電能生產(chǎn)過(guò)程 電氣主接線

1、第4章 電氣主接線 4.1 電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則 4.2 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 4.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 110kV進(jìn)線進(jìn)線1110kV進(jìn)線進(jìn)線2 10kV出線出線110kV出線出線310kV出線出線210kV出線出線410kV出線出線610kV出線出線5 1主變主變 2主變主變 第4章 電氣主接線 4.1 電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則 4.2 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 4.3 限制短路電流的方法限

2、制短路電流的方法 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 4.1.1 對(duì)電氣主接線的基本要求 可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性 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(yùn)行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便； 4. 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。 根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證連續(xù)不 斷地把質(zhì)量合格、數(shù)量充足的電能送往系 統(tǒng)或用戶。停電機(jī)會(huì)越少、影響范圍越小、 停電時(shí)間越短、主接線的可靠程度就越高。 可靠性停電的影響 1、可靠性 分析和評(píng)估主接線可靠性時(shí)應(yīng) 該考慮的幾個(gè)問(wèn)題: 1) 發(fā)電廠與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用 對(duì)于大、中型發(fā)電

3、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(yīng)具有很高的 可靠性。對(duì)于小型發(fā)電廠和變電所就沒(méi)有必要過(guò) 分地追求過(guò)高的可靠性而選擇復(fù)雜的主接線形式。 小型發(fā)電廠 1000 MW 我國(guó)發(fā)電廠容量大小的劃分： 2) 用戶的負(fù)荷性質(zhì) I類(lèi)負(fù)荷：對(duì)這類(lèi)負(fù)荷突然中斷供電，將造成人身傷 亡， 或造成重大設(shè)備損壞，或給國(guó)民經(jīng)濟(jì) 帶來(lái)重大的損失。 II類(lèi)負(fù)荷：對(duì)這類(lèi)負(fù)荷突然中斷供電將造成生產(chǎn)設(shè)備 局部破壞，或造成生產(chǎn)流程紊亂且難以恢 復(fù)，或出現(xiàn)大量 廢品和減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì) 上造成一定損失。 III類(lèi)負(fù)荷：I類(lèi)和II類(lèi)負(fù)荷之外的其它負(fù)荷。 電力用戶負(fù)荷按照其對(duì)供電可靠性的要求分 為三個(gè)等級(jí)，即I、II、

4、III類(lèi)負(fù)荷。 3)設(shè)備的制造水平與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 電氣主接線是由電氣設(shè)備組成的，選擇可靠 性高、 性能先進(jìn)的電氣設(shè)備是保證主接線可靠性 的基礎(chǔ)。電氣設(shè)備的制造水平也影響主接線的可 靠性。 應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期積累的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，優(yōu) 先選用經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐考驗(yàn)的主接線形式。 同時(shí)和運(yùn)行管理水平和運(yùn)行值班人員的素質(zhì) 等因素有關(guān)。 可靠性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn) 定性分析和衡量主接線可靠性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn): （1)斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 （2)母線（或斷路器）故障以及母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢 修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)的多少和停電的時(shí)間的長(zhǎng)短， 能否保證對(duì)I類(lèi)負(fù)荷和大部分II類(lèi)負(fù)荷的供電。 （3)發(fā)電廠、變電站全部停運(yùn)的可能性。 （4)

5、大機(jī)組停運(yùn)或超高壓的電氣主接線出現(xiàn)故障，對(duì)電 力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素。 評(píng)判方法： 定性分析和定量計(jì)算（可靠性計(jì)算）。 2、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(jī) 組、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，以滿足在正常、 事故、檢修等運(yùn)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(yùn)斷路器、母線及其 二次設(shè)備進(jìn)行檢修，而不致影響電網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)其它 用戶的供電。應(yīng)盡可能的使操作步驟少，便于運(yùn)行人 員掌握，不易發(fā)生誤操作。 3) 擴(kuò)建方便：能根據(jù)擴(kuò)建的要求，方便地從初期接線過(guò) 渡到遠(yuǎn)景接線：在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的 情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路而不

6、互相干擾， 對(duì)一次設(shè)備和二次設(shè)備的改造為最少。 3、經(jīng)濟(jì)性 (1) 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離 開(kāi)關(guān)等一次電氣設(shè)備； (2) 要使相應(yīng)的控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，節(jié)省二 次設(shè)備與控制電纜等； (3) 能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉電氣設(shè)備 和輕型電器等。 (4) 一次設(shè)計(jì)，可分期投資建設(shè)、投產(chǎn)。 主接線應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到： 1）節(jié)約投資 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(yīng)盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié) 省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許 可的地方，應(yīng)采用三相變壓器而不用三臺(tái)單相變壓 器組。 3）年運(yùn)行費(fèi)用小 年運(yùn)行費(fèi)用

7、包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)及大修費(fèi)、 日常小修的維護(hù)費(fèi)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(tái)數(shù)及避 免兩次變壓而增加損耗。 4.1.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則 設(shè)計(jì)電氣主接線所要遵循的總原則： 符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求； 符合有關(guān)的方針、政策和技術(shù)規(guī)范、規(guī) 程； 結(jié)合具體工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合 理的主接線。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級(jí)主管部門(mén)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任 務(wù)書(shū)或委托書(shū)是必不可少的。 發(fā)電廠（變電站）總?cè)萘?機(jī)組臺(tái)數(shù) 電壓等級(jí) 出線回路數(shù) 主要負(fù)荷要求 電力系統(tǒng)參數(shù) 對(duì)電廠的具體要求 圖 采用全連式分相封閉母線的發(fā)電機(jī)-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

8、 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(jī)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(diǎn)電壓互感器柜 11防火墻 第4章 電氣主接線 4.1 電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則 4.2 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 4.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 4.2 主接線的基本接線形式 普通規(guī)律 l 特殊情況下，各臺(tái)發(fā)電機(jī)都有停機(jī)的可能，各 臺(tái)發(fā)電機(jī)之間互為備用； l 供電線路應(yīng)做到連續(xù)供電，每回線應(yīng)能從任一 臺(tái)發(fā)電機(jī)獲得電源。 l

9、正常運(yùn)行時(shí)，任一主要設(shè)備的投退不影響其他 設(shè)備，如斷路器； l 檢修設(shè)備時(shí)，應(yīng)隔離電源，有隔離開(kāi)關(guān)。 電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機(jī)或 變壓器）和出線，它們之間如何連接是電氣主 接線的主體。 u 有匯流母線接線形式有匯流母線接線形式 1單母線接線（分段） 2雙母線接線（分段） 3帶旁路的單母線與雙母線接線 4一臺(tái)半斷路器及4/3臺(tái)斷路器接線 5變壓器母線組接線 u 無(wú)匯流母線接線形式無(wú)匯流母線接線形式 1單元接線 2橋形接線 3多角形接線 母線也稱(chēng)匯流母線，起匯集和分配電能的作用。 有匯流母線：當(dāng)同一電壓等級(jí)配電裝置中的進(jìn)出線數(shù)目較 多時(shí)（一般超過(guò)4回），需設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)(掌握中 間

10、環(huán)節(jié)是關(guān)鍵)。 有母線的主接線：由于設(shè)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(yùn)行靈活，維 護(hù)方便，便于安裝和擴(kuò)建。但有母線的主接線使用的開(kāi)關(guān) 電器多，配電裝置占地面積較大，投資較大。 雙母線分段接線 4/34/3臺(tái)斷路器接線 臺(tái)斷路器接線 無(wú)匯流母線：使用開(kāi)關(guān)電器較少，配電裝置占地面積小，但 只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站。 無(wú)匯流母線：使用開(kāi)關(guān)電器較少，配電裝置占地面積小，但 只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站。 三角形接線四角形接線 1、單母線接線及單母線分段接線 1）單母線接線 圖4-1 單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，

11、 設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操 作方便且有利于擴(kuò)建。隔 離開(kāi)關(guān)僅在檢修電氣設(shè)備 時(shí)作隔離電源用，不作為 倒閘操作電器，從而避免 因用隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行大量倒 閘操作而引起的誤操作事 故。 l 母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，全部回路均停運(yùn)， 造成全廠或全站長(zhǎng)期停電。 l 電源只能并行運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生 短路時(shí)，有較大的短路電流。 1）610kV配電裝置出線回路不超過(guò)5回； 2）3563kV配電裝置出線回路不超過(guò)3回； 3) 110220kV配電裝置出線回路不超過(guò)2回。 適用范圍適用范圍：只適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠 性要求不高的發(fā)電廠或變電所中。 單母線接線的缺點(diǎn)單母線接線的缺點(diǎn)：可靠性

12、和靈活性都差。 天津大學(xué) 4#變 天津大學(xué) 3#變 教學(xué)21樓教學(xué)14樓教學(xué)11樓1回教學(xué)11樓2回宿舍45齋 宿舍46齋 單母線分段單母線分段 思考：對(duì)比單母 線的可靠性、靈 活性和經(jīng)濟(jì)性 2）單母線分段接線 如圖4-2 單母線分段接線 a)結(jié)構(gòu)特征： 1 ) 設(shè)置分段斷路器QFd將母 線分成兩段，對(duì)重要用戶可 從不同段引出兩回饋電線路； 2) 各段母線為單母線結(jié)構(gòu)。 b)評(píng)價(jià)： 1) 接線簡(jiǎn)單清晰，經(jīng)濟(jì)性好 2) 有一定靈活性和可靠性 分段的數(shù)目分段的數(shù)目：決定于電源的數(shù)目與容量、出線回 數(shù)、運(yùn)行要求等，一般分23段，盡量將電源與負(fù) 荷均衡地分配于各段母線上，以減少各分段間的 功率交換。

13、運(yùn)行方式運(yùn)行方式：并列運(yùn)行；分列運(yùn)行； 10kVI段段 10kVII段段 分段母線分段母線 為限制短路電流，低壓側(cè)母線一般采用分列運(yùn)行。 任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，僅停檢修段。 任一段母線故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可使分段斷路器跳閘， 保證正常母線段繼續(xù)運(yùn)行，減小了母線故障影響范圍。 任一斷路器檢修時(shí)，該斷路器所帶用戶也將停電。 c)適用范圍： 中、小容量發(fā)電廠和變電所60kV 配電裝置和出線 回路數(shù)較少的35220kV配電裝置中。 1）610kV配電裝置出線回路為6回及以上時(shí)； 2）3563kV配電裝置出線回路為48回及以上時(shí)； 3) 110220kV配電裝置出線回路為34回及以上時(shí)。 評(píng)價(jià)：

14、 如何克服這些缺點(diǎn)？ 需要解決的問(wèn)題1：?jiǎn)文妇€分段增加了系統(tǒng)的可靠性， 但由于這種接線方式對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電， 大大增加了出線數(shù)目，使整個(gè)系統(tǒng)可靠性受到限制。 需要解決的問(wèn)題2：任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)， 需要停檢修段；工作母線故障時(shí)，該母線所帶用戶也將停 電。 所以在重要負(fù)荷的出線回路較多，供電容量較 大時(shí)，單母線形式一般不予采用。 110kV四四 號(hào)母線號(hào)母線 121開(kāi)關(guān) 1214刀閘 1211刀閘 110kV五五 號(hào)母線號(hào)母線 1215刀閘 2、雙母線接線及雙母線分段接線 全部電源和出線接于工作母線上，母聯(lián)斷路器斷開(kāi)，按單 母線方式運(yùn)行。工作母線故障時(shí)，全部短時(shí)停電。 1

15、）雙母線接線 接線特點(diǎn)：每條出線 通過(guò)一個(gè)斷路器和兩 個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和兩條母 線相連，母線之間通 過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器 （母聯(lián)）連接。 （1）運(yùn)行方式靈活。 （2）檢修母線時(shí)。電源和出線都可以繼續(xù)工作，不會(huì)中 斷對(duì)用戶的供電。 （3）檢修任一回路母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí),只需斷開(kāi)該回路。 （4）工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作。 （5）檢修任一線路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工 作。 （6）便于擴(kuò)建。雙母線接線可以任意向兩側(cè)延伸擴(kuò) 建， 不影響母線的電源和負(fù)荷分配，擴(kuò)建施工時(shí)不會(huì)引 起原有回路停電會(huì)引起原有回路停電。 優(yōu)點(diǎn)： 雙母線接線的缺點(diǎn)： （1）在倒母線的操作過(guò)程中，需使用隔離開(kāi)關(guān)切換所 有負(fù)荷電

16、流回路，操作過(guò)程比較復(fù)雜，容易造成 誤操作。 （2）工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)全部進(jìn)出線停電。 （3）在任一線路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短 時(shí)停電。 （4）使用的母線隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量較大，同時(shí)也增加了母 線的長(zhǎng)度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地 面積增大 。 運(yùn)行方式： （1）單母線運(yùn)行方式：一母運(yùn)行，一母?jìng)溆谩?（2）單母分段運(yùn)行方式：兩母運(yùn)行，母聯(lián)熱備。 （3）固定連接運(yùn)行方式：兩母運(yùn)行，通過(guò)母線并 列，電源和負(fù)荷平均分配在兩條母線上。 （倒母操做） 思考： 雙母線方式，將一條出線由一條母線倒到另 一條母線的刀閘操作的過(guò)程如何做。 1、610kV配電裝置，短路電流較大，出線需 要電抗器

17、時(shí)。 2、3563kV配電裝置，出線回路超過(guò)8回；或 連連接電源較多負(fù)荷較大時(shí)。 3、110220kV配電裝置出線5回及以上；或在 系統(tǒng)中具有重要地位，出線為4回及以上。 適用范圍：雙母線接線廣泛應(yīng)用于對(duì)可靠性要求 較高、出線回路數(shù)較多的6220kV配 電裝置中。 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。接線具有單母線分 段和雙母線接線的特點(diǎn)，有較高的供電可靠性與 運(yùn)行靈活性。 如何進(jìn)一步提高雙母線接線的可靠性？ 工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)全部進(jìn)出線停電。 2） 雙母線分段接線 接線具有單母線分 段和雙母線接線的特點(diǎn)， 有較高的供電可靠性與 運(yùn)行靈活性，但所用電 氣設(shè)備較

18、多，投資增大。 另外，當(dāng)檢修某回 路出線斷路器時(shí)，則該 回路停電，或短時(shí)停電 后再用“跨條”恢復(fù)供 電。 圖4-4 雙母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)： 比雙母線接線增加了兩臺(tái)斷路器，投資有所增加。 缺點(diǎn)： 雙母線分段接線不僅具有雙母線接線的各種優(yōu)點(diǎn)， 而且任何時(shí)候都有備用母線，比雙母線接線可靠性和靈 活性更高。 當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下， 分段斷路器線自動(dòng)跳開(kāi)，然后將故障母線所連接的電源 回路的斷路器跳開(kāi)，該段母線所連接的出線回路停電； 隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線切換到備用 母線上，即可回復(fù)供電，因而，只是部分短時(shí)停電，而 不必全部短期停電。 1、發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中

19、。 2、610kV配電裝置中，進(jìn)出線回路數(shù)或母線上 電源較多，短路電流較大時(shí)。 3、220500kV大容量配電裝置中。 適用范圍：一般在進(jìn)出線路數(shù)較多（如多于8回） 時(shí)可能用這種接線。 另外包括： 3. 單母和雙目分段帶旁路單母和雙目分段帶旁路 思考： 如何解決斷路器檢修時(shí)所在回路用戶必須停 電的問(wèn)題？ 解決方法：帶旁路母線。 帶母線旁路操作 1）帶專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線接線 帶旁路母線的雙母線接線， 其供電可靠性和運(yùn)行 的靈活 性都很高。但所用設(shè)備較多， 占地面積大，經(jīng)濟(jì)性較差，因 此，一般規(guī)定當(dāng)220kV線路有 5（或4） 回及以上出線、 110kV線路有7（或6）回及以 上時(shí)，可采用有

20、專(zhuān)用旁路斷路 器的帶旁路母線的雙母線接線。 2）分段斷路器兼作旁路斷路器接線 正常工作時(shí)QS1和QS2接通、 QS3和QS4斷開(kāi)，QFd接通兼作 W、W段母線的分段斷路器。 當(dāng)W段母線上的出線斷路器 要檢修時(shí)，先合上QSd，以保 持Wl、W段母線間的聯(lián)系， 而后斷開(kāi)QFd和QS2，再合上 QS4，然后合上QFd對(duì)旁路母線 充電，最后合上該出線回路的 旁路隔離開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)要檢修的 出線斷路器及其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有相當(dāng)高的可靠性和靈活性，增加旁路 母線，檢修與它相連的任一回路的斷路器時(shí)，該 回路可以不停電。 適用范圍適用范圍：廣泛應(yīng)用于出線較多、負(fù)荷較為重要 的中小型電廠或35110KV變

21、電站中。 注意：旁路母線的設(shè)立是為了旁路斷路器可以 旁代本側(cè)接線上的任意斷路器。隨著斷路器品 質(zhì)的提高，旁路趨于取消。 4.一臺(tái)半斷路器接線 圖4-10 一臺(tái)半接線 接線特點(diǎn)：每?jī)蓚€(gè)回路用 三臺(tái)斷路器接在兩組母線 上，每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路 器接至一組母線，兩條回 路間設(shè)一個(gè)聯(lián)絡(luò)斷路器， 形成一串，稱(chēng)為一臺(tái)半斷 路器接線，又稱(chēng)二分之三 接線。 可靠性分析： 1. 任一斷路器檢修時(shí)，所有回路都不停止工作。（一串 中的任一斷路器故障或檢修時(shí)，這種運(yùn)行方式稱(chēng)為不 完整串運(yùn)行，此時(shí)不影響任何元件運(yùn)行。） 2. 一組母線檢修或故障時(shí)，所有回路仍可通過(guò)另一組母 線繼續(xù)運(yùn)行。 3. 操作、檢修方便。隔離開(kāi)關(guān)只用

22、作檢修時(shí)隔離電壓， 避免了更改運(yùn)行方式時(shí)復(fù)雜的倒閘操作。 單邊斷路器單邊斷路器 故障斷開(kāi)故障斷開(kāi) 中間斷路器中間斷路器 故障斷開(kāi)故障斷開(kāi) 單母故障單母故障 雙母故障雙母故障 靈活性分析： 正常運(yùn)行時(shí)，兩條母線和全部斷路器都同時(shí)工作，稱(chēng) 為完整串運(yùn)行，形成多環(huán)路供電，具有很高的可靠性。 優(yōu)點(diǎn)： 運(yùn)行靈活性好，工作可靠性高。目前是大型電廠和 變電站超高壓配電裝置廣泛采用的一種接線。 缺點(diǎn)： 所用的斷路器、電流互感器等設(shè)備較多，投資高； 繼電保護(hù)及二次回路的設(shè)計(jì)、調(diào)整、檢修比較復(fù)雜。 這種接線方式通常用 于發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)（進(jìn)線） 大 于線路（出線）數(shù)的大型 水電廠，以便實(shí)現(xiàn)在一個(gè) 串的3個(gè)回路中的電源與

23、負(fù) 荷容量相互匹配；與一臺(tái) 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(fù)雜。 5.變壓器母線組接線 (4/3臺(tái)斷路器接線) 評(píng)價(jià) 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(kuò)建。當(dāng)變壓器故障時(shí)，和它連接于同一 母線上的斷路器跳閘，但不影響其他回路供電。由隔離 開(kāi)關(guān)隔離故障，使變壓器退出運(yùn)行后，該母線即可恢復(fù) 運(yùn)行。當(dāng)出線回路數(shù)較多時(shí)，出線也可以采用一臺(tái)半斷 路器的接線形式。 結(jié)構(gòu)特征： 發(fā)電機(jī)與變 壓器直接連接， 中間不設(shè)母線。 二、無(wú)母線的基本接線形式 1單元接線 (1) 接線簡(jiǎn)單清晰、用的設(shè)備少; (2) 配電裝置簡(jiǎn)單、節(jié)省占地、經(jīng)濟(jì)性好; (3) 可以采用

24、封閉母線、故障的可能性小， 可靠性高; (4) 沒(méi)有多臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，發(fā)電機(jī)電壓 側(cè)短路電流小。 評(píng)價(jià)： 內(nèi)橋內(nèi)橋外橋外橋 w1 w2 T1 T2 T2 T1 w2 w1 2橋形接線 內(nèi)橋： 內(nèi)橋接線的聯(lián)絡(luò)斷路器在 線路斷路器的內(nèi)側(cè)。在線路故 障或切除、投入時(shí)，不影響其 余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單； 而在變壓器故障或切除、投入 時(shí)，要使相應(yīng)的線路短時(shí)停電， 并且操作復(fù)雜。 適用于變壓器不需經(jīng)常切 換，輸電線路長(zhǎng)，故障斷開(kāi)機(jī) 會(huì)較多，穿越功率少的場(chǎng)合。 內(nèi)橋內(nèi)橋 T1T2 T1 w2 w1 外橋： 外橋接線的聯(lián)絡(luò)斷路器 接在主變壓器斷路器的外側(cè)， 便于變壓器的正常投切操作 及切除其故障，而線路的

25、投 切及故障切除較為復(fù)雜。 適用于線路較短，故障 率較低，主變壓器需按經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行要求經(jīng)常投切，及電力 系統(tǒng)有較大穿越功率通過(guò)橋 聯(lián)斷路器的場(chǎng)合。 外橋外橋 T1T2 w2 w1 評(píng)價(jià)： （1） 橋形接線簡(jiǎn)單清晰，沒(méi)有母線; （2） 所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟(jì)性好; （3） 易于發(fā)展過(guò)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。 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。 用于條件適合的中小型發(fā)電廠、 變電站的35 220KV配電裝置。 3多角形接線 評(píng)價(jià)： 1) 可靠性和靈活性較高。 任一斷路

26、器檢修時(shí)不 停電，隔離開(kāi)關(guān) 不作 為操作電器； 2) 接線簡(jiǎn)單清晰，沒(méi)有母 線; 3) 所用斷路器數(shù)量少，經(jīng) 濟(jì)性好; 4) 難于發(fā)展擴(kuò)建； 5) 繼電保護(hù)復(fù)雜； 三角形接線四角形接線 (2) 適用范圍： 中小型水電廠的110kV及以上配電裝置中。 一般多角形不要超過(guò)六角形。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電源 回路按 對(duì)角原則配置，以減少設(shè)備（如斷路器）故 障時(shí)或開(kāi)環(huán)運(yùn) 行合并一個(gè)回路故障時(shí)的影響范圍。 6) 檢修任一斷路器時(shí)，多角形將變成開(kāi)環(huán)運(yùn)行， 可 靠性顯著降低，若再發(fā)生故障，可能造成兩個(gè)及 以上 回路停電，多角形接線將被分割成兩個(gè)互相獨(dú) 立的部 分，功率平衡遭到嚴(yán)重破壞。 第4章 電氣主接線 4.1 電氣

27、主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則 4.2 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 4.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 4.3 限制短路電流的方法 一、選擇適當(dāng)?shù)慕泳€形式和運(yùn)行方式 二、在系統(tǒng)中加裝限流電抗器 三、接線中使用低壓分裂繞組變壓器 方法 問(wèn)題的提出：在發(fā)電機(jī)或變電所的610kV母線上發(fā)生短 路時(shí)，短路電流的數(shù)值可能很大，致使電氣設(shè)備的選擇 發(fā)生困難，或使所選擇的設(shè)備容量升級(jí)，投資增加。 限制短路電流可使得： 1) 讓斷路器、導(dǎo)線等能按照額定電流來(lái)選擇，而不 因短路電流過(guò)大而升級(jí)，

28、節(jié)約投資。 2) 維持母線電壓于較高水平，提高供電可靠性。 一、采用適合的主接線形式及運(yùn)行方式 在發(fā)電廠內(nèi)，可對(duì)部分機(jī)組采用長(zhǎng)度為40 km及以上 的專(zhuān)用線路，并將這種發(fā)電機(jī)變壓器線路單元連接 到距其最近的樞紐變電所的母線上，這樣可避免發(fā)電廠 母線上容量過(guò)份 集中，從而達(dá)到降低發(fā)電廠母線處短路 電流的目的。 為限制大電流接地系統(tǒng)的單相接地短路電流，可采 用部分變壓器中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，還可采用星 形星形接線的同容量普通變壓器來(lái)代替系統(tǒng)樞紐點(diǎn)的 聯(lián)絡(luò)自耦變壓器。 選擇計(jì)算阻抗比較大的接線形式或運(yùn)行方式，增大 電源至短路點(diǎn)的等效電抗。 例如， 在降壓變電所內(nèi)，為了限制中壓和低壓配電裝置中的 短

29、路電流，可采用變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行方式；在輸電線 路中，也可采用分列運(yùn)行的方式。 對(duì)環(huán)形供電網(wǎng)，可將電網(wǎng)解列運(yùn)行。電網(wǎng)解列可分為 經(jīng)常解列和事故自動(dòng)解列兩種。電網(wǎng)經(jīng)常解列是將機(jī)組和 線路分配在不同的母線系統(tǒng)或母線分段上，并將母線聯(lián)絡(luò) 斷路器或母線分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行，這樣可顯著減小短路 電流。電網(wǎng)事故自動(dòng)解列，是指在正常情況下發(fā)電廠的母 線聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器閉合運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)由自 動(dòng)裝置將母線(或分段) 斷路器斷開(kāi)，從而達(dá)到限制短路電 流的目的。 二、在系統(tǒng)中加裝限流電抗器 1裝設(shè)母線分段電抗器 裝設(shè)地點(diǎn)：在發(fā)電機(jī)電壓的 610kV母線分段處。 作用：限制來(lái)自另一母線的 發(fā)電機(jī)所提供的短

30、路電流 （限制發(fā)電廠內(nèi)部的短路電 流），對(duì)系統(tǒng)提供的短路電 流也能起到一定的限制作用。 普通電抗器 分裂電抗器 母線電抗器 線路電抗器 限流電抗器 圖4-20 電抗器的接法 母線分段處往往是正常工作情況下電流流動(dòng)最小的地方， 在此裝設(shè)電抗器，所引起的電壓損失和功率損耗都比裝在其他 地方小。 加裝母線電抗器后：可使所選擇的發(fā)電機(jī)、主變、分段、 母聯(lián) 回路的斷路器容量不升級(jí)，減少投資。 母線電抗器的參數(shù)選擇： 一般取發(fā)電機(jī)額定電流的5080，即： 電抗百分值： max (0.5 0.8) NG II %8% 12% L x % 1003 NL L N Ux x I 母線電抗器對(duì)出線回路的限流作用較

31、小。 2裝設(shè)線路電抗器 裝設(shè)地點(diǎn)：在線路隔離開(kāi)關(guān)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(jí)； b) 電纜截面減??； c) 維持母線殘壓在較高數(shù)值，這對(duì)其他回路正 常運(yùn)行有利。 線路電抗器的參數(shù)選擇： 額定電路多為 300 600A %3% 6% L x 電抗百分值 3裝設(shè)分裂電抗器 分裂電抗器的圖形符號(hào)、一相接線及等效電路圖 分裂電抗器是一個(gè)中間有抽頭的電感線圖，中間抽頭將 電抗器分成了兩個(gè)分支（也稱(chēng)為兩個(gè)臂）。兩臂有互感耦合， 而且在電氣上是相通的，支線圈的纏繞方向與結(jié)構(gòu)參數(shù)都相 同，其間

32、存在互感。 1）作用分析 如果分裂電抗器的工作方式是公共端3接電源，兩 個(gè)臂1、2接均衡負(fù)荷。 分裂電抗器的每臂自感電抗為XL，兩臂間的互感電抗為XM， 互感系數(shù) f = XM / XL ， 它與電抗器的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般取 f =0.5。 （a）正常工作時(shí) （b）一臂短路時(shí) 1. 一臂負(fù)荷變動(dòng)過(guò)大時(shí)，另一臂將產(chǎn)生較大的電壓波動(dòng)； 2. 一臂短路、另一臂接有負(fù)荷時(shí)，由于互感電勢(shì)的作用， 將在另一臂產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。 優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)分裂電抗器一臂的電抗值與普通電抗器相同時(shí)，有 比普通電抗器突出的優(yōu)點(diǎn)。 1. 正常運(yùn)行時(shí)電壓損失?。?2. 短路時(shí)有限流作用； 3. 比普通電抗器多供應(yīng)一倍的出線，減 少了電抗器

33、的數(shù)目。 缺點(diǎn)： 上述兩種情況均與分裂電抗器的電抗百分值有關(guān)，一般分 裂電抗器的電抗值取812。 2）優(yōu)缺點(diǎn)： 分裂電抗器裝設(shè)地點(diǎn) 3）分裂電抗器裝設(shè)地點(diǎn)： （a）裝于直配電纜饋線上，每臂可以接一會(huì)或幾回饋線； （b）裝于發(fā)電機(jī)回路中，此時(shí)它同時(shí)起到母線電抗器和出現(xiàn)電抗器 的作用； （c）裝于變壓器低壓側(cè)回路中，可以在主變壓器或廠用變壓器回路。 三、采用低壓分裂繞組變壓器 1）結(jié)構(gòu) 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(gè)繞組的變壓器. 分裂繞組變壓器及其等值電路圖 1）常用于發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線（如圖a所示）， 限制發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)的短路電流； 2) 作為大容量機(jī)組的高

34、壓廠用變壓器（如圖b所 示），以 限制廠用電系統(tǒng)的短路電流。 2) 常見(jiàn)應(yīng)用 3) 優(yōu)點(diǎn) 圖c中x 1 為高壓繞組電抗，數(shù)值很小。x 2 、 x 2 分別為兩個(gè) 分裂低壓繞組的電抗，它們的數(shù)值相等而且比較大。 （b）正常電流所遇到的電抗小 （a）短路電流所遇到的電抗大，有顯著的限流作用。 121212 2 11 24 XXXXX 2 2222 2XXXX 運(yùn)行時(shí)當(dāng)一個(gè)分裂繞組低壓側(cè)發(fā)生短路時(shí)，另一個(gè)未 發(fā)生短路的分裂繞組低壓側(cè)仍能維持較高的電壓，保證該 低壓側(cè)上的設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，能保證電動(dòng)機(jī)緊急啟動(dòng)，這是 一般結(jié)構(gòu)的三繞組變壓器所不及的。 3) 評(píng)價(jià) 分裂繞組的變壓器較一般變壓器價(jià)格高20左右。

35、 第4章 電氣主接線 4.1 電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本要求及設(shè)計(jì)原則 4.2 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 4.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 建設(shè)在工業(yè)企業(yè)或靠近城市的負(fù)荷中心，通常還兼供 部分熱能，所以它需要設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線，使部分電能 通過(guò)610kV的發(fā)電機(jī)電壓向附近用戶供電。 機(jī)組多為中、小型機(jī)組，總裝機(jī)容量也較小。當(dāng)發(fā)電 機(jī)容量為125MW及以上時(shí)，采用單元接線； 升高電壓等級(jí)不多于兩級(jí)（一般為35220kV） 從整體上看，其主接線較為復(fù)雜，且一般屋內(nèi)和屋外 配電裝置并

36、存。 1、中小型地區(qū)性電廠的特點(diǎn)： 4.4 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 一、火力發(fā)電廠接線 圖4-14某中型熱電廠的主接線 2. 大型區(qū)域性火電廠的特點(diǎn)： 大型區(qū)域性電廠建設(shè)在燃料產(chǎn)地，一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)， 在系統(tǒng)中地位重要、主要承擔(dān)基本負(fù)荷，負(fù)荷曲線平穩(wěn)、 設(shè)備利用小時(shí)數(shù)高、發(fā)展可能性大，其主接線要求較高。 不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)與變壓器（雙繞組變壓器或 分裂變壓器）采用簡(jiǎn)單可靠的單元接線，發(fā)電機(jī)出口至主 變壓器低壓側(cè)之間采用封閉母線。 升高電壓部分為220kV及以上 220kV配電裝置，一般采用雙母線帶旁路母線、雙母線分段帶旁路接線， 接入220kV配電裝置的單機(jī)容量，一般不超過(guò)2

37、00MW。 330500kV配電裝置，當(dāng)進(jìn)出線數(shù)為6回及以上時(shí)，采用一臺(tái)半斷路器 接線；220kV與330500kV配電裝置之間一般用自耦變壓器聯(lián)絡(luò)。 從整體上看，這類(lèi)電廠的主接線較簡(jiǎn)單、清晰，且一般均 為屋外配電裝置。 圖4-15 某大型區(qū)域性火電廠主接線簡(jiǎn)圖 水電廠主接線特點(diǎn): 一般距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，除少數(shù)廠用電 外，絕大部分電能用12種升高電壓送入系統(tǒng)。 主接線、配電裝置及廠房布置一般不考慮擴(kuò)建。 由于水電廠多承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)相作用，負(fù)荷曲線變化較大、 機(jī)組開(kāi)停頻繁，要求接線有較好的靈活性。 主接線盡量采用簡(jiǎn)化的接線形式，以減少設(shè)備數(shù)量，使配電裝 置布置緊湊，同時(shí)避

38、免繁瑣的倒閘操作。 由于水電廠的特點(diǎn)，其主接線廣泛采用單元接線，特別是擴(kuò)大 單元接線。 從整體上看，水電廠的的主接線較火電廠簡(jiǎn)單、清晰，且一般 均為屋外配電裝置。 二、水電廠主接線 1）不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，除廠用電外，絕大部分電能 用12種升高電壓送入系統(tǒng)。 2）裝機(jī)臺(tái)數(shù)及容量是根據(jù)水能利用條件一次確定，因 此其主接線、配電裝置布置一般不考慮擴(kuò)建。 3）由于山區(qū)峽谷中地形復(fù)雜，為縮小占地面積、減少 土石方的開(kāi)挖和回填量，主接線盡量采用簡(jiǎn)化的接 線形式，以減少設(shè)備數(shù)量，使配電裝置布置緊湊。 4）由于水電廠生產(chǎn)的特點(diǎn)及所承擔(dān)的任務(wù)，也要求其 主接線盡量采用簡(jiǎn)化的接線形式，以避免繁瑣的倒 閘操作。

39、5）由于水電廠的特點(diǎn)，其主接線廣泛采用單元接線， 特別是擴(kuò)大單元接線。大容量水電廠的主接線形式 與大型火電廠相似；中、小容量水電廠的升高電壓 部分在采用一些固定的、適合回路數(shù)較少的接線形 式（如橋形、多角形、單母線分段等）方面，比火 電廠用得更多。 6）從整體上看，水電廠的主接線較火電廠簡(jiǎn)單、清晰， 且一般均為屋外配電裝置。 圖4-5-2 某大型水電廠主接線圖 三、變電所的電氣主接線 變電所主接線的設(shè)計(jì)原則基本上與發(fā)電廠相同，即根據(jù)變 電所的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等情況，采用 相應(yīng)的接線形式。 330500kV配電裝置可能的接線形式有一臺(tái)半斷路器、雙母線分段（三 分段或四分段）帶

40、旁路、變壓器母線組接線； 220kV配電裝置可能接線形式有雙母線帶旁路、雙母線分段（三分段或 四分段）帶旁路及一臺(tái)半斷路器接線等； 110kV配電裝置可能接線形式有不分段單母線、分段單母線、分段單母 線帶旁路、雙母線、雙母線帶旁路、變壓器線路組及橋形接線等； 3563kV配電裝置可能接線形式有不分段單母線、分段單母線、分段單 母線帶旁路（分段兼旁路斷路器）、雙母線、變壓器線路組及橋形接 線等； 610kV配電裝置常采用分段單母線，有時(shí)也采用雙母線接線，以便于 擴(kuò)建。 圖、 大型樞紐變電所主接線 建設(shè)在工業(yè)企業(yè)或靠近城市的負(fù)荷中心，通常還兼供部 分熱能，所以它需要設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線，使部分 電能通過(guò)610kV的發(fā)電機(jī)電壓向附近用戶供電。 機(jī)組多為中、小型機(jī)組，總裝機(jī)容量也較小。當(dāng)發(fā)電機(jī) 容量為125MW及以上時(shí)，采用單元接線； 升高電壓等級(jí)不多于兩級(jí)（一般為35220kV） 從整體上看，其主接線較為復(fù)雜，且一般屋內(nèi)和屋外配 電裝置并存。 1、中小型地區(qū)性電廠的特點(diǎn)： 第四節(jié) 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 一、火力發(fā)電廠接線 圖4-14某中型熱電廠的主接線 2. 大型區(qū)域性火電廠的特點(diǎn)： 大型區(qū)域性電廠建設(shè)在燃料產(chǎn)地，一