《風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 》 課件 第1、2章 風(fēng)電場(chǎng)和電氣部分的基本概念、風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成和主接線方式

風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)本課程主要內(nèi)容本課程第1章介紹風(fēng)電場(chǎng)與電氣部分的基本概念和表示方法，使大家了解風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的含義。

第2章介紹風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的特點(diǎn)和基本構(gòu)成，在介紹電氣主接線的基本概念和設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，列舉電氣主接線的常見形式，并重點(diǎn)說(shuō)明風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線的基本形式，使大家了解風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的整體布局和組成部分，掌握風(fēng)電場(chǎng)電氣接線設(shè)計(jì)的基本思想和依據(jù)。

本課程主要內(nèi)容第3章詳細(xì)介紹風(fēng)電場(chǎng)中的各主要一次電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，包括風(fēng)電機(jī)組、變壓器、斷路器和隔離開關(guān)、母線和輸電線路、電抗器和電容器、電壓互感器和電流互感器等，以及變壓器、斷路器等重要一次設(shè)備的型式、參數(shù)，使大家對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的原理、功能、結(jié)構(gòu)、外觀等有具體認(rèn)知。第4章介紹風(fēng)電場(chǎng)一次電氣設(shè)備選擇的一般條件和技術(shù)條件，以及熱穩(wěn)定校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和環(huán)境校驗(yàn)方法，使大家了解和掌握電氣設(shè)備的型式、參數(shù)與其在風(fēng)電場(chǎng)中運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系，并且能對(duì)風(fēng)電一次設(shè)備的選擇進(jìn)行初步分析和簡(jiǎn)單計(jì)算。本課程主要內(nèi)容

第5章介紹電氣二次部分的含義和功能，以及電氣二次系統(tǒng)的主要設(shè)備及其原理，使大家了解風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構(gòu)成及電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法，并對(duì)我國(guó)目前已普遍采用的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有一定的認(rèn)知。

第6章介紹風(fēng)電場(chǎng)中配電裝置的概念和表示方法，描述各種常見配電裝置的結(jié)構(gòu)和作用，說(shuō)明配電裝置的設(shè)計(jì)要求及選型和布置方法，介紹風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電機(jī)組的排列布置和升壓變電站電工建筑物的布置。本課程主要內(nèi)容

第7章介紹風(fēng)電場(chǎng)的防雷和接地問(wèn)題，首先說(shuō)明雷電的形成機(jī)理和雷電的危害，介紹雷電防護(hù)的一般方法；然后對(duì)接地的意義和作用，尤其是對(duì)接觸電壓和跨步電壓等重要概念進(jìn)行具體的說(shuō)明，給出接地設(shè)計(jì)的一般要求；并全面介紹風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電機(jī)組、集電線路和升壓站的防雷保護(hù)措施，有助于大家了解風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備安全方面的知識(shí)和解決辦法，提高安全生產(chǎn)的意識(shí)。

第8章介紹風(fēng)電場(chǎng)中的電力電子設(shè)備，在簡(jiǎn)述電力電子技術(shù)應(yīng)用和常見電力電子器件的基礎(chǔ)上，闡述變流技術(shù)和PWM技術(shù)的基本原理；重點(diǎn)介紹主流大型風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)換流器，包括其電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理；最后簡(jiǎn)單介紹風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制需求，以及SVC和STATCOM等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。第1章風(fēng)電場(chǎng)和電氣部分的基本概念關(guān)注的問(wèn)題風(fēng)電場(chǎng)的基本概念，電氣和電氣部分的概念；電氣部分的一般組成有哪些？各部分的作用是什么？電氣部分的圖形表示法教學(xué)目標(biāo)了解風(fēng)電場(chǎng)的基本概念和風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的含義，初步理解和掌握電氣部分的大致構(gòu)成及表示方法，尤其是重要電氣設(shè)備及其圖形符號(hào)?！?.1風(fēng)力發(fā)電概述

風(fēng)是人類最常見的自然現(xiàn)象之一，風(fēng)能資源的儲(chǔ)量非常巨大，一年之中風(fēng)所產(chǎn)生的能量大約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界每年所消耗的燃料的3000倍。

十九世紀(jì)末，風(fēng)能開始被用于發(fā)電，據(jù)稱始于丹麥，并且迅速成為其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。風(fēng)電技術(shù)是可再生能源技術(shù)中最成熟的一種能源技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電由于環(huán)保清潔，無(wú)廢棄物排放，施工周期短，利用歷史悠久，受到了各國(guó)的廣泛重視和大力推廣。如今風(fēng)力發(fā)電在世界范圍內(nèi)都獲得了快速的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電規(guī)模及其在電力能源結(jié)構(gòu)中的份額都增長(zhǎng)很快?！?.1風(fēng)力發(fā)電概述風(fēng)力發(fā)電就是利用風(fēng)力機(jī)獲取風(fēng)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再利用發(fā)電機(jī)將風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出的生產(chǎn)過(guò)程。

風(fēng)力機(jī)有很多種類型，用于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)也呈現(xiàn)出多樣性，但是其基本能量轉(zhuǎn)換過(guò)程都是一樣的，如圖：

用于實(shí)現(xiàn)該能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的成套設(shè)備稱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組?！?.1風(fēng)力發(fā)電概述

單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力是有限的，目前在內(nèi)陸地區(qū)應(yīng)用的主流“大型”機(jī)組的額定功率不過(guò)1.5MW，海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量在3MW左右，最大已達(dá)6MW。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電能經(jīng)由特定電力線路送給用戶或接入電網(wǎng)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電力用戶或電網(wǎng)的聯(lián)系是通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)中的電氣部分得以實(shí)現(xiàn)的?！?.2風(fēng)電場(chǎng)的概念

風(fēng)電場(chǎng)是在一定的地域范圍內(nèi)由同一單位經(jīng)營(yíng)管理的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及配套的輸變電設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)人員等共同組成的集合體。選擇風(fēng)力資源良好的場(chǎng)地，根據(jù)地形條件和主風(fēng)向，將多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照一定的規(guī)則排成陣列，組成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，并對(duì)電能進(jìn)行收集和管理，統(tǒng)一送入電網(wǎng)，是建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的基本思想?！?.2風(fēng)電場(chǎng)的概念應(yīng)根據(jù)風(fēng)向玫瑰圖和風(fēng)能玫瑰圖確定風(fēng)電場(chǎng)的主導(dǎo)風(fēng)向，在平坦、開闊的場(chǎng)址，要求主導(dǎo)向上機(jī)組間相隔5~9倍風(fēng)輪直徑，在垂直于主導(dǎo)風(fēng)向上要求機(jī)組間相隔3~5倍風(fēng)輪直徑。按照這個(gè)規(guī)則，風(fēng)電機(jī)組可以單排或多排布置。多排布置時(shí)應(yīng)成梅花形排列。

風(fēng)電場(chǎng)是大規(guī)模利用風(fēng)能的有效方式，二十世紀(jì)80年代初興起于美國(guó)加利福尼亞。目前，風(fēng)電場(chǎng)的分布幾乎是遍布全球，風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)目已成千上萬(wàn)，最大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)可上百萬(wàn)千瓦級(jí)?！?.2風(fēng)電場(chǎng)的概念

按照風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模，風(fēng)電場(chǎng)大致可以分為：小型、中型和大型（特大型）風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源場(chǎng)地說(shuō)

明小型較好較小可建幾兆瓦容量的風(fēng)電場(chǎng)，接入35~66kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)。中型較好合適可建幾十兆瓦容量以下風(fēng)電場(chǎng)，接入110kV及以下電網(wǎng)。大型（特大型）豐富開闊可建容量在100~600MW或更大的風(fēng)電場(chǎng)，例如我國(guó)的特許權(quán)風(fēng)電項(xiàng)目?！?.3電氣和電氣部分

電氣的本意即為電，也就是：帶電的、生產(chǎn)和使用電能相關(guān)的。

對(duì)于電氣部分可以泛泛地理解為：由所有帶電設(shè)備及其附屬設(shè)備所組成的全部?！?.3.1電氣的基本概念

§1.3電氣和電氣部分§1.3.1電氣的基本概念

發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)是一般意義上的電源，它將其他能源轉(zhuǎn)化為電能，如：煤炭、石油、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)?、潮汐等。電能無(wú)法由自然界直接獲取，是一種二次能源，那些存在于自然界可以直接利用的能源被稱為一次能源。發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能一般需要經(jīng)過(guò)變壓器升高電壓后送入其所在電網(wǎng)中。

電能由電網(wǎng)輸送到用戶所在地，經(jīng)降壓后分配給最終的用戶。

在電能生產(chǎn)到消費(fèi)之間需要由電能可以傳導(dǎo)的路徑，由于一定區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠和用戶的分布非常復(fù)雜，因此這一路徑自然形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即所謂的電網(wǎng)，電能由發(fā)電廠生產(chǎn)出來(lái)以后在電網(wǎng)中根據(jù)其結(jié)構(gòu)按照物理規(guī)律自然分配。§1.3電氣和電氣部分§1.3.2電氣部分的一般組成

包括風(fēng)電場(chǎng)在內(nèi)的各類發(fā)電廠站、實(shí)現(xiàn)電壓等級(jí)變換和能量輸送的電網(wǎng)、消耗電能的各類設(shè)備（用戶或負(fù)荷）共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)，即用于生產(chǎn)、傳輸、變換、分配和消耗電能的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的帶電部分統(tǒng)稱為其各自的電氣部分。

發(fā)電廠和變電站是整個(gè)電力系統(tǒng)的基本生產(chǎn)單位。電氣部分不僅僅包括電能生產(chǎn)、變換的部分,還包括其自身消耗電能的部分。以上用于能量生產(chǎn)、變換、分配、傳輸和消耗的部分稱為電氣一次部分。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)廠站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制，電氣部分還包括所謂的二次部分，即用于對(duì)本廠站內(nèi)一次部分進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視、控制和保護(hù)的部分。升壓站20kV220kV降壓變電站110kV變電站110kV電纜桿上變壓器至其它路燈用配電站10kV路燈牽引變電站高速列車27.5kV380/220V開閉所10kV10kV10kV居民小區(qū)箱式變電所箱式變電所批發(fā)市場(chǎng)化工廠電纜10kV10kV配電箱380/220V380/220V電燈電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)泵空壓機(jī)380/220V發(fā)電廠110kV380/220V電動(dòng)葫蘆電焊機(jī)加熱器變電站110kV風(fēng)電場(chǎng)10kV10kV10kV開閉所箱式變電所某商場(chǎng)學(xué)校10kV常見負(fù)荷類型開閉所10kV10kV380/220V10kV高壓開關(guān)柜變壓器低壓開關(guān)柜箱式變電所內(nèi)部示意圖應(yīng)急照明水泵房電梯某商場(chǎng)用電示意圖1層配電柜101室配電箱子...…125室配電箱子...…至其它配電站10kV10kV圖為發(fā)電、輸電、變電、供配電及用電的簡(jiǎn)單示意一次部分最為重要的是發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)和變換的設(shè)備，發(fā)電機(jī)用于電能生產(chǎn)、變壓器用于電能變換、電動(dòng)機(jī)和其他用電設(shè)備用于電能的消耗、母線用于電能的匯集和分配、線路則用于能量的輸送。§1.3電氣和電氣部分

§1.3.2電氣部分的一般組成為了保證我們可以任意地控制發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、線路等設(shè)備的投入和退出（帶電/不帶電），需要有相關(guān)的開關(guān)，這就是斷路器。

在分合電路的斷路器旁邊常常伴有用于檢修時(shí)起電氣隔離作用的隔離開關(guān)。除了斷路器和隔離開關(guān)外，常見的開關(guān)電器還有熔斷器和接觸器。

§1.3電氣和電氣部分§1.3.2電氣部分的一般組成

在電力系統(tǒng)中，為了保證人員和設(shè)備的運(yùn)行安全以及電力系統(tǒng)本身中性點(diǎn)接地的要求，還需要有相應(yīng)的接地裝置。在發(fā)電廠和變電站中常采用埋于地下的人工接地體構(gòu)成接地網(wǎng)。接地網(wǎng)要求可以基本覆蓋廠站內(nèi)電氣設(shè)備的全部，以保證設(shè)備的可靠接地。此外，為應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)中可能的故障或異常，在電氣設(shè)備中還需要加裝一些防御過(guò)電壓和短路電流的裝置，包括避雷器和串聯(lián)電抗器?！?.3電氣和電氣部分§1.3.2電氣部分的一般組成

二次系統(tǒng)是傳遞信號(hào)的電路，通過(guò)電壓互感器和電流互感器將被測(cè)的一次設(shè)備和系統(tǒng)的高電壓和大電流變換為低電壓和小電流傳遞給測(cè)量和保護(hù)裝置，測(cè)量和保護(hù)裝置對(duì)所測(cè)得的電壓和電流進(jìn)行判別以監(jiān)視一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并記錄。

電壓互感器和電流互感器按作用來(lái)分可以認(rèn)為是二次設(shè)備，但其直接并聯(lián)和串聯(lián)于一次電路中，實(shí)際上是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的連接設(shè)備?！?.3電氣和電氣部分§1.3.2電氣部分的一般組成

繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置可以認(rèn)為是電力系統(tǒng)的衛(wèi)兵。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)采集到的電流和電壓進(jìn)行分析，判定發(fā)生故障后便動(dòng)作觸發(fā)與故障設(shè)備相連的斷路器。

重合閘及備用電源自投裝置是電力系統(tǒng)中常見的自動(dòng)裝置，它用故障后斷路器的合閘來(lái)縮小故障對(duì)于系統(tǒng)的影響。

常見的控制電器有斷路器的控制開關(guān)。裝設(shè)于變電站主控制實(shí)內(nèi)的控制屏，常常見于常規(guī)控制變電站。

控制屏上裝設(shè)有用于監(jiān)視的表計(jì)（電流表、電壓表、有功功率表、無(wú)功功率表）；用于燈光告警的光子牌、用于操作斷路器的控制開關(guān)和指示斷路器位置的紅綠指示燈?！?.3電氣和電氣部分§1.3.2電氣部分的一般組成上述設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候需要消耗電能，是作為耗電設(shè)備存在的，因此還需要裝設(shè)相應(yīng)的直流電源設(shè)備。采用直流的好處是可以利用蓄電池進(jìn)行電能存儲(chǔ)。在發(fā)電廠和變電站內(nèi)二次設(shè)備由控制電纜連接構(gòu)成了功能不同的二次回路。§1.4電氣部分的圖示

對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)等各類發(fā)電廠和變電站內(nèi)電氣部分的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和研究等工作都需要依賴其圖形方法，即用圖形符號(hào)結(jié)合文字符號(hào)在平面上抽象我們的具體問(wèn)題，最為常見的就是電氣接線圖，包括一次接線圖和二次回路圖，它們以規(guī)定的圖形和文字符號(hào)描述了廠站內(nèi)一次部分和二次部分的電路基本組成和連接關(guān)系。在發(fā)電廠和變電站中，電氣設(shè)備根據(jù)其作用和具體要求按照一定方式由導(dǎo)體連接形成了傳輸能量（一次部分）和信號(hào)（二次部分）的電路，這個(gè)電路就被稱為電氣接線，對(duì)這個(gè)電路的圖形描述被稱為一次接線圖（又稱電氣主接線圖）和二次回路圖。建立電氣接線圖，首先需要規(guī)定具體電氣設(shè)備的圖形符號(hào)主要電氣設(shè)備的圖形符號(hào)如表所示風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)第2講風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成和主接線方式第2章風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成和主接線方式

教學(xué)目標(biāo)掌握風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的特點(diǎn)和基本構(gòu)成，

了解電氣主接線的基本概念和設(shè)計(jì)原則，

理解各種電氣主接線形式的特點(diǎn)并掌握分析方法，

理解和掌握風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本思想和依據(jù)。關(guān)注的問(wèn)題風(fēng)電場(chǎng)與常規(guī)電廠的區(qū)別是什么？其電氣部分的構(gòu)成有哪些？電氣主接線的概念和相關(guān)術(shù)語(yǔ)有哪些？其設(shè)計(jì)原則又是什么？

常見的電氣主接線形式有哪些？風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？§2.1風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成

§2.1.1風(fēng)電場(chǎng)與常規(guī)電廠的區(qū)別風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量小風(fēng)電場(chǎng)的電能生產(chǎn)比較分散，發(fā)電機(jī)組數(shù)目多風(fēng)電機(jī)組輸出的電壓等級(jí)低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的類型多樣化風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出特性復(fù)雜風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)需要電力電子換流設(shè)備§2.1.2風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成總體而言，風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分也是由一次部分和二次部分共同組成，這一點(diǎn)和常規(guī)發(fā)電廠站是一樣的。

根據(jù)在電能生產(chǎn)過(guò)程中的整體功能，風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)可以分為四個(gè)主要部分：風(fēng)電機(jī)組、集電系統(tǒng)、升壓站及廠用電系統(tǒng)。

目前，風(fēng)電場(chǎng)的主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身輸出電壓為690V，經(jīng)過(guò)機(jī)組升壓變壓器將電壓升高到10kV或35kV。

§2.1.2風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成

風(fēng)電機(jī)組，除了風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)以外，還包括電力電子換流器（有時(shí)也稱為變頻器）和對(duì)應(yīng)的機(jī)組升壓變壓器（有的文獻(xiàn)稱之為集電變壓器）。

集電系統(tǒng)將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的電能按組收集起來(lái)。分組采用位置就近原則，每組包含的風(fēng)電機(jī)組數(shù)目大體相同。每一組的多臺(tái)機(jī)組輸出（經(jīng)過(guò)機(jī)組升壓變壓器升壓后）一般可由電纜線路直接并聯(lián)。

升壓變電站的主變壓器將集電系統(tǒng)匯集的電能再次升高。

廠用電包括維持風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行及安排檢修維護(hù)等生產(chǎn)用電和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的生活用電等，也就是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)用電的部分。§2.1.2風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)示意圖如下圖所示：其中各部分為1風(fēng)機(jī)葉輪2傳動(dòng)裝置3發(fā)電機(jī)4變流器5機(jī)組升壓變壓6升壓站中的配電裝置7升壓站中的升壓變壓器8升壓站中的高壓配電裝置9架空線路123457689§2.2電氣主接線及設(shè)計(jì)要求

§2.2.1電氣主接線的基本概念§地理接線圖

地理接線圖就是用來(lái)描述

某個(gè)具體電力系統(tǒng)中發(fā)電廠、

變電所的地理位置，電力線路

的路徑，以及他們相互的聯(lián)結(jié)它是對(duì)該系統(tǒng)的宏觀印象，

只表示廠站級(jí)的基本組成和連接關(guān)系，無(wú)法表示電氣設(shè)備的組成火電廠風(fēng)電場(chǎng)變電站§電氣主接線

在發(fā)電廠和變電所中，各種電氣設(shè)備必須被合理組織連接以實(shí)現(xiàn)電能的匯集和分配；而根據(jù)這一要求由各種電氣設(shè)備組成，并按照一定方式由導(dǎo)體連接而成的電路被稱為電氣主接線。

對(duì)于電氣主接線的描述是由電氣主接線圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。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)并按照工作順序排列，以單線圖的方式詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系某些需要表示接線特征的設(shè)備則要表示其三相特征§電源和負(fù)荷

通常認(rèn)為相對(duì)于需要分析的具體電氣設(shè)備，為其提供電能的相關(guān)設(shè)備即是其電源。在發(fā)電廠和變電站中，用于向用戶供電的線路被稱為是負(fù)荷。

配電裝置用于具體實(shí)現(xiàn)電能的匯集和分配，它是根據(jù)電氣主接線的要求，由開關(guān)電氣、母線、保護(hù)和測(cè)量設(shè)備以及必要的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體?！煸O(shè)備工作狀態(tài)

運(yùn)行中的電氣設(shè)備可分為四種狀態(tài)，即運(yùn)行狀態(tài)、熱備用狀態(tài)、冷備用狀態(tài)和檢修狀態(tài)。

運(yùn)行狀態(tài)是指電氣設(shè)備的斷路器、隔離開關(guān)都在合閘位置；

熱備用狀態(tài)是指設(shè)備只斷開了斷路器而隔離開關(guān)仍在合閘位置；

冷備用狀態(tài)是指設(shè)備的斷路器、隔離開關(guān)都在分閘位置；

檢修狀態(tài)是指設(shè)備所有的斷路器、隔離開關(guān)已斷開，并完成了裝設(shè)地線、懸掛標(biāo)示牌、設(shè)置臨時(shí)遮欄等安全技術(shù)措施?！煸O(shè)備工作狀態(tài)送電過(guò)程中的設(shè)備工作狀態(tài)變化為：停電過(guò)程中的設(shè)備工作狀態(tài)變化為：§倒閘操作

利用開關(guān)電器，遵照一定的順序，對(duì)電氣設(shè)備完成上述四種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程稱為倒閘操作。倒閘操作必須嚴(yán)格遵守基本操作原則§2.2.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則發(fā)電廠主接線設(shè)計(jì)的基本要求有三點(diǎn)：一、可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)的基本要求，在主接線設(shè)計(jì)中可以下幾方面加以考慮：任一斷路器檢修時(shí)，盡量不會(huì)影響其所在回路供電；斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部二級(jí)負(fù)荷或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；盡量減小發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性?！?.2.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則二、靈活性發(fā)電廠主接線應(yīng)該滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性：

調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，靈活調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；

檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修不至影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電；

擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過(guò)渡到最終接線。

§2.2.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則三、經(jīng)濟(jì)性在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，還應(yīng)盡量做到經(jīng)濟(jì)合理：

投資?。褐鹘泳€力求簡(jiǎn)單，繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，采取限制短路電流的措施；

占地面積?。褐鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積??；

電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，并盡量避免因兩次變壓而增加的電能損失。§2.3常用的電氣主接線形式

§2.3.1電氣主接線的分類在發(fā)電廠和變電站中，配電裝置實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路之間的電能的匯集和分配，這些設(shè)備的連接由母線和開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)，母線和開關(guān)電器的不同的組織連接也就構(gòu)成就了不同的接線形式。主接線形式可以分為兩大類：有匯流母線和無(wú)匯流母線。

匯流母線，簡(jiǎn)稱母線，是匯集和分配電能的設(shè)備?！?.3.1電氣主接線的分類有匯流母線采用有匯流母線的接線形式便于實(shí)現(xiàn)多回路的集中。接線簡(jiǎn)單、清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多，因此更適用于回路較多的情況，一般進(jìn)出線數(shù)目大于4回。有匯流母線的接線形式包括：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母線分段、帶旁路母線等?！?.3.1電氣主接線的分類

無(wú)匯流母線

無(wú)匯流母線的接線形式使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站。無(wú)匯流母線的接線形式包括：?jiǎn)卧泳€、橋形接線、角形接線、變壓器－線路單元接線等?！?.3.2電氣主接線的常見形式§單元接線

單元接線是最簡(jiǎn)單的接線形式，即發(fā)電機(jī)和主變壓器組成一個(gè)單元，發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能直接輸送給變壓器，經(jīng)過(guò)變壓器升壓后送給系統(tǒng)。

§橋型接線當(dāng)變配電裝置中只有兩條線路連接站內(nèi)兩臺(tái)主變時(shí)，常采用橋形接線，此時(shí)這兩回進(jìn)線分別和兩條線路連接，形成了兩個(gè)線路－變壓器的供電路徑，在這兩個(gè)供電路徑由橋斷路器聯(lián)絡(luò)。根據(jù)橋斷路器相對(duì)于變壓器和線路的安裝位置，又分為內(nèi)橋接線和外橋接線

§橋型接線

內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線的橋斷路器靠近變壓器，對(duì)于變壓器的投切需要操作兩臺(tái)斷路器，而對(duì)于線路的操作只需要一臺(tái)斷路器

適用于變壓器不經(jīng)常切換，而線路較長(zhǎng)，故障概率較高，所造成的線路需要經(jīng)常操作的場(chǎng)合§橋型接線外橋接線

外橋接線對(duì)于變壓器的投切操作一臺(tái)斷路器，而線路則需要操作兩臺(tái)斷路器

外橋接線適用于變壓器切換

頻繁，或線路較短，故障概

率小的場(chǎng)合§

單母線單母線以一條母線作為配電裝置中的電能匯集節(jié)點(diǎn)，是有母線接線形式中最簡(jiǎn)單的接線形式優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作簡(jiǎn)單、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置缺點(diǎn)：?jiǎn)文妇€的可靠性較低單母線接線適用于電源數(shù)目較少、容量較小的場(chǎng)合：(1)6～10kV配電裝置的出線回路不超過(guò)5回。(2)35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回。(3)110～220kV配電裝置的出線回路不超過(guò)2回?！?/p>

單母線分段

當(dāng)配電裝置中有多個(gè)電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）存在的時(shí)候，可以將單母線根據(jù)電源的數(shù)目進(jìn)行分段，這也就單母線分段形式兩臺(tái)主變作為電源分別給兩段母線供電，兩段母線之間由分段斷路器聯(lián)系，兩段母線可以由分段斷路器的閉合而并列運(yùn)行，也可以由分段斷路器斷開而分列運(yùn)行分段的數(shù)目由電源數(shù)量和容量決定§

單母線分段

單母線分段的優(yōu)點(diǎn)：

重要用戶可以從兩段母線上引出兩個(gè)回路，由不同的電源供電（母線）。當(dāng)一段母線發(fā)生故障的或需要檢修的時(shí)候，分段斷路器可以斷開，保證另一段母線的正常運(yùn)行。

缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線故障的時(shí)候，其所連接的回路依然需要停電；同時(shí)重要負(fù)荷采用雙回線時(shí)，在擴(kuò)建的時(shí)候需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建單母線分段的適用范圍如下：(1)6～10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上。(2)35～66kV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回。(3)110～220配電裝置出線回路數(shù)為3～4回§

雙母線雙母線接線方式通過(guò)設(shè)置兩條獨(dú)立的母線，每條母線都可以和配電裝置中的任意回路相連接，從而使得當(dāng)一條母線故障或檢修時(shí)，所有的回路可以運(yùn)行于另一條母線每個(gè)回路通過(guò)一個(gè)斷路器和兩個(gè)隔離開關(guān)和兩條母線相連，母線之間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器（母聯(lián)）連接

§

雙母線雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：

供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便、便于試驗(yàn)缺點(diǎn)：投資增加、增加了誤操作可能

適用范圍：雙母線接線適用于回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求的情況下采用。具體條件如下：（1）6～10kV配電裝置，當(dāng)短路電流較大的時(shí)候，出線需要加裝電抗器時(shí)。（2）35～63kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)；或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)。（3）110～220kV配電裝置出線回路數(shù)在5回及以上時(shí)；或在系統(tǒng)中具有重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上?！祀p母線分段當(dāng)220kV進(jìn)出線回路甚多時(shí)，為了減少母線故障時(shí)候的停電范圍，需要對(duì)雙母線進(jìn)行分段提高了供電可靠性和靈活性，