电气主接线3主接线及限制短路电流ppt课件

1、电气主接线及限制短路电流的措施电气主接线及限制短路电流的措施o典型电气主接线分析典型电气主接线分析o火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线o水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线o变电站电气主接线变电站电气主接线o限制短路电流的措施限制短路电流的措施o主变压器的选择主变压器的选择o电气主接线设计举例电气主接线设计举例火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂特点：特点： 单机容量和总装机容量都较小，普通都建在负荷中单机容量和总装机容量都较小，普通都建在负荷中心附近城市边缘，因此有大量发电机电压负荷。心附近城市边缘，因此有大量发电机电压负荷。所发出的电

2、能有较大部分以发电机电压所发出的电能有较大部分以发电机电压10kV10kV经线经线路直接送到附近的用户，或升至路直接送到附近的用户，或升至35kV35kV送到稍远些的用送到稍远些的用户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到110kV110kV或或220kV220kV电压送入系统。在本厂发电机缺点或检电压送入系统。在本厂发电机缺点或检修时，可由系统倒送电能给地方负荷。多为热电厂。修时，可由系统倒送电能给地方负荷。多为热电厂。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂发电机电压等级均设母线发电机电压等级均设母线

3、母线方式根据机组容量和负荷性质来确定，普通采用单母线方式根据机组容量和负荷性质来确定，普通采用单母线或分段和双母线或分段。母线或分段和双母线或分段。发电机电压负荷大多经过电缆馈线引出。根据情况思索发电机电压负荷大多经过电缆馈线引出。根据情况思索加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂升高电压等级均设母线升高电压等级均设母线在满足发电机电压负荷的前提下，在满足发电机电压负荷的前提下，100MW100MW及以上机组，及以上机组，多采用单元接线直接接至升高电压母线。多采用单元接线直接接至

4、升高电压母线。升高电压母线应根据多方面要素如电压等级、出线回升高电压母线应根据多方面要素如电压等级、出线回数、用户性质、与系统交换功率大小等确定。数、用户性质、与系统交换功率大小等确定。升高电压等级普通不超越两级。升高电压等级普通不超越两级。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线2 2、区域性火电厂、区域性火电厂 特点：没有发电机电压负荷，单机容量与总容量都特点：没有发电机电压负荷，单机容量与总容量都较大。大多建在大型煤炭基地或运煤方便的地方，而较大。大多建在大型煤炭基地或运煤方便的地方，而与负荷中心城市间隔较

5、远。消费的电能全部经升与负荷中心城市间隔较远。消费的电能全部经升压变压器升至较高电压后送入系统。多为凝汽式电厂。压变压器升至较高电压后送入系统。多为凝汽式电厂。多采用发电机变压器单元接线、发电机变压器线多采用发电机变压器单元接线、发电机变压器线路单元接线，升高为一个最多两个升高电压等级路单元接线，升高为一个最多两个升高电压等级220kV220kV500kV500kV的升高电压侧接线可靠性要求高，普通采的升高电压侧接线可靠性要求高，普通采用双母线、双母线带旁路、一台半断路器等接线用双母线、双母线带旁路、一台半断路器等接线火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线2 2、区域性火电厂、区域性火电厂水

6、力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线1 1、特点、特点建在有水能资源处，普通离负荷中心很远，没有发电机建在有水能资源处，普通离负荷中心很远，没有发电机电压负荷或很小，电能全部升压后送入系统。因此，电压负荷或很小，电能全部升压后送入系统。因此，主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电机变主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电机变压器单元接线或扩展单元接线。单元接线能减少配电压器单元接线或扩展单元接线。单元接线能减少配电安装占地面积，也便于水电厂自动化调理安装占地面积，也便于水电厂自动化调理水轮机组起停迅速，常用作系统备用或调峰，因此主接水轮机组起停迅速，常用作系统备用或调峰，因此主接线应该力

7、求简单，以利用自动化安装进展操作，防止线应该力求简单，以利用自动化安装进展操作，防止误操作。误操作。水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线1 1、特点、特点受地形限制，应尽量采用简化的接线，减少变压器和断受地形限制，应尽量采用简化的接线，减少变压器和断路器的数量，使配电安装紧凑，减少占地面积。路器的数量，使配电安装紧凑，减少占地面积。水力发电厂的装机台数和容量大都一次确定，高压配电水力发电厂的装机台数和容量大都一次确定，高压配电安装也一次建成，不思索扩建问题。这样，除可采用安装也一次建成，不思索扩建问题。这样，除可采用单母线分段、双母线、双母线带旁路及单母线分段、双母线、双母线带旁路及3/2

8、3/2断路器接断路器接线外，桥型和多角形也运用较多。线外，桥型和多角形也运用较多。水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线2 2、大型水力发电厂的电气主接线、大型水力发电厂的电气主接线 在大容量发电厂和电力网中，短路电流可到在大容量发电厂和电力网中，短路电流可到达几万安至几十万安，以致在选择发电厂和变电所的达几万安至几十万安，以致在选择发电厂和变电所的电气设备及线路的电缆截面时，由于要满足短路电流电气设备及线路的电缆截面时，由于要满足短路电流热稳定和电动力稳定的要求，使得必需选择重型的电热稳定和电动力稳定的要求，使得必需选择重型的电气设备，从而发电厂和变电所以及供电网的投资增大。气设备，从而发

9、电厂和变电所以及供电网的投资增大。 因此，在设计大容量发电厂和变电所的主接因此，在设计大容量发电厂和变电所的主接线时，必需采取限制短路电流的措施使短路电流程度线时，必需采取限制短路电流的措施使短路电流程度降低，以便采用价钱较廉价的轻型电器以及截面较小降低，以便采用价钱较廉价的轻型电器以及截面较小的电缆。的电缆。 限制短路电流的方法从根本上讲，是增大电限制短路电流的方法从根本上讲，是增大电源至短路点的等效阻抗，就是说，要减少并列，添加源至短路点的等效阻抗，就是说，要减少并列，添加串联。串联。 限制短路电流的措施概括为如下几种：限制短路电流的措施概括为如下几种： 一、装设限流电抗器一、装设限流电抗

10、器 二、采用低压分裂绕组变压器二、采用低压分裂绕组变压器 三、采用不同主接线方式和运转方式三、采用不同主接线方式和运转方式1.1.装设限流电抗器装设限流电抗器 常用于发电厂和变电站的常用于发电厂和变电站的6-10kV6-10kV配电安装。根据电抗器配电安装。根据电抗器的构造分为普通电抗器和分裂电抗器两类。的构造分为普通电抗器和分裂电抗器两类。 1 1、 加装普通电抗器加装普通电抗器 1 1线路电抗器线路电抗器 出线端加装线路电抗器用来限制电缆馈线支路短路电出线端加装线路电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。通常在架空线路上不装设电抗器。流。通常在架空线路上不装设电抗器。 线路电抗器不仅限制短路电

11、流，而且能在母线上维持线路电抗器不仅限制短路电流，而且能在母线上维持较高的剩余残压大于较高的剩余残压大于6565UNUN。通常线路电抗器的百分。通常线路电抗器的百分值为值为3 36 6。 2 2母线电抗器母线电抗器 装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而晋等都能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而晋级。级。 普通设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路普通设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路电

12、流，应首先思索在分段断路器回路或联络断路器回路中电流，应首先思索在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安装电抗器，只需经过计算以为限制以及主变压器回路中安装电抗器，只需经过计算以为限制效果不够时，才思索装设线路电抗器。效果不够时，才思索装设线路电抗器。1.1.装设限流电抗器续装设限流电抗器续 2 2、分裂电抗器、分裂电抗器 分裂电抗器在构造分裂电抗器在构造上与普通电抗器类似，上与普通电抗器类似，只是线圈中心有一个只是线圈中心有一个抽头抽头3 3，中间抽头普通，中间抽头普通用来衔接电源、两个用来衔接电源、两个 分支又称两臂分支又称两臂1 1和和 a a分裂电抗器接线图分裂电抗器接线

13、图 2 2用来衔接大致相等的用来衔接大致相等的 b b分裂电抗器等值电分裂电抗器等值电路图路图两组负荷。两组负荷。 c c正常运转时的等值正常运转时的等值电路图电路图 1.1.装设限流电抗器续装设限流电抗器续 当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值一样时，当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值一样时，两者在短路时的限流作用一样，但正常运转时电压损失两者在短路时的限流作用一样，但正常运转时电压损失只需普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的只需普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的数目。出线，减少了电抗器的数目。 运转中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，运转

14、中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压偏向，呵斥电压动摇，甚至能够出现过将引起两臂电压偏向，呵斥电压动摇，甚至能够出现过电压。所以普通分裂电抗器的电抗百分值取电压。所以普通分裂电抗器的电抗百分值取8 81212。 分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，每个臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在每个臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在发电机回路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起发电机回路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起着母线电抗器的作用。着母线电抗器的作用。1.1.装设限流电抗器续装设限流电抗器续2.2.采

15、用低压分裂绕组变压器采用低压分裂绕组变压器 当发电机容量较大时，采用分裂低压绕组变压器当发电机容量较大时，采用分裂低压绕组变压器组成扩展单元接线。分裂绕组变压器在正常任务和低组成扩展单元接线。分裂绕组变压器在正常任务和低压侧短路时其电抗值不一样，从而起到限制短路电流压侧短路时其电抗值不一样，从而起到限制短路电流效果。效果。 低压分裂绕组正常运转时的电抗值，只相当两分低压分裂绕组正常运转时的电抗值，只相当两分裂绕组短路电抗的裂绕组短路电抗的1/41/4。当一个分裂绕组出线发生短。当一个分裂绕组出线发生短路时，来自系统的短路电流那么遇到限制。路时，来自系统的短路电流那么遇到限制。 3.3.选择适当

16、的主接线方式和运转方式选择适当的主接线方式和运转方式1 1对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；2 2在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运转在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运转方式，即所谓母线硬分段接线；方式，即所谓母线硬分段接线；3 3对具有双回路电路，在负荷允许条件下可按单回对具有双回路电路，在负荷允许条件下可按单回路运转；路运转；4 4对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运转。环运转。主变压器的选择主变压器的选择油浸式变压器油浸式变压器330kV330kV、220kV220kV、 110

17、kV110kV、直流变压器、直流变压器主变压器的选择续主变压器的选择续o在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户保送在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户保送功率的变压器，称为主变压器功率的变压器，称为主变压器o用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器络变压器o只供本厂站用电的变压器，称为厂站用变只供本厂站用电的变压器，称为厂站用变压器或自用变压器压器或自用变压器主变压器的选择续主变压器的选择续o正确合理地选择主变压器的台数、容量和类型，是电正确合理地选择主变压器的台数、容量和类型，是电力系统规划和主接线设计中的一个主要问题。力系统规划

18、和主接线设计中的一个主要问题。o台数选得过多，容量选得过大：投资大，占地面积大，台数选得过多，容量选得过大：投资大，占地面积大，运转损耗大。运转损耗大。o台数选得过少，容量选得过小：将能够台数选得过少，容量选得过小：将能够“封锁发电封锁发电机剩余功率的输出或者满足不了可靠性要求及负荷机剩余功率的输出或者满足不了可靠性要求及负荷开展的需求。开展的需求。1 1 变压器台数与容量确实定变压器台数与容量确实定1 1 单元接线中变压器容量单元接线中变压器容量 S= S=发电机容量厂用负荷发电机容量厂用负荷1.11.12 2 扩展单元接线中变压器容量扩展单元接线中变压器容量 尽量采用分裂绕组变压器尽量采用

19、分裂绕组变压器 按单元接线的原那么计算出的两台机容按单元接线的原那么计算出的两台机容量之和来确定量之和来确定选择条件：选择条件：1 1发电机全部投入运转时，在满足发电机电压供发电机全部投入运转时，在满足发电机电压供电的最小日负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器电的最小日负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应保证能将发电厂全部剩余功率送入系统。应保证能将发电厂全部剩余功率送入系统。2 2当接在发电机电压母线上最大一台机组检修或当接在发电机电压母线上最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需求限制本厂出力时，者因供热机组热负荷变动而需求限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机主变压器应

20、能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需求。电压母线上最大负荷的需求。 3 3 当变电所采用两台以上主变时，每台容量的当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择应思索一台停运时可保证保送剩余功率的选择应思索一台停运时可保证保送剩余功率的7070以上。以上。4 4 具有发电机电压母线的发电厂，为确保对发电机具有发电机电压母线的发电厂，为确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于主变压器不应少于2 2台。台。5 5 主变容量思索满足主变容量思索满足5-105-10年负荷的逐年开展。年负荷的逐年开展。6 6

21、变电所普通不少于两台变压器，当只需一个电源变电所普通不少于两台变压器，当只需一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才思索采用一台变压或变电所重要负荷有备用电源时才思索采用一台变压器。器。 1 1主变台数的选择主变台数的选择变电所普通不少于两台变压器，当只需一个电源或变电所重要变电所普通不少于两台变压器，当只需一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才思索采用一台变压器。负荷有备用电源时才思索采用一台变压器。2 2主变容量的选择主变容量的选择假设装设两台变压器时，总安装容量可取：假设装设两台变压器时，总安装容量可取：2 (0.7)1.4CMMSPP式中，式中，PM变电所的最大负荷。变电所的最大负荷。

22、当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择应思索一台停运时可保证重要负荷的供电。此外，变应思索一台停运时可保证重要负荷的供电。此外，变电所容量选择还应思索年电力负荷的开展和电所容量选择还应思索年电力负荷的开展和运转方式的变化。运转方式的变化。2 2 主变型式和构造的选择原那么主变型式和构造的选择原那么1 1、相数、相数 300MW300MW机组和机组和330kV330kV以下的系统，普通应选用三相变压器。以下的系统，普通应选用三相变压器。由于单相变压器组相对投资较大，占地多，运转损耗大，由于单相变压器组相对投资较大，占地多，运转损耗大，配电安装复杂。配

23、电安装复杂。思索到制造才干和运输条件时，可以用两台小容量三相思索到制造才干和运输条件时，可以用两台小容量三相变压器或单相变压器组。变压器或单相变压器组。600MW600MW机组和机组和500kV500kV以上的系统，可靠性要求特别高，应以上的系统，可靠性要求特别高，应综合思索，进展技术经济比较来确定，可以采用单相综合思索，进展技术经济比较来确定，可以采用单相组成三相变压器。组成三相变压器。2 2 主变型式和构造的选择原那么主变型式和构造的选择原那么2 2、绕组数与构造双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；、绕组数与构造双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；低压绕组分裂式低压绕组分裂式有两个升高电压等级时，

24、优先采用三绕组变压器。有两个升高电压等级时，优先采用三绕组变压器。 但要保证每个绕组的实践经过容量到达额定容量的但要保证每个绕组的实践经过容量到达额定容量的1515及以上，否那么未充分利用。及以上，否那么未充分利用。容量为容量为200MW200MW及以上的机组，发电机出口回路和常用分支及以上的机组，发电机出口回路和常用分支回路大多采用分相封锁母线，此时宜采用双绕组变压回路大多采用分相封锁母线，此时宜采用双绕组变压器作主变，然后经过联络变和其它电压等级联络。器作主变，然后经过联络变和其它电压等级联络。采用扩展单元接线时，可选用低压分裂绕组变压器。采用扩展单元接线时，可选用低压分裂绕组变压器。2 2 主变型式和构造的选择原那么主变型式和构造的选择原那么2 2、绕组数与构造双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；、绕组数与构造双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；低压绕组分裂式低压绕组分裂式与同容量的普通变压器相比，自耦变压器耗费资料少，与同容量的普通变压器相