[學(xué)習(xí)]發(fā)電廠和變電所的電氣主接線

1、發(fā)電廠和變電所的電氣主接線,,,電氣主接線的概念:又稱(chēng)為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。它是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的電路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分電氣主接線的工程意義：發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)等有關(guān)電氣設(shè)備的數(shù)量各回路中電氣設(shè)備的連接關(guān)系發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路及負(fù)荷間的連接方式。,▉ 電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖,,1. 電氣主系統(tǒng)

2、 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱(chēng)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)系的接線圖，稱(chēng)為電氣主接線圖。 電氣主接線圖一般畫(huà)成單線圖 。,,常用一次設(shè)備的圖形和文字符號(hào),,名稱(chēng) 圖形符號(hào)

3、 文字符號(hào)　(舊符號(hào)),G ( F ),T ( B ),T ( B ),T ( B ),雙繞組變壓器,三繞組變壓器,三繞組自耦變壓器,發(fā)電機(jī),,,名稱(chēng) 圖形符號(hào) 文字符號(hào)　 (舊符號(hào)),,斷路器,隔離開(kāi)關(guān),熔斷器,電抗器,QF ( DL ),QS

4、 ( G ),FU ( RD ),L ( DK),,名稱(chēng) 圖形符號(hào) 文字符號(hào)　(舊符號(hào)),,手車(chē)斷路器,母線,電纜終端頭,QF ( DL ),W ( MX ),L ( XL ),避雷器,F,電氣主接線應(yīng)

5、滿(mǎn)足：可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求可靠性的含義：元件、設(shè)備和系統(tǒng)在規(guī)定的條件和預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，完成給定功能的概率，對(duì)于電力系統(tǒng)可靠性主要指不間斷供電能力要求：(1)電能生產(chǎn)的特點(diǎn)要求電氣主接線首先應(yīng)滿(mǎn)足可靠性的要求。電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬間完成的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)造成供電中斷(2)可靠性是要付出成本的, 對(duì)于不重要的用戶(hù), 太高的可靠性將造成浪費(fèi),▉ 電氣主接線的基本要求,電氣主接線的選擇正

6、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(mǎn)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； 2. 具有一定的運(yùn)行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)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。,第一節(jié) 單母

7、線接線,電氣主接線基本構(gòu)成及分類(lèi)電氣主接線的分類(lèi)：根據(jù)是否有母線，主接線接線形式可以分為有母線和無(wú)母線兩大類(lèi)型母線的作用：也稱(chēng)匯流母線，起匯集和分配電能的作用母線就是電路一個(gè)節(jié)點(diǎn),,有匯流母線,,單母線接線,雙母線接線,無(wú)匯流母線,,單元接線,橋形接線,多角形接線,基本形式,帶有旁路母線的接線,有母線,,單母線,雙母線,,不分段單母線接線,分段單母線接線,分段單母線帶旁路母線接線,,不分段雙母線接線,分段雙母線接線,雙母線帶旁

8、路母線接線,雙斷路器雙母線接線,一臺(tái)半斷路器接線,無(wú)母線,,橋式連接,多角形連接,單元連接,電氣主接線圖的基本形式：,電氣主接線的基本形式：有母線接線和無(wú)母線接線。母線是匯流線，用以匯集電能和分配電能的，是發(fā)電廠和變電所的重要裝置。電氣主接線的類(lèi)型如下：,,內(nèi)橋接線,外橋接線,,線路——變壓器單元接線,發(fā)電機(jī)——變壓器單元接線,發(fā)電機(jī)——變壓器擴(kuò)大單元接線,1. 單母線接線單母線接線圖,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：只有一組母線W，接在母線上的所

9、有電源和出線回路，都經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電器連接在該母線上并列運(yùn)行,母線隔離開(kāi)關(guān),接地刀閘,線路隔離開(kāi)關(guān),1. 單母線接線-----主接線基本形式單間隔構(gòu)成：每個(gè)回路都裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)斷路器作用：用以正常工作時(shí)投切該回路及故障時(shí)切除該回路隔離開(kāi)關(guān)作用：用以在切斷電路時(shí)建立明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)，將電源與停運(yùn)設(shè)備可靠隔離，以保證檢修安全。分為母線隔離開(kāi)關(guān)和線路隔離開(kāi)關(guān),1. 單母線接線,倒閘操作基本原則：1、斷路器與隔離開(kāi)關(guān)間的操作順序:

10、保證隔離開(kāi)關(guān)“先通后斷”2、在等電位狀態(tài)下，隔離開(kāi)關(guān)也可以單獨(dú)合閘或分閘操作3、這種斷路器與隔離開(kāi)關(guān)間的操作順序必須嚴(yán)格遵守，絕不能帶負(fù)荷拉刀閘（即隔離開(kāi)關(guān)），否則將造成誤操作，產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,1. 單母線接線,母線隔離開(kāi)關(guān)與線路隔離開(kāi)關(guān)間的操作順序：母線隔離開(kāi)關(guān)“先通后斷”，即接通電路時(shí)，先合母線隔離開(kāi)關(guān)，后合線路隔離開(kāi)關(guān)；切斷電路時(shí)，先斷開(kāi)線路隔離開(kāi)關(guān)，后斷開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān)操作舉例：對(duì)WL1送電時(shí)，先合上QS11，再

11、合上QS12，最后合上QF1。對(duì)WL1停電時(shí)，先斷開(kāi)QF1，再依次拉開(kāi)QS12和QS11,避免萬(wàn)一斷路器的實(shí)際開(kāi)合狀態(tài)與指示狀態(tài)不一致時(shí)，誤操作發(fā)生在母線隔離開(kāi)關(guān)上，產(chǎn)生的電弧會(huì)引起母線短路，使事故擴(kuò)大,單母線接線圖,接地開(kāi)關(guān)（QS13）的作用：保證檢修安全: 當(dāng)電壓等級(jí)在110kV及以上時(shí)，線路隔離開(kāi)關(guān)或斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)（布置較高時(shí)）都應(yīng)設(shè)置接地開(kāi)關(guān)，母線也應(yīng)設(shè)置接地開(kāi)關(guān)或接地器，以代替人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時(shí)

12、，檢修人員的安全。,單母線接線圖,評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，造價(jià)便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴(kuò)性好缺點(diǎn)：可靠性和靈活性都較差,1)母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，全部回路均需停運(yùn)；2)母線故障時(shí)，繼電保護(hù)會(huì)切除所有電源，全部回路均需停運(yùn)；3)任一斷路器檢修時(shí)，其所在回路也將停運(yùn)；4)它只有一種運(yùn)行方式,單母線接線,單母線接線圖,1. 單母線接線,適用范圍：?jiǎn)文妇€接線只能用于某些出線回?cái)?shù)較少，

13、對(duì)供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中,單母線接線圖,2. 單母線分?jǐn)嘟泳€,結(jié)構(gòu)特征（見(jiàn)右圖）設(shè)置分段斷路器QFd將母線分成兩段，當(dāng)可靠性要求不高時(shí)，也可利用分段隔離開(kāi)關(guān)QSd進(jìn)行分段各段母線為單母線結(jié)構(gòu)各進(jìn)出線間隔結(jié)構(gòu)與單母線相同,1.分段斷路器閉合運(yùn)行：兩個(gè)電源分別接在兩段母線上；兩段母線上的負(fù)荷應(yīng)均勻分配；兩段母線電壓相等。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)將跳開(kāi)分段斷路器和故障側(cè)電源斷路器。另一側(cè)可以繼續(xù)運(yùn)行。2.分段

14、斷路器斷開(kāi)運(yùn)行：兩個(gè)電源分接在兩端段母線上；兩段母線電壓可能不相等。當(dāng)任一電源故障時(shí)，其出口斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，然后由備用電源自動(dòng)投入裝置自動(dòng)接通分段斷路器，保證全部引出線繼續(xù)供電。,單母線分段運(yùn)行方式,對(duì)單母線分段接線的評(píng)價(jià)接線簡(jiǎn)單清晰，經(jīng)濟(jì)性好有一定靈活性（運(yùn)行方式多）可靠性高于單母線接線,①任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，僅停檢修段②任一段母線故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可使分段斷路器跳閘，保證正常母線段繼續(xù)運(yùn)行，減小了母線故障影響范圍

15、③任一斷路器檢修時(shí)，該斷路器所帶用戶(hù)也將停電,單母線分段接線的適用范圍中、小容量發(fā)電廠和變電所的6~10kV配電裝置和出線回路數(shù)較少的35~220kV配電裝置中,,一類(lèi)用戶(hù),單母線分段接線的運(yùn)行方式,,一類(lèi)用戶(hù),3. 單母線分段帶旁路接線,單母分段兼旁路,帶專(zhuān)用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線結(jié)構(gòu)特征在單母線分段的基礎(chǔ)上又增加了旁路母線W3、專(zhuān)用旁路斷路器QFp 及旁路回路隔離開(kāi)關(guān)QS1和QS2 各出線回路除通過(guò)斷路器與匯流

16、母線連接外，還通過(guò)旁路隔離開(kāi)關(guān)與旁路母線相連接,結(jié)構(gòu)特征,旁路母線作用檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不中斷對(duì)該回路的供電,斷路器QF1檢修時(shí)的操作過(guò)程 合上QS1，合上QS2，再合上旁路開(kāi)關(guān)QFp 合上出線旁路隔離開(kāi)關(guān)QS1p 斷開(kāi)出線WL1的斷路器QF1 斷開(kāi)QS12和QS11此時(shí)該出線由W2母線經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)QS1，旁路斷路器QFp，隔離開(kāi)關(guān)QS2和出線旁路隔離開(kāi)關(guān)QS1p供電，可以對(duì)出現(xiàn)斷路器進(jìn)行檢修,給旁路母線W3充電，檢查旁

17、路母線W3是否完好，如果旁路母線有故障，QFp在繼電保護(hù)控制下自動(dòng)切斷故障，旁路母線不能使用；如果QFp合閘成功，說(shuō)明旁路母線完好。,此時(shí)QS1p的兩端等電位。也可以先斷開(kāi)QFp，然后合上QS1p，再合上QFp，以避免萬(wàn)一合上QS1p前，發(fā)生線路故障，QF1事故跳閘，造成QS1p合到短路故障上,單母線分段帶旁路接線的運(yùn)行方式,結(jié)構(gòu)特征,評(píng)價(jià)：?jiǎn)文妇€分段接線增設(shè)旁路母線后，可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時(shí)不中斷對(duì)該回路的供電

18、配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大適用范圍：6-10kV配電裝置,結(jié)構(gòu)特征,一般斷路器切斷的短路故障次數(shù)達(dá)到需要檢修的次數(shù)后，就需要檢修。如不允許停電檢修，就需要設(shè)置旁路母線電源回路也可以接入旁路，如上圖中虛線所示，這種進(jìn)出線全接入旁路的形式叫全旁路方式由于線路故障較多，出線斷路器檢修較頻繁，故出線應(yīng)接入旁路考慮到變壓器是靜止元件，故障率低，且在變電所一般由多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，而發(fā)電廠發(fā)電機(jī)—變

19、壓器回路的斷路器可以安排在發(fā)電機(jī)檢修時(shí)一起檢修，故主變進(jìn)線回路接入旁路的情況較少對(duì)于采用手車(chē)式成套開(kāi)關(guān)柜的6~35kV配電裝置，由于斷路器可以快速更換，也可以不設(shè)置旁路母線,旁路母線的設(shè)置原則,,,第二節(jié) 雙母線接線,1、雙母線接線,雙母線接線：有兩組工作母線，且每一進(jìn)出線只經(jīng)一臺(tái)QF接于母線上；每個(gè)回路都經(jīng)過(guò)一臺(tái)QF和兩臺(tái)QS分別于兩組母線連接，其中一臺(tái)QS閉合，另一臺(tái)QS斷開(kāi)；兩母線之間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器（母聯(lián)斷路器）

20、連接,一般的雙母線接線,優(yōu)點(diǎn)： 1）可輪流檢修母線而不影響正常供電。2）檢修任一母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只影響該回路供電。3）工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電。4）可利用母聯(lián)斷路替代引出線斷路器工作。5）方便試驗(yàn)。需要對(duì)某回路做試驗(yàn)時(shí)，只需把此回路單獨(dú)切換至備用母線即可。6）便于擴(kuò)建。,一般的雙母線接線,缺點(diǎn)：由于雙母線接線的設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔離開(kāi)關(guān)切換電路容易引起誤操作；同時(shí)投資和占地

21、面積也較大。適用范圍： 當(dāng)出線回路數(shù)或電源書(shū)較多、輸送和穿越功率較大、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許對(duì)用戶(hù)停電、母線故障時(shí)要求迅速恢復(fù)供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用。,一組主母線運(yùn)行，另一組主母線備用,雙母線接線的運(yùn)行方式：,1、一套工作、一套備用方式：,一組主母線運(yùn)行，另一組主母線備用時(shí)，當(dāng)工作母線檢修時(shí)的倒閘操作順序,,,兩組母線都運(yùn)行（固定連接）,2、雙母線同時(shí)運(yùn)行：,2、雙母線分段接線,串聯(lián)電抗器,3、

22、雙母線帶旁路接線,雙母線帶旁母接線,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)增設(shè)了一組旁路母線W3及專(zhuān)用旁路斷路器QFp回路各回路除通過(guò)斷路器與兩組匯流母線連接外，還通過(guò)旁路隔離開(kāi)關(guān)與旁路母線相連接,旁路母線作用增設(shè)旁路母線可以使雙母線接線在檢修任一回路斷路器時(shí)不中斷該回路的供電,評(píng)價(jià)可靠性、靈活性都相當(dāng)高任一組母線檢修時(shí)不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只中斷該回路的供電任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路不停電,操作、接線及配

23、電裝置較復(fù)雜，所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，占地面積較大，經(jīng)濟(jì)性較差,雙母線帶旁路母線接線,適用范圍220kV出線在4回及以上、110kV出線在6回及以上時(shí)，宜采用有專(zhuān)用旁路斷路器的旁路母線接線由于六氟化硫斷路器工作可靠，可以長(zhǎng)時(shí)間不檢修，當(dāng)使用六氟化硫斷路器且與系統(tǒng)聯(lián)系緊密時(shí)，可以不設(shè)置旁路母線,當(dāng)出線回?cái)?shù)較少時(shí)，可采用下圖中所示的以母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的簡(jiǎn)易接線形式，以節(jié)省斷路器和占地，改善其經(jīng)濟(jì)性。但其缺點(diǎn)是每當(dāng)檢修線路斷路器

24、時(shí)都要將所有回路換接在一組母線上，按單母線方式運(yùn)行，降低了可靠性,旁路跨條,母聯(lián)兼旁路接線,旁路跨條,4、一個(gè)半斷路器接線,一個(gè)半斷路器接線 （也稱(chēng) 接線）,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每?jī)蓚€(gè)回路經(jīng)三臺(tái)斷路器接在兩組母線之間, 構(gòu)成一串兩個(gè)回路中間的斷路器稱(chēng)為聯(lián)絡(luò)斷路器,由多個(gè)串構(gòu)成多環(huán)路完全串：兩個(gè)回路三臺(tái)斷路器不完全串：一個(gè)回路兩臺(tái)斷路器一般而言：同一串上的兩回路一個(gè)為電源，另一個(gè)為負(fù)荷,優(yōu)點(diǎn)之一：多環(huán)路供電，可靠性高任一

25、組母線故障或檢修時(shí)，只斷開(kāi)與此母線相連的所有斷路器，所有回路都不會(huì)停電,(2)任一斷路器檢修時(shí)，所有回路都不會(huì)停電(每個(gè)回路都經(jīng)過(guò)兩臺(tái)斷路器供電)(3)在一組母線檢修，另一組母線故障或兩組母線同時(shí)故障的極端情況下，也不中斷供電,優(yōu)點(diǎn)之二：隔離開(kāi)關(guān)只作為隔離電器避免了復(fù)雜的倒閘操作和誤操作,一個(gè)半斷路器接線,主要缺點(diǎn)：所用斷路器、電流互感器等設(shè)備多、投資較大繼電保護(hù)及二次回路的設(shè)計(jì)、調(diào)整、檢修等比較復(fù)雜適用范圍： 大型電廠和

26、樞紐變電所的330kV以上配電裝置,第三節(jié) 無(wú)母線接線,無(wú)母線接線最大的特點(diǎn)是：電源與引出線之間、引出線之間沒(méi)有母線連接。,常見(jiàn)的無(wú)母線連接有：橋形連接、多角形連接、單元連接。,一、橋形接線,(1)L1故障 僅QF1跳閘，T1及其它回路繼續(xù)運(yùn)行(2) T1檢修 ①斷開(kāi)QF、QF1，再拉開(kāi)QS1，出線l1停電 ②關(guān)合QF和QF1，恢復(fù)L1供電。,內(nèi)橋接線適用于輸電線路長(zhǎng)，線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)

27、常改變運(yùn)行方式的場(chǎng)合。,結(jié)構(gòu)特征（見(jiàn)右圖）無(wú)母線，只有兩臺(tái)變壓器和兩回線路(常見(jiàn)形式),四個(gè)回路使用三臺(tái)斷路器，中間的斷路器稱(chēng)為聯(lián)絡(luò)斷路器（橋斷路器），連同兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)稱(chēng)為聯(lián)接橋。聯(lián)接橋靠近變壓器為內(nèi)橋接線a，聯(lián)接橋靠近線路為外橋接線b,對(duì)橋型接線的評(píng)價(jià)橋形接線簡(jiǎn)單清晰，沒(méi)有母線; 所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟(jì)性好易于發(fā)展過(guò)渡為單母線分段或雙母線接線可靠性和靈活性不夠高,特點(diǎn)內(nèi)橋接線適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路較長(zhǎng)(

28、故障率高，故障斷開(kāi)機(jī)會(huì)較多)、電力系統(tǒng)穿越功率較少的場(chǎng)合外橋接線適用于線路較短(故障率較低)、主變壓器需經(jīng)常投切(因經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要)、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過(guò)聯(lián)橋回路的場(chǎng)合,實(shí)際應(yīng)用較多,圖中虛線部分為跨條，加跨條可使聯(lián)絡(luò)斷路器檢修時(shí)，穿越功率可從“跨條”中通過(guò)，減少了系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)機(jī)會(huì)?？鐥l回路中裝設(shè)兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)的目的是能輪流停電檢修任意一臺(tái)隔離開(kāi)關(guān),適用范圍橋形接線一般可用于兩變配兩線的中小型發(fā)電廠和變電所作為最終接線為單

29、母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式我國(guó)110kV終端變電站應(yīng)用較多,2. 多角形接線,結(jié)構(gòu)特征（見(jiàn)右圖）多角形接線的斷路器數(shù)與回路數(shù)相同每個(gè)邊中含有一臺(tái)斷路器和兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)，各個(gè)邊互相連接成閉合的環(huán)形每個(gè)回路都接在兩臺(tái)斷路器之間,2. 多角形接線,對(duì)多角形接線評(píng)價(jià)：可靠性和靈活性較高。任一斷路器檢修時(shí)不停電，隔離開(kāi)關(guān)不作為操作電器接線簡(jiǎn)單清晰，沒(méi)有母線; 所用斷路器數(shù)量少，經(jīng)濟(jì)性好難于發(fā)展擴(kuò)建繼電保護(hù)復(fù)雜,檢修任一斷

30、路器時(shí)，多角形將變成開(kāi)環(huán)運(yùn)行，可靠性顯著降低，若再發(fā)生故障，可能造成兩個(gè)及以上回路停電，多角形接線將被分割成兩個(gè)互相獨(dú)立的部分，功率平衡遭到嚴(yán)重破壞,2. 多角形接線,適用范圍：沒(méi)有擴(kuò)建余地的中小型水電廠的110kV及以上配電裝置中一般多角形不要超過(guò)六角形。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電源回路按對(duì)角原則配置，以減少設(shè)備（如斷路器）故障時(shí)或開(kāi)環(huán)運(yùn)行合并一個(gè)回路故障時(shí)的影響范圍,多角形接線,3. 單元接線,發(fā)電機(jī)和變壓器直接連接的接線方式為單元接線。,發(fā)