XXXX第讲电气主接线及设计

第5讲电气主接线及设计（1）内容提要：1电气主接线的基本要求和设计程序2主接线的基本接线形式3主变压器的选择4限制短路电流的方法5电气主接线设计举例5.1电气主接线的基本要求和设计程序5.2主接线的基本接线形式内容提要：Q1：什么是电气主接线？二阶电路图电气主接线指一次设备的连接电路，又叫一次接线或主电路。它表示了电能产生、汇集、分配和传输的关系。主接线图一般画成单线图，用规定的图形和文字符号描述实际的主电路连接情况。图中的主要元件有G、T、QF、QS、TV、TA、母线和电抗器等设备。局部以三相表示（如TV、TA的配置）。图中描述的设备处于“正常状态”，即电路无电压和无外力作用下的状态。QF、QS处于断开位置。5.1电气主接线的基本概念5.1电气主接线的基本概念图5-1某火电厂的电气主接线图5.1电气主接线的基本概念电气主接线方式表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式；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，直接影响到工农业生产和人民生活；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。电气主接线的重要性运行可靠：保证连续供电在事故状态下尽量缩小停电范围和停电时间在设备检修时尽可能不停电5.1电气主接线的基本要求和设计程序电气主接线的基本要求运行灵活、方便：接线灵活，多运行方式，且不至发生误操作经济性：节省投资，降低损耗，减少占地便于扩建：火电厂或变电所电气主接线的设计程序5.1电气主接线的基本要求和设计程序四个阶段：初步可靠性研究可靠性研究初步设计施工设计图1、对原始资料分析2、主接线方案的拟定与选择3、短路电流计算和主要电器选择4、绘制电气主接线图5、编制工程概算设计步骤与内容：所谓电气主接线的基本形式是指典型的、常用的连接形式。不同的电压等级，主接线的形式不一样。主接线的基本形式按有无汇流母线分为两大类：有汇流母线的基本接线形式无汇流母线的基本接线形式有汇流母线主接线的基本环节有3个：电源（或进线）环节（通常指发电机或变压器）母线环节出线（或馈线）环节。Q2：主接线有哪些基本的接线形式？为什么要按有无汇流母线来划分？进出线较多时，为提高供电可靠性，必须使每一个出线能从任一电源获得供电。因此，最好的方法就是采用母线，即电源并不与各个出线直接相连，而是与母线连接把电能送到母线上，各个出线也连接在母线上来获取电能。这样以母线来汇集和分配电能，使整个主接线的环节减少，简单清晰，运行方便可靠，也有利于安装和扩建。相应的缺点是：开关设备QF、QS增多，配电装置占地面积增大。当进出线回数较少或相同时，可采用无母线的接线方式，由发电机、变压器直接和出线相连，减少开关设备和占地面积。对每一种基本本接线形式，，要求掌握：：接线图：进出线环节节如何与母线线连接、开关关设备连接可能存在的运运行方式和运运行特点优缺点：可靠性高或或可靠性低及及其具体体现现适用场合：适用的电压等等级；适用的的出线回数等等5.2主接线的基本本接线形式5.2主接线的基本本接线形式Ⅰ、有汇流母线线的基本接线线形式单母线双母线1、单母线2、单母线分段3、单母线（分分段）带旁路路1、双母线2、双母线分段3、双母线（分分段）带旁路路4、3/2断路器接线5、变压器－母母线组接线最原始、最简简单的接线G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5WL：线路（出线线）QS1/QS2：电源隔离开开关QS3：母线隔离开开关QS4：出线隔离开开关QF1/QF2：电源断路器器QF3：出线断路器器WB：母线QS5：接地开关5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线G：电源（进线线）只有一组母线线，所有电源和和出线都经过过一台QF和QS接至母线上。。单母线接线特特点G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS55.2主接线的基本本接线形式--单母线接线母线保证发电电机G1、G2并列工作，又又能使任何一一条引出线都都可以从母线线上获得电源源。每一回路均装装设有断路器器QF和隔离开关QS。断路器具有专用的灭灭弧装置，可可以开断、闭闭合正常的负负荷电流或开开断短路故障障电流。隔离开关没有专门的灭灭弧装置，开开合电流能力力很低，但有有明显的隔离离间隙，能隔隔离电压，装装设于断路器器两侧，用于断路器停停电检修时隔隔离电压。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线单母线接线回回路的基本组组成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5原因：电源支路中，，发电机和发发电机出口断断路器（电源源断路器）之之间可以不装设隔隔离开关，因为断路器器断开后，发发电机也必然然处于停机状状态。在线路隔离开开关(QS4)的线路侧，通通常装有接地地开关（接地地刀闸）。当当线路停电之之后，合上作作为接地线使使用。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线单母线接线回回路的基本组组成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5发电厂和变电电所电气设备备有运行、备用和检修三种工作状态态。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作由于正常供电电的需要或故故障的发生而而转换设备工工作状态的操操作称为“倒闸操作””。倒闸操作正确确与否，直接接影响安全运运行。根据QF和QS的作用不同，在倒闸操作作中必须保证证正确的操作作顺序。以投投切线路WL1为例，顺序如如下：切除WL1（断电）：拉拉开QF3→QS4→→QS3投入WL1（送电）：合合上QS3→QS4→→QF35.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5基本的操作原原则：操作QS必须是在QF断开的时候进进行防止隔离开关关带负荷（故故障）拉、合合闸5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5基本的操作原原则：操作QS必须是在QF断开的时候进进行投入QS时，从电源侧侧往负荷侧合合上QS退出QS时，从负荷侧侧往电源侧拉拉开QS5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5误操作隔离开开关不发生在在母线隔离开开关上（母线线短路比线路路短路故障更更严重）为了防止误操操作，必须：：严格执行操作作票制度和监监视制度（组组织措施）加装防止误操操作的闭锁装装置（技术措措施）电磁闭锁、机机械闭锁、电电脑闭锁5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5防止带负荷拉拉合隔离开关关5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线电气主接线的的倒闸操作--“五防”G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5防止带电挂接接地线防止带地线合合隔离开关防止误入带电电间隔防止误拉合断断路器接线简单、清清晰，所用电电气设备少，，操作方便，，投资小，便便于扩建；隔离开关QS仅用作隔离电电压，不作为为操作电器。。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线单母线接线的的优点G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5母线和母线侧侧隔离开关检检修（清扫））时，在检修修期间所有回路必须须停止工作。母线和母线侧侧隔离开关或或断路器故障障时，所有电电源回路断路路器均会因继继电保护动作作而跳闸，使使所有出线在修修复期间内停停电。某一电源或出出线断路器检检修时，必须停止该回回路的工作。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线单母线接线的的不足--可靠性、灵活活性较差G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5纯粹的单母线线不能满足重重要用户的要要求，只适用于容量量小、出线少少的发电厂和和变电所中。如果采用成套配电装置置，由于其工作作可靠性高，，也可以对重重要用户供电电。如发电厂厂的厂用电就就常采用单母母线接线。5.2主接线的基本本接线形式--单母线接线单母线接线的的适用场合G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5为了解决纯粹粹单母线可靠靠性和灵活性性差的问题，，提高供电可可靠性，可以以用断断路路器器将将母母线线分分段段，从从而而形形成成单母母线线分分段段接接线线。如如图图：：G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd图中中：：QFd两侧侧的的隔隔离离开开关关用用于于检检修修QFd时隔隔离离电电压压。。5.2主接接线线的的基基本本接接线线形形式式--单母母线线分分段段接接线线母线线分分段段数数目目取取决决于于电源源数数目目和和功功率率以及及电网网的的接接线线和电气气主主接接线线的的工工作作形形式式。分段段的的数数目目一一般般在在2～3段(ⅠⅠ、Ⅱ、Ⅲ段)。（分分断断越越多多，，故故障障停停电电范范围围越越小小；；但但增增加加QFd、且且配配电电装装置置运运行行更更复复杂杂））引出出线线在在各各个个母母线线段段上上分分配配时时，，应尽尽量量使使各各分分段段的的功功率率平平衡衡。（避避免免产产生生过过大大的的环环流流））5.2主接接线线的的基基本本接接线线形形式式--单母母线线分分段段接接线线单母母线线分分段段接接线线回回路路的的基基本本组组成成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常常运运行行时时，，分段段断断路路器器QFd断开开。此此时时，，它它还还应应装装有有备用用电电源源自自动动投投入入装装置置（（BZT）。当任任一一电电源源故故障障，，其其电电源源QF自动动跳跳闸闸断断开开时时，，在在BZT的作作用用下下，，分分段段断断路路器器QFd可以以自自动动接接通通，，保证证全全部部引引出出线线继继续续供供电电。（降压变变电站站的低低压侧侧母线线：限制制短路路电流流，简简化保保护配配置））5.2主接线线的基基本接接线形形式--单母线线分段段接线线单母线线分段段接线线的运运行方方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常运运行时时，分段断断路器器QFd闭合。5.2主接线线的基基本接接线形形式--单母线线分段段接线线当任一一母线线发生生短路路故障障时，，在母母线继继电保保护的的作用用下，，QFd和连接接故障障段母母线的的电源源QF自动断断开，，则非非故障障段可可以继继续供供电。。避免了了在纯单单母线线中母母线故故障时时全部回回路都都得停停电的情况况。单母线线分段段接线线的运运行方方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd因此，，用QFd分段的的单母母线可可以可可靠的的给重要要负荷荷的用用户供供电。此时时，该该重要要用户户须从两个个母线线段上上引出出两个个回路路，保证证两个个电源源供电电。（两段段母线线同时时故障障的几几率几几乎为为0）。5.2主接线线的基基本接接线形形式--单母线线分段段接线线单母线线分段段接线线的运运行方方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常运运行时时，分段断断路器器QFd闭合。优点：：具有单单母线线接线线简单单、经经济、、方便便、易易于扩扩建的的特点点；可靠性性比纯纯粹单单母线线有所所提高高。母线或或母线线隔离离开关关发生生故障障时，，仅故故障段段停电电，非非故障障段可可继续续工作作。对重要要用户户，可可以从从不同同分段段引出出双回回线，，以保保证可可靠地地向其其供电电。缺点：：每个母母线段段都相相当于于一个个单母母线，，故可可靠性性仍偏偏低当母线线某分分段检检修或或故障障时，，仍必必须断断开该该段母母线上上的全全部回回路，，因此此，电电源减减少，，部分分用户户供电电受到到限制制和中中断。。任一回回路断断路器器检修修时，，该回回路仍仍必须须停止止工作作5.2主接线线的基基本接接线形形式--单母线线分段段接线线单母线线分段段接线线的优优缺点点为解决决在检检修断断路器器期间间该回回路必必须停停电的的问题题，可可采用用加装““旁路路母线线”的的方法法。即：：增加一一条称称为““旁路母母线”的母母线，，该母母线由由“旁路断断路器器”供电电。在检修修出线线断路路器时时，可可将该该条线线路转转移到到旁路路母线线上，旁路路断路路器就就代替替出线线断路路器工工作。。（1）单母线线带旁旁路：“专用旁旁路断断路器器”（2）单母线线分段段带旁旁路：包括括“专用旁旁路断断路器器”、““分段断断路器器兼作作旁路路断路路器”和““旁路断断路器器兼作作分段段断路路器”三种种接线线单母线线（分分段））带旁旁路5.2基本接接线形形式--单母线线(分段)接线带带旁路路单母母线线带带旁旁路路接线线特特点点：：旁路路断断路路器器QFp连接接旁旁路路母母线线WBp和工工作作母母线线WB每一一出出线线回回路路在在线路路隔隔离离开开关关的线路路侧侧用一一台台旁路路隔隔离离开开关关QSp接至至旁旁路路母母线线WBp上电源1QF1WB电源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp专设设旁旁路路断断路路器器QFp和旁旁路路母母线线WBp5.2基本本接接线线形形式式--单母母线线(分段段)接线线带带旁旁路路正常常运运行行时时：：旁路路断断路路器器QFp和每每条条出出线线的的QSp均是是断断开开的的，，为为单单母母线线运运行行。。平时时旁旁路路母母线线不不带带电电，减减少少故故障障可可能能。。电源1QF1WB电源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2基本本接接线线形形式式--单母母线线(分段段)接线线带带旁旁路路单母母线线带带旁旁路路检修修出出线线断断路路器器QF1时：：先合合上上QFp两侧侧隔隔离离开开关关，，再再合合上上QFp，旁旁路路母母线线带带电电；；合上上QSp（等等电电位位）），断断开开QF1、QS2、QS1，这这样样QF1退出出工工作作，，该该线线路路经经WB、QFp、WBp、QSp得到到供供电电。。电源1QF1WB电源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2基本本接接线线形形式式--单母母线线(分段段)接线线带带旁旁路路单母母线线带带旁旁路路优点点：：供电电可可靠靠性性提提高高，，保保证证了了对对重重要要用用户户的的不不间间断断供供电电；；倒闸闸操操作作相相对对简简单单缺点点：：增加加了了设设备备；；增大大了了投投资资和和占占地地面面积积电源1QF1WB电源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2基本本接接线线形形式式--单母母线线(分段段)接线线带带旁旁路路单母母线线带带旁旁路路可靠靠性性有有所所提提高高，，因因为为检检修修期期间间仍仍以以单单母母线线分分段段运运行行电源1WB电源2QFpWBpQFdQSp单母线线分段段带旁旁路①专设旁旁路断断路器器QFp和旁路路母线线WBp正常运运行时时：旁路断断路器器QFp和每条条出线线的QSp均是断断开的的，为为单母母线分分段运运行。。检修出出线断断路器器时：：倒闸操操作与与前类类似5.2基本接接线形形式--单母线线(分段)接线带带旁路路正常运运行时时：QFd、QS1、QS2闭合，，QS3、QS4断开，，QS5（母线线分段段隔离离开关关）断断开，，QSp断开按单母母线分分段运运行，，旁路母母线WBp平时不不带电电。电源1电源2QS3QS5QS4QFdQS1QS2QS7QS6QF1QSp②分段断断路器器QFd兼作旁旁路断断路器器5.2基本接接线形形式--单母线线(分段)接线带带旁路路单母线线分段段带旁旁路检修QF1时：母线分分段隔隔离开开关QS5合上，，使两两段母母线在在检修修期间间并列列运行行。旁路母母线接接至QF1对应的的母线线上电源1电源2QS3QS5QS4QFdQS1QS2QS7QS6QF1QSp②分段断断路器器QFd兼作旁旁路断断路器器5.2基本接接线形形式--单母线线(分段)接线带带旁路路单母线线分段段带旁旁路具体倒倒闸操操作步步骤如如下：：目的检查WBp完好否合QS5QS4QFd分QFdQS2目的QFd代QF1合QSp分