发电厂电气部分第四章电气主接线及设计(五)模板
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发电厂电气部分_第四章
WL1
QS1
QS11
QF1
QS12 QS13
QS21 QF2
QS22
QS2
T1 T2
WL2 WI
WII
六、单元接线
1、发电机-双绕组变压器单元接线
优点：接线简单，开关设备少，操作简便。 存在的技术问题： ①当主变QS1发生故障，除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁 场开关。 ②发电Q机F1故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，只能通过失 灵保护出口启动母差保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳
T
闸；若因通道原因远方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护切 除故障，故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重 损坏。QS2 ③发电G机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情况下备用 电源的~快速切换极有可能不成功，因而机组面临厂用电中断的威 胁。
2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线
下列情况下，可不设置旁路设施 (1)当系统条件允许断路器停电检修时(如双回路供电 的负荷)； (2)当接线允许断路器停电检修时（如角形、一台半 断路器接线等）； (3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器 时； (4)采用六氟化硫(SF6)断路器及封闭组合电器(GIS)时。
4、电源侧断路器是否接入旁路母线
变电站的主变压器可靠性较高，通常不需检修,但是高压 侧断路器有定期检修需要，则应接入;
发电厂升压变压器高压侧断路器的定期检修,可安排在发 电机组检修期同步进行，则不需接入。
5、设置旁路设施
35~60KV配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件 停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采 用双母线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离 开关。
(1)3/2断路器接线的特点 WI 任一母线故障或检修， QS11
发电厂电气部分第四章课件
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QF1
G1
WL3 适用场合： 纯粹的单母线不能满足
重要用户的要求，只适用
于容量小、出线少的发电
厂和变电所中。
如果采用成套配电装置， QS2 由于其工作可靠性高，也
QF2 可以对重要用户供电。如
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QF1
QS1/QS2：电源隔离开关 QS3：母线隔离开关 QS4：线路隔离开关 QF1/QF2：电源断路器 QS2 QF3：出线断路器 QF2 WB：母线
G1
G2 QS5：接地开关
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2 WL3
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QS2
QF1
QF2
回路的基本组成：
断路器两侧均装设有隔 离开关，用于断路器停 电检修时隔离电压。 隔离开关没有专门的灭 弧装置，开合电流能力 很低。
G2
发电厂的厂用电就常采用
单母线接线。
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
2. 单母线分段
为了解决纯粹单母线
WL1 WL2
WL3 WL4
缺点中的前两个问题， QS4 提高供电可靠性，可 以用断路器将母线分 QF3
第四章-电气主接线PPT课件
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多数情况下，分段数与电源数相同。
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二、双母线接线及双母线分段接线
有两组工作母线的接线称为双母线接线，每个 回路都经过一台断路器和两台母线隔离开关分别 与两组母线连接，其中一台隔离开关闭合，另一 台隔离开关断开；两母线之间通过母线联络断路 器（简称母联断路器）连接。
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三、经济性
欲使主接线可靠灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置， 从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活 性的前提下作到经济合理。一般应从以下几个方面考虑：
（1）投资省 主接线应简单清晰，以节省开关电器数量，降低投资；
要适应采用限制短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二 次控制与保护方式不应过于复杂，以利于运行和节约二次设备及电缆的 投资。
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什么是主接线的基本形式？
就是主要电气设备常用的几种连接方式。
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第二节 主接线的基本接线形式
主接线的基本形式可分为两大类：
有汇流母线的接线形式 无汇流线线的接线形式
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主要电气设备文字与图形符号表
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设备基本知识 1、断路器：现场将其称为“开关”，具有灭弧作
用，正常运行时可接入或断开电路，故障情况下， 受继电器的作用，能将电路自动切断。
2、隔离开关：可辅助切换操作，或用以与带
电部分可靠地隔离。
发电厂电气部分第4章 电气主接线及设计-3
S
' N
1.1PN (1
Kp ) / cos
PN为发电机的额定功率， cosφN为额定功率因数，Kp为厂 用电率。
(2)接于发电机电压母线上的主变容量选择 按下述三条计算，根据最大的计算结果选择容量。
1）当发电机电压母线上的负荷最小时，扣除厂负荷后，主变能 将最大剩余功率送入电力系统。即
m
S
' N
力系统倒送功率，满足发电机电压母线上的最大负荷和厂用电
的需要，即
m
S
' N
[Smax
(
SN i (1 K p i ) SNmax )]/ n
i 1
SNmax 、 Smax ——最大一台发电机的额定视在功率和最大负荷的 视在功率。
3）若发电机电压母线上接有两台及以上主变时，其中一台容量
最大的主变退出运行时，应该能输送母线最大剩余功率的70%
加装线路电抗器后： a) 可使电缆线路的断路器容量不升级； b)电缆截面减小； c) 维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。 线路电抗器的参数选择：
高压绕组为星形联结时，用符号Y表示，如果将中性点引出则用 YN表示，对于中、低压绕组则用y及yn表示；
高压绕组为三角形联结时，用符号D表示，低压绕组用d表示。
例如常用YN yn0 d11接线组别，表示高中压侧均为星形联结且 中性点都引出，高中压间为0点接线，高低压间为11点接线。
4．调压方式的选择
调压方式分： 1) 带负荷切换的有载（有励磁）调压方式； 2) 不带负荷切换的无载（无励磁）调压方式。
型机组、总装机容量为1000MW及以上的发电厂，其中包括大 容量凝汽式电厂、大容量水电厂和核电厂等。
大型区域性火电厂的特点：
发电厂电气部分PPT课件
小于25MW
（2）高压发电厂，其蒸汽压力一般为9.9MPa、温度为540℃的发电厂， 单机功率小于100MW
1.节能减排，世纪之约 2.做好电力规划，加强电网建设
3.电力工业现代化
4.联合电力系统
净煤发电技术
8.绿色能源的开发和利用
8
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第二节 发电厂类型
一、电能与发电厂
电能是由一次能源经加工转换而成的能源，称为二次能源。
电能与其他形式的能源相比，其特点有：
3
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第八章 发电厂和变电站的控制与信号 第九章 同步发电机的运行 第十章 电力变压器的运行
628～674 675～710 711～791
4
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第一章 概述
第一节 电力工业发展概况
一、我国电力工业发展简况
1882年7月26日，上海电气公司在上海成立，安装了一台以蒸汽机带动的直流发电 机，并正式发电，从电厂到外滩沿街架线，供给照明用电，这是我国的第一座火电厂 。这与世界上第一座火电厂——于1875年建成的法国巴黎火车站电厂相距仅7年，与美 国的第一座火电厂——旧金山实验电厂相距3年，与英国的第一座火电厂——伦敦霍尔 蓬电厂同年建成，说明当年我国电力建设和世界强国差距并不大。
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“十一五”国家级规划教材
发电厂将各种一次能源转变成电能的工厂。 按一次能源的不同发电厂分为： （1）火力发电厂 （2）水力发电厂
（3）核能发电厂 （4）风力发电厂 （5）地热发电厂 （6）太阳能发电厂 （7） 潮汐发电厂
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发电厂电气部分
“十一五”国家级规划教材
（2）高压发电厂，其蒸汽压力一般为9.9MPa、温度为540℃的发电厂， 单机功率小于100MW
1.节能减排，世纪之约 2.做好电力规划，加强电网建设
3.电力工业现代化
4.联合电力系统
净煤发电技术
8.绿色能源的开发和利用
8
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发电厂电气部分
第二节 发电厂类型
一、电能与发电厂
电能是由一次能源经加工转换而成的能源，称为二次能源。
电能与其他形式的能源相比，其特点有：
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发电厂电气部分
第八章 发电厂和变电站的控制与信号 第九章 同步发电机的运行 第十章 电力变压器的运行
628～674 675～710 711～791
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“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第一章 概述
第一节 电力工业发展概况
一、我国电力工业发展简况
1882年7月26日，上海电气公司在上海成立，安装了一台以蒸汽机带动的直流发电 机，并正式发电，从电厂到外滩沿街架线，供给照明用电，这是我国的第一座火电厂 。这与世界上第一座火电厂——于1875年建成的法国巴黎火车站电厂相距仅7年，与美 国的第一座火电厂——旧金山实验电厂相距3年，与英国的第一座火电厂——伦敦霍尔 蓬电厂同年建成，说明当年我国电力建设和世界强国差距并不大。
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发电厂将各种一次能源转变成电能的工厂。 按一次能源的不同发电厂分为： （1）火力发电厂 （2）水力发电厂
（3）核能发电厂 （4）风力发电厂 （5）地热发电厂 （6）太阳能发电厂 （7） 潮汐发电厂
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发电厂电气部分
“十一五”国家级规划教材
火力发电厂课程设计-发电厂电气部分主接线设计说明书
发电厂电气部分主接线设计说明书目录原始材料分析………………………………………………………………………第一章主线方案的拟定…………………………………………………………第二章选择发电机及主变压器………………………………………………. 第一节发电机的选择………………………………………………………. 第二节主变压器的选择…………………………………………………….. 第三章短路电流的计算……..………………………………………………第四章主要电气设备的选择 ..………………………………………………第一节断路器的选择………………………………………………………第二节隔离开关的选择……………………………………………………第三节裸导体的选择………………………………………………………第五章发电厂厂用电系统分析………………………………………………第一节厂用电设计的原则和要求…………………………………………第二节厂用电系统的设计…………………………………………………附发电厂电气部分课程设计任务书（10）……………………………………对原始材料的分析：设计电厂为中，小型抽气式热电厂，其容量为2*12+2*25+2*50=174MW。
最大单机容量为50MW，即具有小型容量的规模，中型机组的特点。
年利用小时为6570h/a>5000h/a。
并在系统中承担地区负荷，则主接线的设计着重考虑其可靠性。
本厂投产后，将占电力系统的总容量174100%8.0%1742000⨯=+(<15%)，说明该厂在未来电力系统中的作用和地位不是非常重要。
第一章主接线方案的拟定根据对原始资料的分析现将各电压级可能采用的较佳方案列出。
进而以优异的组合方式，组成最佳的可比方案。
1) 6.3KV的电压级：鉴于出线回路多，且为直馈线、电压线，因此可采用单母线合段或双母线分段接线形式，为选择轻型电器，应在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈线上的装设出线电抗器。
发电厂电气部分-第四章
两种运行方式： 完整串运行 不完整串运行
接线的两条原则： •电源线与负荷线配对成串； • 仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线（交叉接线），进出线 应装设隔离开关； •当大于3串时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装隔离开关。
特点： 调度灵活，电源和负荷可自由调 配，安全可靠，有利于扩建。 变压器可靠性高，其直接接入母线 对母线运行不会产生明显影响。 变压器故障时，连接于对应母线上 的断路器跳开，不影响其他回路供 电。 适用于长距离、大容量输电线路、 系统稳定性问题突出和要求线路有高 度可靠性的并要求主变压器的质量的是： 角形接线用于调峰电厂时，需增设发电机出 口断路器，便于启、停机，以避免角形接线 常开环运行，但增加了电厂主变的空载损 耗。
典型主接线分析： （1）火力发电厂电气主接线 （2）水力发电厂电气主接线 （3）变电站电气主接线
• 按发电机的最大连续容量。扣除一台厂用变压器的计 算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水 温度不超过65度的条件选择。 •采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压 器，其容量应按照单元接线的计算原则算出两台机容量 之和来确定。
为防止误操作，还应对隔离开关和相应的断路器加装电磁闭锁、机械闭锁或 防误操作的电脑钥匙。
单
且分段断路器QFD上还应装设备用电源自动投入装置。
，一般2-3段为宜。
该接线适用于以下场合： •小容量发电厂的发电机电压配电装置，一般每段母 线上所接发电容量为12MW左右，每段母线上出线 不多于5回。 • 变电站有两台主变压器时的6-10kV配电装置。 • 35-63kV配电装置出线4-8回； •110kV-220kV配电装置出线3-4回。
扩大单元接线：
通常，单机容量仅为系统 容量的1%-2%或更小时，而 电厂的升高电压等级又较高 时，可采用这种接线方式。
发电厂电气部分电气主接线及设计
（2）降压变电站主接线常用接线形式
✓ 变电站主接线的高压侧： 1）应尽可能采用断路器数目少的接线，以节省投资，减 少占地面积；
2）随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角 形等接线形式；
3)如果电压较高又是极为重要的枢纽变电站，宜采用带旁 路的双母线分段或一台半断路器接线。
✓ 变电站的低压侧： 常采用单母线分段或双母线接线。
用于本厂（站）用电的变压器，也称自用变。
二、主变压器容量和台数的确定
原则：尽量减少变压器台数，提高单台容量。
1、发电厂主变压器容量和台数的选择
（1）单元接线的主变压器
A、容量选择
应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择
S N 1 .1 P N ( 1 G K P )/co Gs(M )VA
2）水力发电厂的升高电压侧的接线：
✓ 当出线数不多时，应优先考虑采用多角形接线等类型 的无汇流母线的接线；
✓ 当出线数较多时，可根据其重要程度采用单母线分段、 双母线或一台半断路器接线等。
某中型水电厂主接线
1）该电厂有4 台发电机 G1~G4，每两台机与一台 双绕组变压器接成扩大单 元接线；
2）110kV侧只有2回出线， 与两台主变压器接成4角 形接线。
e1
N1
d dt
e2
N2
d dt
i1
U1
i2 u1
只要一、二
u1
e1e2Biblioteka u 2ZL次绕组的匝数不 同，就能达到改
u2 变压的目的。
U2
第三节 主变压器的选择
一、有关的几个概念
1、主变压器
发电厂、变电站中向系统、用户输送功率的变压器。
2、联络变压器
《发电厂电气部分》(含答案版)
《发电厂电气部分》(含答案版)能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。
火电厂的分类：（1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。
（2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
水力发电厂的分类：按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，调频，调相，备用。
3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
4、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
第二章发电、变电和输电的电气部分1、一次设备、二次设备的概念一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设备2、断路器、隔离开关的区别隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。
发电厂电气部分(第四版)课件
图1-3 火电厂汽水系统流程示意图
“十一五”国家级规划教材
（三置、厂用电系统和升压变电站等，如图 1-4所示。 图1-4 火电厂电气系统流程示意图
“十一五”国家级规划教材
三、火电厂的特点
（1）布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。 （2）一次性建造投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一半左右。 （3）耗煤量大。 （4）动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂， 运行费用高。 （5）燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时，并附加耗用大 量燃料。 （6）火电厂担负调峰、调频或事故备用，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用
“十一五”国家级规划教材
（5）超临界压力发电厂，其蒸汽压力大于22.11MPa、温度为550/550℃的 发电厂，机组功率为600MW、800MW及以上；
（6）超超临界压力发电厂，其蒸汽压力为26.25MPa、温度为600/600℃的
发电厂，机组功率为1000MW及以上；
按输出能源分 （1）凝汽式发电厂，即只向外供应电能的发电厂，其效率较低，只有30%~40% 。 （2）热电厂，即同时向外供应电能和热能的电厂，其效率较高，可达60%~70% 。
“十一五”国家级规划教材
燃烧系统包括如下子系统：
（1）运煤系统。
（2）磨煤系统。 （3）燃烧系统。 （4）风烟系统。 （5）灰渣系统。
（二）汽水系统
火电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成 ，包括给水系统、循环水系统和补充给水系统，如图1-3所示。
“十一五”国家级规划教材
小于25MW
（2）高压发电厂，其蒸汽压力一般为9.9MPa、温度为540℃的发电厂， 单机功率小于100MW
发电厂电气部分 第4章 电气主接线
改进：
单母线分段 加装旁路母线
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线（续）
• 单母线分段接线
• （1）分段断路器闭合运行： 两个电源分别接在两段母线上； 两段母线上的负荷应均匀分配。 可靠性比较好，但线路故障时 短路电流较大。 • （2）分段断路器断开运行： 每个电源只向接至本段母线上 的引出线供电，可以限制短路 电流，两段母线上的电压可不 相同 。 • 可在分段断路器处装设备自 投装臵，重要用户可以从两段 母线引接采用双回路供电。
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线（续）
• 2.优缺点分析 • 优点：供电可靠性较高 • （1）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。 • （2）两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电 可靠性，可对重要用户供电。 • 缺点：停电范围仍较大 • （1）当一段母线故障或检修时，该段母线上的所有支 路必须断开，停电范围较大。 • （2）任一支路的断路器检修时，该支路必须停电。 • 3.适用范围 • （1）6～10k：出线回路数为6回及以上； • （2）35～63kV：出线回路数为4～8回； • （3）110～220kV：出线回路数为3～4回。
第一节 对电气主接线的基本要求
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求， 通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分 配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。
一、可靠性
电力系统中，按负荷重要性的不同将负荷分为三类： ① Ⅰ类负荷：即使短时停电也将造成人身伤亡和重大 设备损坏的最重要负荷； ② Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大的经 济损失的负荷； ③ Ⅲ类负荷： Ⅰ类、 Ⅱ类负荷以外的其它负荷。 可靠性评价可定性分析，也可定量计算。主要衡量设 备事故时或检修时对用户供电的影响程度。 不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。
第四章电气主接线资料
确定主接线的可靠性时，要考虑发电厂与变电所在电力系统 中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和运行实践等因 素。
发电厂电气部分
➢分析和评估主接线可靠性时应该考虑的几个问题
(1)发电厂与变电所在系统中的地位和作用
对于大、中型发电厂和变电所，在电力系统中的地位非常 重要，其电气主接线应具有很高的可靠性。对于小型发电厂和 变电所就没有必要过分地追求过高的可靠性而选择复杂的主接 线形式。
变压器组。
3. 年运行费用小
年运行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修
的维护费等。
电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变压器的
型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。
4. 在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快 发挥经济效益。
发电厂电气部分
第二节 有汇流母线的主接线
(1) 电气主接线的基本环节是电源、母线和出现（馈线）。
(3)扩建方便 ：在主接线设计时，应留有余地，应能容易地从 初期过渡到最终接线，使在扩建时一、二次设备所需的改造最 少。
发电厂电气部分
三、经济性
主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到:
1. 节约投资
主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次电
气设备；
要使相应的控制、保护不过于复杂，节省二次设备与控制
重要用户可用双回路接于不同母线端，保证不间断供电。
任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段。
分段断路器QFd增加了线路的灵活性。
对于用分段隔离开关QSd分段，当该段母线故障，全部短时
停电，拉开QSd后恢复完好段供电。
发电厂电气部分
2) 分段单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母 线故障仍有停电问题；某回路断路器检修该回路停电；扩建时 需向两端均衡扩建。
发电厂电气部分
➢分析和评估主接线可靠性时应该考虑的几个问题
(1)发电厂与变电所在系统中的地位和作用
对于大、中型发电厂和变电所，在电力系统中的地位非常 重要，其电气主接线应具有很高的可靠性。对于小型发电厂和 变电所就没有必要过分地追求过高的可靠性而选择复杂的主接 线形式。
变压器组。
3. 年运行费用小
年运行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修
的维护费等。
电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变压器的
型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。
4. 在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快 发挥经济效益。
发电厂电气部分
第二节 有汇流母线的主接线
(1) 电气主接线的基本环节是电源、母线和出现（馈线）。
(3)扩建方便 ：在主接线设计时，应留有余地，应能容易地从 初期过渡到最终接线，使在扩建时一、二次设备所需的改造最 少。
发电厂电气部分
三、经济性
主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到:
1. 节约投资
主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次电
气设备；
要使相应的控制、保护不过于复杂，节省二次设备与控制
重要用户可用双回路接于不同母线端，保证不间断供电。
任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段。
分段断路器QFd增加了线路的灵活性。
对于用分段隔离开关QSd分段，当该段母线故障，全部短时
停电，拉开QSd后恢复完好段供电。
发电厂电气部分
2) 分段单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母 线故障仍有停电问题；某回路断路器检修该回路停电；扩建时 需向两端均衡扩建。
发电厂电气主接线及设计共90页文档
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70பைடு நூலகம்浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
发电厂电气主接线及设计 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
第4章 电气主接线及设计
2.主接线方案的拟定 3.短路电流计算和主要电气设备选择 4.绘制电气主接线图 5.编制工程概算 等各项步骤，请参见P103～104
第二节 主接线的基本接线
相关专业术语及基本概念
主接线的基本形式——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。
汇流母线——发电厂或变电站出线回路和电源进线的 中间环节，以便于电能的汇集和分配。 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 当进出线数较多时（一般超过4回），通常采用母 线连接。
(4)长期实践运行经验
主接线可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质 等因素有密切关系，衡量可靠性的客观标准是运行实 践。 国内外长期运行经验的积累，经过总结均反映于技术 规范之中，在设计时均应予以遵循（应采用典型设 计）。
2.灵活性
灵活性指电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵 活地进行运行方式的转换。
包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、 地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备 的选择和配电装置的实施均有影响，应予以重视。 330kv以上电压的电气设备和配电装置要遵循《电磁 辐射防护规程》、控噪、控静电感应的场强水平和电 晕无线电干扰。对重型设备的运输条件亦应充分考虑。
(5)设备供货情况 这往往是设计能否成立的重要前提，为使所设计的主 接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制 造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较。
工程设计中设计任务书（或委托书）的内容
根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划 （1）所设计电厂（变电站）的容量、机组台数； （2）电压等级、出线回路数、主要负荷要求； （3）电力系统参数和对电厂的具体要求； （4）设计的内容和范围。
湖南工业大学《发电厂电气部分》第四章[1]
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湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁
4.1电气主接线设计原则和程序
——电气主接线是指一次设备的连接电路，又叫一次电路或 主电路。它表示了电能产生、汇集、分配和传输的关系。
一、电气主接线设计的基本要求 主接线图一般画成单线图，用规定的图形和文字符号描
述实际的主电路连接情况。图上的主要元件有G、T、QF、QS、 TV、TA、母线和电抗器等设备。局部以三相表示（如TV、TA 的配置）。图中描述的设备处于“正常状态”，即电路无电 压和无外力作用下的状态。QF、QS处于断开位置。
▪②母线和母线侧隔离开 湖南工业大学《发电厂关电气短部分路》 ，QF母线侧绝缘
第四章[1]
发电厂电气部分 第四章
湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁
适用场合： 纯粹的单母线不能满足 重要用户的要求，只适用 于容量小、出线少的发电 厂和变电所中。
如果采用成套配电装置， 湖南工业大学《发电厂由电气于部分其》 工作可靠性高，也
电气主接线决定了电气设备的选择，配电装置的布 置。
电气主接线决定了继电保护和控制的方式。
湖南工业大学《发电厂电气部分》 第四章[1]
发电厂电气部分 第四章
湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁
❖电气主接线设计的基本要求：
1）根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。
发电厂电气部分 第四章
湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁
2）灵活性
电降气低主投接资线：应节能约适设应备各；种选运用行合状理态的，设并备能；灵简活化转控换制运 行和方保式护。包括：操作、调度、扩建的方便。
节约占地面积：合理选择主变 3）降在低满运足行上费述用前：提避下免，两保级证变经压济；性减少电能损失
第4章 发电厂电气部分(电气主接线)
第四章 电气主接线
2.单母线分段接线 优点:提高供电可靠性。对重要用户可从不同 段引出两回馈线，由两个电源供电，当一段母线 发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证 正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。 分段的数目：
应用：6~10kV出线在6回及以上时，每段所接 容量不宜超过25MW；35~60kV时，出线回路 数不超过8回；110~220kV时，出线回路数不宜 超过4回。
有汇流母线的接线形式可概括地分为单 母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线 的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单 元接线等。
第四章 电气主接线
一、单母线接线及单母线分段接线 1.单母线接线 特点:母线既可保证电源并列工作，又能使任一条 出线都可以从任一个电源获得电能。各回路输送功 率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配于各出 线上，以减少功率在母线上的传输。
第四章 电气主接线
4.双母线接线的适用范围 (1)6~10kV配电装置，当短路电流较大， 出线需带电抗器时。 (2)35~60kV配电装置当出线回路超过8回 时，或连接的电源较多、负荷较大时。 (3)110~220kY配电装置出线回路为5回及 以上时。
第四章 电气主接线
2.双母线分段接线
应用： 6~10kV：进出线回路数或电源较多，输送 功率较大时，为限制短路电流，选择轻型设 备，常采用双母线三分段。 220~500kV：容量较大的发电厂或变电所高 压接线，有时采用双母线三分段或四分段接 线。
第四章 电气主接线
2.灵活性 (1)操作的方便性。电气主接线应该在满足 可靠性的条件下，结线简单，操作方便，尽 可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握， 不致在操作过程中出差错。 (2)调度的方便性。电气主接线在正常运行 时，要能根据调度要求，方便地改变运行方 式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故 障，使停电时间最短，影响范围最小，不致 过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定 运行。 (3)扩建的方便性。
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二、变电所电气主接线设计举
*1.枢纽变电站接线
主变压器是两台 容量为750MVA的自藕 变压器； 500kV配电装置采 用一个半断路器接线， 具有非常高的供电可 靠性； 220kV侧有14回线 路，采用有专用旁路 断路器的双母线带旁 路接线； 两台主变压器 35kV侧都采用单母线 接线。
例
发电厂变电所电气主系统
110kV
T1 T2
500kV
10kV
至 静 35kV 止 补 偿 装 置
发电厂变电所电气主系统
12
第五节 电气主接线设计举例
三、水电站电气主接线设计举例 水电厂一般距负荷中心较远，机压负荷很小或完全没有，几乎全部电能通过
高压输电线路送入系统；
水电厂的装机台数和容量是根据水能利用条件一次确定的，一般不考虑发展 和扩建； 水电厂多建在山区峡谷中，地形复杂，应尽量简化接线； 水电厂的负荷曲线变化较大，机组开停频繁，其接线应具有较好的灵活性；
水电厂容易实现自动化和远动化，电气主接线应尽可能地避免把隔离开关作
为操作电器以及具有繁琐倒换操作的接线形式。
发电厂变电所电气主系统
13
第五节 电气主接线设计举例
三、水电站电气主接线设计举例
L1
110kV 500kV
T1
L2
T2
G1
~
G2
~
G3
~
G4
~
G5
~
G6
~
~
G1
~
G2
~
G3
~
G4
某大型水力发电厂的主接线
按弱联系考虑,只设1台主变压器； 10kV电压最大负荷20MW，远小于2×50MW发电机组装机容量，即使在1台发电机检修的情况下，也可
保证该电压等级负荷要求。
为选择轻型电气设备，应在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈线上装设线路电抗器。
发电厂变电所电气主系统
5
第五节 电气主接线设计举例
220kV 500kV 5 Pmax=20MW Pmin=15MW 5
发电厂变电所电气主系统
4
第五节 电气主接线设计举例
2、主接线方案的拟定 (1)10kV电压级 10kV出线回路多,发电机单机容量为50MW，
根据设计规程规定：当每段母线超过24MW时，采用双母线分段接线，将2台50MW机组分别接在两段
母线上。 剩余功率通过主变压器送往电压220kV。
50MW机组为供热式机组,通常“以热定电”,机组年负荷小时数较低,即10kV电压级与220kV电压之间
发电厂变电所电气主系统
6
第五节 电气主接线设计举例
(2)220kV电压级 出线回路数大于4回，为使其出线断路器检修时不停电，拟采用单母线分段带旁路接线 或双母线带旁路接线。 从10kV送来剩余容量： 2×50-[(2×50×6%)+20]=74MW， 不能满足220kV最大负荷250MW的要求。 拟以1台300MW机组按发电机—变压器单元接线形式接至220kV母线上，
某中等容量水电厂的主接线
发电厂变电所电气主系统
14
第四章 电气主接线及设计
本章内容结束，请听下一章（节）
第四章 厂用电接线及设计
发电厂变电所电气主系统
15
架空线5回。
(3)500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线 上的标幺电抗0.021(基准容量为100MV· A)，500kV架空线4回，备用线1回。
发电厂变电所电气主系统
2
第五节 电气主接线设计举例
1、对原始资料的分析 设计电厂容量:2×50+2×300MW=700MW; ×100%=16.7%; 超过系统检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为6500h>5000h，远大于电力系统发电机组的平均最大负 荷利用小时数。 占系统总容量700/(3500+700)
剩余容量或机组检修时不足容量应如何处理?
由联络变压器与500kV接线连接，相互交换功率。
发电厂变电所电气主系统
7
250MW
106MW 282MW 74MW 176MW
300MW
发电厂变电所电气主系统
8
第五节 电气主接线设计举例
(3)500kV电压级 500kV负荷容量大，为保证可靠性，有多种接线形式，经定性分析筛选后，可 选用的方案为双母线带旁路接线和一台半断路器接线。
通过联络变压器与220kV连接，并通过一台三绕组变压器联系220kV及10kV电
压，以提高可靠性。 将一台300MW机组与变压器组成单元接线，直接将功率送往500kV电力系统。
发电厂变电所电气主系统
9
第五节 电气主接线设计举例
厂 备 用 电 源
发电厂变电所电气主系统
10
பைடு நூலகம்
第五节 电气主接线设计举例
发电厂变电所电气主系统
第四章 电气主接线及设计
电力工程学院电气工程系
《发电厂电气部分》课题组
发电厂变电所电气主系统
1
第五节 电气主接线设计举例
一、发电厂电气主接线设计举例
某火力发电厂原始资料如下：供热式机组2× 50MW (UN=10.5kV)；凝汽式机组 2×300MW(UN=18kV)； 厂用电率6%，机组年利用小时Tmax=6500h。 电力负荷及与电力系统连接情况资料 (1)10.5kV电压级Pmax=20MW，Pmin=15MW，cos φ =0.8，电缆馈线10回。 (2)220kV电压级Pmax=250MW，Pmin=200MW，cos φ =0.85， Tmax=4500h，
11
第五节 电气主接线设计举例
*2. 变电站接线 通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投 资，随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线接线及角形接线等。 如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线双分段带 旁路接线或采用一台半断路器接线。
220kV
该电厂在电力系统中将主要承担基荷,从而在设计电气主接线时务必侧重考虑
可靠性。
发电厂变电所电气主系统
3
第五节 电气主接线设计举例
10.5kV电压级:地方负荷容量最大为20MW,共有10回电缆馈线,与50MW发电机机 端电压相等，采用直馈线为宜。 18kV电压级: 300MW发电机出口电压，既无直配负荷,又无特殊要求,拟采用 单元接线形式。 220kV电压级:出线回路数为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电， 拟采取带旁路母线接线形式为宜。 500kV电压级:与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200700×6%=443MW。500kV电压级的接线对可靠性要求应当很高。
*1.枢纽变电站接线
主变压器是两台 容量为750MVA的自藕 变压器； 500kV配电装置采 用一个半断路器接线， 具有非常高的供电可 靠性； 220kV侧有14回线 路，采用有专用旁路 断路器的双母线带旁 路接线； 两台主变压器 35kV侧都采用单母线 接线。
例
发电厂变电所电气主系统
110kV
T1 T2
500kV
10kV
至 静 35kV 止 补 偿 装 置
发电厂变电所电气主系统
12
第五节 电气主接线设计举例
三、水电站电气主接线设计举例 水电厂一般距负荷中心较远，机压负荷很小或完全没有，几乎全部电能通过
高压输电线路送入系统；
水电厂的装机台数和容量是根据水能利用条件一次确定的，一般不考虑发展 和扩建； 水电厂多建在山区峡谷中，地形复杂，应尽量简化接线； 水电厂的负荷曲线变化较大，机组开停频繁，其接线应具有较好的灵活性；
水电厂容易实现自动化和远动化，电气主接线应尽可能地避免把隔离开关作
为操作电器以及具有繁琐倒换操作的接线形式。
发电厂变电所电气主系统
13
第五节 电气主接线设计举例
三、水电站电气主接线设计举例
L1
110kV 500kV
T1
L2
T2
G1
~
G2
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G4
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G6
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G1
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G3
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某大型水力发电厂的主接线
按弱联系考虑,只设1台主变压器； 10kV电压最大负荷20MW，远小于2×50MW发电机组装机容量，即使在1台发电机检修的情况下，也可
保证该电压等级负荷要求。
为选择轻型电气设备，应在分段处加装母线电抗器，各条电缆馈线上装设线路电抗器。
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第五节 电气主接线设计举例
220kV 500kV 5 Pmax=20MW Pmin=15MW 5
发电厂变电所电气主系统
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第五节 电气主接线设计举例
2、主接线方案的拟定 (1)10kV电压级 10kV出线回路多,发电机单机容量为50MW，
根据设计规程规定：当每段母线超过24MW时，采用双母线分段接线，将2台50MW机组分别接在两段
母线上。 剩余功率通过主变压器送往电压220kV。
50MW机组为供热式机组,通常“以热定电”,机组年负荷小时数较低,即10kV电压级与220kV电压之间
发电厂变电所电气主系统
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第五节 电气主接线设计举例
(2)220kV电压级 出线回路数大于4回，为使其出线断路器检修时不停电，拟采用单母线分段带旁路接线 或双母线带旁路接线。 从10kV送来剩余容量： 2×50-[(2×50×6%)+20]=74MW， 不能满足220kV最大负荷250MW的要求。 拟以1台300MW机组按发电机—变压器单元接线形式接至220kV母线上，
某中等容量水电厂的主接线
发电厂变电所电气主系统
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第四章 电气主接线及设计
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第四章 厂用电接线及设计
发电厂变电所电气主系统
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架空线5回。
(3)500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500kV母线 上的标幺电抗0.021(基准容量为100MV· A)，500kV架空线4回，备用线1回。
发电厂变电所电气主系统
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第五节 电气主接线设计举例
1、对原始资料的分析 设计电厂容量:2×50+2×300MW=700MW; ×100%=16.7%; 超过系统检修备用容量8%~15%和事故备用容量10%的限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为6500h>5000h，远大于电力系统发电机组的平均最大负 荷利用小时数。 占系统总容量700/(3500+700)
剩余容量或机组检修时不足容量应如何处理?
由联络变压器与500kV接线连接，相互交换功率。
发电厂变电所电气主系统
7
250MW
106MW 282MW 74MW 176MW
300MW
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8
第五节 电气主接线设计举例
(3)500kV电压级 500kV负荷容量大，为保证可靠性，有多种接线形式，经定性分析筛选后，可 选用的方案为双母线带旁路接线和一台半断路器接线。
通过联络变压器与220kV连接，并通过一台三绕组变压器联系220kV及10kV电
压，以提高可靠性。 将一台300MW机组与变压器组成单元接线，直接将功率送往500kV电力系统。
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第五节 电气主接线设计举例
厂 备 用 电 源
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10
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第五节 电气主接线设计举例
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第四章 电气主接线及设计
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《发电厂电气部分》课题组
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第五节 电气主接线设计举例
一、发电厂电气主接线设计举例
某火力发电厂原始资料如下：供热式机组2× 50MW (UN=10.5kV)；凝汽式机组 2×300MW(UN=18kV)； 厂用电率6%，机组年利用小时Tmax=6500h。 电力负荷及与电力系统连接情况资料 (1)10.5kV电压级Pmax=20MW，Pmin=15MW，cos φ =0.8，电缆馈线10回。 (2)220kV电压级Pmax=250MW，Pmin=200MW，cos φ =0.85， Tmax=4500h，
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第五节 电气主接线设计举例
*2. 变电站接线 通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投 资，随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线接线及角形接线等。 如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线双分段带 旁路接线或采用一台半断路器接线。
220kV
该电厂在电力系统中将主要承担基荷,从而在设计电气主接线时务必侧重考虑
可靠性。
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第五节 电气主接线设计举例
10.5kV电压级:地方负荷容量最大为20MW,共有10回电缆馈线,与50MW发电机机 端电压相等，采用直馈线为宜。 18kV电压级: 300MW发电机出口电压，既无直配负荷,又无特殊要求,拟采用 单元接线形式。 220kV电压级:出线回路数为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电， 拟采取带旁路母线接线形式为宜。 500kV电压级:与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200700×6%=443MW。500kV电压级的接线对可靠性要求应当很高。