第三章 输变电系统

1、电气工程电气工程武汉理工大学武汉理工大学 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地电气工程电气工程绪论绪论-电力系统的基本概念和知识电力系统的基本概念和知识发电系统发电系统输变电系统输变电系统电力系统负荷电力系统负荷电力网的稳态计算电力网的稳态计算电力系统的短路计算电力系统的短路计算电气主接线的设计与设备选择电气主接线的设计与设备选择电力系统继电保护电力系统继电保护实验实验 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地电气工程电气工程第三章第三章 输变电系统输变电系统 200

2、8/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地第一节第一节 概概 述述输变电系统是电力系统的重要组成部分，包括变电所和输电线路。发电厂生产的电能，经输变电系统（网络），供给配电系统和用户。 本章主要讨论： 1、输变电系统中主要电气设备电气设备（电气一次设备）； 2、根据电气一次设备的作用和对它们的工作要求,依一定的顺序用导线连接起来的电路，即电气主接线电气主接线，也称电气一次电气一次接线接线或一次系统一次系统。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 2008/2电气电气工程工程概

3、概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地第二节第二节 输变电设备输变电设备输电线路：架空线、电力电缆架空线、电力电缆开关电器：断路器、隔离开关、熔断器。断路器、隔离开关、熔断器。测量电压和电流的电器：电流互感器、电压电流互感器、电压互感器。互感器。变换电压的设备：变压器。变压器。限制故障电流的电器：电抗器。电抗器。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地&1 输电线路输电线路两种结构分为架空线路和电缆线路 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线

4、保护接地保护接地一、灭弧概念一、灭弧概念 开关在闭合状态时它是电路的一部分，当它断开时，电路即被断开。当断路器的动、静触头刚刚分开瞬间，如触头两端电压不低于1020V、电流不小于80100mA就要出现电弧。电弧把分开的触头两端联接起来，电流仍继续流通，只有在极短的时间内使电弧熄灭，电路才被切断。图图 吹弧方式吹弧方式 a）横吹）横吹 b）纵吹）纵吹 1电弧电弧 2触头触头&2 开关电器开关电器开关电器是断开或接通电路的电气设备总称断路器、隔离开关、熔断器。断路器、隔离开关、熔断器。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地二

5、二、高压断路器、高压断路器1. 高压断路器的用途（功能）高压断路器的用途（功能）2. 对高压断路器的基本要求对高压断路器的基本要求绝缘应安全可靠；绝缘应安全可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的开断能力；有足够的开断能力； 动作速度快，熄弧时间短。动作速度快，熄弧时间短。 u结构特点：具有结构特点：具有相当完善的灭弧结构。相当完善的灭弧结构。 不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。障。3. 高压断路器的类型高压断路器的

6、类型油断路器：油断路器：分为多油断路器和少油断路器两大类。分为多油断路器和少油断路器两大类。 SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器1铝帽铝帽 2上接线端子上接线端子 3油标油标 4绝缘筒绝缘筒5下接线端子下接线端子 6基座基座 7主轴主轴 8框架框架 9断路弹簧断路弹簧 SN10-10型少油断路器型少油断路器 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地多油断路器多油断路器 少油断路器少油断路器 2008/2电气电气工程工程

7、概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地六氟化硫（六氟化硫（SF6）断路器）断路器是80年代广泛采用的断路器。它以SF6(六氟化硫）气体作为灭弧和绝缘介质。优点优点：它切断性能好,开断能力大,动作迅速,防火防爆。缺点缺点：结构复杂、工艺要求高,它是超高压电器的主要发展方向。瓷柱式瓷柱式SF6断路器断路器落地罐式落地罐式SF6断路器断路器LW8-40.5型型SF6断路器断路器 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地真空断路器：真空断路器：图图 真空断路器的灭弧室结构真空断路器的灭弧室结构1静触头静触

8、头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5导电杆导电杆 6外壳外壳优点：优点：体积小、重量轻、体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维声小、安全可靠、便于维护。护。缺点：缺点：价格较贵。价格较贵。 VD4型真空断路器型真空断路器ZW10-12型真空断路器型真空断路器ZN12型真空断路器型真空断路器ZW7-40.5型真空断路器型真空断路器4、高压断路器的型号：高压断路器的型号：5. 高压断路器的基本参数高压断路器的基本参数额定电压额定电压UN：指断路器长期正常工作所能承受的电压。指断路器长期正常工作所能承受的电压。 额定电流额定电流IN：指断

9、路器允许长期通过的最大工作电流。指断路器允许长期通过的最大工作电流。 额定开断电流额定开断电流IN.oc：指断路器在额定电压下能够正常开断的指断路器在额定电压下能够正常开断的最大短路电流，它表征断路器的开断能力。最大短路电流，它表征断路器的开断能力。额定开断容量额定开断容量SN.oc：指断路器额定电压和额定开断电流的指断路器额定电压和额定开断电流的乘积，即乘积，即 ocNNocNIUS3说明：如果断路器的实际运行电压说明：如果断路器的实际运行电压U低于额定电压低于额定电压 UN而额定开断电而额定开断电流不变，此时的开断容量应修正为：流不变，此时的开断容量应修正为： NocNocUUSS热稳定电

10、流热稳定电流 Its：表征断路器承受短路电流热效应的能力。表征断路器承受短路电流热效应的能力。ocNtsII动稳定电流动稳定电流 imax：表征断路器承受短路电流力效应的能力。表征断路器承受短路电流力效应的能力。分闸时间：分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间两部分。时间两部分。合闸时间：合闸时间：指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接触为止的一段时间。触为止的一段时间。 固有分闸时间：指断路器

11、从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；固有分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；燃弧时间：指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。燃弧时间：指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。三、高压隔离开关（俗称刀闸）三、高压隔离开关（俗称刀闸）1. 隔离开关的特点和用途隔离开关的特点和用途u结构特点：结构特点：没有灭弧装置。没有灭弧装置。 隔离电压：隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。倒闸操作：倒闸操作：合闸时，

12、先合上隔离开关，后合上断路器；跳合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。分、合小电流：分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压的空载变压器、电容电流不超过器、电容电流不超过5A的空载线路等）。的空载线路等）。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地2. 高压隔离开关的类型高压隔离开关的类型按安装地点分：户内式和户外式；按安

13、装地点分：户内式和户外式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；式；按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；式、摆动式和插入式；按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀闸。和无接地刀闸。n户内式隔离开关户内式隔离开关3. 隔离开关的外形与结构隔离开关的外形与结构GN8-10型户内隔离开关的外型户内隔离开关的外形结构。形结构。图图 GN8-10型隔离开关型隔离开关1上接线端子上接线端子 2静触头静触头 3闸刀闸刀 4套管绝缘子套管绝缘子 5下

14、接线端子下接线端子6框架框架 7转轴转轴 8拐臂拐臂 9升降绝缘子升降绝缘子 10支持绝缘子支持绝缘子n户外式隔离开关户外式隔离开关 GW4-110型双柱式户外隔离开关的外形结构。型双柱式户外隔离开关的外形结构。图图 GW4-110型双柱式隔离开关型双柱式隔离开关1接线座接线座 2主触头主触头 3接地刀闸触头接地刀闸触头 4支柱绝缘子支柱绝缘子 5主闸刀传动轴主闸刀传动轴 6接地刀闸传动轴接地刀闸传动轴 7轴承座轴承座 8接地刀闸接地刀闸 9交叉连杆交叉连杆GW5-110D型型V形户外隔离开关的形户外隔离开关的外形结构。外形结构。图图 GW5-110D型型V形双柱式隔离开关形双柱式隔离开关1主

15、闸刀底座主闸刀底座 2接地静触头接地静触头 3出线座出线座 4导电带导电带 5绝缘子绝缘子 6轴承座轴承座 7伞齿轮伞齿轮 8接地刀闸接地刀闸4. 隔离开关的操作机构隔离开关的操作机构手动杠杆操作机构；手动杠杆操作机构；手动蜗轮操作机构；手动蜗轮操作机构；p隔离开关的型号：隔离开关的型号：电动操作机构；电动操作机构；气动操作机构。气动操作机构。&3 互感器一、概述一、概述互感器在供配电系统中的作用是：互感器在供配电系统中的作用是：将一次回路大电流、高电压变换为二次回路的小电流和低电压；将一次回路大电流、高电压变换为二次回路的小电流和低电压；使测量仪表、继电器等二次设备与一次回路（主电路

16、）隔离；使测量仪表、继电器等二次设备与一次回路（主电路）隔离；使测量仪表、继电器等标准化，使测量仪表、继电器等标准化，使用范围扩大使用范围扩大。二、电流互感器二、电流互感器1. 电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理2一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；2二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电流线圈串联。等的电流线圈串联。 电流互感器的一次电流电流互感器的一次电流I1与二次电流与二次电流I2之之间的关系为间的关系为22121IKINNIi式中，式中，Ki为电流互感器的变流比

17、，为电流互感器的变流比， 。 21NNiIIK 2电流互感器的误差电流互感器的误差电流互感器的简化等效电路和相量图如图所示。电流互感器的简化等效电路和相量图如图所示。图图 电流互感器原理电流互感器原理接线图接线图根据磁势平衡原理可知根据磁势平衡原理可知: : 102211NININI2012201IINNIII 由相量图可知，由相量图可知， 与不仅在数值上不相等，而且相位也与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了不相同，即出现了电流误差电流误差和和相位误差相位误差。 2I1I图图 电流互感器的等效电路和相量图电流互感器的等效电路和相量图a）等效电路）等效电路 b）相量图）相量图xxn电

18、流误差电流误差 fi（又称比值差）（又称比值差） ：是二次电流乘以额定变流比：是二次电流乘以额定变流比Ki与一次电流数值差的百分数，即与一次电流数值差的百分数，即 %100112IIIKfiiiisinin相位误差相位误差 （又称角差）（又称角差） ：是与的相角差，并规：是与的相角差，并规定若定若 超前于超前于 ，为正值，反之为负值。，为正值，反之为负值。 2I1I2I1Ii0103 .57)cos(II0344)cos(10II%100)sin(10IIfi由于很小，由图可得：由于很小，由图可得：iv电流互感器的误差与下列因素有关：电流互感器的误差与下列因素有关：与励磁安匝大小有关：励磁安匝

19、加大时，误差加大。与励磁安匝大小有关：励磁安匝加大时，误差加大。与二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加与二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加大。大。 3. 电流互感器的类型和型号电流互感器的类型和型号按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分：有按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级；等级；按绝缘介质分：有油浸

20、式和干式（含环氧树脂浇注式）；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。图图 LQJ-10型电流互感器型电流互感器1一次接线端子一次接线端子 2一次绕组一次绕组 3二次接线端子二次接线端子4铁心铁心 5二次绕组二次绕组 6警告牌警告牌LQJ-10型电流互感器：其外形结构如图所示，有两个铁心型电流互感器：其外形结构如图所示，有两个铁心和两个二次线圈，和两个二次线圈，0.5级用于测量，级用于测量，3级用于继电保护。级用于继电保护。图图 LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌铭牌 2

21、一次母线穿孔一次母线穿孔 3铁心铁心 4安装板安装板 5二次接线端子二次接线端子LMZJ1-0.5型电流互感器：其外形结构如图所示，属于单型电流互感器：其外形结构如图所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800A）或矩形卷）或矩形卷铁心（铁心（10003000A）。）。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地图图 LLB-110型型 SF6电流互感器电流互感器LLB-110型电流互感器：其外型电流互感器：其外形结构如图所示，为倒挂式结形结构如图所示，为倒挂式结构，互感器的底座、瓷套与顶构

22、，互感器的底座、瓷套与顶部躯壳内部充以部躯壳内部充以SF6(六氟化硫六氟化硫)气体作为绝缘介质。气体作为绝缘介质。4. 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式n电流互感器的极性：采用电流互感器的极性：采用“减极性减极性”原则。原则。 通常，一次绕组的出线端子标为通常，一次绕组的出线端子标为L1和和L2，二次绕组的，二次绕组的出线端子标为出线端子标为K1和和K2，其中，其中L1和和K1为同名端，为同名端，L2和和K2为同为同名端。如果名端。如果一次电流从极性端流入时一次电流从极性端流入时，则，则二次电流应从同极二次电流应从同极性端流出性端流出。减极性：减极性：在一次绕组和二次绕组的

23、同极性端（同名端）同时加入某一同相在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。 n电流互感器的接线方式（见图）电流互感器的接线方式（见图）一相式接线：一相式接线：用于负荷平衡的三相电路中。用于负荷平衡的三相电路中。两相两继电器接线：两相两继电器接线： 用于中性点不接地的用于中性点不接地的三相三线制系统中。三相三线制系统中。两相一继电器接线：两相一继电器接线：用于中性点不接地的用于中性点不接地的三相三线制系统中。三相三线制系统中。三相三继电器接线：三相三继电器接线：用于三相四线制或三用于三相四线制

24、或三相三线制系统中。相三线制系统中。又叫两相不完又叫两相不完全星形接线或全星形接线或两相两相V形接线形接线 又叫两相电又叫两相电流差接线流差接线又叫三相完又叫三相完全星形接线全星形接线 图图 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式a）一相式接线）一相式接线 b）两相两继电器接线）两相两继电器接线 c）两相一继电器接线）两相一继电器接线 d）三相三继电器接线）三相三继电器接线5. 电流互感器的使用注意事项电流互感器的使用注意事项电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器的二次侧必须有一端接地。电流互感器的二次侧必须有一端接地。6. 电流互感器的电

25、流互感器的10%误差曲线误差曲线 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线，误差曲线，是指电流互感器的误差为是指电流互感器的误差为10%时，时，一次电流倍数一次电流倍数 与二次负与二次负荷阻抗最大允许值的关系曲线，如荷阻抗最大允许值的关系曲线，如图所示。图所示。11/NiIIn 用于继电保护回路的电流互感用于继电保护回路的电流互感器，应按器，应按10%误差曲线进行校验。误差曲线进行校验。 图图 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线误差曲线三、电压互感器三、电压互感器1. 电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理2一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；一次绕组：匝数很多，并联在供电系统

26、的一次电路中；右图为电压互感器的原理接线图。右图为电压互感器的原理接线图。22211UKUNNUu 电压互感器的一次电压电压互感器的一次电压U1与二次电压与二次电压U2之之间的关系为间的关系为2二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。的电压线圈等并联。 式中，式中，Ku为电压互感器的变压比，为电压互感器的变压比， 。 21NNuUUK 2. 电压互感器的误差电压互感器的误差电压互感器的等效电路和相量图如下图所示。电压互感器的等效电路和相量图如下图所示。)()()(212102120222112221ZZIZIUZIIZIUZIZIUU图图 电压

27、互感器的等效电路和相量图电压互感器的等效电路和相量图a）等效电路）等效电路 b）相量图）相量图由相量图可知，由相量图可知， 与不仅在数值上不相等，而且相位也与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了不相同，即出现了电压误差电压误差和和相位误差相位误差。 2U1Un电压误差电压误差 fu（又称比值差）（又称比值差） ：是二次电压乘以额定变压比：是二次电压乘以额定变压比Ku与一次电压数值差的百分数，即与一次电压数值差的百分数，即 %100112UUUKfuun相位误差相位误差 （又称角差）（又称角差） ：是与：是与 的相角差，并规的相角差，并规定若定若 超前于，为正值，反之为负值。超前于，为

28、正值，反之为负值。 uu2U1U2U1Uv电压互感器的误差与下列因素有关：电压互感器的误差与下列因素有关：互感器的励磁电流有关：励磁电流增大时，误差也增大。互感器的励磁电流有关：励磁电流增大时，误差也增大。与互感器绕组的阻抗及漏抗有关：阻抗和漏抗加大时，误与互感器绕组的阻抗及漏抗有关：阻抗和漏抗加大时，误差也加大。差也加大。与互感器二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，与互感器二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加大。误差加大。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地3. 电压互感器的类型和型号电压互感器的类型和型号

29、按相数分：有单相和三相两大类；按相数分：有单相和三相两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分，有按准确度等级分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级；等级；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。式）。图图 JDJ-10型电压互感器型电压互感器图图 JDJ2-35型型电压互感器电压互感器JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：型单相双绕组油浸式电压互感器：图图 JDZJ-10型电压互感器型电压互感器1一次接线端子一次接线端子 2

30、高压绝缘套管高压绝缘套管 3一、二次绕组一、二次绕组 4铁心铁心 5二次接线端子二次接线端子V3100V3100V310000JDZJ-10型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：其外形结构如图所示，采用其外形结构如图所示，采用Y0/Y0/（开口三角形）接线，额（开口三角形）接线，额定电压为定电压为4. 电压互感器的极性与接线方式电压互感器的极性与接线方式n电压互感器的极性：采用电压互感器的极性：采用“减极性减极性”原则。原则。 通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为A和和X，二次绕组的出线端子标为，

31、二次绕组的出线端子标为a和和x，其中，其中A和和a为同名端，为同名端，X和和x为同名端。如果一次电压的方向由为同名端。如果一次电压的方向由A指向指向X，则二次，则二次电压的方向由电压的方向由a指向指向x。n电压互感器的接线方式（见图）电压互感器的接线方式（见图）图图 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式d）Y0/Y0/ （开口三（开口三角）形接线角）形接线a）单相式接线）单相式接线可测量一个线电压可测量一个线电压b）V/V形接线形接线可测量三个线电压可测量三个线电压c）Y0/Y0形接线形接线可测量电网的线电压，可测量电网的线电压，并可供电给接相电压并可供电给接相电压的绝缘监视电压表的绝缘监

32、视电压表5. 电压互感器的使用注意事项电压互感器的使用注意事项电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器的二次侧必须有一端接地。电压互感器的二次侧必须有一端接地。Y0/Y0/ （开口三角）形接线（见图（开口三角）形接线（见图d）：接成）：接成Y0的二次的二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，构成零序电压过滤器。组，构成零序电压过滤器。100/3UcUaUbc相接地时三角形开口电压相接地时三角形开口电压(3100/3) 3=100伏电电 流流 互互 感感 器器电电 压压 互互 感

33、感 器器 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地&4 电力变压器电力变压器 电力变压器是电力系统中广泛使用的升压和降压设备。按用途，电力变压器可分为升压变、降压变、联络变和配电变。按相数分，可分为单相变和三相变。按每相绕组的线圈数，分为双绕组和三绕组变压器。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地&5 高压开关柜高压开关柜GG-1A(F)型固定式高压开关柜型固定式高压开关柜JYN1-35交流金属封闭移开关柜交流金属封闭移开关柜 2008/2电气电气工程

34、工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地第三节第三节 电气一次接线电气一次接线电力系统电气一次接线概述电气主接线的基本接线形式发电厂及变电所的电气主接线举例 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地一、电力系统接线和输变电网接线一、电力系统接线和输变电网接线三种接线形式1、电力系统地理接线 各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地2、输变电网络接线 无备用接线 单回路放射式、干线式

35、和链式。图图 无备用无备用电力网电力网a）放射式）放射式 b）干线式）干线式 c）链式）链式 d）树枝式）树枝式v优点：优点：简单明了、运行方便，投资费用少。简单明了、运行方便，投资费用少。v缺点：缺点：供电的可靠性差。供电的可靠性差。 有备用接线有备用接线由两条及两条以上电源线路向电力用户供电。由两条及两条以上电源线路向电力用户供电。分为双回路放射式、双回路干线式、双回路链式、双回路树枝分为双回路放射式、双回路干线式、双回路链式、双回路树枝式、环式和两端供电式。式、环式和两端供电式。v优点：优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。 2008/2电气电气工

36、程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地3、发电厂、变电站电气主接线 描述发电厂、变电站中各主要电气设备之间的电气联接关系。 要求能识别电气主接线的基本形式以及掌握其特点： 1） 供电的可靠性； 2）操作灵活性； 3）经济性 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地二、电气主接线的基本接线形式二、电气主接线的基本接线形式分为有汇流母线接线和无汇流母线接线。1、有汇流母线接线（1）单母线接线单母线接线母线隔离开关QS2线路隔离开关QS3接地刀闸QS4送电操作送电操作先合QS2、QS3再投QF2断

37、电操作断电操作先断QF2再断QS3、QS2 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地单母线接线主要优点：单母线接线主要优点：（1）接线简单、清晰、操作方便，所用电气设备少；（2）隔离开关仅作为隔离电源用，不作为操作电器，减少误操作机会。单母线接线主要缺点：单母线接线主要缺点： 可靠性灵活性差。若母线或隔离开关故障或检修时，整个系统全部停电。故这种接线只适用于单电源的发电厂和变电所，且出线回路少，用户对供电可靠性灵活性不高的场合。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地（

38、2）单母线分段接线单母线分段接线QFdQFQS1QS2电源电源1电源电源2 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地分段的单母线接线保留了单母线接线分段的单母线接线保留了单母线接线优点优点,同时提高了重要用户供电的可靠同时提高了重要用户供电的可靠性。因为：性。因为：（1）重要用户可以分别从不同分段上取）重要用户可以分别从不同分段上取得双回路供电。得双回路供电。（2）由于母线被分段）由于母线被分段,就可以轮流检修分就可以轮流检修分段母线段母线,总可以保留一半用户继续供电总可以保留一半用户继续供电,从而提高了供电可靠性；从而提高了供电可

39、靠性；（3）同时由于当一段母线故障）同时由于当一段母线故障,仍有一半仍有一半用户继续供电，从而缩小了事故范围。用户继续供电，从而缩小了事故范围。 （3）单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线加装旁路母线的目的加装旁路母线的目的,检修出线断路器(如QF4),可不中断该回路的供电。若检修QF4时，A、B经QF1、QS1和QS2并列运行。操作：QS5合，QF1断、QS1断、QS3合、QF1合，使W3旁路母线充电35min,若无问题即可合上QS8,这时出线4同时从主母线和旁路母线供电,这时就可以断开出线断路器QF4及两侧相应的隔离开关QS6和QS7,这时QF1代替QF4工作,而出线并不中断供

40、电。QS5QF2 带有旁路母线的单母分段接线适用于出线回路数较多、容量不很大的中小型发电带有旁路母线的单母分段接线适用于出线回路数较多、容量不很大的中小型发电厂和电压为厂和电压为35110kV的变电所，它具有足够的可靠性和灵活性。的变电所，它具有足够的可靠性和灵活性。三种运行方式1)QF断，一组母线工作，另一组备用，全部进出线接于运行母线。2)QF断，进出线分别接于两组母线上。3)QF合，进出线平均分别接于两组母线上。检修一组母线，可使回路供电不中断。例W1工作母线检修，操作如下：QS1、QS2合，QF合给备用母线W2充电，若正常，先接通备用母线W2侧隔离开关，再断开接于工作母线W1的隔离开关

41、。（4）双母线）双母线单母线接线具有接线简单、清晰，操作方便及易发展的优点。但是，当有大量重要用户而在系统中没有备用线路，这时为保证供电可靠性和灵活性，就应采用双母线接线。双母线接线具有较高的可靠性、切换灵活、易扩建，在中大型发电厂变电双母线接线具有较高的可靠性、切换灵活、易扩建，在中大型发电厂变电站广泛应用。站广泛应用。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地（5）双母线分段接线）双母线分段接线 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 多用于35kV以上电网，因为电

42、压越高，断路器检修时间越长断路器检修时间越长，停电时间也越长，有了旁路设施就可克服这一缺点。（6）双母线带旁路母线接线）双母线带旁路母线接线例如检修QF4 合QF2两侧隔离开关，再合QF2,给W3旁路母线充电，若正常合QS4。 断QF4以及两侧隔离开关。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 该接线具有很高的可靠性和灵活性。目前我国500kV超高压系统大都采用此接线。1）高可靠性任一母线故障，只跳开与该母线相连的断路器，任何回路不停电。2）检修操作方便检修任一断路器，只要断开断路器，再断两侧隔离开关。(7) 一台半断路器接线一台

43、半断路器接线 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地2、无汇流母线接线、无汇流母线接线（1）单元接线及扩大单元接线）单元接线及扩大单元接线 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 单元接线及扩大单元接线简明清晰、故障范围小、运行可靠、设备元件少。 单元接线的主要缺点是当单元中任一元件故障，即可引起整个单元停止工作。不过现代的发电机和变压器可靠性相当高，上述缺点并不突出，目前大中型电厂没有发电机端电压负荷，均采用单元接线。内桥接线：内桥接线：桥断路器桥断路器在线路断路器

44、之内在线路断路器之内。外桥接线：外桥接线：桥断路器桥断路器在线路断路器之外在线路断路器之外。 内桥适用于电源进线内桥适用于电源进线线路较长而变压器又不线路较长而变压器又不需要经常切换的场所。需要经常切换的场所。 外桥适用于电源进外桥适用于电源进线线路较短而变压器需线线路较短而变压器需要经常切换的场所。要经常切换的场所。图图5-60 桥形接线桥形接线a）内桥）内桥 b）外桥）外桥(2)桥式接线桥式接线 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 桥形接线的桥形接线的优点：优点：四个回路只有三个断路器，投四个回路只有三个断路器，投资小，接

45、线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电。于向一、二类负荷供电。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地三、发电厂及变电站的电气主接线举例三、发电厂及变电站的电气主接线举例1、发电厂的电气主接线、发电厂的电气主接线 区域性电厂区域性电厂:大型火水电厂，生产电能大型火水电厂，生产电能升高电压送入电力系统，发电机侧不设升高电压送入电力系统，发电机侧不设母线。母线。 地方性电厂：热电厂和中小型电厂，生地方性电厂：热电厂和中小型电厂，生产电能大部分直接送给地方用户，剩余产电能大部分直接送给地方用户，剩余电能升高电压送入电力系统。电能升高电压送入电力系统。 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地单元接线单元接线双母线加旁路双母线加旁路双母分段双母分段 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次接线电气一次接线 保护接地保护接地2、变电所的电气主接线、变电所的电气主接线110KV 2008/2电气电气工程工程概概 述述 输变电设备输变电设备电气一次