電氣主接線(綜)

主講:楊毅2021－07第二部分電氣主接線

第一節(jié)概述一、電氣主接線的根本知識二、電氣主接線的根本方式主要內容:電氣主接線：變電所傳送、會聚和分配電能的電路，它是由變壓器、開關電器、避雷器和母線等電器和載流導體銜接而成。電氣一次接線圖：用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按任務順序陳列，詳細的表示電氣設備或成套配電安裝的全部根本組成及銜接關系的單線接線圖。作用：反映一次設備的數(shù)量、作用、相互銜接方式以及與電力系統(tǒng)的銜接情況。第一節(jié)電氣主接線根本知識一、主接線的定義及作用電氣主接線的作用1、是電氣運轉人員進展各種操作和事故處置的重要根據(jù)。2、闡明了發(fā)電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數(shù)量、規(guī)格、銜接方式及能夠的運轉方式。3、直接關系到電力系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定、靈敏和經(jīng)濟運轉。二、對電氣主接線的根本要求〔三個〕1、可靠性2、靈敏性和方便性3、經(jīng)濟性可靠性①線路、母線【包括母線側隔離刀閘】等缺點或檢修時，停電范圍的大小和停電時間的長短，能否保證對一類、二類負荷的供電。②斷路器QF檢修時，停運出線回數(shù)的多少和停電時間的長短，能否保證對重要用戶的供電。③發(fā)電廠、變電所全停的能夠性。④大型機組忽然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的影響與后果。靈敏性和方便性靈敏性：運轉方式的靈敏性。方便性：①操作的方便性，簡便、平安，不易發(fā)生誤操作；②調度的方便性；③擴建的方面性。經(jīng)濟性：與可靠性是一對矛盾在滿足技術要求【可靠、靈敏】的前提下，采用最經(jīng)濟的方案。1〕投資省；2〕電能損失少；3〕占地面積小。三、主接線的根本組成電源〔發(fā)電機、變壓器〕、母線、出線W出線1出線2出線3QSlQFQS2QS3單母線接線圖電源出線母線四、線路停、送電操作原那么拉、合隔分開關及小車斷路器停、送電時，必需檢查并確認斷路器在斷開位置；停電時，先斷開斷路器后拉開負荷側隔分開關，最后拉開母線側隔分開關，送電時那么相反。嚴禁帶負荷拉、合隔分開關，所裝電氣和機械防誤閉鎖安裝不能隨意退出；手動操作過程發(fā)現(xiàn)誤拉隔分開關時，不準把已拉開的隔分開關重新合上。第二節(jié)主接線的根本方式按照主接線母線設置情況，可分如下兩大類：雙母線接線雙母線分段接線雙母線帶旁路接線單母線接線系統(tǒng)雙母線接線系統(tǒng)3/2接線發(fā)電機—雙繞組變單元接線發(fā)電機—三繞組變單元接線發(fā)—變—線單元接線內橋接線外橋接線三角形接線四角形接線單元接線橋形接線多角形接線有匯流母線的接線方式無匯流母線的接線方式特點：運用設備相對較少，占地面積少。只適用于進出線數(shù)少，不再擴建和開展的廠(所)。單母線接線單母線分段帶旁路接線單母線分段接線特點：接線簡單明晰、運轉方便，便于安裝和擴建，但占地面積較大。適用于進出線數(shù)較多的〔所〕。一、單母線系統(tǒng)電氣主接線1、單母線接線一〕根本概念電源〔進線〕:功率流向是指向母線。出線〔饋線〕:功率流向是從母線流向用戶母線側刀閘【QSW】線路側刀閘【QSL】接地刀閘：檢修線路或設備用。電壓在110kV及以上，QF兩側的QS及線路QS均應帶接地刀閘。如QS3等QS的配置原那么：①當出線回路對側有電源，QF兩側均必需裝設QSW、QSL；對側無電源時，可以不裝設QSL。②發(fā)電機與QF之間也可以不裝設QS。用來接通和切斷電路有滅弧安裝，斷口是密封的，不可見。①在停電檢修一次設備時，構成明顯的斷口，以確保檢修人員的平安。②用來倒換電源操作。無滅弧安裝，斷口是可見的，不能開閉5A以上的電流。斷路器【QF】：簡稱開關隔分開關【QS】：簡稱刀閘作用特點斷路器與隔分開關的主要區(qū)別：。QS“先通后斷〞【沒有構成閉合回路】或在等電位下【沒有電位差】操作。先通：接通電路時，先合QS，后合QF后斷：斷開電路時，先斷QF，后斷QSQS與QF的關系：操作程序：例:試分析以下操作程序會發(fā)生什么后果？設QS2、QS3、QF2均處于斷開位置，現(xiàn)給線路1送電，有如下兩種操作：1)合QF2；2)合QS2；3)合QS3在線路側發(fā)生短路1)合QF2；2)QS3；3)合QS2在母線側發(fā)生短路操作1：操作2：“母線(電源)側刀閘QSW先通后斷〞。其意義在于：萬一發(fā)生誤操作，可使誤操作事故影響范圍降底到最小程度。2)母線側刀閘QSW與線路側刀閘QSL的關系是：誤操作：用隔分開關帶負荷拉閘或帶負荷合閘，即破壞了QS的操作程序，這一種操作稱為誤操作。防止誤操作的方法：1)嚴厲按照操作規(guī)程實行操作票制度。2)在隔分開關和相應的QF之間，加裝電磁閉鎖，機械閉鎖或電腦鑰匙。二〕運轉特點分析①首先分析供電可靠性。【母線、母線側刀閘、斷路器事故停電范圍的大小、檢修設備能否中斷供電】②其次分析檢修及調度操作的靈敏性和方便性。③再次簡單分析經(jīng)濟性。1〕分析方法2〕特點①母線〔W〕或者與母線相連的QS缺點或檢修時，整個安裝必需停電。②檢修任一出線QSL或QF，該線路必需停電。③檢修電源及其回路中的QF時，假設系統(tǒng)電能不富余時，會產(chǎn)生功率缺額。④靈敏性差。⑤接線簡單明晰，設備投資少，操作方便。⑥QS只起檢修時隔離電壓用。⑦擴建方便。2、單母線分段接線(1)特點：①任一段母線(包括QSW)缺點或檢修，非缺點段母線照常任務，減少了停電的范圍。②重要用戶可以從兩分段母線上獲得電源。雙回路供電③檢修任一進出線回路中的QF，該回路必需停頓供電。

(2)用隔分開關分段可靠性要求不高時，可用QS分段，但母線缺點時，整個安裝仍會短時停電。(3)分段的數(shù)目取決于電源數(shù)量和容量。從實際上講，段數(shù)分得越多，缺點時停電范圍越小。但運用QS、QF等設備增多，且配電安裝和運轉也越復雜，通常以2-3段為宜。6-10kV：每段母線上所接容量不宜超越2.5萬kW；35-60kV：出線回路數(shù)不超越八回；110-220kV：出線回路數(shù)不超越四回。適用范圍：3、單母分段加旁母接線(1)加裝公用旁路QF的接線旁母作用：檢修任一臺進出線斷路器，可以不中斷該回路的供電。舉例：如下圖，正常運轉時，QFP、QS3-QS8均在斷開位置，寫出檢修QF1的操作票。分析供電途徑：(2)單母線分段兼旁路接線如右圖示：分段QFD兼作旁路斷路器。正常運轉時，WP不帶電，QFD、QS1、QS2在閉合位置，QS3、QS4、QSD在斷開位置，以單母線分段運轉。1〕運轉特點分析此接線除具有單母線分段接線的一切優(yōu)點之外，還具有以下兩個優(yōu)點：A、檢修任一臺進出線QF時，可以不中斷該回路的供電舉例：寫出檢修QF1的操作票〔分析供電途徑〕適用范圍：在中小型廠(所)中得到廣泛運用。2〕幾種簡化方式接線〔圖a〕:不帶母線分段刀閘，QFD用作旁路時，兩段母線分裂運轉〔圖b、c〕:正常運轉時，WP帶電，QFD用作旁路時，兩分段母線分裂運轉。且〔圖b〕的WII段不能接入旁路?！矆Dd〕:為帶簡易旁路的單母分段接線。此接線在中小型110kV變電所中用得最廣。問題：如何檢查旁母完好？如何利用恣意一個完好的QF替代其缺點QF任務？二、雙母線接線系統(tǒng)1、雙母線接線闡明：在工程上，為了安裝和運轉檢修的方便起見，隔分開關的靜觸頭的安裝位置有如下規(guī)定：1〕凡接在母線側的QS，其靜觸頭裝在母線側。2〕凡接在出線側的QS其靜觸頭裝在負荷側。3〕凡接在主變側的QS其靜觸頭與主變相連。如右圖所示：為雙母線接線，兩組母線W1、W2經(jīng)過母線聯(lián)絡斷路器QFC銜接。QS7QS8QF3QF2運轉特點分析如下：〔1〕檢修任一組母線，不會中斷對用戶的延續(xù)供電〔利用母聯(lián)倒換操作〕舉例：檢修W1母線，寫出檢修操作票?！具\轉方式：雙母線接線按單母線運轉，即W2不帶電】第一步：查備用母線W2完好情況①合QS01、QS02②合QFC，并投入繼保，如不跳閘，闡明W2完好第二步：倒換操作(倒電源操作)③合上與備用母線(W2)側相連的一切QS(如合QS1、QS4)；④斷開與任務母線(W1)側相連的一切QS(如斷QS2、QS5等)第三步：檢修操作⑤斷開QFC；⑥斷QS01、QS02，即可進展對W1的檢修〔4〕斷路器檢修，可暫時用母聯(lián)替代，但須短時停電?！驹诂F(xiàn)場條件允許的情況下，接跨條，如下圖】①合上母聯(lián)，進出線分別接在兩組母線上，即相當于單母線分段運轉；②母聯(lián)斷開，一組母線運轉，另一組母線備用，即單母線運轉方式；③兩組母線同時任務〔即固定銜接方式運轉〕。電源和負荷均勻地分配在兩組母線上。〔2〕一組母線缺點后，該母線上的一切進出線都要停電，但能迅速恢復供電?！?〕檢修任一回路中的母線側QS，僅該回路停電，其他線路照常任務?！?〕運轉調度靈敏，經(jīng)過倒換操作可以構成不同的運轉方式：〔6〕任一回路中的QF，如拒動或因故不能操作時，可用母聯(lián)替代操作。要騰出一組母線〔7〕在特殊需求時，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進展同期或解列操作。當個別因需求單獨任務或進展實驗【如發(fā)電機G，線路L檢修后，需求試運】，可將該回路單獨接在備用母線上，線路熔冰時，也可騰出一組母線，不致影響其它回路的任務。〔9〕擴建方便?！?〕QS不僅用來隔離電壓，而且還用來倒換操作。此接線具有供電可靠，調度靈敏，又便于擴建等優(yōu)點，在我國大中型廠(所)中廣泛采用。但所用設備多【特別是QS】，同時，QS又作為操作電器，易發(fā)生誤操作，不易實現(xiàn)自動化和遠動化，因此，特別重要的大型電廠(所)不允許采用此接線。〔1〕斷路器內部缺點及母線側刀閘缺點，相當于母線缺點?！?〕對于6-10kV系統(tǒng)，當進出線數(shù)或母線上電源較多，IK大，為選擇輕型設備，常采用雙母線三分段接線，并加裝電抗器。綜上所述：注:2、雙母線帶旁路接線〔重點〕如以下圖所示，QFP：公用旁路斷路器；QFC：公用母聯(lián)，進線T接旁路。此接線除具有雙母線接線的一切優(yōu)點外，還具有以下兩個優(yōu)點：〔1〕旁路母線可防止檢修任一進出線QF時的短時停電景象舉例：檢修QF1，寫出其檢修操作票【方法有多個】分析：1〕首先弄清運轉方式哪些QS、QF是在合上的，哪些QS、QF是斷開的，假設此接線按單母線運轉方式，即W1為工母，W2為備用，QS01、QS02、QFC及與W2相連的隔分開關均在斷開位置。2〕分析能夠的供電途徑3〕操作QS時不要消費電流4〕實踐操作票要復雜得多，因要思索平安要素。第一步：查備用母線W2完好情況①合上QS01、QS02；②合QFC〔投入繼電維護，如下跳閘，闡明W2完好〕第二步：查旁母完好情況③合QS3、QS6④合QFP〔投入繼?！?，如下跳閘，闡明W3完好第二步：檢修操作⑤合QS7⑥斷QF3⑦斷QS5、QS2，然后進展檢修分析：在檢修QF1時，沒有必要用到備用母線，所以第一步直接查旁母完好情況。方法一：〔紅線途徑〕方法二：〔紫線途徑〕〔2〕檢修母線側QS時，可以不中斷供電舉例：寫出檢修QS2時的操作票〔要想法騰出一組母線〕闡明：為了節(jié)省公用旁路斷路器，減少投資，常以母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)【如以下圖所示】，正常時起母聯(lián)作用，檢修QF時，起旁路作用。上述接線雖然節(jié)省了一個QF，但在代用過程中操作多，不夠靈敏，其供電可靠性有所降低。三、3/2接線【也稱一個半斷路器接線】如右圖所示：本質上又屬于一個回路由兩臺斷路器供電的雙重銜接的多環(huán)形接線。其運轉特點：①正常運轉時，一切QF均接通，兩組母線同時任務，構成多環(huán)網(wǎng)供電，具有較高的供電可靠性和運轉靈敏性。②任一進出線缺點，該缺點線兩側QF均跳閘，其它照常任務。③任一母線缺點或檢修時，聯(lián)接在該組母線上的一切QF都斷開，一切回路仍可以在另一組母線上繼續(xù)任務。④除聯(lián)絡QF〔如QF2等〕內部缺點不能操作時，與其相連的兩條線路短時停電外，其它QF〔如QF1等〕內部缺點時，與其直接相聯(lián)的一回線路須短路時停電；檢修任一臺QF都不會影響供電，且檢修操作方便。⑤兩組母線同時缺點【或一組檢修時，另一組又缺點】的極端情況下，功率仍能繼續(xù)保送。⑧要求出線與進線盡量相等。⑥QS只在檢修時起隔離電壓作用。⑦設備多，且繼保配置較復雜。2〕為提高供電可靠性，可采用交叉布置，以防止一切聯(lián)絡QF缺點檢修的極端情況下，功能仍能保送?！驳砑优潆姲惭b的占地面積〕此接線特別適宜于500-750kV的超高壓，大容量系統(tǒng)。注：1〕同名元件要求布置在不同串上。3〕當該接線僅兩串時，在進出線上應裝設隔分開關。當串數(shù)等于或大于三串時，進出線可不裝設隔分開關。四、單元接線發(fā)電機和變壓器直接連成一個單元，組成單元接線。有以下幾種方式：2〕發(fā)電機和變壓器低壓側短路時，短路電流有所減少。3〕便于實現(xiàn)機、爐、電集控。如發(fā)電機、變壓器中只需其中一個元件缺點，都將影響供電，使系統(tǒng)產(chǎn)生功率缺額。優(yōu)點：缺陷：1〕接線簡單，操作方便。1、發(fā)電機----雙繞變單元接線【見圖4-12〔a〕所示】①是大型機組廣為采用的接線方式；②發(fā)電機出口不裝QF，為調試方便可裝QS【不思索廠用分支】；③對P≥20萬kW機組，發(fā)電機出口采用分相封鎖母線?！揪売蒊K過大，選不到適宜的QF：對鋼構發(fā)熱嚴重】2、發(fā)電機----三繞組變單元接線【見圖〔b〕所示】①三側均裝有QF，以便發(fā)電機停頓任務時，高、中壓側仍有聯(lián)絡；②在一個電廠〔所〕內三繞組主變普通不多于三臺。3、擴展單元接線【見圖〔c〕、〔d〕】①減少主變臺數(shù)和QF的臺數(shù)；②適宜于中、小型機組。4、發(fā)----變----線路單元接線【見圖〔e〕所示】適用于一機、一變、一線的廠、所。五、橋形接線當只需兩臺變壓器和兩條輸電線時，采用橋形接線，所用QF數(shù)目最少。有內橋、外橋兩種方式。內橋特點外橋特點①Q(mào)F裝在出線側，因此，引出線的切除和投入比較方便。①Q(mào)F裝在變壓器側，因此，變壓器的切除和投入比較方便。②當出線缺點時，僅缺點線路的QF斷開，其它照常任務。②當變壓器缺點或檢修時，只斷開本回路中QF，不影響其它回路的任務。③當變壓器缺點時，與變壓器相連的兩只QF都將斷開，從而影響未缺點引出線的任務，擴展了停電范圍。③線路缺點，與缺點線路相聯(lián)的兩個QF都將斷開，變壓器被切除，減少了發(fā)電廠的出力。④變壓器的投入和切除，操作比較復雜。④線路投入和切除，操作比較復雜。⑤為檢修橋聯(lián)QF3不致引起系統(tǒng)開環(huán)運轉或檢修出線QF，不使出線停電，可增設旁路隔分開關。⑥此接線適用于缺點機率較多的長線路〔l≥50km〕和變壓器不需求經(jīng)常切換的系統(tǒng)。⑥此接線適用于線路較短，變壓器需經(jīng)常切換或系統(tǒng)有穿越功率經(jīng)本廠的情況?！睶S用作操作電器，易發(fā)生誤操作〕六、多角形接線當母線閉合成環(huán)形，并按回路數(shù)利用QF分段，即構成角形接線，如以下圖所示。優(yōu)點：〔1〕任一回路缺點，跳兩個QF，非缺點回路照常供電；〔2〕任一QF檢修，不會影響供電，且操作簡單；〔3〕QS只用于檢修，易實現(xiàn)自動化，具有較高的可靠性和靈敏性。缺陷：〔1〕檢修任一臺QF時，將開環(huán)運轉，此時，假設恰好發(fā)生缺點，那么呵斥系統(tǒng)解列或被分割成兩部分，甚至呵斥停電事故。舉例：設QF1處在檢修中①當QF3缺點跳閘時，分成兩個獨立部分；②當QF2缺點跳閘時，T2被迫解；③當QF4缺點跳閘時，L1被迫解列?！?〕設備選擇帶來困難，由于每個設備在閉環(huán)運轉時，經(jīng)過任務電流不同?！?〕繼保的整定、配置也較復雜?！?〕擴建困難。由于以上緣由，普通用三角形接線或四角形接線較為合理，最多不超越六角。請問下面的系統(tǒng)有幾種接線方式？分別是什么？七、課堂討論【2課時】1、總結前述各種接線的運轉特征要求重點掌握單母線分段兼旁路接線和雙母線帶旁路接線的運轉特點。2、操作票的正確填寫1〕弄清運轉方式哪些QS、QF是在合上的，哪些QS、QF是斷開的。即弄清楚檢修前的初始形狀。2〕分析供電途徑4〕操作QS時不要產(chǎn)生電流5〕實踐操作票要復雜得多，因要思索平安要素。3〕操作票的能夠有多種方案3、舉例例1：如以下圖所示形狀，QF1、QF2均在斷開位置，其它斷路器均在合閘位置，試寫出檢修QS11開關的操作票〔不思索帶電檢修〕，并分析此接線的運轉特點。例2：如以下圖所示G1、G2表示電源，L1-L4表負荷，QF3處于斷開位置。要求：1〕分析此接線的運轉特征；2〕L1是非常重要的負荷，必需延續(xù)供電，現(xiàn)I母線又必需停電進展檢修，試寫出檢修I母線的操作票；3〕操作QS時，應該留意什么？八、典型主接線分析〔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作為燃料，按所承當?shù)呢摵汕闆r和在電力系統(tǒng)中的作用，可分兩類：1、地域性發(fā)電廠為了減少電能保送的損耗，發(fā)電廠應建在負荷中心，電能大部分都用發(fā)電機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系統(tǒng)，并與系統(tǒng)相連。如接近城市和工業(yè)中心的發(fā)電廠【多為熱電廠，普通為中、小型機組】。發(fā)電廠的主接線既包括發(fā)電機電壓接線，又有1-2級升高電壓接線，且與系統(tǒng)銜接。發(fā)電機電壓母線接線方式：當機端負荷比較大，出線回路數(shù)又多時，應設置發(fā)電機電壓母線，其接線方式：①P單≤6000千瓦時，多采用單母線接線；②1.2萬千瓦≤P單≤2.5萬千瓦時，可采用雙母線或單母線分段接線；③P單＞2.5萬千瓦時，可采用雙母線分段接線，并加裝限流電抗器；④在滿足地方負荷供電的前提下，對10萬kW及以上的發(fā)電機組，多采用單元接線直接升高電壓送入系統(tǒng)。升高電壓等級的接線方式：應根據(jù)保送容量大小、電壓等級、出線回路數(shù)多少以及重要性等予以詳細分析，區(qū)別對待。升高電壓等級不宜過多，通常以兩級電壓為宜，最多不應超越三級。普通為二級A、發(fā)電機電壓母線接線：1〕采用雙母線分段接線，主要供應地域負荷。不設置旁母：①重要用戶可采用雙回路供電；②QF可采用手車式QF2〕饋線采用電纜出線①減少了戶內配電安裝的占地面積；②防止了雷擊線路直接要挾發(fā)電機。3〕裝有出線電抗器和母線分段電抗器，以限制IK①選擇輕型設備；②提高母線殘壓以提高供電可靠性。4〕各母線段之間，用分段QF和母線聯(lián)絡QF相互聯(lián)絡，以提高供電可靠性和靈敏性B、升高電壓接線1〕110kV系統(tǒng)【現(xiàn)有4回出線、2回進線】采用單母線分段接線2〕220kV系統(tǒng)【現(xiàn)有5回出線，4回進線】采用雙母線帶公用旁路接線，進線不接入旁路。其緣由：①重要程度較高，出線較多；②思索到戶外配電安裝，母線間距較大，母線上發(fā)生短路機率小，所以，母線不再進展分段，這樣，減少了占地面積。③為了提高供電可靠性，正常運轉時，雙母線接線按固定聯(lián)接方式并聯(lián)運轉〔單母線分段〕。C、T1、T2接線特點1〕在滿足10kV負荷的前提下，將G1-G2的剩余功率送往系統(tǒng)，也可在地域負荷頂峰期〔或G1-G2其中一臺缺點或檢修〕，從系統(tǒng)倒送功率來補充地域負荷。2〕裝設兩臺三繞組變，那么，當任一臺三繞組變發(fā)生缺點或檢修，三級電壓之間仍堅持電氣聯(lián)絡，提高了供電