电力系统的接线

c第2章电力系统的接线第2章电力系统的接线

电气主接线电气设备及其选择原则电网接线及中性点接地方式直流输电本章要点：厂站内电气主接线和厂站间接线2.1电气主接线(一次接线) 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。2.1.1概述1）电气主接线安全——符合国家规范，保证人身和设备安全。可靠——保证供电的可靠性、电能质量。灵活——接线简单、清晰，调度(正常、事故、检修)灵活，检修方便。经济——节约投资(减少设备、选择便宜设备、选择轻型设备)，少占土地，减少运行费用(电能损耗费、折旧费、维护费)扩建——便于发展和扩建2）对电气主接线的要求有汇流母线的主接线单母线接线、单母线分段接线；双母线接线、双母线分段接线；3/2断路器接线(一个半断路器接线)；无汇流母线的主接线单元接线及扩大单元接线桥形接线角形接线3)主接线方式

1）

单母线接线 (1)隔离开关操作先通后断电磁闭锁机械闭锁MMGXGDLDG出线运行退出2.2.2有汇流母线的主接线母线隔离开关出线隔离开关每条线路一般均装有断路器QF，因为断路器具有灭弧装置，可以断开、闭合负荷电流和短路电流。隔离开关没有灭弧装置，不能断开负荷电流和短路电流。安装隔离开关的目的，是在线路停运后用隔离开关隔开电源，这样当检修线路或断路器时，形成一个检修人员也能看见的、明显的“断开点”。这样，万一断路器的合分闸指示器失灵，对检修人员也是安全的。(2)单母线接线

简单清晰、设备少

操作方便

利于扩建

可靠性、灵活性差MMGXGDLDGMGDL出线电源DG(3)单母线分段接线2～3段IFD出线电源IIFG可靠性：重要用户从不同段引出；灵活性：单母运行、各段并列运行、各段分列运行6～10kV，25MW/段

35～60kV，8回出线

110～220kV，4回出线(4)单母线带旁路不停电检修出线断路器PMMMGXGDLMGDL出线电源PGPDPMMMGXGDLMGDL出线电源PGPDPMMMGXGDLMGDL出线电源PGPDPMMMGXGDLMGDL出线电源PGPDPMMMGXGDLMGDL出线电源PGPDPMMMGXGDLMGDL出线电源PGPD35kV，8回出线

110kV，6回出线

220kV，4回出线旁路母线充电3～5min2）双母线接线(1)双母线接线

保证连续供电

运行调度灵活

双母并列、双母分列、一主一备

检修方便

利于扩建IIILD(1)双母线接线

倒闸操作IIILD(2)双母线带旁路接线IIILDPMPD专用旁路(3)双母线分段接线IIIFDLD1LD23)一个半断路器接线(二分之三接线)LDM1

可靠性高

运行灵活

操作简单

设备多，投资大

继电保护复杂1)桥形接线

断路器少，布置简单

可靠性较差

运行时，桥臂闭合

用于35～220kV4.5.3无汇流母线的主接线(1)内桥LD

适于出线长，故障几率多而变压器不经常切换(2)外桥LD

适于出线短，变压器由于经济运行经常切换，或系统有穿越功率流经本厂。2)角形接线(1)三角形接线

可靠性高

操作灵活

设备选择困难

继电保护复杂

不便于扩建2)角形接线(2)四角形接线(3)双四角形接线3)单元接线(1)发电机－变压器组单元接线DLG2G1FBXL

接线简单，开关设备少

操作简便

发电机侧短路电流小(2)发电机－变压器组扩大单元接线

变压器和高压断路器少

节省占地面积分裂变压器(3)线路－变压器组单元接线

接线简单，开关设备少

操作简便DLG2G1BXL(4)线路－变压器组扩大单元接线

接线简单，开关设备少

操作简便DLG2G1BXLG32.2电力设备及选择原则

绝缘安全可靠——既要承受工频最高工作电压的长期作用，也要承受内部过电压和外部过电压的短时作用。一定的过负荷能力。正常运行时发热不超过允许温度。足够的动稳定和热稳定性能。工作可靠、结构简单、成本低廉。2.1.1电力设备选择的一般原则2.2母线、电缆、绝缘子汇流母线、连接母线：连接设备、汇集、分配、传送电能。一般采用铝母线，电流较大、位置狭窄的发动机出线端或腐蚀严重的场所用铜母线。要求：散热好、截面系数大、集肤效应小。矩形、圆管形、双槽形。软母线。发动机出口采用封闭母线。1）母线矩形圆管形双槽形2.2母线、电缆、绝缘子交流：A相——黄、B相——绿、C相——红。直流：正极——红、负极——蓝。中性线：接地中性线—紫、不接地中性线—白。2）母线颜色标记2.2母线、电缆、绝缘子布置紧凑、占用空间小。散热差、载流量小、耗用金属多、价格高、检修不便。油浸纸绝缘、橡皮绝缘、塑料绝缘、充油绝缘。3）电缆及特点2.2母线、电缆、绝缘子要求：足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮、防污。电站绝缘子：支柱绝缘子、套管绝缘子。电器绝缘子：支柱绝缘子、套管绝缘子。线路绝缘子：针式绝缘子、悬式绝缘子。4）绝缘子悬式绝缘子针式绝缘子支柱绝缘子2.3高压开关电器一次电路——变电所中担负输送电能任务的电路二次电路——控制、指示、测量、保护一次设备运行的电路1）概述2.3.1高压断路器(1)对断路器的要求能正常通断负荷电流能断开各种短路故障动作迅速1）概述工作现场常叫“开关”(2)结构开断部分：导电和触头系统，灭弧室操作、传动部分绝缘部分：导电部分对地、对操作部分的绝缘(3)种类油断路器——多油、少油压缩空气断路器SF6断路器真空断路器(4)型号□□□-□□/□-□类型S、D、Z、L安装场所：N、W设计序号开断电流kA断流容量MVA额定电流A其他标志额定电压kVSW2-35/1000ZN5-10/1250LW6-500/3150(1)分类多油断路器：所有元件都在金属油箱中。油作为灭弧介质和绝缘介质。油量大，如DW3-252的油为48t，总重90t，钢材消耗大。套管可装设电流互感器。目前很少使用。导体部分做成U形。2）油断路器(1)分类少油断路器：触头、导电系统和灭弧系统装在绝缘油箱中，油只作灭弧介质。

SW7-252的油为0.8t，总重3t。35kV及以下的少油断路器的灭弧室为1个，66kV、110kV为2个，做成Y形，220kV做成双Y形，

330kV做成3个Y形。2）油断路器多油断路器少油断路器(1)真空真空一般指气体稀薄的空间。低于正常大气压即为真空。一个大气压为0.1Mpa。真空灭弧室的真空度在1.33×10-2～

1.33×10-5Pa，高真空

。3）真空断路器(2)真空断路器的特点绝缘性能好，触头开距小(12kV真空断路器10mm，40.5kV为25mm)。操作机构能量小，电弧电压低、能量小、对触头烧损小。寿命长。开合负荷1000次以上，开合故障可达50次。无污染、噪声小、免检修。3）真空断路器(1)SF6的特点是最优良的灭弧和绝缘介质。无色、无味、无毒、不燃烧、化学性能稳定。分子直径比水蒸气大，分子量是空气的5.1倍。4）SF6断路器(1)SF6的特点绝缘性能是空气的3倍。在0.4MPa的气压下，绝缘性能与变压器油相当。触头开距小。灭弧能力强，燃弧时间短，触头烧损小。单灭弧室可以做到550kV全密封，检修周期长。在电弧作用下，可分解为多种有毒和刺激性气体。4）SF6断路器较低电压等级(10kV、35kV)多采用真空断路器。超高压电压等级(330kV及以上)都采用SF6断路器。高压(66kV、110kV、220kV)可采用SF6断路器，也可以采用少油断路器。5）断路器类型的选择2.3.2隔离开关没有灭弧装置，只能切断小电流。与断路器配合使用。操作原则——先通后断。1）概述工作现场常称“刀闸”隔离开关结构图GN8—10/600型高压隔离开关1-上接线端；

2-静触头；

3-刀闸；4–套管绝缘子；5–下接线端；6–框架；7–转轴；8–拐臂；9–升降绝缘子；10–支柱绝缘子2.3.2隔离开关隔离电源——将待检修的线路或设备与带电的电网可靠的隔离。倒换母线——双母线中用来倒闸操作接通或切断电路——电压互感器、避雷器、10kV及以下且容量为315kVA及以下的空载变压器、电压35kV长度10km以内的空载线路、电压10kV长度5km以内的空载架空线路（电容电流小于5A）2）作用2.3.2隔离开关简单可靠、操作时运动平稳无冲击。满足热稳定和动稳定要求。分闸时有明显的断口，确保安全。与断路器、接地刀闸有机械或电气连锁。3）对隔离开关的要求操作规则：先通后断2.3.2隔离开关防止误跳、误合断路器。防止带负荷拉、合隔离开关。防止带电挂接地线。防止带接地线合隔离开关。防止人员误入带电间隔。4）对高压开关的五防2.3电力网接线及中性点接地方式

2.3.1几种典型接线方式1）无备用接线放射式干线式链式放射式、干线式、链式。优点：简单、经济、运行方便。缺点：可靠性差。适用于二级负荷(采用自动重合闸)、有备用电源的一级负荷1）无备用接线2）有备用接线放射式干线式链式两端供电网络环式2）有备用接线放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。优点：可靠性高、电压质量高。缺点：不经济(线路、设备多)、运行调度复杂、故障时电压质量差。操作安全、供电可靠、电能质量良好、经济3）接线方案选择2）有备用接线3.3.2电力系统中性点运行方式中性点是星形连接的变压器或发电机的公共点。对绝缘水平、保护、通信、电压等级、系统接线有影响。分类：直接接地、不接地。1）概述（1）线路模型Π型等值电路R、L、C都较小某些情况下可以忽略2）中性点直接接地BAC2）中性点直接接地（2）单相接地—单相短路BAC（3）优点

单相接地时，对地电压不升高绝缘要求低。较安全。（4）缺点

短路电流大，马上切除,大接地电流系统。用于220/380V和≥110kV特点：供电可靠性高、对绝缘要求高。<110kV。不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地。小接地电流系统3）中性点不接地方式（1）正常运行分析CBACR、X较小，压降不大，忽略A）中性点不接地（2）单相接地分析CBAC各相对地电压？各相电流？（2）单相接地分析CBACC相对地电压为0，A、B相升高为倍

A、B相增大到倍，C电流增大到3倍（3）优点单相接地时，线电压不变，三相设备正常工作。（4）缺点

非故障相对地升高，绝缘要求高。接地电流较大时，接地点会出现电弧，引起谐振，产生过电压。单相接地要及时处理(2小时)B）中性点经消弧线圈接地（1）前提3～6kV——≥30A10kV——≥20A35～60kV——≥10A消弧线圈——感抗很大的铁心线圈（2）单相接地分析C0BACL（3）补偿程度

完全补偿—正常运行时谐振欠补偿—某些线路退出，还可能谐振过补偿—过补偿度5％～10％（4）优点单相接地时，线电压不变，三相设备正常工作。（5）缺点

非故障相对地升高，绝缘要求高。单相接地要及时处理(2小时)C）中性点经电阻接地

适用范围≤10A——高电阻接地

10~100A——中、小电阻接地分类：高电阻、中电阻、小电阻接地。耗能元件、电容电荷释放元件、谐振的阻压元件，可有效防止谐振过电压和电弧过电压。2.4直流输电

1954年，瑞典海底电缆。目前达50余个输电工程。中国直流输电发展很快，十几个输电工程。1）概述直流输电原理图保护器保护器控制器控制器逆变器电抗器换流变压器交流系统2电容器滤波器交流系统1换流变压器