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文檔簡介

第3章電氣主接線3.1對電氣主接線的基本要求3.2電氣主接線的基本形式3.3發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇3.4限制短路電流的措施3.5各類發(fā)電廠和變電所主接線的特點及實例3.6主接線的設(shè)計原則和步驟思考題

本章介紹電氣主接線的基本要求、基本接線形式、特點及其適用范圍,并對主變壓器的選擇、限制短路電流的措施進行分析;介紹互感器和避雷器在主接線中的配置,以便更

全面地了解主接線;最后,綜合闡述各種類型發(fā)電廠和變電所主接線的特點和主接線設(shè)計的一般原則、步驟、方法。

3.1對電氣主接線的基本要求

電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體,它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系。所以,它的設(shè)計直接關(guān)系到全廠(所)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置,繼電保護、自動裝置和控制方式的確定,對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行起著決定的作用。對電氣主接線的基本要求,概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三個方面。

一、可靠性

對于一般技術(shù)系統(tǒng)來說,可靠性是指一個元件、一個系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)及一定條件下完成預(yù)定功能的能力。電氣主接線屬可修復(fù)系統(tǒng),其可靠性用可靠度表示,即主接線無

故障工作時間所占的比例。

供電中斷不僅給電力系統(tǒng)造成損失,而且給國民經(jīng)濟各部門造成損失,后者往往比前者大幾十倍,至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響,更是難以估量。因此,供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求,電氣主接線必須滿足這一要求。主接線的可靠性可以定性分析,也可以定量計算。因設(shè)備檢修或事故被迫中斷供電的機會越少、影響范圍越小、停電時間越短,表明主接線的可靠性越高。

顯然,對發(fā)電廠、變電所主接線可靠性的要求程度,與其在電力系統(tǒng)中的地位和作用有關(guān),而地位和作用則是由其容量、電壓等級、負(fù)荷大小和類別等因素決定的。

目前,我國機組按單機容量大小分類如下:50MW以下機組為小型機組;

50~200MW機組為中型機組;

200MW以上機組為大型機組。電廠按總?cè)萘考皢螜C容量大小分類如下:總?cè)萘?00MW以下,單機容量50MW以下為小型發(fā)電廠;總?cè)萘?00~1000MW,單機容量50~200MW為中型發(fā)電廠;總?cè)萘?000MW及以上,單機容量200MW以上為大型發(fā)電廠。

1.主接線可靠性的具體要求

(1)斷路器檢修時,不宜影響對系統(tǒng)的供電。

(2)斷路器或母線故障,以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時,應(yīng)盡量減少停運出線的回路數(shù)和停運時間,并保證對一、二級負(fù)荷的供電。

(3)盡量避免發(fā)電廠或變電所全部停運的可能性。

(4)對裝有大型機組的發(fā)電廠及超高壓變電所,應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。

2.單機容量為300MW及以上的發(fā)電廠主接線可靠性的特殊要求

(1)任何斷路器檢修時,不影響對系統(tǒng)的連續(xù)供電。

(2)任何斷路器故障或拒動,以及母線故障,不應(yīng)切除一臺以上機組和相應(yīng)的線路。

(3)任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合,以及母線分段或母聯(lián)斷路器故障或拒動時,一般不應(yīng)切除兩臺以上機組和相應(yīng)的線路。

3.330kV、500kV變電所主接線可靠性的特殊要求

(1)任何斷路器檢修時,不影響對系統(tǒng)的連續(xù)供電。

(2)除母線分段及母聯(lián)斷路器外,任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合時,不應(yīng)切除三回以上線路。

二、靈活性

(1)調(diào)度靈活,操作方便。應(yīng)能靈活地投入或切除機組、變壓器或線路,靈活地調(diào)配電源和負(fù)荷,滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的要求。

(2)檢修安全。應(yīng)能方便地停運線路、斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備,進行安全檢修而不影響系統(tǒng)的正常運行及用戶的供電要求。需要注意的是過于簡單的接線,可能滿足不了運行方式的要求,給運行帶來不便,甚至增加不必要的停電次數(shù)和時間;而過于復(fù)雜的接線,不僅會增加投資,而且會增加操作步驟,給操作帶來不便,并增加誤操作的幾率。

(3)擴建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展,往往需要對已投運的發(fā)電廠(尤其是火電廠)和變電所進行擴建,從發(fā)電機、變壓器直至饋線數(shù)均有擴建的可能。所以,在設(shè)計主接線時,應(yīng)留有余地,應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線,使在擴建時一、二次設(shè)備所需的改造最少。

三、經(jīng)濟性

可靠性和靈活性是主接線設(shè)計在技術(shù)方面的要求,它與經(jīng)濟性之間往往存在矛盾,即欲使主接線可靠、靈活,將可能導(dǎo)致投資增加。所以,兩者必須綜合考慮,在滿足技術(shù)要求的前提下,做到經(jīng)濟合理。

(1)投資省。主接線應(yīng)簡單清晰,以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資;應(yīng)適當(dāng)限制短路電流,以便選擇輕型電器設(shè)備;對110kV及以下的終端或分支變電所,應(yīng)推廣采用直降式[110/(6~10)kV]變電所和質(zhì)量可靠的簡易電器(如熔斷器)代替高壓斷路器的方式;應(yīng)使控制、保護方式不過于復(fù)雜,以利于運行并節(jié)省二次設(shè)備和電纜的投資。

(2)年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修維護費。其中電能損耗主要由變壓器引起,因此,要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù),盡量避免兩次變壓而增加電能損耗;后兩項(大修費、日常小修維護費)取決于工程綜合投資。

(3)占地面積小。主接線的設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件,以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方都應(yīng)采用三相變壓器(較三臺單相組式變壓器占地少、經(jīng)濟性好)。

(4)在可能的情況下,應(yīng)采取一次設(shè)計,分期投資、投產(chǎn),盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。

3.2電氣主接線的基本形式

3.2.1有匯流母線的主接線主接線的基本形式可分為有匯流母線和無匯流母線兩大類,它們又各分為多種不同的接線形式。

有匯流母線的接線形式的基本環(huán)節(jié)是電源、母線和出線(饋線)。母線是中間環(huán)節(jié),其作用是匯集和分配電能,使接線簡單清晰,運行、檢修靈活方便,進出線可有任意數(shù)目,利于安裝和擴建,因此適用于進出線較多(一般超過4回時)并且有擴建和發(fā)展可能的發(fā)電廠和變電所。但是,有母線的接線形式使用的開關(guān)電器較多,配電裝置占地面積較大,投資較大,母線故障或檢修時影響范圍較大。

一、單母線接線

只有一組(可以有多段)工作母線的接線稱為單母線接線。這種接線的每回進出線都只經(jīng)過一臺斷路器并固定接于母線的某一段上。

1.不分段的單母線接線

不分段的單母線接線如圖3-1所示。圖3-1不分段的單母線接線

1)說明

以下幾點基本上是各種主接線形式所共有的。

(1)供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機或變壓器,在變電所是變壓器或高壓進線。

(2)任一出線都可以從任一電源獲得電能,各出線在母線上的布置應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡分配于母線上,以減小母線中的功率傳輸。

(3)每回進出線都裝有斷路器和隔離開關(guān)。由于隔離開關(guān)的作用之一是在設(shè)備檢修時隔離電壓,所以,當(dāng)饋線的用戶側(cè)沒有電源,且線路較短時,可不設(shè)線路隔離開關(guān),但如果線路較長,為防止雷電產(chǎn)生的過電壓或用戶側(cè)加接臨時電源,危及設(shè)備或檢修人員的安全,也可裝設(shè)隔離開關(guān);當(dāng)電源是發(fā)電機時,發(fā)電機與其出口斷路器之間不必設(shè)隔離開關(guān)(因為斷路器的檢修必然是在停機狀態(tài)下進行);雙繞組變壓器與其兩側(cè)的斷路器之間不必設(shè)隔離開關(guān)(理由類似)。

(4)斷路器有滅弧裝置,而隔離開關(guān)沒有,所以,停送電操作必須嚴(yán)格遵守操作順序,即隔離開關(guān)必須在斷路器斷開的情況下或等電位情況下(有旁路連接隔離開關(guān)的兩個觸頭)才能進行操作。例如,圖3-1中出線WL1檢修后恢復(fù)送電的操作順序為:拉開QS14→檢查QF1確在斷開狀態(tài)→合上QS11→合上QS13→合上QF1。停電操作順序相反:斷開QF1→檢查QF1確在斷開狀態(tài)→斷開QS13→斷開QS11。

為防止誤操作,除嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程外,可在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間加裝有電磁閉鎖或機械閉鎖裝置。

(5)接地開關(guān)(或稱接地刀閘,圖3-1中QS14)的作用是在檢修時取代安全接地線。當(dāng)電壓為110kV及以上時,斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)(高型布置時)或出線隔離開關(guān)(中型布置時)應(yīng)配置接地開關(guān);

35kV及以上母線,每段母線上亦應(yīng)配置1~2組接地開關(guān)。

2)優(yōu)點

不分段單母線接線的優(yōu)點是簡單清晰,設(shè)備少,投資小,運行操作方便,有利于擴建和采用成套配電裝置。

3)缺點

不分段單母線接線的缺點是可靠性、靈活性差,具體表現(xiàn)如下:

(1)任一回路的斷路器檢修,該回路停電。

(2)母線或任一母線隔離開關(guān)檢修,全部停電。

(3)母線故障,全部停電(全部電源由母線或主變壓器繼電保護動作跳閘)。

4)適用范圍

不分段單母線接線一般只適用于6~220kV系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的以下三種情況:

(1)6~10kV配電裝置,出線回路數(shù)不超過5回。

(2)35~63kV配電裝置,出線回路數(shù)不超過3回。

(3)110~220kV配電裝置,出線回路數(shù)不超過2回。

當(dāng)采用成套配電裝置時,由于它的工作可靠性較高,可用于重要用戶(如廠、所用電)。

2.分段的單母線接線

分段的單母線接線如圖3-2所示。即用分段斷路器QFd(或分段隔離開關(guān)QSd)將單母線分成幾段。圖3-2分段的單母線接線

1)優(yōu)點

分段的單母線接線與不分段的相比較,提高了可靠性和靈活性,具體表現(xiàn)如下:

(1)兩母線段可并列運行(分?jǐn)鄶嗦菲鹘油?,也可分裂運行(分?jǐn)鄶嗦菲鲾嚅_)。

(2)重要用戶可以用雙回路接于不同母線段,保證不間斷供電。

(3)任一段母線或母線隔離開關(guān)檢修,只停該段,其他段可繼續(xù)供電,減小了停電范圍。

(4)對于用分段斷路器QFd分段的單母線接線,如果QFd在正常運行時接通,當(dāng)某段母線故障時,繼電保護使QFd及故障段電源的斷路器自動斷開,只停該段;如果QFd在正常運行時斷開,當(dāng)某段電源回路故障而使其斷路器斷開時,備用電源自動投入裝置使QFd自動接通,可保證全部出線繼續(xù)供電。

(5)對于用分段隔離開關(guān)QSd分段的單母線接線,當(dāng)某段母線故障時,全部短時停電,拉開QSd后,完好段可恢復(fù)供電。

2)缺點

分段的單母線接線增加了分段設(shè)備的投資和占地面積;某段母線故障或檢修時,仍有停電問題;某回路的斷路器檢修,該回路停電;擴建時,需向兩端均衡擴建。

3)適用范圍

(1)6~10kV配電裝置,出線回路數(shù)為6回及以上時;發(fā)電機電壓配電裝置,每段母線上的發(fā)電機容量為12MW及以下時。

(2)35~63kV配電裝置,出線回路數(shù)為4~8回時。

(3)110~220kV配電裝置,出線回路數(shù)為3~4回時。

多數(shù)情形中,分段數(shù)與電源數(shù)相同。

3.單母線帶旁路母線接線

1)有專用旁路斷路器的分段單母線帶旁路母線接線

不分段及分段單母線均有帶旁路母線的接線方式。有專用旁路斷路器的分段單母線帶旁路接線如圖3-3所示,它是在分段單母線的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路母線W5和旁路斷路器

QF1p、QF2p,每一出線都經(jīng)過各自的旁路隔離開關(guān)(如

QS15)接到旁路母線W5上。電源回路也可接入旁路,如圖中虛線所示。進、出線均接入旁路的方式稱為全旁方式。

旁路母線和旁路斷路器的作用是:在檢修任一接入旁路的進、出線的斷路器時,使該回路不停電。這也是各種帶旁路接線的主要優(yōu)點。圖3-3有專用旁路斷路器的分段單母線帶旁路母線接線

設(shè)正常運行時,QF1p、QF2p斷開,其兩側(cè)隔離開關(guān)合上,各回路的旁路隔離開關(guān)斷開,W5不帶電,則檢修

WL1的斷路器QF1的操作步驟為:合QF1p,檢查W5是否完好(若有故障QF1p會自動斷開)→合QS15(QS15的兩側(cè)等電位)→斷開QF1→斷開QS13、QS11。

這樣,線路WL1即經(jīng)QS15、QF1p及其兩側(cè)隔離開關(guān)接于母線W的Ⅰ段上,不中斷供電,QF1退出工作,可進行檢修,從而提高了供電的可靠性和靈活性。這種僅起到代替進、出線斷路器作用的旁路斷路器(QF1p、QF2p),稱為專用旁路斷路器。設(shè)置旁路的最明顯缺點是增加了很多旁路設(shè)備,增加了投資和占地面積,接線較復(fù)雜。

2)分段斷路器兼作旁路斷路器的接線

分段斷路器兼作旁路斷路器的接線如圖3-4所示,它是在分段單母線的基礎(chǔ)上,增設(shè)了旁路母線W5、隔離開關(guān)QS3、QS4、QSd及各出線的旁路隔離開關(guān)。W5可以通過QS4、QFd、QS1接到工作母線Ⅰ段,也可以通過QS3、QFd、QS2接到工作母線Ⅱ段。一般正常運行方式是分段單母線方式,即QFd、QS1、QS2在閉合狀態(tài),QS3、QF4、QSd及各出線旁路隔離開關(guān)均斷開,W5不帶電,這時,QFd起分段斷路器作用。在檢修線路斷路器時,QFd起旁路斷路器作用。圖3-4分段斷路器兼作旁路斷路器的接線

例如,檢修WL1的斷路器QF1的操作步驟為:合QSd→斷開QFd→斷開QS2→合QS4→合QFd,檢查W5是否完好→合QS15→斷開QF1及其兩側(cè)隔離開關(guān)。

這樣,線路WL1經(jīng)QS15、QS4、QFd、QS1接于Ⅰ段母線上,不中斷供電,QF1退出工作,可進行檢修。設(shè)QSd的目的是使上述操作過程中或QFd檢修時,保持Ⅰ、Ⅱ段并列運行。

分段兼旁路斷路器的其他接線如圖3-5所示。其中,圖3-5(a)為不裝母線分段隔離開關(guān),在用分段代替出線斷路器時,兩分段分裂運行;圖3-5(b)因正常運行時QFd作分段斷路器,故只能從Ⅰ段供電,兩分段分裂運行;圖3-5(c)類似圖3-5(b),但在用分段代替出線斷路器時,都可由線路原來所在段供電,兩分段分裂運行。圖3-5分段兼旁路斷路器的其他接線

3)分段單母線設(shè)置旁路母線的原則

(1)6~10kV配電裝置,一般不設(shè)旁路母線。當(dāng)?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修斷路器時,可設(shè)置旁路母線。

(2)35~63kV配電裝置,一般也不設(shè)旁路母線。當(dāng)線路斷路器不允許停電檢修時,可采用分段兼旁路斷路器接線。

(3)110~220kV配電裝置,線路輸送距離較遠(yuǎn),輸送功率較大,一旦停電,影響范圍大,且其斷路器的檢修時間長;出線回路數(shù)越多,則斷路器的檢修機會越多,停電損失越大。因此,一般需設(shè)置旁路母線。首先采用分段兼旁路斷路器的接線。但在下列情況下需裝設(shè)專用旁路斷路器:

①當(dāng)110kV出線為7回及以上,220kV出線為5回及以上時;

②對在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置,110kV出線為6回及以上,220kV出線為4回及以上時。另外,變電所主變壓器的110~220kV側(cè)斷路器,宜接入旁路母線;發(fā)電廠主變壓器的110~220kV側(cè)斷路器,可隨發(fā)電機停機檢修,一般可不接入旁路母線。

(4)110~220kV配電裝置具備下列條件時,可不設(shè)置旁路母線:

①采用可靠性高、檢修周期長的SF6斷路器或可迅速替換的手車式斷路器時;

②系統(tǒng)有條件允許線路斷路器停電檢修時(如雙回路供電或負(fù)荷點可由系統(tǒng)的其他電源供電等)。

應(yīng)指出的是,隨著高壓斷路器制造技術(shù)和質(zhì)量的提高,近年來旁路母線(包括后述各種帶旁路母線的形式)的應(yīng)用愈來愈少,有些單機容量為600MW的發(fā)電廠也只采用一般雙

母線,不設(shè)旁路母線。

二、雙母線接線

有兩組工作母線的接線稱為雙母線接線。每個回路都經(jīng)過一臺斷路器和兩臺母線隔離開關(guān)分別與兩組母線連接,其中一臺隔離開關(guān)閉合,另一臺隔離開關(guān)斷開;兩母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器(簡稱母聯(lián)斷路器)連接。有兩組母線后,使運行的可靠性和靈活性大為提高。

1.一般雙母線接線

一般雙母線接線如圖3-6所示。一般在正常運行時,母聯(lián)斷路器QFc及其兩側(cè)隔離開關(guān)合上,母線W1、W2并列工作,線路、電源均分在兩組母線上,以固定連接方式運行,例如WL1、WL3、電源1接于W1,WL2、WL4、電源2接于W2。圖3-6一般雙母線接線

1)優(yōu)點

(1)供電可靠。供電可靠表現(xiàn)在:

①檢修任一母線時,可以利用母聯(lián)把該母線上的全部回路倒換到另一組母線上,不會中斷供電。這是在進、出線帶負(fù)荷情況下的倒換操作,俗稱“熱倒”,對各回路的母線隔離開關(guān)是“先合后拉”的。

②檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時,只需停該回路及與該隔離開關(guān)相連的母線。

③任一母線故障時,可將所有連于該母線上的線路和電源倒換到正常母線上,使裝置迅速恢復(fù)工作。這是在故障母線進、出線沒有負(fù)荷情況下的倒換操作,俗稱“冷倒”,對各回路的母線隔離開關(guān)是“先拉后合”,否則故障會轉(zhuǎn)移到正常母線上。

(2)運行方式靈活??梢圆捎?

①兩組母線并列運行方式(相當(dāng)于單母分段運行)。

②兩組母線分裂運行方式(母聯(lián)斷路器QFc斷開)。

③一組母線工作,另一組母線備用的運行方式(相當(dāng)于單母線運行)。

多采用第①種方式,因母線故障時可縮小停電范圍,且兩組母線的負(fù)荷可以調(diào)配。母聯(lián)斷路器的作用是:當(dāng)采用第①種運行方式時,用于聯(lián)絡(luò)兩組母線,使兩組母線并列運行;在第①、②種運行方式倒母線操作時使母線隔離開關(guān)兩側(cè)等電位;當(dāng)采用第③種運行方式時,用于在倒母線操作時檢查備用母線是否完好。

(3)擴建方便,可向母線的任一端擴建。

(4)可以完成一些特殊功能。例如,必要時,可利用母聯(lián)斷路器與系統(tǒng)并列或解列;當(dāng)某個回路需要獨立工作或進行試驗時,可將該回路單獨接到一組母線上進行;當(dāng)線路需要利用短路方式融冰時,亦可騰出一組母線作為融冰母線,不致影響其他回路;當(dāng)任一斷路器有故障而拒絕動作(如觸頭焊住、機構(gòu)失靈等)或不允許操作(如嚴(yán)重漏油)時,可將該回路單獨接于一組母線上,然后用母聯(lián)斷路器代替其斷開電路。

2)缺點

(1)在母線檢修或故障時,隔離開關(guān)作為倒換操作電器,操作復(fù)雜,容易發(fā)生誤操作。

(2)當(dāng)一組母線故障時仍短時停電,影響范圍較大。

(3)檢修任一回路的斷路器,該回路仍停電。

(4)雙母線存在全停的可能,如母聯(lián)斷路器故障(短路)或一組母線檢修而另一組母線故障(或出線故障而其斷路器拒動)。

(5)所用設(shè)備多(特別是隔離開關(guān)),配電裝置復(fù)雜。

3)適用范圍

當(dāng)母線上的出線回路數(shù)或電源數(shù)較多、輸送和穿越功率較大、母線或母線設(shè)備檢修時不允許對用戶停電、母線故障時要求迅速恢復(fù)供電、系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定

要求時,一般采用雙母線接線,具體范圍如下:

(1)6~10kV配電裝置,當(dāng)短路電流較大、出線需帶電抗器時。

(2)35~63kV配電裝置,當(dāng)出線回路數(shù)超過8回或連接的電源較多、負(fù)荷較大時。

(3)110~220kV配電裝置,當(dāng)出線回路數(shù)為5回及以上或該配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位、出線回路數(shù)為4回及以上時。

2.一般雙母線帶旁路接線

1)具有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線

具有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線如圖3-7所示,它是在一般雙母線的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路母線W5和旁路斷路器QFp。每一出線都經(jīng)過各自的旁路隔離開關(guān)接到旁路母線上(電源回路也可接入旁路)。這種接線,運行操作方便,不影響雙母線的運行方式,但多用一組旁路母線、一臺旁路斷路器和多臺旁路隔離開關(guān),增加投資和占地面積,且旁路斷路器的繼電保護整定較復(fù)雜。

檢修線路斷路器的操作步驟,與前述具有專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路類似。圖3-7具有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線

2)以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線

為了節(jié)省專用旁路斷路器,節(jié)省投資和占地面積,對可靠性和靈活性要求不太高的配電裝置或工程建設(shè)的初期,常以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器,其接線如圖3-8所示。圖3-8母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線

正常運行時,QFc起母聯(lián)作用,在檢修某回路的斷路器時,代替該斷路器,起旁路斷路器作用。其中圖3-8(a)為正常運行時,QS斷開,W5不帶電,因QFc接于W1,故只有W1能帶旁路;圖3-8(b)為正常運行時,QS斷開,W5也不帶電,W1、W2均能帶旁路;圖3-8(c)為正常運行時,W5帶電,W1、W2均能帶旁路;圖3-8(d)為正常運行時,QS斷開,W5不帶電,只有W1能帶旁路。該接線雖然節(jié)省了斷路器,但代替過程中的操作較多,不夠靈活;斷路器既作母聯(lián)又作旁路斷路器,增加了繼電保護的復(fù)雜性;當(dāng)該斷路器檢修時,將同時失去母聯(lián)和旁路作用。

3)一般雙母線設(shè)置旁路母線的原則

(1)6~63kV配電裝置,一般不設(shè)置旁路母線。

(2)110~220kV配電裝置,設(shè)置旁路母線的原則與分段單母線相同。

(3)110~220kV配電裝置在下列情況下,可以采用簡易的旁路隔離開關(guān)代替旁路母線:

①配電裝置為屋內(nèi)型,需節(jié)約建筑面積、降低土建造價時。

②最終出線回路數(shù)較少,而線路又不允許停電檢修斷路器時。

雙母線帶旁路隔離開關(guān)接線如圖3-9所示。當(dāng)QF1需檢修時,把所有電源和線路都倒換到母線W1上,母線W2臨時作為旁路母線,母聯(lián)則作為旁路斷路器,經(jīng)母聯(lián)、W2及旁路隔離開關(guān)QSp向該線路供電。圖3-9雙母線帶旁路隔離開關(guān)接線

3.分段的雙母線接線

分段的雙母線接線是用斷路器將其中一組母線分段,或?qū)山M母線都分段。

1)雙母線三分段接線

雙母線三分段的接線如圖3-10所示,它是用分段斷路器QFd將一般雙母線中的一組母線分為兩段(有時在分段處加裝電抗器)。該接線有兩種運行方式。圖3-10雙母線三分段接線

(1)上面一組母線作為備用母線,下面兩段分別經(jīng)一臺母聯(lián)斷路器與備用母線相連。正常運行時,電源、線路分別接于兩分段上,分段斷路器QFd合上,兩臺母聯(lián)斷路器均斷開,相當(dāng)于分段單母線運行。這種方式又稱工作母線分段的雙母線接線,具有分段單母線和一般雙母線的特點,而且有更高的可靠性和靈活性,例如,當(dāng)工作母線的任一段檢修或故障時,可以把該段全部回路倒換到備用母線上,仍可通過母聯(lián)斷路器維持兩部分并列運行,這時,如果再發(fā)生母線故障也只影響一半左右的電源和負(fù)荷。用于發(fā)電機電壓配電裝置時,分段斷路器兩側(cè)一般還各增加一組母線隔離開關(guān)接到備用母線上,當(dāng)機組數(shù)較多時,工作母線的分段數(shù)可能超過兩段。

(2)上面一組母線也作為一個工作段,電源和負(fù)荷均分在三個分段上運行,母聯(lián)斷路器和分段斷路器均合上,這種方式在一段母線故障時,停電范圍約為1/3。

雙母線三分段接線的斷路器及配電裝置投資較大,適用于進出線回路數(shù)較多的配電裝置。

2)雙母線四分段接線

雙母線四分段的接線如圖3-11所示,它是用分段斷路器將一般雙母線中的兩組母線各分為兩段,并設(shè)置兩臺母聯(lián)斷路器。正常運行時,電源和線路大致均分在四段母線上,母聯(lián)斷路器和分段斷路器均合上,四段母線同時運行。當(dāng)任一段母線故障時,只有1/4的電源和負(fù)荷停電;當(dāng)任一母聯(lián)斷路器或分段斷路器故障時,只有1/2左右的電源和負(fù)荷停電(分段單母線及一般雙母線接線都會全停電)。但這種接線的斷路器及配電裝置投資更大,適用于進出線回路數(shù)甚多的配電裝置。圖3-11雙母線四分段接線

3)雙母線分段帶旁路接線

雙母線三分段或四分段均有帶旁路的接線方式。雙母線四分段帶旁路接線如圖3-12所示,其中裝設(shè)了兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器,即圖3-8(a)、(b)所示的接線。圖3-12雙母線四分段帶旁路接線

4)雙母線分段接線的適用范圍

(1)發(fā)電機電壓配電裝置,每段母線上的發(fā)電機容量或負(fù)荷為25MW及以上時。

(2)220kV配電裝置,當(dāng)進出線回路數(shù)為10~14回時,采用雙母線三分段帶旁路接線;當(dāng)進出線回路數(shù)為15回及以上時,采用雙母線四分段帶旁路接線。兩種情況均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。

(3)330~500kV配電裝置,當(dāng)進出線回路數(shù)為6~7回時,采用雙母線三分段帶旁路接線,裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器;當(dāng)進出線回路數(shù)為8回及以上時,采用雙母線四分段帶旁路接線,裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器,并預(yù)留一臺專用旁路斷路器的位置。對出線回路數(shù)較少的330kV配電裝置,可采用帶旁路隔離開關(guān)的接線。

三、一臺半斷路器接線

一臺半斷路器接線又稱3/2接線,如圖3-13所示,即每2條回路共用3臺斷路器(每條回路一臺半斷路器),每串的中間一臺斷路器為聯(lián)絡(luò)斷路器。正常運行時,兩組母線和全部斷路器都投入工作,形成多環(huán)狀供電,因此,具有很高的可靠性和靈活性。圖3-13一臺半斷路器接線

1.優(yōu)點

(1)任一母線故障或檢修(所有接于該母線上的斷路器斷開),均不致停電。

(2)當(dāng)同名元件接于不同串,即同一串中有一回出線、一回電源時,在兩組母線同時故障或一組檢修另一組故障的極端情況下,功率仍能經(jīng)聯(lián)絡(luò)斷路器繼續(xù)輸送。

(3)除了聯(lián)絡(luò)斷路器內(nèi)部故障時(同串中的兩側(cè)斷路器將自動跳閘)與其相連的兩回路短時停電外,聯(lián)絡(luò)斷路器外部故障或其他任何斷路器故障最多停一個回路。

(4)任一斷路器檢修都不致停電,而且可同時檢修多臺斷路器。

(5)運行調(diào)度靈活,操作、檢修方便,隔離開關(guān)僅作為檢修時隔離電器。

2.缺點

(1)一臺半斷路器接線要求電源和出線數(shù)目最好相同;為提高可靠性,要求同名回路接在不同串上;對特別重要的同名回路,要考慮“交替布置”,即同名回路分別接入不同母

線,以提高運行的可靠性。而由于配電裝置結(jié)構(gòu)的特點,要求每對回路中的變壓器和出線向不同方向引出,這將增加配電裝置的間隔,限制一臺半斷路器接線的應(yīng)用。

(2)與雙母線帶旁路比較,一臺半斷路器接線所用斷路器、電流互感器多,投資大。

(3)正常操作時,聯(lián)絡(luò)斷路器動作次數(shù)是其兩側(cè)斷路器的2倍;一個回路故障時要跳兩臺斷路器,斷路器動作頻繁,檢修次數(shù)增多。

(4)二次控制接線和繼電保護都較復(fù)雜。

3.適用范圍

一臺半斷路器接線用于大型電廠和變電所220kV及以上、進出線回路數(shù)6回及以上的高壓、超高壓配電裝置中。

四、4/3臺斷路器接線

4/3臺斷路器接線如圖3-14所示,即每3條回路共用4臺斷路器。正常運行時,兩組母線和全部斷路器都投入工作,形成多環(huán)狀供電,因此,也具有很高的可靠性和靈活

性。與一臺半斷路器接線相比,投資較省,但可靠性有所降低,布置比較復(fù)雜,且要求同串的3個回路中,電源和負(fù)荷容量相匹配。目前僅加拿大的皮斯河叔姆水電廠采用,其

他很少采用。圖3-144/3臺斷路器接線

五、變壓器母線組接線

變壓器母線組接線如圖3-15所示,其出線回路采用雙斷路器接線或一臺半斷路器接線,而主變壓器直接經(jīng)隔離開關(guān)接到母線上。正常運行時,兩組母線和所有斷路器均投入。這種接線調(diào)度靈活,檢修任一斷路器均不停電,電源和負(fù)荷可自由調(diào)配,安全可靠,且有利于擴建;一組母線故障或檢修時,只減少輸送功率,不會停電??煽啃暂^雙母線帶旁路高,但主變壓器故障即相當(dāng)于母線故障。圖3-15變壓器母線組接線

變壓器母線組接線應(yīng)用于超高壓系統(tǒng)中,適用于有長距離大容量輸電線路、要求線路有高度可靠性的配電裝置,進出線為5~8回,并要求主變壓器的質(zhì)量可靠、故障率甚低。當(dāng)出線數(shù)為3~4回時,線路采用雙斷路器接線方式。

3.2.2無匯流母線的主接線

無匯流母線的主接線沒有母線這一中間環(huán)節(jié),使用的開關(guān)電器少,配電裝置占地面積小,投資較少,沒有母線故障和檢修問題,但其中部分接線形式只適用于進出線少并且沒有擴建和發(fā)展可能的發(fā)電廠和變電所。

一、單元接線

發(fā)電機和主變壓器直接連成一個單元,再經(jīng)斷路器接至高壓系統(tǒng),發(fā)電機出口處除廠用分支外不再裝設(shè)母線,這種接線形式稱為發(fā)電機變壓器單元接線,如圖3-16所示。

1.發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線

發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線如圖3-16(a)所示。其中,變壓器可以是一臺三相雙繞組變壓器或三臺單相雙繞組變壓器。圖3-16單元接線

發(fā)電機和變壓器容量配套,兩者不可能單獨運行,所以,發(fā)電機出口一般不裝斷路器,只在變壓器的高壓側(cè)裝斷路器,斷路器與變壓器之間不必裝隔離開關(guān)。但為了便于發(fā)電機

單獨試驗及在發(fā)電機停止工作時由系統(tǒng)供給廠用電,發(fā)電機出口可裝設(shè)一組隔離開關(guān)。對200MW及以上機組,若采用封閉母線可不裝隔離開關(guān)(封閉母線可靠性很高,而大電流隔離開關(guān)發(fā)熱問題較突出),但應(yīng)裝有可拆的連接片。發(fā)電機出口也有裝斷路器的,其主要目的是在機組啟動時可從主變壓器低壓側(cè)獲得廠用電,在機組解、并列時減少主變壓器高壓側(cè)斷路器的操作次數(shù)。

發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線,常被大、中、小型機組采用,特別是在大型機組中被廣泛采用。

2.發(fā)電機三繞組變壓器(或自耦變壓器)單元接線

發(fā)電機三繞組變壓器(或自耦變壓器)單元接線如圖3-16(b)所示。考慮到在電廠啟動時獲得廠用電,以及在發(fā)電機停止工作時仍能保持高、中壓側(cè)電網(wǎng)之間的聯(lián)系,在發(fā)電

機出口處需裝設(shè)斷路器;為了在檢修高、中壓側(cè)斷路器時隔離帶電部分,其斷路器兩側(cè)均應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)。

當(dāng)機組容量為200MW及以上時,可能選擇不到合適的斷路器(可能現(xiàn)有的斷路器不能承受那么大的發(fā)電機額定電流,也不能切斷發(fā)電機出口短路電流),且采用封閉母線后安裝工藝也較復(fù)雜;同時,由于制造上的原因,三繞組變壓器的中壓側(cè)不留分接頭,只作死抽頭,不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負(fù)荷分配。所以,大容量機組一般不宜采用。

3.發(fā)電機變壓器擴大單元接線

發(fā)電機變壓器擴大單元接線如圖3-16(c)及圖3-16(d)所示。為了減少變壓器和斷路器的臺數(shù),以及節(jié)省配電裝置的占地面積,或者由于大型變壓器暫時沒有相應(yīng)容量的發(fā)電機配套(例如,由于制造或運輸方面的原因),或單機容量偏小,而發(fā)電廠與系統(tǒng)的連接電壓又較高,考慮到用一般的單元接線在經(jīng)濟上不合算,可以將兩臺發(fā)電機并聯(lián)后再接至一臺雙繞組變壓器,或兩臺發(fā)電機分別接至有分裂低壓繞組的變壓器的兩個低壓側(cè),這兩種接線都稱為擴大單元接線。

4.發(fā)電機變壓器線路組單元接線

發(fā)電機變壓器線路組單元接線如圖3-16(e)所示。這種接線最簡單,設(shè)備最少,不需要高壓配電裝置。它可用于場地狹窄、附近有樞紐變電所的大型發(fā)電廠(可以有多組單元),其電能直接輸送到附近的樞紐變電所。

當(dāng)變電所只有一臺主變壓器(雙繞組或三繞組)和一回線路時,可采用發(fā)電機變壓器線路單元接線。

5.單元接線的特點和應(yīng)用

(1)單元接線的特點。單元接線的優(yōu)點是:

①接線簡單,開關(guān)設(shè)備少,操作簡便。

②故障可能性小,可靠性高。

③由于沒有發(fā)電機電壓母線,無多臺機并列,發(fā)電機出口短路電流有所減小,特別是圖3-16(d)所示接線方式可限制低壓側(cè)短路電流。

④配電裝置結(jié)構(gòu)簡單,占地少,投資省。

單元接線的主要缺點是單元中任一元件故障或檢修都會影響整個單元的工作。

(2)單元接線的應(yīng)用。單元接線一般用于下述情況:

①發(fā)電機額定電壓超過10kV(單機容量在125MW及以上)。

②雖然發(fā)電機額定電壓不超過10kV,但發(fā)電廠無地區(qū)負(fù)荷。

③原接于發(fā)電機電壓母線的發(fā)電機已能滿足該電壓級地區(qū)負(fù)荷的需要。

④原接于發(fā)電機電壓母線的發(fā)電機總?cè)萘恳呀?jīng)較大(6kV配電裝置不能超過120MW,10kV配電裝置不能超過240MW)。

二、橋形接線

橋形接線如圖3-17所示。當(dāng)只有兩臺主變壓器和兩回輸電線路時,采用橋形接線,所用斷路器數(shù)量最少(4個回路使用3臺)。WL1、T1和WL2、T2之間通過斷路器QF3實現(xiàn)橫的聯(lián)系。QF3稱為橋連斷路器。

1.內(nèi)橋接線

橋連斷路器QF3在QF1、QF2的變壓器側(cè),稱內(nèi)橋接線,如圖3-17(a)所示。圖3-17橋形接線

1)特點

(1)其中一回線路檢修或故障時,其余部分不受影響,操作較簡單。例如,當(dāng)WL1檢修時,只需將QF1及其兩側(cè)隔離開關(guān)斷開,T1、T2、WL2不受影響;當(dāng)WL1故障時,QF1自動斷開。

(2)變壓器切除、投入或故障時,有一回路短時停運,操作較復(fù)雜。例如,當(dāng)T1切除時,要斷開QF1、QF3、QS1,然后重新合上QF1、QF3;當(dāng)T1故障時,QF1、QF3自動斷開,這時也要先斷開QS1,然后合上QF1、QF3恢復(fù)供電。兩種情況WL1均短時停運。

(3)線路側(cè)斷路器檢修時,線路需較長時間停運。另外,穿越功率(由WL1經(jīng)QF1、QF3、QF2送到WL2或反方向傳送功率)經(jīng)過的斷路器較多,使斷路器故障和檢修幾率大,從而系統(tǒng)開環(huán)的幾率大。為避免此缺點,可增設(shè)正常斷開的跨條,如圖3-17(a)中的QS2、QS3。設(shè)兩組隔離開關(guān)的目的是為了檢修其中一組時,用另一組隔離電壓。

2)適用范圍

內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長(則檢修和故障幾率大)或變壓器不需經(jīng)常投、切及穿越功率不大的小容量配電裝置中。

2.外橋接線

橋連斷路器QF3在QF1、QF2的線路側(cè),稱為外橋接線,如圖3-17(b)所示,其特點及適用范圍正好與內(nèi)橋相反。

1)特點

(1)其中一回線路檢修或故障時,有一臺變壓器短時停運,操作較復(fù)雜。

(2)變壓器切除、投入或故障時,不影響其余部分的聯(lián)系,操作較簡單。

(3)穿越功率只經(jīng)過的斷路器QF3,所造成的斷路器故障、檢修及系統(tǒng)開環(huán)的幾率小。

(4)變壓器側(cè)斷路器檢修時,變壓器需較長時間停運。橋連斷路器檢修時也會造成開環(huán)??稍鲈O(shè)QS2、QS3解決(同時在QF1、QF2的變壓器側(cè)各增設(shè)一組隔離開關(guān))。

2)適用范圍

外橋接線適用于輸電線路較短或變壓器需經(jīng)常投、切及穿越功率較大的小容量配電裝置中。

3.雙橋形接線

當(dāng)有三臺變壓器和三回線路時,可采用雙橋形(或稱擴大橋)接線,如圖3-17(c)所示。

4.橋形接線的發(fā)展

橋形接線很容易發(fā)展為分段單母線或雙母線接線。橋形接線發(fā)展為雙母線接線如圖3-18所示。

由于橋形接線使用的斷路器少、布置簡單、造價低,容易發(fā)展為分段單母線或雙母線,在35~220kV小容量發(fā)電廠、變電所配電裝置中廣泛應(yīng)用,但可靠性不高。當(dāng)有發(fā)展、擴

建要求時,應(yīng)在布置時預(yù)留設(shè)備位置。圖3-18橋形發(fā)展為雙母線

三、角形接線

角形接線如圖3-19所示,它將斷路器布置閉合成環(huán),并在相鄰兩臺斷路器之間引接一條回路(不再裝斷路器)的接線。其角數(shù)等于進、出線回路總數(shù),等于斷路器臺數(shù)。圖3-19角形接線

1.優(yōu)點

(1)閉環(huán)運行時,有較高的可靠性和靈活性。

(2)檢修任一臺斷路器,僅需斷開該斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān),操作簡單,無任何回路停電。

(3)斷路器使用量較少,與不分段單母線相同,僅次于橋形接線,投資省,占地少。

(4)隔離開關(guān)只作為檢修斷路器時隔離電壓用,不作切換操作用。

2.缺點

(1)角形中任一臺斷路器檢修時,變開環(huán)運行,降低接線的可靠性。角數(shù)越多,斷路器越多,開環(huán)幾率越大,即進出線回路數(shù)要受到限制。

(2)在開環(huán)的情況下,當(dāng)某條回路故障時將影響別的回路工作。例如四角形接線(見圖3-19(b))中,當(dāng)QF1檢修時,若WL2故障,則QF3、QF4跳閘,T1送不了電,WL1可能被限電。如果T1和WL1交換位置,則這種情況下,T1、T2均送不了電,所以,電源與出線要交替布置。

(3)角形接線在開、閉環(huán)兩種狀態(tài)的電流差別很大,可能使設(shè)備選擇發(fā)生困難,并使繼電保護復(fù)雜化。

(4)配電裝置的明顯性較差,而且不利于擴建。

3.適用范圍

角形接線多用于最終規(guī)模較明確,進、出線數(shù)為3~5回的110kV及以上的配電裝置中(例如水電廠及無擴建要求的變電所等)。

3.3發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇

發(fā)電廠和變電所中,用于向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器,稱為主變壓器;只用于兩種升高電壓等級之間交換功率的變壓器,稱為聯(lián)絡(luò)變壓器。

一、主變壓器容量、臺數(shù)的選擇

主變壓器容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外,主要取決于輸送功率的大小、與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運行方式及負(fù)荷的增長速

度等因素,并至少要考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要。如果容量選得過大、臺數(shù)過多,則會增加投資、占地面積和損耗,不能充分發(fā)揮設(shè)備的效益,并增加運行和檢修的工作量;如果容量選得過小、臺數(shù)過少,則可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的輸送,或限制變電所負(fù)荷的需要,影響系統(tǒng)不同電壓等級之間的功率交換及運行的可靠性等。因此,應(yīng)合理選擇其容量和臺數(shù)。

1.發(fā)電廠主變壓器容量、臺數(shù)的選擇

(1)單元接線中的主變壓器容量SN應(yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后,留有10%的裕度選擇,即

式中,PNG為發(fā)電機容量,在擴大單元接線中為兩臺發(fā)電機容量之和,單位為MW;

cos?G為發(fā)電機額定功率因數(shù);

KP為廠用電率。

每單元的主變壓器為一臺。

(2)接于發(fā)電機電壓母線與升高電壓母線之間的主變壓器容量SN按下列條件選擇。

①當(dāng)發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷最小時(特別是發(fā)電廠投入運行初期,發(fā)電機電壓負(fù)荷不大),應(yīng)能將發(fā)電廠的最大剩余功率送至系統(tǒng),計算中不考慮稀有的最小負(fù)荷情況,即

式中,∑PNG為發(fā)電機電壓母線上的發(fā)電機容量之和,單位為MW;Pmin為發(fā)電機電壓母線上的最小負(fù)荷,單位為MW;

cos?為負(fù)荷功率因數(shù);

n為發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)。

②若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺及以上主變壓器,當(dāng)負(fù)荷最小且其中容量最大的一臺變壓器退出運行時,其他主變壓器應(yīng)能將發(fā)電廠最大剩余功率的70%以上送至系統(tǒng),即

③當(dāng)發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷最大且其中容量最大的一臺機組退出運行時,主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率,滿足發(fā)電機電壓母線上最大負(fù)荷的需要,即

式中,∑P'NG為發(fā)電機電壓母線上除最大一臺機組外,其他發(fā)電機容量之和,單位為MW;P

max

為發(fā)電機電壓母線上的最大負(fù)荷,單位為MW。

④對水電廠比重較大的系統(tǒng),由于經(jīng)濟運行的要求,在豐水期應(yīng)充分利用水能,這時有可能停用火電廠的部分或全部機組,以節(jié)約燃料,火電廠的主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率,滿足發(fā)電機電壓母線上最大負(fù)荷的需要,即

式中,∑P″NG為發(fā)電機電壓母線上停用部分機組后,其他發(fā)電機容量之和,單位為MW。

對式(3-2)~式(3-5)計算結(jié)果進行比較,取其中最大者(無第④項要求者可不計算式(3-5))。

接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般說來不少于兩臺,但對主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源主要作為備用時,可以只裝一臺。

2.變電所主變壓器容量、臺數(shù)的選擇

變電所主變壓器的容量一般按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷考慮,并應(yīng)按照其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電所最大負(fù)荷Smax的60%~70%(35~110kV變電所為

60%,220~500kV變電所為70%)或全部重要負(fù)荷(當(dāng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷超過上述比例時)選擇,即

式中,n為變電所主變壓器臺數(shù)。

為了保證供電的可靠性,變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器;樞紐變電所裝設(shè)2~4臺;地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所,可裝設(shè)3臺。

3.聯(lián)絡(luò)變壓器容量的選擇

(1)聯(lián)絡(luò)變壓器的容量應(yīng)滿足所聯(lián)絡(luò)的兩種電壓網(wǎng)絡(luò)之間在各種運行方式下的功率交換。

(2)聯(lián)絡(luò)變壓器的容量一般不應(yīng)小于所聯(lián)絡(luò)的兩種電壓母線上最大一臺機組的容量,以保證最大一臺機組故障或檢修時,通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負(fù)荷的需要;同時也可在

線路檢修或故障時,通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余功率送入另一側(cè)系統(tǒng)。

注:聯(lián)絡(luò)變壓器一般只裝一臺。

按照上述原則計算所需變壓器容量后,應(yīng)選擇接近國家標(biāo)準(zhǔn)容量系列的變壓器。當(dāng)據(jù)計算結(jié)果偏小選擇(例如計算結(jié)果為6800kV·A,而選擇6300kV·A的變壓器)時,需進

行過負(fù)荷校驗,具體校驗計算可參照變壓器相關(guān)內(nèi)容。

變壓器是一種靜止電器,實踐證明它的工作比較可靠,事故率很低,每10年左右大修一次(可安排在低負(fù)荷季節(jié)進行),所以,可不考慮設(shè)置專用的備用變壓器。但大容量單相變壓器組是否需要設(shè)置備用相,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

二、主變壓器型式的選擇

1.相數(shù)的確定

在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中,一般都選用三相式變壓器。因為一臺三相式變壓器比同容量的三臺單相式變壓器投資小、占地少、損耗小,同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單,運行維護較方便。如果受到制造、運輸?shù)葪l件(如橋梁負(fù)重、隧道尺寸等)的限制,則可選用兩臺容量較小的三相變壓器;在技術(shù)經(jīng)濟合理時,也可選用單相變壓器組。

在500kV及以上的發(fā)電廠和變電所中,應(yīng)按其容量、可靠性要求、制造水平、運輸條件、負(fù)荷和系統(tǒng)情況等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

2.繞組數(shù)的確定

(1)只有一種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠,以及只有兩種電壓的變電所,采用雙繞組變壓器。

(2)有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠,以及有三種電壓的變電所,可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器(包括自耦變壓器)。

①當(dāng)最大機組容量為125MW及以下,而且變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上時(否則繞組利用率太低),應(yīng)優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器,如圖3-20(a)所示。因為兩臺雙繞組變壓器才能起到聯(lián)系三種電壓級的作用,而一臺三繞組變壓器的價格、所用的控制電器及輔助設(shè)備比兩臺雙繞組變壓器少,運行維護也較方便。但一個電廠中的三繞組變壓器一般不超過兩臺。當(dāng)送電方向主要由低壓側(cè)送向中、高壓側(cè),或由低、中壓側(cè)送向高壓側(cè)時,優(yōu)先采用自耦變壓器。

②當(dāng)最大機組容量為125MW及以下,但變壓器某側(cè)繞組的通過容量小于變壓器額定容量的15%時,可采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元加雙繞組聯(lián)絡(luò)變壓器,如圖3-20(b)所示。

③當(dāng)最大機組容量為200MW及以上時,采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元加聯(lián)絡(luò)變壓器。其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組(包括自耦變壓器),低壓繞組可作為廠用備用電源或啟動

電源,也可用來連接無功補償裝置,如圖3-20(c)所示。

④當(dāng)采用擴大單元接線時,應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器,以限制短路電流。

⑤在有三種電壓的變電所中,如變壓器各側(cè)繞組的通過容量均達(dá)到變壓器額定容量的15%及以上,或低壓側(cè)雖無負(fù)荷,但需在該側(cè)裝無功補償設(shè)備時,宜采用三繞組變壓器;當(dāng)變壓器需要與110kV及以上的兩個中性點直接接地系統(tǒng)相連接時,可優(yōu)先選用自耦變壓器。圖3-20有兩種升高電壓的發(fā)電廠連接方式

3.繞組接線組別的確定

變壓器的繞組連接方式必須使得其線電壓與系統(tǒng)線電壓相位一致,否則不能并列運行。電力系統(tǒng)變壓器采用的繞組連接方式有星形“Y”和三角形“D”兩種。我國電力變壓器的相繞組所采用的連接方式為:110kV及以上電壓側(cè)均為“YN”,即有中性點引出并直接接地;35kV作為高、中壓側(cè)時都可能采用“Y”,其中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地,作為低壓側(cè)時可能用“Y”或“D”;

35kV以下電壓側(cè)(不含0.4kV及以下)一般為“D”,也有“Y”方式。

變壓器繞組接線組別(即各側(cè)繞組連接方式的組合),一般考慮系統(tǒng)或機組同步并列要求及限制三次諧波對電源的影響等因素。接線組別的一般情況是:

(1)6~500kV均有雙繞組變壓器,其接線組別為“Y,d11”或“YN,d11”,“YN,y0”或“Y,yn0”。0和11分別表示該側(cè)的線電壓與前一側(cè)的線電壓相位差0°

和330°(下同)。組別“I,I0”表示單相雙繞組變壓器,用于500kV系統(tǒng)。

(2)110~500kV均有三繞組變壓器,其接線組別為“YN,y0,d11”、“YN,yn0,d11”、“YN,yn0,y0”、“YN,d11d11”(表示有兩個“D”接的低壓分裂繞組)及“YN,a0,d11”(表示高、中壓側(cè)為自耦方式)等。組別“I,I0,I0”及“I,a0,I0”表示單相三繞組變壓器,用于500kV系統(tǒng)。

4.結(jié)構(gòu)型式的選擇

三繞組變壓器或自耦變壓器,在結(jié)構(gòu)上有以下兩種基本型式。

(1)升壓型。升壓型的繞組排列為:鐵芯—中壓繞組—低壓繞組—高壓繞組,繞組間相距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。

(2)降壓型。降壓型的繞組排列為:鐵芯—低壓繞組—中壓繞組—高壓繞組,高、低壓繞組間相距較遠(yuǎn)、阻抗較大、傳輸功率時損耗較大。

應(yīng)根據(jù)功率的傳輸方向來選擇其結(jié)構(gòu)型式。

發(fā)電廠的三繞組變壓器,高、中壓一般為低壓側(cè)向高、中壓側(cè)供電,應(yīng)選用升壓型。變電所的三繞組變壓器,如果以高壓側(cè)向中壓側(cè)供電為主、向低壓側(cè)供電為輔,則應(yīng)選用降壓型;如果以高壓側(cè)向低壓側(cè)供電為主、向中壓側(cè)供電為輔,則可選用“升壓型”。

5.調(diào)壓方式的確定

變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭,從而改變其變比來實現(xiàn)的。無勵磁調(diào)壓變壓器的分接頭較少,調(diào)壓范圍只有10%(±2×2.5%),且分接頭必須在停電的

情況下才能調(diào)節(jié);有載調(diào)壓變壓器的分接頭較多,調(diào)壓范圍可達(dá)30%,且分接頭可在帶負(fù)荷的情況下調(diào)節(jié),但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴,在下述情況下采用較為合理。

(1)出力變化大,或發(fā)電機經(jīng)常在低功率因數(shù)運行的發(fā)電廠的主變壓器。

(2)具有可逆工作特點的聯(lián)絡(luò)變壓器。

(3)電網(wǎng)電壓可能有較大變化的220kV及以上的降壓變壓器。

(4)電力潮流變化大和電壓偏移大的110kV變電所的主變壓器。

6.冷卻方式的選擇

電力變壓器的冷卻方式,隨電力變壓器的型式和容量不同而異,一般其冷卻方式有以下幾種類型。

(1)自然風(fēng)冷卻:無風(fēng)扇,僅借助冷卻器(又稱散熱器)熱輻射和空氣自然對流冷卻,額定容量在10000kV·A及以下。

(2)強迫空氣冷卻:強迫空氣冷卻簡稱風(fēng)冷式,在冷卻器間加裝數(shù)臺電風(fēng)扇,使油迅速冷卻,額定容量在8000kV·A及以上。

(3)強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻:采用潛油泵強迫油循環(huán),并用風(fēng)扇對油管進行冷卻,額定容量在40000kV·A及以上。

(4)強迫油循環(huán)水冷卻:采用潛油泵強迫油循環(huán),并用水對油管進行冷卻,額定容量在120000kV·A及以上。由于銅管質(zhì)量不過關(guān),國內(nèi)已很少應(yīng)用。

(5)強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻:采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預(yù)先設(shè)計好的油道中進行冷卻。

(6)水內(nèi)冷:將純水注入空心繞組中,借助水的不斷循環(huán),將變壓器的熱量帶走。

注意:相同容量的變壓器可能有不同的冷卻方式,所以存在選擇問題。

例3-1某電廠電氣主接線如圖3-21所示。已知:發(fā)電機G1、G2容量均為25MW,G3容量為50MW,發(fā)電機額定電壓10.5kV,高壓側(cè)為110kV;

10kV母線上最大綜合負(fù)荷為32MW,最小負(fù)荷為23MW,發(fā)電機及負(fù)荷的功率因數(shù)均為0.8;廠用電率為10%。請選擇變壓器T1~T3的容量。

圖3-21某電廠電氣主接線

解:(1)T1、T2容量的選擇。

①由式(3-2)知,當(dāng)10kV母線上的負(fù)荷最小時,應(yīng)有

②由式(3-3)知,當(dāng)10kV母線上的負(fù)荷最小且T1、T2之一退出時,應(yīng)有

③由式(3-4)知,當(dāng)10kV母線上的負(fù)荷最大且G1、G2之一退出時,應(yīng)有

可見,應(yīng)由式(3-3)的計算結(jié)果選擇該變壓器的容量,查附表1-5,可選擇型號為SF1120000/110變壓器。

(2)T3容量的選擇:由式(3-1)知,應(yīng)有

查附表1-5,可選擇型號為SF1163000/110變壓器。

3.4限制短路電流的措施

短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障。當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時,將引起設(shè)備短時發(fā)熱,并產(chǎn)生巨大的電動力,因此它直接影響電氣設(shè)備的選擇和安全運行。某些情況下,短路電流能達(dá)到很大的數(shù)值,例如,在大容量發(fā)電廠中,當(dāng)多臺發(fā)電機并聯(lián)運行于發(fā)電機電壓母線時,短路電流可達(dá)幾萬至幾十萬安。

這時按照電路額定電流選擇的電器可能承受不了短路電流的沖擊,從而不得不加大設(shè)備型號,即選用重型電器(其額定電流比所控制電路的額定電流大得多的電器),這是不經(jīng)濟的。為此,在設(shè)計主接線時,應(yīng)根據(jù)具體情況采取限制

短路電流的措施,以便在發(fā)電廠和用戶側(cè)均能合理地選擇輕型電器(即其額定電流與所控制電路的額定電流相適應(yīng)的電器)和截面較小的母線及電纜。

一、選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運行方式

為了減小短路電流,可采用計算阻抗大的接線和減少并聯(lián)設(shè)備、并聯(lián)支路的運行方式。

(1)在發(fā)電廠中,對適合采用單元接線的機組,盡量采用單元接線。

(2)在降壓變電所中,采用變壓器低壓側(cè)分裂運行方式,如將圖3-22(a)中的QF斷開。

(3)對具有雙回線路的用戶,采用線路分開運行方式,如將圖3-22(b)中的QF斷開,或在負(fù)荷允許時,采用單回運行。

(4)對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò),在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運行,如將圖3-22(c)中的QF1或QF2斷開。

以上方法中(2)~(4)點將會降低供電的可靠性和靈活性,而且會增加電壓損失和功率損耗。所以,目前限制短路電流主要采用加裝限流電抗器或低壓分裂繞組變壓器的方法。圖3-22限制短路電流的幾種運行方式

二、加裝限流電抗器

在發(fā)電廠和變電所20kV及以下的某些回路中加裝限流電抗器是廣泛采用的限制短路電流的方法。

1.加裝普通電抗器

按安裝地點和作用,普通電抗器可分為母線電抗器和線路電抗器兩種。

1)母線電抗器

母線電抗器裝于母線分段上或主變壓器低壓側(cè)回路中,見圖3-23中的L1。

(1)母線電抗器的作用。無論是廠內(nèi)(見圖3-23中k1、k2點)或廠外(見圖3-23中k3點)發(fā)生短路,母線電抗器均能起到限制短路電流的作用。①使得發(fā)電機出口斷路器、

母聯(lián)斷路器、分段斷路器及主變壓器低壓側(cè)斷路器都能按各自回路的額定電流選擇;

②當(dāng)電廠和系統(tǒng)容量較小,而母線電抗器的限流作用足夠大時,線路斷路器也可按相應(yīng)線路的額定電流選擇,這種情況下可以不裝設(shè)線路電抗器。

(2)百分電抗。電抗器在其額定電流IN下所產(chǎn)生的電壓降xLIN

與額定相電壓比值的百分?jǐn)?shù),稱為電抗器的百分電抗,即

由于正常情況下母線分段處往往電流最小,在此裝設(shè)電抗器所產(chǎn)生的電壓損失和功率損耗最小,因此,在設(shè)計主接線時應(yīng)首先考慮裝設(shè)母線電抗器,同時,為了有效地限制短路電流,母線電抗器的百分電抗值可選得大一些,一般為8%~12%。

2)線路電抗器

當(dāng)電廠和系統(tǒng)容量較大時,除裝設(shè)母線電抗器外,還要裝設(shè)線路電抗器。在饋線上加裝電抗器,見圖3-23中L2。圖3-23普通電抗器的裝設(shè)地點

(1)線路電抗器的作用。主要是用來限制6~10kV電纜饋線的短路電流。這是因為,電纜的電抗值很小且有分布電容,即使在饋線末端短路,其短路電流也和在母線上短路相近。裝設(shè)線路電抗器后:

①可限制該饋線電抗器后發(fā)生短路(如圖3-23中k3點短路)時的短路電流,使發(fā)電廠引出端和用戶處均能選用輕型電器,減小電纜截面。

②由于短路時電壓降主要產(chǎn)生在電抗器中,因而母線能維持較高的剩余電壓(或稱殘壓,一般都大于65%UN),對提高發(fā)電機并聯(lián)運行穩(wěn)定性和連接于母線上非故障用戶(尤其是電動機負(fù)荷)的工作可靠性極為有利。

(2)百分電抗。為了既能限制短路電流,維持較高的母線剩余電壓,又不致在正常運行時產(chǎn)生較大的電壓損失(一般要求不應(yīng)大于5%UN)和較多的功率損耗,通常線路電抗器的百分電抗值選擇3%~6%,具體值由計算確定。

(3)線路電抗器的布置位置有兩種方式:

①布置在斷路器QF的線路側(cè),如圖3-24(a)所示。這種布置安裝較方便,但因斷路器是按電抗器后的短路電流選擇,所以,斷路器有可能因切除電抗器故障而損壞。

②布置在斷路器QF的母線側(cè),如圖3-24(b)所示。這種布置安裝不方便,而且使得線路電流互感器(在斷路器QF的線路側(cè))至母線的電氣距離較長,增加了母線的故障機會。

當(dāng)母線和斷路器之間發(fā)生單相接地時,尋找接地點所進行的操作較多。我國多采用如圖3-24(a)所示的方式布置線路電抗器。

對于架空饋線,一般不裝設(shè)電抗器,因為其本身的電抗較大,足以把本線路的短路電流限制到裝設(shè)輕型電器的程度。圖3-24直配線路電抗器布置位置

2.加裝分裂電抗器

分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似,只是在線圈中間有一個抽頭作為公共端,將線圈分為兩個分支(稱為兩臂)。兩臂有互感耦合,而且在電氣上是連通的。分裂電抗器的

圖形符號、等值電路如圖3-25所示。圖3-25分裂電抗器

一般中間抽頭3用來連接電源,兩臂1、2用來連接大致相等的兩組負(fù)荷。

兩臂的自感相同,即L1=L2=L,一臂的自感抗xL=ωL。若兩臂的互感為M,則互感抗xM=ωM。耦合系數(shù)f為

注意:f取決于分裂電抗器的結(jié)構(gòu),一般為0.4~0.6

1)優(yōu)點

當(dāng)分裂電抗器一臂的電抗值與普通電抗器相同時,有比普通電抗器突出的優(yōu)點,具體如下:

(1)正常運行時電壓損失小。設(shè)正常運行時兩臂的電流相等,均為I,則由圖3-25(b)所示等值電路可知,每臂的電壓降為

所以,正常運行時的等值電路如圖3-25(c)所示。若取f=0.5,則ΔU=IxL/2,即正常運行時,電流所遇到的電抗為分裂電抗器一臂電抗的1/2,電壓損失比普通電抗器小。

(2)短路時有限流作用。當(dāng)分支1的出線短路時,流過分支1的短路電流Ik比分支2的負(fù)荷電流大得多,若忽略分支2的負(fù)荷電流,則

即短路時,短路電流所遇到的電抗為分裂電抗器一臂電抗xL,與普通電抗器的限制作用一樣。

(3)比普通電抗器多供一倍的出線,減少了電抗器的數(shù)目。

2)缺點

(1)正常運行中,當(dāng)一臂的負(fù)荷變動時,會引起另一臂母線電壓波動。

(2)當(dāng)一臂母線短路時,會引起另一臂母線電壓升高。

上述兩種情況均與分裂電抗器的電抗百分值有關(guān),具體計算將在第5章中介紹。一般分裂電抗器的電抗百分值取8%~12%。

3)裝設(shè)地點

分裂電抗器的裝設(shè)地點如圖3-26所示。其中,圖3-26(a)的分裂電抗器裝于直配電纜饋線上,每臂可以接一回或幾回出線;圖3-26(b)的分裂電抗器裝于發(fā)電機回路中,此時它同時起到母線電抗器和出線電抗器的作用;圖3-26(

c)的分裂電抗器裝于變壓器低壓側(cè)回路中,可以是主變壓器或廠用變壓器回路。圖3-26分裂電抗器的裝設(shè)地點

三、采用低壓分裂繞組變壓器

1.低壓分裂繞組變壓器的應(yīng)用

(1)用于發(fā)電機主變壓器擴大單元接線,如圖3-27(a)所示,它可以限制發(fā)電機出口的短路電流。

(2)用作高壓廠用變壓器,這時兩分裂繞組分別接至兩組不同的廠用母線段,如圖3-27(b)所示,它可以限制廠用電母線的短路電流,并使短路時變壓器高壓側(cè)及另一段母線有較高的殘壓,提高廠用電的可靠性。

圖3-27低壓分裂繞組變壓器的應(yīng)用場所及其等值電路

2.優(yōu)點

分裂變壓器的兩個低壓分裂繞組,在電氣上彼此不相連接、容量相同(一般為額定容量的50%~60%)、阻抗相等。其等值電路與三繞組變壓器相似,如圖3-27(c)所示。其中x1為高壓繞組漏抗,x2'、x2″為兩個低壓分裂繞組漏抗,可以由制造部門給出的穿越電抗x12(高壓繞組與兩低壓繞組間的等值電抗)和分裂系數(shù)Kf求得。在設(shè)計制造時,有意使兩分裂繞組的磁聯(lián)系較弱,因而x2'、x2″都較x1大得多。

(1)正常電流遇到的電抗小。設(shè)正常運行時流過高壓繞組的電流為I,則流過每個低壓繞組的電流為I/2,由圖3-27(c)等值電路可知,高、低壓繞組間的電壓降為

所以,正常運行時的等值電路如圖3-27(d)所示。

(2)若短路電流遇到的電抗大,則有顯著的限流作用。

①設(shè)高壓側(cè)開路,低壓側(cè)一臺發(fā)電機出口短路,這時另一臺發(fā)電機的短路電流所遇到的電抗為兩分裂繞組間的短路電抗(稱分裂電抗),則

即短路時,短路電流遇到的電抗約為正常電流所遇電抗的4倍。

②設(shè)高壓側(cè)不開路,低壓側(cè)一臺發(fā)電機出口短路,這時另一臺發(fā)電機的短路電流所遇到的電抗仍為x2'2″。

系統(tǒng)短路電流遇到的電抗(與圖3-27(b)所示用作高壓廠用變壓器的短路情況相同)為

以上電抗都很大,能達(dá)到限制短路電流的作用。

分裂繞組變壓器比普通變壓器貴20%左右,但由于它的優(yōu)點,在我國大型電廠中得到廣泛應(yīng)用。

3.5各類發(fā)電廠和變電所主接線的特點及實例

電氣主接線是根據(jù)發(fā)電廠和變電所的具體條件確定的,由于發(fā)電廠和變電所的類型、容量、地理位置、在電力系統(tǒng)中的地位、作用、饋線數(shù)目、負(fù)荷性質(zhì)、輸電距離及自動化程度等不同,所采用的主接線形式也不同,但同一類型的發(fā)電廠或變電所的主接線仍具有某些共同特點。

一、火力發(fā)電廠主接線

1.中小型火電廠的主接線

中小型火電廠的單機容量為200MW及以下,總裝機容量為1000MW以下,一般建在工業(yè)企業(yè)或城鎮(zhèn)附近,需以發(fā)電機電壓將部分電能供給本地區(qū)用戶,如鋼鐵基地,大型

化工、冶煉企業(yè)及大城市的綜合用電等,有時兼供熱,所以有凝汽式電廠,也有熱電廠。其主接線特點如下:

(1)設(shè)有發(fā)電機電壓母線。

①根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的要求,母線電壓采用6kV或10kV。發(fā)電機單機容量為100MW及以下。當(dāng)發(fā)電機容量為12MW及以下時,一般采用單母線分段接線;當(dāng)發(fā)電機容量為

25MW及以上時,一般采用雙母線分段接線。通常情況下不裝設(shè)旁路母線。

②出線回路較多(有時多達(dá)數(shù)十回),供電距離較短(一般不超過20km),為避免雷擊線路直接威脅發(fā)電機,一般多采用電纜供電。

③當(dāng)發(fā)電機容量較小時,一般僅裝設(shè)母線電抗器即足以限制短路電流;當(dāng)發(fā)電機容量較大時,一般需同時裝設(shè)母線電抗器及出線電抗器。

④通常用兩臺及以上主變壓器與升高電壓級聯(lián)系,以便向系統(tǒng)輸送剩余功率或從系統(tǒng)倒送不足的功率。

(2)當(dāng)發(fā)電機容量為125MW及以上時,采用單元接線;當(dāng)原接于發(fā)電機電壓母線的發(fā)電機已滿足地區(qū)負(fù)荷的需要時,雖然后面擴建的發(fā)電機容量小于125MW,也采用單元接線,以減小發(fā)電機電壓母線的短路電流。

(3)升高電壓等級不多于兩級(一般為35~220kV),而升高電壓部分的接線形式與電廠在系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷的重要性、出線回路數(shù)、設(shè)備特點、配電裝置型式等因素有關(guān),可

能采用單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段接線,當(dāng)出線回路數(shù)較多時,增設(shè)旁路母線;當(dāng)出線不多、最終接線方案已明確時,可以采用橋形、角形接線。具體條件參見3.

2和3.3。

(4)從整體上看,中小型火電廠的主接線較復(fù)雜,且一般屋內(nèi)和屋外配電裝置并存。

某中型熱電廠的主接線如圖3-28所示。由圖可知,該熱電廠裝有兩臺發(fā)電機,并且接在10kV母線上;其中10kV母線為雙母線三分段接線,母線分段及電纜出線均裝有電抗器,用以限制短路電流,以便選用輕型電器;發(fā)電廠供給本地區(qū)后的剩余電能通過兩臺三繞組主變壓器送入110kV及220kV電壓級;

110kV為分段的單母線接線,重要用戶可用雙回路分別接到兩分段上;

220kV為有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線接線,只有出線進旁路,主變壓器不進旁路。

圖3-28某中型熱電廠的主接線

2.大型火電廠的主接線

大型火電廠單機容量為200MW及以上,總裝機容量為1000MW及以上,主要用于發(fā)電,多為凝汽式火電廠。其主接線特點如下:

(1)在系統(tǒng)中地位重要、主要承擔(dān)基本負(fù)荷、負(fù)荷曲線平穩(wěn)、設(shè)備利用小時數(shù)高、發(fā)展可能性大,因此,其主接線要求較高。

(2)不設(shè)發(fā)電機電壓母線,發(fā)電機與主變壓器(雙繞組變壓器或分裂變壓器)采用簡單可靠的單元接線,發(fā)電機出口至主變壓器低壓側(cè)之間采用封閉母線。除廠用電外,絕大部分電能直接用220kV及以上的1~2種升高電壓送入系統(tǒng)。附近用戶則由地區(qū)供電系統(tǒng)供電。

(3)升高電壓部分為220kV及以上。若為220kV配電裝置,則通常采用雙母線帶旁路母線、雙母線分段帶旁路母線接線,接入220kV配電裝置的單機容量一般不超過300MW;若為330~500kV配電裝置,且進出線數(shù)為6回及以上時,則采用一臺半斷路器接線。220kV與330~500kV配電裝置之間一般用自耦變壓器聯(lián)絡(luò)

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