發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)電氣主接線課件

第三章電氣主接線第一節(jié)對電氣主接線的基本要求

第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式

第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器選擇第四節(jié)限制短路電流的方法第五節(jié)發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線第六節(jié)電氣主接線設計第七節(jié)電氣主接線的可靠性計算本章計劃學時:10~12學時

1ppt課件.第三章電氣主接線第一節(jié)對電氣主接線的基本要求第二電氣主接線:也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次設備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的重要組成部分。電氣主接線反映了：各回路中電氣設備的連接關系。發(fā)電機、變壓器和輸電線路及負荷間以怎樣的方式連接。發(fā)電機、變壓器、線路、斷路器和隔離開關等有關電氣設備的數(shù)量。

電氣主接線直接關系到電力系統(tǒng)運行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設備的選擇，配電裝置的布置，保護與控制方式選擇和檢修的安全與方便性。所以電氣主接線是電力設計、運行、檢修部門以及有關技術人員必須深入掌握的主要內(nèi)容。2ppt課件.電氣主接線:也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次電氣主接線圖：就是用國家規(guī)定的電氣設備圖形與文字符號，詳細表示電氣主接線組成的電路圖。電氣主接線圖一般用單線圖表示（即用單相接線表示三相系統(tǒng)），但對三相接線不完全相同的局部圖面（如各相中電流互感器的配置）則應畫成三線圖。3ppt課件.電氣主接線圖：就是用國家規(guī)定的電氣設備圖形與文字符號，詳細表4ppt課件.4ppt課件.5ppt課件.5ppt課件.6ppt課件.6ppt課件.第一節(jié)對電氣主接線的基本要求

概括地說是應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求。一、可靠性(1)電能生產(chǎn)的特點要求電氣主接線首先應滿足可靠性的要求。電能不能大量儲存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會造成供電中斷。

(2)可靠性不是絕對的,對于不重要的用戶,太高的可靠性將造成浪費。

分析主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用、負荷的性質(zhì)、設備的可靠性和運行實踐等因素。7ppt課件.第一節(jié)對電氣主接線的基本要求概括地說是應滿足可靠性、靈1．分析和評估主接線可靠性時應該考慮的幾個問題(1)發(fā)電廠與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用

對于大、中型發(fā)電廠和變電所，在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，其電氣主接線應具有很高的可靠性。對于小型發(fā)電廠和變電所就沒有必要過分地追求過高的可靠性而選擇復雜的主接線形式。目前，我國的發(fā)電機單機容量大小的劃分為：50MW以下的發(fā)電機組為小型機組；50~200MW的發(fā)電機組為中型機組；200MW以上的發(fā)電機組為大型機組。發(fā)電廠容量大小的劃分為：總裝機容量在100MW以下的發(fā)電廠為小型發(fā)電廠；總裝機容量在100~250MW的發(fā)電廠為中型發(fā)電廠；總裝機容量在250~1000MW的發(fā)電廠為大中型發(fā)電廠；總裝機容量在1000MW以上的發(fā)電廠為大型發(fā)電廠。8ppt課件.1．分析和評估主接線可靠性時應該考慮的幾個問題(1)發(fā)電廠(2)用戶的負荷性質(zhì)電力用戶負荷按照其對供電可靠性的要求分為三個等級，即I、II、III類負荷。I類負荷：對這類負荷突然中斷供電，將造成人身傷亡，或造成重大設備損壞，或給國民經(jīng)濟帶來重大的損失。II類負荷：對這類負荷突然中斷供電將造成生產(chǎn)設備局部破壞，或造成生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復，或出現(xiàn)大量廢品和減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟上造成一定損失。III類負荷：I類和II類負荷之外的其它負荷。9ppt課件.(2)用戶的負荷性質(zhì)電力用戶負荷按照其對供電可靠性的要求分對I類負荷供電的要求是：任何時候都不允許停電。對II類負荷供電的要求是：必要時僅允許短時間停電。III類負荷對供電沒有特殊的要求，可以較長時的停電。

由此可見，對于帶I、II類型負荷的發(fā)電廠與變電所應該選擇可靠性較高的主接線形式。(3)設備的可靠性

電氣主接線是由電氣設備組成的，選擇可靠性高、性能先進的電氣設備是保證主接線可靠性的基礎。(4)運行實踐

應重視國內(nèi)外長期積累的運行實踐經(jīng)驗，優(yōu)先選用經(jīng)過長期實踐考驗的主接線形式。10ppt課件.對I類負荷供電的要求是：任何時候都不允許停電。對II類負荷發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-112．定性分析和衡量主接線可靠性的評判標準主接線可靠性的評判方法：定性分析和定量計算（可靠性計算）。定性分析和衡量主接線可靠性的評判標準:4)大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。2)母線（或斷路器）故障以及母線或母線隔離開關檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對I類負荷和大部分II類負荷的供電。3)發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。1)斷路器檢修時，能否不影響供電。11ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-112．定性分析和衡量主接線可靠性的評判二、靈活性(1)調(diào)度靈活：能按照調(diào)度的要求，方便而靈活地投切機組、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，以滿足在正常、事故、檢修等運行方式下的切換操作要求。(2)檢修安全、方便：可以方便地停運斷路器、母線及其二次設備進行檢修，而不致影響電網(wǎng)的運行和對其它用戶的供電。應盡可能的使操作步驟少，便于運行人員掌握，不易發(fā)生誤操作。(3)擴建方便能根據(jù)擴建的要求，方便地從初期接線過渡到遠景接線：在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路而不互相干擾，對一次設備和二次設備的改造為最少。12ppt課件.二、靈活性(1)調(diào)度靈活：能按照調(diào)度的要求，方便而靈活地投切三、經(jīng)濟性主接線應在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到:1.節(jié)約投資

(1)主接線應力求簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關等一次電氣設備；(2)要使相應的控制、保護不過于復雜，節(jié)省二次設備與控制電纜等；(3)能限制短路電流，以便于選擇價廉電氣設備和輕型電器等。(4)一次設計，分期投資建設、投產(chǎn)。13ppt課件.三、經(jīng)濟性主接線應在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到:1.2.占地面積小

主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面的格局，主接線方案應盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié)省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，應采用三相變壓器而不用三臺單相變壓器組。3.年運行費用小年運行費用包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修的維護費等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。14ppt課件.2.占地面積小主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-15第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式

(1)電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機或變壓器）和出線，它們之間如何連接是電氣主接線的主體。有母線的主接線：由于設置了母線，使得電源和引出線之間連接方便，接線清晰，接線形式多，運行靈活，維護方便，便于安裝和擴建。母線也稱匯流母線，起匯集和分配電能的作用。(4)主接線的分類：根據(jù)是否有母線，主接線接線形式可以分為有母線和無母線兩大類型。(3)對于進出線數(shù)目少，不再擴建和發(fā)展的電氣主接線，不設置母線而采用簡化的中間環(huán)節(jié)。(2)當同一電壓等級配電裝置中的進出線數(shù)目較多時（一般超過4回），需設置母線作為中間環(huán)節(jié)(掌握中間環(huán)節(jié)是關鍵)。15ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-15第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-16無母線的主接線：使用的開關電器少，配電裝置占地面積較小，投資較小。

一、有母線的基本接線形式1.單母線接線及其母線分段的接線⑴單母線接線如圖3-1所示。結(jié)構特征：只有一組母線W，接在母線上的所有電源和出線回路，都經(jīng)過開關電器連接在該母線上并列運行。但有母線的主接線使用的開關電器多，配電裝置占地面積較大，投資較大。16ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-16無母線的主接線：使用的開關電器少，配3-17■各回路都裝有斷路器和隔離開關:斷路器:用以正常工作時投切該回路及故障時切除該回路；隔離開關:用以在切斷電路時建立明顯可見的斷開點，將電源與停運設備可靠隔離，以保證檢修安全。母線隔離開關：與母線相連接的隔離開關，如圖3-1中的QS11；倒閘操作原則：斷路器與隔離開關間的操作順序：保證隔離開關“先通后斷”（在等電位狀態(tài)下，隔離開關也可以單獨操作），這種斷路器與隔離開關間的操作順序必須嚴格遵守，絕不能帶負荷拉刀閘（即隔離開關），否則將造成誤操作，產(chǎn)生電弧而導致嚴重的后果。線路隔離開關：與線路相連接的隔離開關，如圖3-1中的QS12。17ppt課件.3-17■各回路都裝有斷路器和隔離開關:隔離開關:用以在切母線隔離開關與線路隔離開關間的操作順序為：母線隔離開關“先通后斷”，即接通電路時，先合母線隔離開關，后合線路隔離開關；切斷電路時，先斷開線路隔離開關，后斷開母線隔離開關。以避免萬一斷路器的實際開合狀態(tài)與指示狀態(tài)不一致時，誤操作發(fā)生在母線隔離開關上，產(chǎn)生的電弧會引起母線短路，使事故擴大。例如：對WL1送電時，先合上QS11，再合上QS12，最后合上QF1。對WL1停電時，先斷開QF1，再依次拉開QS12和QS11。接地開關(圖3-1中QS13)的作用：保證檢修安全：當電壓等級在110kV及以上時，線路隔離開關或斷路器兩側(cè)的隔離開關（布置較高時）都應設置接地開關，母線也應設置接地開關或接地器，以代替人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時，檢修人員的安全。18ppt課件.母線隔離開關與線路隔離開關間的操作順序為：母線隔離開關“先通3-19■評價：主要優(yōu)點是接線簡單清晰，設備少，操作方便，造價便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴性好。適用范圍：單母線接線只能用于某些出線回數(shù)較少，對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中。主要缺點是可靠性和靈活性都較差：1)母線和母線隔離開關檢修時，全部回路均需停運；2)母線故障時，繼電保護會切除所有電源，全部回路均需停運；3)任一斷路器檢修時，其所在回路停運；4)它只有一種運行方式。19ppt課件.3-19■評價：主要優(yōu)點是接線簡單清晰，設備少，操作方便20ppt課件.20ppt課件.單母線分段接線的可靠性比單母線接線有了較大提高，但任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電；任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電?？紤]到采用單母線分段接線時，重要用戶可從不同母線段上分別引出兩回饋線向其供電，保證不中斷供電，故對采用兩回饋線供電的用戶來說，有較高供電可靠性。

適用范圍：中、小容量發(fā)電廠和變電所的6~10kV配電裝置和出線回路數(shù)較少的35~220kV配電裝置中。

2．帶旁路母線的單母線分段接線(1)帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線結(jié)構特征：如圖3-3所示。1)在單母線分段的基礎上又增加了旁路母線W3、專用旁路斷路器QFp及旁路回路隔離開關QS1和QS2。2)各出線回路除通過斷路器與匯流母線連接外，還通過旁路隔離開關與旁路母線相連接。21ppt課件.單母線分段接線的可靠性比單母線接線有了較大提高，但任一段母線發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-22旁路母線的作用是：檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電。檢修斷路器時的不停電倒閘操作過程：如檢修WL1的斷路器QF1，使該出線不停電的操作步驟為：

正常運行時，旁路斷路器QFp、各進出線回路的旁路隔離開關是斷開的，旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關是合上的，旁路母線W3不帶電。

適用范圍：6~10kV配電裝置。評價：單母線分段接線增設旁路母線后，可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷對該回路的供電。但配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關數(shù)量，接線復雜，投資增大。

22ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-22旁路母線的作用是：檢修任一進出線斷3-231)合上QFp;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線W3是否完好，如果旁路母線有故障，QFp在繼電保護控制下自動切斷故障，旁路母線不能使用；如果QFp合閘成功，說明旁路母線完好。3)斷開出線WL1的斷路器QF1;

4)斷開QS12和QS11。

此時出線WL1已經(jīng)由旁路斷路器QFp回路供電，在需要檢修的斷路器QF1兩側(cè)布置安全措施后，就可以對其進行檢修。2)合上出線旁路隔離開關QS1p；此時QS1p的兩端等電位。也可以先斷開QFp，然后合上QS1p，再合上QFp，以避免萬一合上QS1p前，發(fā)生線路故障，QF1事故跳閘，造成QS1p合到短路故障上。23ppt課件.3-231)合上QFp;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-242)電源回路也可以接入旁路，如圖3-3中虛線所示，這種進出線全接入旁路的形式叫全旁路方式。3)由于線路故障較多，出線斷路器檢修較頻繁，故出線應接入旁路；1)一般斷路器切斷的短路故障次數(shù)達到需要檢修的次數(shù)后（或長期運行后），就需要檢修，如不允許停電檢修，就需要設置旁路母線。4)考慮到變壓器是靜止元件，故障率低，且在變電所一般由多臺變壓器并列運行，而發(fā)電廠發(fā)電機—變壓器回路的斷路器可以安排在發(fā)電機檢修時一起檢修，故主變進線回路接入旁路的情況較少。5)對于采用手車式成套開關柜的6~35kV配電裝置，由于斷路器可以快速更換，也可以不設置旁路母線。旁路母線的設置原則：24ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-242)電源回路也可以接入旁路，如圖3發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-25(2)單母線分段帶簡易旁路母線接線結(jié)構特點：如圖3-4所示。它是在單母線分段接線的基礎上，增加了旁路母線W3、隔離開關QS3、QS4、分段隔離開關QSd及各出線回路中相應的旁路隔離開關，分段斷路器QFd兼作旁路斷路器。與圖3-3所示的接線相比，少用一臺斷路器，節(jié)省了投資。

旁路母線可以經(jīng)QS4、QFd、QS1接至母線W2，也可以經(jīng)QS3、QFd、QS2接至母線W1。

分段隔離開關QSd的作用是：可使QFd作旁路斷路器時，保持兩段工作母線并列運行。

檢修線路斷路器時的不停電倒閘操作過程：25ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-25(2)單母線分段帶簡易旁路母線接線3-26初始條件：平時旁路母線不帶電，QS1、QS2及QFd合閘，QS3、QS4及QSd斷開，按單母線分段方式運行。2)斷開QFd，斷開QS2，合上QS4，合上QFd;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線W3是否完好，如果QFp合閘成功，說明旁路母線完好。4)斷開出線WL1的斷路器QF1;

5)斷開QS12和QS11。3)合上出線旁路隔離開關QS1p；此時QS1p的兩端等電位。操作步驟為：1)合上QSd;26ppt課件.3-26初始條件：平時旁路母線不帶電，QS1、QS2及QFd發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)其他簡易旁路母線接線形式圖3-5a、b、c所示接線與圖3-4相比較，均省去一組隔離開關。圖3-5a所示接線在正常運行時，旁路母線不帶電，但旁路母線只能接至母線W2，檢修母線W1上的出線斷路器時將造成分段上有較大的功率穿越(有電源進線接在W1上)。圖3-5b所示接線的斷路器作分段斷路器用時，旁路母線帶電，旁路母線也只能接至旁路斷路器所在的一段母線。

27ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)其他簡易旁路母線接線形式圖3-5a、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-28圖3-5c所示接線的旁路母線平時也帶電，旁路運行時，W1、W2兩段工作母線分列，但旁路母線可接至任一段母線，不破壞原有兩段母線上的功率平衡。適用范圍：單母線分段帶簡易旁路母線接線常用于出線回路不多的35~110kV配電裝置中。3．雙母線接線結(jié)構特征：如圖3-6所示。1)有兩組母線W1、W2，兩組母線間通過母線聯(lián)絡斷路器QFc相連；2)每回進出線均經(jīng)一組斷路器和兩組母線隔離開關分別接至兩組母線。正常運行時只合一組隔離開關。28ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-28圖3-5c所示接線的旁路母線平時也帶運行方式:1)兩組母線同時工作將母聯(lián)斷路器QFc合閘，而進出線均衡地分配在兩組母線上，相當于單母線分段的運行方式。當一組母線故障時，在繼電保護作用下，母聯(lián)斷路器斷開，僅停故障的母線。2)一組母線工作，另一組母線備用

全部電源和出線接于工作母線上，母聯(lián)斷路器斷開，按單母線方式運行。工作母線故障時，全部短時停電。優(yōu)點：1)運行方式靈活，有多種運行方式。

由于每個回路均可以換接至兩組母線的任一組上運行，使得雙母線接線的可靠性和靈活性大大提高。2)任一組母線檢修時不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開關時，只中斷該回路的供電。29ppt課件.運行方式:1)兩組母線同時工作2)一組母線工作，另發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3)任一組母線故障時僅短時停電，停電時間是接于該母線上的所有回路切換至另一組母線所需時間，故障母線上的回路經(jīng)短時停電便可恢復供電。

缺點：1)檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電。2)任一母線故障仍會短時停電。3)變更運行方式時，要用各回路母線側(cè)的隔離開關進行倒閘操作，操作步驟較為復雜，容易出現(xiàn)誤操作。4)增加了大量的母線隔離開關和母線長度，雙母線的配電裝置結(jié)構較復雜，占地面積大，投資大。適用范圍：雙母線接線廣泛應用于對可靠性要求較高、出線回路數(shù)較多的6~220kV配電裝置中。

5)雙母線存在全部停電的可能，如母聯(lián)斷路器故障或一組母線檢修，另一組運行母線故障時。30ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3)任一組母線故障時僅短時停電，停電時間是倒母線操作：例如，圖3-6所示接線在母線W1工作、母線W2備用的運行方式下，欲檢修母線W1時的倒閘操作步驟如下：①檢查母線W2是否完好，合QFc兩側(cè)隔離開關及QFc，向母線W2充電，若其母線完好，則QFc不會因繼電保護動作而跳閘，便可繼續(xù)倒閘操作；②合上所有回路與母線W2連接的隔離開關，之后再斷開所有回路與母線W1連接的隔離開關，以實現(xiàn)全部回路由母線W1換接至母線W2。③斷開QFc及其兩側(cè)隔離開關，此時母線W1不帶電，母線W2變?yōu)楣ぷ髂妇€。31ppt課件.倒母線操作：例如，圖3-6所示接線在母線W1工作、母線W2發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)4．雙母線分段接線雙母線接線難以滿足大型電廠和變電所對主接線可靠性的要求：不分段的雙母線接線在母聯(lián)斷路器故障或一組母線檢修，另一組運行母線故障時，有可能造成嚴重的或全廠（所）停電事故。(1)雙母線三分段接線：如圖3-7所示。將一組母線用分段斷路器QFd分為兩段（W1和W2），兩個分段母線（W1和W2）與另一組母線（W3）之間都用母聯(lián)斷路器連接，也稱為雙母線三分段接線。分段雙母線，比雙母線具有更高的可靠性，運行方式更為靈活。1)W1和W2作為工作母線，W3作為備用母線，全部進出線均分在W1和W2兩個分段上運行；32ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)4．雙母線分段接線雙母線接線難以滿足大型電發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-332)也可以將兩個母聯(lián)斷路器中的一個和分段斷路器合上，全部進出線合理地分配在三段上運行，三段母線并列運行。此種運行方式降低了全廠（所）停電事故的可能性；可以減小母線故障的停電范圍，母線故障時的停電范圍只有1/3，此時沒有停電部分還可以按雙母線或單母線分段運行。雙母線三分段接線在一組母線檢修合并母聯(lián)斷路器故障時，會發(fā)生全廠（所）停電事故。為進一步提高大型電廠和變電所主接線可靠性，可將兩組母線均用分段斷路器分為兩段，就構成了雙母線四分段接線（見圖3-11）。另外該接線母線故障時的停電范圍只有1/4，可靠性進一步提高。

缺點：雙母線分段接線使用的電氣設備更多，配電裝置也更為復雜。

適用范圍：為了提高大型電廠和變電所主接線可靠性，防止全廠（所）停電事故的發(fā)生，減小母線故障的停電范圍，大型電廠和變電所的220kV主接線可采用雙母線分段接線。(2)雙母線四分段接線：33ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-332)也可以將兩個母聯(lián)斷路器中的一個34ppt課件.34ppt課件.35ppt課件.35ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)b)任一組母線故障時僅短時停電。

c)檢修任一回路斷路器時，該回路不停電。2)所用的電氣設備數(shù)量較多，操作、接線及配電裝置較復雜，占地面積較大，經(jīng)濟性較差。

適用范圍：a)任一組母線檢修或母線隔離開關時不中斷供電。

1)220kV出線在4回及以上、110kV出線在6回及以上時，宜采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線。

2)由于六氟化硫斷路器工作可靠，可以長時間不檢修，當使用六氟化硫斷路器且與系統(tǒng)聯(lián)系緊密時，可以不設置旁路母線。

3)當出線回數(shù)較少時，可采用如圖3-10所示的以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的簡易接線形式，以節(jié)省斷路器和占地，改善其經(jīng)濟性。但其缺點是每當檢修線路斷路器時都要將所有回路換接在一組母線上，按單母線方式運行，降低了可靠性。

36ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)b)任一組母線故障時僅短時停電。c)37ppt課件.37ppt課件.38ppt課件.38ppt課件.39ppt課件.39ppt課件.隔離開關只作為隔離電器，避免了復雜的倒閘操作和誤操作。主要缺點是：

所用斷路器、電流互感器等設備多、投資較大；繼電保護及二次回路的設計、調(diào)整、檢修等比較復雜。

進一步提高可靠性的措施：為了避免兩個電源回路或去同一系統(tǒng)的兩回線路同時停電，同名回路（兩個電源回路或兩回線路）的配置原則為：

1）同名回路應布置在不同串中，以避免聯(lián)絡斷路器故障時或一串中母線側(cè)斷路器檢修，同串中另一側(cè)回路故障時，使該串中的兩個同名回路同時斷開。2）在只有兩串的情況下，對于特別重要的同名回路，應分別接入不同的母線，稱為交叉換位(如圖3-12中的右邊兩串)，以避免一串中聯(lián)絡斷路器檢修(如QF2)時，另一串兩個回路中的任一個故障(如WL2或T2故障)，同時切除兩個同名回路(如圖3-12中的左邊兩串)，可能造成全廠(所)停電。當接線的串數(shù)多于兩串時，也可不進行交叉換位。進出線可不裝隔離開關。

40ppt課件.隔離開關只作為隔離電器，避免了復雜的倒閘操作和誤操作。主發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)適用范圍：大型電廠和變電所的500kV配電裝置。二、無母線的基本接線形式

1．橋形接線(1)結(jié)構特征：如圖3-14所示。1)無母線，只有兩臺變壓器和兩回線路(常見形式)。2)四個回路使用三臺斷路器，中間的斷路器稱為聯(lián)絡斷路器，連同兩側(cè)的隔離開關稱為聯(lián)接橋。聯(lián)接橋靠近變壓器為內(nèi)橋接線，聯(lián)接橋靠近線路為外橋接線。1)內(nèi)橋接線適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長(故障率高，故障斷開機會較多)、電力系統(tǒng)穿越功率較少的場合。

(2)特點：41ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)適用范圍：大型電廠和變電所的500kV配3-42(4)適用范圍：

橋形接線一般可用于兩變配兩線的中小型發(fā)電廠和變電所，或作為最終接線為單母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式。2)外橋接線適用于線路較短(故障率較低)、主變壓器需經(jīng)常投切(因經(jīng)濟運行的需要)、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過聯(lián)橋回路的場合。圖3-14中的虛線部分為跨條，加跨條可在聯(lián)絡斷路器檢修時，使穿越功率從“跨條”中通過，減少了系統(tǒng)的開環(huán)機會。裝設兩臺隔離開關的目的:能輪流停電檢修任意一臺隔離開關，避免檢修隔離開關造成全所停電。3)易于發(fā)展過渡為單母線分段或雙母線接線；4)但可靠性和靈活性不夠高。

1)橋形接線簡單清晰，沒有母線;

2)所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟性好;(3)評價：42ppt課件.3-42(4)適用范圍：橋形接線一般可用43ppt課件.43ppt課件.44ppt課件.44ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)擴大單元接線a)由于發(fā)電機和變壓器不可能單獨運行，故發(fā)電機出口不裝斷路器（當發(fā)電機、主變壓器故障時，通過斷開主變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機的勵磁回路來切除故障電流）;2)發(fā)電機一三繞組變壓器（或自耦變）單元接線

a)為了在發(fā)電機停運時，不影響高、中壓側(cè)電網(wǎng)間的功率交換，在發(fā)電機出口應裝設斷路器及隔離開關；b)為保證在斷路器檢修時不停電，高中壓側(cè)斷路器兩側(cè)均應裝隔離開關；c)由于200MW及以上機組的發(fā)電機出口斷路器制造很困難，造價也很高，故200MW及以上機組一般都是采用發(fā)電機一雙繞組變壓器單元接線。b)但為調(diào)試發(fā)電機方便，可裝一組隔離開關。對于200MW及以上機組，發(fā)電機引出線采用封閉母線，可不裝隔離開關，但應有可拆的連接片。

45ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)擴大單元接線a)由于發(fā)電機和變壓46ppt課件.46ppt課件.圖7-17采用全連式分相封閉母線的發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線側(cè)視圖1—主封閉母線2—分支封閉母線3—主變壓器4—廠用變壓器5—6kV廠用電共箱母線6—發(fā)電機出口電壓互感器柜7—電壓互感器低壓引出線8—避雷器柜9—檢查孔10—中性點電壓互感器柜11—防火墻47ppt課件.圖7-17采用全連式分相封閉母線的發(fā)電機-雙繞組變壓器單元48ppt課件.48ppt課件.第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器選擇

主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送電能的變壓器。聯(lián)絡變壓器：用于兩個電壓等級之間交換電能的變壓器。廠(所)變壓器：用于本廠(所)用電的變壓器，也稱自用變。一、變壓器臺數(shù)的選擇1．發(fā)電廠變壓器臺數(shù)的選擇1）為保證供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。2）單元接線變壓器為一臺。擴大單元接線時，兩臺發(fā)電機配一臺變壓器。2．變電所變壓器臺數(shù)的選擇1）變電所中一般裝設兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電。49ppt課件.第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器選擇主變壓器：在發(fā)電廠和變50ppt課件.50ppt課件.51ppt課件.51ppt課件.52ppt課件.52ppt課件.53ppt課件.53ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)三、主變壓器型式的選擇

1．相數(shù)選擇三相變壓器：造價低，占地小，應優(yōu)先選用，但運輸不易。三單相變壓器組：造價高，占地大，運輸易，用于超高壓大容量。2．繞組數(shù)選擇三繞組：機組容量在125MW及以下且有兩種升高電壓時使用。

雙繞組：機組容量超過200MW以上時，采用雙繞組變壓器組成單元接線形式。若有兩個升高電壓，加裝聯(lián)絡變壓器，宜選擇三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動備用電源。

自耦變：220kV及以上電壓等級的變壓器可以選擇自耦變。

低壓分裂繞組：擴大單元接線的變壓器或廠用變壓器。

若為三繞組變壓器還應考慮中、低壓側(cè)間的負荷同時系數(shù)。中、低壓側(cè)的最大綜合計算負荷分別按式（3-6）計算，總的最大綜合計算負荷為它們之和再乘以中、低壓側(cè)間負荷的同時系數(shù)。54ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)三、主變壓器型式的選擇1．相數(shù)選擇3．繞組聯(lián)結(jié)方式高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用符號Y表示，如果將中性點引出則用YN表示，對于中、低壓繞組則用y及yn表示；高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)時，用符號D表示，低壓繞組則用d表示。例如常用YNyn0d11接線組別，表示高中壓側(cè)均為星形聯(lián)結(jié)且中性點都引出，高中壓間為0點接線，高低壓間為11點接線。

4．調(diào)壓方式的選擇變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式選擇應考慮必須與多電壓級閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致；并列運行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運行。還應考慮消除三次諧波對電壓波形的影響(三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響)。

調(diào)壓方式分：1)帶負荷切換的有載（有勵磁）調(diào)壓方式；2)不帶負荷切換的無載（無勵磁）調(diào)壓方式。55ppt課件.3．繞組聯(lián)結(jié)方式高壓繞組為星形聯(lián)結(jié)時，用符號Y表示，如果發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)5．變壓器阻抗的選擇無載調(diào)壓變壓器的分接頭擋位較少，電壓調(diào)整范圍一般只有10%以內(nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達到電壓的30%，但其結(jié)構比無載調(diào)壓變壓器復雜，造價高。1)在能滿足電壓正常波動情況下一般采用無載調(diào)壓方式。2)發(fā)電廠可以通過發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)來調(diào)壓，其主變壓器一般選擇無載調(diào)壓方式。3)一般變電所的變壓器選擇有載調(diào)壓方式。

三繞組變壓器的各繞組之間的阻抗，由變壓器的三個繞組在鐵心上的相對位置決定。故變壓器阻抗的選擇實際上是結(jié)構形式的選擇。三繞組變壓器分升壓結(jié)構和降壓結(jié)構兩種類型，如圖3-18a、b所示。升壓結(jié)構降壓結(jié)構56ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)5．變壓器阻抗的選擇無載調(diào)壓變壓器的分接頭發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-571)升壓結(jié)構變壓器高、中壓繞組阻抗大而降壓結(jié)構變壓器高、低壓繞組阻抗大。從電力系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量及減小傳輸功率時的損耗考慮，變壓器的阻抗越小越好，但阻抗偏小又會使短路電流增大，低壓側(cè)電器設備選擇遇到困難；

另外，變壓器的選擇內(nèi)容還有：變壓器的容量比、冷卻方式、絕緣和繞組材料等的選擇。2)接發(fā)電機的三繞組變壓器，為低壓側(cè)向高中壓側(cè)輸送功率，應選升壓型；3)變電所的三繞組變壓器，如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)輸送功率為主，則選用降壓型；如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)輸送功率為主，則可選用升壓型，但如果需要限制6~10kV系統(tǒng)的短路電流，可以考慮優(yōu)先采用降壓結(jié)構變壓器。57ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-571)升壓結(jié)構變壓器高、中壓繞組阻抗大第四節(jié)限制短路電流的方法

問題的提出：在發(fā)電機或變電所的6～10kV母線上發(fā)生短路時，短路電流的數(shù)值可能很大，致使電氣設備的選擇發(fā)生困難，或使所選擇的設備容量升級，投資增加。限制短路電流可使得：2)維持母線電壓于較高水平，提高供電可靠性。1)發(fā)電機電壓和變電所的6～10kV出線回路中能采用容量不升級的電器(選擇輕型斷路器)及截面較小的電力電纜，節(jié)約投資。一、采用適合的主接線形式及運行方式

選擇計算阻抗比較大的接線形式或運行方式，增大電源至短路點的等效電抗。例如，限制接入發(fā)電機電壓母線的發(fā)電機臺數(shù)和容量；大容量的發(fā)電機采用單元接線形式；降壓變電所采用變壓器在低壓側(cè)分列運行的方式；合理地斷開環(huán)網(wǎng)（在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運行）等。58ppt課件.第四節(jié)限制短路電流的方法問題的提出：在發(fā)電機或變電所的659ppt課件.59ppt課件.60ppt課件.60ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-61如圖3-19所示。線路電抗器裝設地點：在線路隔離開關與線路斷路器之間。作用：限制電纜線路的短路電流（架空線路的電抗大，不需裝電抗器）。加裝線路電抗器后：a)可使電纜線路的斷路器容量不升級；b)電纜截面減??；c)維持母線殘壓在較高數(shù)值，這對其他回路正常運行有利。xL%=3%~6%線路電抗器的參數(shù)選擇：IN多為300~600A61ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-61如圖3-19所示。作用：限制電纜線62ppt課件.62ppt課件.63ppt課件.63ppt課件.2)當1端發(fā)生短路時，若忽略臂2上的負荷電流，此時臂1上的電壓降為由于1端發(fā)生短路時互感作用很小，每臂的等值電抗為每臂的自感電抗xL，大于正常運行時的電抗，故限流作用強。缺點：一臂負荷變動過大時，另一臂將產(chǎn)生較大的電壓波動；一臂短路、另一臂接有負荷時，由于互感電勢的作用，將在另一臂產(chǎn)生感應過電壓。4．采用低壓分裂繞組變壓器結(jié)構低壓分裂繞組變壓器是一種將低壓繞組分裂成為相同容量的兩個繞組的變壓器，其電路圖形符號及等效電路見圖3-21，64ppt課件.2)當1端發(fā)生短路時，若忽略臂2上的負荷電流，此時臂1上的常見應用1)常用于發(fā)電機—變壓器擴大單元接線（如圖3-21a所示），限制發(fā)電機出口短路時的短路電流；2)作為大容量機組的高壓廠用變壓器（如圖3-21b所示），以限制廠用電系統(tǒng)的短路電流。圖3-21c是它們的等效電路，圖3-21d是正常運行時的等效電路圖。圖3-21c中x1為高壓繞組電抗，數(shù)值很小。x2’、

x2’’分別為兩個分裂低壓繞組的電抗，它們的數(shù)值相等而且比較大。作用分析（請同學們自己分析）65ppt課件.常見應用1)常用于發(fā)電機—變壓器擴大單元接線（如圖3-發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)三、發(fā)電廠和變電所中采用的限流措施1.降壓變電所采用變壓器在低壓側(cè)分列運行的方式；3．10、6kV出線上裝設線路電抗器。2．在主變低壓側(cè)裝設普通電抗器或分裂電抗器；1．在發(fā)電機電壓母線的分段回路裝設電抗器；2．擴大單元接線或廠用電回路裝設采用低壓分裂繞組變壓器；

3．發(fā)電機電壓出線上裝設線路電抗器。發(fā)電廠：變電所：66ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)三、發(fā)電廠和變電所中采用的限流措施1.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)第五節(jié)發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線1．大型區(qū)域發(fā)電廠的電氣主接線

大型區(qū)域發(fā)電廠一般是指單機容量為200MW及以上的大型機組、總裝機容量為1000MW及以上的發(fā)電廠，其中包括大容量凝汽式電廠、大容量水電廠和核電廠等。1)大型區(qū)域性電廠建設在燃料產(chǎn)地，一般距負荷中心較遠，擔負著系統(tǒng)的基本負荷，在系統(tǒng)中地位重要。2)電廠附近沒有負荷，不設置發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機與變壓器間采用簡單可靠的單元接線直接接入220～500kV配電裝置，通過高壓或超高壓遠距離輸電線路將電能送入電力系統(tǒng).3)升高電壓1~2級，最多不超過3級。

圖3-22所示為某大型區(qū)域性火電廠主接線簡圖，該廠有兩臺300MW和兩臺600MW大型凝汽式汽輪發(fā)電機組，均采用發(fā)電機一雙繞組變壓器單元接線形式，其中兩臺300MW機組單元接入帶專用旁路斷路器的220kV雙母線帶旁路母線接線。大型區(qū)域性火電廠的特點：67ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)第五節(jié)發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線1．兩臺600MW機組單元接入500kV的一個半斷路器接線。500kV與220kV配電裝置之間，經(jīng)一臺自耦聯(lián)絡變壓器聯(lián)絡，聯(lián)絡變壓器的第三繞組上接有廠用高壓啟動/備用變壓器。220kV母線接有廠用備用變壓器。68ppt課件.兩臺600MW機組單元接入500kV的一個半斷路器接線。50發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)圖3-23所示為某大型水電廠主接線圖，該廠有六臺發(fā)電機，其中G1~G4與分裂變壓器T1、T2接成擴大單元接線，將電能送到500kV的3/2接線，另外兩臺大容量機組與變壓器組成單元接線，將電能送到220kV的雙母線帶旁路母線。500kV與220kV之間由一臺自耦變聯(lián)絡，自耦變的低壓側(cè)作為廠用備用電源。

由圖3-23可見，大型水電廠的電氣主接線具有區(qū)域性火電廠的某些特點。但根據(jù)水電廠的特點，為減少占地面積、減少土石方的開挖和回填量，應盡量采用簡單清晰、運行操作靈活、可靠性較高的接線方式，并力求減少電氣設備數(shù)量，簡化水電廠的特點:1)通常建設在水力資源豐富的江河湖泊狹谷處，廠址較為狹窄，建設規(guī)模比較明確。2)一般遠離負荷中心，不設發(fā)電機電壓母線。采用單元接線和擴大單元接線。3)一般水電站還承擔調(diào)峰任務，大型水電廠擔負著系統(tǒng)的基本負荷，在系統(tǒng)中地位重要。69ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)圖3-23所示為某大型水電廠主接線圖，該廠有70ppt課件.70ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)中小型地區(qū)性電廠的特點：1)建設在工業(yè)企業(yè)或靠近城市的負荷中心，通常還兼供部分熱能，所以它需要設置發(fā)電機電壓母線，使部分電能通過6～10kV的發(fā)電機電壓向附近用戶供電。2)機組多為中、小型機組，總裝機容量也較小。3)以1～2種升高電壓將剩余電能送往電力系統(tǒng)。

圖3-24所示為某中型熱電廠的主接線，它有四臺發(fā)電機，兩臺100MW機組與雙繞組變壓器組成單元接線，將電能送入110kV電網(wǎng)；兩臺25MW機組直接接入10kV發(fā)電機電壓母線，機壓母線采用叉接電抗器分段的雙母線分段接線形式，以10kV電纜饋線向附近用戶供電。由于短路容量比較大，為保證出線能選擇輕型斷路器，在

10kV饋線上還裝設出線電抗器。

110kV出線回較多，所以采用帶專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線接線形式。2．中小型地區(qū)性電廠的電氣主接線71ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)中小型地區(qū)性電廠的特點：72ppt課件.72ppt課件.3．變電所的電氣主接線

變電所電氣主接線的設計也應該按照其在系統(tǒng)中的地位、作用、負荷性質(zhì)、電壓等級、出線回路數(shù)等特點，選擇合理的主接線形式。

樞紐變電所的電壓等級高，變壓器容量大，線路回數(shù)多，通常匯集著多個大電源和大功率聯(lián)絡線，聯(lián)系著幾部分高壓和中壓電網(wǎng)，在電力系統(tǒng)中居于重要的樞紐地位。樞紐變電所的電壓等級不宜多于三級，最好不要出現(xiàn)兩個中壓等級，以免接線過分復雜。圖3-25所示的是一個大型樞紐變電所，為方便500kV與220kV側(cè)的功率交換，安裝兩臺大容量自耦主變壓器。220kV側(cè)有多回向大型工業(yè)企業(yè)及城市負荷供電的出線，供電可靠性要求高，由于采用了六氟化硫斷路器，故不設置旁路母線，為提高可靠性，采用雙母線分段接線形式。500kV配電裝置采用一個半斷路器接線形式，主變壓器采用交叉換位布置方式，主變壓器的第三繞組上引接無功補償設備以及所用變壓器。73ppt課件.3．變電所的電氣主接線變電所電氣主接線的設計74ppt課件.74ppt課件.第六節(jié)電氣主接線設計

一、綜述(在以后課程設計中學習)二、電氣主接線的技術經(jīng)濟比較

1)擬定出2～3個技術上能滿足要求的較好方案進行詳細技術經(jīng)濟比較，最后確定最佳方案。2)電氣主接線方案的技術比較，主要是對各方案的可靠性、靈活性進行定性的對比分析，兼顧設計、施工、運行、維修等各方面的要求。3)對保留的幾個技術上相當?shù)妮^好方案，難于直觀判定優(yōu)劣時，可通過經(jīng)濟比較計算確定最佳方案。經(jīng)濟比較中，一般只比較各個方案的不同部分，因而不必計算出各方案的全部費用。1．投資和年運行費的計算75ppt課件.第六節(jié)電氣主接線設計一、綜述(在以后課程設計中學習)二綜合投資.式中O0——主接線方案中主體設備的投資（萬元），包括主變壓器、開關設備、母線、配電裝置投資及明顯的增修橋梁、公路和拆遷等費用；a——不明顯的附加費用比例系數(shù)，如設備基礎施工、電纜溝道開挖等費用，對220kV電壓級取70，對110kV電壓取9年運行費U1——主接線的維修費(萬元)，一般可取為(0.022～0.042)O；U2——主接線的折舊費(萬元)，一般可取為(0.005～0.058)O。ΔA、α——主變的年電能損耗(kW·h)和電價(元/kW·h)；

76ppt課件.綜合投資.式中O0——主接線方案中主體設備的投資77ppt課件.77ppt課件.78ppt課件.78ppt課件.2．經(jīng)濟比較常用的經(jīng)濟比較方法有兩種：靜態(tài)比較法和動態(tài)比較法。

(1)靜態(tài)比較法這種方法認為工程的綜合投資與運行費是固定不變的，即不隨時間而改變，常采用抵償年限法。當參加比較的方案為兩個，其中一個方案的投資OI較高而年運行費UI較低，另一個方案的投資OII較低而年運行費UII比較高時，可用下式計算其抵償年限T

然后，再將T與按照國家現(xiàn)階段的技術經(jīng)濟政策確定的標準抵償年限Tn（Tn=5～8年）進行比較。若T<Tn，應選取投資較高的方案；若T>Tn，則應選取投資較低的方案。抵償年限的含義：表明了采用第一方案多投資的費用利用節(jié)約年運行費來抵償時所需的年數(shù)。79ppt課件.2．經(jīng)濟比較常用的經(jīng)濟比較方法有兩種：靜態(tài)比較法和動態(tài)比較發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(2)動態(tài)比較法這種比較方法是基于貨幣的經(jīng)濟價值隨時間而改變。考慮時間因素的動態(tài)比較法更接近實際。電力工業(yè)推薦使用最小年費用法進行動態(tài)經(jīng)濟比較。1)資金的分類與換算。資金的分類資金現(xiàn)在值P：系指當前或折算到當前的金額，如圖

3-26a所示；

資金將來值F：系指從現(xiàn)在算起到第n年末的金額，如圖3-26b所示；資金等年值A：系指分年次等額支付的金額，如圖3-26c所示。a)將資金現(xiàn)在值P換算為等價的將來值F

（本利和計算）的換算公式為資金的換算80ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(2)動態(tài)比較法這種比較方法是基于貨幣的81ppt課件.81ppt課件.82ppt課件.82ppt課件.83ppt課件.83ppt課件.84ppt課件.84ppt課件.85ppt課件.85ppt課件.86ppt課件.86ppt課件.此課件下載可自行編輯修改，供參考！感謝您的支持，我們努力做得更好！此課件下載可自行編輯修改，供參考！第三章電氣主接線第一節(jié)對電氣主接線的基本要求

第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式

第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器選擇第四節(jié)限制短路電流的方法第五節(jié)發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線第六節(jié)電氣主接線設計第七節(jié)電氣主接線的可靠性計算本章計劃學時:10~12學時

88ppt課件.第三章電氣主接線第一節(jié)對電氣主接線的基本要求第二電氣主接線:也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次設備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的重要組成部分。電氣主接線反映了：各回路中電氣設備的連接關系。發(fā)電機、變壓器和輸電線路及負荷間以怎樣的方式連接。發(fā)電機、變壓器、線路、斷路器和隔離開關等有關電氣設備的數(shù)量。

電氣主接線直接關系到電力系統(tǒng)運行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響發(fā)電廠、變電所電氣設備的選擇，配電裝置的布置，保護與控制方式選擇和檢修的安全與方便性。所以電氣主接線是電力設計、運行、檢修部門以及有關技術人員必須深入掌握的主要內(nèi)容。89ppt課件.電氣主接線:也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次電氣主接線圖：就是用國家規(guī)定的電氣設備圖形與文字符號，詳細表示電氣主接線組成的電路圖。電氣主接線圖一般用單線圖表示（即用單相接線表示三相系統(tǒng)），但對三相接線不完全相同的局部圖面（如各相中電流互感器的配置）則應畫成三線圖。90ppt課件.電氣主接線圖：就是用國家規(guī)定的電氣設備圖形與文字符號，詳細表91ppt課件.4ppt課件.92ppt課件.5ppt課件.93ppt課件.6ppt課件.第一節(jié)對電氣主接線的基本要求

概括地說是應滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性三項基本要求。一、可靠性(1)電能生產(chǎn)的特點要求電氣主接線首先應滿足可靠性的要求。電能不能大量儲存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會造成供電中斷。

(2)可靠性不是絕對的,對于不重要的用戶,太高的可靠性將造成浪費。

分析主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠與變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用、負荷的性質(zhì)、設備的可靠性和運行實踐等因素。94ppt課件.第一節(jié)對電氣主接線的基本要求概括地說是應滿足可靠性、靈1．分析和評估主接線可靠性時應該考慮的幾個問題(1)發(fā)電廠與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用

對于大、中型發(fā)電廠和變電所，在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，其電氣主接線應具有很高的可靠性。對于小型發(fā)電廠和變電所就沒有必要過分地追求過高的可靠性而選擇復雜的主接線形式。目前，我國的發(fā)電機單機容量大小的劃分為：50MW以下的發(fā)電機組為小型機組；50~200MW的發(fā)電機組為中型機組；200MW以上的發(fā)電機組為大型機組。發(fā)電廠容量大小的劃分為：總裝機容量在100MW以下的發(fā)電廠為小型發(fā)電廠；總裝機容量在100~250MW的發(fā)電廠為中型發(fā)電廠；總裝機容量在250~1000MW的發(fā)電廠為大中型發(fā)電廠；總裝機容量在1000MW以上的發(fā)電廠為大型發(fā)電廠。95ppt課件.1．分析和評估主接線可靠性時應該考慮的幾個問題(1)發(fā)電廠(2)用戶的負荷性質(zhì)電力用戶負荷按照其對供電可靠性的要求分為三個等級，即I、II、III類負荷。I類負荷：對這類負荷突然中斷供電，將造成人身傷亡，或造成重大設備損壞，或給國民經(jīng)濟帶來重大的損失。II類負荷：對這類負荷突然中斷供電將造成生產(chǎn)設備局部破壞，或造成生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復，或出現(xiàn)大量廢品和減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟上造成一定損失。III類負荷：I類和II類負荷之外的其它負荷。96ppt課件.(2)用戶的負荷性質(zhì)電力用戶負荷按照其對供電可靠性的要求分對I類負荷供電的要求是：任何時候都不允許停電。對II類負荷供電的要求是：必要時僅允許短時間停電。III類負荷對供電沒有特殊的要求，可以較長時的停電。

由此可見，對于帶I、II類型負荷的發(fā)電廠與變電所應該選擇可靠性較高的主接線形式。(3)設備的可靠性

電氣主接線是由電氣設備組成的，選擇可靠性高、性能先進的電氣設備是保證主接線可靠性的基礎。(4)運行實踐

應重視國內(nèi)外長期積累的運行實踐經(jīng)驗，優(yōu)先選用經(jīng)過長期實踐考驗的主接線形式。97ppt課件.對I類負荷供電的要求是：任何時候都不允許停電。對II類負荷發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-982．定性分析和衡量主接線可靠性的評判標準主接線可靠性的評判方法：定性分析和定量計算（可靠性計算）。定性分析和衡量主接線可靠性的評判標準:4)大機組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求。2)母線（或斷路器）故障以及母線或母線隔離開關檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停電的時間的長短，能否保證對I類負荷和大部分II類負荷的供電。3)發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。1)斷路器檢修時，能否不影響供電。98ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-112．定性分析和衡量主接線可靠性的評判二、靈活性(1)調(diào)度靈活：能按照調(diào)度的要求，方便而靈活地投切機組、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，以滿足在正常、事故、檢修等運行方式下的切換操作要求。(2)檢修安全、方便：可以方便地停運斷路器、母線及其二次設備進行檢修，而不致影響電網(wǎng)的運行和對其它用戶的供電。應盡可能的使操作步驟少，便于運行人員掌握，不易發(fā)生誤操作。(3)擴建方便能根據(jù)擴建的要求，方便地從初期接線過渡到遠景接線：在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路而不互相干擾，對一次設備和二次設備的改造為最少。99ppt課件.二、靈活性(1)調(diào)度靈活：能按照調(diào)度的要求，方便而靈活地投切三、經(jīng)濟性主接線應在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到:1.節(jié)約投資

(1)主接線應力求簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關等一次電氣設備；(2)要使相應的控制、保護不過于復雜，節(jié)省二次設備與控制電纜等；(3)能限制短路電流，以便于選擇價廉電氣設備和輕型電器等。(4)一次設計，分期投資建設、投產(chǎn)。100ppt課件.三、經(jīng)濟性主接線應在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到:1.2.占地面積小

主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面的格局，主接線方案應盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié)省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，應采用三相變壓器而不用三臺單相變壓器組。3.年運行費用小年運行費用包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修的維護費等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。101ppt課件.2.占地面積小主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-102第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式

(1)電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機或變壓器）和出線，它們之間如何連接是電氣主接線的主體。有母線的主接線：由于設置了母線，使得電源和引出線之間連接方便，接線清晰，接線形式多，運行靈活，維護方便，便于安裝和擴建。母線也稱匯流母線，起匯集和分配電能的作用。(4)主接線的分類：根據(jù)是否有母線，主接線接線形式可以分為有母線和無母線兩大類型。(3)對于進出線數(shù)目少，不再擴建和發(fā)展的電氣主接線，不設置母線而采用簡化的中間環(huán)節(jié)。(2)當同一電壓等級配電裝置中的進出線數(shù)目較多時（一般超過4回），需設置母線作為中間環(huán)節(jié)(掌握中間環(huán)節(jié)是關鍵)。102ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-15第二節(jié)電氣主接線的基本接線形式發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-103無母線的主接線：使用的開關電器少，配電裝置占地面積較小，投資較小。

一、有母線的基本接線形式1.單母線接線及其母線分段的接線⑴單母線接線如圖3-1所示。結(jié)構特征：只有一組母線W，接在母線上的所有電源和出線回路，都經(jīng)過開關電器連接在該母線上并列運行。但有母線的主接線使用的開關電器多，配電裝置占地面積較大，投資較大。103ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-16無母線的主接線：使用的開關電器少，配3-104■各回路都裝有斷路器和隔離開關:斷路器:用以正常工作時投切該回路及故障時切除該回路；隔離開關:用以在切斷電路時建立明顯可見的斷開點，將電源與停運設備可靠隔離，以保證檢修安全。母線隔離開關：與母線相連接的隔離開關，如圖3-1中的QS11；倒閘操作原則：斷路器與隔離開關間的操作順序：保證隔離開關“先通后斷”（在等電位狀態(tài)下，隔離開關也可以單獨操作），這種斷路器與隔離開關間的操作順序必須嚴格遵守，絕不能帶負荷拉刀閘（即隔離開關），否則將造成誤操作，產(chǎn)生電弧而導致嚴重的后果。線路隔離開關：與線路相連接的隔離開關，如圖3-1中的QS12。104ppt課件.3-17■各回路都裝有斷路器和隔離開關:隔離開關:用以在切母線隔離開關與線路隔離開關間的操作順序為：母線隔離開關“先通后斷”，即接通電路時，先合母線隔離開關，后合線路隔離開關；切斷電路時，先斷開線路隔離開關，后斷開母線隔離開關。以避免萬一斷路器的實際開合狀態(tài)與指示狀態(tài)不一致時，誤操作發(fā)生在母線隔離開關上，產(chǎn)生的電弧會引起母線短路，使事故擴大。例如：對WL1送電時，先合上QS11，再合上QS12，最后合上QF1。對WL1停電時，先斷開QF1，再依次拉開QS12和QS11。接地開關(圖3-1中QS13)的作用：保證檢修安全：當電壓等級在110kV及以上時，線路隔離開關或斷路器兩側(cè)的隔離開關（布置較高時）都應設置接地開關，母線也應設置接地開關或接地器，以代替人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時，檢修人員的安全。105ppt課件.母線隔離開關與線路隔離開關間的操作順序為：母線隔離開關“先通3-106■評價：主要優(yōu)點是接線簡單清晰，設備少，操作方便，造價便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴性好。適用范圍：單母線接線只能用于某些出線回數(shù)較少，對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中。主要缺點是可靠性和靈活性都較差：1)母線和母線隔離開關檢修時，全部回路均需停運；2)母線故障時，繼電保護會切除所有電源，全部回路均需停運；3)任一斷路器檢修時，其所在回路停運；4)它只有一種運行方式。106ppt課件.3-19■評價：主要優(yōu)點是接線簡單清晰，設備少，操作方便107ppt課件.20ppt課件.單母線分段接線的可靠性比單母線接線有了較大提高，但任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電；任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電?？紤]到采用單母線分段接線時，重要用戶可從不同母線段上分別引出兩回饋線向其供電，保證不中斷供電，故對采用兩回饋線供電的用戶來說，有較高供電可靠性。

適用范圍：中、小容量發(fā)電廠和變電所的6~10kV配電裝置和出線回路數(shù)較少的35~220kV配電裝置中。

2．帶旁路母線的單母線分段接線(1)帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線結(jié)構特征：如圖3-3所示。1)在單母線分段的基礎上又增加了旁路母線W3、專用旁路斷路器QFp及旁路回路隔離開關QS1和QS2。2)各出線回路除通過斷路器與匯流母線連接外，還通過旁路隔離開關與旁路母線相連接。108ppt課件.單母線分段接線的可靠性比單母線接線有了較大提高，但任一段母線發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-109旁路母線的作用是：檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電。檢修斷路器時的不停電倒閘操作過程：如檢修WL1的斷路器QF1，使該出線不停電的操作步驟為：

正常運行時，旁路斷路器QFp、各進出線回路的旁路隔離開關是斷開的，旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關是合上的，旁路母線W3不帶電。

適用范圍：6~10kV配電裝置。評價：單母線分段接線增設旁路母線后，可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷對該回路的供電。但配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關數(shù)量，接線復雜，投資增大。

109ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-22旁路母線的作用是：檢修任一進出線斷3-1101)合上QFp;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線W3是否完好，如果旁路母線有故障，QFp在繼電保護控制下自動切斷故障，旁路母線不能使用；如果QFp合閘成功，說明旁路母線完好。3)斷開出線WL1的斷路器QF1;

4)斷開QS12和QS11。

此時出線WL1已經(jīng)由旁路斷路器QFp回路供電，在需要檢修的斷路器QF1兩側(cè)布置安全措施后，就可以對其進行檢修。2)合上出線旁路隔離開關QS1p；此時QS1p的兩端等電位。也可以先斷開QFp，然后合上QS1p，再合上QFp，以避免萬一合上QS1p前，發(fā)生線路故障，QF1事故跳閘，造成QS1p合到短路故障上。110ppt課件.3-231)合上QFp;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-1112)電源回路也可以接入旁路，如圖3-3中虛線所示，這種進出線全接入旁路的形式叫全旁路方式。3)由于線路故障較多，出線斷路器檢修較頻繁，故出線應接入旁路；1)一般斷路器切斷的短路故障次數(shù)達到需要檢修的次數(shù)后（或長期運行后），就需要檢修，如不允許停電檢修，就需要設置旁路母線。4)考慮到變壓器是靜止元件，故障率低，且在變電所一般由多臺變壓器并列運行，而發(fā)電廠發(fā)電機—變壓器回路的斷路器可以安排在發(fā)電機檢修時一起檢修，故主變進線回路接入旁路的情況較少。5)對于采用手車式成套開關柜的6~35kV配電裝置，由于斷路器可以快速更換，也可以不設置旁路母線。旁路母線的設置原則：111ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-242)電源回路也可以接入旁路，如圖3發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-112(2)單母線分段帶簡易旁路母線接線結(jié)構特點：如圖3-4所示。它是在單母線分段接線的基礎上，增加了旁路母線W3、隔離開關QS3、QS4、分段隔離開關QSd及各出線回路中相應的旁路隔離開關，分段斷路器QFd兼作旁路斷路器。與圖3-3所示的接線相比，少用一臺斷路器，節(jié)省了投資。

旁路母線可以經(jīng)QS4、QFd、QS1接至母線W2，也可以經(jīng)QS3、QFd、QS2接至母線W1。

分段隔離開關QSd的作用是：可使QFd作旁路斷路器時，保持兩段工作母線并列運行。

檢修線路斷路器時的不停電倒閘操作過程：112ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-25(2)單母線分段帶簡易旁路母線接線3-113初始條件：平時旁路母線不帶電，QS1、QS2及QFd合閘，QS3、QS4及QSd斷開，按單母線分段方式運行。2)斷開QFd，斷開QS2，合上QS4，合上QFd;給旁路母線W3充電，檢查旁路母線W3是否完好，如果QFp合閘成功，說明旁路母線完好。4)斷開出線WL1的斷路器QF1;

5)斷開QS12和QS11。3)合上出線旁路隔離開關QS1p；此時QS1p的兩端等電位。操作步驟為：1)合上QSd;113ppt課件.3-26初始條件：平時旁路母線不帶電，QS1、QS2及QFd發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)其他簡易旁路母線接線形式圖3-5a、b、c所示接線與圖3-4相比較，均省去一組隔離開關。圖3-5a所示接線在正常運行時，旁路母線不帶電，但旁路母線只能接至母線W2，檢修母線W1上的出線斷路器時將造成分段上有較大的功率穿越(有電源進線接在W1上)。圖3-5b所示接線的斷路器作分段斷路器用時，旁路母線帶電，旁路母線也只能接至旁路斷路器所在的一段母線。

114ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)(3)其他簡易旁路母線接線形式圖3-5a、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-115圖3-5c所示接線的旁路母線平時也帶電，旁路運行時，W1、W2兩段工作母線分列，但旁路母線可接至任一段母線，不破壞原有兩段母線上的功率平衡。適用范圍：單母線分段帶簡易旁路母線接線常用于出線回路不多的35~110kV配電裝置中。3．雙母線接線結(jié)構特征：如圖3-6所示。1)有兩組母線W1、W2，兩組母線間通過母線聯(lián)絡斷路器QFc相連；2)每回進出線均經(jīng)一組斷路器和兩組母線隔離開關分別接至兩組母線。正常運行時只合一組隔離開關。115ppt課件.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3-28圖3-5c所示接線的旁路母線平時也帶運行方式:1)兩組母線同時工作將母聯(lián)斷路器QFc合閘，而進出線均衡地分配在兩組母線上，相當于單母線分段的運行方式。當一組母線故障時，在繼電保護作用下，母聯(lián)斷路器斷開，僅停故障的母線。2)一組母線工作，另一組母線備用

全部電源和出線接于工作母線上，母聯(lián)斷路器斷開，按單母線方式運行。工作母線故障時，全部短時停電。優(yōu)點：1)運行方式靈活，有多種運行方式。

由于每個回路均可以換接至兩組母線的任一組上運行，使得雙母線接線的可靠性和靈活性大大提高。2)任一組母線檢修時不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開關時，只中斷該回路的供電。116ppt課件.運行方式:1)兩組母線同時工作2)一組母線工作，另發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)3)任一組母線故障時僅短時停電，停電時間是接于該母線上的所有回路切換至另一組母線所需時間，故障母線上的回路經(jīng)短時停電便可恢復供電。

缺點：1)檢修任一回路斷路器時，該回路仍需