電氣主接線部分

1、第八章 電氣主接線和自用電,第一節(jié) 電氣主接線概述第二節(jié) 主接線的基本接線形式第三節(jié) 發(fā)電廠和變電站主變壓器的選擇第四節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)第五節(jié) 自用電和接線思考題與習(xí)題,,,第一節(jié) 電氣主接線選擇的原則和要求,一、電氣主接線概述 ▉ 電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖 ▉ 電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式二、電氣主接線的基本要求三、對(duì)變電所電氣主接線的具體要求四、電氣主系統(tǒng)中開關(guān)

2、電器的配置原則 ▉ 斷路器與隔離開關(guān)的配置原則 ▉ 斷路器與隔離開關(guān)的操作順序,,▉ 電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖,,1. 電氣主系統(tǒng) 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。 2. 電氣主接線圖 用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)將各電氣設(shè)備，按連接順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系

3、的接線圖，稱為電氣主接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖 。,,▉ 電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式,1. 電氣主接線中的電氣設(shè)備 電氣主接線中的主要電氣設(shè)備包括：電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補(bǔ)償裝置等。 2. 主接線方式 常用的主接線方式有：單母線接線、單母線分段接線、單母線分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙

4、母線帶旁路母線接線、雙母線分段接線、雙母線分段帶旁路母線接線、內(nèi)橋接線、外橋接線、一臺(tái)半斷路器接線、單元接線、和角形接線等。,,▉ 電氣主接線的基本要求,電氣主接線的選擇正確與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)滿足下列基本要求。 1. 保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量；

5、 2. 具有一定的運(yùn)行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。,,▉ 電氣主系統(tǒng)中開關(guān)電器的配置原則,當(dāng)線路或高壓配電裝置檢修時(shí)，需要有明顯可見的斷口，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。故在電氣回路中，在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)。若電源是發(fā)電機(jī)

6、，則發(fā)電機(jī)與出口斷路器之間可以不裝隔離開關(guān)。但有時(shí)為了便于對(duì)發(fā)電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整和試驗(yàn)，也可以裝設(shè)隔離開關(guān)或設(shè)置可拆卸點(diǎn)。 當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對(duì)35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1～2組接地開關(guān)，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。,,▉ 斷路器與隔離開關(guān)的操作順序,斷路器和隔離開關(guān)的操作順序?yàn)椋航油娐窌r(shí)，先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合斷路

7、器；切斷電路時(shí)，先斷開斷路器，再拉開兩側(cè)的隔離開關(guān)。 嚴(yán)禁在未斷開斷路器的情況下，拉合隔離開關(guān)。 為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外，還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖或電腦鑰匙等閉鎖裝置。,,第二節(jié) 電氣主接線的基本接線形式,一、單母線接線（接線圖和特點(diǎn)） ▉ 單母線分段接線（接線圖和特點(diǎn)） ▉ 單母線帶旁路母和單母線分段帶旁路母線接

8、線二、雙母線接線 ▉ 雙母線接線（概述、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、適用范圍和接線圖） ▉ 雙母線分段和帶旁路母線的接線方式 ▉ 用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式三、二分之三斷路器接線 四、變壓器母線組接線五、單元接線六、橋形接線（概述、內(nèi)橋接線、外橋接線和雙斷路器橋形接線）七、角形接線,,▉ 單母線接線—接線圖,各電源和出線都接在同一條公共母線上，其電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器

9、，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。,,▉ 單母線接線—特點(diǎn),,1. 單母線接線的優(yōu)點(diǎn) 簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 2. 單母線接線的主要缺點(diǎn) 母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停

10、電。 3. 單母線接線對(duì)出線的要求 單母線接線方式，10kV出線一般不超過5回，35出線不超過5回，110～220出險(xiǎn)不超過2回。,,▉ 單母線分段接線—接線圖,,出線回路數(shù)增多時(shí)，可用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段，成為單母線分段接線，如圖8-3所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為2～3段。,,▉ 單母線分段接線—特點(diǎn),1. 單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn) 該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時(shí)

11、具有接線簡單、操作方便、投資少等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。 2. 單母線分段接線的缺點(diǎn) 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。,,▉ 單母線帶旁路母線接線,單母線帶

12、旁路母線接線方式的最大優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高。斷路器故障檢修時(shí)，可不停電進(jìn)行檢修，供電可靠，運(yùn)行靈活，適用于向重要用戶供電，出線回路較多的變電所尤為適用，其接線方式如圖8-4，該接線方式僅適用于110kV及,以下電壓等級(jí)的母線。旁路斷路器在同一時(shí)間只能代替一個(gè)線路斷路器的工作。但母線出現(xiàn)故障或檢修時(shí)，仍會(huì)造成整個(gè)主母線停止工作。,,▉ 單母線分段帶旁路母線接線,這種接線方式兼顧了旁路母線和母線分段兩方面的優(yōu)點(diǎn)。為了減

13、少投資，可不專設(shè)旁路斷路器，而用母線分段斷路器兼作旁路斷路器，常用的接線如圖8-5所示。 供電可靠性高一般用在35kV～110kV的變電所母線。,,▉ 雙母線不分段接線（簡述和優(yōu)點(diǎn)）,1. 雙母線接線簡述 圖8-7所示為雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)

14、斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）連接。 2. 雙母線接線優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)行方式靈活，便于擴(kuò)建；檢修母線時(shí)，電源和出線都可以繼續(xù)工作 ；檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路；工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作；檢修任一線路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。,,▉ 雙母線不分段接線（缺點(diǎn)和適用范圍）,3. 雙母線接線缺點(diǎn) 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，需使用隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作，容易造成誤操作；工作母線

15、故障時(shí)，將造成短時(shí)（切換母線時(shí)間）全部進(jìn)出線停電；在任一線路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電（用母聯(lián)斷路器代替線路斷路器之前）；使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較大，同時(shí)也增加了母線的長度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。 4. 雙母線接線適用范圍 這種接線方式適用于供電要求比較高，出線回路較多的變電站中，一般35kV出線回路為8回， 110 ～220kV出線為4回及以上的220kV母線。

16、,,▉ 雙母線不分段接線（接線圖）,為了彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，提高雙母線接線的可靠性，可進(jìn)行雙母線分段和雙母線帶旁路兩種方式的改進(jìn)。,,▉ 雙母線分段和帶旁路母線的接線方式,1. 雙母線分段接線方式 圖8-8所示為工作母線分段的雙母線接線。用分段斷路器將工作母線Ⅰ分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線Ⅱ相連。這種接線具有單母線分段和雙母線接線的特點(diǎn)，有較高的供電可靠性與運(yùn)行靈活性，但所使用的電氣設(shè)備較多，使投資增大。另外，當(dāng)

17、檢修某回路出線斷路器時(shí)，則該回路停電，或短時(shí)停電后再用“跨條”恢復(fù)供電。雙母線分段接線常用于大中型發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中。 2. 帶旁路母線的雙母線接線 采用帶旁路母線的雙母線接線，目的是為了不停電檢修任一回路斷路。,,▉ 雙母線分段和帶旁路接線方式（接線圖）,,▉ 用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式,當(dāng)出線回路數(shù)較少時(shí)，為了減少斷路器的數(shù)目，可不設(shè)專用的旁路斷路器，而用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器，

18、其接線如圖8-10所示。,,▉ 二分之三斷路器接線方式,兩組母線之間接有若干串?dāng)嗦菲鳎恳淮?臺(tái)斷路器，中間一臺(tái)稱作聯(lián)絡(luò)斷路器，每兩臺(tái)之間接入一條回路，共有兩條回路。主要優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；運(yùn)行靈活性好；操作檢修方便。主要缺點(diǎn)是投資大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜。 在一臺(tái)半斷路器接線中，一般應(yīng)采用交叉配置的原則，即同名回路應(yīng)接在不同串內(nèi)，電源回路宜與出線回路配合成串。此外，同名回路還宜接在不同側(cè)的母線上。,,▉ 變

19、壓器母線組接線方式,如圖8-12所示，各出線回路由兩臺(tái)斷路器分別接在兩組母線上，而在工作可靠、故障率很低的主變壓器的出口不裝設(shè)斷路器，直接通過隔離開關(guān)接到母線上，組成變壓器母線組接線。這種接線調(diào)度靈活，電源和負(fù)荷可自由調(diào)配，安全可靠，有利于擴(kuò)建。當(dāng)變壓器故障時(shí)，和它連接于同一母線上的斷路器跳閘，由隔離開關(guān)隔離故障，使變壓器退出運(yùn)行后，該母線即可恢復(fù)運(yùn)行。,,▉ 單元接線方式,發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)

20、電機(jī)—變壓器組，稱為單元接線。其中，圖8-13（a）和（b）是發(fā)電機(jī)—變壓器單元接線。除圖8-13所示的單元接線外，還可以接成發(fā)電機(jī)—自耦變壓器單元接線、發(fā)電機(jī)—變壓器—線路組單元等形式。 為了減少變壓器及其高壓側(cè)斷路器的臺(tái)數(shù)，節(jié)約投資與占地面積，可采用圖8-14所示的擴(kuò)大單元接線。擴(kuò)大單元接線的缺點(diǎn)是運(yùn)行靈活性較差。 單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單清晰，投資小，占地少，操作方便，經(jīng)濟(jì)性好，由于不設(shè)發(fā)

21、電機(jī)電壓母線，減少了發(fā)電機(jī)電壓側(cè)發(fā)生短路故障的幾率。,,▉ 單元接線方式的接線圖,,▉ 橋形接線（概述）,當(dāng)只有兩臺(tái)主變壓器和兩條電源進(jìn)線線路時(shí)，可以采用如圖8-15所示的接線方式。這種接線稱為橋式接線，可看作是單母線分段接線的變形，即去掉線路側(cè)斷路器或主變壓器側(cè)斷路器后的接線，也可看作是變壓器—線路單元接線的變形，即在兩組變壓器—線路單元接線的升壓側(cè)增加一橫向聯(lián)接橋臂后的接線。 橋式接線的橋臂由斷路器及其兩側(cè)

22、隔離開關(guān)組成，正常運(yùn)行時(shí)處于接通狀態(tài)。根據(jù)橋臂的位置又可分為內(nèi)橋接線、外橋接線和雙斷路器橋形接線三種形式。,,▉ 橋形接線—接線圖 （a）、（b）和（c）,,▉ 橋形接線（內(nèi)橋接線）,內(nèi)橋接線如圖8-15（a）所示，橋臂置于線路斷路器的內(nèi)側(cè)。其特點(diǎn)如下： （1）線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三條支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 （2）變壓器故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均

23、自動(dòng)跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)對(duì)該線路的供電。 （3）線路運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。 內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運(yùn)行方式的場合。,,▉ 橋形接線（外橋接線）,外橋接線如圖8-15（b）所示，橋臂置于線路斷路器的外側(cè)。其特點(diǎn)如下： （1）變壓器發(fā)生故障時(shí)，僅跳故障變壓器支路的斷路器,其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。

24、 （2）線路發(fā)生故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障線路同側(cè)的變壓器支路的斷路器均自動(dòng)跳閘，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)被切除變壓器的工作。 （3）線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜，影響變壓器的運(yùn)行。 這種接線適用于線路較短、故障率較低、主變壓器需按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求經(jīng)常投切以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過橋臂回路的場合。,,▉ 橋形接線（雙斷路器橋形接線）,橋式接線屬于無母線的接線形式，簡單清晰，設(shè)備少，造價(jià)低，也易于發(fā)展過渡為

25、單母線分段或雙母線接線。但因內(nèi)橋接線中變壓器的投入與切除要影響到線路的正常運(yùn)行，外橋接線中線路的投入與切除要影響到變壓器的運(yùn)行，而且更改運(yùn)行方式時(shí)需利用隔離開關(guān)作為操作電器，故橋式接線的工作可靠性和靈活性較差。 為了提高供電可靠性，克服內(nèi)外橋形接線的不足，使運(yùn)行方式的調(diào)度操作更為方便，確保安全可靠供電，可在高壓母線與主變壓器進(jìn)線之間增設(shè)斷路器，其原理接線如圖8-15（c），這種接線方式在35/10kV的變電站

26、中大量采用。,,▉ 角形接線（概述）,角形接線又稱環(huán)形接線，斷路器數(shù)等于回路數(shù)，各回路都與兩臺(tái)斷路器相連，即接在“角”上，如圖8-16 。 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較好；工作可靠性與靈活性較高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程操作。 缺點(diǎn)：檢修任一斷路器時(shí)，角形接線變成開環(huán)運(yùn)行，降低可靠性；角形接線在開環(huán)和閉環(huán)兩種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各支路所通過的電流差別很大，可能使電器設(shè)備的選擇出現(xiàn)困難，并使繼電保護(hù)復(fù)雜化；角形接線閉合成環(huán)，其配電裝

27、置難于擴(kuò)建發(fā)展。 我國經(jīng)驗(yàn)表明，在110kV及以上配電裝置中，當(dāng)出線回?cái)?shù)不多，且發(fā)展比較明確時(shí)，可以采用角形接線，一般以采用三角或四角形為宜最多不要超過六角形。,,第三節(jié) 發(fā)電廠變電所主變壓器的選擇,一、確定主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 ▉ 發(fā)電廠主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則 ▉ 變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則二、變壓器型式的選擇原則 ▉ 相數(shù)的確定

28、 ▉ 繞組數(shù)的確定 ▉ 調(diào)壓方式的確定 ▉ 繞組接線組別的確定 ▉ 冷卻方式的確定,,▉ 發(fā)電廠主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則,,主變壓器容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定應(yīng)綜合各種因素進(jìn)行分析，做出合理的選擇。 1．具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的確定 （1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送

29、入系統(tǒng)。 （2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，主變壓器應(yīng)能從系統(tǒng)中倒送功率。 （3）根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求（如水電站充分利用豐水季節(jié)的水能）而限制本廠輸出功率時(shí)，能供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。,,▉ 發(fā)電廠主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則,,（4）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺(tái)。對(duì)小型發(fā)電廠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器宜設(shè)置一臺(tái)。對(duì)裝設(shè)兩臺(tái)或以上主變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中容量最大的一臺(tái)因故退出

30、運(yùn)行時(shí)，其它主變壓器在允許正常過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。 2．單元接線的主變壓器容量的確定單元接線時(shí)變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。采用擴(kuò)大單元時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)等于按上述（1）或（2）算出的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)容量之和。,▉ 變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則,,1. 主變壓器容量的確定 （1）主變壓器容量一般按變電所建成后5～

31、10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （2）根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足Ⅰ類及Ⅱ負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70～80%。,▉ 變電所主變壓器容量、臺(tái)數(shù)的原則,,2．主變壓器臺(tái)數(shù)的確定

32、 （1）對(duì)城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。 （2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可考慮裝設(shè)3臺(tái)主變壓器。 （3）對(duì)不重要的較低電壓等級(jí)的變電所，可以只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。,▉ 變壓器相數(shù)的確定,,電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價(jià)格低、占地面積小，而且運(yùn)行損耗減少12～15％。因

33、此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。但是，隨著電壓的提高，容量的增大，變壓器的外形尺寸及重量均會(huì)增大，可能會(huì)出現(xiàn)由制造廠到發(fā)電廠（或變電所）的運(yùn)輸困難：如隧洞的高度、橋梁的承載能力不足等。若受到限制時(shí)，則宜選用兩臺(tái)小容量的三相變壓器取代一臺(tái)大容量的三相變壓器，或者選用單相變壓器組。,▉ 變壓器繞組數(shù)的確定,,變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或35k

34、V及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，其主要作用是實(shí)現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡(luò)。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。110kV及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器。當(dāng)中壓為中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)時(shí)，只能選用普通三繞組變壓器。自耦變壓器特點(diǎn)是其中兩個(gè)繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。,▉ 變壓器調(diào)壓方式的確定,,通過切換變壓器的分接頭開關(guān)，改變變壓器高

35、壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±2×2.5％以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30％，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 發(fā)電廠在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）當(dāng)潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時(shí)； （2）具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，要求母線電壓恒定時(shí)；

36、 （3）發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)。,,▉ 變壓器調(diào)壓方式的確定,,變電所在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： （1）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負(fù)荷變化幅度很大的情況時(shí)，又要求滿足電能質(zhì)量往往需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （2）330kV及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； （3）110kV及以下的無人值班變電站，為了滿足遙調(diào)的需要應(yīng)裝設(shè)有載

37、調(diào)壓變壓器。,▉ 變壓器繞組接線組別的確定,,我國110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。近年來，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側(cè)均接成星形。這種接線零序組抗大，有利于限制短路電流，也便于在

38、中性點(diǎn)處連接消弧線圈。缺點(diǎn)是正弦波電壓波形發(fā)生畸變，并對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。,▉ 變壓器冷卻方式的選擇,,變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。,第四節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì),一、電氣主接線的設(shè)計(jì)概述二、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則三、電氣主接線設(shè)計(jì)程序四、電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù)五、電氣主接線與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比

39、較 ▉ 電氣主接線方案的初步擬定 ▉ 經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算,,▉ 電氣主接線的設(shè)計(jì)概述,,電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，必須處理好各方面的關(guān)系，綜合分析有關(guān)影響因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。,▉ 電氣主接

40、線的設(shè)計(jì)原則,,電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、運(yùn)行靈活、維護(hù)方便等基本要求下，力爭節(jié)約投資，降低造價(jià)，并盡可能采用先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持供電可靠、技術(shù)先進(jìn)、安全使用、經(jīng)濟(jì)美觀的原則。,▉ 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序,,主接線的設(shè)計(jì)伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段等三個(gè)階段。可行性研

41、究階段屬于設(shè)計(jì)前期工作階段，主要包括初步可行性研究、項(xiàng)目建議書編制、可行性研究、設(shè)計(jì)任務(wù)書編制等內(nèi)容，初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)屬于設(shè)計(jì)工作階段，在設(shè)計(jì)工作階段后面還有一個(gè)施工運(yùn)行階段。,▉ 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù),,電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)是設(shè)計(jì)任務(wù)書，主要包括以下內(nèi)容： （1）發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 （2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)容量。 （3）負(fù)荷的性質(zhì) （4）電力

42、系統(tǒng)備用容量的大小以及系統(tǒng)對(duì)電氣主接線提供的具體資料。 （5）環(huán)境條件，如當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等，這些因素對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。,▉ 電氣主接線與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,,1. 電氣主接線方案的初步擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個(gè)主接線方案，以不遺漏最優(yōu)方案為原則。按照主接線的基本要求，從技術(shù)上對(duì)擬出的方案進(jìn)行分析比較，淘

43、汰明顯不合理的方案，最終保留2～3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。對(duì)于重要發(fā)電廠或變電所的電氣主接線還應(yīng)進(jìn)行可靠性的定量計(jì)算。,▉ 電氣主接線與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,,2. 經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算 （1）綜合總投資計(jì)算 方案的綜合總投資為 （7-1）式中 Z0——主體設(shè)

44、備投資，包括變壓器、配電裝置以及明 顯的大額費(fèi)用，如拆遷、征地等費(fèi)用。 a——不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)，如現(xiàn)場安裝費(fèi) 用、基礎(chǔ)加工、輔助設(shè)備的費(fèi)用等。對(duì)110kV 可取90，對(duì)35kV取100。,,▉ 電氣主接線與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,,（2）年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 年運(yùn)行費(fèi)用主要包

45、括變壓器的電能損耗費(fèi)及設(shè)備的檢修、維護(hù)和折舊等費(fèi)用，按投資百分率計(jì)算，即 F=a△A+ Fj + Fz (7-2)式中 Fj——檢修維護(hù)費(fèi)，一般取0.022～0.042Z； Fz——折舊費(fèi)，取0.058Z； α——電能電價(jià)，可參考各地區(qū)實(shí)際電價(jià)； △A——變壓器電能損失。,,▉ 電氣主接線與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,,（3）經(jīng)濟(jì)比較的方法 在幾個(gè)主接線方案

46、中，綜合總投資Z和年運(yùn)行費(fèi)用F均為最小的方案，應(yīng)優(yōu)先選用，若某方案的Z大而F小，或反之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，比較的方法有靜態(tài)比較法和動(dòng)態(tài)比較法兩種。在中小工程中常使用靜態(tài)比較法（此方法不計(jì)資金的利息）。這里介紹常用的抵償年限法。 設(shè)第一方案的綜合總投資大，年運(yùn)行費(fèi)??；第二方案的綜合總投資小，年運(yùn)行費(fèi)大，則 （7-3）如果

47、T小于5年，則采用投資大的第一方案。若T大于5年，則應(yīng)選擇投資小的第二方案為宜。,第五節(jié) 自用電及接線,一、自用電的作用二、廠用電率三、廠用電負(fù)荷分類四、廠用電的供電電源五、廠用電接線六、變電所的自用電接線,,▉ 自用電的作用,,所謂自用電是指發(fā)電廠或變電所在生產(chǎn)過程中，自身所使用的電能。尤其是發(fā)電廠，為了保證電廠的正常生產(chǎn)，需要許多由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械為發(fā)電廠的主要設(shè)備和輔助設(shè)備服務(wù)，這些機(jī)械被稱為廠用機(jī)械。此外，還要為運(yùn)行、

48、檢修和試驗(yàn)提供用電負(fù)荷。發(fā)電廠的自用電也稱為廠用電。自用電也是發(fā)電廠或變電所的最重要的負(fù)荷，其供電電源、接線和設(shè)備必須可靠，以保證發(fā)電廠或變電所的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行 。,▉ 廠用電率,,,發(fā)電廠在一定時(shí)間內(nèi)，廠用電所消耗的電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。計(jì)算公式為 式中 KCY——廠用電率（%）； ACY——廠用電量，k

49、W·h； AG——總發(fā)電量，kW·h。 發(fā)電廠的廠用電率與電廠類型、容量、自動(dòng)化水平、運(yùn)行水平等多種因素有關(guān)。一般凝汽式火電廠的廠用電率為5%～8%，熱電廠為8%～10%，水電廠為0.3%～2.0%。降低廠用電率，減少廠用電的耗電量，不僅能降低發(fā)電成本，提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以增加對(duì)系統(tǒng)的供電量。,▉ 廠用電負(fù)荷的分類,,,廠用電負(fù)荷，按其在電廠生產(chǎn)過程中的重要性可分為以下幾

50、類。 1．Ⅰ類負(fù)荷 2．Ⅱ類負(fù)荷 3．Ⅲ類負(fù)荷 4. 事故保安負(fù)荷 指在發(fā)電機(jī)停機(jī)過程及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞、自動(dòng)控制失靈或者推遲恢復(fù)供電，甚至危及人身安全。按事故保安負(fù)荷對(duì)供電電源的不同要求，可分為兩類： （1）直流保安負(fù)荷。 （2）交流保安負(fù)荷。,▉ 廠用電的供電電源,,1. 廠用電供電電壓等級(jí)的確定

51、 廠用負(fù)荷的供電電壓，主要取決于發(fā)電機(jī)的額定容量、額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的電壓、容量和數(shù)量等因素。發(fā)電廠和變電所中一般供電網(wǎng)絡(luò)的電壓:低壓供電網(wǎng)絡(luò)為0.4kV（380V/220V）；高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3kV、6kV、10Kv等。 2. 工作電源 工作電源是指保證發(fā)電廠或變電所正常運(yùn)行的電源。工作電源應(yīng)不僅要供電可靠，而且要滿足廠用負(fù)荷容量的要求。廠用低壓工作電源，一般采用0.4kV電壓等級(jí)，由廠用

52、低壓變壓器獲得。,,▉ 廠用電的供電電源,,3. 備用電源 為了提高可靠性，每一段廠用母線至少要由兩個(gè)電源供電，其中一個(gè)為工作電源，另一個(gè)為備用電源。當(dāng)工作電源故障或檢修時(shí)，仍能不間斷地由備用電源供電。廠用備用電源有明備用和暗備用兩種方式。 明備用就是專門設(shè)置一臺(tái)變壓器（或線路），它經(jīng)常處于備用狀態(tài)（停運(yùn)）。暗備用就是不設(shè)專用的備用變壓器。而將每臺(tái)工作變壓器的容量加大，正常運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)變壓器都在半載下運(yùn)行，互

53、為備用狀態(tài)。 廠用備用電源應(yīng)盡量保證其獨(dú)立性，即失去工作電源時(shí)，不應(yīng)影響備用電源的供電。此外，還應(yīng)裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。,,▉ 廠用電的供電電源,,4. 事故保安電源 事故保安電源是為保證事故保安負(fù)荷的用電而設(shè)置的，并能自動(dòng)投入。事故保安電源必須是一種獨(dú)立而又十分可靠的電源。它分直流事故保安電源和交流事故保安電源。前者由蓄電池組供電；后者宜采用快速起動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組，或由外部引來的可靠交流電源，此外，還應(yīng)

54、設(shè)置交流不停電電源。交流不停電電源，宜采用接在直流母線上的逆變機(jī)組或靜態(tài)逆變裝置。目前，多用靜態(tài)逆變裝置。,▉ 廠用電接線,,1. 廠用電接線的基本要求 （1）供電可靠、運(yùn)行靈活。 （2）接線簡單清晰、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低。 （3）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障停電范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。 （4）接線的整體性。廠用電接線應(yīng)與發(fā)電廠電氣主接線緊密配合，體現(xiàn)其整體性。

55、 （5）電廠分期建設(shè)時(shí)廠用電接線的合理性。應(yīng)便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。尤其是對(duì)備用電源的接入和公共負(fù)荷的安排要全面規(guī)劃、便于過渡。,,▉ 廠用電接線,,2. 廠用電接線的基本形式 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。 在火電廠中，高壓母線均采取按爐分段的接線原則，即將廠用電母線按照鍋爐的臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)鍋爐及同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)

56、荷均接于同一段母線上，這樣既便于運(yùn)行、檢修，又能使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐，不致過多干擾正常運(yùn)行的完好機(jī)爐。低壓廠用母線一般也按爐分段，高壓廠用電源則由相應(yīng)的高壓廠用母線提供。,▉ 變電所自用電接線,,1．變電所的自用電負(fù)荷 在中小型降壓變電所中，自用電的負(fù)荷主要是照明、蓄電池的充電設(shè)備、硅整流設(shè)備、變壓器的冷卻風(fēng)扇、采暖、通風(fēng)、油處理設(shè)備、檢修器具以及供水水泵等。其中，重要負(fù)荷有主變壓器的冷卻風(fēng)扇或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置的

57、油泵、水泵、風(fēng)扇以及整流操作電源等。,,▉ 變電所自用電接線,,2.變電所的自用電接線 變電所的自用電接線簡單，中小型降壓變電所采用一臺(tái)所用變壓器即可，從變電所中最低一級(jí)電壓母線引接電源，其副邊采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四相制供電，動(dòng)力和照明合用一個(gè)電源。 樞紐變電站、總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所、裝有水冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的變電所，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，分別接在

58、最低一級(jí)母線的不同分段上。 對(duì)裝有兩臺(tái)所用變壓器的變電所，應(yīng)裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。變電所的所用電一般采用單母線接線形式。,▉ 電氣主接線與自用電—思考題,1. 什么是電氣主接線？對(duì)它有哪些基本要求？2. 隔離開關(guān)與斷路器的主要區(qū)別是什么？ 它們的操作程序應(yīng)如何正確配合？3. 主接線和旁路母線各起什么作用？4. 一臺(tái)半斷路器接線與雙母線帶旁路接線相比較，兩 種接線各有何利弊？5. 在發(fā)電機(jī)—變壓器單

59、元接線中，如何確定是否裝設(shè) 發(fā)電機(jī)出口斷路器？6. 橋形接線中，內(nèi)、外橋接線各適用什么場合？,,,▉ 電氣主接線與自用電—思考題,,7. 角形接線有何特點(diǎn)？8. 選擇主變壓器時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？ 其容量、臺(tái)數(shù)、型式等應(yīng)根據(jù)哪些原則來選擇？9. 自用電的作用和意義是什么？10. 自用電負(fù)荷哪幾大類？為什么要進(jìn)行分類？11. 什么是備用電源？明、暗備用的區(qū)別是什么？12. 對(duì)自用電接線有哪些基本要求？13. 發(fā)電廠