發(fā)電廠電氣部分 第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)1

1、第四章 電氣主接線及設(shè)計(jì)(1)基本要求：1、掌握電氣主接線、電氣主接線圖的概念2、掌握對(duì)電氣主接線的基本要求3、掌握各典型主接線形式的特點(diǎn)一、電氣主接線及電氣主接線圖1、定義 電氣主接線：由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。 電氣主接線電路圖：用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)，表示設(shè)備的連接關(guān)系的單線接線圖。2、作用 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣部分的主體。主接線的擬定與設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定、運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和調(diào)度靈活性等密切相關(guān)。 （1）可靠性分析可靠性

2、要考慮：發(fā)電廠和變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別設(shè)備制造水平運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)可靠性的具體分析內(nèi)容：斷路器檢修母線故障或檢修 廠站全停及對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響3、對(duì)電氣主接線的基本要求 停電范圍、時(shí)間（2）靈活性1）操作的方便性2）調(diào)度的方便性3）擴(kuò)建的方便性3、對(duì)電氣主接線的基本要求 （3）經(jīng)濟(jì)性1）節(jié)省一次投資2）占地面積少3）電能損耗少二、主接線的基本接線形式電源出線發(fā)電廠220KV出線電源電源出線變電站220KV電源進(jìn)線出線10KV主接線的基本接線形式單元接線橋形接線角形接線有母線接線無母線接線單母線接線雙母線接線一臺(tái)半斷路器接線變壓器母線組接線單母線分段 增設(shè)旁路雙母線分段 增

3、設(shè)旁路擴(kuò)大單元接線內(nèi)橋/外橋三角/四角/五角/六角一、單母線系統(tǒng)電氣主接線 1、單母線接線 一）基本概念 電源（進(jìn)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(cè)刀閘【QSW】：緊靠母線的隔離開關(guān)，如QS1、QS2等 線路側(cè)刀閘【QSL】：緊靠線路的 隔離開關(guān)，如QS3等。 接地刀閘：檢修線路或設(shè)備用。電壓在110kV及以上，QF兩側(cè)的QS及線路QS均應(yīng)帶接地刀閘。如 QS3等 QS的配置原則：當(dāng)出線回路對(duì)側(cè)有電源，QF兩側(cè)均必須裝設(shè)QSW、QSL；對(duì)側(cè)無電源時(shí)，可以不裝設(shè)QSL。發(fā)電機(jī)與QF之間也可以不裝設(shè)QS。 用來接通和切斷電路中的空載及負(fù)荷電流 它帶有滅弧

4、裝置，斷口是密封的，不可見。 在停電檢修一次設(shè)備時(shí)，形成明顯的斷口，以確保檢修人員的安全。用來倒換電源操作。 沒有滅弧裝置，斷口是可見的，不能開閉5A以上的電流。 斷路器【QF】： 隔離開關(guān)【QS】：簡稱刀閘作用特點(diǎn)斷路器與隔離開關(guān)的主要區(qū)別：。 【注：在操作QS時(shí)，不應(yīng)產(chǎn)生電流。因此,在操作QS時(shí),想辦法要破壞電流產(chǎn)生的的兩個(gè)必要條件之一】 QS“先通后斷”【沒有形成閉合回路】或在等電位下【沒有電位差】操作。 先通：接通電路時(shí)，先合QS，后合QF 后斷：斷開電路時(shí)，先斷QF，后斷QS 1)QS與QF的關(guān)系：操作程序：隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能開閉5A【高壓系統(tǒng)中】以上的電流，因此，操作時(shí)必須

5、嚴(yán)格遵守下述兩個(gè)基本原則：例4-1:試分析下列操作程序會(huì)發(fā)生什么后果？ 設(shè)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(cè)發(fā)生短路 1)合QF2；2) QS3 ；3)合QS2在母線側(cè)發(fā)生短路操作1：操作2： “母線(電源)側(cè)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(cè)刀閘QSW與線路側(cè)刀閘QSL的關(guān)系是：誤操作： 用隔離開關(guān)帶負(fù)荷拉閘或帶負(fù)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(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度。 2)在隔離開關(guān)和

6、相應(yīng)的QF之間，加裝電磁閉鎖，機(jī)械閉鎖或電腦鑰匙。 2）單母接線的特點(diǎn) 母線（W）或者與母線相連的QS故障或檢修時(shí)，整個(gè)裝置必須停電。 檢修任一出線QSL或QF，該線路必須停電。 檢修電源及其回路中的QF時(shí)，如果系統(tǒng)電能不充裕時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率缺額。 靈活性差。 接線簡單清晰，設(shè)備投資少，操作方便。 QS只起檢修時(shí)隔離電壓用。 擴(kuò)建方便。【從主接線形式來說】 2、單母線分段接線 (1)用斷路器分段運(yùn)行特點(diǎn)如下： 任一段母線(包括QSW)故障或檢修，非故障段母線照常工作，縮小了停電的范圍。 重要用戶可以從兩分段母線上取得電源。雙回路供電 檢修任一進(jìn)出線回路中的QF，該回路必須停止供電。 以下同單母線

7、接線特點(diǎn)。 (3)分段的數(shù)目 取決于電源數(shù)量和容量。從理論上講，段數(shù)分得越多，故障時(shí)停電范圍越小。但使用QS、QF 等設(shè)備增多，且配電裝置和運(yùn)行也越復(fù)雜，通常以2-3段為宜。 用于6-10kV系統(tǒng)時(shí)，每段母線上所接容量不宜超過2.5萬kW，用于35-60kV系統(tǒng)時(shí)，出線回路數(shù)不應(yīng)超過八回，用于110-220kV時(shí)，出線回路數(shù)不應(yīng)超過四回。 實(shí)踐證明：3、加裝旁路斷路器與旁路母線的接線(1)加裝專用旁路QF的接線 旁母作用：檢修任一臺(tái)進(jìn)出線斷路器，可以不中斷該回路的供電。 舉例：如圖4-4所示，正常運(yùn)行時(shí)，QFP、QS3-QS8均在斷開位置，寫出檢修QF1的操作票。分析供電路徑：操作票（簡） ：

8、 第一步：檢查旁母完好情況 合QS3；合QS4；合QFP（并投入繼保），充電5分鐘，若不跳閘，說明PM完好。 第二步：檢修操作 方法一，等電位操作：合QS5；斷QF1；斷QS2；斷QS1。 方法二，非等電位操作：斷QFP，合QS5；合QFP；斷QF1；斷QS2；斷QS1。說明：1、虛線表示進(jìn)線可以不接入旁路 2、第二段母線不能接入旁路，改正辦法見圖4-5 (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(yùn)行時(shí)，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(yùn)行。1）運(yùn)行特點(diǎn)分析 此接線除具有單母線分段接線的一切優(yōu)點(diǎn)之外，還具有下

9、列兩個(gè)優(yōu)點(diǎn) ：A、檢修任一臺(tái)進(jìn)出線QF時(shí)，可以不中斷該回路的供電 舉例：寫出檢修QF1的操作步驟（分析供電路徑）第一步：檢查旁母是否完好（先現(xiàn)場目測，后充電檢查）合QSD，為什么？斷QFD，斷QS2（也可QS1）合QS4（也QS3）合QFD，并投入繼保，如旁路完好，則QFD便不會(huì)跳閘第二步：檢修操作 合QS7；斷QF1；斷QS6；斷QS5 B、當(dāng)檢修任一段母線側(cè)刀閘時(shí)，如果系統(tǒng)能量充裕時(shí)，可以保證部分一類負(fù)荷不停電。舉例：檢修WI母線，又要保證重要用戶L1不停電，請(qǐng)寫出操作票 二、雙母線接線系統(tǒng) 1、雙母線接線 說明：在工程上，為了安裝和運(yùn)行檢修的方便起見，隔離開關(guān)的靜觸頭的安裝位置有如下規(guī)定

10、： 1）凡接在母線側(cè)的QS，其靜觸頭裝在母線側(cè)。2）凡接在出線側(cè)的QS其靜觸頭裝在負(fù)荷側(cè)。3）凡接在主變側(cè)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通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QFC連接。 運(yùn)行特點(diǎn)分析如下： （1）檢修任一組母線，不會(huì)中斷對(duì)用戶的連續(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。 【運(yùn)行方式：雙母線接線按單母線運(yùn)行，即W2不帶電】 第一步：查備用母線W2完好情況 合QS01、QS02合QFC，并投入繼保，如不跳閘，表明W2完好 第二步：倒換操作(倒電源操作) 合上與備用母線(W2)側(cè)相連的所有QS(如合QS1、QS4)； 斷開與工作母線(W

11、1)側(cè)相連的所有QS(如斷QS2、QS5等) 第三步：檢修操作 斷開QFC；斷QS01、QS02，即可進(jìn)行對(duì)W1的檢修 （4）斷路器檢修，可臨時(shí)用母聯(lián)代替，但須短時(shí)停電。 【在現(xiàn)場條件允許的情況下，接跨條，如圖4-8所示】 合上母聯(lián)，進(jìn)出線分別接在兩組母線上，即相當(dāng)于單母線分段運(yùn)行；母聯(lián)斷開，一組母線運(yùn)行，另一組母線備用，即單母線運(yùn)行方式；兩組母線同時(shí)工作（即固定連接方式運(yùn)行）。電源和負(fù)荷均勻地分配在兩組母線上。 （2）一組母線故障后，該母線上的所有進(jìn)出線都要停電，但能迅速恢復(fù)供電。 （3）檢修任一回路中的母線側(cè)QS，僅該回路停電，其余線路照常工作。（5）運(yùn)行調(diào)度靈活，通過倒換操作可以形成不同

12、的運(yùn)行方式： （6）任一回路中的QF，如拒動(dòng)或因故不能操作時(shí)，可用母聯(lián)代替操作。要騰出一組母線 （7）在特殊需要時(shí)，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作。 當(dāng)個(gè)別因需要單獨(dú)工作或進(jìn)行試驗(yàn)【如發(fā)電機(jī)G，線路L檢修后，需要試運(yùn)】，可將該回路單獨(dú)接在備用母線上，線路熔冰時(shí)，也可騰出一組母線，不致影響其它回路的工作。 （9）擴(kuò)建方便。 （8）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(diào)度靈活，又便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，在我國大中型廠(所)中廣泛采用。但所用設(shè)備多【特別是QS】，同時(shí)，QS又作為操作電器，易發(fā)生誤操作，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化，因此，特別重要的大型電廠(所)不允許采用此接線。

13、（1）斷路器內(nèi)部故障及母線側(cè)刀閘故障，相當(dāng)于母線故障。 （2）對(duì)于6-10kV系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)出線數(shù)或母線上電源較多，IK大，為選擇輕型設(shè)備，常采用雙母線三分段接線，并加裝電抗器【見書P110圖4-4所示】。綜上所述：注:2、雙母線帶旁路接線 如下圖所示，QFP：專用旁路斷路器；QFC：專用母聯(lián)，進(jìn)線T接旁路。 此接線除具有雙母線接線的所有優(yōu)點(diǎn)外，還具有下列兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （1）旁路母線可避免檢修任一進(jìn)出線QF時(shí)的短時(shí)停電現(xiàn)象 舉例：檢修QF1，寫出其檢修操作票【方法有多個(gè)】 分析：1）首先弄清運(yùn)行方式 哪些QS、QF是在合上的，哪些QS、QF是斷開的，假設(shè)此接線按單母線運(yùn)行方式，即W1為工母，W2為備

14、用，QS01、QS02、 QFC及與W2相連的隔離開關(guān)均在斷開位置。 2）分析可能的供電路徑3）操作QS時(shí)不要生產(chǎn)電流4）實(shí)際操作票要復(fù)雜得多，因要考慮安全因素。 第一步：查備用母線W2完好情況 合上QS01、QS02； 合QFC（投入繼電保護(hù)，如下跳閘，說明W2完好）第二步：查旁母完好情況 合QS3、QS6 合QFP（投入繼保），如下跳閘，說明W3完好第二步：檢修操作 合QS7 斷QF3 斷QS5、QS2，然后進(jìn)行檢修 分析：在檢修QF1時(shí)，沒有必要用到備用母線，所以第一步直接查旁母完好情況。留給同學(xué)們課外完成方法一：（紅線路徑）方法二： （紫線路徑）（2）檢修母線側(cè)QS時(shí)，可以不中斷供電

15、舉例：寫出檢修QS2時(shí)的操作票（要想法騰出一組母線） 留給同學(xué)們課外完成（不考慮帶電檢修） 說明：為了節(jié)省專用旁路斷路器，減少投資，常以母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)【如下圖所示】，正常時(shí)起母聯(lián)作用，檢修QF時(shí)，起旁路作用。 上述接線雖然節(jié)省了一個(gè)QF，但在代用過程中操作多，不夠靈活，其供電可靠性有所降低。 三、3/2接線【也稱一個(gè)半斷路器接線】 如右圖所示：實(shí)質(zhì)上又屬于一個(gè)回路由兩臺(tái)斷路器供電的雙重連接的多環(huán)形接線。其運(yùn)行特點(diǎn)： 正常運(yùn)行時(shí)，所有QF均接通，兩組母線同時(shí)工作，形成多環(huán)網(wǎng)供電，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。 任一進(jìn)出線故障，該故障線兩側(cè)QF均跳閘，其它照常工作。 任一母線故障或檢修時(shí)，聯(lián)接在該組母線上的所有QF都斷開，所有回路仍可以在另一組母線上繼續(xù)工作。 除聯(lián)絡(luò)QF（如QF2等）內(nèi)部故障不能操作時(shí)，與其相連的兩條線路短時(shí)停電外，其它QF（如QF1等）內(nèi)部故障時(shí)，與其直接相聯(lián)的一回線路須短路時(shí)停電；檢修任一臺(tái)QF都不會(huì)影響供電，且檢修操作方便。 兩組母線同時(shí)故障【或一組檢修時(shí)，另一組又故障】的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。 要求出線與進(jìn)線盡量相等。 QS只在檢修時(shí)起隔離電壓作用。設(shè)備多，且繼保配置較復(fù)雜。 2）為提高供電可靠性，可采