電氣工程基礎(chǔ)電力系統(tǒng)接線方式

1、電氣工程基礎(chǔ)(jch)上海交通大學(xué)電氣工程系電力系統(tǒng)接線(ji xin)方式 共四十頁主要(zhyo)內(nèi)容 發(fā)電廠、變電站的電氣主接線基本(jbn)形式；廠用電接線形式；輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的接線方式共四十頁電氣(dinq)主接線的基本要求電氣主接線的概念 ：發(fā)電廠和變電所的電氣主接線圖是由各種電氣設(shè)備的圖形符號和聯(lián)接線組成(z chn)的表示電能生產(chǎn)流程的電路圖。共四十頁電氣(dinq)主接線的基本要求作用： （1）可以了解各種電氣設(shè)備的規(guī)范、數(shù)量、聯(lián)接方式(fngsh)和作用， 以及和各電力回路的相互關(guān)系和運行條件等。 （2）主接線的選擇正確與否，對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、運行可靠性和經(jīng)濟(jì)性

2、等都有重大的影響。 共四十頁電氣主接線的基本(jbn)要求基本要求： （1） 可靠性：電力系統(tǒng)最基本的要求 （2） 靈活性：能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，靈活進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換；不僅正常運行時能安全可靠地供電，在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時，也能適應(yīng)調(diào)度的要求。 （3） 經(jīng)濟(jì)性：投資省、占地面積少、電能損耗少 （4） 其他：主接線(ji xin)應(yīng)簡單明了，運行方便，倒閘操作步驟最少。另外具有可擴(kuò)建性。共四十頁電氣(dinq)主接線的基本要求設(shè)計原則： （1）待設(shè)計的發(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)計的發(fā)電廠、變電

3、所的出線回路數(shù)、用途及運行方式、傳輸容量；（4）發(fā)電廠、變電所母線的電壓等級，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(dy)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）變壓器的中性點接地方式；（8）本地區(qū)及本電廠或變電所負(fù)荷增長的過程。共四十頁電氣(dinq)主接線的基本要求設(shè)計步驟： （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)、變壓器的數(shù)量、臺數(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）計算(j sun)短路電流及設(shè)備的選擇； （5）各方案的

4、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。 共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)主變壓器：在發(fā)電廠中向電力系統(tǒng)輸送(sh sn)功率的變壓器；在變電所中向用戶輸送(sh sn)功率的變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器自由變壓器：向廠用電系統(tǒng)供電的廠用變壓器共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)為什么要進(jìn)行(jnxng)主變壓器的選擇？ 主變?nèi)萘窟x擇太大或臺數(shù)太多，會造成投資浪費，增加系統(tǒng)運行費用；容量太小或臺數(shù)太少，有無法滿足負(fù)荷的供電需求，同時也會是發(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

5、量、臺數(shù)的確定和形式的選擇共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)主變?nèi)萘看_定 1具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線(ji xin)的主變?nèi)萘看_定2變電所主變?nèi)萘看_定3聯(lián)絡(luò)變壓器容量確定4單元接線的主變?nèi)萘看_定共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)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)滿出力運行時, 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)母線上最大一臺機(jī)組故障或檢修時，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)電壓母線上接兩臺或以上(yshng)的主變時，當(dāng)一臺出故障或檢修，剩余運行

6、的主變能承擔(dān)剩余功率的70%。（4）對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)荷的要求共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)變電所主變?nèi)萘看_定 一般(ybn)應(yīng)按5-10年規(guī)劃負(fù)荷為依據(jù) 共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)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機(jī)組的容量，以保證最大一臺機(jī)組故障或檢修時，通過聯(lián)絡(luò)變來滿足本側(cè)負(fù)荷的要求。同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡(luò)變將剩余(shngy)容量送入另一系統(tǒng)。（3）一般聯(lián)絡(luò)變只設(shè)

7、一臺共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)單元接線的主變?nèi)萘?rngling)確定 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%共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)主變臺數(shù)確定 主變臺數(shù)與電壓等級、接線(ji xin)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共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)變電所主變簡易接線變電所只裝設(shè)1臺2臺變壓器；大型樞紐變電所（尤其是特高壓變電所），在同一(tngy)電壓等級下主變臺數(shù)不應(yīng)少于2臺。 330-500kv的大型變電所推薦采用4臺自耦變壓器。共四十頁發(fā)電廠、變電所

8、主變壓器選擇(xunz)發(fā)電廠主變 與系統(tǒng)(xtng)有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠，主變不少于兩臺與系統(tǒng)有若聯(lián)系的中、小型發(fā)電廠，主變可只裝一臺共四十頁發(fā)電廠、變電所主變壓器選擇(xunz)主變形式選擇(xunz) 相數(shù)：單相和三相 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 繞組接線組別：星形“Y”和三角形“” 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 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 共四十頁主接線基本(jbn)形式 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

9、線（匯流排）的作用(zuyng)：中間環(huán)節(jié)，匯總和分配電能。共四十頁主接線基本(jbn)形式主接線(ji xin)方式 有匯流母線 無匯流母線（無母線 ）單母線 雙母線簡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3/2接線（一倍半）橋形接線（內(nèi)橋、外橋）多邊形接線單元接線擴(kuò)大單元接線共四十頁主接線基本(jbn)形式單母線(mxin)接線 共四十頁主接線基本(jbn)形式 優(yōu)點：（1）接線簡單、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缺點：（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(suyu)回路都需長時間停止工

10、作。（2）檢修出線回路斷路器時，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。共四十頁主接線(ji xin)基本形式 雙母線(mxin)接線共四十頁主接線(ji xin)基本形式可靠性高（1） 檢修任一組母線(mxin)不會中斷對用戶的供電（2） 當(dāng)檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時只斷開該回路（用操作過程來說明）（3） 工作母線故障時，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)行單獨回路的試驗（切換到備用母線）共四十頁主接線(ji xin)基

11、本形式運行靈活-方式多變：單母分段、單母線(mxin)、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。 共四十頁主接線(ji xin)基本形式雙母線操作程序 （1）檢修工作母線操作 （2）檢修任意(rny)回路斷路器操作 共四十頁主接線基本(jbn)形式缺點(qudin) ：（1） 接線復(fù)雜，操作繁瑣，容易引起誤操作（2） 工作母線故障會引起置短時停電（3） 檢修出線斷路器會造成該回路短時停電。（用臨時跨條、母聯(lián)）（4） 占地面積達(dá)，投資費用大 共四十頁主接線(ji xin)基本形式改進(jìn)：（1） 在隔離開關(guān)(kigun)和斷路器之間裝設(shè)閉鎖裝置，運行人員

12、嚴(yán)格按照操作制度進(jìn)行操作。（2） 雙母分列運行、雙母單分段、雙分段（3） 加旁母共四十頁主接線形式缺 點（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時間停止工作。（2）檢修出線回路斷路器時，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（有時兩斷路器合并為一個）雙母線短時停電存在（可以是短時停電）加母聯(lián)斷路器、備用母線雙母單分段短時停電（范圍減?。┘幽嘎?lián)斷路器、備用母線、分段斷路器存在雙母帶旁母短

13、時停電/加母聯(lián)斷路器、備用母線、旁路斷路器（有時兩斷路器合并為一個）/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)于兩臺變壓器、兩臺斷路器情況。內(nèi)橋用于線路較長、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，會引起整個單元的停運擴(kuò)大單元接線同上多角形接線斷路器少、可靠性高，運行靈活、操作方便設(shè)備檢修時需開環(huán)；電器選擇和繼保整定困難；不易擴(kuò)建共四十頁廠用電接線(ji xin)以上全面介紹了主接線的基本形式，從原則上說這些接線方式對各種發(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

14、電所由于他們的地位和作用以及容量大小等因素的不同，所采用(ciyng)的接線方式也都各自具有一定的特點。發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，對大量電動機(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)備的正常運行。這些電動機(jī)以及全廠的運行操作、試驗、修配、照明等等用電設(shè)備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。 廠用點的內(nèi)容包括廠用電率、廠用負(fù)荷及廠用電接線。 共四十頁廠用電接線(ji xin)廠用電率 ：廠用電量占同一時期(shq)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)增大對系統(tǒng)的供電量。 共四十頁廠用電接

15、線(ji xin)廠用負(fù)荷（1）I類負(fù)荷。 （2）II類負(fù)荷 （3）III類負(fù)荷 （4）事故保安負(fù)荷 允許(ynx)短時停電的交流保安負(fù)荷不允許停電的交流保安負(fù)荷 直流保安負(fù)荷 共四十頁廠用電接線(ji xin)廠用電接線 設(shè)計原則： （1）保證對廠用負(fù)荷可靠持續(xù)供電；（2）能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修(jinxi)等各種運行方式的要求；（3）具有可行性、先進(jìn)性還需考慮：（1）廠用電電壓等級的確定；（2）廠用電源的引接共四十頁廠用電接線(ji xin)（1）廠用電電壓等級的確定 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓、廠用電動機(jī)電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運行等因素相互配合，通過(tnggu)

16、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0.4KV；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3、6、10 KV；且電壓等級不一過多。一般確定原則： 發(fā)電機(jī)容量 發(fā)電機(jī)容量 60MW 以下 100200KW1000KW 3KV 6KV 10KV 共四十頁廠用電接線(ji xin)廠用電源的引接(yn ji) 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、變電所正常運行的基本電源一般不應(yīng)少于兩個工作電源當(dāng)廠用工作電源事故失電時起后備作用的電源獨立于工作電源 采用蓄電池組、柴油發(fā)電機(jī)、可靠外部獨立電源 共四十頁廠用電接線(ji xin)共四十頁廠用電接線(ji xin)共

17、四十頁短路電流(dinli)的限制短路是電力系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生的故障；短路電流直接影響電氣的安全，危害主接線的運行。當(dāng)大容量發(fā)電廠采用有母線(mxin)的主接線方式時，短路電流經(jīng)?？蛇_(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。為能合理選擇輕型電器，在主接線設(shè)計時可采用限制短路電流的方法。共四十頁短路(dunl)電流的限制限制短路電流措施：1、選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-選擇適當(dāng)(shdng)的主接線形式和運行方式2、采用高阻抗設(shè)備：高阻抗變壓器、發(fā)電機(jī)，分裂繞組變壓器3、加裝限流電抗器：（1）出線電抗器：主要用來限制電纜饋線回路的短路電流。架空線一般不設(shè)（2）母線電抗器：一般裝設(shè)在母線分段的地方 共四十頁內(nèi)容摘要電氣工程基礎(chǔ)。（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。主變壓