发电厂电气主接线及设计

电气主接线及设计电气主接线的根本要求和设计程序主接线的根本接线形式主变压器的选择限制短路电流的方法全有文档1第一节电气主接线的根本要求和设计程序复习回忆：电气主接线：又称为电气一次接线。它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。2第一节电气主接线的根本要求和设计程序复习回忆：电气主接线的作用：1、代表了发电厂和变电所高电压、大电流的电气局部的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成局部；2、它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性；3、对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。3第一节电气主接线的根本要求和设计程序一、电气主接线设计的根本要求：可靠性灵活性经济性4第一节电气主接线的根本要求和设计程序一、电气主接线设计的根本要求：1、可靠性〔是电气主接线最根本的设计要求〕停电不仅使发电厂造成损失，对国民经济各部门造成的损失将更加严重，尤其在经济兴旺地区，停电造成的经济损失可能是实时电价的数十倍，乃至上百倍，严重时甚至造成人身伤亡，设备损坏，产品报废，城市生活紊乱等难以估量的损失。5第一节电气主接线的根本要求和设计程序一、电气主接线设计的根本要求：1、可靠性分析电气主接线可靠性需要考虑的因素：〔1〕发电厂和变电所在电力系统中的地位〔2〕负荷性质和类别〔3〕设备的制造水平〔4〕长期运行实际经验61、可靠性分析电气主接线可靠性需要考虑的因素：〔1〕发电厂和变电所在电力系统中的地位大型发电厂或超高压变电所，供电容量大，发生事故可能使系统稳定运行破坏。造成巨大经济损失。为此其供电可靠性要求较高，宜采用双回路或环网。中小型发电厂，没有必要追求过高的可靠性，一般采用单回线弱联系的接入方式。靠近负荷中心的中小型发电厂和变电所，尤其是靠近6~10kv电压的近区负荷,宜采用供电可靠性高的接线形式。71、可靠性〔2〕负荷性质和类别级别I类负荷II类负荷III类负荷停电影响人身伤亡，重大设备损坏，政治、经济上重大损失政治、经济造成较大损失，设备局部损坏大量减产等不属于一级、二级的负荷允许停电时

间备用电源自动投入时间，特别重要负荷不允许停电允许短时停电几分钟，备用电源手动投入时间。停电影响不大对供电电源要求两个独立电源供电自备电源两回路供电无特殊要求举

例炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂纺织厂，化工厂农业负荷81、可靠性〔3〕设备的制造水采用可靠性高的设备可以简化接线。大容量机组及新型设备、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线的可靠性。注意：设备使用的越多越新，并不一定主接线越可靠；相反，不必要的多用设备，使接线复杂，运行不便将导致接线可靠性降低。91、可靠性〔4〕长期运行实践经验主接线的可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质等也有关系。10一、电气主接线设计的根本要求：1、可靠性衡量主接线的可靠性要考虑的因素：〔1〕断路器检修时，不宜影响对系统的供电；〔2〕线路、断路器、母线故障时，尽量减少停电回路数和停电时间；〔3〕母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停电回路数和停电时间；〔4〕保证对全部的I类负荷和大局部II类负荷的供电；〔5〕尽量防止发电厂或变电所全部停电的可能性；〔6〕大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。11一、电气主接线设计的根本要求：2、灵活性电气主接线能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性主要包括以下几个方面：〔1〕操作的方便性：尽量使接线简单，操作方便，尽可能使操作步骤少；〔2〕调度的方便性：能根据调度要求灵活的改变运行方式；发生故障时，尽快地切除故障，使停电时间最短，影响范围最小。〔3〕扩建的方便性：在设计主接线时应留有扩建的余地。.12一、电气主接线设计的根本要求：3、经济性〔1〕节省一次投资费用：接线简单，适当采取限制短路电流的措施节省开关电器数量和容量。〔2〕占地面积少。〔3〕电能损耗小。13二、电气主接线的设计程序：1、设计程序主要分为四个阶段：〔1〕初步可行性研究：提出建厂〔站〕的必要性。〔2〕可行性研究：落实建厂〔站〕的条件，明确主要设计原那么，提供投资估算与经济效益评价。〔3〕初步设计：根据上级批复的任务书，提出主要技术原那么和建设标准，以及主要设备的投资概算〔4〕施工图设计：根据初步设计审查文件和主要设备落实情况，给出符合质量要求的施工图和说明书。14二、电气主接线的设计程序：2、具体设计步骤：〔1〕对原始资料进行分析：工程情况，电力系统情况，负荷情况，环境条件，设备供货情况等。〔2〕主接线方案的拟定和选择：〔3〕短路电流的计算和主要设备的选择：〔4〕绘制电气主接线图〔5〕编制工程概算：主要设备器材费，安装工程费，其他费用。15第二节主接线的根本接线形式主接线的分类：根据是否采用母线作为中间环节1、有汇流母线的接线方式2、无汇流母线的接线方式概述：母线：母线是起聚集电能和分配电能的作用。一般在进出线较多时〔超过4回〕采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。单母线接线，双母线接线桥形接线，角形接线，单元接线16一、单母线接线及单母线分段接线1、单母线接线〔1〕接线图171、单母线接线〔2〕每种电器的作用181、单母线接线〔2〕每种电器的作用191、单母线接线〔3〕隔离开关的布置原那么201、单母线接线〔4〕断路器和隔离开关的操作顺序211、单母线接线〔4〕断路器和隔离开关的操作顺序221、单母线接线〔5〕防止开关电器误操作的措施231、单母线接线〔6〕单母线接线的优缺点：优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好扩建方便。缺点：可靠性差，母线或者母线隔离开关故障、检修时，所有回路都要停止工作，造成全厂或者全所长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，线路侧发生短路有很大的短路电流。242、单母线分段接线〔1〕单母线分段接线图提高了单母线接线的可靠性和灵活性。限制了短路电流252、单母线分段接线〔2〕单母线分段数目取决于电源数量和容量段数多：故障时停电范围小，但是分段断路器数量多投资大；通常取2~3段为宜。〔3〕单母线分段接线适用范围6~10kV小容量发电厂或者变电所262、单母线分段接线〔4〕说明：在降压变电站中，为了限制短路电流，分段母线是分裂运行的，即QFd是断开的；为了防止某一段电源故障而引起停电，应在QFd上装设备用电源自动投入装置，任一分段的电源断开时，将QFd自动接通。27第二节主接线的根本接线形式二、双母线接线及双母线分段接线1、双母线接线〔1〕接线图28二、双母线接线及双母线分段接线1、双母线接线〔2〕接线特点可靠性高灵活性高扩建性好291、双母线接线〔2〕接线特点可靠性高的表达检修任一母线，不中断供电，通过母线隔离开关的倒闸操作实现；工作母线故障，可迅速恢复供电；检修任一母线隔离开关，只需断开此隔离开关所属的一条线路和与此隔离开关相连的一条母线，其他线路均可通过另一根母线继续正常运行。30例:双母线接线中，检修任一母线不中断供电的操作步骤：QS1QS231思考：QS1QS2QS3321、双母线接线〔2〕接线特点灵活性高的表达：各个电源和各个负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应电力系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要。QS1QS2QS333通过导闸操作，可以实现各种运行方式：〔a〕当QFC断开，一组母线运行，另一组母线备用，全部进出线均接在工作母线上，构成单母线接线；灵活性高的表达：QS1QS2QS3〔b〕两组母线同时工作，并通过QFC并列运行〔即所有开关电器均闭合，电源和负荷平均分配在两组母线上，构成固定连接方式运行；〔常采用的运行方式〕34〔c〕两组母线同时工作，并通过QFC并列运行，〔一局部电源负荷接在母线W1上，一局部电源负荷接在母线W2上〕构成单母线分段接线；灵活性高的表达：QS1QS2QS3〔d〕QFC断开，两组母线同时运行，相当于两个分裂的电厂向系统送电，这种运行方式常用于最大运行方式下限制短路电流。35双母线可实现的特殊功能：〔a〕母联断路器QFC可以实现系统的同期或者解列〔b〕个别回路〔发电机或者线路〕单独试验时，可以将其接在备用母线上运行〔c〕备用母线可以作为融冰母线〔利用短路方式融冰〕灵活性高的表达：36扩建的方便性：向双母线左右方向任一方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷的自由组合分配，便于扩建。〔3〕双母线接线的使用范围：6~10kV出线带电抗器的配电装置35~60kV出线数超过8回，连接电源较大，负荷较大的情况110kV~220kV出线数为5回以上的情况372、双母线分段接线〔1〕接线图382、双母线分段接线〔2〕可靠性分析392、双母线分段接线〔3〕适用范围及分段数确定中小电厂的发电机电压配电装置及变电站6~10kV配电装置中当进线数或母线上电源较多时，常采用双母线3分段或者4分段。另外双母线分段接线常用于220kV配电装置中,当进出线为10~14回时，采用三分段〔且仅一组母线分段〕；15回以上时，采用4分段〔两组母线均分段〕330kV~500kV大容量配电装置中，出线为6回以上时，一般也采用双母线分段接线。402、双母线分段接线〔4〕分段接线的优点可靠性提高了。限制了短路电流，从而可以选择轻型设备，节省投资。？检修出线断路器会怎样增设旁路母线41三、旁路母线〔以单母线带旁路母线为例〕增设旁路母线的目的和意义：检修出线断路器，不中断该回路的供电。1、单母线分段带旁路〔1〕接线图42三、旁路母线〔以单母线带旁路母线为例〕〔2〕旁路断路器的工作状态正常工作状态正常工作时：旁路断路器QFP以及所有旁路隔离开关QSP均是断开的，旁路母线不带电。43三、旁路母线〔以单母线带旁路母线为例〕〔2〕旁路断路器的工作状态热备用状态：QFP两侧的隔离开关处于合闸状态，即：QSPP合闸，QSPI和QSPII二者之一合闸,另一个断开。QSPI合闸，QSPII断开时，旁路母线对母线WI段上的出线断路器检修处于随时待命的热备用状态。44〔3〕检修出线断路器的操作步骤：例：出线WL1的断路器QF3要检修，如何操作使该回线路能够不停电进行检修。合旁路断路器给旁路母线充电：检查旁路母线是否完好。假设旁路母线WP存在故障，那么QFP合上后自动跳开，不能使用旁路母线；假设旁路母线WP完好，QFP合上后不跳开。此步具体操作：先合QSPI，再合QSPP，再合QFP。45〔3〕检修出线断路器的操作步骤：例：出线WL1的断路器QF3要检修，如何操作使该回线路能够不停电进行检修。合上待检修线路的旁路隔离开关QSP1〔两端等电位〕断开QF3及两侧的隔离开关〔先断QS32，QS31。此时，旁路断路器QFP代替出线断路器QF3工作，WL1供电不中断。合旁路断路器给旁路母线充电：检查旁路母线是否完好。46〔3〕检修出线断路器的操作步骤：例：出线WL1的断路器QF3要检修，如何操作使该回线路能够不停电进行检修。说明；在检查出旁路母线无故障后，可以先断开旁路断路器QFP，用出线旁路隔离开关QSP1对空载母线合闸，再合QFP，再退出QF3。此种操作步骤复杂,但是可以防止在QF3事故跳闸后，QSP1带负荷合闸的危险。47〔4〕旁路断路器的设置方式：设置专门的旁路断路器分段断路器兼作旁路断路器旁路断路器兼作分段断路器设置专门的旁路断路器48〔4〕旁路断路器的设置方式：分段断路器兼作旁路断路器正常工作时：QS3、QS4是断开的；QS1、QS2、QFD是闭合的。此时，QFD承担分段断路器的任务旁路母线WP不带电。49〔4〕旁路断路器的设置方式：分段断路器兼作旁路断路器假设WI段母线上的出线断路器QF1要进行检修，应如何操作使之退出运行。1、先合QSD，使WI，WII保持联系2、断开QFD及QS2;3、合上QS4，合上QFD〔假设WP〕完好，那么QFD不会跳开；4、合上QSP1;QF1QSP15、断开QF1及两侧的隔离开关。QF1退出检修。50〔4〕旁路断路器的设置方式：分段断路器兼作旁路断路器假设WI段母线上的出线断路器QF1检修结束后，应如何操作？1、先合QF1两侧的隔离开关再合QF1;2、断开旁路隔离开关QSP1；3、断开QFD及QS4；4、合上QS2;合上QFDQF1QSP15、断开QSD。51〔4〕旁路断路器的设置方式：旁路断路器兼作分段断路器正常工作时：QS1、QS3、QFP接通，QS2断开；此时，WI、WII用旁路断路器兼作分断路器；旁路母线WP带电。52三、旁路母线2、双母线带旁路母线的接线接线图设置了专用的旁路断路器53三、旁路母线2、双母线带旁路母线的接线接线图旁路断路器兼作母联断路器54三、旁路母线2、双母线带旁路母线的接线接线图母联断路器兼作旁路断路器55三、旁路母线3、旁路断路器的设置原那么：〔1〕采用专门的旁路断路器