，如圖8-3所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為23段。 單母線分段接線單母線分段接線特點特點 該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時具有接線簡單、操作方便、投資少等優(yōu)點。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路

7、供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修時，該回路必須停止工作。單母線帶旁路： 專設(shè)旁路斷路器QFp和旁路母線WBpq旁路斷路器QFp連接旁路母線WBp和工作母線WB。q每一出線回路在線路隔離開關(guān)的線路側(cè)再用一臺旁路隔離開關(guān)QSp接至旁路母線WBp上。v旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線運行。這樣，平時旁路母線不帶電，減少故障可能。q先合上QFp兩側(cè)隔離開關(guān)，再合上QFp，旁母帶電；q合上QSp，斷開QF1、QS2、QS1，這樣QF1退出工作，該線路經(jīng)WB、QFp、WBp、QSp得到供電。單母線（分段）帶旁路接線單母線（分段）帶旁路接線為了解決在檢修斷路器期間該回路必須停電的問題

8、，可采用加裝“旁路母線旁路母線”的方法。即：增加一條稱為“旁路母線旁路母線”的母線，該母線由“旁路斷路旁路斷路器器”供電。其作用是：檢修任一出線斷路器時，由旁路斷路器代替該出線斷路器工作而使該回路不停電。1) 單母線帶旁路：“專用旁路斷路器專用旁路斷路器”；2) 單母線分段帶旁路：又包括“專用旁路斷路器專用旁路斷路器”和“分分段斷路器兼作旁路斷路器段斷路器兼作旁路斷路器”兩種接線。單母線帶旁路：單母線帶旁路： 專設(shè)旁路斷路器QFp和旁路母線WBpq 供電可靠性提高，保證了對重要用戶的不間斷供電，倒閘操作相對簡單。q 增加了設(shè)備，從而增大了投資和占地面積。單母線帶旁路：單母線帶旁路：如果旁路母線

9、同時與引出線和電源回路連接（虛線部分），則電源回路的斷路器可以和本回路的其它設(shè)備同時檢修。但此時接線比較復(fù)雜，將使配電裝置布置困難和增加建造費用，所以旁路母線一般只與出線回路連接，即不包括圖中虛線部分。單母線分段帶旁路：單母線分段帶旁路： 專設(shè)旁路斷路器 QFp和旁路母線 WBp 旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線分段運行。：倒閘操作與前類似。q 可靠性有所提高，因為檢修期間仍以單母線分段運行。(2) 單母線分段帶旁路：單母線分段帶旁路： 分段斷路器 QFd 兼作旁路斷路器q QFd、QS1、QS2閉合，q QS3、QS4斷開，QS5（母線分段隔離開關(guān)）斷開，QS5斷開，兩

10、段母線處于并列運行狀態(tài)。q 旁路母線WBp平時不帶電。檢修QF1時可用旁路斷路器代替其工作。注意：旁路斷路器一般只能代替一臺出線斷路器工作，旁路母線一般不能同時連接兩條及兩條以上回路，否則當(dāng)其中任一回路故障時，會使旁路斷路器跳閘，斷開多條回路。 單母線分段帶旁路：單母線分段帶旁路： 分段斷路器 QFd 兼作旁路斷路器WBpq 檢修QF1倒閘操作步驟：q 虛線提示單母線分段帶旁路：單母線分段帶旁路： 分段斷路器 QFd 兼作旁路斷路器WBp分段斷路器兼作旁路斷路器的其它接線形式：2) 單母線分段帶旁路：單母線分段帶旁路： 分段斷路器 QFd 兼作旁路斷路器 單母線（分段）帶旁路接線單母線（分段）

11、帶旁路接線適用情況： 610kV一般不設(shè)旁路母線，因為供電負(fù)荷小，供電距離短，而且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，同時大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)很少。 3560kV可不設(shè)旁路母線，因為重要用戶多系雙回線供電，有可能停電檢修斷路器。其次，斷路器年平均檢修時間短，通常為23天。 110220kV一般要設(shè)置旁路母線，因為110-220kV線路的輸送距離遠(yuǎn)，輸送功率大，停電影響長，斷路器平均每年檢修時間約需57天。 雙母線不分段接線雙母線不分段接線（簡述和優(yōu)點簡述和優(yōu)點） 下圖所示為雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連

12、，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）連接。 運行方式靈活，便于擴建；檢修母線時，電源和出線都可以繼續(xù)工作 ；檢修任一回路母線隔離開關(guān)時，只需斷開該回路；工作母線故障時，所有回路能迅速恢復(fù)工作；檢修任一線路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。 雙母線不分段接線雙母線不分段接線（缺點和適用范圍缺點和適用范圍） 當(dāng)母線故障或檢修時，需使用隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作，容易造成誤操作；工作母線故障時，將造成短時（切換母線時間）全部進(jìn)出線停電；在任一線路斷路器檢修時，該回路仍需停電或短時停電（用母聯(lián)斷路器代替線路斷路器之前）；使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較大，同時

13、也增加了母線的長度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。 這種接線方式適用于供電要求比較高，出線回路較多的變電站中，一般35kV出線回路為8回， 110 220kV出線為4回及以上的220kV母線。 雙母線不分段接線雙母線不分段接線（接線圖接線圖） 為了彌補上述缺點，提高雙母線接線的可靠性，可進(jìn)行兩種方式的改進(jìn)。 雙母線雙母線分段和帶旁路母線分段和帶旁路母線的接線方式的接線方式 1. 圖8-8所示為工作母線分段的雙母線接線。用分段斷路器將工作母線分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線相連。這種接線具有單母線分段和雙母線接線的特點，有較高的供電可靠性與運行靈活性，但所使用的電氣設(shè)備較多，使投資增

14、大。另外，當(dāng)檢修某回路出線斷路器時，則該回路停電，或短時停電后再用“跨條”恢復(fù)供電。雙母線分段接線常用于大中型發(fā)電廠的發(fā)電機電壓配電裝置中。 采用帶旁路母線的雙母線接線，目的是為了不停電檢修任一回路斷路。 雙母線分段和帶旁路接線方式雙母線分段和帶旁路接線方式（接線圖接線圖） 用用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式幾種形式 當(dāng)出線回路數(shù)較少時，為了減少斷路器的數(shù)目，可不設(shè)專用的旁路斷路器，而用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器，其接線如圖8-10所示。母線母線母線母線母線母線隔離開關(guān)隔離開關(guān)隔離開關(guān)隔離開關(guān)斷路器斷路器 二分之三斷路器二分之三斷路器接線方式接線方式 兩組母線之間接有若

15、干串?dāng)嗦菲鳎恳淮?，中間一臺稱作聯(lián)絡(luò)斷路器，每兩臺之間接入一條回路，共有。主要優(yōu)點：可靠性高；運行靈活性好；操作檢修方便。主要缺點是投資大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜。 在一臺半斷路器接線中，一般應(yīng)采用交叉配置的原則，即同名回路應(yīng)接在不同串內(nèi)，電源回路宜與出線回路配合成串。此外，同名回路還宜接在不同側(cè)的母線上。 變壓器母線組變壓器母線組接線方式接線方式 如圖8-12所示，各出線回路由兩臺斷路器分別接在兩組母線上，而在工作可靠、故障率很低的主變壓器的出口不裝設(shè)斷路器，直接通過隔離開關(guān)接到母線上，組成變壓器母線組接線。這種接線調(diào)度靈活，電源和負(fù)荷可自由調(diào)配，安全可靠，有利于擴建。當(dāng)變壓器故障時，和它連接于

16、同一母線上的斷路器跳閘，由隔離開關(guān)隔離故障，使變壓器退出運行后，該母線即可恢復(fù)運行。 單元接線單元接線方式方式 發(fā)電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機變壓器組，稱為單元接線。其中，圖8-13（a）和（b）是發(fā)電機變壓器單元接線。除圖8-13所示的單元接線外，還可以接成發(fā)電機自耦變壓器單元接線、發(fā)電機變壓器線路組單元等形式。 為了減少變壓器及其高壓側(cè)斷路器的臺數(shù)，節(jié)約投資與占地面積，可采用圖8-14所示的擴大單元接線。擴大單元接線的缺點是運行靈活性較差。 單元接線的優(yōu)點是接線簡單清晰，投資小，占地少，操作方便，經(jīng)濟性好，由于不設(shè)發(fā)電機電壓母線，減少了發(fā)電機電壓側(cè)發(fā)生短路故障的幾率。 單元接

17、線方式單元接線方式的接線圖的接線圖 橋形接線橋形接線（概述概述） 當(dāng)只有兩臺主變壓器和兩條電源進(jìn)線線路時，可以采用如圖8-15所示的接線方式。這種接線稱為橋式接線，可看作是單母線分段接線的變形，即去掉線路側(cè)斷路器或主變壓器側(cè)斷路器后的接線，也可看作是變壓器線路單元接線的變形，即在兩組變壓器線路單元接線的升壓側(cè)增加一橫向聯(lián)接橋臂后的接線。 橋式接線的橋臂由斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)組成，正常運行時處于接通狀態(tài)。根據(jù)橋臂的位置又可分為內(nèi)橋接線、外橋接線和雙斷路器橋形接線三種形式。 橋形接線橋形接線接線圖接線圖 （a）、（b）和和（c） 橋形接線橋形接線（內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線） 內(nèi)橋接線如圖8-15（a）所

18、示，橋臂置于線路斷路器的內(nèi)側(cè)。其特點如下： （1）線路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三條支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 （2）變壓器故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均自動跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)對該線路的供電。 （3）線路運行時變壓器操作復(fù)雜。 內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運行方式的場合。 橋形接線橋形接線（外橋接線外橋接線） 外橋接線如圖8-15（b）所示，橋臂置于線路斷路器的外側(cè)。其特點如下： （1）變壓器發(fā)生故障時，僅跳故障變壓器支路的斷路器,其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間

19、的聯(lián)系。 （2）線路發(fā)生故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障線路同側(cè)的變壓器支路的斷路器均自動跳閘，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)被切除變壓器的工作。 （3）線路投入與切除時，操作復(fù)雜，影響變壓器的運行。 這種接線適用于線路較短、故障率較低、主變壓器需按經(jīng)濟運行要求經(jīng)常投切以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過橋臂回路的場合。 橋形接線橋形接線（雙斷路器橋形接線雙斷路器橋形接線） 橋式接線屬于無母線的接線形式，簡單清晰，設(shè)備少，造價低，也易于發(fā)展過渡為單母線分段或雙母線接線。但因內(nèi)橋接線中變壓器的投入與切除要影響到線路的正常運行，外橋接線中線路的投入與切除要影響到變壓器的運行，而且更改運行方式時需利用隔離開關(guān)作為操

20、作電器，故橋式接線的工作可靠性和靈活性較差。 為了提高供電可靠性，克服內(nèi)外橋形接線的不足，使運行方式的調(diào)度操作更為方便，確保安全可靠供電，可在高壓母線與主變壓器進(jìn)線之間增設(shè)斷路器，其原理接線如圖8-15（c），這種接線方式在35/10kV的變電站中大量采用。 角形接線角形接線（概述）（概述） 角形接線又稱環(huán)形接線，斷路器數(shù)等于回路數(shù)，各回路都與兩臺斷路器相連，即接在“角”上，如圖8-16 。 優(yōu)點：經(jīng)濟性較好；工作可靠性與靈活性較高，易于實現(xiàn)自動遠(yuǎn)程操作。 缺點：檢修任一斷路器時，角形接線變成開環(huán)運行，降低可靠性；角形接線在開環(huán)和閉環(huán)兩種運行狀態(tài)時，各支路所通過的電流差別很大，可能使電器設(shè)備的

21、選擇出現(xiàn)困難，并使繼電保護(hù)復(fù)雜化；角形接線閉合成環(huán)，其配電裝置難于擴建發(fā)展。 我國經(jīng)驗表明，在110kV及以上配電裝置中，當(dāng)出線回數(shù)不多，且發(fā)展比較明確時，可以采用角形接線，一般以采用三角或四角形為宜最多不要超過六角形。第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電廠變電所主變壓器的選擇發(fā)電廠變電所主變壓器的選擇 主變壓器容量、臺數(shù)直接影響主接線的的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定應(yīng)綜合各種因素進(jìn)行分析，做出合理的選擇。 1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器容量、臺數(shù)的確定 （1）當(dāng)發(fā)電機電壓母線上負(fù)荷最小時，能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。 （2）當(dāng)接在發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，主變壓器應(yīng)能

22、從系統(tǒng)中倒送功率。 （3）根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的要求（如水電站充分利用豐水季節(jié)的水能）而限制本廠輸出功率時，能供給發(fā)電機電壓的最大負(fù)荷。 （4）發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺。對小型發(fā)電廠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器宜設(shè)置一臺。對裝設(shè)兩臺或以上主變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中容量最大的一臺因故退出運行時，其它主變壓器在允許正常過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。 2單元接線的主變壓器容量的確定單元接線時變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。采用擴大單元時，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)等于按上述（1）或（2）算出的兩臺發(fā)電機容量之

23、和。 （1）主變壓器容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （2）根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足類及負(fù)荷的供電；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的7080%。 （1）對城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 （2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可考慮裝設(shè)3臺主變壓器。 （3）對不重要的較低電壓等級的

24、變電所，可以只裝設(shè)一臺主變壓器。 電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價格低、占地面積小，而且運行損耗減少1215。因此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。但是，隨著電壓的提高，容量的增大，變壓器的外形尺寸及重量均會增大，可能會出現(xiàn)由制造廠到發(fā)電廠（或變電所）的運輸困難：如隧洞的高度、橋梁的承載能力不足等。若受到限制時，則宜選用兩臺小容量的三相變壓器取代一臺大容量的三相變壓器，或者選用單相變壓器組。 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級電壓時或35kV及以下電壓的

25、變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當(dāng)發(fā)電廠有兩級升高電壓時，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，其主要作用是實現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡(luò)。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。110kV及以上電壓等級的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器。當(dāng)中壓為中性點不直接接地電網(wǎng)時，只能選用普通三繞組變壓器。自耦變壓器特點是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。 通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在22.5以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。 發(fā)

26、電廠在以下情況時，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）當(dāng)潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時； （2）具有可逆工作特點的聯(lián)絡(luò)變壓器，要求母線電壓恒定時； （3）發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)下運行時。 變電所在以下情況時，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負(fù)荷變化幅度很大的情況時，又要求滿足電能質(zhì)量往往需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （2）330kV及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （3）110kV及以下的無人值班變電站，為了滿足遙調(diào)的需要應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。 我國110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35k

27、V采用“Y”聯(lián)接，其中性點多通過消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。近年來，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側(cè)均接成星形。這種接線零序組抗大，有利于限制短路電流，也便于在中性點處連接消弧線圈。缺點是正弦波電壓波形發(fā)生畸變，并對通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，同時對繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。 變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。第四節(jié)第四節(jié)

28、 電氣主接線設(shè)計電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，必須處理好各方面的關(guān)系，綜合分析有關(guān)影響因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較，合理確定主接線方案。 電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、運行靈活、維護(hù)方便等基本要求下，力爭節(jié)約投資，降低造價，并盡可能采用先進(jìn)技術(shù)，堅持供電可靠、技術(shù)先進(jìn)、安全使用、經(jīng)濟美觀的原則。

29、主接線的設(shè)計伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設(shè)計，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段等三個階段?？尚行匝芯侩A段屬于設(shè)計前期工作階段，主要包括初步可行性研究、項目建議書編制、可行性研究、設(shè)計任務(wù)書編制等內(nèi)容，初步設(shè)計和施工圖設(shè)計屬于設(shè)計工作階段，在設(shè)計工作階段后面還有一個施工運行階段。 電氣主接線的設(shè)計依據(jù)是設(shè)計任務(wù)書，主要包括以下內(nèi)容： （1）發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 （2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)容量。 （3）負(fù)荷的性質(zhì) （4）電力系統(tǒng)備用容量的大小以及系統(tǒng)對電氣主接線提供的具體資料。 （5）環(huán)境條件，如當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向

30、、水文、地質(zhì)、海拔高度等，這些因素對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實施均有影響。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個主接線方案，以不遺漏最優(yōu)方案為原則。按照主接線的基本要求，從技術(shù)上對擬出的方案進(jìn)行分析比較，淘汰明顯不合理的方案，最終保留23個技術(shù)上相當(dāng)，又能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟比較。對于重要發(fā)電廠或變電所的電氣主接線還應(yīng)進(jìn)行可靠性的定量計算。 （1）綜合總投資計算 方案的綜合總投資為 （7-1）式中 Z0主體設(shè)備投資，包括變壓器、配電裝置以及明 顯的大額費用，如拆遷、征地等費用。 a不明顯的附加費用比例系數(shù)，如現(xiàn)場安裝費 用、基礎(chǔ)加工、輔助設(shè)備的費用

31、等。對110kV 可取90，對35kV取100。)1001 (0aZZ （2）年運行費用計算 年運行費用主要包括變壓器的電能損耗費及設(shè)備的檢修、維護(hù)和折舊等費用，按投資百分率計算，即 F=aA+ Fj + Fz (7-2)式中 Fj檢修維護(hù)費，一般取0.0220.042Z； Fz折舊費，取0.058Z； 電能電價，可參考各地區(qū)實際電價； A變壓器電能損失。 （3）經(jīng)濟比較的方法 在幾個主接線方案中，綜合總投資Z和年運行費用F均為最小的方案，應(yīng)優(yōu)先選用，若某方案的Z大而F小，或反之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟比較，比較的方法有靜態(tài)比較法和動態(tài)比較法兩種。在中小工程中常使用靜態(tài)比較法（此方法不計資金的利息

32、）。這里介紹常用的抵償年限法。 設(shè)第一方案的綜合總投資大，年運行費?。坏诙桨傅木C合總投資小，年運行費大，則 （7-3）如果T小于5年，則采用投資大的第一方案。若T大于5年，則應(yīng)選擇投資小的第二方案為宜。2121FFZZT第五節(jié)第五節(jié) 自用電及接線自用電及接線 所謂自用電是指發(fā)電廠或變電所在生產(chǎn)過程中，自身所使用的電能。尤其是發(fā)電廠，為了保證電廠的正常生產(chǎn)，需要許多由電動機拖動的機械為發(fā)電廠的主要設(shè)備和輔助設(shè)備服務(wù)，這些機械被稱為廠用機械。此外，還要為運行、檢修和試驗提供用電負(fù)荷。發(fā)電廠的自用電也稱為廠用電。自用電也是發(fā)電廠或變電所的最重要的負(fù)荷，其供電電源、接線和設(shè)備必須可靠，以保證發(fā)電廠或

33、變電所的安全可靠、經(jīng)濟合理地運行 。 發(fā)電廠在一定時間內(nèi)，廠用電所消耗的電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。計算公式為 式中 KCY廠用電率（%）； ACY廠用電量，kWh； AG總發(fā)電量，kWh。 發(fā)電廠的廠用電率與電廠類型、容量、自動化水平、運行水平等多種因素有關(guān)。一般凝汽式火電廠的廠用電率為5%8%，熱電廠為8%10%，水電廠為0.3%2.0%。降低廠用電率，減少廠用電的耗電量，不僅能降低發(fā)電成本，提高發(fā)電廠的經(jīng)濟效益，而且還可以增加對系統(tǒng)的供電量。%100GCYCYAAK 廠用電負(fù)荷，按其在電廠生產(chǎn)過程中的重要性可分為以下幾類。 1類負(fù)荷 2類負(fù)荷 3類負(fù)荷 4. 事故保安負(fù)荷

34、 指在發(fā)電機停機過程及停機后的一段時間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞、自動控制失靈或者推遲恢復(fù)供電，甚至危及人身安全。按事故保安負(fù)荷對供電電源的不同要求，可分為兩類： （1）直流保安負(fù)荷。 （2）交流保安負(fù)荷。 廠用負(fù)荷的供電電壓，主要取決于發(fā)電機的額定容量、額定電壓、廠用電動機的電壓、容量和數(shù)量等因素。發(fā)電廠和變電所中一般供電網(wǎng)絡(luò)的電壓:低壓供電網(wǎng)絡(luò)為0.4kV（380V/220V）；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3kV、6kV、10Kv等。 工作電源是指保證發(fā)電廠或變電所正常運行的電源。工作電源應(yīng)不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負(fù)荷容量的要求。廠用低壓工作電源，一般采用0.4kV電壓等級，由廠

35、用低壓變壓器獲得。 為了提高可靠性，每一段廠用母線至少要由兩個電源供電，其中一個為工作電源，另一個為備用電源。當(dāng)工作電源故障或檢修時，仍能不間斷地由備用電源供電。廠用備用電源有明備用和暗備用兩種方式。 明備用就是專門設(shè)置一臺變壓器（或線路），它經(jīng)常處于備用狀態(tài)（停運）。暗備用就是不設(shè)專用的備用變壓器。而將每臺工作變壓器的容量加大，正常運行時，每臺變壓器都在半載下運行，互為備用狀態(tài)。 廠用備用電源應(yīng)盡量保證其獨立性，即失去工作電源時，不應(yīng)影響備用電源的供電。此外，還應(yīng)裝設(shè)備用電源自動投入裝置。 4. 事故保安電源 事故保安電源是為保證事故保安負(fù)荷的用電而設(shè)置的，并能自動投入。事故保安電源必須是一種獨立而又十分可靠的電源。它分直流事故保安電源和交流事故保安電源。前者由蓄電池組供電；后者宜采用快速起動的柴油發(fā)電