電氣主接線及設計

第四章電氣主接線及設計

定性分析和衡量主接線可靠性

①斷路器檢修時，能否不影響供電；

②線路、斷路器或母線故障與檢修時，停運回路數(shù)多少和停電時間的長短，以及能否保證對I、Ⅱ類負荷的供電；

③發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性；

④大機組突然停運，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行影響與后果。主接線是發(fā)電廠、變電站電氣部分主體，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運行可靠性、靈活性；對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定有決定性的影響。因此，主接線的設計，必須綜合處理各個方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟論證后確定。

主要內(nèi)容：本章以電氣主接線設計為中心，介紹對主接線的基本要求、典型接線形式以及主要設備的作用、配置原則，并對變壓器選擇、限制短路電流的方法等進行了詳盡的分析；綜合闡述了各種類型發(fā)電廠或變電站電氣主接線的特點和主接線設計的一般原則、步驟。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計4-1電氣主接線設計原則和程序

一、對電氣主接線的基本要求

1、可靠性

安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更加嚴重。

(1)發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用；(2)負荷性質(zhì)和類別；(3)設備的制造水平；(4)長期實踐運行經(jīng)驗。

2、靈活性(1)操作的方便性；(2)調(diào)度的方便性；(3)擴建的方便性。

3、經(jīng)濟性

(1)節(jié)省一次投資；(2)占地面積少；(3)電能損耗少。

根據(jù)任務書要求，經(jīng)過原始資料分析，對電源和出線回路、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，擬定出若干方案。從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理方案，保留2~3個技術(shù)上相當?shù)姆桨福M行經(jīng)濟比較。最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟上可行的最終方案。包括發(fā)電廠類型、設計規(guī)劃容量、單機容量及臺數(shù)，最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設備元件和設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

二、電氣主接線設計的原則

三、電氣主接線的設計程序

1、對原始資料分析

(1)工程情況

(2)電力系統(tǒng)情況包括電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃，發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠景與電力系統(tǒng)連接方式及各級電壓中性點接地方式等。

(3)負荷情況包括負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。

(4)環(huán)境條件包括當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設備的選擇和配電裝置的實施均有影響。

(5)設備供貨情況為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設備的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較。

2、主接線方案的擬定與選擇

3、短路電流計算和主要電器選擇

4、繪制電氣主接線圖5、編制工程概算發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

4-2主接線的基本接線形式

一、單母線接線及單母線分段接線

1、單母線接線接線特點操作原則應用優(yōu)點缺點

2、單母線分段接線分段作用分段數(shù)目應用6~10kV出線在6回及以上時，每段所接容量不超過25MW；35~60kV出線回路數(shù)不超過8回；110~220kV出線回路數(shù)不宜超過4回。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

二、雙母線接線及雙母線分段接線

1、雙母線接線

(1)檢修任一組母線都不必停止對用戶供電(2)一組母線故障后能迅速恢復供電(3)檢修任一組母線隔離開關(guān)不影響其它回路運行(4)檢修任一出線斷路器可用母聯(lián)斷路器代替其工作

雙母線接線的適用范圍(1)6~10kV配電裝置，當短路電流較大出線需帶電抗器;(2)35~60kV配電裝置當出線回路超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大。(3)110~220kV配電裝置出線回路為5回及以上時。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

2、雙母線分段接線應用：6~10kV進出線或電源較多,輸送功率較大時,為限制短路電流,選擇輕型設備,常采用雙母線三分段。

220~500kV容量較大的發(fā)電廠或變電所高壓接線，有時采用雙母線三分段或四分段接線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

三、帶旁路母線的單母線和雙母線接線

①普通單母線帶旁路母線接線

1、單母線帶旁路母線的接線②單母線分段帶旁路接線③利用分段兼旁路(旁路兼分段)

單母線分段接線

單母線(或分段)帶旁路母線的應用范圍

(1)6~10kV屋內(nèi)配電裝置一般情況下不裝設旁路母線。(2)35~60kV配電裝置一般不設旁路母線，因為重要用戶多為雙回路供電，允許停電檢修斷路器。如果線路斷路器不允許停電檢修，在采用單母線分段接線時可考慮增設旁路母線，但多用分段斷路器兼作旁路斷路器。(3)110~220kV如果采用單母分段，一般應設置旁路母線且以專用旁路斷路器為宜。(4)凡采用SF6斷路器的接線，可不裝設旁路母線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

2、雙母線帶旁路母線的接線

(1)普通雙母線帶旁路母線的接線

(2)利用旁路兼母聯(lián)(母聯(lián)兼旁路)的雙母線帶旁路接線

3、旁路母線設置的原則

110kV出線在6回及以上、220kV出線在4回及以上時,宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。在出線回數(shù)較少的情況下，為節(jié)省投資，采用母聯(lián)斷路器或分段斷路器兼作旁路斷路器的接線方式。下列情況下，可不設置旁路設施(1)允許斷路器停電檢修時(如雙回路供電的負荷)；(2)中小型水電站枯水季節(jié)允許停電檢修出線斷路器時；(3)采用六氟化硫(SF6)斷路器及封閉組合電器(GIS)時。

4、電源側(cè)斷路器是否接入旁路母線

變電站主變壓器可靠性較高，通常不需檢修,但是高壓側(cè)斷路器有定期檢修需要，則應接入;發(fā)電廠升壓變壓器高壓側(cè)斷路器的定期檢修,可安排在發(fā)電機組檢修期同步進行，則不需接入。

5、設置旁路設施每兩回進出線用3臺斷路器構(gòu)成一串，接在二組母線之間，因而稱3/2斷路器接線，也稱一臺半斷路器接線。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

1、一臺半斷路器接線

四、一臺半斷路器及4/3接線(1)3/2斷路器接線的特點操作方便；

(2)配置原則電源與負荷盡量布置在同一串上，避免在聯(lián)絡斷路器故障時,使兩條電源或兩條出線同時被切除；可靠性高；調(diào)度靈活；投資較大，保護較復雜。檢修方便；當接線僅為兩串時，同名回路宜分別接入不同側(cè)的母線(交叉接線)，進出線應裝設隔離開關(guān)。

(3)交叉接線特點

(4)適用范圍3/2斷路器接線是現(xiàn)代大型電廠和變電所超高壓、特高壓配電裝置，對供電可靠性要求較高時常用接線形式。

2、4/3接線

4/3接線的一個串中有4臺斷路器，連接3回進出線回路。

應用通常用于發(fā)電機臺數(shù)(進線)大于線路(出線)數(shù)的大型水電廠，以便實現(xiàn)在一個串的3個回路中電源與負荷容量相互匹配；與一臺半斷路器接線相比，投資節(jié)省，但可靠性有所降低，布置比較復雜。(1)與3/2接線相比有何特點

(2)應用范圍發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計

五、變壓器—母線接線發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計六、單元接線線1、發(fā)電機-雙繞組變壓器器單元接線優(yōu)點存在的技術(shù)問問題①當主變發(fā)生生故障，除了了跳主變高壓壓側(cè)斷路器外外還需跳發(fā)電電機磁場開關(guān)關(guān)。由于大型發(fā)電電機時間常數(shù)數(shù)較大，即使使磁場開關(guān)跳跳開后，一段段時間內(nèi)通過過發(fā)—變組的故障電電流仍很大；；若磁場開關(guān)關(guān)拒跳，則后后果更為嚴重重。②發(fā)電機故障障時，若變壓壓器高壓側(cè)斷斷路器失靈拒拒跳，只能通通過失靈保護護出口啟動母母差保護或發(fā)發(fā)遠方跳閘信信號使線路對對側(cè)斷路器跳跳閘；若因通道原因因遠方跳閘信信號失效，則則只能由對側(cè)側(cè)后備保護切切除故障，故故障切除時間間大大延長，，會造成發(fā)電電機、主變壓壓器嚴重損壞壞。接線簡單，開開關(guān)設備少，，操作簡便。。③發(fā)電機故障障跳閘時，將將失去廠用工工作電源，而而這種情況下下備用電源的的快速切換極極有可能不成成功，因而機機組面臨廠用用電中斷的威威脅。2、發(fā)電機-三繞組變壓器器(自耦變壓器)單元接線3、發(fā)電機-變壓器-線路單元接線線4、發(fā)電機-雙繞組變壓器器擴大單元接接線5、發(fā)電機-分裂變壓器擴擴大單元接線線當只有2臺變壓器和2條線路時，宜宜采用橋形接接線。橋形接接線，根據(jù)橋橋斷路器的安安裝位置，可可分為內(nèi)橋接接線和外橋接接線兩種。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計七、橋形接線線1、內(nèi)橋接線適用于線路較較長和變壓器器不需要經(jīng)常常切換的情況況。2、外橋接線適用于線路較較短和變壓器器需要經(jīng)常切切換的情況。。另外當當系統(tǒng)統(tǒng)中有有穿越越功率率通過過高壓壓側(cè),或橋形形接線線的2條線路路接入入環(huán)網(wǎng)網(wǎng)時。。優(yōu)缺點點適用范范圍小容量量發(fā)電電廠或或變電電站，，以及及作為為最終終將發(fā)發(fā)展為為單母母線分分段或或雙母母線接接線的的初期期接線線方式式角形接接線斷斷路器器數(shù)等等于電電源回回路和和出線線回路路的總總數(shù)，，斷路路器接接成環(huán)環(huán)形電電路，，電源源回路路和出出線回回路都都接在在2臺斷路路器之之間，，多角角形接接線的的“角角”數(shù)數(shù)等于于回路路數(shù)，，等于于斷路路器數(shù)數(shù)。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計八、角角形接接線1、三角角形接接線2、四角角形接接線優(yōu)點缺點斷路器器數(shù)目目較少少;任一臺臺斷路路器檢檢修時時，不不需要要繁瑣瑣的操作作，不不影響響任何何回路路供電電;無母線線,不存在在母線線故障障產(chǎn)生生的影影響；；任一回回路故故障，，只跳跳開與與其相相連的的兩臺臺斷路路器，，不影影響其其它回回路運運行。。操作方方便，，所有有隔離離開關(guān)關(guān)，只只用于于檢修修時隔隔離電電源，，誤操操作機機會少少。檢修任任何一一臺斷斷路器器時，，開環(huán)環(huán)運行行，如如此時時出現(xiàn)現(xiàn)故障障，將將造成成解列列；設備選選擇困困難,繼電保保護裝裝置復復雜化化。配置原原則電源應應盡量量配置置在多多角形形的對對角上上，使使所選選電氣氣設備備的額額定電電流不不致過過大;當有故故障發(fā)發(fā)生解解列開開環(huán)時時,不至于于使負負荷失失去電電源。。應用多角形形接線線，一一般用用于回回路數(shù)數(shù)較少少、不適用用于回回路數(shù)數(shù)較多多的情情況。。一般般最多多用到到六角角形，，以減減少開開環(huán)運運行所所帶來來的不不利影影響。。適用于于110kV及以上上的配配電裝裝置。。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計九、典典型主主接線線分析析1、火力力發(fā)電電廠電電氣主主接線線(1)地方性性火電電廠的的特點點建設設在在城城市市附附近近或或工工業(yè)業(yè)負負荷荷中中心心；；為提提高高能能源源利利用用率率和和環(huán)環(huán)境境保保護護要要求求，，逐逐步步對對小小火火電電實實行行關(guān)關(guān)停停的的政政策策，，當當前前在在建建或或運運行行的的地地方方性性火火電電廠廠多多為為熱熱電電廠廠，，以以推推行行熱熱電電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)，，在在提提供供蒸蒸汽汽和和熱熱水水熱熱能能的的同同時時，，生生產(chǎn)產(chǎn)的的電電能能大大部部分分都都用用發(fā)發(fā)電電機機電電壓壓直直接接送送給給地地方方用用戶戶，，只只將將剩剩余余的的電電能能以以升升高高電電壓壓送送往往電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)。。一一般般熱熱電電廠廠的的單單機機容容多多為為中中小小型型機機組組。。通通常常電電氣氣主主接接線線包包括括發(fā)發(fā)電電機機電電壓壓接接線線及及1~·2級升高電電壓級接接線。(2)區(qū)域性火火電廠建在煤炭炭生產(chǎn)基基地附近近，為凝凝汽式電電廠，一一般距負負荷中心心較遠，，電能幾幾乎采用用高壓或或超高壓壓輸電線線路送至至遠方，，擔負著著系統(tǒng)的的基本負負荷，裝裝機總?cè)萑萘吭?000MW以上，單單機容量量為200MW以上，目目前以600MW為主力機機組。2、水力發(fā)發(fā)電廠電電氣主接接線(1)一般遠離離負荷中中心，當當?shù)刎摵珊珊苄∩跎踔翛]有有，電能能絕大部部分要以以較高電電壓輸送送到遠方方。主接接線不設設發(fā)電機機電壓母母線，多多采用發(fā)發(fā)—變組單元元接線或或擴大單單元接線線。(2)主接線應應力求簡簡單，主主變臺數(shù)數(shù)和高壓壓斷路器器數(shù)量應應盡量減減少，高高壓配電電裝置應應布置緊緊湊、占占地少，，以減少少土石方方開挖量量和回填填量。(3)裝機臺數(shù)數(shù)和容量量大都一一次確定定，高壓壓配電裝裝置也一一次建成成，不考考慮擴建建問題。。(4)水輪發(fā)電電機組啟啟動快，，常在系系統(tǒng)中擔擔任調(diào)頻頻、調(diào)峰峰及調(diào)相相任務，，因此機機組開停停頻繁，，運行方方式變化化大，主主接線應應具有較較好的靈靈活性。。(5)水輪發(fā)電電機組的的運行控控制比較較簡單，，較易實實現(xiàn)自動動化，為為此主接接線應盡盡力避免免以隔離離開關(guān)作作為操作作電器。。3、變電站站電氣主主接線變電站主主接線的的設計應應根據(jù)變變電站在在電力系系統(tǒng)中的的地位、、負荷性性質(zhì)、出出線回路路數(shù)等條條件和具具體情況況確定。。通常變電電站主接接線的高高壓側(cè)，，應盡可可能采用用斷路器器數(shù)目較較少的接接線，以以節(jié)省投投資，可可采用橋橋形、單單母線、、雙母線線接線及及角形接接線等。。如果變變電站電電壓為超超高壓等等級，又又是重要要的樞紐紐變電站站，宜采采用雙母母線分段段帶旁路路接線或或采用一一臺半斷斷路器接接線。變電站低低壓側(cè)常常采用單單母分段段接線或或雙母接接線，以以便于擴擴建。6~10kV饋線應選選輕型斷斷路器，，如SNl0型少油斷斷路器或或ZNl3型真空斷斷路器；；若不能能滿足開開斷電流流及動穩(wěn)穩(wěn)定和熱熱穩(wěn)定要要求時，，應采用用限流措措施。變電站限限制短路路電流方方法，變變壓器低低壓側(cè)分分列運行行；若分分列運行行仍不能能滿足要要求，則則可裝設設分裂電電抗器或或出線電電抗器,一般盡可可能不裝裝限流效效果較小小的母線線電抗器器。發(fā)電廠中中用來向向電力系系統(tǒng)或用用戶輸送送電能的的變壓器器稱為主變壓器器；用于聯(lián)接接兩個升升高電壓壓等級并并可相互互交換功功率的變變壓器稱稱為聯(lián)絡變壓壓器；只供發(fā)電電廠本身身用電的的變壓器器稱廠用變壓壓器。除發(fā)電機機外，主主變壓器器是發(fā)電電廠中最最為貴重重的大型型電氣設設備。主變壓器器臺數(shù)、、容量和和型式的的選擇是是否合理理，對發(fā)發(fā)電廠的的安全經(jīng)經(jīng)濟運行行至關(guān)重重要。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計4-3主變壓器器的選擇擇一、主變變壓器容容量和臺臺數(shù)的確確定原則則主變壓器器容量、、臺數(shù)直直接影響響主接線線的形式式和配電電裝置的的結(jié)構(gòu)。。它的確確定除依依據(jù)傳遞遞容量基基本原始始資料外外，還應應根據(jù)電電力系統(tǒng)統(tǒng)5~10年發(fā)展規(guī)規(guī)劃、輸輸送功率率大小、、饋線回回路數(shù)、、電壓等等級以及及接入系系統(tǒng)的緊緊密程度度等因素素，進行行綜合分分析和合合理選擇擇。如果果變壓器器容量選選得過大大、臺數(shù)數(shù)過多，，不僅增增加投資資，增大大占地面面積，而而且也增增加了運運行電能能損耗，，設備未未能充分分發(fā)揮效效益；若若容量選選得過小小，將可可能“封封鎖”發(fā)發(fā)電機剩剩余功率率的輸出出或者會會滿足不不了變電電站負荷荷的需要要，這在在技術(shù)上上是不合合理的。。1、單元接線線的主變壓壓器單元接線的的主變壓器器容量應按按照發(fā)電機機的額定容容量扣除本本機組的廠廠用負荷后后，留有10%的裕度來確確定。一般情況下下，主變壓壓器容量與與發(fā)電機相相配套即可可。例如100MW發(fā)電機配120MVA主變壓器；；200MW發(fā)電機配240MVA主變壓器；；300MW發(fā)電機配360MVA主變壓器；；600MW發(fā)電機配720(3×240)MVA主變壓器等等。2、具有發(fā)電電機電壓母母線接線的的主變壓器器發(fā)電機電壓壓母線與系系統(tǒng)連接的的升壓變壓壓器一般情情況下應選選2臺，某些小小型發(fā)電廠廠，或發(fā)電電廠主要電電能是以發(fā)發(fā)電機電壓壓向附近供供出，系統(tǒng)統(tǒng)電源僅作作為備用時時，亦可選選用1臺主變壓器器。(1)當發(fā)電機電電壓母線上上的負荷最最小時，應應能將發(fā)電電機剩余的的功率送入入系統(tǒng)。(2)當接入發(fā)電電機電壓母母線上的最最大一臺發(fā)發(fā)電機停用用時，能由由系統(tǒng)倒送送功率供給給機壓母線線的最大負負荷。(3)當豐水季節(jié)節(jié)為充分利利用水能發(fā)發(fā)電而對本本廠發(fā)電機機出力進行行限制時，，應能從系系統(tǒng)返送電電能滿足發(fā)發(fā)電機電壓壓母線的最最大負荷(4)對于裝有2臺主變壓器器的發(fā)電廠廠，當1臺故障或檢檢修時，另另1臺主變壓器器應能承擔擔總傳輸功功率的70%。3、連接兩種種升高電壓壓母線的聯(lián)聯(lián)絡變壓器器聯(lián)絡變壓器器一般只設設一臺，最最多不超過過兩臺，否否則會造成成布置和引引接線的困困難。(1)容量應滿足足在各種不不同運行方方式下兩級級電壓間的的功率交換換；(2)容量一般不不小于接在在兩電壓母母線上最大大一臺機組組容量.4、變電站主主變壓器一般應按5~10年規(guī)劃負荷荷來選擇。。根據(jù)城市市規(guī)劃、負負荷性質(zhì)、、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)等綜合考考慮確定其其容量。重要變電站站應考慮當1臺主變壓器器停運時，，其余變壓壓器容量在在計及過負負荷能力允允許時間內(nèi)內(nèi)，應滿足足I類及Ⅱ類負荷的供供電；一般變電站站當l臺主變壓器器停運時，，其余變壓壓器容量應應能滿足全全部負荷的的70％~80％。一般情況下下，設置2臺變壓器；；對于地區(qū)區(qū)性孤立的的一次變電電站或大型型工業(yè)專用用變電站，，可設3臺主變壓器器。二、變壓器器型式和結(jié)結(jié)構(gòu)的選擇擇原則1、三相變壓壓器與單相相變壓器容量相同情情況下，一一臺三相變變壓器比由由三臺單相相變壓器組組成的變壓壓器組價格格便宜，占占地和運行行損耗都小小。當受到運輸輸條件限制制而不能采采用三相變變壓器時，，可采用一一組單相變變壓器，亦亦可采用兩兩臺小容量量三相變壓壓器,具體應經(jīng)技技術(shù)經(jīng)濟比比較決定。。2、雙雙繞繞組組變變壓壓器器與與三三繞繞組組變變壓壓器器200MW及以以上上的的機機組組，，其其升升壓壓等等級級一一般般只只有有一一級級。。聯(lián)絡絡變變壓壓器器一一般般都都選選用用三三繞繞組組變變壓壓器器(多為為自自耦耦三三繞繞組組變變壓壓器器)，其其第第三三繞繞組組可可接接發(fā)發(fā)電電廠廠廠廠用用起起動動／／備備用用變變壓壓器器，，并并可可接接大大功功率率無無功功設設備備(調(diào)相相機機、、靜靜止止補補償償器器)機組組為為125MW及以以下下容容量量的的發(fā)發(fā)電電廠廠有有兩級級升升高高電電壓壓時,一般般優(yōu)優(yōu)先先考考慮慮采采用用三三繞繞組組變變壓壓器器。。但但當當兩兩種種升升高高電電壓壓的的負負荷荷相相差差很很大大，，經(jīng)經(jīng)常常流流過過三三繞繞組組變變壓壓器器某某一一側(cè)側(cè)的的功功率率小小于于該該變變壓壓器器額額定定容容量量的的15％時，，則則宜宜選選兩兩臺臺雙雙繞繞組組變變壓壓器器。。3、普普通通型型變變壓壓器器與與自自耦耦變變壓壓器器容量量相相同同情情況況下下，，自自耦耦變變壓壓器器消消耗耗材材料料省省、、體體積積小小、、重重量量輕輕、、造造價價低低，，同同時時功功率率損損耗耗也也低低，，輸輸電電效效率率較較高高。。大容容量量發(fā)發(fā)電電廠廠中中，，自自耦耦變變壓壓器器常常用用于于高高壓壓和和中中壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)之之間間的的聯(lián)聯(lián)絡絡變變壓壓器器，，一般般應應有有2個110kV及以以上上電電壓壓等等級級。在中中小小發(fā)發(fā)電電廠廠中中，，可可用用三三繞繞組組自自耦耦變變壓壓器器作作為為125MW及以以下下發(fā)發(fā)電電機機的的升升壓壓變變壓壓器器，，此此時時主主要要的的潮潮流流方方向向是是低低壓壓側(cè)側(cè)和和中中壓壓側(cè)側(cè)同同時時向向高高壓壓側(cè)側(cè)輸輸送送功功率率，，這這樣樣可可以以將將部部分分發(fā)發(fā)電電機機接接到到中中壓壓側(cè)側(cè)，，充充分分利利用用自自耦耦變變壓壓器器的的通通過過容容量量，，節(jié)節(jié)省省變變壓壓器器和和開開關(guān)關(guān)設設備備的的投投資資。。升壓壓結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的自自耦耦變變壓壓器器不不適適于于由由低低壓壓側(cè)側(cè)和和高高壓壓側(cè)側(cè)同同時時向向中中壓壓側(cè)側(cè)輸輸送送功功率率(漏磁較大大)。自耦變壓壓器的中中性點必必須直接接接地(或經(jīng)過小小電抗接接地)，否則，，當高壓壓電網(wǎng)中中發(fā)生單單相接地地時，自自耦變壓壓器的中中壓側(cè)繞繞組會出出現(xiàn)過電電壓。4、分裂繞繞組變壓壓器的選選用發(fā)電機單單機容量量小于系系統(tǒng)容量量的1%~2%，而發(fā)電電廠與系系統(tǒng)連接接的電壓壓又較高高，如200MW機組升壓壓到500kV時，采用用單元接接線不經(jīng)經(jīng)濟，可可采用兩兩臺發(fā)電電機共用用一臺低低壓繞組組分裂的的主變壓壓器構(gòu)成成擴大單單元接線線。分裂裂變壓器器低壓側(cè)側(cè)有兩個個完全相相同的繞繞組，節(jié)節(jié)約了投投資，減減小發(fā)電電機端短短路時短短路電流流數(shù)值，，從而可可選用輕輕型斷路路器作為為發(fā)電機機出口開開關(guān)及廠廠用分支支開關(guān)。。分裂繞組組變壓器器在大容容量發(fā)電電廠中,還常被用用作廠用用電變壓壓器及廠廠用高壓壓啟動/備用變壓壓器。5、調(diào)壓方方式無載調(diào)調(diào)壓變變壓器器必須須在停停電的的情況況下才才能調(diào)調(diào)節(jié)其其高壓壓繞組組的分分接頭頭位置置，從從而改改變變變壓器器的變變比達達到調(diào)調(diào)節(jié)電電壓的的目的的。調(diào)調(diào)壓范范圍較較小，，一般般在±5%以內(nèi)。。一年年中只只能調(diào)調(diào)節(jié)1~2次，電電力系系統(tǒng)中中廣泛泛使用用的變變壓器器大多多數(shù)是是無載載調(diào)壓壓變壓壓器。。有載調(diào)調(diào)壓變變壓器器具有有專用用的分分接頭頭切換換開關(guān)關(guān)，能能夠在在不停停電(帶著負負載)的情況況下改改變分分接頭頭位置置進行行調(diào)壓壓。調(diào)調(diào)壓的的范圍圍一般般為15%以上甚甚至可可達30%,并且可可根據(jù)據(jù)負荷荷大小小的變變化在在一天天中調(diào)調(diào)節(jié)好好幾次次，并并可進進行自自動調(diào)調(diào)節(jié)。。價格要要較貴貴，當當負載載變化化較大大，采采用無無載調(diào)調(diào)壓變變壓器器電壓壓質(zhì)量量無法法保證證時，，可以以選用用有載載調(diào)壓壓變壓壓器。。6、繞組組接線線組別別主變壓壓器多多采用用Y,d接線或或者Y,y,d接線。。沒有Δ繞組，，鐵芯芯中主主磁通通會形形成平平頂波波，其其中包包含較較大的的三次次諧波波磁通通分量量，會會使變變壓器器鐵軛軛部件件及油油箱等等鐵磁磁物體體產(chǎn)生生附加加鐵損損,降低變變壓器器效率率并引引起局局部過過熱。。另外線線路上上如出出現(xiàn)三三次諧諧波電電流則則會對對通信信線路路造成成干擾擾。有有Δ繞組后后，三三次諧諧波電電流僅僅在Δ繞組內(nèi)內(nèi)部循循環(huán)流流通，，而不不流到到線路路上去去，就就不會會干擾擾通信信線路路了。。在Δ繞組內(nèi)內(nèi)部流流通的的三次次諧波波電流流，對對主磁磁通中中的三三次諧諧波分分量產(chǎn)產(chǎn)生強強烈的的去磁磁作用用，從從而使使主磁磁通的的波形形變?yōu)闉檎蚁也ǎ?，也使使各相相電壓壓波形形為正正弦波波。我?30/220/35、330/110/35、220/110/35kV自耦變變壓器器為全全星形形變壓壓器，，其第第三繞繞組(35kV)也是星星形接接線。。高、中中壓繞繞組均均為星星形且且中性性點直直接接接地，，可以以讓三三次諧諧波電電流流流通，，從而而使變變壓器器主磁磁通保保持正正弦波波。同同時，，適當當采用用這種種全星星形變變壓器器,還可以以增大大系統(tǒng)統(tǒng)的零零序阻阻抗，，以減減少日日益增增大的的單相相短路路電流流。7、冷卻卻方式式的選選擇發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計4-4限制短短路電電流的的方法法當發(fā)電電機有有發(fā)電電機電電壓母母線時時，其其短路路電流流可能能高達達十幾幾萬甚甚至幾幾十萬萬安培培，這這將使使母線線、斷斷路器器等一一次設設備遭遭受到到嚴重重的沖沖擊(發(fā)熱和和電動動力)。為了了安全全，必必須加加大設設備型型號，，而無無法采采用價價格便便宜的的輕型型開關(guān)關(guān)電器器和較較小截截面的的導線線，這這不僅僅會使使投資資大為為增加加，甚甚至會會因短短路電電流太太大而而無法法選到到合乎乎要求求的設設備。。因此此，應應當采采取某某些限限制短短路電電流的的措施施。一、選選擇適適當?shù)牡闹鹘咏泳€形形式和和運行行方式式1、發(fā)電電機組組采用用單元元接線線發(fā)電機機和升升壓變變壓器器采用用單元元接線線而不不在機機端并并聯(lián)運運行，，將大大大減減少發(fā)發(fā)電機機機端端短路路的短短路電電流。。2、環(huán)形形電網(wǎng)網(wǎng)開環(huán)環(huán)運行行在環(huán)形電網(wǎng)網(wǎng)某一穿越越功率最小小處開環(huán)運運行，或?qū)l(fā)電廠高高壓母線分分裂運行，，就是將本本來并聯(lián)運運行的兩部部分分開運運行，當然然使短路時時的阻抗增增大，短路路電流變小小。3、并聯(lián)運行行的變壓器器分開運行行多數(shù)降壓變變電所中裝裝有兩臺變變壓器，其其低壓側(cè)母母線常采用用單母線分分段接線，，當分段斷斷路器分開開運行時，，會使短路路電流大為為減少。為為保證供電電可靠性，，分段斷路路器上可裝裝設“備用用電源自動動投入裝置置”，當一一臺變壓器器故障退出出運行時，，分段斷路路器能自動動合閘，恢恢復對失電電母線段及及所帶出線線的供電。。二、裝設限限流電抗器器1、在發(fā)電機機電壓母線線上裝設分分段電抗器器裝在發(fā)電機機電壓母線線(6kV或10kV)分段處的電電抗器能有有效地降低低發(fā)電機出出口斷路器器、母線分分段斷路器器、母線聯(lián)聯(lián)絡斷路器器以及變壓壓器低壓側(cè)側(cè)斷路器所所承受的短短路電流。。由于正常常通過分段段的電流不不大，可以以選較大電電抗百分數(shù)數(shù)(8%~12%)，而兩段母母線間的電電壓降也不不會太大，，電能損耗耗也少，因因此優(yōu)先采采用。2、在發(fā)電機機電壓電纜纜出線上裝裝設出線電電抗器6~10kV出線上短路路時，母線線分段電抗抗器能起限限流作用，，有時還須須在出線上上裝設電抗抗器,以使發(fā)電機機電壓直配配線的短路路電流限制制到輕型廉廉價的開關(guān)關(guān)所能開斷斷的范圍內(nèi)內(nèi)(SNl0-10I型少油斷路路器開斷電電流為16kA)。由于出線線電抗器的的額定電流流較小(300~600A)，雖額定電電抗標么值值僅取3%~6%，但實際的的有名值電電抗較大，，限流作用用也大，但但出線加裝裝電抗器會會使配電裝裝置復雜,占地增多，，正常運行行時損耗增增大。3、裝設分裂裂電抗器分裂電抗器器兩臂在正正常運行時時，負荷應應相同或相相近。使電電抗器所造造成的電壓壓降較小，，而在分裂裂電抗器某某一臂所帶帶線路發(fā)生生短路時，，短路電流流受到很大大的限制,這是分裂電電抗器的優(yōu)優(yōu)點。三、采用低低壓繞組分分裂變壓器器發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計4-5電氣主接線線設計舉例例發(fā)電廠電氣氣主接線設設計舉例某火力發(fā)電電廠原始資資料供熱式機組組2×50MW(UN=10.5kV)；凝汽式機組組2×300MW(UN=18kV)；廠用電率6%，機組年利利用小時Tmax=6500h。電力負荷及及與電力系系統(tǒng)連接情情況資料(1)10.5kV電壓級Pmax=20MW，Pmin=15MW，cosφ=0.8，電纜饋線線10回。(2)220kV電壓級Pmax=250MW，Pmin=200MW，cosφ=0.85，Tmax=4500h，架空線5回。(3)500kV電壓級與容容量為3500MW的電力系統(tǒng)統(tǒng)連接，系系統(tǒng)歸算到到本電廠500kV母線上的標標幺電抗0.021(基準容量為為100MV·A)，500kV架空線4回，備用線線1回。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計1、對原始資資料的分析析設計電廠容容量:2×50+2×300MW=700MW;占系統(tǒng)總?cè)萑萘?00/(3500+700)×100%=16.7%;超過系統(tǒng)檢檢修備用容容量8%~15%和事故備用用容量10%的限額。說明該廠在在系統(tǒng)中的的作用和地地位至關(guān)重重要。由于年利用用小時數(shù)為為6500h>5000h，遠大于電電力系統(tǒng)發(fā)發(fā)電機組的的平均最大大負荷利用用小時數(shù)。。該電廠在電電力系統(tǒng)中中將主要承承擔基荷,從而在設計計電氣主接接線時務必必側(cè)重考慮可可靠性。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計10.5kV電壓級:地方負荷容容量最大為為20MW,共有10回電纜饋線線,與50MW發(fā)電機機端端電壓相等等，采用直直饋線為宜宜。18kV電壓級:300MW發(fā)電機出口口電壓，既既無直配負負荷,又無特殊要要求,擬采用單元元接線形式式。220kV電壓級:出線回路數(shù)數(shù)為5回，為保證證檢修出線線斷路器不不致對該回回路停電，，擬采取帶帶旁路母線線接線形式式為宜。500kV電壓級:與系統(tǒng)有4回饋線，最最大可能輸輸送的電力力為700-15-200-700×6%=443MW。500kV電壓級的接接線對可靠靠性要求應應當很高。。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計2、主接線方方案的擬定定(1)10kV電壓級10kV出線回路多多,發(fā)電機單機機容量為50MW，根據(jù)設計規(guī)程規(guī)定：當每段段母線超過24MW時，采用雙母母線分段接線線，將2臺50MW機組分別接在在兩段母線上上。剩余功率通過過主變壓器送送往電壓220kV。50MW機組為供熱式式機組,通?！耙詿岫姟薄?機組年負荷小小時數(shù)較低,即10kV電壓級與220kV電壓之間按弱弱聯(lián)系考慮,只設1臺主變壓器；；10kV電壓最大負荷荷20MW，遠小于2×50MW發(fā)電機組裝機機容量，即使使在1臺發(fā)電機檢修修的情況下，，也可保證該該電壓等級負負荷要求。為選擇輕型電氣設備備，應在分段處處加裝母線電電抗器，各條條電纜饋線上上裝設線路電電抗器。發(fā)電廠電氣部分第四章電氣主接線及設計55Pmax=20