发电厂电气部分-第四章-电气主接线及设计2
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
电气主接线及设计
1)系统中的大型发电厂或变电所其供电容量大,范围广地位重要 作用强,应采用可靠性高的主接线形式,反之,应采用可靠性低 的主接线形式。
2)发电厂和变电所接入电力系统方式 接入系统方式指其与电力 系统连接方式
三、电气主接线的设计程序
1. 对原始资料分析 (1)工程情况
发电厂类型、设计容量、 单机容量及台数、最大负 荷利用小时数、可能的运 行方式
(2)电力系统情况
电力系统近远期规划、发电厂 或变电站在电力系统中的位置 和作用、本期工程与电力系统 的连接方式及各级电压中性点 接地方式等
(3)负荷情况
负荷的性质、地理位置、输电电压 等级、出线回路数、输送容量
定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准: 1)断路器检修时,能否不影响供电. 2)断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时,停运的出线
回路数和停电时间的长短,以及能否保证对一类用户供电。 3)发电厂或变电所全部停电的可能性。 4)大型机组突然停运时,对电力系统稳定性的影响与后果。 2.灵活性 1)操作的方便性。 2)调度方便性。主接线能适应系统或本厂所的各种运行方式 3)扩建方便性。具有初期—终期—扩建的灵活方便性。 3.经济性 1)投资省 设备少且廉价(接线简单且选用轻型断路器)。 2)占地面积少 一次设计,分期投资,尽快发展经济效益。 3)电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数,避免两次变压。 正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠性的前提条件下,
电气主接线是发电厂或变电站电气部分的主体,直接影响运行 的可靠性、对配电装置布置、继电保护配置、自动装置及控制方 式的拟定都有决定性的关系。对电气主接线的基本要求是:可靠 性、灵活性和经济性灵活性。
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。
电气主接线及设计-2
五. 变压器母线组接线
1.接线形式 2.正常运行时,两组母线和断路器均投 入。 3.变压器故障时,连接于对应母线上的 断路器跳开,但不影响其他回路供电。 4.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; 一组母线故障或检修时,只减少输 送功率,不会停电。 可靠性较双母线带旁路高,但主变 压器故障即相当于母线故障。
•发电机-三绕组变压器(或自耦变压器)单元接线
1.在发电机出口处需装 设断路器; 2.断路器两侧均应装设 隔离开关; 3.大容量机组一般不宜 采用。
3)发电机—变压器—线路组成单元接线
a) 这种接线方式下,在电厂不设升压配电装置,把电能直接送 到附近的枢纽变电站或开关站,使电厂的布置更为紧凑,节省 占地面积; b) 由于不设高压配电装置,所以不存在火电厂的烟尘及冷却水 塔的水汽对配电装置的污染问题。
(2)发电机定子绕组本身故障时,若变压器高压侧断路器 失灵拒跳,则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来切除故障, 这样故障切除时间大大延长,会造成发电机、主变压器 严重损坏。
(3)发电机故障跳闸时,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。
四. 一台半断路器接线及三分之四台断路器接线
运行时,两组母线和同一串的3
个断路器都投入工作,称为完
W2
整串运行,形成多环路状供电,
QF1
具有很高的可靠性。
一串中任何一台断路器退出或
检修时,这种运行方式称为不
QF2
完整串运行,此时仍不影响任
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
何一个元件的运行。
2020年华南理工 发电厂电气部分 随堂练习
绪论1.(单选题) 下面所述的电压等级,是指特高压交流输电线路的电压等级() A)330kV; B)±500kV; C)±800kV;D)1000kV参考答案:D2.(单选题) 下面所述的电压等级,是指特高压直流输电线路的电压等级() A)330kV; B)±500kV; C)±800kV;D)1000kV;参考答案:C3.(单选题) 全国发电设备容量的总容量最大;水电发电机组装机总量第二,由此可见,他们仍然是我们国家的两种主力发电机组类型A)水电发电机组; B)火电发电机组;C)光伏发电发电机组;D)核能发电机组;参考答案:B4.(单选题) 电力工业非现代化的体现是:()A)高电压、大系统B)大电厂、大机组C)高度自动化D)电力市场参考答案:D第一章能源和发电·第一节能源和电能1.(单选题) 能源按被利用的程度,可以分为()A)一次能源、二次能源B)常规能源、新能源C)可再生能源、非再生能源D)含能体能源、过程性能源参考答案:B2.(单选题) 能源按获得的方法分,可以分为() A)一次能源、二次能源B)常规能源、新能源C)可再生能源、非再生能源D)含能体能源、过程性能源参考答案:A3.(单选题) 按能否再生分,可以分为()A)一次能源、二次能源B)常规能源、新能源C)可再生能源、非再生能源D)含能体能源、过程性能源参考答案:C4.(单选题) 按能源本身的性质分,可以分为() A)一次能源、二次能源B)常规能源、新能源C)可再生能源、非再生能源D)含能体能源、过程性能源参考答案:D5.(单选题) 按能源本身的性质分,可以分为() A)一次能源、二次能源B)常规能源、新能源C)可再生能源、非再生能源D)含能体能源、过程性能源参考答案:D6.(单选题) 下面电厂不属于新能源发电厂分为() A)水力发电厂B)风力发电厂C)太阳能发电厂D)地热发电厂;参考答案:A7.(单选题) 下面哪种不属于人类所认识的能量形式:()A)机械能B)热能C)电能D)势能参考答案:D8.(单选题) 按获得的方法分,一次能源是指自然界中现成存在,可直接取用。
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。
(完整版)发电厂电气部分(第五版)苗世洪课件
发电厂电气部分
(三) 抽水蓄能电厂 1.工作原理
抽水蓄能电厂是以一定水量作为能量载体,通过能量转换向电力系统提供电能。 图1-9 抽水蓄能电厂示意图
2.抽水蓄能电厂在电力系统中的作用
(1)调峰。 (2)填谷。 (3)事故备用。 (4)调频。 (5)调相。 (6)黑启动。 (7)蓄能。
发电厂电气部分
(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% 。
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
5.电力市场
6.IT技术
7.洁净煤发电技术
8.绿色能源的开发和利用
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: (1)电能可以大规模生产和远距离输送
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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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。
发电厂电气部分第四章习题解答
第四章电气主接线4—1 对电气主接线的基本要求是什么?答:对电气主接线的基本要求是:可靠性、灵活性和经济性.其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
灵活性包括:操作、调度、扩建的方便性。
经济性包括:节省一次投资,占地面积小,电能损耗少。
4-2 隔离开关与断路器的区别何在?对它们的操作程序应遵循哪些重要原则?答:断路器具有专用灭弧装置,可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流,故用来作为接通和切断电路的控制电器.而隔离开关没有灭弧装置,其开合电流极小,只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。
4—3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施?答:为了防止隔离开关误操作,除严格按照规章实行操作票制度外,还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。
4-4 主母线和旁路母线各起什么作用?设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器,各有什么特点?检修出线断路器时,如何操作?答:主母线主要用来汇集电能和分配电能。
旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。
设置旁路短路器极大的提高了可靠性。
而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线,可以减少设备,节省投资。
当出线和短路器需要检修时,先合上旁路短路器,检查旁路母线是否完好,如果旁路母线有故障,旁路断路器在合上后会自动断开,就不能使用旁路母线。
如果旁路母线完好,旁路断路器在合上就不会断开,先合上出线的旁路隔离开关,然后断开出线的断路器,再断开两侧的隔离开关,有旁路短路器代替断路器工作,便可对短路器进行检修。
4-5 发电机—变压器单元接线中,在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器,有何利弊?答:发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器,避免了由于额定电流或短路电流过大,使得在选择出口断路器时,受到制造条件或价格等原因造成的困难。
但是,变压器或者厂用变压器发生故障时,除了跳主变压器高压侧出口断路器外,还需跳发电机磁场开关,若磁场开关拒跳,则会出现严重的后果,而当发电机定子绕组本身发生故障时,若变压吕高压侧失灵跳闸,则造成发电机和主变压器严重损坏.并且发电机一旦故障跳闸,机组将面临厂用电中断的威胁。
《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。
发电厂电气主接线及设计
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(3)设备制造水平 (4)运行经验
定性分析和衡量主接线可靠性的标准: (1)断路器检修时,能否不影响供电
(2)线路、断路器或母线故障时,以及母线或母线隔离开关
检修时,停运出线回路数的多少和停电时间的长短,以 及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电
(3)发电厂或变电站全部停电的可能性
(4) 大型机组突然停运时,对电力系统稳定运行的影响及后
果等因素
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二、灵活性 1. 操作方便 2. 调度方便 3. 扩建方便
三、经济性 1. 节省一次投资 2. 节约占地面积 3. 降低运行费用
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二、主接线的设计原则 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、调度灵 活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、 维护方便,尽可能地节省投资,就近取材, 力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚 持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
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第二节 主接线的基本形式(典型、常用的接线形式)
按有无汇流母线分类:
有汇流母线的电气主接线
无汇流母线的电气主接线
为什么按有无汇流母线分类?
一般一个厂、站中有多回进线(或电源),多回出线,为提 高供电可靠性,必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。 最好的方法:进出线多于4回时,采用母线,即电源不直接与 出线相连,而是与母线相连把电能送到母线上,各回出线也间 接到母线上获得电能。这样以母线来汇集和分配电能,使整个 主接线环节减少,简单清晰,运行方便、可靠,也有利于安装 和扩建。 相应的缺点:开关设备增多,配电装置占地面积增大。
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2. 单母线分段接线
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1) 接线形式
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。
《发电厂电气部分》课后答案 姚春秋
第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理1.发热对导体和电器有何不良影响?答:机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。
2.导体的长期发热和短时发热各有何特点?答:长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。
长期发热的热量,一部分散到周围介质中去,一部分使导体的温度升高。
短时发热是指短路电流通过时引起的发热。
虽然短路的时间不长,但短路的电流很大,发热量很大,而且来不及散到周围的介质中去,使导体的温度迅速升高。
~~~~热量传递的基本形式:对流、辐射和导热。
对流:自然对流换热河强迫对流换热3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关?提高长期允许载流量应采取哪些措施?答:I=根号下(αFτω/R),因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。
提高长期允许载流量,可以:减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。
4.计算导体短时发热度的目的是什么?如何计算?答:确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度,若不超过,则称导体满足热稳定,否则就是不满足热稳定。
计算方法见笔记“如何求θf”。
6.电动力对导体和电器有何影响?计算电动力的目的是什么?答:导体通过电流时,相互之间的作用力称为电动力。
正常工作所产生的电动力不大,但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值,可能导致导体或电器发生变形或损坏。
导体或电器必须能承受这一作用力,才能可靠的工作。
进行电动力计算的目的,是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力,以便选择适当强度的电器设备。
这种校验称为动稳定校验。
7.布置在同一平面中的三相导体,最大电动力发生在哪一相上?试简要分析。
答:布置在同一平面中的三相导体,最大电动力发生在中间的那一相上。
具体见笔记本章第五节。
8.导体动态应力系数的含义是什么?什么情况下才需考虑动态应力?答:导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比,以此来求得实际动态过程的最大电动力。
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]
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
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❖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
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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
发电厂电气课程设计二电气主接线
适用:超高压远距离大容量输电系统 中,对系统稳定性和供电可靠性要求 较高的变电所主接线。
5、单元接线
结构特点:发电机和变压器直接连接, 中间不设置母线。
优点:结构简、便操作、不易误操作,投资省、占地小, 易扩建。
缺点:可靠性和灵活性都较差
➢ 母线和母线隔离开关检修时,全部回路均需停运; ➢ 母线故障时,继电保护会切除所有电源,全部回路均需停运。 ➢ 任一断路器检修时,其所在回路也将停运 ➢ 只有一种运行方式,电源只能并列运行,不能分列运行。
适用:出线回路少(6~10kV出线一般不超过5回,35~60kV出线不
(3)单母线带旁路母线接线
➢
➢
结构特点: 增加了旁路母线、专用旁路断路器 及旁路回路隔离开关。 各出线回路除通过断路器与汇流母 线连接外,还通过旁路隔离开关与 旁路母线相连接。 优点: 检修任一进出线断路器
时,不中断对该回路的供电, 供电可靠,运行灵活,适用于 向重要用户供电,出线回路较 多的变电所尤为适用。 缺点: 旁路断路器在同一时间 只能代替一个线路断路器的工 作。但母线出现故障或检修时, 仍会造成整个主母线停止工作。
缺点: ➢ 当母线故障或检修时,需使用隔离开关进行倒闸操作,容
易造成误操作; ➢ 工作母线故障时,将造成短时(切换母线时间)全部进出
线停电; ➢ 在任一线路断路器检修时,该回路仍需停电或短时停电; ➢ 使用的母线隔离开关数量较大,同时也增加了母线的长度,
使得配电装置结构复杂,投资和占地面积增大。 适用: 这种接线方式适用于供电要求比较高,出线回路较多的 变电站中,一般6~10kV 出线回路为12回及以上,35kV 出线回路超过8回, 110 ~220kV出线为5回及以上。
电气主接线设计
2、双母线带旁路母线的接线 、 双母线可以带旁路母线,用旁路断路器替代检修中 的回路断路器工作,使该回路不致停电。 分为:设专用旁路断路器;旁路断路器兼作母联断 路器;母联断路器兼作旁路断路器。
WP WP
QFP
QFC
W1 W2
W1 W2
3、旁路母线设置的原则 、 110KV及以上高压配电装置中,需设置旁路母线, 110KV出线在6回及以上、220KV出线在4回及以上时, 宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。 在出线回路数较少的情况下,也可为节省投资, 采用母联断路器或分段断路器与旁路断路器之间互相 兼用的带旁路母线的接线方式。 下列情况下,可不设置旁路设施:
第二节 主接线的基本接线形式
电气主接线基本接线形式和规律: 以电源和出线为主体。为便于电能的汇集和分配, 在进出线数较多时,采用母线作为中间环节,可使接 线简单和清晰,运行方便,有利于安装和扩建。无汇 流母线的接线使用电气设备较少,配电装置占地面积 较小,通常用于进出回路少,不再扩建和发展的发电 厂或变电站。 1.单母线接线 1.汇流母线 2.双母线接线 主接线的接线形式 1.桥形接线 2.无汇流母线 2.多角形接线 3.单元接线
无汇流母线的主接线 单元接线 发电机—双绕组变压器单元接线 发电机—三绕组变压器(或自耦变压器)单元接线 发电机—变压器扩大单元接线 发电机—变压器—线路组单元接线 桥型接线 内桥接线 外桥接线 多角型接线 三角型接线 四角型接线
六、单元接线
发电机—变压器单元 接线,是大型机组采用 的接线方式。 单元接线简单,开 关设备少,操作简便, 不设发电机电压级母线。 存在问题: (1)当主变压器或厂总变 压器发生故障时,除了 跳主变压器高压侧出口 断路器外,还需跳发电 机磁场开关。 (2)发电机定子绕组本身故障时,若变压器高压侧断路器失灵 拒跳,则只能通过失灵保护出口启动母差保护。 (3)发电机故障跳闸时,将失去厂用工作电源。
发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计2
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。
某大型水电厂主接线
1)该电厂有6台发电机,G1~G4与分裂变压器T1、 T2接成扩大单元接线,将电能送到500kV配电装置; 2)G5、G6与双绕组变压器T3、T4接成单元接线, 将电能送到220kV配电装置; 3)500kV配电装置采用一台半断路器接线; 4)220kV配电装置采用有专用旁路断路器的双母线 带旁路接线,只有出线进旁路; 5)220kV与500kV用自耦变压器T5联络,其低压绕 组作为厂用备用电源。
水力发电厂电气主接线的特点:
1)水力发电厂发电机电压侧的接线: 多采用单元接线或扩大单元接线;当有少量地区负荷时, 可采用单母线或单母线分段接线。 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。
(MVA) 式中 P —发电机电压母线上除最大一台机组外,其他发电机容量 之和,MW;
'
NG
Pmax —发电机电压母线上的最大负荷,MW;
4)对水电厂比重较大的系统,由于经济运行的要求,在丰水期应充分 利用水能,这时有可能停用火电厂的部分或全部机组,以节约燃料, 火电厂的主变压器应能从系统倒送功率,满足发电机电压母线上最大 负荷的需要。即
(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。
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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。
某110终端变电站主接线
某500枢纽变电站主接线
小结:
图 双母线带旁路母线的接线
图 一台半断路器接线
3)地区变电站:一般是220的变电站,它处于地区电网的枢 纽点,高压侧接受或交换功率,并供给中压侧和低压侧负 荷;
4)终端变电站:处于电力网的末端,一般是降压变电站, 也称为末端变电站。它直接向本地负荷供电而不向其他地 区输送电能。
根据变电站的类型不同,可分别采用相应的接线 形式
1)330~500配电装置可能的接线形式有一台半断路 器、双母线分段(三分段或四分段)带旁路、变压 器—母线组接线;
2)G5、G6与双绕组变压器T3、T4接成单元接线, 将电能送到220配电装置;
3)500配电装置采用一台半断路器接线;
4)220配电装置采用有专用旁路断路器的双母线带 旁路接线,只有出线进旁路;
5)220与500用自耦变压器T5联络,其低压绕组作为 厂用备用电源。
3、变电站电气主接线 变电站的主接线,要根据变电站在电力系统中的 地位、作
1)水电厂以水能为资源,建在江、河、湖、泊附 近,一般距负荷中心较远,绝大多数电能都是通 过高压输电线送入电力系统,发电机电压负荷很 小或甚至全无;
2)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;
3)水电厂多建在山区峡谷中,地形比较复杂; 为了缩小占地面积,减小土石方的开挖量和回填 量,应尽量简化接
u1
e1
e2 u 2
ZL
次绕组的匝数不 同,就能达到改
U2
u2 变压的目的。
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 用于两种电压等级之间交换功率的变压器。 3、厂(站)变压器 用于本厂(站)用电的变压器,也称自用 变。
线,减少变压器和断路器等设备的数量,使配电 装置布置紧凑。
水力发电厂电气主接线的特点:
1)水力发电厂发电机电压侧的接线: 多采用单元接线或扩大单元接线;当有少量地区负荷时, 可采用单母线或单母线分段接线。
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;
用、种类、负荷性质和容量、电网结构等多种因素 确定。
(1)变电站分类(回顾) 枢纽变电站、地区变电站、中间变电站和终端变 电站。
1)枢纽变电站:位于电力系统的枢纽点,它连接 电力系统高压和中压的几个部分,汇集多个电源; 若枢纽变电所发生事故出现全所停电时,将导致
2)中间变电站:将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系起 来的变电站,它一般汇集2—3个电源,在系统中起交换功 率的作用或使高压长距离输电线路分段的作用;
2)220配电装置可能接线形式有双母线带旁路、双 母线分段(三分段或四分段)带旁路及一台半断路 器接线等;
3)110配电装置可能接线形式有不分段单母线、分 段单母线、分段单母线带旁路、双母线、双母线 带旁路、变压器一线路组及桥形接线等;
4)35—63配电装置可能接线形式有不分段单母线、分段单 母线、双母线、分段单母线带旁路(分段兼旁路断路器)、 变压器一线路组及桥形接线等;
某中型热电厂的主接线分析
该热电厂装有两台发电机,接到10母线上; 1)10母线为双母线三分段接线,母线分段及电缆出线均
装有电抗器,用以限制短路电流,以便选用轻型电器; 发电厂供给本地区后的剩余电能通过两台三绕组主变 压器送入110及220电压级; 2)110为单母线分段接线,重要用户可用双回路分别接 到两分段上; 3)220为有专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线, 只有出线进旁路,主变压器不进旁路。
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G14, 每两台机与一台双绕组变 压器接成扩大单元接线;
2)110侧只有2回出线,与 两台主变压器接成4角形 接线。
某大型水电厂主接线
1)该电厂有6台发电机,G14与分裂变压器T1、T2接 成扩大单元接线,将电能送到500配电装置;
图 单元接线
图 桥形接线
第三节 主变压器的选择
基本工作原理
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的 两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一 次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕 组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。
d e1 N 1 dte2N Nhomakorabea2
d dt
i1
U1
i2 u1
只要一、二
二、主变压器容量和台数的确定
5)6~10配电装置常采用分段单母线,有时也采用双母线接 线,以便于扩建。6~l0馈线应选用轻型断路器,若不能 满足开断电流及动、热稳定要求,应采取限制短路电流措 施,例如使变压器分裂运行或在低压侧装设电抗器、在出 线上装设电抗器等。
(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) 区域性火力发电厂
区域性火电厂属大型电厂,建在煤炭生产基地或港口 附近,为凝汽式电厂,一般距负荷中心较远,电能几 乎全部用高压或超高压输电线路送至远方。
单机容量为200以上, 目前以600为主力机组,总装机 容量1000及以上。
区域性火电厂主接线分析
该发电厂有4×300及2×600共6台发电机,分别与6台双 绕组主变压器接成单元接线,其中2个单元接到220配电装 置,4个单元接到500配电装置;
1)220为有专用旁路断路器的双母线带旁路接线;
2) 500为一台半断路器接线;
3) 220与500用自耦变压器联络(由3台单相变压器组成), 其低压侧35为单母线接线,接有2台厂用高压启动/备用 变压器及并联电抗器;
4)各主变压器的低压侧及220母线,分别接有厂用高压工 作或备用变压器。
2、水力发电厂电气主接线 水力发电厂具有以下特点: