電氣工程基礎(chǔ)課件7

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線第七章電力系統(tǒng)接線

本章主要內(nèi)容發(fā)電廠、變電站的電氣主接線基本要求發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇發(fā)電廠、變電站主接線基本形式廠用電接線形式；短路電流的限制第一節(jié)發(fā)電廠和變電所電氣主接線的基本要求《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、電氣主接線的概念

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?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線國(guó)標(biāo)設(shè)備圖形符號(hào)《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線作用：

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)。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線基本要求：（1）可靠性：電力系統(tǒng)最基本的要求

電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣的形式在一些發(fā)電廠或變電所來說是可靠的，但對(duì)另一些發(fā)電廠或變電所則不一定能滿足可靠性要求。所以在分析主接線圖時(shí)，要考慮發(fā)電廠或變電所在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和作用，也要考慮用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別。在分析電氣主接線可靠性時(shí)，可按以下幾個(gè)方面進(jìn)行：各斷路器檢修時(shí)，停電的范圍和時(shí)間；母線故障或檢修時(shí)，停電范圍和時(shí)間；有沒有使發(fā)電廠或變電所全部停電的可能。

分析可靠性要考慮因素：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)。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線

（2）方便性：能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，靈活進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換；不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求。

操作的方便性電氣主接線的應(yīng)該接線簡(jiǎn)單，操作方便盡可能的使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不至于在操作過程中出錯(cuò)。

調(diào)度的方便性電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式。并在發(fā)生事故時(shí)，要能盡快的切除故障。

擴(kuò)建的方便性不僅與資金、土地相關(guān)，還與電氣主接線的接線方式有關(guān)，但對(duì)于將來的發(fā)電廠和變電所，其主接線應(yīng)具有擴(kuò)建的方便性。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線

（3）經(jīng)濟(jì)性：投資省、占地面積少、電能損耗節(jié)約投資

(1)主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次電氣設(shè)備；(2)要使相應(yīng)的控制、保護(hù)不過于復(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)，分期投資建設(shè)、投產(chǎn)。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。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線年運(yùn)行費(fèi)用小年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗費(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）自動(dòng)化：配電網(wǎng)自動(dòng)化，變電所無人化（5）標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，便于維修《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線二、主接線設(shè)計(jì)原則：（1）待設(shè)計(jì)的發(fā)電廠、變電所的地理位置及其在系統(tǒng)中的地位和作用；（2）待設(shè)計(jì)的發(fā)電廠、變電所與系統(tǒng)的連接方式和推薦的主接線；（3）待設(shè)計(jì)的發(fā)電廠、變電所的出線回路數(shù)、用途及運(yùn)行方式、傳輸容量；（4）發(fā)電廠、變電所母線的電壓等級(jí)，自耦變壓器各側(cè)的額定電壓及調(diào)壓范圍；（5）裝設(shè)各種無功補(bǔ)償裝置的必要性、型式、數(shù)量和接線；（6）高壓、中壓及低壓各側(cè)和系統(tǒng)短路電流及容量，以及限制短路電流的措施；（7）變壓器的中性點(diǎn)接地方式；（8）本地區(qū)及本電廠或變電所負(fù)荷增長(zhǎng)的過程?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線三、主接線設(shè)計(jì)步驟：

（1）搜集、整理、綜合分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括負(fù)荷（2）選擇和確定發(fā)電機(jī)、變壓器數(shù)量、臺(tái)數(shù)、型式，并擬定可能采用的主接線形式；（3）發(fā)電廠、變電所自用電源的引接；（4）計(jì)算短路電流及設(shè)備的選擇；（5）各方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較；（6）確定最終方案；（7）確定相應(yīng)的配電布置方案。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線主變壓器：在發(fā)電廠中向電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器；在變電所中向用戶輸送功率的變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器自用變壓器：向廠用電系統(tǒng)供電的廠用變壓器第二節(jié)發(fā)電廠和變電所主變壓器選擇《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線油式電力變壓器電力變壓器為什么要進(jìn)行主變壓器的選擇？

主變?nèi)萘窟x擇太大或臺(tái)數(shù)太多，會(huì)造成投資浪費(fèi)，增加系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用；容量太小或臺(tái)數(shù)太少，有無法滿足負(fù)荷的供電需求，同時(shí)也會(huì)是發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力得不到充分利用。怎樣選擇主變壓器？主變壓器的選擇包括主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定和形式的選擇《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、主變?nèi)萘看_定

根據(jù)變壓器使用場(chǎng)所有四種變壓器需要按照不同的原則確定主變?nèi)萘浚?．具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變?nèi)萘看_定

2．變電所主變?nèi)萘看_定3．聯(lián)絡(luò)兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器容量確定

4．單元接線的主變?nèi)萘看_定《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線1.具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變?nèi)萘看_定（1）母線上所連發(fā)電機(jī)滿出力運(yùn)行時(shí),扣除發(fā)電機(jī)供電的日最小負(fù)荷并廠用負(fù)荷后的全廠剩余功率能通過主變送入系統(tǒng)。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)母線上最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，母線上所連的主變應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率來滿足發(fā)電機(jī)電壓母線最大可能負(fù)荷。（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上接兩臺(tái)或以上的主變時(shí)，當(dāng)一臺(tái)出故障或檢修，剩余運(yùn)行的主變能承擔(dān)剩余功率的70%。（4）對(duì)水電比重較大的系統(tǒng)，火電廠主變具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求

。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線2.變電所主變?nèi)萘看_定一般應(yīng)按5-10年規(guī)劃負(fù)荷為依據(jù)

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線3.聯(lián)絡(luò)變壓器容量確定

（1）滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的功率交換。（2）聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺(tái)機(jī)組的容量，以保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變來滿足本側(cè)負(fù)荷的要求。同時(shí)，也可在線路檢修或故障時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變將剩余容量送入另一系統(tǒng)。（3）一般聯(lián)絡(luò)變壓器只設(shè)一臺(tái)《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線4.單元接線的主變?nèi)萘看_定

發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，再留有10%的裕度（發(fā)電機(jī)額定容量-本機(jī)組的廠用負(fù)荷）/90%

對(duì)于擴(kuò)大單元接線，其主變?nèi)萘繎?yīng)按兩臂所接發(fā)電機(jī)容量之和確定。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線二、主變臺(tái)數(shù)確定

主變臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、接線形式、傳輸容量和與系統(tǒng)的聯(lián)系有很大關(guān)系。一般為1-4臺(tái)。

對(duì)于變電所主變：簡(jiǎn)易接線變電所只裝設(shè)1-2臺(tái)變壓器；大型樞紐變電所（尤其是特高壓變電所），在同一電壓等級(jí)下主變臺(tái)數(shù)不應(yīng)少于2臺(tái)；330-500kV的大型變電所推薦采用4臺(tái)自耦變壓器。

對(duì)于發(fā)電廠主變：與系統(tǒng)有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠，主變不少于2臺(tái)。與系統(tǒng)有若干聯(lián)系的中、小型發(fā)電廠，主變可只裝1臺(tái)?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線三、主變壓器負(fù)載率

變壓器的負(fù)載率與變壓器容載比成反比。而變電容載比是指城網(wǎng)變電容量在滿足可靠性基礎(chǔ)上與對(duì)應(yīng)最大負(fù)載的比值。根據(jù)我國(guó)有關(guān)規(guī)定，城網(wǎng)變電容載比一般為：

220kV1.6～1.935～110kV1.8～2.1

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線四、主變形式選擇

相數(shù)：?jiǎn)蜗嗪腿?/p>

三相變壓器：造價(jià)低，占地小，應(yīng)優(yōu)先選用，但運(yùn)輸不易。

三單相變壓器組：投資多，占地大，運(yùn)輸易，用于超高壓大容量。繞組數(shù)：雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓分裂繞組等型式三繞組：機(jī)組容量在125MW及以下且有兩種升高電壓時(shí)。雙繞組：機(jī)組容量超過200MW以上時(shí)，采用雙繞組變壓器單元接線形式。若有兩個(gè)升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選擇三繞組變（或自耦變），低壓繞組作為廠用啟動(dòng)備用電源。自耦：220kV及以上電壓等級(jí)的變壓器可以選擇自耦變。低壓分裂繞組：擴(kuò)大單元接線的變壓器或廠用變壓器，限制短路電流?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線繞組接線組別：星形“Y”和三角形“Δ”

變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式選擇應(yīng)考慮必須與多電壓級(jí)閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致；并列運(yùn)行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運(yùn)行。還應(yīng)考慮消除三次諧波的對(duì)電壓波形的影響(三角形聯(lián)結(jié)的繞組可以消除三次諧波的影響)。調(diào)壓方式：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出口電壓、投切調(diào)相機(jī)、補(bǔ)償電容和改變變壓器變比改變變壓器變比：1)帶負(fù)荷切換的有載（有勵(lì)磁）調(diào)壓方式；2)不帶負(fù)荷切換的無載（無勵(lì)磁）調(diào)壓方式?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線無載調(diào)壓變壓器的分接頭擋位較少，電壓調(diào)整范圍一般只有10%以內(nèi)，而有載調(diào)壓變壓器的電壓調(diào)整范圍大，能達(dá)到電壓的30%，但其結(jié)構(gòu)比無載調(diào)壓變壓器復(fù)雜，造價(jià)高。一般變電所的變壓器選擇有載調(diào)壓方式。冷卻方式：自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機(jī)、變壓器）和引出線。母線（匯流排）的作用：中間環(huán)節(jié)，匯總和分配電能。第三節(jié)發(fā)電廠和變電所主接線基本形式電氣主接線的基本形式：有匯流母線接線和無匯流母線接線。母線是匯流線，用以匯集電能和分配電能的，是發(fā)電廠和變電所的重要裝置?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線敞露母線及其選擇:母線有較大功率通過，短路時(shí)又承受著很大的發(fā)熱和電動(dòng)力效應(yīng);母線一般采用鋁質(zhì)材料，只有在持續(xù)工作電流較大，且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)出線端部或有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所才選用銅材;母線截面形狀要滿足散熱良好，截面系數(shù)大，集膚效應(yīng)小，安裝檢修簡(jiǎn)單和連接方便等要求;工程上多采用矩形、雙槽形、圓管形截面，當(dāng)工作電流較大（大于8000A）時(shí)采用封閉母線?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線主接線方式有匯流母線無匯流母線（無母線）單母線雙母線簡(jiǎn)單單母線單母分段單母帶旁母單母分段帶旁母雙母線雙母單分段雙母帶旁母雙母雙斷路器一個(gè)半斷路器接線（3/2接線）橋形接線（內(nèi)橋、外橋）多邊形接線單元接線擴(kuò)大單元接線《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、有匯流母線的主接線1.單母線接線每條引入線和引出線的電路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，電源的引入與引出是通過一根母線連接的。單母線不分段接線適用于用戶對(duì)供電連續(xù)性要求不高的二、三級(jí)負(fù)荷用戶。操作順序送電：母線側(cè)隔離開關(guān)-〉線路側(cè)隔離開關(guān)-〉斷路器停電：斷路器-〉線路側(cè)隔離開關(guān)-〉母線側(cè)隔離開關(guān)原則：防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)防止誤操作引起母線故障，擴(kuò)大故障范圍《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線優(yōu)點(diǎn)：（1）接線簡(jiǎn)單、清晰；（2）采用設(shè)備少、投資?。唬?）操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。缺點(diǎn)：（1）母線、母線隔離開關(guān)故障或檢修期間，連接在母線上所有回路都需長(zhǎng)時(shí)間停止工作。（2）檢修出線回路斷路器時(shí)，該回路必須停電。隔離開關(guān)的操作規(guī)程：先通后斷或在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作，不能用作操作電器來斷開電路?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線2.單母分段主接線單母線分段接線是由電源的數(shù)量和負(fù)荷計(jì)算、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來決定的。單母線分段接線可以分段運(yùn)行，也可以并列運(yùn)行。用隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)分段的單母線接線，適用于由雙回路供電的、允許短時(shí)停電的具有二級(jí)負(fù)荷的用戶。用斷路器分段的單母線接線，可靠性提高。如果有后備措施，一般可以對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線優(yōu)點(diǎn)：（1）接線簡(jiǎn)單、清晰；（2）采用設(shè)備少、投資省；（3）操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。（4）大大提高了對(duì)重要用戶的供電連續(xù)性。缺點(diǎn)：（1）某一段母線、母線隔離開關(guān)故障或檢修期間，連接在母線上所有回路都需長(zhǎng)時(shí)間停止工作。（2）某回路斷路器檢修時(shí)，該回路必須停電。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線3.單母線帶旁路接線當(dāng)引出線斷路器檢修時(shí)，用旁路母線斷路器代替引出線斷路器，給用戶繼續(xù)供電。旁路斷路器一般只能代替一臺(tái)出線斷路器工作，旁路母線一般不能同時(shí)連接兩條及兩條以上回路，否則當(dāng)其中任一回路故障時(shí)，會(huì)使旁路斷路器跳閘。斷開多條回路。通常110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV系統(tǒng)出線4回以上，才考慮加設(shè)旁路母線。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線4.單母線分段兼旁路接線在正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)以單母線分段方式運(yùn)行，旁路母線不帶電。如果正常運(yùn)行的某回路斷路器需退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，閉合旁路斷路器，使旁路母線帶電，合上欲檢修回路旁路隔離開關(guān)，則該線路斷路器可退出運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

這種旁路母線可接至任一段母線，在容量較少的中小型發(fā)電廠和35～110kV變電所中獲得廣泛應(yīng)用。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線5.雙母線接線一組作為工作母線，另一組作為備用母線，在兩組母線之間，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱為母聯(lián)斷路器）進(jìn)行連接。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線優(yōu)點(diǎn)：可靠性高（1）

檢修任一組母線不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電（2）當(dāng)檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)只斷開該回路（3）工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，做到迅速恢復(fù)供電（4）

檢修任意工作回路母線時(shí)不中斷供電，可用母聯(lián)斷路器代替回路斷路器（5）

在不中斷供電的情況下進(jìn)行單獨(dú)回路的試驗(yàn)（切換到備用母線）《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線運(yùn)行靈活-----方式多變：?jiǎn)文阜侄?、單母線、固定聯(lián)接方式擴(kuò)建方便可不影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合負(fù)荷，向母線任意方向擴(kuò)建。

缺點(diǎn)：（1）接線復(fù)雜，操作繁瑣，容易引起誤操作。（2）工作母線故障會(huì)引起置短時(shí)停電。（3）檢修出線斷路器會(huì)造成該回路短時(shí)停電（用臨時(shí)跨條、母聯(lián)）。（4）占地面積達(dá)，投資費(fèi)用大?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線不分段雙母線接線有三種運(yùn)行方式：第一種是所有電源和出線回路都連接在同一組母線上，另一組母線作為備用；第二種是電源和出線回路分別連接在兩組不同母線上，母聯(lián)斷路器接通；第三種是電源和出線回路均勻的連接在兩組不同母線上，母聯(lián)斷路器接通?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線單母線運(yùn)行《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線固定連接方式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線雙母線操作程序：（1）檢修工作母線操作（2）檢修任意回路斷路器操作改進(jìn)：（1）在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置，運(yùn)行人員嚴(yán)格按照操作制度進(jìn)行操作。（2）雙母分列運(yùn)行、雙母單分段、雙分段（3）加旁路母線

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線6.雙斷路器雙母接線雙斷路器雙母線接線，每一個(gè)回路都設(shè)有兩臺(tái)斷路器，分別與兩組母線相連，雙母線同時(shí)運(yùn)行?？煽啃詷O高，不論是母線故障還是隔離開關(guān)、斷路器要檢修，都不會(huì)引起停電。即當(dāng)Ⅰ母線發(fā)生故障時(shí)，將連在Ⅰ母線上的所有電源回路和出線回路的斷路器全部斷開，但是所有的回路都還仍連在Ⅱ母線上繼續(xù)工作，不會(huì)出現(xiàn)停電現(xiàn)象。

具有較好的靈活性，且操作方便，正常運(yùn)行時(shí)，也避免了切換母線過程中的操作事故。但是這種接線的設(shè)備多，投資大，維修斷路器的工作量也相應(yīng)增大。所以只在一些超高壓系統(tǒng)或大容量發(fā)電廠或極重要樞紐變電所運(yùn)用?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線7.“一個(gè)半”斷路器接線一個(gè)半斷路器接線可歸屬于雙母線類接線。在兩組母線之間，每三個(gè)斷路器形成一串。每串連接兩條回路。相當(dāng)于每一個(gè)半斷路器帶一條回路，故稱之為一個(gè)半斷路器接線，也稱為3／2接線。在一個(gè)半接線的每串?dāng)嗦菲髦校挥谥虚g的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。運(yùn)行中兩母線及全部斷路器都投入工作，形成多重環(huán)狀供電。任一組母線或斷路器要檢修時(shí)，只要斷開相連接的隔離開關(guān)就可進(jìn)行，各條回路仍正常工作。有一條母線發(fā)生故障時(shí)，與它相連的斷路器都會(huì)自動(dòng)跳開，而不會(huì)引起任何回路停電。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行的可靠性；靈活性很高；操作方便。缺點(diǎn)：設(shè)備投資和斷路器維修量都有所增加；一條回路故障有二臺(tái)斷路器要跳開；繼電保護(hù)裝置也比其他接線要復(fù)雜?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線二、無匯流母線的主接線1.橋形接線對(duì)于具有雙電源進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器終端式的總降壓變電所，可采用橋式接線。它實(shí)質(zhì)是連接兩個(gè)35～110kV“線路─變壓器組”的高壓側(cè)，其特點(diǎn)是有一條橫聯(lián)跨橋的“橋”。根據(jù)跨接橋橫連位置不同，分為內(nèi)橋接線和外橋接線。橋式接線沒有母線，因而不會(huì)發(fā)生由母線故障或檢修所引起的停電，經(jīng)濟(jì)性和可靠性有所提高?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線內(nèi)橋1）內(nèi)橋接線的跨接橋靠近變壓器側(cè)，橋開關(guān)裝在線路開關(guān)之內(nèi)，變壓器回路僅裝隔離開關(guān)，不裝斷路器。采用內(nèi)橋接線可以提高改變輸電線路運(yùn)行方式的靈活性。內(nèi)橋接線在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路故障，并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器的切換或投入時(shí)，要使相應(yīng)回路停電，且操作復(fù)雜。

內(nèi)橋接線適用于：供電線路較長(zhǎng)；變電所沒有穿越功率；負(fù)荷曲線較平穩(wěn)，主變壓器不經(jīng)常退出工作；終端型工業(yè)企業(yè)總降壓變電所《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線外橋2）外橋接線

跨接橋靠近線路側(cè)，橋開關(guān)裝在變壓器開關(guān)之外，進(jìn)線回路僅裝隔離開關(guān)，不裝斷路器。外橋接線在運(yùn)行中的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線的相反；在線路故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)變壓器短時(shí)停電，并且操作復(fù)雜；而在變壓器故障或切除、投入時(shí)不影響其余回路故障，并且操作簡(jiǎn)單。外橋接線適用于：供電線路較短；允許變電所有較穩(wěn)定的穿越功率；負(fù)荷曲線變化大，主變壓器需要經(jīng)常操作；中間型工業(yè)企業(yè)總降壓變電所，宜于構(gòu)成環(huán)網(wǎng)?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線2.單元接線一般應(yīng)用于下列情況：

1）同一地區(qū)有幾個(gè)大型電廠能源豐富，可以合起來建一個(gè)公共的樞紐變電所時(shí)。

2）電廠地位狹窄平面布置有困難時(shí)。

3）電廠離樞紐變電所較近，直接引線比較方便時(shí)。將發(fā)電機(jī)、變壓器及線路直接連接成一個(gè)單元稱為單元接線。單元接線主要有三種形式：即發(fā)電機(jī)—變壓器單元、變壓器—線路單元及發(fā)電機(jī)—變壓器—線路單元等《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線

圖7-17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《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線單元接線的主變壓器、廠用變壓器及封閉母線側(cè)面《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線3.多角形接線當(dāng)母線閉合成環(huán)，斷路器數(shù)等于進(jìn)出線回路數(shù)，即構(gòu)成了角形接線，一般應(yīng)將同名回路相互交替布置。一般不超過六角形。這種接線不利于擴(kuò)建，適用于最終建設(shè)規(guī)模比較明確的110kV及以上的發(fā)電廠升壓站或變電所中。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線優(yōu)點(diǎn)：（1）多角形接線所用的斷路器數(shù)目比分段單母線接線、還少一臺(tái)，但是具有雙斷路器雙母線接線的可靠性。（2）多角形接線中沒有母線，所以不存在母線故障所產(chǎn)生的影響，也不存在母線檢修所要的操作。（3）任一回路故障時(shí)，只跳開與之相連的兩臺(tái)斷路器，不會(huì)影響其他回路的正常工作。（4）操作方便。所有的隔離開關(guān)只是檢測(cè)時(shí)才用，也就不會(huì)發(fā)生因帶負(fù)荷斷開隔離開關(guān)所引起的事故。缺點(diǎn)：（1）開環(huán)運(yùn)行時(shí)，如果又有斷路器自動(dòng)跳開，將造成供電紊亂。（2）多角形接線中的電器設(shè)備所流過的工作電流差別特大，這樣選擇合適的電器會(huì)很困難。（3）由于運(yùn)行方式變化大，使繼電保護(hù)裝置復(fù)雜化。（4）不便于擴(kuò)建?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線主接線形式缺點(diǎn)（1）母線、母線隔離開關(guān)故障或檢修期間，連接在母線上所有回路都需長(zhǎng)時(shí)間停止工作。（2）檢修出線回路斷路器時(shí)，該回路必須停電（3）增大投資（4）檢修任一回路母線隔離開關(guān)，使該回路停電簡(jiǎn)單單母線存在存在單母分段減少停電回路數(shù)目存在加分段斷路器單母帶旁母存在/加旁母、旁路斷路器單母分段帶旁母減少停電回路數(shù)目

加分段斷路器、旁母、旁路斷路器（有時(shí)兩斷路器合并為一個(gè)）

雙母線短時(shí)停電存在（可以是短時(shí)停電）加母聯(lián)斷路器、備用母線雙母單分段短時(shí)停電（范圍減?。?/p>

加母聯(lián)斷路器、備用母線、分段斷路器存在雙母帶旁母短時(shí)停電/加母聯(lián)斷路器、備用母線、旁路斷路器（有時(shí)兩斷路器合并為一個(gè)）/雙母雙斷路器//加一倍斷路器/3/2接線（一倍半）//加1/2倍斷路器/

橋形接線（內(nèi)橋、外橋）適應(yīng)于兩臺(tái)變壓器、兩臺(tái)斷路器情況。內(nèi)橋用于線路較長(zhǎng)、變壓器不許經(jīng)常切換情況，外橋則相反單元接線經(jīng)濟(jì)可靠，但當(dāng)單元中任一元件故障、檢修，會(huì)引起整個(gè)單元的停運(yùn)擴(kuò)大單元接線同上多角形接線斷路器少、可靠性高，運(yùn)行靈活、操作方便設(shè)備檢修時(shí)需開環(huán)；電器選擇和繼保整定困難；不易擴(kuò)建《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線中小型地區(qū)性電廠特點(diǎn)1)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6～10kV的發(fā)電機(jī)電壓向附近用戶供電。2)機(jī)組多為中、小型機(jī)組，總裝機(jī)容量也較小。3)以1～2種升壓變將剩余電能送往電力系統(tǒng)。

《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線中小型地區(qū)性電廠主接線

它有四臺(tái)發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)100MW機(jī)組與雙繞組變壓器組成單元接線，將電能送入110kV電網(wǎng)；兩臺(tái)25MW機(jī)組直接接入10kV發(fā)電機(jī)電壓母線，機(jī)壓母線采用電抗器分段的雙母線分段接線形式，以10kV電纜饋線向附近用戶供電。由于短路容量比較大，為保證出線能選擇輕型斷路器，在10kV饋線上還裝設(shè)出線電抗器。110kV出線回較多，所以采用帶專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線接線形式?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線水電廠特點(diǎn)1)通常建設(shè)在水力資源豐富的江河湖泊狹谷處，廠址較為狹窄，建設(shè)規(guī)模比較明確。2)一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線。采用單元接線和擴(kuò)大單元接線。3)一般水電站還承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，大型水電廠擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的基本負(fù)荷，在系統(tǒng)中地位重要?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線水電廠主接線

該廠有六臺(tái)發(fā)電機(jī)，其中G1-G4與分裂變壓器T1、T2接成擴(kuò)大單元接線，將電能送到500kV的3/2接線，另外兩臺(tái)大容量機(jī)組與變壓器組成單元接線，將電能送到220kV的雙母線帶旁路母線。500kV與220kV之間由一臺(tái)自耦變聯(lián)絡(luò)，自耦變的低壓側(cè)作為廠用備用電源。大型水電廠的電氣主接線具有區(qū)域性火電廠的某些特點(diǎn)。但根據(jù)水電廠的特點(diǎn)，為減少占地面積、減少土石方的開挖和回填量，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行操作靈活、可靠性較高的接線方式，并力求減少電氣設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化配電裝置布置。這是采用擴(kuò)大單元接線的原因?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線大型區(qū)域性火電廠的特點(diǎn)：1)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)，擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的基本負(fù)荷，在系統(tǒng)中地位重要。2)電廠附近沒有負(fù)荷，不設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)與變壓器間采用簡(jiǎn)單可靠的單元接線直接接入220～500kV配電裝置，通過高壓或超高壓遠(yuǎn)距離輸電線路將電能送入電力系統(tǒng)。3)升高電壓1-2級(jí)，最多不超過3級(jí)?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線大型區(qū)域性火電廠主接線該廠有兩臺(tái)300MW和兩臺(tái)600MW大型凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，均采用發(fā)電機(jī)一雙繞組變壓器單元接線形式，其中兩臺(tái)300MW機(jī)組單元接入帶專用旁路斷路器的220kV雙母線帶旁路母線接線。兩臺(tái)600MW機(jī)組單元接入500kV的一個(gè)半斷路器接線。500kV與220kV配電裝置之間，經(jīng)一臺(tái)自耦聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)，聯(lián)絡(luò)變壓器的第三繞組上接有廠用高壓?jiǎn)?dòng)/備用變壓器。220kV母線接有廠用備用變壓器?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一個(gè)大型樞紐變電所，為方便500kV與220kV側(cè)的功率交換，安裝兩臺(tái)大容量自耦主變壓器。220kV側(cè)有多回向大型工業(yè)企業(yè)及城市負(fù)荷供電的出線，供電可靠性要求高，由于采用了六氟化硫斷路器，故不設(shè)置旁路母線，為提高可靠性，采用雙母線分段接線形式。500kV配電裝置采用一個(gè)半斷路器接線形式，主變壓器采用交叉換位布置方式，主變壓器的第三繞組上引接無功補(bǔ)償設(shè)備以及所用變壓器?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線以上介紹的主接線基本形式，從原則上說對(duì)各種發(fā)電廠和變電所都是適用的，但是根據(jù)具體問題具體分析的原則，不同類型的發(fā)電廠和變電所由于它們的地位、作用以及容量大小等不同，所采用的接線方式也都各自具有一定的特點(diǎn)。發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，對(duì)大量電動(dòng)機(jī)配置機(jī)械設(shè)備，用以保證主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、修配、照明等等用電設(shè)備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電的內(nèi)容包括廠用電率、廠用負(fù)荷及廠用電接線。第四節(jié)廠用電接線《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、廠用電率：廠用電量占同一時(shí)期內(nèi)全廠總發(fā)電量的比值，用Kp表示。作用：（1）是發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。（2）降低廠用電率不僅能降低發(fā)電成本，還能相應(yīng)增大對(duì)系統(tǒng)的供電量。

Kp為廠用電率；Sc為廠用電負(fù)荷，cosΦ為年均功率因數(shù)，一般為0.8；PN為發(fā)電機(jī)額定功率。一般，凝汽式火電廠廠用電率5～8%，熱電廠8～10%，水電廠僅僅為0.3～2%?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線二、廠用負(fù)荷（1）I類負(fù)荷：短暫停電會(huì)造成設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停止運(yùn)行等的負(fù)荷。（2）II類負(fù)荷：短時(shí)間停電（幾分種之內(nèi)），恢復(fù)后不致引起生產(chǎn)出現(xiàn)問題。采取冗余技術(shù)可以滿足要求。（3）III類負(fù)荷：允許長(zhǎng)時(shí)間停電。（4）事故保安負(fù)荷：機(jī)組在停機(jī)過程中或停機(jī)一段時(shí)間必須供電的負(fù)荷。分為： ①允許短時(shí)停電的交流保安負(fù)荷 ②不允許停電的交流保安負(fù)荷 ③直流保安負(fù)荷《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線三、廠用電接線

設(shè)計(jì)原則：（1）保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠持續(xù)供電；（2）能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求；（3）具有可行性、先進(jìn)性還需考慮：（1）廠用電電壓等級(jí)的確定；（2）廠用電源的引接《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線（1）廠用電電壓等級(jí)的確定

發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行等因素相互配合，通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)綜合比較后確定。發(fā)電廠和變電所中一般供電網(wǎng)絡(luò)的電壓：低壓供電網(wǎng)絡(luò)為380V；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3、6、10KV；且電壓等級(jí)不一過多。一般確定原則：發(fā)電機(jī)容量75KW以下100～200KW1000KW380V6KV10KV廠用電電壓等級(jí)《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線（2）廠用電源及引接

廠用電源分類工作電源廠用備用電源事故保安電源保證發(fā)電廠、變電所正常運(yùn)行的基本電源一般不應(yīng)少于兩個(gè)工作電源。當(dāng)廠用工作電源事故失電時(shí)起后備作用的電源；獨(dú)立于工作電源。采用蓄電池組、柴油發(fā)電機(jī)、可靠外部獨(dú)立電源?！峨姎夤こ袒A(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線四、發(fā)電廠廠用電接線形式電廠廠用電常采用單母線分段的主接線形式?；痣姀S廠用電母線分段常根據(jù)鍋爐臺(tái)數(shù)。水電廠廠用電母線分段常根據(jù)水輪機(jī)組臺(tái)數(shù)。五、變電所所用電接線形式大中型區(qū)域性變電所設(shè)兩臺(tái)變壓器經(jīng)兩臺(tái)獨(dú)立電源對(duì)所用系統(tǒng)供電。小型變電所只需采用一臺(tái)變壓器供電。《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、電力網(wǎng)

電力網(wǎng)絡(luò)分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。

輸電網(wǎng)是以高電壓或超高壓將發(fā)電廠，變電所或變電所之間連接起來的送電網(wǎng)絡(luò)，又稱為電力網(wǎng)種的主網(wǎng)架網(wǎng)絡(luò)。二、輸電網(wǎng)接線基本要求：要滿足電源要求并具備穩(wěn)定可靠的供電能力；

具有一定的裕度和應(yīng)變能力；

運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)，成本較低；

接線簡(jiǎn)明，層次清晰；

網(wǎng)絡(luò)接合理，避免網(wǎng)內(nèi)環(huán)流。第五節(jié)電力網(wǎng)絡(luò)接線《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線三、輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是指輸送和分配電能的各類電壓等級(jí)電力線路、變壓器和相應(yīng)配電裝置的連接或接線方式。放射狀；鏈?zhǔn)浇泳€；環(huán)式接線；多電源環(huán)式；《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線多電源串鏈?zhǔn)?；干線式接線；網(wǎng)格式接線；高壓直流輸電《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、配電系統(tǒng)構(gòu)成

配電系統(tǒng)的功能是把變電站或小型發(fā)電廠的電力轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí)后輸送給每一個(gè)用戶。二、配電網(wǎng)基本要求：對(duì)上級(jí)送電電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和布局做了解；考慮次城網(wǎng)結(jié)構(gòu)，做長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃（20年以上）；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理，層次分明；靈活應(yīng)變性強(qiáng)；接線標(biāo)準(zhǔn)化，提高可靠性，降低維護(hù)成本；簡(jiǎn)化接線。第六節(jié)配電網(wǎng)接線《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線三、配電網(wǎng)絡(luò)接線方式1.架空線路放射式普通環(huán)式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線拉手環(huán)式雙手放射式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線雙路拉手環(huán)式多回路平行線式2地下電纜線路普通環(huán)式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線雙路拉手環(huán)式多回路平行線式2地下電纜線路普通環(huán)式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線拉手環(huán)式《電氣工程基礎(chǔ)》第七章電力系統(tǒng)接線一、短路概念：短路是電力系統(tǒng)相與相之間或相與地之間短接的現(xiàn)象，它是電力系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生的故障；短路電流直接影響電氣的安全，危害主接線的運(yùn)行。二、短路的危害及短路電流限制的必要性：當(dāng)大容量發(fā)電廠采用有母線的主接線方式時(shí)，短路電流經(jīng)常可達(dá)幾萬安或者幾十萬安，為使電器能承受短路電流的沖擊，往往需選用加大容量的電器（即重型電器）------加大投資、大開斷電流的高壓電器制造困難。短路會(huì)引起很大電流，致使一些電氣因能力不足而受損，甚至拖跨整個(gè)系統(tǒng)。

限制短路電流的必要性：為能合理選擇輕型電器，在主接線設(shè)計(jì)時(shí)可采用限制短路電流的方法。第七節(jié)短路電流的限制《電氣工程基礎(chǔ)》