发电厂电气部分第四章1

1、第四章 电气主接线及设计 第一节第一节 电气主接线的概念电气主接线的概念 一、电气主接线定义 也称为电气主系统或电气一次接线。指发电厂或变电站中的一次设备（发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和输电线等）按照电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。2. 电气主接线图l就是用国家规定的电气设备图形与文字符号，详细标示电气主接线组成的电路图。l通常采用单线表示对称的三相线路和电力设备，即为单线图。3、发电厂和变电站中的主接线的主要作用 （1）电气主接线反映了：发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设

2、备的数量；各回路中电气设备的连接关系；发电机、变压器和输电线路及负荷间以怎样的方式连接。l 电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。是发电厂、变电站电气部分投资大小的决定性因素。（2）由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是再同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。（3）电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。 l所以电气主接线拟定是一个综合性的问题。4、绘制电气主接线图必须遵循以下规则： （1）一次设备或元件必须采用规定的图形符号和文字代号；（2）图

3、中断路器和隔离开关等开关电器都按断开位置画出。但控制室内的主接线模拟图版上显示为设备的实际运行状态。（3）电气主接线图一般用单线图表示，但对三相接线不完全相同的局部图面，则可在局部画成三线图。常用一次设备的图形和文字符号5、对电气主接线的基本要求： l概括地说是应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。 （1）必须保证发供电的安全可靠性 涵义：连续不中断、安全和符合电能质量要求。 负荷（用户）的分类： 、级 具体衡量要求 全厂QF、设备、线路等检修时停电范围、时间以及保证对、级负荷供电的情况。（2）应具有一定的灵活性 涵义： 适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、特殊、投切设备、增减负荷等

4、）的变化。具体衡量要求 （a）调度灵活； （b）检修安全、方便； （c）扩建方便，能根据扩建的要求，方便地从初期接线过渡到远景接线。 (3) 经济性主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到：l投资省：主接线应力求简单清晰；控制、保护不过于复杂；限制短路电流；一次设计，分期投资建设、投产l占地面积小：主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。l电能损失小：合理选择主变压器的种类、容量、台数等 ，避免两次变压而增加电能损失。第二节 电气主接线的设计原则和设计流程一、电气主接线的设计概述l电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确

5、定对电力系统及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，必须处理好各方面的关系，综合分析有关影响因素，经过技术、经济比较，合理确定主接线方案。 二、电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则l电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、运行灵活、维护方便等基本要求下，力争节约投资，降低造价，并尽可能采用先进技术，坚持供电可靠、技术先进、安全使用、经济美观的原则。 三、电气主接线的设计程序电气主接线的设计程序l主接线的设计伴随着发电厂

6、或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段等三个阶段。可行性研究阶段属于设计前期工作阶段，主要包括初步可行性研究、项目建议书编制、可行性研究、设计任务书编制等内容，初步设计和施工图设计属于设计工作阶段，在设计工作阶段后面还有一个施工运行阶段。 电气主接线设计的步骤：对原始资料的分析：包括工程情况、电力系统情况、负荷情况、环境条件、设备供货情况；主接线方案的拟定和选择；短路电流计算和主要电气设备选择；绘制电气主接线图；编制工程概算。 四、电气主接线的设计依据电气主接线的设计依据电气主接线的设计依据是设计任务书，主要包括以下内容： （1）发电厂、变

7、电所在电力系统中的地位和作用。 （2）发电厂、变电所的分期和最终建设容量。 （3）负荷的性质 （4）电力系统备用容量的大小以及系统对电气主接线提供的具体资料。 （5）环境条件，如当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等，这些因素对主接线中电气设备的选择和配电装置的实施均有影响。 五、电气主接线与技术经济比较电气主接线与技术经济比较1. 电气主接线方案的初步拟定电气主接线方案的初步拟定 根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案，以不遗漏最优方案为原则。按照主接线的基本要求，从技术上对拟出的方案进行分析比较，淘汰明显不合理的方案，最终保留23个技术上

8、相当，又能满足任务书要求的方案，再进行经济比较。对于重要发电厂或变电所的电气主接线还应进行可靠性的定量计算。 2. 经济比较计算经济比较计算 （1）综合总投资计算 方案的综合总投资为 式中 Z0主体设备投资，包括变压器、配电装置以及明 显的大额费用，如拆迁、征地等费用。 不明显的附加费用比例系数，如现场安装费 用、基础加工、辅助设备的费用等。对110kV 可取90，对35kV取100。 )1001 (0 ZZ（2）年运行费用计算 年运行费用主要包括变压器的电能损耗费及设备的检修、维护和折旧等费用，按投资百分率计算，即 F=aA+ Fj + Fz 式中 Fj检修维护费，一般取0.0220.042

9、Z； Fz折旧费，取0.058Z； 电能电价，可参考各地区实际电价； A变压器电能损失。（3）经济比较的方法 在几个主接线方案中，综合总投资Z和年运行费用F均为最小的方案，应优先选用，若某方案的Z大而F小，或反之，则应进一步进行经济比较，比较的方法有静态比较法和动态比较法两种。在中小工程中常使用静态比较法（此方法不计资金的利息）。这里介绍常用的抵偿年限法。 设第一方案的综合总投资大，年运行费小；第二方案的综合总投资小，年运行费大，则如果T小于5年，则采用投资大的第一方案。若T大于5年，则应选择投资小的第二方案为宜。2121FFZZT第三节 电气主接线的基本接线形式l主接线的分类：根据是否有母线

10、，主接线接线形式可以分为有母线和无母线两大类型。l母线也称汇流母线，起汇集和分配电能的作用，有母线的主接线：由于设置了母线，使得电源和引出线之间连接方便，接线清晰，接线形式多，运行灵活，维护方便，便于安装和扩建。但有母线的主接线使用的开关电器多，配电装置占地面积较大，投资较大。无母线的主接线：使用的开关电器少，配电装置占地面积较小，投资较小。有母线类有母线类主接线包括有母线类主接线包括单母线、双母线、带旁路母单母线、双母线、带旁路母线的接线及二分之三断路器接线线的接线及二分之三断路器接线等等一、单母线接线l 母线起汇集和分配电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相

11、连，可分为：不分段单母线和单母线分段接线 l是电力系统特别是大型发电厂、变电站高、中压电压等级普遍采用的接线形式。L1L2L3L4QS12QS11QF1QE1、单母线接线（无分段）单母线接线（无分段）（1）结构特征：只有一组母线，接在母线上的所有电源和出线回路，都经过开关电器连接在该母线上并列运行；l各回路都装有断路器和隔离开关。 （2）电气主系统中开关电器的）电气主系统中开关电器的配置原则配置原则：l在电气回路中，在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关。若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关。若电源是发电机，则发电机与出口断路器之间可以不装隔离开关。但

12、有时为了便于对发电机单独进行调整和试验，也可以装设隔离开关或设置可拆卸点。l当电压在110kV及以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置12组接地开关，以保证电器和母线检修时的安全。（3）各电器作用）各电器作用l断路器用以正常工作时投切该回路及故障时切除该回路，保障非故障部分正常运行；l隔离开关用以在切断电路时建立明显可见的断开点，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修安全； 母线隔离开关，线路隔离开关 ；l接地开关的作用：电气设备检修时需要接地以确保人身安全； 当电压等级在110KV及以上时，线路隔离开关或断路器两侧的隔离

13、开关（布置较高时）都应设置接地开关，母线也应设置接地开关或接地器； 接地开关与主开关相互闭锁，只有在对方断开时方能合上。 35KV及以下电网一般临时安装接地线。 （4）断路器与隔离开关的）断路器与隔离开关的操作顺序操作顺序l隔离开关不作为操作电器，所以断路器和隔离开关在正常运行操作时，必须严格遵守操作顺序。 为：接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。 (5)特点特点 优点： 简单、经济。a)布置、安装简单，配电装置建造费用低； b)断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁， c)操作安全、方便，母线故障的几率低； d)易扩建和采用成套

14、式配电装置。缺点： 不够灵活可靠。 a)主母线、母隔故障或检修，全厂停电；b)任一回路断路器检修，该回路停电。(6)适用范围适用范围l单母接线只能用于某些出线回数较小，对供电可靠性要求不高的，没有重要负荷的校容量发电厂和变电所中。 小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；10kV出线（含联络线）回路不超过回；35kV出线（含联络线）回路不超过回；110kV出线（含联络线）回路不超过回。出线回路数增多时，可用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线 2、单母线分段接线单母线分段接线（1）接线方法）接线方法l各段母线为单母线结构；l可靠性要求不高时，也可利用分段隔离开关分段

15、；l根据电源的数目和功率，母线可分为23段。（2）特点）特点 优点：a)接线简单清晰，经济性好；b)有一定灵活性（运行方式）；c)任一母线或母线隔离开关检修时，仅停检修段； d)任一段母线故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，减小了母线故障影响范围，保障了重要用户的供电，提高了可靠性。缺点：l当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电；l任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。（3）适用范围：）适用范围：l单母线不分段接线不满足时采用。l为了在检修断路器时不中断该回路供电，可加装旁路断路器及旁路母线。

16、3、单母线带旁路母线的接线、单母线带旁路母线的接线 单母线带旁路母线接线方式的最大优点是供电可靠性高。断路器故障检修时，可不停电进行检修，供电可靠，运行灵活，适用于向重要用户供电，出线回路较多的变电所尤为适用；该接线方式仅适用于110kV及以下电压等级 的母线。旁路断路器在同一时间只能代替一个线路断路器的工作。但母线出现故障或检修时，仍会造成整个主母线停止工作4、单母线分段带旁路单母线分段带旁路母线接线母线接线1）带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线 l在单母线分段的基础上又增加了旁路母线WP、专用旁路断路器QFP及旁路隔离开关QSP、和QSPP l各出现回路除通过断路器与汇流母线连接外

17、，还通过旁路隔离开关与旁路母线相连接。l电源回路也可以接入旁路，如图虚线所示，这种进出线全接入旁路的形式叫全旁路方式。 a)旁路母线的作用：旁路母线的作用：l检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电；b)缺点缺点l配电装置占地面积增大，增加了断路器和隔离开关数量，接线复杂，投资增大 c)检修断路器时的不停电倒闸操作过程检修断路器时的不停电倒闸操作过程 正常运行时，QFP、QSP是断开的，旁路母线WP不带电。QSPP合闸，QSP和QSP一合一断，则QSP对一段母线上各进出线断路器的检修处于“热备用“状态。若检修WL1的断路器QF3，步骤：若QSP合，合上QSPP、QFP;合上出线旁路隔离开关

18、QSP断开出线WL1的断路器QF3断开QS32和QS31d)旁路母线的设置原则： 一般断路器切断的短路故障次数达到需要检修的次数后（或长期运行后），就需要检修，如不允许停电检修，就需要设置旁路母线；由于线路故障多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入旁路；考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般由多台变压器并列运行，而发电厂发电机变压器回路的断路器可以安排在发电机检修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的情况较少；对于采用手车式成套开关柜的635KV配电装置，由于断路器可以快速更换，也可以不设置旁路母线。2）母线分段断路器兼作旁路断路l它是在单母线分段接线的基础上，增加了旁路母线W3、隔离

19、开关QS3、QS4，分段隔离开关QSd及各出线回路中相应的旁路隔离开关，分段断路器QFd兼作旁路断路器，与图4-5所示的接线相比，少用一台断路器，节省了投资。l旁路母线可以经过QS4、QFd、QS1接至母线W2，也可以经QS3、QFdQS2接至母线W1l分段隔离开关QSd的作用是：可使QFd作旁路断路器时，保持两段工作母线并列运行。 l检修线路断路器时的不停电倒闸操作过程： 初始条件：平时旁路母线不带电，QS1、QS2及QFd合闸，QS3、QS4及QSd断开，按单母线分段方式运行。 若检修WL1上的QF1时；步骤为：a)合上QSd；b)断开QFd,断开QS2，合上QS4，合上QFd；c)合上出

20、线旁路隔离开关QS1p；d)断开出线WL1的断路器QF1;e)断开QS12和QS11.u其他简易旁路母线接线形式下图a、b、c所示接线与图4-5相比较，均省去一组隔离开关旁路接线适用范围旁路接线适用范围 l旁路母线系统普遍应用在35KV及以上的电气主接线中，考虑到不同电压等级断路器检修的时间，投资的经济性和供电可靠性等，一般在电压为35KV而出线8回以上，110KV6回以上，220KV4回及以上的户外配电装置才考虑加装旁路母线。l当采用可靠性较高的SF6断路器时，可不设旁母；l610KV屋内配电装置时因为负荷小，供电距离短在系统中容易取得备用电源，儿科不设旁母；二、双母线接线二、双母线接线 1

21、、不分段的双母线（1）结构特征：l有两组母线W1、W2，两组母线间通过母线联络断路器QFc相连 l每回进出线均经过一组断路器和两组母线隔离开关分别接至两组母线。正常运行时只合一组隔离开关。 （2）运行方式 固定联接分段运行方式一组母线工作，另一组母线备用。（3）a)可轮流检修母线，而不中断对用户的供电，检修母线W1；b)检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路的供电；c)当一组母线出线故障时，通过迅速切换支路可减少停电时间；d)检修任一断路器时，通过加跨条，可使该断路器所在回路不必长时间停电；e)在个别回路需要独立工作或进行 试验（如发电机或线路检修后需要试验）时，可将该回路分出，单独接到一组

22、母线上。f)双母线接线扩建方便。 （4）适用范围：l广泛应用于对可靠性要求高、出线回路数较多的6220KV配电装置中；一般35kV出线回路为8回， 110 220kV出线为4回及以上的220kV母线。（5）缺点：检修任一回路断路器时，该回路仍需停电；任一母线故障仍会短时停电；母线断路器故障时，要导致两组母线停电；变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。增加了大量的母线隔离开关盒母线长度，双母线的配电装置结构较复杂，占地面积大，投资大。（6）为了消除该接线的缺点，在实际工作中可采用如下措施：要求运行人员除严格执行操作规程外，在隔离开关盒相应的断路

23、器之间装设连锁装置；在正常工作时，双母线采用固定联接运行方式；采用双母线分段接线；为了检修出线断路器时，避免该回路短时停电，可装设旁路母线；2、双母线分段接线、双母线分段接线l将一组母线用分段断路器QFd 分为两段（W1和W2），两个 分段母线（W1和W2）与另一组母线（W3）之间都用母联断路器连接，也称为双母线三分段接线。 QFC1QFC2QFd电源电源1电源电源2QF1QF2WL1WL2W1W2W3lW1和W2作为工作母线，W3作为备用母线，全部进出线均分在W1和W2两个分段上运行。 l这种接线具有单母线分段和双母线接线的特点，有较高的供电可靠性与运行灵活性;l所使用的电气设备较多，使投资

24、增大。l当检修某回路出线断路器时，则该回路停电，或短时停电后再用“跨条”恢复供电。l双母线分段接线常用于大中型发电厂的发电机电压配电装置中。带叉接电抗器的双母线分段接线l在中、小型发电厂的610KV配电装置中，为限制610KV系统中的短路电流，常采用用叉接电抗器分段的双母线接线形式。 lW1和W2两段母线经分段电抗器、断路器及隔离开关并列运行，W3备用。 3、带旁路母线的双母线接线、带旁路母线的双母线接线l采用带旁路母线的双母线接线，目的是为了不停电检修任一回路断路。1）结构特征：增设了一组旁路母线W3及专用旁路断路器QFp回路；各回路除通过断路器与两组汇流母线连接外，还通过旁路隔离开关与旁路

25、母线相连接；应该注意：旁路母线只为检修断路器时不中断供电而设，它不能代替汇流母线。 2）评价:可靠性、灵活性都相当高a)任一一组母线检修时不中断供电，检修任一一回路母线隔离开关时，只中断该回路的供电；b)任一一组母线故障时仅短时停电；c)检修任一回路断路器时，该回路不停电所用的电气设备数量较多，操作、接线及配电装置较复杂，占地面积较大，经济性较差3）适用范围：（a）220KV出线在4回及以上、110KV出线在6回及以上时，宜采用有专用旁路断路器的旁路母线接线。（b）由于六氟化硫断路器工作可靠，可以长时间不检修，当使用六氟化硫断路器且与系统联系紧密时，可以不设置旁路母线（c）当出线回数较少时，可

26、采用简易接线形式，以节省断路器和占地，改善其经济性。 l双母线加旁路母线应设专用旁路断路器，规定220KV线路出线回路数为4回及以上；110KV线路回路数为6回及以上；35KV线路回路数为 8回及以上；当220KV出线在5回以上，110KV出线为7回以上时，规定一般应装设专用旁路断路器。另外，我国曾特别规定110220KV枢纽变电站，当220KV出线为4回或110KV出线为6回时，也可装设旁路断路器。l 当出线回路数较少时，为了减少断路器的数目，可不设专用的旁路断路器，而用母联断路器兼作旁路断路器，其接线如图三、一台半断路器接线三、一台半断路器接线1、结构特征l两组母线之间接有若干串断路器，每

27、一串有，中间一台称作联络断路器，每两台之间接入一条回路，共有。l完全串：两个回路三台断路器l不完全串：一个回路两台断路器。l由多个串构成多环路。 2、主要优点：多环路供电，运行调度十分灵活；可靠性高隔离开关只作为隔离电器，避免了复杂的倒闸操作和误操作 3、主要缺点：l所用断路器、电流互感器等设备多、投资较大；继电保护及二次回路的设计、调整、检修等比较复杂；4、进一步提高可靠性的措施：l为了避免两个电源回路或去同一系统的两回路同时停电，同名回路（两个电源回路或两回线路）的配置原则为交叉配置的原则：同名回路应布置在不同串中；电源回路宜与出线回路配合成串。此外，同名回路还宜接在不同侧的母线上。在只有

28、两串的情况下，对于特别重要的同名回路，应分别接入不同的母线，称为交叉换位，当接线的串数多于两串时，也可不进行交叉换位，进出线不装隔离开关5、适用范围：l大型电厂和变电所的500KV配电装置四、变压器母线组接线 l各出线回路由两台断路器分别接在两组母线上，而在工作可靠、故障率很低的主变压器的出口不装设断路器，直接通过隔离开关接到母线上，组成变压器母线组接线。这种接线调度灵活，电源和负荷可自由调配，安全 可靠，有利于扩建。当变压器故障时，和它连接于同一母线上的断路器跳闸，由隔离开关隔离故障，使变压器退出运行后，该母线即可恢复运行。无母线类：无母线类：五、五、单元接线单元接线方式方式1、结构特征发电

29、机与变压器直接连接，中间不设母线（1）发电机双绕组变压器单元接线（图a）l发电机和变压器容量匹配；l由于发电机和变压器不可能单独运行，故发电机出口不装断路器l但为了调试发电机方便，可装一组隔离开关（2）发电机）发电机三绕组变压器（或自耦三绕组变压器（或自耦变）单元接线（图变）单元接线（图b）l为了再发电机停运时，不影响高、中压为了再发电机停运时，不影响高、中压侧电网间的功率交换，在发电机出口应侧电网间的功率交换，在发电机出口应装设断路器及隔离开关装设断路器及隔离开关l为保证在断路器检修时不停电，高中压为保证在断路器检修时不停电，高中压侧断路器两侧均应装隔离开关。侧断路器两侧均应装隔离开关。1）

30、优点 接线简化，使用的电器最少，操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性； 配电装置简单，投资少，占地小； 发电机出口短路电流小； 继电保护简单。 2）缺点: 任一元件故障或检修全停，检修时灵活性差 3）适用范围 台数不多的大（b接线除外）中型区域发电厂； 分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。 (c)发电机变压器线路单元接线（图c）l用以附近有枢纽变电所的大型区域电厂l由于线路很短，不需在发电厂内设置升高电压配电装置，减少投资和占地l由于解除了站内高压各支路的并联，可降低站内的短路电流特点：简单经济但某一元件故障全停。 适用范围：一发一变一线。2、扩大单元接线 l为了减少变压

31、器及其高压侧断路器的台数，节约投资与占地面积，可采用扩大单元接线。扩大单元接线的缺点是运行灵活性较差。l特点 比单元接线少一台主变，更为简单经济，一机停电不影响厂用电，但主变故障或检修全停。低压侧加刀闸，厂用电供电较可靠和灵活。 l适用范围 系统有备用容量时大中型水电厂有台发电机的情况（但扩大单元容量还受制造限制）。3、单元接线的优点：l接线简单清晰、用的设备少，投资小；l配电装置简单、节省占地、经济性好；l可以采用封闭母线、故障的可能性小，可靠性高；l没有多台发电机并列运行，发电机电压侧短路电流小；l由于不设发电机电压母线，减少了发电机电压侧发生短路故障的几率。六、桥形接线六、桥形接线l当只

32、有两台主变压器和两条电源进线线路时，可以采用如图所示的接线方式。1、结构特征无母线，只有两台变压器和两回线路四个回路使用三台断路器，中间的断路器称为联络断路器，连同两侧的隔离开关称为并联接桥。联接桥靠近变压器为内桥接线，联接桥靠近线路为外桥接线2、内桥接线l内桥接线如（a）所示，桥臂置于线路断路器的内侧。其特点： （1）线路发生故障时，仅故障线路的断路器跳闸，其余三条支路可继续工作，并保持相互间的联系。 （2）变压器故障时，联络断路器及与故障变压器同侧的线路断路器均自动跳闸，使未故障线路的供电受到影响，需经倒闸操作后，方可恢复对该线路的供电。 （3）桥断路器故障检修全厂分列为两部分；出线断路器

33、故障检修该回路停电 （4）线路运行时变压器操作复杂。l 内桥接线适用于输电线路较长、线路故障率较高、穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式的场合。3、外桥接线l外桥接线如（b）所示，桥臂置于线路断路器的外侧。其特点： （1）变压器发生故障时，仅跳故障变压器支路的断路器,其余支路可继续工作，并保持相互间的联系。 （2）线路发生故障时，联络断路器及与故障线路同侧的变压器支路的断路器均自动跳闸，需经倒闸操作后，方可恢复被切除变压器的工作。 （3）线路投入与切除时，操作复杂，影响变压器的运行。l这种接线适用于线路较短、故障率较低、主变压器需按经济运行要求经常投切以及电力系统有较大的穿越功率通过桥臂回

34、路的场合。4、桥式接线的特点l桥式接线属于无母线的接线形式，简单清晰，设备少，造价低，也易于发展过渡为单母线分段或双母线接线。l但因内桥接线中变压器的投入与切除要影响到线路的正常运行，外桥接线中线路的投入与切除要影响到变压器的运行，而且更改运行方式时需利用隔离开关作为操作电器，故桥式接线的工作可靠性和灵活性较差。l 为了提高供电可靠性，克服内外桥形接线的不足，使运行方式的调度操作更为方便，确保安全可靠供电，可在高压母线与主变压器进线之间增设断路器，其原理接线如（c），这种接线方式在35/10kV的变电站中大量采用。5、适用范围l 一般可用于两变配两线的中小型发电厂和变电所，或作为最终接线为单母

35、分段或双母线接线的工程初期接线方式七、多角形接线七、多角形接线1、结构特点 l角形接线又称环形接线，断路器数等于回路数；l各回路都与两台断路器相连，即接在“角”上；l每个边中含有一台断路器和两台隔离开关，各个边相互连接成闭合的环形l隔离开关只用于检修l正常运行时多角形接线时闭合的2、特点 （a）可靠性和灵活性较高，任一断路器检修时不停电，隔离开关不作为操作电器； （b）接线简单清晰，没有母线； （c）难于发展扩建 （d）继电保护复杂 （e）检修任一断路器时，多角形将变成开环运行，可靠性显著降低，若再发生故障，可能造成功率平衡遭到的严重破坏3、适用范围：l中小型水电厂的110KV及以上配电装置中

36、七、发电厂和变电所的典型电气主接线七、发电厂和变电所的典型电气主接线 1、中小型地区性电厂的电气主接线l中小型地区性电厂的特点建设在工业企业或靠近城市的负荷中心，通常还兼供部分热能，所以它需要设置发电机电压母线，使部分电能通过610KV的发电机电压向附近用户供电；机组多为中、小型机组，总装机容量也较小；以12种升高电压将剩余电能送往电力系统2、大型区域发电厂的电气主接线l大型区域发电厂一般是指单机容量为200MW及以上的大型机组、总装机容量为1000MW及以上的发电厂，其中包括大容量凝气式电厂、大容量水电厂和核电厂等（1）大型区域性火电厂的特点：大型区域性电厂建设在燃料产地，一般距负荷中心较远

37、，担负着系统的基本负荷，在系统中地位重要；电厂附近没有符合，不设置发电机电压母线，发电机与变压器间采用简单可靠的单元接线直接接入220500KV配电装置，通过远距离输电线路将电能送入电力系统。升高电压12级，最多不超过3级（2）大型区域性发电厂的主接线，应注意以下问题：发电机出口断路器的设置 200MW及其以上的大容量机组较少采用扩大单元接线，一般不考虑装发电机出口断路器，选用分相封闭母线 发电机启动电源与备用电源 一般从与系统相连接的高压主母线上引接启动变压器，兼作高压备用厂用变，或利用自耦联络变的第三绕组 单元接线的形式与主变的选择单机容量为200MW及其以上的大机组3、水电厂的电气主接线

38、水电厂的特点l通常建设在水力资源丰富的江河湖泊峡谷处，厂址较为狭窄，建设规模比较明确l一般远离负荷中心，不设发电机电压母线，采用单元接线或扩大单元接线l一般水电站还承担调峰任务，大型水电厂担负着系统的基本负荷，在系统中地位重要4、变电所的电气主接线l变电所电气主接线的设计业应该按照其在系统中的地位、作用、负荷性质、电压等级、出线回路数等特点，选择合理地主接线形式l枢纽变电所的电压等级高，变压器容量大，线路回数多，通常汇集着多个大电源和大功率联络线，联系着几部分高压和中压电网，在电力系统中居于重要的枢纽地位。枢纽变电所的电压等级不宜多于三级，最好不要出现两个中压等级，以免接线过分复杂。第四节 发

39、电厂变电所发电厂变电所主变压器的选择（一）一、发电厂主变压器容量、台数的原则l主变压器容量、台数直接影响主接线的的形式和配电装置的结构。它的确定应综合各种因素进行分析，做出合理的选择。 1具有发电机电压母线接线的主变压器容量、台数的确定 （1）当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。 （2）当接在发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，主变压器应能从系统中倒送功率。 （3）根据系统经济运行的要求（如水电站充分利用丰水季节的水能）而限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。 （4）发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对小型发电厂，接在发电机电

40、压母线上的主变压器宜设置一台。对装设两台或以上主变压器的发电厂，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器在允许正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的70%以上。2单元接线的主变压器容量的确定l单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。l采用扩大单元时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应等于按上述（1）或（2）算出的两台发电机容量之和。 二、变电所主变压器容量、台数的原则1. 主变压器容量的确定（1）主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合

41、。 （2）根据负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量。对重要变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类及负荷的供电；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080%。2主变压器台数的确定 （1）对城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。 （2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可考虑装设3台主变压器。 （3）对不重要的较低电压等级的变电所，可以只装设一台主变压器。 （二）变压器型式的选择原则一、变压器相数的确定l电力变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器两类

42、，三相变压器与同容量的单相变压器组相比较，价格低、占地面积小，而且运行损耗减少1215。因此，在330kV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。但是，随着电压的提高，容量的增大，变压器的外形尺寸及重量均会增大，可能会出现由制造厂到发电厂（或变电所）的运输困难：如隧洞的高度、桥梁的承载能力不足等。若受到限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量的三相变压器，或者选用单相变压器组。二、变压器绕组数的确定变压器绕组数的确定l变压器按其绕组数可分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式。当发电厂只升高一级电压时或35kV及以下电压的变电所，可选用双绕组普通式变压器。当发电厂

43、有两级升高电压时，常使用三绕组变压器作为联络变压器，其主要作用是实现高、中压的联络。其低压绕组接成三角形抵消三次谐波分量。110kV及以上电压等级的变电所中，也经常使用三绕组变压器作联络变压器。当中压为中性点不直接接地电网时，只能选用普通三绕组变压器。自耦变压器特点是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。 三、变压器调压方式的确定三、变压器调压方式的确定l通过切换变压器的分接头开关，改变变压器高压绕组的匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电压切换，称为无激磁调压，调整范围通常在22.5以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30，其结构复杂，价格较

44、贵。 l发电厂在以下情况时，宜选用有载调压变压器： （1）当潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在一定水平时； （2）具有可逆工作特点的联络变压器，要求母线电压恒定时； （3）发电机经常在低功率因数下运行时。l变电所在以下情况时，宜选用有载调压变压器： （1）地方变电所、工厂、企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时，又要求满足电能质量往往需要装设有载调压变压器； （2）330kV及以上变电站，为了维持中、低压电压水平需要装设有载调压变压器； （3）110kV及以下的无人值班变电站，为了满足遥调的需要应装设有载调压变压器。四、变压器绕组接线组别的确定变压器绕组接线组别的确定l我国

45、110kV及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”联接；35kV采用“Y”联接，其中性点多通过消弧线圈接地；35kV以下高压电压，变压器三相绕组都采用“D”联接。因此，普通双绕组一般选用YN，d11接线；三绕组变压器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。近年来，也有采用全星形接线组别的变压器，即变压器高、中、低三侧均接成星形。这种接线零序组抗大，有利于限制短路电流，也便于在中性点处连接消弧线圈。缺点是正弦波电压波形发生畸变，并对通信设备产生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。五、变压器冷却方式的选择变压器冷却方式的选择l变压器的冷却方式主要有自然风冷却、强迫空气冷却

46、、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却、水内冷变压器、SF6充气式变压器等。第五节第五节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法l当发电机有发电机电压母线时，其短路电流可能高达十几万甚至几十万安培，这将使母线、断路器等一次设备遭受到严重的冲击(发热和电动力)。为了安全，必须加大设备型号，而无法采用价格便宜的轻型开关电器和较小截面的导线，这不仅会使投资大为增加，甚至会因短路电流太大而无法选到合乎要求的设备。因此，应当采取某些限制短路电流的措施。 一、选择适当的主接线形式和运行方式一、选择适当的主接线形式和运行方式 1、发电机组采用单元接线、发电机组采用单元接线l发电机和升压变压器

47、采用单元接线而不在机端并联运行，将大大发电机和升压变压器采用单元接线而不在机端并联运行，将大大减少发电机机端短路的短路电流。减少发电机机端短路的短路电流。2、环形电网开环运行、环形电网开环运行l在环形电网某一穿越功率最小处开环运行，或将发电厂高压母线在环形电网某一穿越功率最小处开环运行，或将发电厂高压母线分裂运行，就是将本来并联运行的两部分分开运行，当然使短路分裂运行，就是将本来并联运行的两部分分开运行，当然使短路时的阻抗增大，短路电流变小。时的阻抗增大，短路电流变小。 3、并联运行的变压器分开运行、并联运行的变压器分开运行l多数降压变电所中装有两台变压器，其低压侧母线常采用单母线多数降压变电

48、所中装有两台变压器，其低压侧母线常采用单母线分段接线，当分段断路器分开运行时，会使短路电流大为减少。分段接线，当分段断路器分开运行时，会使短路电流大为减少。为保证供电可靠性，分段断路器上可装设为保证供电可靠性，分段断路器上可装设“备用电源自动投入装备用电源自动投入装置置”，当一台变压器故障退出运行时，分段断路器能自动合闸，当一台变压器故障退出运行时，分段断路器能自动合闸，恢复对失电母线段及所带出线的供电。恢复对失电母线段及所带出线的供电。 二、装设限流电抗器二、装设限流电抗器 1、在发电机电压母线上装设分段电抗器、在发电机电压母线上装设分段电抗器l 装在发电机电压母线装在发电机电压母线(6kV

49、或或10kV)分段处的电抗器能有效地降低分段处的电抗器能有效地降低发电机出口断路器、母线分段断路器、母线联络断路器以及变压发电机出口断路器、母线分段断路器、母线联络断路器以及变压器低压侧断路器所承受的短路电流。由于正常通过分段的电流不器低压侧断路器所承受的短路电流。由于正常通过分段的电流不大，可以选较大电抗百分数大，可以选较大电抗百分数(8%12%)，而两段母线间的电压降，而两段母线间的电压降也不会太大，电能损耗也少，因此优先采用。也不会太大，电能损耗也少，因此优先采用。 2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器l610kV出线上短路时，母线分段电抗器能起限流作用，有时还须在出线上装设电抗器,

50、以使发电机电压直配线的短路电流限制到轻型廉价的开关所能开断的范围内(SNl0-10I型少油断路器开断电流为16kA)。由于出线电抗器的额定电流较小(300600A)，虽额定电抗标么值仅取3%6%，但实际的有名值电抗较大，限流作用也大，但出线加装电抗器会使配电装置复杂,占地增多，正常运行时损耗增大。3、装设分裂电抗器、装设分裂电抗器 分裂电抗器两臂在正常运行时，负荷应相同或相近。使电抗器分裂电抗器两臂在正常运行时，负荷应相同或相近。使电抗器所造成的电压降较小，而在分裂电抗器某一臂所带线路发生短所造成的电压降较小，而在分裂电抗器某一臂所带线路发生短路时，短路电流受到很大的限制路时，短路电流受到很大的限制,这是分裂电抗器的优点。这是分裂电抗器的优点。 三、采用低压绕组分裂变三、采用低压绕组分裂变压器压器 第六节第六节 电气主接线设计举例电气主接线设计举例 某火力发电厂原始资料 供热式机组2 50MW (UN=10.5kV)； 凝汽式机组2300MW(UN=18kV)； 厂用电率6%，机组年利用小时Tmax=6500h。 电力负荷及与电力系统连接情况资料 (1)10.5kV电压级Pmax=20MW，Pmin=15MW，cos =0.8，电缆馈线10回。 (2)220kV电压级Pmax=250MW，Pmin