发电厂电气部分课件-第四章-电气主接线

第一节对电气主接线的基本要求第二节有汇流母线的主接线第三节无汇流母线的主接线第四节主变压器的选择第五节限制短路电流的措施第六节互感器避雷器在主接线中的配置第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例电气主接线第一节对电气主接线的基本要求电气主接线1第一节对电气主接线的基本要求电力系统中，按负荷重要性的不同将负荷分为三类：Ⅰ类负荷：即使短时停电也将造成人身伤亡和重大设备损坏的最重要负荷；Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失的负荷；Ⅲ类负荷：Ⅰ类、Ⅱ类负荷以外的其它负荷。可靠性评价可定性分析，也可定量计算。主要衡量设备事故时或检修时对用户供电的影响程度。不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。一、可靠性第一节对电气主接线的基本要求电力系统中，按负荷重要性的不同2第一节对电气主接线的基本要求调度灵活、操作方便；检修安全；扩建方便。二、灵活性三、经济性投资省；年运行费小；占地面积小；在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。第一节对电气主接线的基本要求调度灵活、操作方便；二、灵活性3第二节有汇流母线的主接线只有一组（可以有多段）工作母线的接线；每回进出线都装设有断路器和隔离开关；断路器线路停送电操作必须严格遵守操作顺序：一、单母线接线WL1停电操作顺序：断开QF1→检查QF1确在断开状态→断开QS13→断开QS11；WL1检修后恢复送电操作顺序：断开QS14→检查QF1确在断开状态→合上QS11→合上QS13→合上QF1

；

第二节有汇流母线的主接线只有一组（可以有多段）工作母线的接4一、单母线接线（续）优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，易于扩建。缺点：

可靠性差、灵活性差。任一回路的断路器检修，该回路停电；母线或任一母线隔离开关检修，全部停电；母线故障，全部停电。适用范围

只适用于10～220kV单电源且出线较少情况下。改进：单母线分段加装旁路母线一、单母线接线（续）优点：5一、单母线接线（续）对设有专用旁路断路器的分段单母线带旁路母线接线中，正常运行时，QF1p、QF2p均断开，其两侧隔离开关合上。检修WL1的操作步骤：合QF1p，检查W5是否完好（若有故障QF1p会自动断开）→合上QS15→断开QF1→断开QS13→断开QS11。一、单母线接线（续）对设有专用旁路断路器的分段单母线带旁路母6二、双母线接线有两组工作母线的接线称为双母线接线。两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。优点：供电可靠；运行方式灵活；扩建方便；可以完成一些特殊功能。缺点：隔离开关作为操作电器，易产生误操作；当一组母线故障时仍短时停电，影响范围大；检修任一回路断路器，该回路仍停电；所用设备特别是隔离开关多，配电装置复杂。二、双母线接线有两组工作母线的接线称为双母线接线。缺点：7二、双母线接线（续）适用范围：

当母线上的出线回路数或电源数较多、输送和穿越功率较大、母线或母线设备检修是不允许对用户停电、母线故障时要求迅速恢复供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时一般采用双母线。改进措施：双母带旁路分段的双母线接线二、双母线接线（续）适用范围：8二、双母线接线（续）二、双母线接线（续）9三、一台半断路器接线又称为3/2接线；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，因此，具有很高的可靠性和灵活性。优点：任一母线故障或检修，均不致停电；当同名元件接于不同串时，在两组母线同时故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送；任一断路器检修都不致停电；断路器故障时也只影响其中一、二回线路；运行调度灵活、操作检修方便，隔离开关仅作为检修时的隔离电器。三、一台半断路器接线又称为3/2接线；10三、一台半断路器接线（续）缺点：要求进线和出线数目最好相同；与双母带旁路接线相比较，设备投资大；正常操作时，联络断路器动作次数是其两侧断路器的两倍，一个回路故障时要跳两台断路器，断路器动作频繁，检修次数增多；二次接线和继电保护都复杂。适用范围：

大型电厂和变电所220kV及以上、进出线回路数6回以上的高压、超高压配电装置中。三、一台半断路器接线（续）缺点：11四、4/3断路器接线每3条回路共用4台断路器；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，可靠性较高；适用范围：

大型电厂和变电所220kV及以上、进出线回路数6回以上的高压、超高压配电装置中。目前仅加拿大的皮斯河叔姆水电厂采用，其它很少采用。四、4/3断路器接线每3条回路共用4台断路器；12五、变压器—母线组接线出线回路采用双断路器接线或一台半断路器接线，而主变压器直接经隔离开关接到母线上；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作。适用范围：

应用于超高压系统中，适用有长距离大容量输电线路、要求线路有高度可靠性的配电装置，进出线为5～8回、并且变压器的质量可靠、故障率较低的场合。五、变压器—母线组接线出线回路采用双断路器接线或一台半断路器13第三节无汇流母线的主接线一、单元接线发电机和主变压器直接连成一个单元，再经变压器升压接至高压系统，发电机出口除厂用分支外不再装设母线，这种接线称为发电机—变压器单元接线。形式：发电机-双绕组变压器单元接线发电机-三绕组变压器单元接线发电机-变压器扩大单元接线发电机-变压器-线路组单元接线第三节无汇流母线的主接线一、单元接线发电机和主变压器直接连14一、单元接线（续）特点：接线简单、开关设备少，操作简便；故障可能性小，可靠性高；短路电流小；配电装置简单，占地少，投资省。一、单元接线（续）特点：15二、桥形接线当只有两台主变压器和两回输电线路时，采用桥形接线所用的断路器最少。内桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的变压器侧。特点：其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响；变压器投入、切除或故障时，有一回短时停运，操作较复杂；线路侧断路器检修时，线路需较长时间的停运，另外穿越功率经过的断路器较多，使断路器故障和检修的几率大，从而系统开环的几率大。常架设跨条。应用：长线路、变压器不需经常投切、以及穿越功率不大的小容量配电装置中。二、桥形接线当只有两台主变压器和两回输电线路时，16二、桥形接线（续）外桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的线路侧。特点：其中一回线路检修或故障时，有一台变压器停运，操作较复杂；变压器投入、切除或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单；穿越功率只经过桥断路器QF3，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小；变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间的停运。桥连断路器检修时也会造成系统开环，常架设跨条。应用：线路较短、变压器需经常投切、以及穿越功率较大的小容量配电装置中。二、桥形接线（续）外桥接线17二、桥形接线（续）双桥接线桥形接线的发展

二、桥形接线（续）双桥接线18三、角形接线优点：闭环运行时可靠性较高；检修任一断路器，仅需断开该断路器及其两侧隔离开关，操作简单；断路器使用量较少，投资省，占地少；隔离开关只是在检修断路器时隔离电压用，不作操作电器用。缺点：任一断路器检修，变开环运行，降低可靠性；在开环时，某一线路时可能影响别的回路工作；开、闭环运行时电流差别大，继电保护复杂；不易扩建。三、角形接线优点：缺点：19第四节主变压器的选择一、发电厂主变压器容量、台数的选择发电厂和变电所中，用于向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；只用于两种升高电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器。单元接线中主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择；第四节主变压器的选择一、发电厂主变压器容量、台数的选择发电20一、发电厂主变压器容量、台数的选择（续）接于发电机电压母线与升高电压母线之间的主变压器SN按下列条件选择：机端最小负荷时能将剩余功率送入系统；当有两台即以上并列，而其中最大一台退出时，其他主变应能将最大剩余功率送入系统；最大一台机组退出时，应能从系统倒送功率满足机端负荷；因经济运行全部停机时，应能从系统倒送功率满足机端最大负荷的需要。接于发电机电压母线上的主变压器一般来说不少于2台，但对主要向发电机电压供电的地方电厂、系统电源作为备用时，可以只装一台。一、发电厂主变压器容量、台数的选择（续）接于发电机电压母线与21二、变电所主变压器容量、台数的选择变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60～70%或全部重要负荷选择；为保证供电可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设2～4台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台；联络变压器容量的选择主要考虑两种电压之间的功率交换来确定，台数一般为1台。二、变电所主变压器容量、台数的选择变电所主变压器的容量一般按22三、主变压器型式的选择相数的确定

单相变压器组、三相变压器。绕组数的确定

双绕组、三绕组。绕组连接组别的确定

星形、三角形。结构型式的选择

升压型、降压型。调压方式的选择

普通分接头、有载调压。冷却方式的选择

自然分冷却、强迫空气冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环导向冷却、水内冷。三、主变压器型式的选择相数的确定23第五节限制短路电流的措施一、采用适当的主接线形式和运行方式为什么要限制短路电流？目的在于使短路电流在合理的范围内，能够选择轻型电器。途径在于增加短路点到电源间的短路阻抗。第五节限制短路电流的措施一、采用适当的主接线形式和运行方式24二、采用限流电抗器加装普通电抗器母线电抗器

装于母线分段上或主变低压回路中，电抗百分值一般为8%～12%。线路电抗器装于馈线回路中，电抗百分值一般为3%～6%。二、采用限流电抗器加装普通电抗器25加装分裂电抗器优点：正常运行时电压损失小；短路时限流作用大；比普通电抗器多供一倍出线。缺点：一臂的负荷波动，会引起另一臂母线电压波动；当一臂母线短路时，会引起另一臂母线电压升高；二、采用限流电抗器（续）加装分裂电抗器二、采用限流电抗器（续）26安装地点：二、采用限流电抗器（续）安装地点：二、采用限流电抗器（续）27三、采用低压分裂绕组变压器应用：发电机—变压器扩大单元接线；高压厂用变压器。优点：正常电流所遇的电抗小；短路电流所遇电抗大；三、采用低压分裂绕组变压器应用：28第六节互感器避雷器在主接线中的配置第六节互感器避雷器在主接线中的配置29第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例30第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例31第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例32第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例33第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例34谢谢大家！That'sall谢谢大家！That'sall35第一节对电气主接线的基本要求第二节有汇流母线的主接线第三节无汇流母线的主接线第四节主变压器的选择第五节限制短路电流的措施第六节互感器避雷器在主接线中的配置第七节各类发电厂和变电所主接线特点及实例电气主接线第一节对电气主接线的基本要求电气主接线36第一节对电气主接线的基本要求电力系统中，按负荷重要性的不同将负荷分为三类：Ⅰ类负荷：即使短时停电也将造成人身伤亡和重大设备损坏的最重要负荷；Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失的负荷；Ⅲ类负荷：Ⅰ类、Ⅱ类负荷以外的其它负荷。可靠性评价可定性分析，也可定量计算。主要衡量设备事故时或检修时对用户供电的影响程度。不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。一、可靠性第一节对电气主接线的基本要求电力系统中，按负荷重要性的不同37第一节对电气主接线的基本要求调度灵活、操作方便；检修安全；扩建方便。二、灵活性三、经济性投资省；年运行费小；占地面积小；在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。第一节对电气主接线的基本要求调度灵活、操作方便；二、灵活性38第二节有汇流母线的主接线只有一组（可以有多段）工作母线的接线；每回进出线都装设有断路器和隔离开关；断路器线路停送电操作必须严格遵守操作顺序：一、单母线接线WL1停电操作顺序：断开QF1→检查QF1确在断开状态→断开QS13→断开QS11；WL1检修后恢复送电操作顺序：断开QS14→检查QF1确在断开状态→合上QS11→合上QS13→合上QF1

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第二节有汇流母线的主接线只有一组（可以有多段）工作母线的接39一、单母线接线（续）优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，易于扩建。缺点：

可靠性差、灵活性差。任一回路的断路器检修，该回路停电；母线或任一母线隔离开关检修，全部停电；母线故障，全部停电。适用范围

只适用于10～220kV单电源且出线较少情况下。改进：单母线分段加装旁路母线一、单母线接线（续）优点：40一、单母线接线（续）对设有专用旁路断路器的分段单母线带旁路母线接线中，正常运行时，QF1p、QF2p均断开，其两侧隔离开关合上。检修WL1的操作步骤：合QF1p，检查W5是否完好（若有故障QF1p会自动断开）→合上QS15→断开QF1→断开QS13→断开QS11。一、单母线接线（续）对设有专用旁路断路器的分段单母线带旁路母41二、双母线接线有两组工作母线的接线称为双母线接线。两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。优点：供电可靠；运行方式灵活；扩建方便；可以完成一些特殊功能。缺点：隔离开关作为操作电器，易产生误操作；当一组母线故障时仍短时停电，影响范围大；检修任一回路断路器，该回路仍停电；所用设备特别是隔离开关多，配电装置复杂。二、双母线接线有两组工作母线的接线称为双母线接线。缺点：42二、双母线接线（续）适用范围：

当母线上的出线回路数或电源数较多、输送和穿越功率较大、母线或母线设备检修是不允许对用户停电、母线故障时要求迅速恢复供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时一般采用双母线。改进措施：双母带旁路分段的双母线接线二、双母线接线（续）适用范围：43二、双母线接线（续）二、双母线接线（续）44三、一台半断路器接线又称为3/2接线；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，因此，具有很高的可靠性和灵活性。优点：任一母线故障或检修，均不致停电；当同名元件接于不同串时，在两组母线同时故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送；任一断路器检修都不致停电；断路器故障时也只影响其中一、二回线路；运行调度灵活、操作检修方便，隔离开关仅作为检修时的隔离电器。三、一台半断路器接线又称为3/2接线；45三、一台半断路器接线（续）缺点：要求进线和出线数目最好相同；与双母带旁路接线相比较，设备投资大；正常操作时，联络断路器动作次数是其两侧断路器的两倍，一个回路故障时要跳两台断路器，断路器动作频繁，检修次数增多；二次接线和继电保护都复杂。适用范围：

大型电厂和变电所220kV及以上、进出线回路数6回以上的高压、超高压配电装置中。三、一台半断路器接线（续）缺点：46四、4/3断路器接线每3条回路共用4台断路器；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，可靠性较高；适用范围：

大型电厂和变电所220kV及以上、进出线回路数6回以上的高压、超高压配电装置中。目前仅加拿大的皮斯河叔姆水电厂采用，其它很少采用。四、4/3断路器接线每3条回路共用4台断路器；47五、变压器—母线组接线出线回路采用双断路器接线或一台半断路器接线，而主变压器直接经隔离开关接到母线上；正常工作时，两组母线和全部断路器都投入工作。适用范围：

应用于超高压系统中，适用有长距离大容量输电线路、要求线路有高度可靠性的配电装置，进出线为5～8回、并且变压器的质量可靠、故障率较低的场合。五、变压器—母线组接线出线回路采用双断路器接线或一台半断路器48第三节无汇流母线的主接线一、单元接线发电机和主变压器直接连成一个单元，再经变压器升压接至高压系统，发电机出口除厂用分支外不再装设母线，这种接线称为发电机—变压器单元接线。形式：发电机-双绕组变压器单元接线发电机-三绕组变压器单元接线发电机-变压器扩大单元接线发电机-变压器-线路组单元接线第三节无汇流母线的主接线一、单元接线发电机和主变压器直接连49一、单元接线（续）特点：接线简单、开关设备少，操作简便；故障可能性小，可靠性高；短路电流小；配电装置简单，占地少，投资省。一、单元接线（续）特点：50二、桥形接线当只有两台主变压器和两回输电线路时，采用桥形接线所用的断路器最少。内桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的变压器侧。特点：其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响；变压器投入、切除或故障时，有一回短时停运，操作较复杂；线路侧断路器检修时，线路需较长时间的停运，另外穿越功率经过的断路器较多，使断路器故障和检修的几率大，从而系统开环的几率大。常架设跨条。应用：长线路、变压器不需经常投切、以及穿越功率不大的小容量配电装置中。二、桥形接线当只有两台主变压器和两回输电线路时，51二、桥形接线（续）外桥接线桥连断路器QF3在QF1、QF2的线路侧。特点：其中一回线路检修或故障时，有一台变压器停运，操作较复杂；变压器投入、切除或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单；穿越功率只经过桥断路器QF3，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小；变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间的停运。桥连断路器检修时也会造成系统开环，常架设跨条。应用：线路较短、变压器需经常投切、以及穿越功率较大的小容量配电装置中。二、桥形接线（续）外桥接线52二、桥形接线（续）双桥接线桥形接线的发展

二、桥形接线（续）双桥接线53三、角形接线优点：闭环运行时可靠性较高；检修任一断路器，仅需断开该断路器及其两侧隔离开关，操作简单；断路器使用量较少，投资省，占地少；隔离开关只是在检修断路器时隔离电压用，不作操作电器用。缺点：任一断路器检修，变开环运行，降低可靠性；在开环时，某一线路时可能影响别的回路工作；开、闭环运行时电流差别大，继电保护复杂；不易扩建。三、角形接线优点：缺点：54第四节主变压器的选择一、发电厂主变压器容量、台数的选择发电厂和变电所中，用于向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；只用于两种升高电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器。单元接线中主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择；第四节主变压器的选择一、发电厂主变压器容量、台数的选择发电55一、发电厂主变压器容量、台数的选择（续）接于发电机电压母线与升高电压母线之间的主变压器SN按下列条件选择：机端最小负荷时能将剩余功率送入系统；当有两台即以上并列，而其中最大一台退出时，其他主变应能将最大剩余功率送入系统；最大一台机组退出时，应能从系统倒送功率满足机端负荷；因经济运行全部停机时，应能从系统倒送功率满足机端最大负荷的需要。接于发电机电压母线上的主变压器一般来说不少于2台，但对主要向发电机电压供电的地方电厂、系统电源作为备用时，可以只装一台。一、发电厂主变压器容量、台数的选择（续）接于发电机电压母线与56二、变电所主变压器容量、台数的选择变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60～70%或全部重要负荷选择；为保证供电可靠性，变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设2～4台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台；联络变压器容量的选择主要考虑两种电压之间的功率交换来确定，台数一般为1台。二、变电所主变压器容量、台数的选择变电所主变压器的容量一般按57三、主变压器型式的选择相数的确定

单相变压器组、三相