電力系統(tǒng)及主系統(tǒng)圖的繪制

電力系統(tǒng)及主系統(tǒng)圖繪制

第一節(jié)電力系統(tǒng)的組成及特點

一、電力系統(tǒng)的組成

現(xiàn)在大部分國家的動力資源和電力負(fù)荷中心相距較遠(yuǎn)。如水利資源是集中在

江河流域水位落差較大的地方，熱力資源又集中在煤、石油和其它熱源的產(chǎn)地，

而大的電力負(fù)荷中心則多集中在工業(yè)區(qū)和大城市。因此發(fā)電廠和負(fù)荷中心之間，

往往相距很遠(yuǎn)，為了保證供電可靠、經(jīng)濟(jì)合理，就必須用輸電線路將電能輸送到

很遠(yuǎn)的用戶，并將孤立運行的發(fā)電廠用電力線路連接起來，即首先在一個地區(qū)內(nèi)

互相連接，再發(fā)展到地區(qū)和地區(qū)之間互相連接，以組成統(tǒng)一的電力系統(tǒng)。

下圖為簡單的電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖。通常將發(fā)電廠（動力部分和電氣部

分）、變電所到用電設(shè)備、用熱設(shè)備之間用電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)聯(lián)接起來的整體，叫做

動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)中的電氣部分，即發(fā)電機(jī)、配電裝置、升壓和降壓變電所、

電力線路以及用電設(shè)備所組成的整體，就叫做電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中，由送變電

設(shè)備及各種不同電壓等級的電力線路所組成的部分，叫做電力網(wǎng)。

動力at分發(fā)電機(jī)電力網(wǎng)受電設(shè)務(wù)

/---Z-、，■"-八~~、-----------

380/220V

火（一，/I22OkV

汽輪機(jī)

貨機(jī)發(fā)電機(jī)（—3220kV

熱of

10kV

蒸汽管路氣

為水

5OOkV

發(fā)s發(fā)電機(jī)

電

廠

動力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖

1—升壓變樂器：2-降壓變壓器；3一負(fù)荷：4―電動機(jī)，5—電燈

電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的任務(wù)。由

電源向電力負(fù)荷中心輸送電能的線路，稱為輸電線路或送電線路。主要擔(dān)負(fù)分配

電能任務(wù)的線路，稱為配電線路。

為了研究和計算方便，通常將電力網(wǎng)分為地方電力網(wǎng)和區(qū)域電力網(wǎng)。一般將

電壓在HOkV以上，供電范圍較廣，輸送功率較大的電力網(wǎng)稱為區(qū)域性電力網(wǎng)；

電壓在UOkV及其以下供電距離較短，輸送功率較小的電力網(wǎng)稱為地方電力網(wǎng)；

對于電壓在35OkV及其以下的電力網(wǎng)，則稱為配電網(wǎng)。但這種劃分，其間也不存

在嚴(yán)格的界限。

按電力網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)方式，又可分為開式電力網(wǎng)和閉式電力網(wǎng)。凡用戶只能

從單方向得到電能的電力網(wǎng)稱為開式電力網(wǎng)；凡用戶可以從兩個及兩個以上方向

同時得到電能的電力網(wǎng)就稱為閉式電力網(wǎng)。

根據(jù)電壓等級的高低，一般可將電力網(wǎng)分為低壓、高壓、超高壓和特高壓幾

種。電壓在IkV以下的電力網(wǎng)稱低壓電網(wǎng)；電壓在IkV至330kV之間的電力網(wǎng)稱

高壓電網(wǎng)，330kV以上到lOOOkV以下的電力網(wǎng)稱為超高壓電網(wǎng)；lOOOkV及其以上

的電力網(wǎng)稱為特高壓電網(wǎng)。

二、電力系統(tǒng)的特點

一般將發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的整體稱為電力系統(tǒng)。若將兩個或法個以

上的小型電力系統(tǒng)并聯(lián)運行，便組成了地區(qū)性的電力系統(tǒng)。進(jìn)一步把這些地區(qū)性

的電力系統(tǒng)連接起來，就組成了聯(lián)合電力系統(tǒng)。組成聯(lián)合的電力系統(tǒng)在技術(shù)上和

經(jīng)濟(jì)上都有很大的優(yōu)越性，歸納起來，有如下幾個方面。

1.提高供電的可靠性和電能質(zhì)量

由孤立發(fā)電廠供電時，在電廠內(nèi)很難建立起足夠的備用容量。因此，當(dāng)有的

機(jī)組檢修，另一機(jī)組發(fā)生故障時，就會影響對用戶的連續(xù)供電。但在聯(lián)合電力系

統(tǒng)中，即可建立足夠的備用容量，備用機(jī)組的臺數(shù)較多。這樣，個別機(jī)組發(fā)生故

障對系統(tǒng)的影響較少，而幾臺機(jī)組同時發(fā)生故障的機(jī)會也很少，因此提高了供電

的可靠性。

由于聯(lián)合電力系統(tǒng)容量較大，個別負(fù)荷的變動，即使是較大的沖擊負(fù)荷，也

不會造成電壓和頻率的明顯變化，從而保證了電能質(zhì)量。

2.可減少系統(tǒng)的裝機(jī)容量，提高設(shè)備利用率

由于不同地區(qū)之間，東西有時差，南北有季節(jié)差，再加上負(fù)荷性質(zhì)的不同，

所以電力系統(tǒng)中各個用戶的最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間就不同。因而在聯(lián)合電力系統(tǒng)中,

綜合起來的最大負(fù)荷，將小于各個用戶最大負(fù)荷相加的總和。由于系統(tǒng)中最高負(fù)

荷的降低，相應(yīng)地就可以減少系統(tǒng)中總的裝機(jī)容量。

為了保證供電的可靠性，必須在發(fā)電廠內(nèi)建立起必要的備用容量。對于孤立

運行的電力系統(tǒng)，必須建立起備用容量，其數(shù)值通常等于該系統(tǒng)總?cè)莸?0%至

15%,且不小于一臺最大機(jī)組的容量。在聯(lián)合電力系統(tǒng)中，各電廠的機(jī)組可錯開

時間進(jìn)行檢修，當(dāng)某些電廠的機(jī)組發(fā)生故障時，系統(tǒng)中其它機(jī)組支援，這樣系統(tǒng)

中的總備用容量比各個孤立系統(tǒng)備用容量的總和減少一些。

因此，組成聯(lián)合電力系統(tǒng)后，在用電量一定時，可以減少總的裝機(jī)容量。在

總的裝機(jī)容量一定時，可以提高設(shè)備的利用率，增加供電量。

3.便于安裝大型機(jī)組、降低造價

系統(tǒng)中火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)裝機(jī)容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘考柏?fù)荷增長速度等因素有

關(guān)。一般在100萬kW及其以上的電力系統(tǒng)中，最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組容量應(yīng)為系統(tǒng)容量的

6%?10%左右1000萬kW及其以上的電力系統(tǒng)中，最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組容量為系統(tǒng)容量

的4%?6%左右，對于容量較小的電力系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)荷增長較快時，最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組

容量為系統(tǒng)容量的20%左右。機(jī)組容量小于這個比例時不經(jīng)濟(jì)，超過這個比例會

造成運行和檢修的困難。由于聯(lián)合電力系統(tǒng)容量大，按照比例可裝設(shè)容量較大的

機(jī)組，而大型機(jī)組每千瓦設(shè)備的投資和生產(chǎn)每千瓦時電能的燃料消耗以及維修費

用，都比裝設(shè)小機(jī)組便宜，因而可節(jié)約基建投資、減少煤耗、降低成本和提高勞

動生產(chǎn)率。

4.充分利用各種動力資源，提高運行的經(jīng)濟(jì)性'

有很多能源，如風(fēng)力、潮汐、太陽能和原子能等都可以用于發(fā)電，如果這些

電站與系統(tǒng)聯(lián)接，將被充分利用。

水利資源取決于河流的水文情況，受氣候條件的影響很大。若水電站孤立運

行，使水利資源不能得到充分利用。如果與電力系統(tǒng)相聯(lián)接，由于電力系統(tǒng)有很

多火力發(fā)電廠，這樣在豐水期可讓水電站滿發(fā)，而減少火力發(fā)電廠的負(fù)荷；在枯

水期則讓火力發(fā)電廠擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷，而讓水電站擔(dān)負(fù)尖峰負(fù)荷。此外，火力發(fā)電

廠之間還可以經(jīng)常使高效率和運行最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電機(jī)組多帶負(fù)荷；效率很低或燃燒

優(yōu)質(zhì)煤的機(jī)組少帶負(fù)荷。這樣就可以充分利用水利資源，降低火力發(fā)電廠的煤耗,

從而降低了電能成本，提高運行的經(jīng)濟(jì)性。

以上這些優(yōu)點，說明了建立聯(lián)合電力系統(tǒng)的必要性。隨著我國電力工業(yè)的迅

速發(fā)展，目前已建成了國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)聯(lián)合電力系統(tǒng)，并將逐步建成全國統(tǒng)

一的電力系統(tǒng)。

第二節(jié)額定電壓及額定電壓的選擇

一、額定電壓

能使發(fā)電機(jī)、變壓器以及各種電力設(shè)備長期正常工作的最高電壓叫做這些電

力設(shè)備的額定電壓。各種電氣設(shè)備在額定電壓下運行時，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果

最好。國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為了使電力設(shè)備生產(chǎn)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,

規(guī)定了電力設(shè)備的統(tǒng)一額定電壓等級?，F(xiàn)將輸配電線路中常用的交流電力設(shè)備的

額定電壓列入卜表中。

力網(wǎng)中，發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5kV。如果線路首端電壓比電力網(wǎng)的額定電壓高

5%,則末端電壓比電力網(wǎng)額定電壓低5%,這樣就保證了電力設(shè)備的端電壓不超出

額定電壓±5%的允許變化范圍。

變壓器的初級繞組接受電能相當(dāng)于受電設(shè)備，它的額定電壓應(yīng)等于受電設(shè)備

的額定電壓(即等于電力網(wǎng)的額定電壓以)。但是有些直接與發(fā)電機(jī)連接的變壓器,

它的初級繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)相同，即比電力網(wǎng)額定電壓高5%；變壓器的次

級繞組，是處于下一級送電線路的首端，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，它的額定電壓比電力網(wǎng)

的額定電壓高出5%。由于變壓器次級繞組的額定電壓是指空載情況的電壓值。故

當(dāng)變壓器有載運行時，其次級繞組將產(chǎn)生5%的電壓損耗。為了使次級繞組的實際

輸出電壓比電網(wǎng)額定電壓高出5%,因而對短路電壓較大的變壓器(包括高壓側(cè)電

壓為35kV以上的變壓器和35kV以下而其短路電后為7.5%以上的變壓器)，其次

級繞組的額定電壓應(yīng)比電力網(wǎng)額定電壓高出10%。這樣，即可保證線路首端1、3

的電壓比電力網(wǎng)額定電壓高5%,末端電壓比電力網(wǎng)額定電壓低5%,以滿足電能

質(zhì)量的要求。

此外，在變壓器的高壓繞組上具有改變變壓比的分接頭，可根據(jù)電力網(wǎng)電壓

損耗的大小及變電站對實際電壓的要求，進(jìn)行電壓調(diào)整。

二、額定電壓的選擇

(-)電壓選擇的基木原則

在進(jìn)行電力網(wǎng)電氣計算時，首先應(yīng)確定電力網(wǎng)的額定電壓。己知，三相交流

電的線電流，、功率P和線電壓的關(guān)系，當(dāng)輸送容量一定時，線路電壓越高，電流

就越小。電壓高不僅可以使用較小的導(dǎo)線截面，而且可以降低線路的功率損耗和

電能損耗。這樣看來，似乎線路的電壓越高就越節(jié)省，實際不然，若電壓過高…

線路的絕緣就越要加強，用于絕緣方面的投資也就越大。

因此，電力網(wǎng)電壓的選擇是一個涉及面很廣的綜合性問題，除考慮輸送容量、

輸送距離、運行方式等各種因素外，還應(yīng)根據(jù)一次能源的分布，電源及工業(yè)布局

等遠(yuǎn)景發(fā)展情況，進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，其選擇基本原則是：

(1)選定的電壓等級應(yīng)符合國家電壓標(biāo)準(zhǔn)，我國目前現(xiàn)行的電力網(wǎng)額定電壓標(biāo)

準(zhǔn)為：

3、6、10、35、60、110、220、330、500(kV)

(2)電壓等級的選挎應(yīng)滿足近期過渡的可能性，同時也能適應(yīng)遠(yuǎn)景規(guī)劃發(fā)展的

需要。故在選擇電壓等級時，應(yīng)了解一次能源的分布和工業(yè)布局，考慮電力負(fù)荷

的增長和新建的電廠容量。

(3)同一地區(qū)，同一電力網(wǎng)內(nèi)，電壓等級應(yīng)少，以減少重復(fù)容量；各級電壓問

的級差不宜太小，按國內(nèi)外的經(jīng)驗，電壓等級差一般為2?3倍。例如，UOkV及

其以上的電力網(wǎng)電壓等級為110/220/500kV或110/330/750kV)；110kV及其

以下的電力網(wǎng)電壓等級為10/35/HOkVo

(4)在選擇電力網(wǎng)電壓等級時應(yīng)考慮到與主系統(tǒng)及地區(qū)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的可能性。在

選擇大容量發(fā)電廠向系統(tǒng)送電電壓時，應(yīng)考慮是采用單回線還是采用多回線送電。

若采用單回線送電時，應(yīng)選擇高一級電壓；采用多回線送電時，可采用低一級電

壓。

(5)在實際應(yīng)用中，照明電力網(wǎng)及容量為50至100kW的動力設(shè)備，其電壓采

用380/220V；對于廠礦企業(yè)大型動力設(shè)備，如200kW及其以上的電動機(jī)可日6?

10kV電網(wǎng)供電；大城市及礦區(qū)電力網(wǎng)采用的電壓為35?llOkV。

(二)輸送容量和輸送距離的關(guān)系

在下表中。列出由實際經(jīng)驗所得到的各級電壓送電線路的輸送容量和距離。

各級電壓線路的輸送容量和距商

線路電壓觸容皆雕磔或路電壓輸送容量輸媼離

(kV)(MW)(km)(kV)(MW)(km)

___________...________________一_____-

t1

0.38以下0?6以F1352.0-1020-50

30.1-1.01311010-5050750

60.1*1,24*15220100-500100*301

100.2-2.06-2033020U-1000200-600

-------------------------1

用負(fù)荷距(即線路有功負(fù)荷和線路長度的乘積)的方法，根據(jù)負(fù)荷大小、功率

因數(shù)、導(dǎo)線型號、電壓等級、電壓損耗即可從相關(guān)表中計算出相應(yīng)的輸送距離。

第三節(jié)電力系統(tǒng)基本要求及電能的質(zhì)量指標(biāo)

一、電能在生產(chǎn)技術(shù)上的主要特點

(1)電能的生產(chǎn)、輸送，分配和使用是在同一瞬間完成的。電能不能貯存，也

不容許間斷，發(fā)電廠的發(fā)電量，決定于用戶的需求，發(fā)電和用電是平衡的。正因

為如此，電力系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)中，任何一部分或任何一點發(fā)生故障或運行方式發(fā)生

變化，都會破壞局部供電，甚至影響整個電力系統(tǒng)電能的生產(chǎn)和供應(yīng)。

(2)電力系統(tǒng)的電磁過渡過程(例如發(fā)生突然短路、穩(wěn)定運行破壞等過程)非常

迅速，因而電能的生產(chǎn)靠人工操作和調(diào)整是達(dá)不到滿意的效果，甚至是不可能的。

必須采取專用的自動裝置才能迅速而準(zhǔn)確地完成電能生產(chǎn)的任務(wù)，因而對電力系

統(tǒng)自動化的程度要求要高。

(3)電力工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)各部門以及人民生活關(guān)系極其密切，電能的不足或停

止供應(yīng)，會直接影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的正常生活，甚至造成生產(chǎn)停頓和生

產(chǎn)設(shè)備的損壞。

二、電力系統(tǒng)的基本要求及電能的質(zhì)量指標(biāo)

(一)保證供電的可靠性

為了保證電力系統(tǒng)對用戶供電的可靠性，首先必須保證電力系統(tǒng)每個設(shè)備和

元件運行可靠。因此，要求對電力系統(tǒng)中各個設(shè)備均要經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)視、維護(hù)、定

期運行試驗和檢修，使設(shè)備處于完好的運行狀態(tài)，并應(yīng)在系統(tǒng)中建立必要的備用

容量以備急需。

由于電力工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)各個部門緊密相聯(lián)，供電的停頓將會引起生產(chǎn)的停

頓和人民生活秩序的破壞，甚至?xí)斐扇松砗驮O(shè)備的損傷。因此，電力系統(tǒng)應(yīng)盡

可能保證對用戶連續(xù)不斷的供電。

對于供電可靠性的評價指標(biāo)，DL/T836-2003《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評

價規(guī)程》有明確的規(guī)定，這里對幾個主要指標(biāo)作簡要介紹。

(1)用戶平均停電時間。指用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電小時數(shù)，計算方

法見下式。

Z(每次停電持續(xù)時間x每次停電用戶數(shù))

用戶平均停電時間二

總用戶數(shù)

(2)供電可靠率。指在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小

時數(shù)的比值，計算方法見下1

供電—［一用就囂黑間

X1OO%

(3)用戶平均停電次數(shù)。指供電用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電次數(shù)，計算方法見

下式。

用戶平均停電次數(shù)N每篝髏戶數(shù)

(4)系統(tǒng)停電等效小時數(shù)。指在統(tǒng)計期間內(nèi)，因系統(tǒng)對用戶停電的影響等效成全系統(tǒng)

(全部用戶)停電的等效小時數(shù)，計算方法見式

Z(每次停電容量x每次停電時間)

系統(tǒng)停電等效小時數(shù)=

系統(tǒng)供電總?cè)萘?/p>

目前我國電力工業(yè)還不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，因此必須實行計劃用電。

為了實行計劃用電，根據(jù)用戶對供電可靠性的要求，將電力負(fù)荷分為三類。

I類：突然停電，將造成人身傷亡和重大設(shè)備損壞，給國民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失

和造成嚴(yán)重政治影響的用戶。

n類：突然停電，將引起主要設(shè)備損壞，產(chǎn)生大量廢品、大量減產(chǎn)的用戶。

如紡織廠、化工廠等。

in類：所有不屬于I、n類負(fù)荷的用戶。

對于I類負(fù)荷，應(yīng)由兩個獨立電源供電，以保證供電持續(xù)性，其中一個應(yīng)為

備用電源，備用電源可以是柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池組等。對于【I類負(fù)荷，應(yīng)盡量由

不同變壓器或兩段母線供電。對于in類負(fù)荷則無特殊要求。如果由于某些原因，

電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，與對用戶的持續(xù)供電發(fā)生矛盾時，為了保證電能質(zhì)量，應(yīng)根

據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，采取適當(dāng)措施，有計劃地將部分不重要的用戶或負(fù)荷加以切除。

(二)保證電能質(zhì)量

電能是電網(wǎng)企業(yè)供給電力用戶的特殊商品，也是一種使用最為廣泛的清潔能

源。電能質(zhì)量的指標(biāo)若偏離正常水平過大，一方面會給電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電和

配電設(shè)備帶來不同程度的危害，另一方面會對電力用戶造成重大影響，如中斷生

產(chǎn)流程、影響敏感加工設(shè)備，進(jìn)而造成停工、廢料與產(chǎn)量損失等，給用戶帶來經(jīng)

濟(jì)損失。

從20世紀(jì)90年代以來，我國先后組織制定并頒布了多項電能質(zhì)量的國家標(biāo)

準(zhǔn)，如GB/T12325—2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》、GB/T15945—2008《電

能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》、GB/T14549—1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》、

GB/T15543—2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》、GB/T12326—2008《電能質(zhì)量

電壓波動和閃變》、GB/T18481—2001《電能質(zhì)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》

等。這些標(biāo)準(zhǔn)對電壓偏差、頻率偏差、公用電網(wǎng)諸波、電壓不平衡度、電壓波動

和閃變、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓等方面的指標(biāo)進(jìn)行了如下規(guī)定。

(1)電壓偏差。指電力系統(tǒng)正常運行的電壓偏差，計算方法見下式。

由“?儡卡(。八實測電壓一標(biāo)稱系統(tǒng)電壓1Ano/

電壓偏差(％)=-----七“LL----------X100%

標(biāo)稱系統(tǒng)電壓

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：35千伏及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過標(biāo)稱系

統(tǒng)電壓的10%；10千伏及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的_L7%；

220伏單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的TO%至+7%。

(2)頻率偏差。指電力系統(tǒng)頻率的實際值和標(biāo)稱值之差。電力系統(tǒng)正常運

行條件下頻率偏差限值為±0.2赫。當(dāng)系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可以放寬到±0.5赫。

(3)公用電網(wǎng)諧波。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)的限值，見二表。

公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)限值

電網(wǎng)標(biāo)稱m電壓總咕濃喻支率各次淋波電IR含有率(％)

(千伏》(%)奇次偶次

0.385.04.02.0

6

4.03.21.6

10

35

3.02.41.2

66

11O2.01.60.8

⑷電壓不平衡度。指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。用電壓負(fù)序基波或零序

基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定電力系統(tǒng)公共連接點電壓不

平衡度限值，電網(wǎng)正常運行時，負(fù)序電壓不平衡度不超過2%,短時不得超過4%；接于

公共節(jié)點的每個用戶引起該點負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%,短時不超過2.6%。

(5)電壓波動和閃變。指由波動負(fù)荷引起的公共連接點電壓的快速變動及由此可能引

起人對燈閃的明顯感覺。由波動負(fù)荷引起的電力系統(tǒng)公共連接點的電壓變動限值和變動頻

度與電壓等級有關(guān)。而閃變限值根據(jù)用戶負(fù)荷大小、其協(xié)議用電容量占供電容量的匕例以

及系統(tǒng)電壓，分別按三級作不同的規(guī)定和處理。

(6)暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓。暫時過電壓指在給定安裝點上持續(xù)時間較長的不衰減

或弱衰減的(以工頻或其一定的倍數(shù)、分?jǐn)?shù))振蕩的過電壓；瞬態(tài)過電壓指持續(xù)時間數(shù)毫秒

或更短，通常帶有強阻尼的振蕩或非振蕩的一種過電壓。

電力供應(yīng)的持續(xù)性和電能質(zhì)量等可靠供電問題雖然最終體現(xiàn)在用戶側(cè)，但是受到從

發(fā)電、輸電、配電到用電各環(huán)節(jié)的影響，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能影響用戶的供電

可靠性。根據(jù)統(tǒng)計，諸如雷擊、嚴(yán)重覆冰等惡劣天氣引起的跳閘、線路倒塔和斷線，以及

偷盜線路塔材等人為破壞等，是影響供電可靠性的主要因素。

電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電壓和頻率的過高或過低將影響工

廠企業(yè)正

常生產(chǎn)，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，下面將討論電壓和頻率變化時的危害。

電壓變動超出容許范圍時的危害性：

經(jīng)驗證明，電壓在額定電壓±5%內(nèi)變化，不會給電力系統(tǒng)和用戶帶來不利的

影響。若超出額定電壓±5%的范圍，將給電力系統(tǒng)和用戶帶來極大的危害。

電壓過高將使發(fā)電機(jī)、變壓器以其他帶鐵芯的電氣設(shè)備鐵芯中的磁通密度增

大，鐵芯損耗增加，造成鐵芯發(fā)熱，無功損耗增加電壓過高，使發(fā)電機(jī)、電動機(jī)

等電氣設(shè)備絕緣老化，甚至擊穿；電壓過高，使白熾燈壽命縮短。若電壓升高5%,

燈泡壽命縮短一半。電壓過低使電動機(jī)運行情況惡化。因為電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩正

比于電壓的平方，當(dāng)電壓下降，轉(zhuǎn)矩降低更為嚴(yán)重。當(dāng)電壓降低額定電壓的30%?

40%左右，經(jīng)1s轉(zhuǎn)矩崩潰，電動機(jī)自動停轉(zhuǎn)，正在啟動的電動機(jī)，由于電源電壓

降低可能啟動不起來，使電動機(jī)定子電流增加，運行中溫度升高，甚至將電動機(jī)

燒毀。電壓過低使照明設(shè)備不能正常發(fā)光。若電壓降低5%,白熾燈的發(fā)光效率約

降低18%；電源電壓降低10%時，發(fā)光效率約降低35%。

電壓過低使電力網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗增加。當(dāng)線路輸送功率不變時，

由于電壓降低，使電流增大；網(wǎng)損也相應(yīng)增太。

電壓過低使電力設(shè)備容量不能充分利用。若電壓降低到額定值的80%時，線

路和變壓器的電能輸送的容量只為額定值的64%。

頻率變動超出允許范圍的危害性：

頻率的變化，不僅嚴(yán)重影響電力用戶的正常工作，而且對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)

本身也有嚴(yán)重危害。

頻率過高使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，這是因為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與頻率成正比。由

于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增加，使其離心力增加，轉(zhuǎn)子機(jī)械強度受到威脅，對安全運行十分

不利。

頻率過低，發(fā)電機(jī)的出力就要受到限制，影響電力系統(tǒng)安全運行，這是因為:

(1)發(fā)電機(jī)的通風(fēng)是靠轉(zhuǎn)子端部的風(fēng)扇來進(jìn)行的，當(dāng)頻率過低時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降

低，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨之下降，使發(fā)電機(jī)的通風(fēng)量減少，因而造成鐵芯和繞組的溫度升

高，這樣只能用減負(fù)荷的辦法使溫度降低。

(2)發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢與頻率和磁通成正比。如果頻率降低，要保持母線電壓

不變，就必須增加磁通，也就是增加勵磁電流，勢必使轉(zhuǎn)子繞組溫升增加。為了

避免轉(zhuǎn)子過熱也只有減負(fù)荷。

(3)汽輪機(jī)在低速下運行時，若發(fā)電機(jī)輸出功率不變，汽輪機(jī)葉片就要過負(fù)荷。

當(dāng)葉片過負(fù)荷嚴(yán)重時，機(jī)組會產(chǎn)生較大的振動，影響葉片的壽命。特別是當(dāng)葉片

振動頻率接近或等于葉片的固有頻率時，可能產(chǎn)生共振，至使葉片折斷。為了保

證葉片安全也只有減負(fù)荷。

(4)當(dāng)頻率降低時，發(fā)電廠中水、風(fēng)，煤系統(tǒng)中的電動機(jī)轉(zhuǎn)速都降低，嚴(yán)重影

響發(fā)電機(jī)出力，影響電力系統(tǒng)安全運行。

由于頻率降低，用戶所有電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低，因而所帶動的機(jī)械的生產(chǎn)率降低,

這將會影響冶金、化工、機(jī)械、紡織等行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。

根據(jù)有關(guān)規(guī)定，我國電力系統(tǒng)額定頻率為50H%,其變化范圍：電網(wǎng)容量在300

萬kW及其以上的系統(tǒng)中，不得超過±0.2Hz；電網(wǎng)容量在不足300萬即的系統(tǒng)中，

不得超過±0.5Hzo

電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，除電壓和頻率外，還有電壓波形；由于現(xiàn)代用電設(shè)備，如軋

鋼機(jī)、電弧爐、電焊機(jī)、可控硅控制的電動機(jī)、整流裝置、電氣化鐵路等都是電

網(wǎng)的諧波源，對電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響很大，會造成電網(wǎng)電壓的畸變，也就是諧波

對電網(wǎng)的污染。根據(jù)富里哀變換，非正弦電壓可以分解為基波電壓(50Hz)和系列

諧波電壓(頻率為基波的整倍數(shù))。當(dāng)諧波超過規(guī)定的極限值時.將對發(fā)供電設(shè)備，

繼電保護(hù)及自動裝置、用戶的用電設(shè)備、通信線路都會產(chǎn)生不同程度的危害，嚴(yán)

重影響用戶的正常生產(chǎn)，并危及電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行。

(三)保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性

提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性，就是使電力系統(tǒng)在運行中耗費少、效率高、成

本低，其主要以如下三個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量。

(1)標(biāo)準(zhǔn)耗煤量。指每千瓦時電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量，(按規(guī)定發(fā)熱量為

29310kJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤)。

(2)廠用電率。指發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中耗用的電量與發(fā)電量之百分比。目

前我國火電廠的廠用電率在6%?10%之間。

(3)線路損耗率。指電能在各級電網(wǎng)環(huán)節(jié)中的損耗量占供電量之百分比。目前

我國各級電網(wǎng)的線損率約在3%?10%之間。

在運行中應(yīng)該力爭將全電力系統(tǒng)的各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)降低到最小。

為保證向用戶提供可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能，首先要做到安全生產(chǎn)和安全用

電。

第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點的運行方式

電力系統(tǒng)中性點是指三相繞組作星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點。電力

系統(tǒng)中性點與大地間的電氣連接方式，稱為電力系統(tǒng)中性點接地方式(即中性點運

行方式)O電力系統(tǒng)中性點的運行方式可分為中性點非有效接地和中性點有效接地

兩大類。中性點非有效接地包括中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點

經(jīng)高電阻接地三種，當(dāng)發(fā)生單相接地時，接地電流被限制到較小數(shù)值，故又稱為

小接地電流系統(tǒng)；而中性點有效接地包括中性點直接接地和中性點經(jīng)小阻抗接地

兩種，因發(fā)生單相接地時接地電流很大，故又稱為大接地電流系統(tǒng)。我國電力系

統(tǒng)廣泛采用的中性點接地方式主要有中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地及中

性點直接接地三種。

電力系統(tǒng)中性點的運行方式不同，其技術(shù)特性和工作條件也不同，此外還與

故障分析、繼電保護(hù)配置、絕緣配合等均密切相關(guān)。采用哪一種中性點運行方式,

直接影響到電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、電網(wǎng)的造價以及對通

信線路的干擾程度。

一、中性點不接地系統(tǒng)

中性點不接地的電力系統(tǒng)正常時的電路圖和相量圖如下圖所示。三相線路的

相間及相與地間都存在著分布電容，這里只考慮相與地間的分布電容，且用集中

電容C來表示，如圖⑸所示。

1.正常運行

系統(tǒng)正常運行時，三相相電壓是對稱的，三相的對地電容電流也是對稱的，

如圖(b)所示。這時三相的對地電容電流的相量和為零，因此大地中沒有電流流

過。其各相對地電壓均為相電壓。

正常運行時的中性點不接地系統(tǒng)

(a)ltlWjffl和耀圖

2.單相接地故障

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，如假設(shè)C相發(fā)生金屬接地，其接地電阻為零，

如下圖（a）所示，這時C相對地電壓為零，而非故障相A、B相的對地電壓在相位

發(fā)生單相接地故障時的中性點不接地系統(tǒng)

（a）電路圖Mb）和就圖

如圖（b）所示，c相接地故障時，非故障相A相和B相對地電壓值升高到百倍，變

為線電壓。因此，這種系統(tǒng)設(shè)備的相絕緣不能只按相電壓來考慮，而要按線電壓

來考慮。

C相接地時，系統(tǒng)的接地電流（接地電容電流）。為A、B兩相對地電容電流之

和。

由圖（b）的相量圖可知，/c在相位上正好超前Uc相電壓901

系統(tǒng)單相接地時的接地電容電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍。

當(dāng)系統(tǒng)某一相發(fā)生故障，而故障相通過一定的阻抗接地時，稱為不完全接地。

此時，接地相電壓大于零而小于相電壓，非故障相對地電壓則大于相電壓而小于

線電壓。接地電流也比完全接地時小。其具體的電壓、電流值與故障相接地電阻

值有關(guān)。

單相接地故障時，由于線電壓保持不變，電力用戶沒有受到影響，因而提高

了供電可靠性。理論上長期帶單相接地故障運行不會危及電網(wǎng)絕緣，但實際上是

不允許過分長期帶單相接地運行的，因為非故障相電壓升高到線電壓，長期運行

時可能在絕緣薄弱處發(fā)生絕緣破壞而造成相問短路。

因此，為防止由于接地點的電弧及伴隨產(chǎn)生的過電壓使系統(tǒng)由單相接地故障

發(fā)展為多相接地故障，致使故障范圍擴(kuò)大，在這種系統(tǒng)中必須裝設(shè)交流絕緣監(jiān)察

裝置。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，該裝置能發(fā)出報警信號或指示，以提醒運行值班

人員注意，并及時采取措施，查找和消除接地故障；如有備用線路，則可將重要

負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上.當(dāng)危及人身和設(shè)備安全時，單相接地保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。

電力系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)程規(guī)定：在中性點不接地的三相系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，

允許繼續(xù)運行的時間不得超過2h,并要加強監(jiān)視。

因為非故障相的對地電壓升高到線電壓，所以在這種系統(tǒng)中，電氣設(shè)備和線

路的對地絕緣必須按能承受線電壓考慮設(shè)計，這將增加相應(yīng)的投資。

二、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

中性點不接地系統(tǒng)具有單相接地故障時可繼續(xù)給用戶供電的優(yōu)點，即供電可

靠性比較高。但有一種情況比較危險，即在發(fā)生單相接地時，如果接地電流較大,

將在接地點產(chǎn)生斷續(xù)電弧。這就可能使線路發(fā)生諧振過電壓現(xiàn)象，因此中性點不

接地不宜用于單相接地電流較大的系統(tǒng)。為了克服這個缺點，可將電力系統(tǒng)的中

性點經(jīng)消弧線圈接地。

1.消弧線圈的結(jié)構(gòu)及工作原理

消弧線圈熨際上是一種帶有鐵芯的電感線圈，其電阻很小，感抗很大，其鐵

芯柱有很多間隙，能避免磁飽和，使消弧線圈有一個穩(wěn)定的電抗值。

消弧線圈有多種類型，包括離線分級調(diào)匝式、在線分級調(diào)匝式、氣隙可調(diào)鐵

芯式、氣隙可調(diào)柱塞式、直流偏磁式、直流磁閥式、調(diào)容式和五柱式等。

系統(tǒng)正常運行時，中性點電位為零，沒有電流流過消弧線圈。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，流過接地點的總電流是接地電容電流/c與流過消弧

線圈的電感電流/L的相量和。由于超前Uc90',而/L滯后Uc90'，如下圖（b）

所示，所以八和/c在接地點互相補償，可使接地電流小于最小生弧電流，從而

消除接地點的電弧以及由此引起的各種危害。

中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

（a）電路圖Mb）相量:圖

另外，當(dāng)電流過零電弧熄滅后，消弧線圈還可減小故障相電壓的恢復(fù)速度，

從而減小了電弧重燃的可能性，有利于單相接地故障的消除。

中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地的系統(tǒng)

中發(fā)生單相接地故障時樣，接地相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高到6

倍。由于相間電壓沒有改變，因此三相設(shè)備仍可以正常運行。但也不能這樣長期

運行，必須裝設(shè)單相接地保護(hù)或絕緣監(jiān)察裝置，在單相接地時予以報警，以提醒

運行值班人員注意，并及時采取措施，查找和消除故障，如必要時將重要負(fù)荷轉(zhuǎn)

移到備用線路上。

2.消弧線圈的補償方式

(1)完全補償

完全補償簡稱全補償，是使電感電流等于接地電容電流的補償方式，接地處

電流為零。從消弧角度來看，完全補償方式十分理想，但實際上卻存在著嚴(yán)重問

題。因為正常運行時，在某些條件下，如線路三相的對地電容不完全相等或斷路

器三相觸頭不同時合閘時，在中性點與地之間會出現(xiàn)一定的電壓，此電壓作用在

消弧線圈通過大地與三相對地電容構(gòu)成的串聯(lián)回路中，此時感抗XL與容抗Xc相等,

滿足諧振條件，易形成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生諧振過電壓，危及系統(tǒng)的絕緣，因此在實

際電力工程中通常不采用完全補償方式。

(2)欠補償

欠補償是使電感電流小于接地的電容電流的補償方式，此時接地點尚有未補

償?shù)碾娙菪噪娏鳌Ｇ费a償方式也較少采用，其原因是在檢修、因事故切除部分線

路或系統(tǒng)頻率降低等情況下，可能使系統(tǒng)接近或達(dá)到全補償，以致出現(xiàn)串聯(lián)諧振

過電壓。

(3)過補償

過補償是使電感電流大于接地的電容電流的補償方式，此時接地點處尚有多

余的電感性電流。過補償可避免諧振過電壓的產(chǎn)生，因此得到廣泛應(yīng)用。但過補

償接地處的電感電流也不能超過規(guī)定值，否則電弧將不能可靠地熄滅。因此，消

弧線圈應(yīng)設(shè)有分接頭，用以調(diào)整線圈的匝數(shù)，改變電感值的大小，從而調(diào)節(jié)消弧

線圈的補償電流，以適應(yīng)系統(tǒng)運行方式的變化，達(dá)到消弧的目的。

根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，消弧線圈一般采用接近諸振的過補償方式。與中性點不

接地系統(tǒng)一樣，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，允許運行時間

不超過2h,在這段時間內(nèi)，運行人員應(yīng)盡快采取措施，查出接地點并將它消除；

如果在這段時間內(nèi)無法消除接地點，應(yīng)將接地的部分線路停電，其停電范圍越小

越好。

在正常運行時，如果中性點的位移電壓過高，即使采用了消弧線圈，在發(fā)生

單相接地時，接地電弧也難以熄滅。因此，要求中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，

在正常運行時其中性點的位移電壓不應(yīng)超過額定和電壓的15%,接地后的殘余電

流值不能超過5?10A,否則接地處的電弧不能自行熄滅。

三、中性點直接接地系統(tǒng)

隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高和輸電距離的不斷增長，單相接地電流也隨之

增大，中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式已不能滿足高壓系統(tǒng)正常、安

全、經(jīng)濟(jì)運行的要求。針對這些情況，電力系統(tǒng)中性點可采用直接接地的方式運

行，即中性點直接與大地相連。

1.中性點直接接地系統(tǒng)的工作原理

下圖所示為中性點直接接地系統(tǒng)的工作原理圖。

中性點直接接地系統(tǒng)的工作原理圖

正常運行時，由于三相系統(tǒng)對稱，中性點的電壓為零，中性點沒有電流流過。

當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，由于接地相直接通過大地與電源構(gòu)成單相回路，故稱

這種故障為單相短路。單相短路電流IK很大，此時繼電保護(hù)裝置應(yīng)立即動作，使

斷路器斷開，迅速切除故障部分，以保證不會產(chǎn)生穩(wěn)定電弧或間歇電弧，系統(tǒng)其

他部分仍能正常運行。

2.中性點直接接電系統(tǒng)的特點

中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，相間電壓的對稱關(guān)系被破壞，但未

發(fā)生接地故障的兩完好相的對地電壓不會升高，仍維持相電壓。因此，中性點直

接接地系統(tǒng)中的供電設(shè)備的相絕緣只需按相電壓來考慮°這對llOkV及以卜的高

壓系統(tǒng)來說，具有顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)價值，因為高壓電器特別是超高壓電器，其絕

緣問題是影響電器設(shè)計制造的關(guān)鍵問題。電器絕緣要求的降低，直接降低了電器

的造價，同時也改善了電器性能。

中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地即形成單相短路，必須立即斷開電路，

這樣造成的后果是短期停電（重合閘成功），或者是長期停電（永久性故障，則重合

閘不成功）。此外，在短路過程中，巨大的短路電流引起的電動力和熱效應(yīng)可能使

一些電氣設(shè)備造成損壞。一些斷路器由于切斷短路電流的次數(shù)增加，會增加其維

護(hù)檢修的工作量。

中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，大的接地電流對鄰近的通信線

路干擾大，感應(yīng)電壓可能危及工作人員安全或引起信號裝置誤動作，因此，電力

線和通信線間必須保持一定的距離。

此外，中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，由于接地電流很大，電壓的劇

烈下降、線路的突然切除可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞。

四、中性點不同接地方式的應(yīng)用范圍

選擇電力系統(tǒng)中性點接地方式是一個綜合性問題，它與電壓等級、單相接地

短路電流、過電壓水平及保護(hù)配置有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的

可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的安全以及對通信線路的干擾。實際電力系

統(tǒng)中，不同中性點接地方式應(yīng)用范圍大致如下：

(1)3?10kV系統(tǒng)電壓不高，絕緣費用在總投資中所占比重不大，同時這個電

壓等級配電線路總長度長，雷擊瞬間跳閘事故多，因而要著重考慮供電可靠性問

題。一般多采用中性點不接地系統(tǒng)，僅在線路長或有電纜線路而且單相接見電流

越限(單相接地電流大于30A)時，才采用經(jīng)消弧線圈接地運行方式。當(dāng)發(fā)電機(jī)或調(diào)

相機(jī)直接接在3?20kV電網(wǎng)中時，為了避免因電機(jī)內(nèi)部故障產(chǎn)生電弧燒壞電機(jī)，

若單相接地電流大于5A,也應(yīng)裝消弧線圈。

(2)35-66kV系統(tǒng)和3?10kV系統(tǒng)相似，降低絕緣水平時經(jīng)濟(jì)價值不甚顯著。

同時，這個電壓等級都未全線架設(shè)避雷線，雷擊事故較多，供電可靠性也是其主

要考慮的問題。雖然可采用中性點不接地系統(tǒng)，但由于35?66kV系統(tǒng)電網(wǎng)線路總

長度一般都超過100km,單相接地電流超過限制，因此多采用經(jīng)消弧線圈接地方式。

(3)110kV及以上系統(tǒng)，其絕緣費用在總投資中所占比重較大，供電可靠性可

通過全線架設(shè)避雷線和采用自動重合閘加以改善。因此，我國UOkV及以上系統(tǒng)

廣泛采用中性點直接接地運行方式。

此外，電壓在500V以下的三相三線制系統(tǒng)多采用中性點不接地運行方式，220

/380V三相四線制系統(tǒng)多采用中性點直接接地運行方式。

第五節(jié)主系統(tǒng)圖的繪制方法及要求

一、對電氣主接線的墓本要求

發(fā)電廠的電弋主接線是冷發(fā)電廠的一次高壓電與設(shè)備采用特定的圖形符號和文字符號.

謝1連接線蛆成的接受和分配電能的電路.也稱?次傳線或電氣主系統(tǒng).用一次電氣設(shè)備特

定的圖形符號和文字符號符發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、開關(guān)電器測兔電器、保護(hù)電器、輸電

線部等有關(guān)巾氣設(shè)備,按T作航序抒列,詳細(xì)及示?次電氣設(shè)備的綱成和在接大系的單線接

制禮稱為電氣主接線圖：衣21為發(fā)電廠一次電氣諛備在電氣主接線圖中沿川的圖形符號

和文字符號。

表M發(fā)電廠一次電氣也各在電氣主接線圖中常用圖形符號和文字行號

名稱

卻形陰:mi號名稱—號文耐號

接觸器的主動介、

突洗發(fā)電

機(jī)GK

6主動的心頭7

___卜」一_一

—、（、葉?遇

硝里變樂器TW

6Y和噫

___________

電纜楮與終端.癡

項級免壓需

帶存一根TE噸配

__________

,也言囂/,

制件關(guān)*X.

_1C

二期紈

觸藻FU.V

?口楷新器

方油電抗器$,.電動機(jī)6M

腦開關(guān)

Q以能QF

續(xù)去

名稱圖形號號名稱圖形符號文字符H

具有M個

二次空機(jī)的

6電流北感容

消址線網(wǎng)

火化訶取

雙瓏虻、：統(tǒng)到

電莊￡席赫

:要他

發(fā)由「的電氣主接線能夠宜接反映發(fā)電I.的建法規(guī)投、發(fā)電廠在也力系統(tǒng)中的地位、發(fā)

電廠的進(jìn)出線網(wǎng)路數(shù)、系統(tǒng)電壓等級、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等情況，并對電力系統(tǒng)的安全、

經(jīng)濟(jì)運行.刻電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和網(wǎng)度的艮活性.以及刈發(fā)電廠的電氣設(shè)備選擇、配電裝置的

布置、妹電保護(hù)及控制方式等都有術(shù)大的影響。因此,發(fā)電廠的電氣主接線應(yīng)滿足卜列基本

要求。

1.運行的里靠性

發(fā)、供電的安全可堀性，如電力生?產(chǎn)和分配的第要求?主接線必須首先給予滿足eW

為電能的發(fā)、送、用必須在同?時刻進(jìn)行，所以電力系統(tǒng)中任何一個環(huán)竹故障-都將影響到

整體“事故停電不僅是電力部門的損失,更嚴(yán)重的是會造成國民經(jīng)濟(jì)各部門的損失，一臺

100MW的發(fā)電機(jī)約停電11).國民經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾十萬兀u此外?一此部門的停電還會造成人

員傷亡.具有重要?地位的發(fā)電J發(fā)生事故時?在嚴(yán)申:情況下可能會導(dǎo)致全系統(tǒng)性事故c所

以，主接線若不能保證安全可驅(qū)地［作，發(fā)電廠就很卷完成生產(chǎn)和揄送數(shù)量和質(zhì)星均符合要

求的電能；

主接線的可貂性并不是絕對的，同樣形式的主接線對某些發(fā)電廠來說是可養(yǎng)的?但對另

一些發(fā)電廠就不能滿足可靠性要求.所以在分析主接線的可生性時，不能脫離發(fā)電廠在系統(tǒng)

中的地位、作用以及川戶的負(fù)荷性質(zhì)等。

2.具有一定的炙活性

主接線不但在正常運行情況下,能根據(jù)調(diào)度的要求，靈活地改變運行方式，達(dá)到調(diào)償?shù)?/p>

目的；而「I在各種事故或設(shè)備檢修時,能盡快地退出設(shè)備、切除故障?使P?也時間最短、影

響范圍最小，并且在檢幡設(shè)備時能保證檢修人員的安全。

3.操作應(yīng)盡可能簡品、方便

生接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單?便于運行人員掌握,復(fù)雜的拯

線不僅不便于操作,還往往會造成人員誤操作而發(fā)生梟放。狙接線過于箭單.不但不能滿足

運行方式的需要，而H也會給運行池成不便?或造成不必要的停電、

4.經(jīng)濟(jì)上令理

2.雙百拄按段

圖2-3為雙母線接線.它有兩組母

線，?組為工作母線。?阻為備用母線。

施一電源和每一出線都經(jīng)一臺斷路器fil

兩組隔離開關(guān)分別號兩組即線相連,任

?組母線都可以是工作的或備用的,這

止與單母線接線的根本大別-兩組件淺

之間湎過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)版

躋器）QFC連接.有兩組用?線后，使運

行的可靠性和靈活性大為提高、

雙母線接線的優(yōu)點區(qū)：①檢修母線

時,電簿和出線可維可工作,不公中斷

圖2-3雙母線接線

時用戶供電，②檢修任?母戰(zhàn)隔離開關(guān)

時,只需斷開這一回路3④工作母線故陵時，所有回路能迅速恢包工作。④在特殊需要時.

可用個別囿路接在備用母線I.單獨J1作成試驗.⑤雙母線接線運行方式比較靈活.⑥便于擴(kuò)

建，但是內(nèi)線接線也看?些缺點.它的主:要缺點是，①倒母線的操作過程比較復(fù)雜.容易造

成誤操作.②I作H線故障時.將造成短時（轉(zhuǎn)換母線時間）全部進(jìn)出線停電，⑤在檢修任

一線路斷胳器時?用用僅斷路鄧代杵該斷躥器工作前,該網(wǎng)路需短時停電，中山線隔離開關(guān)

數(shù)目大大增加,配電裝置布置發(fā)架，投資和占面積增大.

盡管雙母線接戰(zhàn)存在上述缺點，但U單母線接線和1匕其優(yōu)點是顯著的，因此。雙母線

接線在發(fā)電1中得到廣廣泛的應(yīng)用。為廣等小母線故障的影響范上,可將雙母線分段；為不

停電檢修出線斷路麻,可增設(shè)旁路母線「

雙一線接線可退用母聯(lián)斷路耨臨時代替出線斷路器工作,但出線數(shù)微多時.母城斷用

器經(jīng)常被占用,降低了雙年線工作的叫根性和靈活性。為此可設(shè)設(shè)旁路丹線，忤127（Q為

帶旁路母線WBp的雙母線接線關(guān)于旁路號線的「作特點.前面已討論過,為了誡少浙儲

器的數(shù)目,可不設(shè)專用的旁路斷路器,而用母聯(lián)斷路器Q口兼作旁絡(luò)斷路器,其接線如圖

圖2T仰力路母我的雙號線接線

⑴用旁珞母線火卻的雙修線接心⑹與⑷飛作田聯(lián)所用器使川時為削'上線帝必

6U施用-然觸凝母聯(lián)斯路叁QFc最切粘⑹否理內(nèi)時聯(lián)新ftmQPca力就的按戰(zhàn)

⑻(M(c)

圖26發(fā)出機(jī)業(yè)繞機(jī)?圖21橋形接線

生聲器單元接線G)內(nèi)Kh(上外橋?(。雙橋燃

橋形接線采用的設(shè)備少?接線清晰簡單,但可東性小梧.只適用「進(jìn)出線何路數(shù)較少、輸

電線路較短的發(fā)電廠或公電所?以及作為最終將發(fā)爬為中母線分段或雙母戰(zhàn)的初期接線方式。

6,角形戔場

母線用合成環(huán)形，并拉回路數(shù)利用斷路器分段.即構(gòu)成角形接線，向形接線中，斷路器

數(shù)等于同路數(shù)，II.每條I可路都與兩臺新格器相連接，檢修任?臺斷路器都不致中斷供電，隔

離開關(guān)作為聞離電源的器件,只TF隹檢修設(shè)備月才起隔周月源之用,從而具有較高的可貂性

和靈活性。圖28(n)為一角形接線；圖2-8(1))為四角形接線；圖2K(c)為五加形接

WLI

圖2E內(nèi)形接線

龜):角形接線,(b)三角彤帙坎：S)五九匕接線

線.為陰止在撿修某斷路器出現(xiàn)開環(huán)運行時，希好又發(fā)生另斷路器故障,造成系統(tǒng)解列或

分成兩部分運行.甚至造成停電事故，一般應(yīng)將電源q假線網(wǎng)路相互交樣布置.如四角形接

線按對用原則接線，將會提高供電可靠性c

三、大型火電廠主接線的特點

大型火電廠是指單機(jī)容易為2D0MW及以1：、總裝機(jī)容毋為1000MW及以上的電廠,

這類火電廠上要:用于發(fā)電,多為凝汽式火電廠.其主接城特點如下：

（1）在系統(tǒng)中地位重要，上要求抵基本負(fù)荷，負(fù)荷曲線平檢.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(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)與主攵壓器（雙線組變1k器或分裂變壓器）采用簡單

可靠的單元接線,發(fā)電機(jī)JHI至主變壓器低壓喇之間采用封閉母線，除廣用電外，絕大部分

電能H接川220kV及以上的1?2種升高也用送人系統(tǒng),附近用戶則由地區(qū)供電系統(tǒng)供電，

（3）1|高電氏部分為220kV及以上，220kV配電裝置一般采用雙母線杵旁路母線、雙

母線分段帶旁路外線接線?接入220kV配電裝置的單機(jī)容景?般不出過3C0MW；330?

SQOkV配電裝置.當(dāng)選出線數(shù)為6回及以上時,采用臺半斷路器接線；220kVq330?

500kV配電裝置之間一般用自楣變壓器快絡(luò)。

（4）從整體卜若，這類電廠的主接線較荷單、清晰,且一般均為屋外配電裝置.

圖2?9為某大用火電廠的電氣主接線圖,該發(fā)電廠花4X3C0MW及2X5OOMW共6臺

發(fā)電機(jī)，分別芍6臺雙繞組主變壓器接成單元接線，其中2個單元接個220kV配電裝置,4

個單元接到500kV配電裝置；220kV為布￡用旁路斷路器的權(quán)母線帶旁路接線；50CkV為

4Hl卜

40MVA

50MVA40MVA

3DDMW-nMVA不■<

<EX?6(K?MW

圖2d，星大型火電廠的電氣主摟線圖

43

作電源時.起岳儕作川，又稱事故備用電源，電廠的主要電氣設(shè)備在正常運行時由工作電源供

電,只行為工作電源消失埼，才自動切換到始功電源或備用電源,因此，啟動電源實質(zhì)上也是一

個備川電源「府于捻）VW及以匕人型機(jī)3，，啟動電源兼作由故備用電源，統(tǒng)稱啟動/幫用電源.

后加備川電源的引接應(yīng)保泣其獨立性，并口!!而足夠的供電容也最好能。電力系統(tǒng)

緊密聯(lián)系，在全J序電恬況卜仍能盡快從系統(tǒng)費得廠用電源、以下至高壓廠用啟動/篇用電

源最常她的引接方式：

⑴從發(fā)電機(jī)電為母線的不同分段上.通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接。

（2）從與電力系統(tǒng)聯(lián)系紫楮的最低?級電壓母線引接.這樣.有可能因采用電長等級較

高的高，年廠川變壓器.使高壓配電裝置投資增加.口供電可靠性也相應(yīng)提高，

（3）從聯(lián)絡(luò)變^器的低叫第115接,但應(yīng)保證在搬I!全件情況下.能夠次得足夠的電源容吊.

（|）、"技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時?可由外部電網(wǎng)引接專用線路.經(jīng)過廠用價用變壓器求得獨立的

備用電源或啟動電源U

低J旬用備川電源儂均從即K廠川母線的不同分段卜.引接.經(jīng)低壓廠用備用變壓器荻

得低壓廠用備用電源,-

在火電廠中,高、.低壓啟動，備用電源的數(shù)中與發(fā)電廠裝機(jī)臺數(shù)、單機(jī)容SL主接線形

式及控制方」弋等囚京有關(guān)，一般皮表2-3原則配置s

表2-3