发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1

– 单母线接线、双母线接线
• 无汇流母线
– 适用于进出线较少，不再扩建的发电厂、变电 站； – 优点：使用电气设备较少，配电装置占地面积 较少； – 桥形、角形、单元接线
一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线接线
• 单母线接线只有一组母线， 每个电源和引出线的电路都 通过断路器和隔离开关接到 母线上，任一回路故障，该 回路的断路器能够切除该电 路，而使其他的电源和线路 能继续工作。
（2）衡量要求：
操作的方便性； 扩建的方便性； 调度的方便性；
3、经济性
在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理。
（1）投资省； （2）电能损耗小； （3）占地面积小。
常用一次设备及图形文字符号
二、电气主接线设计的原则
• 基本原则：以设计任务书为依据，以国家 经济建设的方针、政策、技术规定、标准为 准绳，结合工程实际情况，在保证供电可 靠、运行灵活、维护方便等基本要求下，力 争节约投资，降低造价，并尽可能采用先进 技术，坚持供电可靠、技术先进、安全使 用、经济美观的原则。
单母线分段接线特点
• 优点
– 当母线发生故障时，仅故障母线 段停止工作，另一段母线仍继续 工作。 – 对重要用户，可由不同段母线分 别引出的两个回路供电，以保证 供电的可靠。 – 当一段母线故障或检修时，必须 断开接在该段母线上的所有支路， 使之停止工作，但不影响另一段 母线上所连的支路。 – 供电可靠性提高，运行较之灵活。
• 主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几 种连接方式，它以电源和出线为主体。 • 母线是电气主接线和配电装置中的重要环节。母 线也称汇流母线，起汇集和分配电能的作用。由 于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数不 同，且每路馈线所传输的功率也不一样，为便于 实现电能的汇集和分配，当同一电压等级配电装 置中的进出线数目较多时，常需设置母线作为中 间环节，以使接线简单清晰，运行方便，有利于 安装和扩建。
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–
倒闸操作的基本要求
正确使用电器，如断路器可以用于接通或断开电路，隔离开关 可以隔离电压或切换电路（即两组隔离开关两侧电位基本相同 条件下，对并联的两组隔离开关拉合时，仅起电流转移作用， 而未断开或接通任何电路，故隔离开关触头不会产生电弧）等 等； 保证最大安全性，不影响其他支路正常运行，即使发生故障也 应该对整个装置影响最小； 根据运行方式和操作要求，应使操作步骤最少； 任何设备不允许在无保护状态下投入运行； 操作过程中，操作人员行走路径最短。
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倒闸操作的定义
电气设备分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。 将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的 操作叫倒闸操作。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地 线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运 行方式。这种操作叫倒闸操作。倒闸操作必须执行操作票制和 工作监护制。
第一节 电气主接线设计原则和程序
• 电气主接线
由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而 成的接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电 压的网络，是电力系统网络的重要组成部分，又称为 一次接线或电气主系统。
电气主接线反映了：
1）发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有 关电气设备的数量； 2）各回路中电气设备的连接关系； 3）发电机、变压器和输电线路及负荷间的连接方式。
由此可见，对于带Ⅰ、Ⅱ类型负荷的发电厂和变 电站，应选择可靠性较高的主接线形式。
设备的可靠性程度
电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性 高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基 础。
长期实践运行经验 应重视国内外长期积累的运行实践经验，优先选 用经过长期实践考验的主接线形式。
（2）定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准 主接线可靠性的评判方法： 定性分析和定量计算（可靠性计算） 定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准：
Ⅱ类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成生产设备局部 破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量废品和 减产，因而在经济上造成一定损失。 对Ⅱ类负荷的供电要求：必要时仅允许短时间停电；应由两 回线路供电，两回线路应尽可能取自不同的变压器或母线段。
Ⅲ类负荷：Ⅰ类和Ⅱ负荷之外的其它负荷。 对 Ⅲ类负荷的供电要求：可以较长时间的停电，可用单回路 线路供电。
一、对电气主接线的基本要求
对电气主接线的基本要求，概况的说包括 可靠性、灵活性和经济性三方面： 保证必要的供电可靠性和电能的质量； 具有一定的运行灵活性； 操作应尽可能简单、方便； 应具有扩建的可能性； 技术上先进，经济上合理；
1、可靠性
（1）分析和评估可靠性应从以下几个方面考虑： 发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用 大、中型发电厂和变电站，其电气主接线采取供电可靠性 高的接线形式；对于小型发电厂和变电站对于接线可靠性要 求低。 我国发电机单机容量大小划分：
单母线分段接线特点
• 缺点
– 对重要负荷必须采用两条出线供 电，大大增加了出线数目，使整 个母线系统可靠性受到限制。
• 适用范围
– 母线分段的数目，决定于电源数 目与容量、出线回数、运行要求 等，通常分为2～3段为宜； – 其连接的回路数一般比不分段的 单母线接线增加一倍，但仍不宜 过多； – 一般适用于中小容量发电厂和变 电所的6～10kV接线中。
断路器检修时，能否不影响供电； 母线（或断路器）故障以及母线或母线隔离开关检修 时，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否 保证对Ⅰ类负荷和大部分Ⅱ类负荷的供电； 发电厂、变电站全部停运的可能性； 大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特 殊要求。
2、灵活性
（1）定义： 适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、 特殊、投切设备、增减负荷等）的变化。
主接线的基本形式
单母线接线
有汇流母线的接线方式
双母线接线 桥形接线 无汇流母线的接线方式 角形接线 单元接线
• 有汇流母线
– 为便于电能的汇集和分配，在进出线较多时， 采用母线作为中间环节。 – 优点：接线布置清晰、运行方便、有利于安装 和扩建。 – 缺点：
母线一旦发生发生故障，将会造成其上连接的所有 回路停电； 增加了一些设备，占地面积较大；
Ⅰ类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或 造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。 例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、 矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉；医院 的手术室；国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。
对Ⅰ类负荷的供电要求：绝对不允许停电！必须两个独立电 源供电！
规程规定：（了解）
（1）小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线； （2）6~10KV出线（含联络线）回路≯5回； （3）35KV出线含联络线）回路≯3回； （4）110KV出线含联络线）回路≯2回；
2、单母线分段接线
• 当引出线数目较多时， 为提高单母线接线供 电可靠性，可用断路 器（可靠性要求不高 时，可用隔离开关） 将单母线分段，成为 单母线分段接线。
小型机组：50MW以下； 中型机组：50~200MW；
大型机组：200MW以上；
发电厂容量大小划分：
小型发电厂：总装机容量在100MW以下； 中型发电厂：250~1000MW； 大型发电厂：1000MW以上；
用户的负荷性质
我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求不同分 为三个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷。
三、电气主接线的设计程序
设计步骤： 1. 对原始资料分析
– – – 工程情况 电力系统情况 负荷情况 环境条件 设备供货情况
2. 3. 4. 5.
主接线方案的拟定和选择 短路电流计算和主要电气设备选择 绘制电气主接线图 编制工程概算
第二节 主接线的基本接线形式
• 根据倒闸操作的基本要求正确写出倒闸操 作的步骤是本节重点 • 首先我们应了解，倒闸操作的基本要求和 原则，然后仔细分析不同典型接线图中可 能会碰到的几种倒闸操作，通过练习，掌 握典型主接线中常用倒闸操作的基本操作 步骤。
二、双母线接线及双母线分段接线
1、双母线接线
双母线接线它有两组母线，一组为工作母线，一组为备
用母线。两组母线间通过母线联络断路器（简称母联断路 器）QFC连接，每回进出线均经一台断路器和两组母线隔 离开关分别接至两组母线。
• 运行方式：
1）两组母线同时工作（常用） 将母联断路器QFj合闸，而进出线均衡地分配在两组母线上，相当于单 母线分段的运行方式。当一组母线故障时，在继电保护作用下，QFj断 开，仅停故障的母线。经倒闸操作可迅速将停电部分转移到另一组母线 上，便可恢复工作。
第四章 电气主接线及设计
北方民族大学电信学院 电气工程系
主要内容
• • • • • • 电气主接线设计原则和程序 主接线的基本接线形式 主变压器的选择 限制短路电流的方法 电气主接线设计举例 小结
本章学习要点
•
目标和要求：掌握对电气主接线的基本要求，
熟悉并掌握各种主接线的基本形式；掌握变压 器容量和台数的确定原则、形式和结构的选择 原则；掌握主接线中限制短路电流的方法。 • 重点：主接线的基本形式、变压器的选择、 装设限流电抗器限制短路电流的方法。 • 难点：采用分裂电抗器及低压分裂绕组变压 器限制短路电流的原理。
• 缺点
– 可靠性差：母线、母线隔离开关故障或检修，所有回路都要停止工 作，造成全厂（所）长期停电 – 调度不方便：电源只能并列运行，不能分列运行，且线路侧发生短 路时，有较大短路电流
• 适用范围
– 适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变电所。如：中小型 发电厂近区负荷供电接线6kV，或10kV ；中小型变电所35kV，或 110kV，出线回路不多
• 电气主接线图
– 用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、 开关电器、输电线路等有关电气设备，按电能流程顺 序连接而成的电路图。 – 单相图 三相图