發(fā)電廠電氣部分課件-第四章-電氣主接線

第一節(jié)對電氣主接線的基本要求第二節(jié)有匯流母線的主接線第三節(jié)無匯流母線的主接線第四節(jié)主變壓器的選擇第五節(jié)限制短路電流的措施第六節(jié)互感器避雷器在主接線中的配置第七節(jié)各類發(fā)電廠和變電所主接線特點及實例電氣主接線第一節(jié)對電氣主接線的基本要求電力系統(tǒng)中，按負(fù)荷重要性的不同將負(fù)荷分為三類：Ⅰ類負(fù)荷：即使短時停電也將造成人身傷亡和重大設(shè)備損壞的最重要負(fù)荷；Ⅱ類負(fù)荷：停電將造成減產(chǎn)，使用戶蒙受較大的經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷；Ⅲ類負(fù)荷：Ⅰ類、Ⅱ類負(fù)荷以外的其它負(fù)荷。可靠性評價可定性分析，也可定量計算。主要衡量設(shè)備事故時或檢修時對用戶供電的影響程度。不同類型的發(fā)電廠、變電所有不同的可靠性指標(biāo)要求。一、可靠性第一節(jié)對電氣主接線的基本要求調(diào)度靈活、操作方便；檢修安全；擴(kuò)建方便。二、靈活性三、經(jīng)濟(jì)性投資??；年運行費??；占地面積小；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(jì)效益。第二節(jié)有匯流母線的主接線只有一組（可以有多段）工作母線的接線；每回進(jìn)出線都裝設(shè)有斷路器和隔離開關(guān)；斷路器線路停送電操作必須嚴(yán)格遵守操作順序：一、單母線接線WL1停電操作順序：斷開QF1→檢查QF1確在斷開狀態(tài)→斷開QS13→斷開QS11；WL1檢修后恢復(fù)送電操作順序：斷開QS14→檢查QF1確在斷開狀態(tài)→合上QS11→合上QS13→合上QF1

；

一、單母線接線（續(xù)）優(yōu)點：簡單清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便，易于擴(kuò)建。缺點：

可靠性差、靈活性差。任一回路的斷路器檢修，該回路停電；母線或任一母線隔離開關(guān)檢修，全部停電；母線故障，全部停電。適用范圍

只適用于10～220kV單電源且出線較少情況下。改進(jìn)：單母線分段加裝旁路母線一、單母線接線（續(xù)）對設(shè)有專用旁路斷路器的分段單母線帶旁路母線接線中，正常運行時，QF1p、QF2p均斷開，其兩側(cè)隔離開關(guān)合上。檢修WL1的操作步驟：合QF1p，檢查W5是否完好（若有故障QF1p會自動斷開）→合上QS15→斷開QF1→斷開QS13→斷開QS11。二、雙母線接線有兩組工作母線的接線稱為雙母線接線。兩組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。優(yōu)點：供電可靠；運行方式靈活；擴(kuò)建方便；可以完成一些特殊功能。缺點：隔離開關(guān)作為操作電器，易產(chǎn)生誤操作；當(dāng)一組母線故障時仍短時停電，影響范圍大；檢修任一回路斷路器，該回路仍停電；所用設(shè)備特別是隔離開關(guān)多，配電裝置復(fù)雜。二、雙母線接線（續(xù)）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)備檢修是不允許對用戶停電、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。改進(jìn)措施：雙母帶旁路分段的雙母線接線二、雙母線接線（續(xù)）三、一臺半斷路器接線又稱為3/2接線；正常工作時，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。優(yōu)點：任一母線故障或檢修，均不致停電；當(dāng)同名元件接于不同串時，在兩組母線同時故障的極端情況下，功率仍能經(jīng)聯(lián)絡(luò)斷路器繼續(xù)輸送；任一斷路器檢修都不致停電；斷路器故障時也只影響其中一、二回線路；運行調(diào)度靈活、操作檢修方便，隔離開關(guān)僅作為檢修時的隔離電器。三、一臺半斷路器接線（續(xù)）缺點：要求進(jìn)線和出線數(shù)目最好相同；與雙母帶旁路接線相比較，設(shè)備投資大；正常操作時，聯(lián)絡(luò)斷路器動作次數(shù)是其兩側(cè)斷路器的兩倍，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；二次接線和繼電保護(hù)都復(fù)雜。適用范圍：

大型電廠和變電所220kV及以上、進(jìn)出線回路數(shù)6回以上的高壓、超高壓配電裝置中。四、4/3斷路器接線每3條回路共用4臺斷路器；正常工作時，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成多環(huán)狀供電，可靠性較高；適用范圍：

大型電廠和變電所220kV及以上、進(jìn)出線回路數(shù)6回以上的高壓、超高壓配電裝置中。目前僅加拿大的皮斯河叔姆水電廠采用，其它很少采用。五、變壓器—母線組接線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；正常工作時，兩組母線和全部斷路器都投入工作。適用范圍：

應(yīng)用于超高壓系統(tǒng)中，適用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(jìn)出線為5～8回、并且變壓器的質(zhì)量可靠、故障率較低的場合。第三節(jié)無匯流母線的主接線一、單元接線發(fā)電機和主變壓器直接連成一個單元，再經(jīng)變壓器升壓接至高壓系統(tǒng)，發(fā)電機出口除廠用分支外不再裝設(shè)母線，這種接線稱為發(fā)電機—變壓器單元接線。形式：發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線發(fā)電機-變壓器擴(kuò)大單元接線發(fā)電機-變壓器-線路組單元接線一、單元接線（續(xù)）特點：接線簡單、開關(guān)設(shè)備少，操作簡便；故障可能性小，可靠性高；短路電流?。慌潆娧b置簡單，占地少，投資省。二、橋形接線當(dāng)只有兩臺主變壓器和兩回輸電線路時，采用橋形接線所用的斷路器最少。內(nèi)橋接線橋連斷路器QF3在QF1、QF2的變壓器側(cè)。特點：其中一回線路檢修或故障時，其余部分不受影響；變壓器投入、切除或故障時，有一回短時停運，操作較復(fù)雜；線路側(cè)斷路器檢修時，線路需較長時間的停運，另外穿越功率經(jīng)過的斷路器較多，使斷路器故障和檢修的幾率大，從而系統(tǒng)開環(huán)的幾率大。常架設(shè)跨條。應(yīng)用：長線路、變壓器不需經(jīng)常投切、以及穿越功率不大的小容量配電裝置中。二、橋形接線（續(xù)）外橋接線橋連斷路器QF3在QF1、QF2的線路側(cè)。特點：其中一回線路檢修或故障時，有一臺變壓器停運，操作較復(fù)雜；變壓器投入、切除或故障時，不影響其余部分的聯(lián)系，操作較簡單；穿越功率只經(jīng)過橋斷路器QF3，所造成的斷路器故障、檢修及系統(tǒng)開環(huán)的幾率?。蛔儔浩鱾?cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間的停運。橋連斷路器檢修時也會造成系統(tǒng)開環(huán)，常架設(shè)跨條。應(yīng)用：線路較短、變壓器需經(jīng)常投切、以及穿越功率較大的小容量配電裝置中。二、橋形接線（續(xù)）雙橋接線橋形接線的發(fā)展

三、角形接線優(yōu)點：閉環(huán)運行時可靠性較高；檢修任一斷路器，僅需斷開該斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)，操作簡單；斷路器使用量較少，投資省，占地少；隔離開關(guān)只是在檢修斷路器時隔離電壓用，不作操作電器用。缺點：任一斷路器檢修，變開環(huán)運行，降低可靠性；在開環(huán)時，某一線路時可能影響別的回路工作；開、閉環(huán)運行時電流差別大，繼電保護(hù)復(fù)雜；不易擴(kuò)建。第四節(jié)主變壓器的選擇一、發(fā)電廠主變壓器容量、臺數(shù)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。單元接線中主變壓器容量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；一、發(fā)電廠主變壓器容量、臺數(shù)的選擇（續(xù)）接于發(fā)電機電壓母線與升高電壓母線之間的主變壓器SN按下列條件選擇：機端最小負(fù)荷時能將剩余功率送入系統(tǒng)；當(dāng)有兩臺即以上并列，而其中最大一臺退出時，其他主變應(yīng)能將最大剩余功率送入系統(tǒng)；最大一臺機組退出時，應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率滿足機端負(fù)荷；因經(jīng)濟(jì)運行全部停機時，應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率滿足機端最大負(fù)荷的需要。接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般來說不少于2臺，但對主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源作為備用時，可以只裝一臺。二、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)荷的60～70%或全部重要負(fù)荷選擇；為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)2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；聯(lián)絡(luò)變壓器容量的選擇主要考慮兩種電壓之間的功率交換來確定，臺數(shù)一般為1臺。三、主變壓器型式的選擇相數(shù)的確定

單相變壓器組、三相變壓器。繞組數(shù)的確定

雙繞組、三繞組。繞組連接組別的確定

星形、三角形。結(jié)構(gòu)型式的選擇

升壓型、降壓型。調(diào)壓方式的選擇

普通分接頭、有載調(diào)壓。冷卻方式的選擇

自然分冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷。第五節(jié)限制短路電流的措施一、采用適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運行方式為什么要限制短路電流？目的在于使短路電流在合理的范圍內(nèi)，能夠選擇輕型電器。途徑在于增加短路點到電源間的短路阻抗。二、采用限流電抗器加裝普通電抗器母線電抗器

裝于母線分段上或主變低壓回路中，電抗百分值一般為8%～12%。線路電抗器裝于饋線回路中，電抗百分值一般為3%～6%。加裝分裂電抗器優(yōu)點：正常運行時電壓損失??；短路時限流作用大；比普通電抗器多供一倍出線。缺點：一臂的負(fù)荷波動，會引起另一臂母線電壓波動；當(dāng)一臂母線短路時，會引起另一臂母線電壓升高；二、采用限流電抗器（續(xù)）安裝地點：二、采用限流電抗器（續(xù)）三、采用低壓分裂繞組變