华电发电厂电气部分第7讲.ppt

1、发电厂电气部分（32学时）,第七讲 主 讲： 刘君 E-mail: Tel: 80798481,第四章 电气主接线及设计（4）,基本要求： 1、掌握限制短路电流的目的及方法 2、电气主接线运行的基础知识,一、限制短路电流的措施,1、限制短路电流的目的 采用轻型电器和截面较小的母线和电缆、金具等。,2、限制短路电流的措施 1）采用适宜的主接线形式及运行方式 2）装设限流电抗器 3）采用低压分裂绕组变压器,采用适宜的主接线形式及运行方式,对大容量发电机采用单元接线。 限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量，尽可能在发电机电压级不用母线。 母线分段断路器断开运行。 合理断开环网。 双回路按单回路运

2、行。,实质：采用计算阻抗大的接线，减少并联设备和并联支路。,缺点：降低供电的可靠性和灵活性，增加功率损耗和电压损失。,装设限流电抗器,Xk -电抗器一相的感抗,电抗器,线路电抗器：三相垂直/品字形布置 IN1000A，x%5%-6%：品字形布置 IN1500A：水平布置 安装注意：垂直布置时B相应放在A相和C相之间；品字形布置时不能把AC相重叠。 原因：B相与A、C相线圈的绕向相反。,关于线路电抗器布置位置的说明,布置在断路器的线路侧：安装方便，又可能因切除电抗器故障而损坏。,布置在断路器的母线侧： 安装不便；线路电流互感器到母线的电气距离较长，增加了母线的故障机会；当母线与断路器之间发生单相

3、短路时，寻找接地点的操作较多。,作用： 限制馈线电抗器后发生短路时的短路电流，使发电厂引出端和用户处均能选用轻型电器，减小电缆截面；维持母线残压。 主要用于610KV 电缆馈线。 架空馈线一般不装设电抗器。 仅在采用其它方法不见效时才采用。 接入方式：在DL和线路之间 取值范围： 300600A， Xk%选为3%6%。,线路电抗器,作用： 主要用来限制发电厂内部的短路电流，使发电机出口断路器、母联断路器、分段断路器、主变断路器能够按照各自回路的额定电流选择。 在设计主接线选择限流方案时应首先考虑装设母线电抗器。 接入方式：母线分段处 取值范围： Xk%选为8%12%,母线电抗器,每臂自感L，

4、互感M， 互感系数f,(0.40.6),分裂电抗器,每臂自感抗 XL=L 两臂间的互感抗 Xm=fXL,正常运行时,一臂短路时,若f=0.5，,忽略另一臂负荷电流时,考虑电动机短路瞬间反馈电流时,优点： 正常工作时电压损失较小，短路时限流作用强。 取值范围： XL%一般取8%12% 注意：分裂电抗器的短路等值电抗与每臂自感抗间的关系取决于其运行中的接线方式及短路点的位置。,缺点： 一臂负荷变动过大时，另一臂将产生较大的电压波动； 一臂短路，另一臂接有负荷时，由于互感电势的作用，将在另一臂中产生感应过电压。,当3端开路，自1端到2端流过I，电压降,当2端开路，自3端到1端流过I,分裂电抗器的等值

5、电路,若3端无电源，2端有电源，1端短路时，短路等值电抗为： 2（1+f）XL = 3 XL (f = 0.5 时) 若1、2端有电源，3端短路时，短路等值电抗为： （1+f）XL/2 - f XL = XL /4 (f = 0.5 时),采用低压分裂绕组变压器,正常工作时，高低压绕组的等值电抗(穿越电抗)：,高压侧有电源，低压侧一端短路时的等值电抗（半穿越电抗） ：,高压侧开路，低压侧一端短路时，两个分裂低压绕组间的短路电抗（分裂电抗）：,分裂低压绕组变压器的特点： 与普通变压器相比，在容量、电抗相同情况下，分裂低压绕组的低压侧短路电流可大约分别减少至普通变压器的1/2、1/4。,=,分裂低

6、压绕组变压器的适用范围： 常用在大型发电厂中作为厂用变，限制厂用电系统的短路电流； 也可用来与两台发电机组成扩大单元接线，以限制发电机电压系统的短路电流。,二、电气主接线的运行,1、电气主接线的正常运行方式 母线及其接线的运行方式 系统中性点的运行方式 2、电气主接线的操作 线路停送电操作 旁路断路器代替线路断路器的操作 倒母线操作,电气设备的四种状态,运行状态： 电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置。 线路：与线路相连的所有断路器及其两侧的隔离开关都在合位 母线：母线上有1个及以上间隔的断路器及其两侧的隔离开关在合位 主变：各侧的断路器及其两侧的隔离开关在合位 断路器：该断路器及其两侧的隔

7、离开关在合位,热备用状态： 设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸位置。 冷备用状态： 设备的断路器、隔离开关都在分闸位置。 检修状态： 设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。,电气设备的四种状态,倒闸操作基本原则,绝对禁止带负荷拉、合隔离开关（刀闸），停、送电只能用断路器（开关）接通或断开负荷电流（路）。 停电拉闸操作必须按照断路器负荷侧隔离开关母线侧隔离开关的顺序依次操作；送电合闸操作应按照与上述相反的顺序进行。,利用开关电器，遵照一定的顺序，对电气设备完成四种状态的转换过程称为倒闸操作。,倒闸操作基本原则,利用等电位原理，可以用隔离开关

8、拉、合无阻抗的并联支路。 隔离开关只能按规定接通或断开小电流电路：如避雷器电路；电压互感器电路；一定电压等级一定长度的空载线路；一定电压等级、一定容量的空载变压器。但上述操作必须严格按现场操作规程的规定执行。,利用开关电器，遵照一定的顺序，对电气设备完成上述四种状态的转换过程称为倒闸操作。,误操作类型及其防误措施,误操作归纳起来分为五类： 带负荷拉合刀闸、 带接地刀或接地线合刀闸、 带负荷挂地线或合接地刀闸， 误拉开关、 误入带电间隔 “五防”：就是防止发生这五种误操作 倒闸操作不违反“五防”，就不会发生重大事故。,误操作类型及其防误措施,防误措施 技术措施： 在开关和刀闸、接地刀和刀闸间装机

9、械或电气闭锁装置 组织措施： 认真执行操作票制度和监护制度。,小结,1、电气主接线的概念 2、典型的主接线形式及其特点 3、厂站主变压器选择的原则 4、限制短路电流的措施 5、主接线设计的内容和步骤,问题：1、下图中采取了哪些限制短路电流的措施？ 2、说明220kV倒母线、旁代、线路投退的操作步骤。,习题,1、设计主接线时限制短路电流的目的是什么？有哪些限流方法？ 2、分裂电抗器限流的特点？在接线中如何连接？两臂负荷不等时会出现什么现象？ 3、分裂变压器为升压变压器、降压变压器时是如何限流的？,作业 4-11,参考,方案1,方案2,方案3,方案4,补充: 主接线中的设备配置,隔离开关的配置,各

10、种接线的断路器两侧应配置隔离开关； 各种接线的送电线路，应在线路侧应配置隔离开关； 一台半断路器接线当只有2串时需要在进出线回路配隔离开关； 多角形接线进出线应配置隔离开关； 中性点直接接地的普通变压器均应通过隔离开关接地，自耦变压器中性点不经隔离开关接地； 接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关；不能在330500kV避雷器回路、一台半断路器接线各元件的电压互感器回路装隔离开关。,接地开关和接地器的配置,断路器两侧的隔离开关在断路器侧应带有接地开关； 各种接线的线路隔离开关线路侧应带有接地开关，对同塔双回路或多回路，当线路停电接地时，运行线路对停电线路的感应电流太大，超过一般接地开

11、关的额定电流时应装有灭弧能力的接地开关； 母线可利用母线隔离开关带有接地开关接地，通常利用母线电压互感器侧的隔离开关装接地开关接地，220500kV母线接地点的设置需要通过计算确定。 变压器各侧的隔离开关在变压器侧应带有隔离开关。,避雷器、阻波器、耦合电容器的配置,610kV配电装置的母线和架空线进线处装设避雷器，对于有电缆的架空线，避雷器应装在电缆头附近； 35220kV户外配电装置的每段母线装设避雷器，架空线路不装避雷器，SF6全封闭组合电器的架空线路侧应装设避雷器，35kV及以上电缆进线段在电缆和架空线的连接处； 330500kV线路一般在线路侧装避雷器，配电装置的每段母线是否装设避雷器

12、，要根据避雷器与被保护设备的距离、母线及相关设备参数经计算确定； 变压器的330500kV侧、330500kV高压并联电抗器应装设避雷器，变压器的220kV侧如母线避雷器较远，经计算需要时也应装设避雷器，三绕组变压器的低压侧一般在一相上装设避雷器； 分级绝缘的变压器中性点，可接地或不接地运行，应装设避雷器，非直接接地系统中的变压器中性电应装设避雷器。 电力电容器的线端和不接地中性点应装设避雷器； 各级电压配电装置的阻波器、耦合电容器要根据系统通信的要求配置。,电压互感器的配置,母线：除旁母外，一般的工作、备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。 线路：35KV及以上输电线路

13、，当对端有电源时，为监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，需装有一台单相电压互感器。 发电机：一般装有2-3组电压互感器，一组供自动调节励磁装置（三只单相 双绕组）；一组供测量仪表、同步和保护装置使用（三相五柱式或三只单相接地专用互感器，开口三角形供发电机在未并列前检查是否接地用），当负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表用。 5万KW及以上的发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护。 变压器：低压侧有时为满足同步或继电保护的要求，设一组电压互感器。,电流互感器的配置,为满足测量和保护装置的要求，在发电机、变压器、出线、母线分段、母联断路器、旁路断路器等

14、回路，均设有电流互感器。 中性点直接接地系统，一般按三相配置；对中性点非直接接地的系统，依具体情况，可按二相和三相配置。 对保护用电流互感器使各主保护的保护区之间相互覆盖或衔接，以消除保护死区。 如：母差保护和供线路主保护的CT、一台半段路器接线中间断路器供变压器差动保护和供线路主保护的CT应交叉配置,为防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。 为减轻内部故障时发电机的损伤，用于励磁调节的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装载发电机的中性点侧。,500kV变电所中，220

15、kV侧采用双母线带旁路接线时，在设有旁路断路器和母联兼旁路情况下，通常旁路断路器只代替线路断路器，其CT的配置与线路的相同，母联兼旁路断路器只代替变压器回路的断路器，其CT的配置与变压器回路相同。 在采用微机保护的情况下，不同保护尽量共用二次绕组，以减少电流互感器二次绕组数量，但一个元件的两套主保护必须使用不同的二次绕组。 如：500kV变电所的220kV母线、线路、变压器，以及重要的220kV变电所的220kV母线、线路、变压器，为满足系统稳定要求一般都配置双套主保护，故220kV的CT要带有6个二次线圈-2个供线路或变压器保护、2个供母线保护、1个供失灵保护、1个供测量用。,500kV变电

16、所的35kV66kV侧一般接所用变和无功补偿设备。在并联电抗器、电容器组和所用变回路，按两相式配置有3个二次绕组的CT，供电抗器或电容器保护、母线保护和测量仪表用。在主变回路，通常配置两组CT，一组带暂态特性和测量级的CT按三相式配置。带暂态特性的供500kV变压器差动保护用，测量级供变压器测量仪表。另一组普通保护级CT按两相式配置，供母线保护和后备保护用。,220kV变电所的10kV侧一般接10kV出线、所用变和无功补偿装置。在主变回路，通常要配置两组电流互感器，共4个二次绕组、3个普通保护级CT和1个测量级，按三相式配置。普通保护级CT供220kV变压器保护用，测量级供变压器测量仪表，10kV出