(精品课件)电气主接线PPT演示课件

1、第3章 电气主接线3.1 电气主接线概念3.2 电气主接线的形式3.3 变压器和主接线的选择3.4 工厂供电系统主接线3.5 建筑配电系统接线 3.1 电气主接线概念 一、电气主接线1、定义发电厂和变电所中的一次设备，按一定的要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也称主电路，又称一次接线。2 、对电气主接线的基本要求可靠性、经济性、灵活性三个方面(1) 可靠性断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障或检修时，停电线路数目多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；有没有使发电厂和变电所全部停止工作的可能性。(2) 灵活性调度灵活，操作方便。检修灵活。扩建灵活。事故处理灵活。(3) 经

2、济性投资省占地少电能损耗少3 、标准图形符号和文字符号 3.2 电气主接线的形式 一、概述电气主接线表明电气一次设备的连接关系，是发电厂、变电所电气部分运行、检修、操作和事故处理的一个工作平台。只表示相对电气连接关系，不表示实际位置。用单线图表示，局部用三相。按照主接线母线设置情况，可分如下两大类：双母线接线双母线分段接线双母线带旁路接线单母线接线系统双母线接线系统3/2接线发电机双绕组变单元接线发电机三绕组变单元接线发变线单元接线内桥接线外桥接线三角形接线四角形接线单元接线桥形接线多角形接线有汇流母线的接线形式无汇流母线的接线形式特点：使用设备相对较少，占地面积少。只适用于进出线数少，不再扩

3、建和发展的厂(所)。单母线接线单母线分段带旁路接线单母线分段接线特点：接线简单清晰、运行方便，便于安装和扩建，但占地面积较大。适用于进出线数较多的（所）。 二、有汇流母线的电气主接线1、单母线接线形式(1) 电源（进线）:功率流向是指向母线。 (2) 出线（馈线）:功率流向是从母线流向用户（3）每条回路中都装有断路器和隔离开关。断路器：具有专用的灭弧装置，可以接通和断开负荷电流和短路电流。隔离开关：没有灭弧装置，不能带负荷拉、合。为什么断路器两侧配有隔离开关？（4）QE，线路隔离开关的接地开关（接地刀闸），用于线路检修时替代临时安全接地线。（5）倒闸操作操作顺序：退出线路WL2：断开QF2 断

4、开QS22 断开QS21恢复供电：合上QS21 合上QS22 合上QF2 QS“先通后断”没有形成闭合回路或在等电位下没有电位差操作。 优点：接线简单、操作方便、设备少、经济性好，便于扩建缺点：（1）可靠性较差（2）灵活性较差适用范围：一般适用于6-220kV系统中出线回路少，并且没有重要负荷的中小型发电厂和变电所例3-1:试分析下列操作程序会发生什么后果？ 设QS2、QS3、QF2均处于断开位置，现给线路1送电，有如下两种操作： 1)合QF2；2)合QS2；3)合QS3在线路侧发生短路 1)合QF2；2) QS3 ；3)合QS2在母线侧发生短路操作1：操作2：2. 单母线分段接线（1）电源可

5、以并列运行也可以分列运行。（2）重要用户可以从不同段引出两回馈线。（3）任一母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段继续供电。（4）任一母线段故障，则只有该母线段停电。（5）电源分列运行时，任一电源断开，则QFd自动接通。优点：缺点：增了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍有停电问题；某回路的断路器检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建。适用范围：广泛应用于小容量发电厂的6-10kV接线和6-220kV变电站中。旁路母线的作用：检修任一接入旁路母线的进、出线的断路器时，使该回路不停电检修QF1：合QFP1两侧的隔离开关合QFP1 合QS15断开QF1 断开QS13、QS113.

6、单母线分段带旁路母线接线专用旁路断路器检修电源侧断路器：旁路母线通过旁路隔离开关接至电源，然后断开电源侧的断路器，出线不会停电。适用范围：用于出线较多的110KV及以上的高压配电装置中,对35KV以下的有特殊重要的一、二类用户 时，亦可用这种接线。分段断路器兼作旁路断路器的接线旁路接到I段：QS3QFdQS2旁路接到II段：QS4QFdQS1正常运行：QS1、QFd、QS2合，QS3、QS4、QS5断，QFd作为分段断路器检修QF1：合QS5断开QFd断开QS2合QS4合QFd合QS15断开QF1、QS12、QS114. 双母线接线优点：(1) 供电可靠。可轮流检修一组母线，而不使供电中断。一

7、组母线故障后，能迅速恢复供电。检修任一出线的母线隔离开关时，只需停该隔离开关所在的线路和与此隔离开关相连的母线。将工作母线退出：合母联断路器两侧的隔离开关合母联断路器合备用母线上的隔离开关再断开工作母线上的隔离开关再断开母联断路器断开母联断路器两侧的隔离开关设正常运行：一组为工作母线，一组为备用母线，母联断路器断开(2) 运行方式灵活单母线运行固定连接方式运行两组母线分列运行分裂为两个电厂，限制短路电流。 特殊功能同期或者解列、融冰(3) 扩建方便向双母线的任一方向扩建，不会影响两组母线的电源和负荷的自由组合分配，也不会造成原有回路停电。缺点：（1）所用设备多（尤其是隔离开关），配电装置复杂。

8、（2）母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器，容易误操作。（3）当一组母线故障时，仍会短时停电。（4）检修任一回出线断路器，该回路停电。适用范围：（1）6-10kV配电装置，出线带电抗器时。（2）35-63kV配电装置，出线数超过8回，或电源较多、负荷较大时。（3）110-220kV配电装置，出线回数为5回及以上。5. 双母线分段接线优点：与双母线接线相比，增加了母联断路器QF2 和分段断路器QF3 、限流电抗器L ，提高了供电可靠性和灵活性。缺点：增加了母联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资增大。适用范围：应用于进出线较多的配电装置中，同时也被广泛应用于发电厂的发电机电压配电装置中。在2

9、20-500kV大容量配电装置中，也有采用双母线四分段接线的。6. 双母线带旁路母线接线具有专用旁路断路器的双母线带旁路接线优点：不会造成短时停电。缺点：(1) 多装了一台断路器和一套旁母线。(2) 投资大，配电装置占地面积增多。(3) 增加了误操作的几率。趋势： 随着设备可靠性提高，备用容量的增加，保护的完善，逐步取消旁路接线。旁路母线设置的原则（1）6-10kV配电装置一般不设旁路母线。（2）35-63kV配电装置，一般也不设旁路母线，当断路器不允许停电检修时，对于单母分段可设置不带专用旁路断路器的旁母。（3）110-220kV一般需设旁路母线，出线回数较少时, 可采用分段断路器或母联断路

10、器兼旁路断路器的接线，下列情况需装设专用旁路断路器： 110kV出线7回及以上，220kV出线5回及以上时。 对在系统中居重要地位的配电装置; 110kV出线6回及以上，220kV出线4回及以上时。7. 一台半断路器接线优点：任一母线故障或检修均不致停电.任一断路器检修，不引起停电.当同一串中有一条进线、一条出线时，当两组母线同时故障的极端情况下，可以通过联络断路器继续输送功率.隔离开关不作操作电气，仅在检修时起隔离电压的作用.除联络断路器内部故障外，其余任何断路器故障最多停一个回路.两条原则：（1）电源线宜与负荷线配对成串，即要求同一个断路器串中，配置一条电源线和一条出线回路。（2）当初期只

11、有两串时，同名回路宜分别接于不同的母线侧，当达到三串时，同名线路可接于同侧母线。交叉接线非交叉接线缺点：所用断路器多，投资大，二次控制线和继电保护复杂，断路器动作频繁，检修次数多应用范围：广泛应用于超高压电网中，500kV变电站一般都采用这种接线方式 三、无汇流母线的电气主接线1、单元接线(a)发电机双绕组变压器单元接线 (c)发电机变压器-线路单元接线(b)发电机三绕组变压器单元接线发电机和变压器直接连成一个单元 是大型机组广为采用的接线形式； 发电机出口不装QF，为调试方便可装QS【不考虑厂用分支】； 对P20万kW机组，发电机出口采用分相封闭母线。【原因IK过大，选不到合适的QF：对钢构

12、发热严重】 （1）发电机-双绕变单元接线（2）发电机-三绕组变单元接线 三侧均装有QF，以便发电机停止工作时，高、中压侧仍有联系； 在一个电厂（所）内三绕组主变一般不多于三台。 （3）发-变-线路单元接线 适用于一机、一变、一线的厂、所。 扩大单元接线（a）发电机变压器扩大单元接线（b）发电机分裂绕组变压器扩大单元接线适用范围：发电机单机容量偏小（仅为系统容量的1%2%）或更小，而电厂的升高电压等级又较高，可采用扩大单元接线。（4）单元接线的特点：优点：（1）接线简单，开关设备少，操作简便（2）故障可能性小，可靠性高（3）由于没有发电机电压母线，无多台机并列，发电机出口短路电流相对减小（4）配

13、电装置简单，占地少，投资省缺点： 单元中任一元件故障或检修都会影响整个单元的工作适用范围： 200MW及以上大机组一般采用与双绕组变压器组成单元接线，当电厂具有两种升高电压等级时，则装设联络变压器。2. 桥形接线只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥形接线，使用断路器最少。内桥：桥连断路器设置在变压器侧外桥：桥连断路器设置在线路侧（a）内桥 （b）外桥 内桥：特点：（1）一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作简单。（2）变压器切除、投入或故障时，相应回路短时停电，操作复杂。（3）线路侧断路器检修时，线路需较长时间停电。（4）穿越功率经过的断路器较多，使断路器故障和检修机率大。适用范围：输电

14、线路较长(相对来说线路的故障机率较大)，而变压器又不需经常投、切及穿越功率不大的小容量配电装置中。外桥（3）线路侧断路器检修时，变压器需较长时间停电。特点：（1）一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作较复杂。（2）变压器切除、投入或故障时，不影响其余部分，操作简单。（4）穿越功率只经过断路器QF3，使断路器故障和检修及系统开环的机率小。适用范围：输电线路较短，变压器经常投、切及穿越较大的小容量配电装置中。3. 角形接线（a）三角形接线（b）四角形接线（2）检修任一断路器时，只需断开其两侧的隔离开关，不会引起停电。优点：（1）使用断路器少，且闭环运行时，可靠性和灵活性较高。（4）任一回

15、路故障，只跳开与其相连的的2台断路器，不影响其他回路供电。（3）隔离开关只用于检修时隔离电压，不作操作电器。缺点：（1）角形中任一台断路器检修，变开环运行，可靠性降低。此时恰好有线路故障，则会影响其他回路供电，因此，一般将电源与馈线回路交替布置。（2）运行方式变化大，可能使设备选择发生困难，并使继电保护装置复杂化。适用范围：用于最终规模较明确的110kV及以上的配电装置中，且以不超过六角形为宜。主接线形式缺 点（1）母线、母线隔离开关故障或检修期间，连接在母线上所有回路都需长时间停止工作。（2）检修出线回路断路器时，该回路必须停电（3）增大投资（4）检修任一回路母线隔离开关，使该回路停电简单单

16、母线存在存在单母分段减少停电回路数目存在加分段断路器单母带旁母存在/加旁母、旁路断路器单母分段带旁母减少停电回路数目加分段断路器、旁母、旁路断路器（有时两断路器合并为一个）双母线短时停电存在（可以是短时停电）加母联断路器、备用母线双母单分段短时停电（范围减小）加母联断路器、备用母线、分段断路器存在双母带旁母短时停电/加母联断路器、备用母线、旁路断路器（有时两断路器合并为一个）/双母双断路器/加一倍断路器/3/2接线（一倍半）/加1/2倍断路器/桥形接线（内桥、外桥）适应于两台变压器、两台断路器情况。内桥用于线路较长、变压器不许经常切换情况，外桥则相反单元接线经济可靠，但当单元中任一元件故障、检

17、修，会引起整个单元的停运扩大单元接线同上多角形接线断路器少、可靠性高，运行灵活、操作方便设备检修时需开环；电器选择和继保整定困难；不易扩建习题3.3 主变压器和主接线的选择 一、主变压器台数、容量的选择主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送电能的变压器。联络变压器：用于两个电压等级之间交换电能的变压器。厂(所)变压器：用于本厂(所)用电的变压器，也称自用变。 1. 台数的选择变电所中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。对大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设34台主变压器，以便减小单台容量。对个别的终端变电所只一个电源供电可只装一台。2变电所主变压器容量的

18、选择(1)选择条件（按远景负荷选择） 所选择的n台主变压器的容量nSN ，应该大于等于变电所的最大综合计算负荷Smax ，即 nSNSmax (2)校验条件（按远景负荷校验） (3)近期只上一台的校验 装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%（220kV及以上电压等级的变电所应满足70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部I类负荷SI和大部分II类负荷SII（ 220kV及以上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部I类负荷SI和II类负荷SII）即 (n-1)SN(0.60.7)Smax和(n-1)SN SI + S

19、II二、主变压器型式的选择 主变压器型式的选择主要包含有：相数、绕组数、电压组合、容量组合、绕组结构、冷却方式、调压方式、绕组材料、全绝缘还是半绝缘、连接组别、是否选择自耦变、主变中性点接地方式等。 三相变压器：造价低，占地小，应优先选用，但运输不易。 三单相变压器组：投资多，占地大，运输易，用于超高压大容量。 1相数选择 （1）300MW及以下机组单元接线的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。如受到运输条件限制，亦可选单相变压器组。（2）600MW机组单元接线的主变压器和500kV电力系统中的主变压器，经综合比较，选择单相组成三相变压器2绕组数选择 三绕组：机组容量

20、在125MW及以下且有两种升高电压时。 双绕组：机组容量超过200MW以上时，采用双绕组变压器单元接线形式。若有两个升高电压，加装联络变压器，宜选择三绕组变（或自耦变），低压绕组作为厂用启动备用电源。 自耦变：220kV及以上电压等级的变压器可以选择自耦变。 低压分裂绕组：扩大单元接线的变压器或厂用变压器。3绕组联结方式 高压绕组为星形联结时，用符号Y表示，如果将中性点引出则用YN表示，对于中、低压绕组则用y及yn表示； 高压绕组为三角形联结时，用符号D表示，低压绕组用d表示。 例如常用YN yn0 d11接线组别，表示高中压侧均为星形联结且中性点都引出，高中压间为0点接线，高低压间为11点接

21、线。 变压器绕组的联结方式选择应考虑必须与多电压级闭环电网的电压相位一致；并列运行的变压器联结组别必须相同，否则不能并列运行。还应考虑消除三次谐波的对电压波形的影响(三角形联结的绕组可以消除三次谐波的影响) 。 4变压器阻抗的选择 三绕组变压器的各绕组之间的阻抗，由变压器的三个绕组在铁心上的相对位置决定。故变压器阻抗的选择实际上是结构形式的选择。三绕组变压器分升压结构和降压结构两种类型，如图所示。 冷却方式 ：自然风冷却 、强迫空气冷却 、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 5冷却方式选择 三、主接线的选择110 kV-35KV变电站设计规范规定：110

22、 kV线路为六回及以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线，分段单母线或双母线的110 kV-35KV主接线中，当不容许停电检修断路器时，可设置旁路母线和旁路隔离开关。 35110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV 线路为8 回及以上时，亦可采用双母线接线。各类发电厂和变电所主接线的特点及实例：某中型热电厂电气主接线 某大型火电厂电气主接线（简图） 某大型火电厂电气主接线（较详细） 中型水电厂的电气主接线图 枢纽变电所电气主接线图 地区变电所电气主接线 终端变电所电气主接线 3.4 工厂供电系统主接

23、线 一、高压配电线路的接线方式 常用的典型网络结构分为：放射式 树干式 环形1. 放射式(1) 单回路放射式网络结构优点：供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。应用：可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。在中压和低压系统中均比较常见。 缺点 ：其高压开关设备用得较多，且每台断路器须装设一个高压开关柜，从而使投资增加。在发生故障或检修时，该线路所供电的负荷都要停电。(2) 双回路放射式网络结构对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的

24、电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。(3) 带公共备用线的放射式网络结构当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。 2. 树干式网络结构(1) 单回路树干式网络结构树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。优点:变(配)电所馈电出线少，配电装置简单;投资少，线损小。缺点:可靠性差-干线故障影响所有负荷 一般用于向三级负荷供电 。每条线路所接变压器5台,总容量3000KVA -干线不宜承担过大的负荷电流（投资线

25、损）（2） 双回路树干式网络结构对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。 3. 环式网络结构环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如下图，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的 。 拉手环式 二、低压配电线路的接线方式（1）单回路放射式 1. 放射式车间变电所配电箱用电设备动力配电箱主电路图特点：供电可靠性较高，所用开关设备及配电线路也较多。多用于用电设备容量大，或负荷性质重要，或车间内负荷排列不整齐，或车间为有爆炸危险的厂房，必须由与车间隔离的房间引出线路等情况。 车间变电所双电源自动切换箱（2) 双回路放射式 双电源切换箱主电路图配电箱车间变电所分支箱2. 树干式（1） 单回路树干式 特点：引出配电干线较少，采用的开关设备自然较少，但供电可靠性差。在机械加工车间、工具车间和机修车间应用比较普遍 。低压电缆分支箱双电源自动切换箱