發(fā)電廠電氣部分_第四章

1、電氣主接線及設計 電氣主接線電氣主接線 電氣主接線又稱為電氣一次接線，是將電氣設備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關要求繪制的單相接線圖（電氣主接線圖）。 主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分。一、電氣主接線設計的基本要求類負荷、類負荷、類負荷、類負荷、類負荷類負荷類負荷：類負荷：即使短時停電也會造成人員傷亡和重大設備損壞，即使短時停電也會造成人員傷亡和重大設備損壞，任何時間都不能停電任何時間都不能停電類負荷：類負荷：停電將造成減產(chǎn)，使用戶蒙受較大的經(jīng)濟損失，停電將造成減產(chǎn)，使用戶蒙受較大的經(jīng)濟損失，僅在必要時可短時

2、停電僅在必要時可短時停電類負荷：類負荷：、類負荷以外的其他負荷，停電不會造成大類負荷以外的其他負荷，停電不會造成大的影響，必要時可長時間停電的影響，必要時可長時間停電 擔任基荷的發(fā)電廠，設備年利用小時數(shù)在擔任基荷的發(fā)電廠，設備年利用小時數(shù)在5000h以上，以上，主要供應主要供應、類負荷用電，必須采用供電可靠性高的接線類負荷用電，必須采用供電可靠性高的接線形式形式運行管理水平和運行值班人員的素質(zhì)運行管理水平和運行值班人員的素質(zhì)衡量可靠性的客觀標準是運行實踐衡量可靠性的客觀標準是運行實踐主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度, 采用可靠性高的電

3、氣設備可以提高主接線的可靠性，簡化接采用可靠性高的電氣設備可以提高主接線的可靠性，簡化接線。線。 2、靈活性、靈活性（1） 操作的方便性操作的方便性 盡可能使操作步驟少盡可能使操作步驟少（2） 調(diào)度的方便性調(diào)度的方便性 方便地改變運行方式、盡快地切除故障方便地改變運行方式、盡快地切除故障 （3） 擴建的方便性擴建的方便性 火電廠和變電站火電廠和變電站通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟合理二、主接線的設計程序 主接線的基本接線形式就是主要電氣設備常用的幾種連接主接線的基本接線形式就是主要電氣設備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體。

4、方式，以電源和出線為主體。 在進出線數(shù)較多時（一般超過在進出線數(shù)較多時（一般超過4 4回），采用母線作為中間環(huán)回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建。節(jié)，可使接線簡單清晰、運行方便、有利于安裝和擴建?？煞譃椋嚎煞譃椋河袇R流母線的電氣主接線有匯流母線的電氣主接線單母線接線及單母線分段接線單母線接線及單母線分段接線雙母線接線及雙母線分段接線雙母線接線及雙母線分段接線帶旁路母線的單母線和雙母線接線帶旁路母線的單母線和雙母線接線一臺半斷路器接線一臺半斷路器接線三份之四臺斷路器接線三份之四臺斷路器接線變壓器母線組接線變壓器母線組接線無匯流母線的電氣主接線無匯流母線的電氣

5、主接線單元接線單元接線橋形接線橋形接線多角形接線多角形接線第二節(jié) 主接線的基本接線形式（1）供電電源：在發(fā)電廠是發(fā)電機或變壓器，在變電站是變壓器或高壓進線（2）母線即可保證電源并列運行，又能使任一出線可以從任一電源獲得電能。各出線在母線的布置盡可能使負荷均衡分配于母線上，以減小功率在母線上的傳輸。一、單母線接線及單母線分段接線電氣“五防”是指：防止誤分、合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛接地線或合接地刀閘；防止帶接地線（接地刀閘）合斷路器（隔離開關）；防止誤入帶電間隔。倒閘操作程序示意圖：優(yōu)點：優(yōu)點：接線簡單、操作方便，接線簡單、操作方便，設備少、經(jīng)濟性好，便于擴建設備少、經(jīng)濟性好

6、，便于擴建缺點：缺點：（1 1）可靠性較差）可靠性較差 母線或母線隔離開關檢修或故障母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止運行，造成時，所有回路都要停止運行，造成全廠（站）停電。全廠（站）停電。（2 2）靈活性較差）靈活性較差 調(diào)度不方便調(diào)度不方便 電源只能并列運電源只能并列運行，不能分列運行，線路側(cè)發(fā)生短行，不能分列運行，線路側(cè)發(fā)生短路的短路電流較大路的短路電流較大適用范圍：適用范圍：一般適用于出線回路少，并且沒有重一般適用于出線回路少，并且沒有重要負荷的中小型發(fā)電廠和變電站中要負荷的中小型發(fā)電廠和變電站中2. 單母線分段接線缺點：缺點：增了分段設備的投資和占地面積；重要增了分段設

7、備的投資和占地面積；重要負荷采用兩條出線供電時，增加了出線數(shù)目；某負荷采用兩條出線供電時，增加了出線數(shù)目；某段母線故障或檢修仍有停電問題；某回路的斷路段母線故障或檢修仍有停電問題；某回路的斷路器檢修，該回路停電器檢修，該回路停電二、雙母線接線及雙母線分段接線2. 雙母線分段接線縮小母線故障的縮小母線故障的停電范圍停電范圍三、帶旁路母線的單母線和雙母線接線專用旁路斷路器分段斷路器兼作旁路斷路器的接線分段斷路器兼旁路斷路器接線形式旁路斷路器兼作分段斷路器的接線2. 雙母線帶旁路母線接線母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器接線形式3. 旁路母線設置的原則（1）110kV及以上的高壓配電裝置，因電壓等級高，輸送功

8、及以上的高壓配電裝置，因電壓等級高，輸送功率大，停電的影響較大，均需設置旁路母線。率大，停電的影響較大，均需設置旁路母線。 出線回數(shù)較少時出線回數(shù)較少時, 可采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼可采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器的接線旁路斷路器的接線 110kV出線出線6回及以上，回及以上，220kV出線出線4回及以上時，需回及以上時，需裝設專用旁路斷路器裝設專用旁路斷路器（2）35-60kV配電裝置配電裝置 當采用單母分段接線且檢修斷路器時不允許停電，可當采用單母分段接線且檢修斷路器時不允許停電，可設置不帶專用旁路斷路器的旁路母線；設置不帶專用旁路斷路器的旁路母線； 當采用雙母線接線時，不宜設

9、置旁路母線，有條件時當采用雙母線接線時，不宜設置旁路母線，有條件時可設置可設置旁路隔離開關旁路隔離開關。（3） 6-10kV配電裝置一般不設置旁路母線配電裝置一般不設置旁路母線QF4檢修時檢修時WL4發(fā)生短路？發(fā)生短路？QF4檢修時，合母聯(lián)檢修時，合母聯(lián)QFC和和QSP下列情況下可不設置旁母：（1）當系統(tǒng)條件允許斷路器停電檢修時（如雙回路供電的負荷）（2）當接線允許斷路器停電檢修時（如每條回路有兩臺及以上斷路器供電，如多角形接線、一臺半斷路器接線）（3）中小型水電站枯水季節(jié)允許停電檢修出線斷路器時（4）采用高可靠性的SF6斷路器對于特殊需要，但又不便于設置旁路母線的情況，可設置臨時“跨條”：圖

10、49設置臨時設置臨時“跨條跨條”跨條跨條優(yōu)點：不會由于斷路器檢修造成停電。缺點：1多裝了一臺旁路斷路器和一套旁路母線。2投資大，配電裝置占地面積增多。3增加了誤操作的幾率。隨著高壓配電裝置廣泛采用隨著高壓配電裝置廣泛采用SF6斷路器及國產(chǎn)斷路器斷路器及國產(chǎn)斷路器質(zhì)量的提高質(zhì)量的提高 ，系統(tǒng)備用容量的增加、保護雙重化的，系統(tǒng)備用容量的增加、保護雙重化的完善，為簡化接線，新建變電站將逐步取消旁路設完善，為簡化接線，新建變電站將逐步取消旁路設施。施。四. 一臺半斷路器接線（3/2接線）一臺半斷路器接線的優(yōu)點一臺半斷路器接線的兩條原則：一臺半斷路器接線的兩條原則：（1）電源線宜與負荷線配對成串，即要求

11、同一個斷路器串中，配置一條）電源線宜與負荷線配對成串，即要求同一個斷路器串中，配置一條電源線和一條出線回路。電源線和一條出線回路。（2）當建設初期只有兩串時，同名回路宜分別接于不同側(cè)的母線，進出）當建設初期只有兩串時，同名回路宜分別接于不同側(cè)的母線，進出線應裝設隔離開關；當達到三串及以上時，同名線路可接于同側(cè)母線。線應裝設隔離開關；當達到三串及以上時，同名線路可接于同側(cè)母線。交叉接線交叉接線非交叉接線非交叉接線交叉接線比非交叉接線具有更高的運行可靠性交叉接線比非交叉接線具有更高的運行可靠性 分析當分析當QF2檢修，另一串的聯(lián)絡斷路器異常跳閘或事故跳閘時檢修，另一串的聯(lián)絡斷路器異常跳閘或事故跳閘

12、時缺點：缺點：所用斷路器多，投資大，二次控制接線和繼電保護復雜，所用斷路器多，投資大，二次控制接線和繼電保護復雜，斷路器動作頻繁，檢修次數(shù)多斷路器動作頻繁，檢修次數(shù)多應用范圍：應用范圍：廣泛應用于超高壓電網(wǎng)中，在廣泛應用于超高壓電網(wǎng)中，在330kV和和500kV變電站當進出變電站當進出線為線為6回及以上，一般都采用這種接線方式回及以上，一般都采用這種接線方式三分之四臺斷路器接線把把3條回路的進出線通條回路的進出線通過過4臺斷路器構成一串臺斷路器構成一串連接到兩組母線上。連接到兩組母線上。應用范圍：應用范圍： 通常用于發(fā)電機臺通常用于發(fā)電機臺數(shù)數(shù)(進線進線)大于線路大于線路(出線出線)數(shù)的大型水

13、電廠，以便數(shù)的大型水電廠，以便實現(xiàn)在一個串的實現(xiàn)在一個串的3個回個回路中電源與負荷容量相路中電源與負荷容量相互匹配互匹配 。實際運用中，可以根據(jù)電源和負荷的數(shù)量及擴建要實際運用中，可以根據(jù)電源和負荷的數(shù)量及擴建要求，采用求，采用三分之四臺三分之四臺、一臺半一臺半及及兩臺兩臺斷路器的多重斷路器的多重連接的組合接線，有利于提高配電裝置的可靠性和連接的組合接線，有利于提高配電裝置的可靠性和靈活性。靈活性。五五. 變壓器母線組接線變壓器母線組接線優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：適用范圍：適用范圍：和和3/2接線比較？接線比較？一回母線故障或檢修會造成與該母線連接的變壓器停電一回母線故障或檢修會造成與該母線連接

14、的變壓器停電無匯流母線的電氣主接線無匯流母線的電氣主接線（1）主變壓器或廠用高壓變壓器故障）主變壓器或廠用高壓變壓器故障時，迅速斷開主變壓器高壓側(cè)斷路器時，迅速斷開主變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機出口斷路器，有利于發(fā)電機和發(fā)電機出口斷路器，有利于發(fā)電機和變壓器的安全；和變壓器的安全；（2）發(fā)電機故障只需斷開發(fā)電機出口）發(fā)電機故障只需斷開發(fā)電機出口斷路器，不會造成高壓系統(tǒng)接線方式斷路器，不會造成高壓系統(tǒng)接線方式的改變；的改變；（3）發(fā)電機組正常啟?；蚴鹿释C時，）發(fā)電機組正常啟?；蚴鹿释C時，廠用電可由主變壓器從系統(tǒng)倒送；廠用電可由主變壓器從系統(tǒng)倒送；（4）由于主變壓器可兼作廠用電的啟）由于主變壓器

15、可兼作廠用電的啟動與備用電源，可以減少廠用變壓器動與備用電源，可以減少廠用變壓器臺數(shù)和容量，簡化廠用電接線。臺數(shù)和容量，簡化廠用電接線。單元接線的特點：優(yōu)點：優(yōu)點：（1）接線簡單，開關設備少，操作簡便）接線簡單，開關設備少，操作簡便（2）由于沒有發(fā)電機電壓母線，無多臺機并列，發(fā)電）由于沒有發(fā)電機電壓母線，無多臺機并列，發(fā)電機出口短路電流相對減小機出口短路電流相對減?。?）配電裝置簡單，占地少，投資?。┡潆娧b置簡單，占地少，投資省缺點：缺點：單元中任一元件故障或檢修都會影響整個單元的工作單元中任一元件故障或檢修都會影響整個單元的工作適用范圍：適用范圍：200MW及以上大機組一般采用與雙繞組變壓器

16、組成單及以上大機組一般采用與雙繞組變壓器組成單元接線。元接線。擴大單元接線七. 橋形接線當只有兩臺變壓器和兩條線路時，宜采用橋形接線。內(nèi)橋：橋連斷路器設置在變壓器側(cè)外橋：橋連斷路器設置在線路側(cè)內(nèi)橋：特點：（1）一回線路檢修或故障時，其余部分不受影響，操作簡單。（2）變壓器切除、投入或故障時，要使相應回路線路短時停電，且操作復雜。（3）線路側(cè)斷路器檢修時，線路需較長時間停電。適用范圍：輸電線路較長(相對來說線路的故障機率較大)，而變壓器又不需經(jīng)常投、切的小容量配電裝置中。加入加入“跨條跨條”：變壓器進線要停運時，投入：變壓器進線要停運時，投入“跨條”可使得相應線路不停電可使得相應線路不停電外橋（

17、3）線路側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停電。特點：（1）一回線路檢修或故障時，要使相應一臺變壓器短時停運，且操作復雜。（2）變壓器切除、投入或故障時，不影響其它回路，操作簡單。適用范圍：輸電線路較短，變壓器經(jīng)常投、切的小容量配電裝置中。加入加入“跨條跨條”：出線要停運時，投入：出線要停運時，投入“跨條”可使得相應變壓器不停運可使得相應變壓器不停運優(yōu)點：經(jīng)濟性好，四回三臺斷路器，比單母線接線節(jié)省了一臺斷路器，且沒有母線，投資省。缺點：但可靠性不高，只適用于小容量發(fā)電廠或變電站。八. 多角形接線斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接成環(huán)形電路

18、，電源回路和出線回路都接在成環(huán)形電路，電源回路和出線回路都接在2 2臺斷路器臺斷路器之間。之間。缺點：缺點：（1）角形中任一臺斷路器檢修，變開環(huán)運行，可靠性降低。）角形中任一臺斷路器檢修，變開環(huán)運行，可靠性降低。此時恰好有故障，又有斷路器自動跳開，可能會影響其他此時恰好有故障，又有斷路器自動跳開，可能會影響其他回路供電，因此，一般將電源與饋線回路交替布置?；芈饭╇?，因此，一般將電源與饋線回路交替布置。（2）運行方式變化大，電流在閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下所流）運行方式變化大，電流在閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下所流過的工作電流差別較大，可能使電氣設備選擇發(fā)生困難，過的工作電流差別較大，可能使電氣設備選擇發(fā)生困

19、難，并使繼電保護裝置復雜化。并使繼電保護裝置復雜化。（3）不便于擴建。）不便于擴建。配置原則：配置原則： 電源應盡量配置在多角形的對角上，使所選電氣設備的電源應盡量配置在多角形的對角上，使所選電氣設備的額定電流不致過大；且在一臺斷路器檢修變開環(huán)運行時，額定電流不致過大；且在一臺斷路器檢修變開環(huán)運行時，當有故障發(fā)生時，可減少負荷線路停電。當有故障發(fā)生時，可減少負荷線路停電。電氣主接線基本接線形式小結有匯流母線無匯流母線特點：特點：接線簡單清晰、運行方便，便于安裝和擴建，但占地面積較大。適用于進出線數(shù)較多的廠（站）。特點：特點：使用設備相對較少，占地面積少。只適用于進出線數(shù)少，不再擴建和發(fā)展的廠(

20、站)。（1） 能熟練掌握各種主接線的構成以及運行方式能熟練掌握各種主接線的構成以及運行方式（2）能分析各種主接線的運行特性）能分析各種主接線的運行特性（3）能根據(jù)要求正確寫出倒閘操作的操作步驟（正）能根據(jù)要求正確寫出倒閘操作的操作步驟（正確填寫檢修操作票）確填寫檢修操作票）九. 各種類型發(fā)電廠和變電站主接線的特點一、火力發(fā)電廠電氣主接線 1、中小型火電廠電氣主接線 2、大型火電廠電氣主接線二、水力發(fā)電廠電氣主接線 1、中等容量水電廠主接線 2、大容量水電廠主接線三、變電所電氣主接線 1、變電所主接線 2、樞紐變電所主接線一、火力發(fā)電廠電氣主接線1、地方性火電廠 建設在城市附近或工業(yè)負荷中心；建

21、設在城市附近或工業(yè)負荷中心； 我國近年來為提高能源利用率和環(huán)境保護要求，我國近年來為提高能源利用率和環(huán)境保護要求，逐步對小火電實行關停的政策，逐步對小火電實行關停的政策，當前在建或運行的當前在建或運行的地方性火電廠多為熱電廠地方性火電廠多為熱電廠，以推行，以推行熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)，在為，在為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水熱能的同時，生產(chǎn)的電工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水熱能的同時，生產(chǎn)的電能大部分都用發(fā)電機電壓直接饋送給地方用戶，只能大部分都用發(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電力系統(tǒng)。將剩余的電能以升高電壓送往電力系統(tǒng)。 一般熱電廠的單機容多為中小型機組。通常電一般熱電廠的單機容多

22、為中小型機組。通常電氣主接線包括發(fā)電機電壓接線及氣主接線包括發(fā)電機電壓接線及12級升高電壓級級升高電壓級接線，且與系統(tǒng)相連接接線，且與系統(tǒng)相連接（1）發(fā)電機電壓接線1）當機組容量小于6MW時，采用單母線；當機組容量大于等于12MW時，采用雙母線或單母線分段接線；當機組容量大于等于25MW時，采用雙母分段接線，并加裝母線電抗器和出線電抗器。2）通常有2臺及以上的主變壓器與升高電壓級聯(lián)系，以便將剩余功率輸送到系統(tǒng)或從系統(tǒng)倒送功率。（2）升高電壓等級接線升高電壓等級不多于兩級，接線方式按具體情況分析，可用雙母線、單母線分段等接線，出線數(shù)多時，增設旁路母線。（3）對100-300MW及以上的機組，多采

23、用單元接線直接接到升高電壓等級中型熱電廠主接線中型熱電廠主接線2. 區(qū)域性火電廠接線 一般建在煤炭生產(chǎn)基地附近，為凝汽式電廠，一般距負荷中心較遠，電能幾乎全部用高壓或超高壓輸電線路送至遠方，裝機總?cè)萘吭?000MW以上，單機容量為200MW以上，目前以600MW為主力機組。 （1）在系統(tǒng)中地位重要，主要承擔基本負荷，設備年利用小時數(shù)高，對主接線要求較高；（2）地區(qū)負荷少，可不設發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機與主變壓器采用單元接線；（3）升高電壓部分多為220kV及以上電壓等級，220kV一般采用雙母線帶旁路母線接線，330-500kV一般采用一臺半斷路器接線。聯(lián)絡變壓器一般采用自耦變壓器，其低壓側(cè)兼作

24、廠用電的備用電源和啟動電源。區(qū)域性火電廠主接線區(qū)域性火電廠主接線二、水力發(fā)電廠電氣主接線(1)一般遠離負荷中心，當?shù)刎摵珊苄∩踔翛]有，電能一般遠離負荷中心，當?shù)刎摵珊苄∩踔翛]有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠方。主接線不設發(fā)絕大部分要以較高電壓輸送到遠方。主接線不設發(fā)電機電壓母線，多采用發(fā)電機電機電壓母線，多采用發(fā)電機變壓器單元接線或變壓器單元接線或擴大單元接線。擴大單元接線。 (2)主接線應力求簡單，主變臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應主接線應力求簡單，主變臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應盡量減少，高壓配電裝置應布置緊湊、占地少。盡量減少，高壓配電裝置應布置緊湊、占地少。 (3)裝機臺數(shù)和容量大都一次確定，高

25、壓配電裝置也一裝機臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也一次建成，不考慮擴建問題。次建成，不考慮擴建問題。 (4)水輪發(fā)電機組啟動快，常在系統(tǒng)中擔任調(diào)頻、調(diào)峰水輪發(fā)電機組啟動快，常在系統(tǒng)中擔任調(diào)頻、調(diào)峰及調(diào)相任務，因此機組開停頻繁，運行方式變化大，及調(diào)相任務，因此機組開停頻繁，運行方式變化大，主接線應具有較好的靈活性。主接線應具有較好的靈活性。各發(fā)電機出口裝有出各發(fā)電機出口裝有出口斷路器口斷路器，避免機組頻繁啟停對高壓接線運行方式，避免機組頻繁啟停對高壓接線運行方式的影響。的影響。大型水電廠的主接線大型水電廠的主接線中型水電廠主接線 變電站主接線設計應根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的變電站主接線設計應

26、根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。地位、負荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。 通常變電站主接線的通常變電站主接線的高壓側(cè)，應盡可能采用斷路高壓側(cè)，應盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資，器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資，可采用橋形、單母可采用橋形、單母線、雙母線接線及角形接線等。如果變電站電壓為超線、雙母線接線及角形接線等。如果變電站電壓為超高壓等級，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線分高壓等級，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線分段帶旁路接線或采用一臺半斷路器接線。段帶旁路接線或采用一臺半斷路器接線。 變電站變電站低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母接

27、線低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母接線，以便于擴建。以便于擴建。610kV饋線應選輕型斷路器，若不能饋線應選輕型斷路器，若不能滿足開斷電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時，應采用限流滿足開斷電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時，應采用限流措施。措施。第三節(jié) 主變壓器的選擇 主變壓器：主變壓器：用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器一、變壓器的容量和臺數(shù)的選擇一、變壓器的容量和臺數(shù)的選擇二、變壓器型式和結構的選擇二、變壓器型式和結構的選擇聯(lián)絡變壓器：聯(lián)絡變壓器：用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器廠（站）用變壓器：廠（站）用變壓器：只供本廠（站）用

28、電的變壓器，只供本廠（站）用電的變壓器，或稱自用變或稱自用變一、變壓器容量和臺數(shù)的確定 1. 單元接線的主變壓器容量的選擇單元接線的主變壓器容量應按照發(fā)電機的額定容單元接線的主變壓器容量應按照發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。的裕度來確定。 采用擴大單元接線時，應盡可能采用分裂繞組變采用擴大單元接線時，應盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應按單元接線的計算原則計算出的兩壓器，其容量亦應按單元接線的計算原則計算出的兩臺機組容量之和來確定。臺機組容量之和來確定。 一般情況下，主變壓器容量與發(fā)電機相配套即可。一般情況下，主變壓器容量與發(fā)電機

29、相配套即可。 例如例如100MW發(fā)電機配發(fā)電機配120MVA主變壓器；主變壓器；200MW發(fā)電機配發(fā)電機配240MVA主變壓器；主變壓器；300MW發(fā)電機配發(fā)電機配360MVA主變壓器；主變壓器；600MW發(fā)電機配發(fā)電機配720(3240)MVA主變壓器等。主變壓器等。（1）當發(fā)電機全部投入運行時，滿足發(fā)電機電壓母線（機壓母線）的日最小負荷，并扣除廠用負荷后，主變壓器應能將剩余功率送至系統(tǒng)。 （2）當發(fā)電機電壓母線上容量最大的一臺機組退出運行時，主變壓器應能從系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機電壓母線的最大負荷要求。2. 接于發(fā)電機電壓母線和升高電壓母線之間的主變壓器的選擇 （3）若發(fā)電機電壓母線上接有

30、兩臺或以上主變壓器時，其中容量最大的一臺退出時，其它主變壓器應在允許過負荷范圍內(nèi)能輸送剩余功率的70%以上。 （4）對水電比重較大的系統(tǒng)，在豐水期火電機組停機時，火電廠的主變應能從系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機電壓母線上的最大負荷要求。 接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般來說不應少于2臺，但對主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源主要作為備用時，可以只裝一臺。變電站主變壓器容量一般應按5 10年規(guī)劃負荷來選擇。（1）對重要變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器的容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足、類負荷的供電。（2）對一般變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70%8

31、0% 對于樞紐變電站在中低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站設置2臺主變?yōu)橐耍?對地區(qū)性孤立的變電站或大型工業(yè)專用變電站，可設3臺主變壓器。三、變壓器型式和結構的選擇1. 相數(shù)的選擇（1）300MW及以下機組單元接線的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應選用三相變壓器。如受到運輸條件限制，亦可選單相變壓器組。（2）600MW機組單元接線的主變壓器和500kV電力系統(tǒng)中的主變壓器應綜合考慮運輸和制造條件，經(jīng)技術經(jīng)濟比較，可選擇單相組成三相變壓器 包括：相數(shù)的選擇、繞組數(shù)的選擇、繞組聯(lián)結組號的選擇、調(diào)壓方式的選擇、冷卻方式的選擇2. 繞組數(shù)的選擇（1）只有一種升高電壓級向系統(tǒng)供電的發(fā)電廠或只

32、有兩種電壓的變電站，采用雙繞組變壓器。（2）有兩種升高電壓級向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠以及有三種電壓的變電站，可以采用2臺雙繞組變壓器或三繞組變壓器1）最大機組容量為125MW及以下，而且變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的15%及以上時，應優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器。當某側(cè)的通過容量少于15%時，可采用2臺雙繞組變壓器。 2）最大機組為200MW及以上的發(fā)電廠，宜采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元加聯(lián)絡變壓器。聯(lián)絡變壓器宜采用三繞組（包括自耦變壓器），其低壓側(cè)可作為廠用電備用電源和啟動電源，亦可連接無功補償裝置。 （圖4-18） 3）擴大單元接線的主變壓器，優(yōu)先采用低壓分裂繞組變壓器，可

33、以限制短路電流。4）在有三種電壓的變電站中，如變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達到變壓器額定容量的15%及以上，或低壓側(cè)雖沒有負荷，但需在該側(cè)接無功補償設備時，宜采用三繞組變壓器。 5）110kV及以上的中性點直接接地系統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，它損耗小，價格低。3. 繞組聯(lián)結組號的選擇變壓器三相繞組的聯(lián)結組號必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。在我國：u110kV及以上電壓，變壓器三相繞組接成“YN”，稱為中性點直接接地系統(tǒng)，也稱大電流接地系統(tǒng)。u35kV采用“Y”或“d” ，35kV以下（不包含0.4kV）一般都為“d”，中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱為中

34、性點非直接接地系統(tǒng)，也稱小電流接地系統(tǒng)。在發(fā)電廠和變電站中，為限制3次諧波，主變壓器接線組別一般都采用YNd11常規(guī)接線， 三繞組變壓器采用YNYN0d11接線4. 調(diào)壓方式的選擇無激磁調(diào)壓：分接頭不帶電切換，調(diào)整范圍較小有載調(diào)壓：分接頭帶負荷切換，調(diào)整范圍可達30，適用于運行方式變化較大的情形:(1)接于輸出功率變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器二次電壓維持在一定水平時。(2)接于時而為送端、時而為受端、具有可逆工作特點的聯(lián)絡變壓器，為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時。(1 8 1.5%) 110/11kV，17級級高壓側(cè)抽頭（高壓側(cè)抽頭（廣州供鹿鳴變電站廣州供鹿鳴

35、變電站）(1 +18/-6 1.25%) 500/ 196.5kV，25級級高壓側(cè)抽頭（穗東換高壓側(cè)抽頭（穗東換流流站站）5. 冷卻方式的選擇(1)自然風冷卻; (2)強迫風冷卻; (3)強迫油循環(huán)水冷卻;(4)強迫油循環(huán)風冷卻; (5)強迫油循環(huán)導向冷卻 通常依靠裝在變壓器油箱上的片狀或管型輻射式冷卻器及電動風扇散發(fā)熱量的自然風冷卻及強迫風冷卻，適用于中、小型變壓器；大容量變壓器一般采取強迫油循環(huán)風冷卻；在發(fā)電廠水源充足的情況下，為壓縮占地面積，也可采用強迫油循環(huán)水冷卻；強迫油循環(huán)導向冷卻是大型變壓器采用的高效率的冷卻方式。第四節(jié) 限制短路電流的方法 短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。在大容量

36、短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。在大容量發(fā)電廠中，在發(fā)電機電壓母線或發(fā)電機出口處，發(fā)電廠中，在發(fā)電機電壓母線或發(fā)電機出口處，短路電流可高達幾萬甚至幾十萬安培，這將使母短路電流可高達幾萬甚至幾十萬安培，這將使母線、斷路器等一次設備遭受到嚴重的沖擊線、斷路器等一次設備遭受到嚴重的沖擊(發(fā)熱和發(fā)熱和電動力電動力)。 為了使電氣設備能承受短路電流的沖擊，能合為了使電氣設備能承受短路電流的沖擊，能合理地選擇輕型電氣設備，在主接線設計時，應當理地選擇輕型電氣設備，在主接線設計時，應當采取限制短路電流的措施。采取限制短路電流的措施。一、加裝限流電抗器(常用于發(fā)電廠和變電站的610kV配電裝置)分裂電抗器的繞

37、組中心有一個抽頭，將電抗器分為兩個分分裂電抗器的繞組中心有一個抽頭，將電抗器分為兩個分支，即兩個臂，一般中間抽頭用來連接電源，兩臂用來連支，即兩個臂，一般中間抽頭用來連接電源，兩臂用來連接大致相等的兩組負荷接大致相等的兩組負荷。當分裂電抗器的分支電抗值與普通的電抗值相等時：正常運行時，電壓損失比普通電抗器小。短路時，限流作用比普通電抗器好。出線比普通電抗器多12M(1)0.50.5X22(1)0.53XLMLLLLLLLXXXXfXf XfXXXXf XfX正常工作時：每臂：當 時，當一臂短路時,兩臂總電抗：（）當 時，穿越型電抗穿越型電抗分裂型電抗分裂型電抗互感電抗互感電抗互感系數(shù)互感系數(shù)自

38、感電抗自感電抗二、采用低壓分裂繞組變壓器 采用低壓分裂繞組變壓器，組成擴大單元接線，可以起到采用低壓分裂繞組變壓器，組成擴大單元接線，可以起到限制短路電流的效果。分裂繞組變壓器有一個高壓繞組和兩個限制短路電流的效果。分裂繞組變壓器有一個高壓繞組和兩個低壓的分裂繞組，低壓的分裂繞組，兩個分裂繞組的額定電壓和額定容量相同兩個分裂繞組的額定電壓和額定容量相同。 分裂繞組變壓器的繞組在鐵芯上的布置有兩個特點，其一分裂繞組變壓器的繞組在鐵芯上的布置有兩個特點，其一是兩個低壓分裂繞組之間有較大的短路電抗，其二是每一分裂是兩個低壓分裂繞組之間有較大的短路電抗，其二是每一分裂繞組與高壓繞組之間的短路電抗較小。

39、即繞組與高壓繞組之間的短路電抗較小。即x15000h，遠大于電力系統(tǒng)，遠大于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大負荷利用小時數(shù)。發(fā)電機組的平均最大負荷利用小時數(shù)。 該電廠在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷該電廠在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷,從而在設計電從而在設計電氣主接線時務必側(cè)重考慮可靠性。氣主接線時務必側(cè)重考慮可靠性。 55220kV500kV (3)500kV電壓級電壓級 500kV負荷容量大，為保證可靠性，有多種接線形式，負荷容量大，為保證可靠性，有多種接線形式，經(jīng)定性分析篩選后，可選用的方案為雙母線帶旁路接線經(jīng)定性分析篩選后，可選用的方案為雙母線帶旁路接線和一臺半斷路器接線。和一臺半斷路器接線。 通過聯(lián)絡變壓器與通過聯(lián)絡變壓器與220kV連接，并通過一臺三繞組變連接，并通過