電力系統(tǒng)的接線

c第2章電力系統(tǒng)的接線第2章電力系統(tǒng)的接線

電氣主接線電氣設(shè)備及其選擇原則電網(wǎng)接線及中性點接地方式直流輸電本章要點：廠站內(nèi)電氣主接線和廠站間接線2.1電氣主接線(一次接線) 電氣主接線表明電氣一次設(shè)備的連接關(guān)系，是發(fā)電廠、變電所電氣部分運行、檢修、操作和事故處理的一個工作平臺。只表示相對電氣連接關(guān)系，不表示實際位置。用單線圖表示，局部用三相。2.1.1概述1）電氣主接線安全——符合國家規(guī)范，保證人身和設(shè)備安全?？煽俊ＷC供電的可靠性、電能質(zhì)量。靈活——接線簡單、清晰，調(diào)度(正常、事故、檢修)靈活，檢修方便。經(jīng)濟——節(jié)約投資(減少設(shè)備、選擇便宜設(shè)備、選擇輕型設(shè)備)，少占土地，減少運行費用(電能損耗費、折舊費、維護費)擴建——便于發(fā)展和擴建2）對電氣主接線的要求有匯流母線的主接線單母線接線、單母線分段接線；雙母線接線、雙母線分段接線；3/2斷路器接線(一個半斷路器接線)；無匯流母線的主接線單元接線及擴大單元接線橋形接線角形接線3)主接線方式

1）

單母線接線 (1)隔離開關(guān)操作先通后斷電磁閉鎖機械閉鎖MMGXGDLDG出線運行退出2.2.2有匯流母線的主接線母線隔離開關(guān)出線隔離開關(guān)每條線路一般均裝有斷路器QF，因為斷路器具有滅弧裝置，可以斷開、閉合負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能斷開負(fù)荷電流和短路電流。安裝隔離開關(guān)的目的，是在線路停運后用隔離開關(guān)隔開電源，這樣當(dāng)檢修線路或斷路器時，形成一個檢修人員也能看見的、明顯的“斷開點”。這樣，萬一斷路器的合分閘指示器失靈，對檢修人員也是安全的。(2)單母線接線

簡單清晰、設(shè)備少

操作方便

利于擴建

可靠性、靈活性差MMGXGDLDGMGDL出線電源DG(3)單母線分段接線2～3段IFD出線電源IIFG可靠性：重要用戶從不同段引出；靈活性：單母運行、各段并列運行、各段分列運行6～10kV，25MW/段

35～60kV，8回出線

110～220kV，4回出線(4)單母線帶旁路不停電檢修出線斷路器PMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPDPMMMGXGDLMGDL出線電源PGPD35kV，8回出線

110kV，6回出線

220kV，4回出線旁路母線充電3～5min2）雙母線接線(1)雙母線接線

保證連續(xù)供電

運行調(diào)度靈活

雙母并列、雙母分列、一主一備

檢修方便

利于擴建IIILD(1)雙母線接線

倒閘操作IIILD(2)雙母線帶旁路接線IIILDPMPD專用旁路(3)雙母線分段接線IIIFDLD1LD23)一個半斷路器接線(二分之三接線)LDM1

可靠性高

運行靈活

操作簡單

設(shè)備多，投資大

繼電保護復(fù)雜1)橋形接線

斷路器少，布置簡單

可靠性較差

運行時，橋臂閉合

用于35～220kV4.5.3無匯流母線的主接線(1)內(nèi)橋LD

適于出線長，故障幾率多而變壓器不經(jīng)常切換(2)外橋LD

適于出線短，變壓器由于經(jīng)濟運行經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠。2)角形接線(1)三角形接線

可靠性高

操作靈活

設(shè)備選擇困難

繼電保護復(fù)雜

不便于擴建2)角形接線(2)四角形接線(3)雙四角形接線3)單元接線(1)發(fā)電機－變壓器組單元接線DLG2G1FBXL

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便

發(fā)電機側(cè)短路電流小(2)發(fā)電機－變壓器組擴大單元接線

變壓器和高壓斷路器少

節(jié)省占地面積分裂變壓器(3)線路－變壓器組單元接線

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便DLG2G1BXL(4)線路－變壓器組擴大單元接線

接線簡單，開關(guān)設(shè)備少

操作簡便DLG2G1BXLG32.2電力設(shè)備及選擇原則

絕緣安全可靠——既要承受工頻最高工作電壓的長期作用，也要承受內(nèi)部過電壓和外部過電壓的短時作用。一定的過負(fù)荷能力。正常運行時發(fā)熱不超過允許溫度。足夠的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性能。工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。2.1.1電力設(shè)備選擇的一般原則2.2母線、電纜、絕緣子匯流母線、連接母線：連接設(shè)備、匯集、分配、傳送電能。一般采用鋁母線，電流較大、位置狹窄的發(fā)動機出線端或腐蝕嚴(yán)重的場所用銅母線。要求：散熱好、截面系數(shù)大、集膚效應(yīng)小。矩形、圓管形、雙槽形。軟母線。發(fā)動機出口采用封閉母線。1）母線矩形圓管形雙槽形2.2母線、電纜、絕緣子交流：A相——黃、B相——綠、C相——紅。直流：正極——紅、負(fù)極——藍(lán)。中性線：接地中性線—紫、不接地中性線—白。2）母線顏色標(biāo)記2.2母線、電纜、絕緣子布置緊湊、占用空間小。散熱差、載流量小、耗用金屬多、價格高、檢修不便。油浸紙絕緣、橡皮絕緣、塑料絕緣、充油絕緣。3）電纜及特點2.2母線、電纜、絕緣子要求：足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮、防污。電站絕緣子：支柱絕緣子、套管絕緣子。電器絕緣子：支柱絕緣子、套管絕緣子。線路絕緣子：針式絕緣子、懸式絕緣子。4）絕緣子懸式絕緣子針式絕緣子支柱絕緣子2.3高壓開關(guān)電器一次電路——變電所中擔(dān)負(fù)輸送電能任務(wù)的電路二次電路——控制、指示、測量、保護一次設(shè)備運行的電路1）概述2.3.1高壓斷路器(1)對斷路器的要求能正常通斷負(fù)荷電流能斷開各種短路故障動作迅速1）概述工作現(xiàn)場常叫“開關(guān)”(2)結(jié)構(gòu)開斷部分：導(dǎo)電和觸頭系統(tǒng)，滅弧室操作、傳動部分絕緣部分：導(dǎo)電部分對地、對操作部分的絕緣(3)種類油斷路器——多油、少油壓縮空氣斷路器SF6斷路器真空斷路器(4)型號□□□-□□/□-□類型S、D、Z、L安裝場所：N、W設(shè)計序號開斷電流kA斷流容量MVA額定電流A其他標(biāo)志額定電壓kVSW2-35/1000ZN5-10/1250LW6-500/3150(1)分類多油斷路器：所有元件都在金屬油箱中。油作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。油量大，如DW3-252的油為48t，總重90t，鋼材消耗大。套管可裝設(shè)電流互感器。目前很少使用。導(dǎo)體部分做成U形。2）油斷路器(1)分類少油斷路器：觸頭、導(dǎo)電系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)裝在絕緣油箱中，油只作滅弧介質(zhì)。

SW7-252的油為0.8t，總重3t。35kV及以下的少油斷路器的滅弧室為1個，66kV、110kV為2個，做成Y形，220kV做成雙Y形，

330kV做成3個Y形。2）油斷路器多油斷路器少油斷路器(1)真空真空一般指氣體稀薄的空間。低于正常大氣壓即為真空。一個大氣壓為0.1Mpa。真空滅弧室的真空度在1.33×10-2～

1.33×10-5Pa，高真空

。3）真空斷路器(2)真空斷路器的特點絕緣性能好，觸頭開距小(12kV真空斷路器10mm，40.5kV為25mm)。操作機構(gòu)能量小，電弧電壓低、能量小、對觸頭燒損小。壽命長。開合負(fù)荷1000次以上，開合故障可達50次。無污染、噪聲小、免檢修。3）真空斷路器(1)SF6的特點是最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。無色、無味、無毒、不燃燒、化學(xué)性能穩(wěn)定。分子直徑比水蒸氣大，分子量是空氣的5.1倍。4）SF6斷路器(1)SF6的特點絕緣性能是空氣的3倍。在0.4MPa的氣壓下，絕緣性能與變壓器油相當(dāng)。觸頭開距小。滅弧能力強，燃弧時間短，觸頭燒損小。單滅弧室可以做到550kV全密封，檢修周期長。在電弧作用下，可分解為多種有毒和刺激性氣體。4）SF6斷路器較低電壓等級(10kV、35kV)多采用真空斷路器。超高壓電壓等級(330kV及以上)都采用SF6斷路器。高壓(66kV、110kV、220kV)可采用SF6斷路器，也可以采用少油斷路器。5）斷路器類型的選擇2.3.2隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，只能切斷小電流。與斷路器配合使用。操作原則——先通后斷。1）概述工作現(xiàn)場常稱“刀閘”隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)圖GN8—10/600型高壓隔離開關(guān)1-上接線端；

2-靜觸頭；

3-刀閘；4–套管絕緣子；5–下接線端；6–框架；7–轉(zhuǎn)軸；8–拐臂；9–升降絕緣子；10–支柱絕緣子2.3.2隔離開關(guān)隔離電源——將待檢修的線路或設(shè)備與帶電的電網(wǎng)可靠的隔離。倒換母線——雙母線中用來倒閘操作接通或切斷電路——電壓互感器、避雷器、10kV及以下且容量為315kVA及以下的空載變壓器、電壓35kV長度10km以內(nèi)的空載線路、電壓10kV長度5km以內(nèi)的空載架空線路（電容電流小于5A）2）作用2.3.2隔離開關(guān)簡單可靠、操作時運動平穩(wěn)無沖擊。滿足熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。分閘時有明顯的斷口，確保安全。與斷路器、接地刀閘有機械或電氣連鎖。3）對隔離開關(guān)的要求操作規(guī)則：先通后斷2.3.2隔離開關(guān)防止誤跳、誤合斷路器。防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)。防止帶電掛接地線。防止帶接地線合隔離開關(guān)。防止人員誤入帶電間隔。4）對高壓開關(guān)的五防2.3電力網(wǎng)接線及中性點接地方式

2.3.1幾種典型接線方式1）無備用接線放射式干線式鏈?zhǔn)椒派涫?、干線式、鏈?zhǔn)?。?yōu)點：簡單、經(jīng)濟、運行方便。缺點：可靠性差。適用于二級負(fù)荷(采用自動重合閘)、有備用電源的一級負(fù)荷1）無備用接線2）有備用接線放射式干線式鏈?zhǔn)絻啥斯╇娋W(wǎng)絡(luò)環(huán)式2）有備用接線放射式、干線式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、兩端供電網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點：可靠性高、電壓質(zhì)量高。缺點：不經(jīng)濟(線路、設(shè)備多)、運行調(diào)度復(fù)雜、故障時電壓質(zhì)量差。操作安全、供電可靠、電能質(zhì)量良好、經(jīng)濟3）接線方案選擇2）有備用接線3.3.2電力系統(tǒng)中性點運行方式中性點是星形連接的變壓器或發(fā)電機的公共點。對絕緣水平、保護、通信、電壓等級、系統(tǒng)接線有影響。分類：直接接地、不接地。1）概述（1）線路模型Π型等值電路R、L、C都較小某些情況下可以忽略2）中性點直接接地BAC2）中性點直接接地（2）單相接地—單相短路BAC（3）優(yōu)點

單相接地時，對地電壓不升高絕緣要求低。較安全。（4）缺點

短路電流大，馬上切除,大接地電流系統(tǒng)。用于220/380V和≥110kV特點：供電可靠性高、對絕緣要求高。<110kV。不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地。小接地電流系統(tǒng)3）中性點不接地方式（1）正常運行分析CBACR、X較小，壓降不大，忽略A）中性點不接地（2）單相接地分析CBAC各相對地電壓？各相電流？（2）單相接地分析CBACC相對地電壓為0，A、B相升高為倍

A、B相增大到倍，C電流增大到3倍（3）優(yōu)點單相接地時，線電壓不變，三相設(shè)備正常工作。（4）缺點

非故障相對地升高，絕緣要求高。接地電流較大時，接地點會出現(xiàn)電弧，引起諧振，產(chǎn)生過電壓。單相接地要及時處理(2小時)B）中性點經(jīng)消弧線圈接地（1）前提3～6kV——≥30A10kV——≥20A35～60kV——≥10A消弧線圈——感抗很大的鐵心線圈（2）單相接地分析C0BACL（3）補償程度

完全補償—正常運行時諧振欠補償—某些線路退出，還可能諧振過補償—過補償度5％～10％（4）優(yōu)點單相接地時，線電壓不變，三相設(shè)備正常工作。（5）缺點

非故障相對地升高，絕緣要求高。單相接地要及時處理(2小時)C）中性點經(jīng)電阻接地

適用范圍≤10A——高電阻接地

10~100A——中、小電阻接地分類：高電阻、中電阻、小電阻接地。耗能元件、電容電荷釋放元件、諧振的阻壓元件，可有效防止諧振過電壓和電弧過電壓。2.4直流輸電

1954年，瑞典海底電纜。目前達50余個輸電工程。中國直流輸電發(fā)展很快，十幾個輸電工程。1）概述直流輸電原理圖保護器保護器控制器控制器逆變器電抗器換流變壓器交流系統(tǒng)2電容器濾波器交流系統(tǒng)1換流變壓器