電氣主接線主接線及限制短路電流

1、電氣主接線主接線及限制短路電流火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線1 1、地方性火力發(fā)電廠、地方性火力發(fā)電廠特點：特點： 單機容量和總裝機容量都較小，一般都建在負荷中單機容量和總裝機容量都較小，一般都建在負荷中心附近（城市邊緣），因而有大量發(fā)電機電壓負荷。心附近（城市邊緣），因而有大量發(fā)電機電壓負荷。所發(fā)出的電能有較大部分以發(fā)電機電壓（所發(fā)出的電能有較大部分以發(fā)電機電壓（10kV10kV）經(jīng)線）經(jīng)線路直接送到附近的用戶，或升至路直接送到附近的用戶，或升至35kV35kV送到稍遠些的用送到稍遠些的用戶。在滿足這些地方負荷后，剩余的電能才升壓到戶。在滿足這些地方負荷后，剩余的電能才升壓到110

2、kV110kV或或220kV220kV電壓送入系統(tǒng)。在本廠發(fā)電機故障或檢電壓送入系統(tǒng)。在本廠發(fā)電機故障或檢修時，可由系統(tǒng)倒送電能給地方負荷。多為熱電廠。修時，可由系統(tǒng)倒送電能給地方負荷。多為熱電廠。火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線1 1、地方性火力發(fā)電廠、地方性火力發(fā)電廠o發(fā)電機電壓等級均設(shè)母線發(fā)電機電壓等級均設(shè)母線v母線形式根據(jù)機組容量和負荷性質(zhì)來確定，一般采用單母母線形式根據(jù)機組容量和負荷性質(zhì)來確定，一般采用單母線（或分段）和雙母線（或分段）。線（或分段）和雙母線（或分段）。v發(fā)電機電壓負荷大多通過電纜饋線引出。根據(jù)情況考慮發(fā)電機電壓負荷大多通過電纜饋線引出。根據(jù)情況考慮加裝母線分

3、段電抗器或電纜出線電抗器。加裝母線分段電抗器或電纜出線電抗器。火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線1 1、地方性火力發(fā)電廠、地方性火力發(fā)電廠o升高電壓等級均設(shè)母線升高電壓等級均設(shè)母線v在滿足發(fā)電機電壓負荷的前提下，在滿足發(fā)電機電壓負荷的前提下，100MW100MW及以上機組，多及以上機組，多采用單元接線直接接至升高電壓母線。采用單元接線直接接至升高電壓母線。v升高電壓母線應根據(jù)多方面因素（如電壓等級、出線回數(shù)、升高電壓母線應根據(jù)多方面因素（如電壓等級、出線回數(shù)、用戶性質(zhì)、與系統(tǒng)交換功率大小等）確定。用戶性質(zhì)、與系統(tǒng)交換功率大小等）確定。v升高電壓等級一般不超過兩級。升高電壓等級一般不超過兩

4、級?；鹆Πl(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線1 1、地方性火力發(fā)電廠、地方性火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線2 2、區(qū)域性火電廠、區(qū)域性火電廠 特點：沒有發(fā)電機電壓負荷，單機容量與總?cè)萘慷继攸c：沒有發(fā)電機電壓負荷，單機容量與總?cè)萘慷驾^大。大多建在大型煤炭基地或運煤方便的地方，而較大。大多建在大型煤炭基地或運煤方便的地方，而與負荷中心（城市）距離較遠。生產(chǎn)的電能全部經(jīng)升與負荷中心（城市）距離較遠。生產(chǎn)的電能全部經(jīng)升壓變壓器升至較高電壓后送入系統(tǒng)。多為凝汽式電廠。壓變壓器升至較高電壓后送入系統(tǒng)。多為凝汽式電廠。v多采用發(fā)電機變壓器單元接線、發(fā)電機變壓器線路單元多采用發(fā)電機變壓器單

5、元接線、發(fā)電機變壓器線路單元接線，升高為一個最多兩個升高電壓等級接線，升高為一個最多兩個升高電壓等級v220kV220kV500kV500kV的升高電壓側(cè)接線可靠性要求高，一般采用雙的升高電壓側(cè)接線可靠性要求高，一般采用雙母線、雙母線帶旁路、一臺半斷路器等接線母線、雙母線帶旁路、一臺半斷路器等接線火力發(fā)電廠電氣主接線火力發(fā)電廠電氣主接線2 2、區(qū)域性火電廠、區(qū)域性火電廠水力發(fā)電廠電氣主接線水力發(fā)電廠電氣主接線1 1、特點、特點v建在有水能資源處，一般離負荷中心很遠，沒有發(fā)電機電壓負建在有水能資源處，一般離負荷中心很遠，沒有發(fā)電機電壓負荷或很小，電能全部升壓后送入系統(tǒng)。因此，主接線中可不設(shè)荷或很

6、小，電能全部升壓后送入系統(tǒng)。因此，主接線中可不設(shè)發(fā)電機電壓母線，多采用發(fā)電機變壓器單元接線或擴大單元發(fā)電機電壓母線，多采用發(fā)電機變壓器單元接線或擴大單元接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動化調(diào)節(jié)化調(diào)節(jié)v水輪機組起停迅速，常用作系統(tǒng)備用或調(diào)峰，因此主接水輪機組起停迅速，常用作系統(tǒng)備用或調(diào)峰，因此主接線應該力求簡單，以利用自動化裝置進行操作，避免誤線應該力求簡單，以利用自動化裝置進行操作，避免誤操作。操作。水力發(fā)電廠電氣主接線水力發(fā)電廠電氣主接線1 1、特點、特點v受地形限制，應盡量采用簡化的接線，減少變壓器和斷路器受地形限制

7、，應盡量采用簡化的接線，減少變壓器和斷路器的數(shù)量，使配電裝置緊湊，縮小占地面積。的數(shù)量，使配電裝置緊湊，縮小占地面積。這樣，除可采用單。這樣，除可采用單母線分段、雙母線、雙母線帶旁路及母線分段、雙母線、雙母線帶旁路及3/23/2斷路器接線外，斷路器接線外，橋型和多角形也應用較多。橋型和多角形也應用較多。水力發(fā)電廠電氣主接線水力發(fā)電廠電氣主接線2 2、大型水力發(fā)電廠的電氣主接線、大型水力發(fā)電廠的電氣主接線 在大容量發(fā)電廠和電力網(wǎng)中，短路電流可達在大容量發(fā)電廠和電力網(wǎng)中，短路電流可達到幾萬安至幾十萬安，以致在選擇發(fā)電廠和變電所的到幾萬安至幾十萬安，以致在選擇發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)備及線路的電纜截面

8、時，由于要滿足短路電流電氣設(shè)備及線路的電纜截面時，由于要滿足短路電流熱穩(wěn)定和電動力穩(wěn)定的要求，使得必須選擇重型的電熱穩(wěn)定和電動力穩(wěn)定的要求，使得必須選擇重型的電氣設(shè)備，從而發(fā)電廠和變電所以及供電網(wǎng)的投資增大。氣設(shè)備，從而發(fā)電廠和變電所以及供電網(wǎng)的投資增大。 因此，在設(shè)計大容量發(fā)電廠和變電所的主接因此，在設(shè)計大容量發(fā)電廠和變電所的主接線時，必須采取限制短路電流的措施使短路電流水平線時，必須采取限制短路電流的措施使短路電流水平降低，以便采用價格較便宜的輕型電器以及截面較小降低，以便采用價格較便宜的輕型電器以及截面較小的電纜。的電纜。 限制短路電流的方法從根本上講，是增大電限制短路電流的方法從根本上

9、講，是增大電源至短路點的等效阻抗，就是說，要減少并列，增加源至短路點的等效阻抗，就是說，要減少并列，增加串聯(lián)。串聯(lián)。 限制短路電流的措施概括為如下幾種：限制短路電流的措施概括為如下幾種： 一、裝設(shè)限流電抗器一、裝設(shè)限流電抗器 二、采用低壓分裂繞組變壓器二、采用低壓分裂繞組變壓器 三、采用不同主接線形式和運行方式三、采用不同主接線形式和運行方式1.1.裝設(shè)限流電抗器裝設(shè)限流電抗器 常用于發(fā)電廠和變電站的常用于發(fā)電廠和變電站的6-10kV6-10kV配電裝置。依據(jù)電抗器的結(jié)配電裝置。依據(jù)電抗器的結(jié)構(gòu)分為普通電抗器和分裂電抗器兩類。構(gòu)分為普通電抗器和分裂電抗器兩類。 1 1、 加裝普通電抗器加裝普通

10、電抗器 1 1）線路電抗器）線路電抗器 出線端加裝線路電抗器用來限制電纜饋線支路短路電流。出線端加裝線路電抗器用來限制電纜饋線支路短路電流。通常在架空線路上不裝設(shè)電抗器通常在架空線路上不裝設(shè)電抗器。 線路電抗器不僅限制短路電流，而且能在母線上維持較高的剩線路電抗器不僅限制短路電流，而且能在母線上維持較高的剩余殘壓（大于余殘壓（大于6565U UN N）。通常線路電抗器的百分值為）。通常線路電抗器的百分值為3 36 6。 2 2）母線電抗器）母線電抗器 裝設(shè)在母線分段的地方，其目的是讓發(fā)電機出口斷路器、裝設(shè)在母線分段的地方，其目的是讓發(fā)電機出口斷路器、變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等

11、都能按各回路額變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流來選擇，不因短路電流過大而升級。定電流來選擇，不因短路電流過大而升級。 一般設(shè)計主接線時，為了限制發(fā)電機電壓母線短路電流，應首一般設(shè)計主接線時，為了限制發(fā)電機電壓母線短路電流，應首先考慮在分段斷路器回路或聯(lián)絡(luò)斷路器回路中以及主變壓器回路中安先考慮在分段斷路器回路或聯(lián)絡(luò)斷路器回路中以及主變壓器回路中安裝電抗器，只有經(jīng)過計算認為限制效果不夠時，才考慮裝設(shè)線路電抗裝電抗器，只有經(jīng)過計算認為限制效果不夠時，才考慮裝設(shè)線路電抗器。器。1.1.裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）裝設(shè)限流電抗器（續(xù)） 2 2、分裂電抗器、分裂電抗器 分裂電抗器在

12、結(jié)構(gòu)分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似，上與普通電抗器相似，只是線圈中心有一個只是線圈中心有一個抽頭抽頭3 3，中間抽頭一般，中間抽頭一般用來連接電源、兩個用來連接電源、兩個 分支（又稱兩臂）分支（又稱兩臂）1 1和和 a a）分裂電抗器接線圖）分裂電抗器接線圖 2 2用來連接大致相等的用來連接大致相等的 b b）分裂電抗器等值電路圖）分裂電抗器等值電路圖兩組負荷。兩組負荷。 c c）正常運行時的等值電路圖）正常運行時的等值電路圖 1.1.裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）裝設(shè)限流電抗器（續(xù)） 當分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時，兩當分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時，兩者在短路時的限

13、流作用一樣，但正常運行時電壓損失只有普者在短路時的限流作用一樣，但正常運行時電壓損失只有普通電抗器的一半，而且比普通電抗器多供一倍的出線，減少通電抗器的一半，而且比普通電抗器多供一倍的出線，減少了電抗器的數(shù)目。了電抗器的數(shù)目。 運行中當兩個分支負荷不等或者負荷變化過大時，將引起兩臂運行中當兩個分支負荷不等或者負荷變化過大時，將引起兩臂電壓偏差，造成電壓波動，甚至可能出現(xiàn)過電壓。所以一般分裂電電壓偏差，造成電壓波動，甚至可能出現(xiàn)過電壓。所以一般分裂電抗器的電抗百分值取抗器的電抗百分值取8 81212。 分裂電抗器在主接線中，可以裝設(shè)在電纜饋線上，每個分裂電抗器在主接線中，可以裝設(shè)在電纜饋線上，每

14、個臂可以接一回出線或幾回出線。分裂電抗器串接在發(fā)電機回臂可以接一回出線或幾回出線。分裂電抗器串接在發(fā)電機回路中，不僅起著出線電抗器的作用，而且也起著母線電抗器路中，不僅起著出線電抗器的作用，而且也起著母線電抗器的作用。的作用。1.1.裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）裝設(shè)限流電抗器（續(xù)）2.2.采用低壓分裂繞組變壓器采用低壓分裂繞組變壓器 當發(fā)電機容量較大時，采用分裂低壓繞組變壓器當發(fā)電機容量較大時，采用分裂低壓繞組變壓器組成擴大單元接線。分裂繞組變壓器在正常工作和低組成擴大單元接線。分裂繞組變壓器在正常工作和低壓側(cè)短路時其電抗值不相同，從而起到限制短路電流壓側(cè)短路時其電抗值不相同，從而起到限制短路電流效果

15、。效果。 低壓分裂繞組正常運行時的電抗值，只相當兩分低壓分裂繞組正常運行時的電抗值，只相當兩分裂繞組短路電抗的裂繞組短路電抗的1/41/4。當一個分裂繞組出線發(fā)生短。當一個分裂繞組出線發(fā)生短路時，來自系統(tǒng)的短路電流則遇到限制。路時，來自系統(tǒng)的短路電流則遇到限制。 3.3.選擇適當?shù)闹鹘泳€形式和運行方式選擇適當?shù)闹鹘泳€形式和運行方式（1 1）對具有大容量機組的發(fā)電廠中采用單元接線；）對具有大容量機組的發(fā)電廠中采用單元接線；（2 2）在降壓變電所中，可采用變壓器低壓側(cè)分列運行）在降壓變電所中，可采用變壓器低壓側(cè)分列運行方式，即所謂母線硬分段接線；方式，即所謂母線硬分段接線；（3 3）對具有雙回路電

16、路，在負荷允許條件下可按單回）對具有雙回路電路，在負荷允許條件下可按單回路運行；路運行；（4 4）對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開）對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運行。環(huán)運行。主變壓器的選擇主變壓器的選擇油浸式變壓器油浸式變壓器330kV330kV、220kV220kV、 110kV110kV、直流變壓器、直流變壓器主變壓器的選擇（續(xù)）主變壓器的選擇（續(xù)）o在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為的變壓器，稱為主變壓器主變壓器o用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為用于兩種電壓等級之間交換功率的變

17、壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓聯(lián)絡(luò)變壓器器o只供本廠（站）用電的變壓器，稱為只供本廠（站）用電的變壓器，稱為廠（站）用變壓器或廠（站）用變壓器或自用變壓器自用變壓器主變壓器的選擇（續(xù)）主變壓器的選擇（續(xù)）o正確合理地選擇主變壓器的臺數(shù)、容量和類型，是電正確合理地選擇主變壓器的臺數(shù)、容量和類型，是電力系統(tǒng)規(guī)劃和主接線設(shè)計中的一個主要問題。力系統(tǒng)規(guī)劃和主接線設(shè)計中的一個主要問題。v臺數(shù)選得過多，容量選得過大：投資大，占地面積大，運行損臺數(shù)選得過多，容量選得過大：投資大，占地面積大，運行損耗大。耗大。v臺數(shù)選得過少，容量選得過?。簩⒖赡芘_數(shù)選得過少，容量選得過?。簩⒖赡堋胺怄i封鎖”發(fā)電機剩發(fā)電機剩余功率的輸出或

18、者滿足不了可靠性要求及負荷（發(fā)展）的余功率的輸出或者滿足不了可靠性要求及負荷（發(fā)展）的需要。需要。1 1 變壓器臺數(shù)與容量的確定變壓器臺數(shù)與容量的確定1 1） 單元接線中變壓器容量單元接線中變壓器容量 S=（發(fā)電機容量廠用負荷）（發(fā)電機容量廠用負荷）1.12 2） 擴大單元接線中變壓器容量擴大單元接線中變壓器容量 盡量采用分裂繞組變壓器盡量采用分裂繞組變壓器 按單元接線的原則計算出的兩臺機容量之和來確定按單元接線的原則計算出的兩臺機容量之和來確定選擇條件：選擇條件：1 1）發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓供電的最小日負荷，并）發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓供電的最小日負荷，并扣除

19、廠用負荷后，主變壓器應保證能將發(fā)電廠全部剩余功率送入系統(tǒng)扣除廠用負荷后，主變壓器應保證能將發(fā)電廠全部剩余功率送入系統(tǒng)。2 2）當接在發(fā)電機電壓母線上最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱當接在發(fā)電機電壓母線上最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱負荷變動而需要限制本廠出力時，主變壓器應能從電力系統(tǒng)倒送功負荷變動而需要限制本廠出力時，主變壓器應能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。 3 3） 當變電所采用兩臺以上主變時，每臺容量的選擇應考慮一臺停當變電所采用兩臺以上主變時，每臺容量的選擇應考慮一臺停運時可保證輸送剩余功率的運時可保證輸送剩余功率的7

20、070以上。以上。4 4） 具有發(fā)電機電壓母線的發(fā)電廠，為確保對發(fā)電機電具有發(fā)電機電壓母線的發(fā)電廠，為確保對發(fā)電機電壓上的負荷供電可靠性，接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓上的負荷供電可靠性，接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器不應少于壓器不應少于2 2臺。臺。5 5） 主變?nèi)萘靠紤]滿足主變?nèi)萘靠紤]滿足5-105-10年負荷的逐年發(fā)展。年負荷的逐年發(fā)展。6 6） 變電所一般不少于兩臺變壓器，當只有一個電源或變電所一般不少于兩臺變壓器，當只有一個電源或變電所重要負荷有備用電源時才考慮采用一臺變壓器。變電所重要負荷有備用電源時才考慮采用一臺變壓器。 1 1）主變臺數(shù)的選擇）主變臺數(shù)的選擇變電所一般不少于兩臺變

21、壓器，當只有一個電源或變電所重變電所一般不少于兩臺變壓器，當只有一個電源或變電所重要負荷有備用電源時才考慮采用一臺變壓器。要負荷有備用電源時才考慮采用一臺變壓器。2 2）主變?nèi)萘康倪x擇）主變?nèi)萘康倪x擇若裝設(shè)兩臺變壓器時，總安裝容量可?。喝粞b設(shè)兩臺變壓器時，總安裝容量可取：2 (0.7)1.4CMMSPP式中，式中，PM變電所的最大負荷。變電所的最大負荷。 當變電所采用兩臺以上主變時，每臺容量的選擇應考當變電所采用兩臺以上主變時，每臺容量的選擇應考慮一臺停運時可保證重要負荷的供電。此外，變電所容慮一臺停運時可保證重要負荷的供電。此外，變電所容量選擇還應考慮年電力負荷的發(fā)展和運行方式量選擇還應考慮

22、年電力負荷的發(fā)展和運行方式的變化。的變化。2 2 主變型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則主變型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則1 1、相數(shù)、相數(shù) o300MW300MW機組和機組和330kV330kV以下的系統(tǒng)，一般應選用三相變壓以下的系統(tǒng)，一般應選用三相變壓器。器。v因為單相變壓器組相對投資較大，占地多，運行損耗大，因為單相變壓器組相對投資較大，占地多，運行損耗大，配電裝置復雜。配電裝置復雜。v考慮到制造能力和運輸條件時，可以用兩臺小容量考慮到制造能力和運輸條件時，可以用兩臺小容量三相變壓器或單相變壓器組。三相變壓器或單相變壓器組。o600MW600MW機組和機組和500kV500kV以上的系統(tǒng)，可靠性要求特別高，以上的系統(tǒng)，可靠性要求特別高，應綜合考慮，進行技術(shù)經(jīng)濟比較來確定，可以采用單應綜合考慮，進行技術(shù)經(jīng)濟比較來確定，可以采用單相組成三相變壓器。相組成三相變壓器。2 2 主變型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則主變型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則2 2、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)（雙繞組；三繞組；多繞組；自耦式；、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)（雙繞組；三繞組；多繞組；自耦式；低壓繞組分裂式）低壓繞組分