電廠及變電站電氣設(shè)備5電氣主接線1

主編：李家坤

朱華杰主審：陳光會5電氣主接線發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備FADIANCHANGJIBIANDIANZHANDIANQISHEBEI15.1電氣主接線概述15.2電氣主接線的基本形式25.3主變壓器的選擇35.4電氣主接線設(shè)計(jì)45.5典型電氣主接線方案55電氣主接線目錄25電氣主接線35電氣主接線45.1電氣主接線概述5.1電氣主接線概述5發(fā)電廠、變電站的電氣主接線是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電容器、互感器、避雷器等高壓電氣設(shè)備以及將它們連接在一起的高壓電纜和母線等一次設(shè)備，按其功能要求通過連接線連成的用于表示電能的生產(chǎn)、匯集和分配的電氣主回路電路，通常也稱之為電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)、主電路。5.1.1電氣主接線的概念及其重要性5.1電氣主接線概述6用規(guī)定的設(shè)備圖形和文字符號，按照各電氣設(shè)備實(shí)際的連接順序繪成的能夠全面表示電氣主接線的電路圖，稱為電氣主接線圖。主接線圖中還標(biāo)注出了各主要設(shè)備的型號、規(guī)格和數(shù)量。因?yàn)槿嘞到y(tǒng)是對稱的，所以主接線圖常用單線來代表三相接線（必要時(shí)某些局部可繪出三相），也稱為單線圖。發(fā)電廠、變電所的電氣主接線可有多種形式。選擇何種電氣主接線，是發(fā)電廠、變電所電氣部分設(shè)計(jì)中的最重要的問題，對各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定等都有決定性的影響，并將長期地影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。5.1電氣主接線概述7發(fā)電廠和變電站中的電氣主接線主要作用如下：（1）電氣主接線圖是電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠（或所）電氣主接線圖，了解電路中各種電氣設(shè)備的用途、性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行操作的步驟等。5.1.2電氣主接線的主要作用5.1電氣主接線概述85.1電氣主接線概述95.1.3對電氣主接線的基本要求5.1電氣主接線概述10發(fā)電廠、變電站的電氣主接線，因建設(shè)條件、能源類型、系統(tǒng)狀況、負(fù)荷需求等多種因素而異。典型的電氣主接線，線和單元可分為有母線和無母線兩類。有母線類主要包括單母線接線、雙母線接線等；無母線類主要包括橋形接線、多角形接線等。5.1電氣主接線概述115.2電氣主接線的基本形式5.2電氣主接線的基本形式12電氣主接線可分為有匯流母線和無匯流母線兩大類，具體又有多種形式，如圖5.1所示：有匯流母線無匯流母線內(nèi)橋接線多角形接線外橋接線橋形接線單母線不分段單元及擴(kuò)大單元接線單母線分段帶旁路單母線分段雙母線單母線雙母線帶旁路一臺半斷路器接線雙母線分段雙母線不分段變壓器---母線組接線電氣主接線圖5.1電氣主接線分類5.2電氣主接線的基本形式13母線也稱為匯流排，起著匯集和分配電能的作用。單母線接線是指只采用一組母線的接線，具體分為單母線不分段接線、單母線分段接線、單母線分段帶旁路接線三種。5.2.1單母線接線5.2電氣主接線的基本形式145.2.1.1單母線不分段接線（1）接線特點(diǎn)當(dāng)進(jìn)線和出線回路數(shù)不止一回時(shí)，為了適應(yīng)負(fù)荷變化和設(shè)備檢修的需要，使每一回路引出線均能從任一電源取得電能，或任一電源被切除時(shí)仍能保證供電，可在引出回路與電源回路之間用母線WB連接。單母線不分段接線如圖5.2所示。在主接線設(shè)備編號中，隔離開關(guān)編號前幾位與該支路或支路斷路器編號相同，線路側(cè)隔離開關(guān)編號尾數(shù)為3，母線側(cè)隔離開關(guān)編號尾數(shù)為1（雙母線時(shí)是1和2）。5.2電氣主接線的基本形式15圖5.2單母線不分段接線QF—斷路器；QS—隔離開關(guān)；QSe—接地隔離刀閘；WB—母線；L—出線

5.2電氣主接線的基本形式16單母線接線的特點(diǎn)是每一回線路均經(jīng)過一臺斷路器QF和隔離開關(guān)QS接于一組母線上。斷路器用于在正?；蚬收锨闆r下接通與斷開電路。斷路器兩側(cè)裝有隔離開關(guān)，用于停電檢修斷路器時(shí)作為明顯斷開點(diǎn)以隔離電壓?？拷妇€側(cè)的隔離開關(guān)稱為母線側(cè)隔離開關(guān)（如11QS），靠近引出線側(cè)的稱為線路側(cè)隔離開關(guān)（如13QS）。在電源回路中，若斷路器斷開之后，電源不可能向外送電能時(shí)，斷路器與電源之間可以不裝隔離開關(guān)，如發(fā)電機(jī)出口處。若線路對側(cè)無電源，則線路側(cè)也可不裝設(shè)隔離開關(guān)。5.2電氣主接線的基本形式175.2電氣主接線的基本形式18（3）典型操作①線路停電操作。以L1線路停電為例，其操作步驟是：斷開1QF斷路器，檢查1QF確實(shí)斷開，斷開13QS隔離開關(guān)，斷開11QS隔離開關(guān)。停電時(shí)先斷開線路斷路器后斷開隔離開關(guān)，其原因是斷路器有滅弧能力而隔離開關(guān)沒有滅弧能力，必須用斷路器來切斷負(fù)荷電流，若直接用隔離開關(guān)來切斷電路，則會產(chǎn)生電弧造成短路。停電操作時(shí)隔離開關(guān)的操作順序是先斷開負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)13QS，后斷開母線側(cè)隔離開關(guān)11QS。5.2電氣主接線的基本形式19這是因?yàn)?，如果在斷路器未斷開的情況下，先拉開L1線路側(cè)隔離開關(guān)13QF，即帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，此時(shí)雖然會發(fā)生電弧短路，但由于故障點(diǎn)仍在線路側(cè)，繼電保護(hù)裝置將跳開1QF斷路器以切除故障線路，這樣只影響到本線路，對其他回路設(shè)備（特別是母線）運(yùn)行影響甚少。若先斷開母線側(cè)隔離開關(guān)11QS后斷開負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)13QS，則故障點(diǎn)在母線側(cè)，繼電保護(hù)裝置將跳開與母線相連接的所有電源側(cè)開關(guān)，這將導(dǎo)致全部停電，事故影響范圍擴(kuò)大。5.2電氣主接線的基本形式20②線路送電操作。以L1線路送電為例，其操作步驟是：檢查1QF確實(shí)斷開，合上11QS隔離開關(guān)，合上13QS隔離開關(guān)，合上1QF斷路器。5.2電氣主接線的基本形式21（4）適用范圍單母線不分段接線不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，一般用于出線回路較少，對供電可靠性要求不高的6k～200kV電壓等級的中、小型發(fā)電廠與變電站中。5.2電氣主接線的基本形式225.2.1.2單母線分段接線（1）接線特點(diǎn)當(dāng)引出線數(shù)目較多時(shí)，為提高供電可靠性，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線，如圖5.3所示。5.2電氣主接線的基本形式23圖5.3單母線分段接線5.2電氣主接線的基本形式24正常運(yùn)行時(shí)，單母線分段接線有兩種運(yùn)行方式：①分段斷路器閉合運(yùn)行。②分段斷路器0QF斷開運(yùn)行。5.2電氣主接線的基本形式25（2）優(yōu)缺點(diǎn)分析①單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作；兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，這就提高了供電可靠性，可保證對重要用戶的供電。②單母線分段接線的缺點(diǎn)是：當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有支路必須斷開，停電范圍較大；任一支路斷路器檢修時(shí)，該支路必須停電。5.2電氣主接線的基本形式26（3）適用范圍單母線分段接線與單母線不分段接線相比提高了供電可靠性和靈活性，但在電源容量較大、出線數(shù)目較多時(shí)，其缺點(diǎn)更加明顯。因此，單母線分段接線用于以下情況：①電壓為6～10kV時(shí)，出線回路數(shù)為6回及以上，每段母線容量不超過25MW；否則，回路數(shù)過多將影響供電可靠性。②電壓為35～63kV時(shí)，出線回路數(shù)為4～8回為宜。③電壓為110～220kV時(shí)，出線回路數(shù)為3～4回為宜。5.2電氣主接線的基本形式275.2.1.3單母線分段帶旁路母線接線為克服出線斷路器檢修時(shí)該回路必須停電的缺點(diǎn)，可采用增設(shè)旁路母線的方法。（1）接線特點(diǎn)圖5.4為單母線分段帶旁路接線的一種情況。旁路母線經(jīng)旁路斷路器90QF接至Ⅰ、Ⅱ段母線上。正常運(yùn)行時(shí)，90QF回路以及旁路母線處于冷備用狀態(tài)。5.2電氣主接線的基本形式28圖5.4單母線分段帶旁路接線5.2電氣主接線的基本形式29若出線回路數(shù)不多，旁路斷路器利用率不高，可將其與分段斷路器合用，并有以下兩種接線形式：①分段斷路器兼作旁路斷路器接線。如圖5.5所示，從分段斷路器0QF的隔離開關(guān)內(nèi)側(cè)引接聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)05QS和06QS至旁路母線，在分段工作母線之間再加兩組串聯(lián)的分段隔離開關(guān)01QS和02QS。正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器0QF及其兩側(cè)隔離開關(guān)03QS和04QS處于接通位置，聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)05QS和06QS處于斷開位置，旁路母線不帶電。分段隔離開關(guān)01QS和02QS可用于檢修分段斷路器0QF，以連通Ⅰ、Ⅱ段母線供電。5.2電氣主接線的基本形式30圖5.5單母線分段斷路器兼作旁路斷路器接線5.2電氣主接線的基本形式31②旁路斷路器兼作分段斷路器接線，如圖5.6所示。正常運(yùn)行時(shí)，兩分段隔離開關(guān)01QS、02QS一個(gè)投入、一個(gè)斷開，兩段母線通過901QS、90QF、905QS、旁路母線、03QS相連接，90QF起分段斷路器的作用。5.2電氣主接線的基本形式32圖5.6旁路斷路器兼作單母線5.2電氣主接線的基本形式33（2）優(yōu)缺點(diǎn)分析單母線分段帶旁路接線與單母線分段相比，優(yōu)點(diǎn)就是出線斷路器故障或檢修時(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。其缺點(diǎn)是接線相對復(fù)雜，開合閘操作順序較為繁鎖。5.2電氣主接線的基本形式34（3）典型操作以圖5.4為例，檢修線路L1的斷路器1QF時(shí)，要求線路不停電。其操作順序如下：檢查90QF確實(shí)斷開，合上901QS，合上905QS，合上90QF，檢查旁路母線電壓正常；斷開90QF，合上15QS，合上90QF，檢查90QF三相電流平衡；斷開1QF，斷開13QS，斷開11QS，然后按檢修要求做好安全措施，即可對1QF進(jìn)行檢修，而整個(gè)過程L1線路不停電。5.2電氣主接線的基本形式35（4）適用范圍單母線分段帶旁路接線主要用于電壓等級為6～10kV出線較多而且對重要負(fù)荷供電的裝置中；電壓等級為35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時(shí)也常采用。5.2電氣主接線的基本形式365.2.2.1雙母線不分段接線（1）接線特點(diǎn)不分段的雙母線接線如圖5.7所示。這種接線有兩組母線（I段和Ⅱ段），在兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF（以下簡稱母聯(lián)斷路器）連接；每一條引出線（L1、L2、L3、L4）和電源支路（5QF、6QF）都經(jīng)一臺斷路器及兩組母線隔離開關(guān)分別接至兩組母線上。5.2.2雙母線接線5.2電氣主接線的基本形式37圖5.7雙母線接線5.2電氣主接線的基本形式38（2）優(yōu)缺點(diǎn)分析①可靠性高②靈活性好通過操作可組成如下運(yùn)行方式：a.母聯(lián)斷路器斷開，進(jìn)出線分別接在兩組母線上，相當(dāng)于單母分段運(yùn)行。b.母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運(yùn)行，一組母線備用。c.兩組母線同時(shí)工作，母聯(lián)斷路器合上，兩組母線并聯(lián)運(yùn)行，電源和負(fù)荷平均分配在兩組母線上，這是雙母線常采用的運(yùn)行方式。5.2電氣主接線的基本形式395.2電氣主接線的基本形式40（3）典型操作以下操作均以圖5.7為例說明雙母線不分段接線的典型操作。①I段母線運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修操作a.正常運(yùn)行方式：兩組母線并聯(lián)運(yùn)行，L1、L3、5QF接I段母線，L2、L4、6QF接Ⅱ段母線。應(yīng)使L1、L3出線從I段母線轉(zhuǎn)接至Ⅱ段母線運(yùn)行，其操作步驟如下：確認(rèn)0QF在合閘運(yùn)行，取下0QF操作電源熔斷器，合上52QS，斷開51QS，合上12QS，斷開11QS，合上32QS，斷開31QS，投上0QF操作電源熔斷器。5.2電氣主接線的基本形式41然后斷開0QF，檢查0QF確已斷開，斷開01QS，斷開02QS，然后退出I段母線電壓互感器，按檢修要求做好安全措施，即可對I段母線進(jìn)行檢修，而整個(gè)操作過程沒有任何回路停電。在此過程中，操作隔離開關(guān)之前取下0QF操作電源熔斷器是為了使在操作過程中母聯(lián)斷路器0QF不跳閘，確保所操作隔離開關(guān)兩側(cè)可靠等電位。因?yàn)槿绻诓僮鬟^程中母聯(lián)斷路器跳閘，則可能會造成帶負(fù)荷斷開（合上）隔離開關(guān)，造成事故。5.2電氣主接線的基本形式42b.正常運(yùn)行方式：I段母線為工作母線，Ⅱ段母線為備用母線。其操作步驟如下：依次合上母聯(lián)隔離開關(guān)01QS和02QS，再合上母聯(lián)斷路器0QF，用母聯(lián)斷路器向備用母線充電，檢驗(yàn)備用母線是否完好。若備用母線存在短路故障，母聯(lián)斷路器立即跳閘；若備用母線完好時(shí)，合上母聯(lián)斷路器后不跳閘。5.2電氣主接線的基本形式43然后取下0QF操作電源隔離開關(guān)，合上52QS，斷開51QS，合上62QS，斷開61QS，合上12QS，斷開11QS，合上22QS，斷開21QS，合上32QS，斷開31QS，合上42QS，斷開41QS，投上0QF操作電源熔斷器。因?yàn)槟嘎?lián)斷路器連接兩套母線，所以依次合上、斷開以上隔離開關(guān)只是轉(zhuǎn)移電流，而不會產(chǎn)生電弧。最后，斷開母聯(lián)斷路器0QF，依次斷開母聯(lián)隔離開關(guān)01QS和02QS。至此，Ⅱ段母線轉(zhuǎn)換為工作母線，I段母線轉(zhuǎn)換為備用母線，在上述操作過程中，任一回路的工作均未受到影響。5.2電氣主接線的基本形式44②51QS隔離開關(guān)檢修其正常運(yùn)行方式：兩組母線并聯(lián)運(yùn)行，L1、L3、5QF接I段母線，L2、L4、6QF接Ⅱ段母線。其操作步驟為：只需將L1、L3線路倒換到Ⅱ段母線上運(yùn)行，然后斷開5QF回路和與51QS隔離開關(guān)相連接的I段母線，使5QF斷路器和I段母線都處在停電檢修狀態(tài)，并做好安全措施，51QS隔離開關(guān)就可以停電檢修了，具體操作步驟參考操作I段母線運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修操作。5.2電氣主接線的基本形式45③L1線路斷路器1QF拒動，利用母聯(lián)斷路器切斷L1線路其正常運(yùn)行方式是：兩組母線并聯(lián)運(yùn)行，L1、L3、5QF接I段母線，L2、L4、6QF接Ⅱ段母線。其操作步驟如下：首先利用倒母線的方式將L3回路和5QF回路從I母線上倒到Ⅱ母線上運(yùn)行，這時(shí)L1線路、1QF、I段母線、母聯(lián)、Ⅱ段母線形成串聯(lián)供電電路，然后斷開母聯(lián)斷路器0QF切斷電路，即可保證線路L1可靠切斷。其具體操作步驟可參考前面的操作。5.2電氣主接線的基本形式46（4）適用范圍由于雙母線接線具有較高的可靠性和靈活性，這種接線在大、中型發(fā)電廠和變電站中得到廣泛的應(yīng)用。它一般用于引出線和電源較多、輸送和穿越功率較大、要求可靠性和靈活性較高的場合，包括：①電壓為6～10kV時(shí)，短路容量大、有出線電抗器的裝置。②電壓為35～60kV時(shí)，出線超過8回或電源較多、負(fù)荷較大的裝置。③電壓為110～220kV時(shí)，出線為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線為4回及以上的裝置。5.2電氣主接線的基本形式475.2.2.2雙母線分段接線雙母線分段接線如圖5.8所示，I段母線用分段斷路器00QF分為兩組，每組母線與Ⅱ段母線之間分別通過母聯(lián)斷路器01QF、02QF連接。這種接線較雙母線接線具有更高的可靠性和更大的靈活性。5.2電氣主接線的基本形式48圖5.8雙母線分段接線5.2電氣主接線的基本形式49當(dāng)I段母線工作、Ⅱ段母線備用時(shí)，它具有單母線分段接線的特點(diǎn)。I段母線的任一組段檢修時(shí)，將該組母線所連接的支路倒至備用母線上運(yùn)行，仍能保持單母線分段運(yùn)行的特點(diǎn)。當(dāng)具有3個(gè)或3個(gè)以上電源時(shí)，可將電源分別接到I段的兩組母線和Ⅱ段母線上，用母聯(lián)斷路器連通Ⅱ段母線與I段某一組母線，構(gòu)成單母線分三段運(yùn)行，可進(jìn)一步提高供電可靠性。5.2電氣主接線的基本形式50雙母線分段接線主要適用于大容量進(jìn)出線較多的裝置中，如：（1）電壓為220kV進(jìn)出線為10～14回的裝置。（2）在6～10kV配電裝置中，當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)或者母線上電源較多，輸送的功率較大時(shí)，短路電流較大，為了限制短路電流、選擇輕型設(shè)備、提高接線的可靠性，常采用雙母線分段接線，并在分段處裝設(shè)母線電抗器。5.2電氣主接線的基本形式515.2.2.3雙母線帶旁路接線（1）接線特點(diǎn)有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線如圖5.9所示。旁路斷路器可代替出線斷路器工作，使出線斷路器檢修時(shí)線路供電不受影響。雙母線帶旁路接線正常運(yùn)行多采用兩組母線固定連接方式，即雙母線同時(shí)運(yùn)行的方式，此時(shí)母聯(lián)斷路器處于合閘位置，并要求某些出線和電源固定連接于I段母線上，其余出線和電源連至Ⅱ段母線。兩段母線固定連接回路的確定既要考慮供電可靠性，又要考慮負(fù)荷的平衡，并盡量使母聯(lián)斷路器通過的電流最小。5.2電氣主接線的基本形式52圖5.9有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線5.2電氣主接線的基本形式53雙母線帶旁路接線采用固定連接方式運(yùn)行時(shí)，通常設(shè)有專用的母線差動保護(hù)裝置。運(yùn)行時(shí)，如果一段母線發(fā)生短路故障，則保護(hù)裝置動作，跳開與該母線連接的所有出線、電源和母聯(lián)斷路器，維持未發(fā)生故障的母線正常運(yùn)行。然后，可按操作規(guī)程的規(guī)定將與故障母線連接的出線和電源回路倒換到未發(fā)生故障的母線上運(yùn)行，重新恢復(fù)送電。用旁路斷路器代替某出線斷路器供電時(shí)，應(yīng)將旁路斷路器90QF與該出線對應(yīng)的母線隔離開關(guān)合上，以維持原有的固定連接方式。5.2電氣主接線的基本形式54當(dāng)出線數(shù)目不多，安裝專用的旁路斷路器利用率不高時(shí)，可采用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線，以節(jié)省資金，其具體連接如圖5.10（a）、（b）、（c）所示。5.2電氣主接線的基本形式55圖5.10母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器接線(a)兩組母線帶旁路；(b)一組母線帶旁路；(c)設(shè)有旁路跨條

5.2電氣主接線的基本形式56（2）優(yōu)缺點(diǎn)分析雙母線帶旁路接線大大提高了主接線系統(tǒng)的工作可靠性，當(dāng)電壓等級較高、線路較多時(shí)，因一年中斷路器累計(jì)檢修時(shí)間較長，這一優(yōu)點(diǎn)更加突出。而母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線經(jīng)濟(jì)性比較好，但在代路供電過程中需要將雙母線同時(shí)運(yùn)行改成單母線運(yùn)行，降低了可靠性。5.2電氣主接線的基本形式57（3）典型操作以圖5.9為例，介紹1QF運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，線路不停電的典型操作。其正常運(yùn)行方式為：采用固定連接方式，1QF、2QF接I段母線，3QF、4QF接Ⅱ段母線，90QF回路以及旁路母線冷備用。其操作步驟如下：①給旁路母線充電，檢查90QF確實(shí)斷開，合上901QS，合上905QS，合上90QF，查旁路母線電壓正常。5.2電氣主接線的基本形式58②用旁路斷路器給線路送電，斷開90QF，合上15QS，合上90QF，檢查90QF三相電流平衡。③斷開1QF，檢查1QF確實(shí)斷開，斷開13QS，斷開11QS，然后按檢修要求作安全措施，即可對1QF進(jìn)行檢修。（4）適用范圍這種接線一般用在220kV線路4回及以上出線或者110kV線路6回及以上出線的場合。5.2電氣主接線的基本形式595.2電氣主接線的基本形式605.2.2.5一臺半斷路器接線（1）接線特點(diǎn)一臺半斷路器接線如圖5.11所示，圖示標(biāo)號中略去了斷路器后的QF和隔離開關(guān)后的QS。它有兩組母線，每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩個(gè)回路間有一臺斷路器聯(lián)絡(luò)，形成一串電路（如圖5.11中從50111QS、5011QF，經(jīng)5012QF、5013QF到50132QS的這一豎串電路），每回進(jìn)出線都與兩臺斷路器相連，而同一串的兩條進(jìn)出線共用三臺斷路器，故而得名一臺半斷路器接線或叫做二分之三（3/2）接線。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線同時(shí)工作，所有斷路器均閉合。5.2電氣主接線的基本形式61圖5.11一臺半斷路器接線5.2電氣主接線的基本形式625.2電氣主接線的基本形式63一般采用交替布置的原則：重要的同名回路交替接入不同側(cè)母線；同名回路接到不同串上；把電源與引出線接到同一串上。這樣布置，可避免聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時(shí)，因同名回路串的母線側(cè)斷路器故障，使同一側(cè)母線的同名回路一起斷開。同時(shí)，為使一臺半斷路器接線優(yōu)點(diǎn)更突出，接線至少應(yīng)有三個(gè)串（每串為三臺斷路器）才能形成多環(huán)接線，這樣可靠性更高。5.2電氣主接線的基本形式64（3）典型操作①I段母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修a.斷開5011QF，檢查5011QF在分閘位置；b.斷開5021QF，檢查502lQF在分閘位置；c.斷開50111QS，檢查50111QS分閘到位；d.斷開50211QS，檢查5021lQS分閘到位；e.進(jìn)行保護(hù)的投退和安全措施后，即可對I段母線進(jìn)行檢修。5.2電氣主接線的基本形式65②I段母線由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行a.拆除全部措施以及進(jìn)行保護(hù)投退切換；b.檢查5011QF確實(shí)斷開，合上50111QS，檢查50111QS合閘到位；c.檢查5021QF確實(shí)斷開，合上50211QS，檢查50211QS合閘到位；d.合上5011QF，檢查5011QF在合閘位置；e.合上5021QF，檢查5021QF在合閘位置。5.2電氣主接線的基本形式66③1E出線由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修a.斷開5012QF，檢查5012QF在分閘位置；b.斷開5013QF，檢查5013QF在分閘位置；c.斷開50136QS，檢查50136QS分閘到位；d.在進(jìn)行保護(hù)的投退和安全措施后，即可對1E線路進(jìn)行檢修。5.2電氣主接線的基本形式67④1E線路由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行a.撤出安全措施和進(jìn)行保護(hù)的投退；b.檢查5012QF確實(shí)斷開；c.檢查5013QF確實(shí)斷開；d.合上50136QS，檢查50136QS合閘到位；e.合上5013QF，檢查5013QF在合閘位置；f.合上5012QF，檢查5012QF在合閘位置。5.2電氣主接線的基本形式68⑤5012QF由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修a.斷開5012QF，檢查5012QF確實(shí)斷開；b.斷開50122QS，檢查50122QS分閘到位；c.斷開50121QS，檢查50121QS分閘到位；d.在進(jìn)行保護(hù)的投退和安全措施后，即可對5012QF進(jìn)行檢修。5.2電氣主接線的基本形式69⑥5012QF由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行a.撤除安全措施和進(jìn)行保護(hù)的投退；b.檢查5012QF確實(shí)斷開；c.合上50122QS，檢查50122QS合閘到位；d.合上50121QS，檢查50121QS合閘到位；e.合上5012QF，檢查5012QF在合閘位置。5.2電氣主接線的基本形式70（4）適用范圍一臺半斷路器接線廣泛應(yīng)用于大型發(fā)電廠和變電站的330～500kV配電裝置中。當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為6回及以上，并在系統(tǒng)中占重要地位時(shí)，宜采用一臺半斷路器接線。5.2電氣主接線的基本形式715.2.2.6變壓器-母線組接線除前面常見的幾種接線之外，還可以采用如圖5.12所示的變壓器母線組接線。這種接線變壓器直接接入母線，各出線回路采用雙斷路器接線（如圖5.12（a）所示）或者一臺半斷路器接線（如圖5.12（b）所示），其調(diào)度靈活，電源與負(fù)荷可以自由調(diào)配，安全可靠，利于擴(kuò)建。因?yàn)樽儔浩鬟\(yùn)行可靠性較高，所以直接接入母線，對母線運(yùn)行不產(chǎn)生明顯的影響。一旦變壓器故障，連接于母線上的斷路器跳開，但不影響其他回路供電，再用隔離開關(guān)把故障變壓器退出后，即可進(jìn)行倒閘操作使該母線恢復(fù)運(yùn)行。5.2電氣主接線的基本形式72圖5.12變壓器-母線組接線（a）雙斷路器接線；（b）一臺半斷路器接線

5.2電氣主接線的基本形式735.2.3.1橋形接線橋形接線適用于僅有兩臺變壓器和兩回出線的裝置中，接線如圖5.13所示。橋形接線僅用三臺斷路器，根據(jù)橋回路斷路器（3QF）的位置不同，可分為內(nèi)橋和外橋兩種接線。橋形接線正常運(yùn)行時(shí)，三臺斷路器均閉合工作。（1）內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線如圖5.13（a）所示，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè)（靠變壓器側(cè)），此時(shí)線路經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；變壓器支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元。5.2.3無母線接線5.2電氣主接線的基本形式74圖5.13橋形接線（a）內(nèi)橋接線；（b）外橋接線

5.2電氣主接線的基本形式75內(nèi)橋接線的特點(diǎn)為：①線路操作方便。②正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。③橋回路故障或檢修時(shí)兩個(gè)單元之間將失去聯(lián)系；同時(shí)，出線斷路器故障或檢修時(shí)將造成該回路停電。為此，在實(shí)際接線中可采用設(shè)外跨條的方法來提高運(yùn)行的靈活性。5.2電氣主接線的基本形式76（2）外橋接線外橋接線如圖5.13（b）所示，橋回路置于線路斷路器外側(cè)（遠(yuǎn)離變壓器側(cè)），此時(shí)變壓器經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；而線路支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元。5.2電氣主接線的基本形式77外橋接線的特點(diǎn)為：①變壓器操作方便。②線路投入與切除時(shí)操作復(fù)雜。③橋回路故障或檢修時(shí)全廠分裂為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同時(shí)，出線側(cè)斷路器故障或檢修時(shí)，將造成該側(cè)變壓器停電。為此，在實(shí)際接線中可采用設(shè)內(nèi)跨條來提高運(yùn)行靈活性。5.2電氣主接線的基本形式785.2電氣主接線的基本形式795.2.3.2單元接線單元接線是將不同性質(zhì)的電力元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路）串聯(lián)形成一個(gè)單元，然后再與其他單元并列。由于串聯(lián)的電力元件不同，單元接線有如下幾種形式：（1）發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線發(fā)電機(jī)變壓器單元接線如圖5.14所示。5.2電氣主接線的基本形式80圖5.14單元接線（a）發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器單元；（b）發(fā)電機(jī)三繞組變壓器單元；（c）發(fā)電機(jī)自耦變壓器單元

5.2電氣主接線的基本形式815.2電氣主接線的基本形式82（2）擴(kuò)大單元接線采用兩臺發(fā)電機(jī)與一臺變壓器組成的單元接線稱為擴(kuò)大單元接線，如圖5.15所示。在這種接線中，為了適應(yīng)機(jī)組開停的需要，每一臺發(fā)電機(jī)回路都裝設(shè)斷路器，并在每臺發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)隔離開關(guān)，以保證停機(jī)檢修的安全。裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器的目的是使兩臺發(fā)電機(jī)可以分別投入運(yùn)行或當(dāng)任一臺發(fā)電機(jī)需要停止運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)，可以操作該斷路器，而不影響另一臺發(fā)電機(jī)與變壓器的正常運(yùn)行。5.2電氣主接線的基本形式83圖5.15擴(kuò)大單元接線（a）發(fā)電機(jī)

雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線；（b）發(fā)電機(jī)分裂繞組變壓器擴(kuò)大單元接線

5.2電氣主接線的基本形式845.2電氣主接線的基本形式85（3）發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線發(fā)電機(jī)變壓器線路單元接線如圖5.16所示。它是將發(fā)電機(jī)、變壓器和線路直接串聯(lián)，中間除了自用電外沒有其他分支引出。這種接線實(shí)際上是發(fā)電機(jī)變壓器單元和變壓器線路單元的組合，常用于l～2臺發(fā)電機(jī)、一回輸電線路，且不帶近區(qū)負(fù)荷的梯級開發(fā)的水電站，以把電能送到梯級開發(fā)的聯(lián)合開關(guān)站。5.2電氣主接線的基本形式86圖5.16發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線5.2電氣主接線的基本形式875.2.3.3多角形接線多角形接線也稱為多邊形接線，如圖5.17所示。它相當(dāng)于將單母線按電源和出線數(shù)目分段，然后連接成一個(gè)環(huán)形的接線，比較常用的有三角形、四角形、五角形接線。5.2電氣主接線的基本形式88圖5.17多角形接線（a）四角形接線；（b）多角形接線

5.2電氣主接線的基本形式89多角形接線具有如下特點(diǎn)：①每個(gè)回路位于兩個(gè)斷路器之間，具有雙斷路器接線的優(yōu)點(diǎn)，檢修任一斷路器都不中斷供電。②所有隔離開關(guān)只用作隔離電器使用，不作操作電器用，故容易實(shí)現(xiàn)自動化和遙控控制。③正常運(yùn)行時(shí)，多角形是閉合的，任一進(jìn)出線回路發(fā)生故障僅使該回路斷開，其余回路不受影響，因此運(yùn)行可靠性高。④任一斷路器故障或檢修時(shí)，則形成開環(huán)運(yùn)行，此時(shí)若環(huán)上某一元件再發(fā)生故障就會出現(xiàn)非故障回路被迫切除并將系統(tǒng)解裂。這種缺點(diǎn)隨角數(shù)的增加更為突出，故多角形接線最多不超過六角。5.2電氣主接線的基本形式90⑤開環(huán)和閉環(huán)運(yùn)行時(shí)流過斷路器的工作電流不同，這將給設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定帶來一定的困難。⑥此接線的配電裝置不便于擴(kuò)建和發(fā)展。因此，多角形接線多用于最終容量和出線數(shù)已確定的110kV及以上電壓等級的水電廠中，且接線不宜超過六角形。5.2電氣主接線的基本形式915.3主變壓器的選擇5.3主變壓器的選擇925.3主變壓器的選擇93變壓器的運(yùn)行可靠性高，發(fā)生故障的幾率小，檢修周期長，損耗低，所以在選擇時(shí)一般不考慮主變壓器的備用。主變壓器臺數(shù)的選擇是與發(fā)電廠（變電站）的接入方式、機(jī)組的臺數(shù)、容量及基本接線方式密切相關(guān)，大體上要求主變應(yīng)與其他的各個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性應(yīng)相一致。5.3.1主變臺數(shù)的選擇5.3主變壓器的選擇94變電站主變壓器臺數(shù)可按如下原則確定：（1）對于只供電給二類、三類負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺變壓器。（2）對于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類負(fù)荷的重要變電站，應(yīng)選用兩臺相同容量的主變壓器。每臺變壓器的容量應(yīng)滿足一臺變壓器停運(yùn)后，另一臺變壓器能供給全部一類負(fù)荷的需要；在無法確定一類負(fù)荷所占比重時(shí)，每臺變壓器的容量可按計(jì)算負(fù)荷的60%～80%選擇。5.3主變壓器的選擇95（3）對于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性；對于規(guī)劃只裝兩臺主變壓器的變電站，其變壓器的基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1～2級設(shè)計(jì)。5.3主變壓器的選擇965.3.2主變?nèi)萘康倪x擇5.3主變壓器的選擇97變電站的容量是由供電地區(qū)供電負(fù)荷（綜合最大負(fù)荷）決定的，如果已知供電地區(qū)的計(jì)算負(fù)荷，則變電站容量為：式中——變電站計(jì)算負(fù)荷，kW；——平均功率因數(shù)，一般取0.6～0.8。（5.1）5.3主變壓器的選擇98主變?nèi)萘康拇_定可按以下方法選擇：（1）發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線中，主變的容量應(yīng)與所接的發(fā)電機(jī)的容量相配套；擴(kuò)大單元接線的變壓器容量應(yīng)不小于擴(kuò)大單元中發(fā)電機(jī)總的視在功率。（2）接于發(fā)電機(jī)匯流主母線上的一臺主變，其容量應(yīng)為該母線上發(fā)電機(jī)的總?cè)萘靠鄢釉谠撃妇€上的近區(qū)負(fù)荷的最小值。5.3主變壓器的選擇99（3）接于發(fā)電機(jī)匯流主母線上的兩臺并聯(lián)運(yùn)行的主變，其總?cè)萘恳舶瓷鲜鲈瓌t(2)選擇。由于并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的功率分配與變比、短路阻抗有關(guān)，因此，兩主變應(yīng)盡量采用同型號、同容量甚至相同廠家的同一批產(chǎn)品。（4）接于發(fā)電機(jī)匯流母線上的兩臺非并列運(yùn)行的主變，一臺與電網(wǎng)相連，另一臺接負(fù)荷。則第一臺主變壓器的容量應(yīng)為接于該母線的發(fā)電機(jī)總?cè)萘繙p去另一臺主變與近區(qū)變的最小負(fù)荷之和。另一臺主變?nèi)萘縿t按所送最大的視在功率確定。5.3主變壓器的選擇100（5）梯級聯(lián)合開發(fā)的中心水電站，其主變?nèi)萘繎?yīng)在考慮本站情況的基礎(chǔ)上再加上由其他梯級電站轉(zhuǎn)送來的最大功率。實(shí)際選擇的變壓器容量是在根據(jù)上述原則選擇的基礎(chǔ)上取相近并稍大的標(biāo)準(zhǔn)值。5.3主變壓器的選擇1015.3.3主變型式的選擇5.3主變壓器的選擇1025.3.3.2繞組數(shù)的確定國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器。如以兩種升高電壓級向用戶供電或與系統(tǒng)連接時(shí)，可以采用兩臺雙繞組變壓器或三繞組變壓器，亦可選用自耦變壓器。5.3主變壓器的選擇103在110kV及以上高、中壓側(cè)中性點(diǎn)均直接接地的電網(wǎng)中，凡需選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，因?yàn)樗鼡p耗小、體積小、效率高，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，但限制短路電流的效果較差，故變比不宜過大。當(dāng)機(jī)組為125MW及以下容量的發(fā)電廠有兩級升高電壓時(shí)，一般優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器。但當(dāng)兩種升高電壓的負(fù)荷相差很大，流過三繞組變壓器某一側(cè)的功率經(jīng)常小于該變壓器額定容量的15%時(shí)，則宜選兩臺雙繞組變壓器。5.3主變壓器的選擇104對于200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不選用三繞組變壓器。否則，發(fā)電機(jī)出口必須設(shè)置十分昂貴的大容量斷路器。聯(lián)絡(luò)變壓器一般都選用三繞組變壓器（多為自耦三繞組變壓器），其第三繞組（低壓繞組）可接發(fā)電廠廠用啟動／備用變壓器，并可接大功率無功設(shè)備（調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器或并聯(lián)電抗器）。5.3主變壓器的選擇1055.3.3.3繞組連接組別的確定變壓器三相繞組的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式有星形“Y（y）”和三角形“D（d）”兩種，對于高壓繞組分別用大寫字母D、Y表示，中間或低壓繞組分別用小寫字母d、y表示，對于有中性點(diǎn)引出線的星形連接方式在字母后面加一個(gè)N（或n）。高、中、低壓繞組連接字母標(biāo)志按額定電壓遞減次序標(biāo)注，中、低壓繞組連接字母后緊接著標(biāo)出其相位移時(shí)鐘序數(shù)。5.3主變壓器的選擇106變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。對于三相雙繞組變壓器的高壓側(cè)，110kV及以上電壓等級均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，三相繞組都采用“YN”連接；35kV及以下采用“Y”連接；對于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè)，三相繞組采用“d”連接，若低壓側(cè)電壓等級為380／220V，則三相繞組采用“yn0”連接。5.3主變壓器的選擇107在變電站中，為了限制三次諧波，主變壓器接線組別一般都選用YNd11常規(guī)連接。近年來，國內(nèi)外亦有采用全星形連接組別的變壓器。所謂“全星形”變壓器，一般是指高低壓側(cè)全為星形連接，其連接組別為：YNyn0y0（YNyn0yn0）或YNy0（YNyn0）的三繞組變壓器或自耦變壓器。由于相位一致，故在與35kV電網(wǎng)并列時(shí)比較方便，而且零序阻抗較大，有利于限制短路電流，同時(shí)也便于在中性點(diǎn)處連接消弧線圈。但是，由于全星形變壓器三次諧波無通路，因此，將引起正弦波電壓畸變，并對通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。5.3主變壓器的選擇1085.3.3.4調(diào)壓方式的確定為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，可實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。其切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓（或無載調(diào)壓）。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓。5.3主變壓器的選擇109在發(fā)電廠中，升壓主變壓器一般不必采用有載調(diào)壓變壓器。但接于出力變化大的發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器，或功率方向常常變化的聯(lián)絡(luò)變壓器以及一些廠用高壓變壓器，則常選用有載調(diào)壓變壓器。5.3主變壓器的選擇1105.3.3.5冷卻方式的選擇電力變壓器的冷卻方式隨其型號和容量不同而異，一般有以下幾種類型：（1）自然風(fēng)冷卻（2）強(qiáng)迫空氣冷卻。它又簡稱風(fēng)冷式（3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻（4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻（5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻（6）水內(nèi)冷變壓器5.3主變壓器的選擇1115.4電氣主接線設(shè)計(jì)5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1125.4.1電氣主接線設(shè)計(jì)的地位及步驟5.4電氣主接線設(shè)計(jì)113在電力建設(shè)項(xiàng)目的“初步可行性研究”階段，電氣專業(yè)的工作量很小，主要是配合系統(tǒng)專業(yè)就出線條件、總體布置等提出設(shè)想。在電力建設(shè)項(xiàng)目被批準(zhǔn)后正式進(jìn)入“可行性研究”階段，需提交《可行性研究報(bào)告》。電氣專業(yè)應(yīng)在其中的“工程設(shè)想”一節(jié)中說明電廠主接線方案的比較和選擇、各級電壓出線回路數(shù)和方向、主要設(shè)備選擇和布置等，并提供電氣主接線圖。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)114在上級正式下達(dá)《電力建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書》后，設(shè)計(jì)工作進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段。初步設(shè)計(jì)其實(shí)是工程建設(shè)中特別重要的設(shè)計(jì)階段，所有重大事項(xiàng)和各種設(shè)計(jì)方案經(jīng)過反復(fù)和充分的論證后，基本都作出了選擇和決定，最后提交初步設(shè)計(jì)說明書和相關(guān)圖紙。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1155.4電氣主接線設(shè)計(jì)1165.4電氣主接線設(shè)計(jì)117電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主體，必須以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家相關(guān)的法規(guī)、規(guī)程為準(zhǔn)則，結(jié)合工程的具體特點(diǎn)，全面地、綜合地加以分析，設(shè)計(jì)出可靠性高、運(yùn)行方便靈活而又經(jīng)濟(jì)合理的最佳方案。5.4.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1185.4電氣主接線設(shè)計(jì)119③發(fā)電廠最大機(jī)組的單機(jī)容量應(yīng)不大于系統(tǒng)總?cè)萘康?0%。④一個(gè)發(fā)電廠內(nèi)發(fā)電機(jī)組的容量等級不宜過多，最好只有1～2種，且同容量機(jī)組應(yīng)盡量選用同一型式，以方便管理、運(yùn)行和維護(hù)。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)120（2）對電壓等級及接入系統(tǒng)方式的考慮①大、中型發(fā)電廠的電壓等級不宜多于3級（發(fā)電機(jī)電壓一級，升高電壓一級或兩級）。大型發(fā)電機(jī)組要直接升壓接入系統(tǒng)主網(wǎng)（目前指330～500kV超高壓系統(tǒng)）；地區(qū)電廠接入110～220kV系統(tǒng)。②一般發(fā)電廠與系統(tǒng)的連接應(yīng)有兩回或兩回以上線路，并接于不同的母線段上，不應(yīng)因線路故障造成“窩電”現(xiàn)象。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)121個(gè)別地方電廠以供給本地負(fù)荷為主，僅有少量剩余功率送入系統(tǒng)時(shí)，也可以用一回線路與系統(tǒng)連接。③35kV及以上高壓線路多采用架空線路，10kV線路可用架空線路，也可用電纜線路。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)122（3）對保證負(fù)荷供電可靠性的考慮①對于一級負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。②對于二級負(fù)荷一般也要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷供電。③對于三級負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)123（4）其他方面的綜合考慮其他應(yīng)考慮因素也很多，如主要設(shè)備的供貨廠家、交通運(yùn)輸、環(huán)境、氣象、地震、地質(zhì)、地形及海拔高度等，都會影響電氣主接線的設(shè)計(jì)，須綜合加以考慮。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1245.4.3電氣主接線方案的技術(shù)比較5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1255.4.3.1對電氣主接線可靠性的一般考慮（1）運(yùn)行實(shí)踐是電氣主接線可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)外長期積累的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在評價(jià)可靠性時(shí)起決定性作用。目前，常被選用的主接線類型并不很多。（2）可靠性概念不是絕對的。不能脫離發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用，脫離負(fù)荷的重要程度，片面地追求高可靠性，對某一電廠而言，可靠性不夠高的一種主接線形式，對另外一個(gè)電廠則可能是合適的。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1265.4.3.2衡量主接線可靠性的具體標(biāo)志（1）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。（2）線路、斷路器甚至母線故障以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短，能否保證對重要用戶的供電。（3）發(fā)電廠或變電站全部停運(yùn)的可能性。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1275.4.3.3對大機(jī)組超高壓主接線提出的可靠性準(zhǔn)則大機(jī)組或超高壓變電所的容量巨大，供電范圍廣，在電力系統(tǒng)中的地位十分重要。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)會造成難以估量的損失，因此對大機(jī)組超高壓電氣主接線的可靠性要求極高，特別要避免因母線故障而導(dǎo)致全廠（所）性停電事故的發(fā)生。參照國外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合國內(nèi)工程設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際情況，我國提出的大機(jī)組（300MW及以上）超高壓（500kV）電氣主接線可靠性準(zhǔn)則如下：5.4電氣主接線設(shè)計(jì)128（1）任何斷路器檢修，不得影響對用戶的供電。（2）任一臺進(jìn)出線斷路器故障或拒動，不應(yīng)切除一臺以上機(jī)組及相應(yīng)線路。（3）任一臺斷路器檢修并與另一臺斷路器故障或拒動相重合，以及當(dāng)分段或母聯(lián)斷路器故障或拒動時(shí)，不應(yīng)切除兩臺以上發(fā)電機(jī)組，不宜切除兩回以上超高壓線路。（4）一段母線故障（或連接于母線上的進(jìn)出線斷路器故障或拒動），宜將故障范圍限制到不超過整個(gè)母線的1/4；當(dāng)分段或母聯(lián)斷路器故障時(shí)，其故障范圍宜限制到不超過整個(gè)母線的1/2。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1295.4.3.4電氣主接線可靠性計(jì)算簡介可靠性是指一個(gè)元件、設(shè)備或系統(tǒng)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，常用可靠度表示無故障（成功）的概率，用不可靠度表示故障（失?。┑母怕省，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中，一般以每年用戶不停電時(shí)間占全年的百分比來表示供電的可靠性，先進(jìn)的指標(biāo)都在99.9%以上，即每年用戶停電時(shí)間不會超過8.76h?？煽啃杂?jì)算是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)130為開展這一工作，需要較長時(shí)期地積累和整理有關(guān)設(shè)備元件的實(shí)際故障率（每年發(fā)生故障的次數(shù)）、檢修周期和檢修時(shí)間等基礎(chǔ)資料，其中尤以斷路器的故障率最為重要。同時(shí)還需指出，已取得的數(shù)據(jù)資料不是一成不變的，隨著設(shè)備本身質(zhì)量和運(yùn)行、檢修水平的提高，這些數(shù)據(jù)亦應(yīng)不斷加以修正才能反映真實(shí)情況。這是一項(xiàng)涉及面很廣且十分繁復(fù)的系統(tǒng)性工作。此外，主接線系統(tǒng)包括了為數(shù)甚多的設(shè)備。利用建立數(shù)學(xué)模型的方法來計(jì)算其可靠性相當(dāng)復(fù)雜，現(xiàn)今試用的“表格法”等幾種近似計(jì)算方法還不夠完善，例如，對如何計(jì)算繼電保護(hù)和二次回路對主接線可靠性的影響，目前尚無實(shí)用的方法。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1315.4.4主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較5.4電氣主接線設(shè)計(jì)132（5.2）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1335.4.4.2計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用主要包括一年的電能損耗費(fèi)和電氣設(shè)備每年的折舊費(fèi)及維護(hù)檢修費(fèi)。（1）設(shè)備折舊費(fèi)U1對于變壓器：對于配電裝置：則設(shè)備折舊費(fèi)為：（5.3）（5.4）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)134（2）設(shè)備維修費(fèi)U2（5.5）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)135（3）電能損耗費(fèi)設(shè)電能價(jià)格為α元/kW·h（取各地實(shí)際電價(jià)），主變壓器每年電能損耗為ΔA（kW·h），則全年電能損耗費(fèi)為αΔA。一臺雙繞組變壓器全年電能損耗為：式中ΔP0——變壓器的空載有功損耗，kW； ΔPk——變壓器的短路有功損耗，kW； Se——變壓器的額定容量，kV·A； Smax——變壓器通過的最大負(fù)荷，kV·A；（kW·h）

（5.6）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)136 T——變壓器一年中的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h； τ——變壓器的最大負(fù)荷損耗時(shí)間，h，其值可由表5.1查出。（祥見課本167頁）一臺三繞組變壓器全年電能損耗為：式中S1、S2、S3——經(jīng)過變壓器高、中、低壓繞組的最大負(fù)荷，kV·A；（kW·h）

（5.7）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)137表5.1最大功率損耗時(shí)間τ值（h）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)138 τ1、τ2、τ3——變壓器高、中、低壓繞組的最大負(fù)荷損耗時(shí)間，s； ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3——折合到變壓器額定容量Se的變壓器高、中、低壓繞組的短路損耗，kW。ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3的換算公式如下：（kW）

（kW）

（5.8）（5.9）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)139式中 、 、 ——三繞組變壓器產(chǎn)品手冊中給出的短路損耗值，kW。當(dāng)變壓器的容量比不是100/100/100時(shí)（如是100/100/50時(shí)），則還需換算一次，即用去乘 、 ，而 不變。最后，參與比較的方案年運(yùn)行費(fèi)用為：（kW）

（5.10）（5.11）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1405.4電氣主接線設(shè)計(jì)1415.4電氣主接線設(shè)計(jì)142（5.12）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)143（5.13）5.4電氣主接線設(shè)計(jì)144（2）動態(tài)比較法發(fā)電廠建設(shè)工期一般較長，各種費(fèi)用支付時(shí)間不同，就會有不同的效益。在方案比較時(shí)應(yīng)充分計(jì)算資金的時(shí)間效益，須進(jìn)行動態(tài)比較。按照我國《電力工程經(jīng)濟(jì)分析暫行條例》規(guī)定，采用“最小年費(fèi)用法”進(jìn)行方案的動態(tài)比較。最小年費(fèi)用法是將參加比較的諸方案計(jì)算期內(nèi)的全部支出費(fèi)用折算到某一年，然后計(jì)算同一時(shí)期內(nèi)的等年值費(fèi)用（即年費(fèi)用）后進(jìn)行比較，年費(fèi)用低的方案即為經(jīng)濟(jì)最優(yōu)方案。5.4電氣主接線設(shè)計(jì)1455.5典型電氣主接線方案5.5典型電氣主接線方案1465.5.1.1水力發(fā)電廠電氣主接線的特點(diǎn)（1）水力發(fā)電廠建在有水能資源處，一般離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，當(dāng)?shù)刎?fù)荷很小甚至沒有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠(yuǎn)方。因此，主接線中可不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，多采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線或擴(kuò)大單元接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動化調(diào)節(jié)。5.5.1水力發(fā)電廠的電氣主接線5.5典型電氣主接線方案147（2）水力發(fā)電廠的電氣主接線應(yīng)力求簡單，主變臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應(yīng)盡量減少，高壓配電裝置應(yīng)布置緊湊、占地少，以減少在狹窄山谷中的土石方開挖量和回填量。（3）水力發(fā)電廠的裝機(jī)臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也一次建成，一般不考慮擴(kuò)建問題。這樣，除可采用單母線分段、雙母線不分段、雙母線帶旁路及3/2斷路器接線外，橋形和多角形接線也應(yīng)用較多。5.5典型電氣主接線方案148（4）水力發(fā)電機(jī)組啟動快，啟停時(shí)額外耗能少，常在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻、調(diào)峰及調(diào)相任務(wù)，因此機(jī)組開停頻繁，運(yùn)行方式變化大，主接線應(yīng)具有較好的靈活性。（5）水力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制比較簡單，較易實(shí)現(xiàn)自動化，為此，電氣主接線應(yīng)盡量避免以隔離開關(guān)作為操作電器。5.5典型電氣主接線方案1495.5典型電氣主接線方案150圖5.18大型水力發(fā)電廠的電氣主接線（a）某大型水電廠電氣主接線；（b）葛洲壩（大江）水電廠主接線（隔離開關(guān)等略）

5.5典型電氣主接線方案1515.5.1.3中型水力發(fā)電廠的電氣主接線如圖5.19所示，某水電廠共有4臺發(fā)電機(jī)，G1～Ｇ4中每2臺發(fā)電機(jī)與1臺升壓變壓器構(gòu)成擴(kuò)大單元接線。其中T1為低壓繞組分裂的變壓器，T2為一臺自耦變壓器，高壓與中壓分別聯(lián)絡(luò)220kV和110kV兩級升高電壓，第三繞組則分裂為兩個(gè)相同的低壓繞組與兩臺發(fā)電機(jī)相連。發(fā)電機(jī)G5、G6分別經(jīng)雙繞組升壓變壓器升壓后在高壓側(cè)并為一點(diǎn)接入110kV系統(tǒng)。這種接線稱為聯(lián)合單元接線，能節(jié)省高壓側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量，并使高壓側(cè)接線簡化，以減少占地面積。其220kV和110kV電壓級都采用了五角形接線。5.5典型電氣主接線方案152圖5.19某水力發(fā)電廠電氣主接線（略去隔離開關(guān)等）5.5典型電氣主接線方案1535.5.2火力發(fā)電廠的電氣主接線5.5典型電氣主接線方案1545.5典型電氣主接線方案155220～500kV電壓等級的配電裝置都采用可靠性較高的接線形式，如雙母線不分段、雙母線帶旁路、雙母線四分段帶旁路以及更為靈活可靠的3/2斷路器接線等。5.5典型電氣主接線方案1565.5典型電氣主接線方案1575.5典型電氣主接線方案1585.5典型電氣主接線方案