1、第三章：電氣主接線,對電氣主接線的基本要求 電氣主接線的基本接線形式 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇 限制短路電流的方法 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和步驟 電氣主接線的設(shè)計(jì)舉例,概述,電氣主接線也稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線，他是由一次設(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。 電氣主接線反映了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器和隔離開關(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)系及發(fā)電機(jī)、變壓器、與輸電線路、負(fù)荷間以怎樣的方式連接，直接關(guān)系到電力體統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性和安全性。,第一節(jié)：

2、對電氣主接線的基本要求,對電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)型。 一.可靠性 1.發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用； 不同類型的發(fā)電廠和變電所的可靠性要求是不同的 2.發(fā)電廠和變電所接入電力系統(tǒng)的方式； 接入方式的選擇與容量的大小、電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)以及地理位置和輸送電能距離等因素有關(guān)。 3.發(fā)電廠和變電所的運(yùn)行方式及負(fù)荷性質(zhì)； 在不同的季節(jié)所帶負(fù)荷的性質(zhì)可能不同、運(yùn)行方式也不同，因此，要具體分析。,4.設(shè)備的可靠性程度直接影響主接線的可靠性； 主接線的可靠性是以、二次設(shè)備在運(yùn)行中可靠性的綜合，采用高質(zhì)量的原件和設(shè)備，既可提高可靠性，又可簡化接線。 5.長期實(shí)踐運(yùn)行

3、經(jīng)驗(yàn)的積累是提高可靠性的重要條件; 通常從以下幾個方面定性分析和衡量主接線的可靠性 1）斷路器檢修時能否不影響供電； 2）線路、斷路器或母線故障時以及母線及母線斷路器隔離開關(guān)檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對、類負(fù)荷的供電； 3）發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性； 4）大機(jī)組和超高壓的電氣主接線能否滿足對可靠性的特殊要求,二、靈活性 1.調(diào)度靈活 2.檢修安全方便 3.擴(kuò)建方便 三、經(jīng)濟(jì)型 1.節(jié)約投資 2.占地面積少 3.年運(yùn)行費(fèi)用少,第二節(jié)：電氣主接線的基本接線形式,根據(jù)是否有母線，主接線的接線形式可以分為有母線、無母線兩大類； 在進(jìn)出線數(shù)較多時（一般超過4回），為

4、便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。 但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多 一、有匯流母線的電氣主接線 二、無匯流母線的電氣主接線,一、有匯流母線,主要體現(xiàn)為四種形式： 1）單母線接線 2）雙母線接線 3）一臺半斷路器接線 4）變壓器母線組接線,基本知識一：,1、斷路器：現(xiàn)場將其稱為“開關(guān)”，具有滅弧作用，正常運(yùn)行時可接入或斷開電路，故障情況下，受繼電器的作用，能將電路自動切斷。 2、隔離開關(guān)：可輔助切換操作，或用以與帶電部分可靠地隔離。 3、母線：起匯集和分配電能的作用。 4、操作時： 1）先合上隔離開關(guān)，后合上斷路器；

5、 2）先拉開斷路器，后拉開隔離開關(guān)； 3）對于斷路器兩端的隔離開關(guān)： 先合上電源側(cè)的隔離開關(guān)，后合上負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)； 先拉開負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)，后拉開電源側(cè)的隔離開關(guān)。,基本知識二：,1、同一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)，以便檢修斷路器時隔離電源。 2、若饋線的用戶側(cè)無電源時，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。若費(fèi)用不大，為阻止過電壓的侵入，也可裝設(shè)。 3、若電源是發(fā)電機(jī)，則發(fā)電機(jī)與其出口斷路器之間可不裝隔離開關(guān)。但為了便于對發(fā)電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整和試驗(yàn)，也可裝設(shè)隔離開關(guān)或設(shè)置可拆連接點(diǎn)。,1.單母線接線,特點(diǎn)： 簡單清晰、設(shè)備少、投資少運(yùn)行操作方便，有利于

6、擴(kuò)建。 可靠性和靈活性較差，母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開它所接的電源；與之相接的所有的電力裝置，在整個檢修期間均需停止工作。,圖31 不分段的單母線接線,（1）母線分段 單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性。 對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電。 分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量。通常以23段為宜。 （2）加設(shè)旁路母線 目的：為了檢修出線斷路器，不致中斷該回路供電。 當(dāng)檢修電源回路斷路器期間不允許斷開電源時，旁路母線還可與電源回路連接。,圖32分段的單母線接線,圖33 有專有旁路斷路器的 分段單母線帶旁路母線接線,圖34 分段斷路器兼作旁路斷路

7、器的接線,圖35 分段兼旁路斷路器的其他接線 (a)不裝母線分段隔離開關(guān)；（b）、（c）正常 運(yùn)行時旁路母線帶電,2.雙母線接線,每回線路都經(jīng)過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，母線之間通過斷路器（簡稱母聯(lián)）連接。 雙母線接線的特點(diǎn)： （1）供電可靠 （2）調(diào)度靈活 （3）擴(kuò)建方便,圖36 一般雙母線接線,常運(yùn)行時，與工作母線連接的隔離開關(guān)接通，而備用母線連接的隔離開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)斷開，其特點(diǎn)如下： （1）關(guān)于檢修時的供電可靠性 （a）當(dāng)工作母線檢修或短路故障時，可利用母聯(lián)開關(guān)把工作母線上的全部接線通過開關(guān)，倒換到備用母線上，再將工作母線退出，進(jìn)行檢修，不致停電或僅短時停電 （b）檢修

8、任一回路的母線隔離開關(guān)，僅停該線路，其余線路可以不停電，通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。 （c）檢修任一出線斷路器時，可采用搭跨條的辦法只使該出線短時停電，跨條搭好后即可供電。,（2）運(yùn)行調(diào)度的靈活性 (a)投入母聯(lián)，兩組母線同時運(yùn)行，具有單母線分段接線的特點(diǎn) (b)斷開母聯(lián)，兩組母線分裂運(yùn)行。 同樣，為提高供電可靠性和檢修出線斷路器，不致對該回路停電，亦可采用雙母線分段接線及雙母線帶旁路接線形式。 前者廣為火力發(fā)電廠用于發(fā)電機(jī)電壓母線接線，后者則更廣泛地被用于35kV以上多路出線時的接線形式,(a) 在特殊需要時，可用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作。 (b) 當(dāng)個別回路需獨(dú)立工作或試驗(yàn)時可將該回路單獨(dú)

9、接到備用母線上進(jìn)行。,（3）特殊運(yùn)行,圖37 具有專用旁路斷路器的雙母線帶旁 路接線,圖38 母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接 線,圖311 雙母線四分段接線,圖312 雙母線四分段帶旁路接線,3.一臺半斷路器接線,每兩個回路用三臺斷路器接在兩組母線，兩回路間設(shè)一臺聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一串，稱為一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。 它又屬于一個回路由兩臺斷路器供電的雙重連接的多環(huán)形接線。 當(dāng)只有兩串時一般采用交叉連接形式，以提高可靠性。 在進(jìn)線和出線端安裝隔離開關(guān)，以提高可靠性。,特點(diǎn)： 具有很高的可靠性。 任一母線故障或檢修，均不停電； 任一斷路器檢修也不引起停電； 甚至于兩組母線同時故障的極端情況

10、下，功率仍能繼續(xù)輸送。,圖313 一臺半斷路器接線,4.變壓器母線組接線,特點(diǎn)： 這種接線所用的斷路器的臺數(shù)，比雙母線雙斷路器接線或雙母線一臺半斷路器接線都要少，投資較??； 它是一種多環(huán)路供電系統(tǒng)，當(dāng)變壓器質(zhì)量有保證時，整個接線又具有較高的可靠性、運(yùn)行調(diào)度靈活和便于擴(kuò)建,圖315 變壓器母線組接線,二、無匯流母線,主要體現(xiàn)為三種形式： 1）單元接線 2）橋型接線 3）角型接線,1.單元接線,發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機(jī)-變壓器組，稱為單元接線。 發(fā)電機(jī)出口一般不裝設(shè)斷路器，為調(diào)試發(fā)電機(jī)方便可裝設(shè)隔離開關(guān)。 對于200MW以上的機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口多采用分相封閉母線，為減少開斷點(diǎn)，可

11、不裝隔離開關(guān)，但應(yīng)留有可拆點(diǎn)，以利于機(jī)組調(diào)試。,特點(diǎn)： 接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便； 因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級母線，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流相對于具有母線時，有所減小。,圖316單元接線,關(guān)于發(fā)電機(jī)出口是否裝設(shè)斷路器的問題： 目前我國及許多國家的大容量機(jī)組（特別是20OMW以上的機(jī)組）的單元接線中，發(fā)電機(jī)出口一般不裝設(shè)斷路器。 其理由是，大電流大容量斷路器（或負(fù)荷開關(guān)）投資較大，而且在發(fā)電機(jī)出口至主變壓器之間采用封閉母線后，此段線路范圍的故障可能性亦已降低。甚至在發(fā)電機(jī)出口也不裝隔離開關(guān)，只設(shè)有可拆的連接片，以供發(fā)電機(jī)測試時用。,發(fā)電機(jī)出口也有裝設(shè)斷路器的，其理由是： （1）發(fā)

12、電機(jī)組解、并列時，可減少主變壓器高壓側(cè)斷路器操作次數(shù)，特別是5OOkV或220kV為一臺半斷路器接線時，能始終保持一串內(nèi)的完整性。當(dāng)電廠接線串?dāng)?shù)較少時，保持各串不斷開（不致開環(huán)），對提高供電送電的可靠性有明顯的作用。 （2）起停機(jī)組時，可用廠用高壓工作變壓器提供廠用電，減少了廠用高壓系統(tǒng)的倒閘操作，從而可提高運(yùn)行可靠性。當(dāng)廠用工作變壓器與廠用起動變壓器之間的電氣功角相差較大（一般 150）時，這種運(yùn)行方式更為需要。,（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)出口有斷路器時，廠用備用變壓器的容量可與工作變壓器容量相等，且廠用高壓備用變壓器的臺數(shù)可以減少。如我國規(guī)程規(guī)定，兩臺機(jī)組（不設(shè)出口斷路器）要設(shè)置一臺廠用備用變壓器，而

13、前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)一般為6臺機(jī)組設(shè)置一臺廠用備用變壓器。 這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。,發(fā)電機(jī)與自耦變壓器或三繞組變壓器組成的單元接線： 為了在發(fā)電機(jī)停止工作時，還能保持和中壓電網(wǎng)之間的聯(lián)系，在變壓器的三側(cè)均應(yīng)裝斷路器。 發(fā)電機(jī)一變壓器線路組成單元接線。它適宜于一機(jī)、一變、一線的廠、所。此接線最簡單，設(shè)備最少，不需要高壓配電裝置。,2.橋形接線,當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線的斷路器最少。依照連接橋?qū)τ谧儔浩鞯奈恢每煞譃閮?nèi)橋和外橋。運(yùn)行時，橋臂上的聯(lián)絡(luò)斷路器QF處于閉合狀態(tài)。 當(dāng)輸電線路較長、故障機(jī)率較

14、多、兩臺變壓器又都經(jīng)常運(yùn)行時，采用內(nèi)橋接線較適宜； 而在輸電線路（以下簡稱線路）較短、且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求需經(jīng)常切換或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠（如兩回線路均接入環(huán)形電網(wǎng)）時，則采用外橋接線更為適宜。,在內(nèi)橋接線中，當(dāng)變壓器故障時，需停相應(yīng)線路； 在外橋接線中，當(dāng)線路故障時，需停相應(yīng)的變壓器； 在橋式接線中，隔離開關(guān)又作為操作電器，所以橋式接線可靠性較差。 但由于這種接線使用的斷路器少、布置簡單、造價低，往往在3522OkV配電裝置中得到采用。,圖317橋形接線,3.角形接線,角形接線中，斷路器數(shù)等于回路數(shù)，且每條回路都與兩臺斷路器相連接，檢修任一臺斷路器都不致中斷供電，隔離開關(guān)作為隔離電壓的器

15、件，只在檢修設(shè)備時起隔離電源之用，從而具有較高的可靠性和靈活性。 角形接線在開環(huán)和閉環(huán)兩種運(yùn)行狀態(tài)時，各支路所通過的電流差別很大，可能使電器選擇造成困難，并使繼電保護(hù)復(fù)雜化。,為防止在檢修某斷路器出現(xiàn)開環(huán)運(yùn)行時，恰好又發(fā)生另一斷路器故障，造成系統(tǒng)解列或分成兩部分運(yùn)行，甚至造成停電事故，一般應(yīng)將電源與饋線回路相互交替布置，如四角形接線按“對角原則”接線，將會提高供電可靠性。 此外，角形接線也不便于擴(kuò)建。這種接線多用于最終規(guī)模較明確的110kV及以上的配電裝置中，且以不超過六角形為宜。,圖319 角形接線,主變壓器：在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器； 聯(lián)絡(luò)變壓器：用于兩種電

16、壓等級之間交換功率的變壓器； 廠（所）用變壓器或稱自用變壓器：只供本廠（所）用電的變壓器。,第三節(jié)：發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇,一：主變壓器臺數(shù)、容量的選擇原則,二：主變壓器形式的選擇,一：主變壓器臺數(shù)、容量的選擇原則,變壓器臺數(shù)、容量的確定原則 主變壓器的臺數(shù)、容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。,1.關(guān)于主變壓器臺數(shù)選擇問題 發(fā)電廠或變電所主變壓器的臺數(shù)與電壓等級、接線形式、傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系。 通常與系統(tǒng)具有

17、強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和樞紐變電所，在一種電壓等級下，主變壓器應(yīng)不少于 2臺； 對弱聯(lián)系的中、小型電廠和低壓側(cè)電壓為610kV的變電所或與系統(tǒng)聯(lián)系只是備用性質(zhì)時，可只裝1臺主變壓器； 對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè)3臺主變壓器。,2.關(guān)于主變壓器容量的選擇問題 如果變壓器容量選得過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益； 若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者會滿足不了變電所負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的。 因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電設(shè)備的投資。為此，在選擇發(fā)電廠主變壓器時，應(yīng)遵循以下基本原則

18、。,1單元接線的主變壓器容量的確定原則 單元接線時變壓器容量應(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)大單元接線時，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的計(jì)算原則算出的兩臺機(jī)容量之和來確定。 2具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器容量的確定原則 連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應(yīng)考慮以下因素： 1）當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷，并扣除廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)；,2）當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺機(jī)組檢修或故障時，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最

19、大負(fù)荷的需要。此時，應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷可能的增加以及變壓器的允許過負(fù)荷能力； 3）若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有兩臺或以上的主變壓器時，當(dāng)其中容量最大的一臺因故退出運(yùn)行時，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； 4）對水電比重較大的系統(tǒng)，由于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之要求，應(yīng)充分利用水能。在豐水期，有時可能停用火電廠的部分或全部機(jī)組，以節(jié)省燃料。此時，火電廠主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的要求。,3連接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡(luò)變壓器容量的確定原則 1）聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)間的有功功率和無功功率交換。 2

20、）聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線上最大一臺機(jī)組的容量，以保證最大一臺機(jī)組故障或檢修時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負(fù)荷的要求；同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余容量送入另一系統(tǒng)。,3）聯(lián)絡(luò)變壓器為了布置和引線方便，通常只選一臺，在中性點(diǎn)接地方式允許條件下，以選自耦變壓器為宜。其第三繞組，即低壓繞組兼作廠用備用電源或引接無功補(bǔ)償裝置。 4變電所主變壓器容量確定原則 變電所主變壓器容量，一般應(yīng)按510年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足I類及類負(fù)荷的

21、供電；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70 80。,變壓器是一種靜止電器，運(yùn)行實(shí)踐證明它的工作是比較可靠的。一般壽命為20年，事故率較小。 通常設(shè)計(jì)時，不必考慮另設(shè)專用備用變壓器。 但大容量單相變壓器組是否需要設(shè)置備用相，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)要求，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定。 按照以上原則確定變壓器容量后，最終應(yīng)選用靠近的國家系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。,二、主變壓器型式選擇原則,1.相數(shù)選擇 2.繞組數(shù)選擇 3.繞組連接方式 4.調(diào)壓方式的選擇 5.變壓器的冷卻方式,選擇主變壓器型式時，應(yīng)考慮以下問題,在 33 0 kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。 單相變壓器組相

22、對來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。 但是由于變壓器的制造條件和運(yùn)輸條件的限制，特別是大型變壓器，尤其需要考察其運(yùn)輸可能性，從制造廠到發(fā)電廠（或變電所）之間，變壓器尺寸是否超過運(yùn)輸途中隧洞、涵洞、橋洞的允許通過限額；,1相數(shù)的確定,變壓器重量是否超過運(yùn)輸途中車輛、船舶、碼頭、橋梁等運(yùn)輸工具或設(shè)施的允許承載能力。若受到限制時，則宜選用兩臺小容量的三相變壓器取代一臺大容量三相變壓器，或者選用單相變壓器組。 對500kV及以上電力系統(tǒng)中的主變壓器相數(shù)的選擇，除按容量、制造水平、運(yùn)輸條件確定外，更重要的是考慮負(fù)荷和系統(tǒng)情況、保證供電可靠性，進(jìn)行綜合分析，在滿

23、足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的條件下來確定選用單相變壓器還是三相變壓器,2.繞組數(shù)選擇 國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式變壓器。 發(fā)電廠如以兩種升高電壓級向用戶供電或與系統(tǒng)連接時，可以采用： 二臺雙繞組變壓器 或三繞組變壓器， 亦可選用自耦變壓器。 一般當(dāng)最大機(jī)組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器；,因?yàn)橐慌_三繞組變壓器的價格及所使用的控制電器和輔助設(shè)備，與相應(yīng)的兩臺雙繞組變壓器相比都較少。但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15及以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用兩臺雙繞組變壓器合理。 對于最大機(jī)組為

24、200M W以上的發(fā)電廠，由于機(jī)組容量大，額定電流及短路電流都甚大，發(fā)電機(jī)出口斷路器制造困難，價格昂貴，且對供電可靠性要求較高。 所以，一般在發(fā)電機(jī)回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，而封閉母線回路中一般不裝置斷路器和隔離開關(guān)。,況且，三繞組變壓器由于制造上的原因，中壓側(cè)不留分接頭，只作死抽頭，不利于高、中壓側(cè)的調(diào)壓和負(fù)荷分配。 為此，一般以采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。 其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組變壓器，低壓繞組可作為廠用備用電源或廠用啟動電源，亦可連接無功補(bǔ)償裝置。 當(dāng)采用擴(kuò)大單元接線時，應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。 在110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系

25、統(tǒng)中，凡需選用三繞組變壓器的場所，均可優(yōu)先選用自耦變壓器，它損耗小、體積小、效率高，但限制短路電流的效果較差，變比不宜過大。,3繞組接線組別的確定,變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。 電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“ D”兩種。因此，變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。 我國110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“Y?！边B接； 35 kV采用“ Y”連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地； 35 kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”連接。,在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，

26、根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般都選用YN，dll常規(guī)接線。 近年來，國內(nèi)外亦有采用全星形接線組別的變壓器。所謂“全星形”變壓器，一般是指其接線組別為： YN， yno， yo（YN， yno ， yno ）或YN， yo（YN， yno ）的三繞組變壓器或自耦變壓器。,它不僅與 35 kV電網(wǎng)并列時，由于相位一致比較方便，而且零序阻抗較大，有利于限制短路電流。同時，也便于在中性點(diǎn)處連接消弧線圈。 但是，由于全星形變壓器三次諧波無通路，因此，將引起正弦波電壓畸變，并對通信設(shè)備發(fā)生干擾，同時對繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。,4調(diào)壓方式的確定,為了保證發(fā)電廠或變鬼所的供電質(zhì)

27、量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 切換方式有兩種： 不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在上2。25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)較復(fù)雜，價格較貴，只在以下情況下才予以選用：,1）接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器副邊電壓維持在一定水平時； 2）接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器。為保證供電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時； 3）發(fā)電機(jī)經(jīng)常在低功率因數(shù)下運(yùn)行時。,5冷卻方式的選擇,電力變壓器的冷卻方式，隨其型式和容量不同而異，

28、一般有以下幾種類型。 （ 1）自然風(fēng)冷卻一般適于7500kVA以下小容量變壓器。為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管形輻射式冷卻器，以增大油箱冷卻面積 （ 2）強(qiáng)迫空氣冷卻又簡稱風(fēng)冷式。容量大于10000kVA的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器的散熱裝置仍達(dá)不到要求時，常采用人工風(fēng)冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺電動風(fēng)扇，用風(fēng)吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出。風(fēng)扇的啟?？梢宰詣涌刂?，亦可人工操作。,（3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻單純的加強(qiáng)表面冷卻可以降低油溫，但當(dāng)油溫降到一定程度時，油的粘度增加，以致使油的流速降低，對大容量變壓器已達(dá)不到預(yù)期冷卻效果，故采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對油管道進(jìn)行冷卻

29、，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利，散熱效率高，節(jié)省材料，減小變壓器本體尺寸。但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件，且對冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會嚴(yán)重地影響油的絕緣性能，故油壓應(yīng)高于水壓（11.5）x105Pa，以免水滲入油中。,（4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻其原理同于強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。 （5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻近年來大型變壓器都采用這種冷卻方式。 它是利用潛油泵將冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油道中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，而變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過水冷卻器或風(fēng)冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構(gòu)成

30、變壓器的油循環(huán)。 （6）水內(nèi)冷變壓器變壓器繞組用空心導(dǎo)體制成。 在運(yùn)行中，將納水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)，將變壓器中熱量帶走。但水系統(tǒng)比較復(fù)雜，且變壓器價格較高。,第四節(jié)：限制短路電流的方法,一、選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運(yùn)行方式 為了減小短路電流，可選用計(jì)算阻抗較大的接線和運(yùn)行方式。 如對大容量發(fā)電機(jī)可采用單元接線，盡可能在發(fā)電機(jī)電壓級不采用母線； 在降壓變電所中可采用變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行方式，即所謂“母線硬分段”接線方式；,對具有雙回路的電路，在負(fù)荷允許的條件下可采用單回路運(yùn)行； 對環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運(yùn)行等。 這些接線形式和采取的運(yùn)行方式，其目的在于增大系統(tǒng)阻杭

31、，減小短路電流。但這樣可能會降低主接線的供電可靠性和靈活性,二、加裝限流電抗器,限流電抗器分為 1）普通型電抗器 2）分裂電抗器 3）低壓分裂繞組變壓器 限制短路電流的目的，在于使發(fā)電機(jī)回路及用戶側(cè)能采用輕型斷路器。,所謂“輕型”，是指斷路器額定電流與所控制的電路額定電流相適應(yīng)，兩者額定容量匹配，使斷路器及其相應(yīng)的電器比較經(jīng)濟(jì)合理。 反之，短路電流過大，就不得不選用更高等級的開斷電流較大的斷路器，即重型斷路器，從而使它及其相應(yīng)的電器的選用不能作到經(jīng)濟(jì)合理。 一般對610kV饋線及12MW發(fā)電機(jī)出口采用SN10型少油斷路器；25MW發(fā)電機(jī)出口選S N3型少油斷路器；50 MW發(fā)電機(jī)出口選S N4

32、型少油斷路器 上述選擇均屬輕型斷路器。,1加裝普通電抗器,依據(jù)安裝地點(diǎn)和作用，加裝的普通電抗器可分為母線電抗器和線路電抗器兩種。 （1）線路電抗器 主要用來限制電纜饋線回路短路電流。由于電纜的電抗值較小且有分布電容，即使在電纜饋線末端發(fā)生短路，也和母線短路相差不多。 為了出線能選用輕型斷路器，同時饋線的電纜也不致因短路發(fā)熱而需加大截面，常在出線端加裝出線電抗器。它只能在電抗器以后如K 3點(diǎn)短路時，才有限制短路電流的作用。,；,線路電抗器安裝的各種情況： 1)由于架空線路本身的感抗值人較大，不長一段線路就可以把出線上的短路電流限制到裝設(shè)輕型斷路器的數(shù)值，因此通常在架空線路上不裝設(shè)電抗器。 2)當(dāng)

33、線路電抗器后發(fā)生短路時（如K3點(diǎn)），電壓降主要產(chǎn)生在電抗器上，這不僅限制了短路電流，而且能在母線上維持較高的剩余電壓，一般都大于 65U。，這對非故障用戶，尤其對電動機(jī)極為有利，能提高供電可靠性。 3) （一般要求不應(yīng)大于5 U 在直配線路上安裝電抗器時，總投資加大，使配電裝置構(gòu)造復(fù)雜，在正常運(yùn)行時亦將產(chǎn)生較大的電壓損失 。）和較多的功率損耗。,所以，通常線路電抗器的額定電流多為 300600 A，電抗百分值取3 6 4)出線電抗器在直配線路中的連接位置有兩種方式，都能限制短路電流，從安裝和運(yùn)行角度來看，各有利弊。 5)電抗器 L布置在斷路器 QF外側(cè)，如圖3-24(a)所示，斷路器則有可能因

34、切除電抗器故障而損壞； 6)電抗器若布置在斷路器內(nèi)側(cè)，如圖3-24(b)所示，當(dāng)母線和斷路器接線之間發(fā)生單相接地時，尋找接地點(diǎn)，操作比較多，而且出線電流互感器至母線的電氣距離一般也較長，增加了母線系統(tǒng)故障機(jī)會。 目前，我國采用圖 3-24(a) 的接線方式較多。,( 2)母線電抗器,母線電抗器裝設(shè)在母線分段的地方，如圖3-23中LI電抗器。其目的是讓發(fā)電機(jī)出口斷路器、變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流來選擇，不因短路電流過大而使容量升級。 母線分段處往往是正常工作情況下，電流流動最小的地方，在此裝設(shè)電抗器，所引起的電壓損失和功率損耗都比裝在其它地方為小。無論廠內(nèi)（

35、KI或KZ點(diǎn)）或廠外（K3點(diǎn)）短路時，電抗器LI均能起到限流作用。,為了運(yùn)行操作方便和減小母線各段間的電壓差，母線分段一般不宜超過三段。母線電抗器用于限制并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)所提供的短路電流，其額定電流通常按母線上因事故切除最大一臺發(fā)電機(jī)時可能通過電抗器的電流進(jìn)行選擇，一般取發(fā)電機(jī)額定電流的5080，電抗百分值取為812。,2加裝分裂電抗器,分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似，只是繞組中心有一個抽頭，如圖3-25(a)所示。中間抽頭3一般用來連接電源，兩個分支（又稱兩臂）1和2用來連接大致相等的兩組負(fù)荷，從等值電路可以看出它的限流作用。圖3-25（b）為分裂電抗器等值電路圖；圖3-25（C）為正常運(yùn)

36、行時，分裂電抗器的等值電路圖。 兩個分支的自感相同，每個分支的自感電抗人XL=L。兩個分支間有磁的耦合，若互感為M，則互感系數(shù)為 ( 一般為0.40.6) (2-1) 式中L1、L2 分支1和2的電感。,圖325,于是，互感抗為 XMM= L f f XL （2 2） 正常運(yùn)行時，使兩個分支電流大小相等，由于兩電流反向流過兩臂，每一分支的電壓降為 UI XL I XMI XL（1 - f）（2 - 3） 若取f=0.5，則U0.5I XL，即正常運(yùn)行時，電抗器的運(yùn)行電抗為0.5 XL。當(dāng)分支1出線短路時，若忽略分支 2的負(fù)荷電流，分支1上的電壓降為A U IXL，即短路時，電抗器的電抗為人?？?/p>

37、見，當(dāng)分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時，兩者在短路時的限流作用一樣。,正常運(yùn)行時，分裂電抗器的電壓損失只是普通電抗器的一半，但比普通電抗器多供一倍的出線，則減少了電抗器的數(shù)目，減少了設(shè)備的占地面積，有利于設(shè)備布置，故被廣泛應(yīng)用。一般分裂電抗器的電抗百分值取812。 分裂電抗器在主接線中的裝設(shè)，如圖2-22所示。圖（a）裝設(shè)在直配電纜饋線上，每個臂可以接一回出線或幾回出線；圖（b）為分裂電抗器串接在發(fā)電機(jī)回路中。此時，不僅起著出線電抗器的作用，而且也起著母線電抗器的作用；圖（C）為裝設(shè)在變壓器回路中。,三、采用低壓分裂繞組變壓器,當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大時，采用低壓分裂繞組變壓器，組成擴(kuò)大單

38、元接線，如圖 3-26（ a）所示。由于分裂繞組變壓器在正常工作和低壓側(cè)短路時其電抗值不相同，從而起到限制短路電流效果。 設(shè)X1為高壓繞組電抗； X2 ，X2 分別為高壓繞組開路時，兩個低壓分裂繞組的漏抗；X12為高低壓繞組正常工作時的等值電抗。 由圖3-26 （ b）等值電路可知，在正常工作時，若通過高壓繞組電流為I，每個低壓繞組流過相同的電流為I2，其電壓降關(guān)系式為 I X12=I X1 + I / 2 *X2 故得 X12X1 + X2 （24）,正常工作時的等值電路圖如圖3-26 （c）所示。 假設(shè)高壓側(cè)開路，低壓側(cè)一臺發(fā)電機(jī)出口處短路，通過兩分裂繞組的電抗為 X22= X2+ X2

39、如果 X2= X2 則 X22= 2X2 （2-5） 由式（2-4）和式（2-5）可得 X12= X1 +1/4 X22 （2-6） 可見，低壓分裂繞組正常運(yùn)行時的電抗值，只相當(dāng)于兩分裂繞組出線（如2）發(fā)生短路時，來自另一發(fā)電機(jī)的短路電流將遇到X22 （即2X2）的限制。,遇到X1+X2=X12+ X22的限制，這些電抗值都很大，能起到限制短路電流的作用。 所以，對大容量發(fā)電機(jī)組，特別是復(fù)式雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組或具有雙繞組的發(fā)電機(jī)，采用低壓分裂繞組接線比較方便。 如用于廠用高壓變壓器，可將兩個低壓分裂繞組接至廠用電的兩個不同的分段上。低壓分裂繞組變壓器，近年來在我國大容量發(fā)電廠中已逐步得到應(yīng)用。,

40、圖326,第五節(jié)：各種類型發(fā)電廠和變電所主接線的特點(diǎn),前面介紹的主接線基本形式，從原則上講它們分別適用于各種發(fā)電廠和變電所。但是，由于發(fā)電廠的類型、容量、地理位置以及在電力系統(tǒng)中的地位、作用、饋線數(shù)目、輸電距離的遠(yuǎn)近以及自動化程度等因素，對不同發(fā)電廠或變電所的要求各不相同，所采用的主接線形式也就各異。下面僅對不同類型發(fā)電廠的主接線特點(diǎn)作一介紹。,分類為： 1.火力發(fā)電廠電氣主接線. 2.水力發(fā)電廠電氣主接線 3.變電所電氣主接線,一、火力發(fā)電廠電氣主接線,火力發(fā)電廠的能源主要是以煤炭作為燃料，所生產(chǎn)的電能除直接供地方負(fù)荷使用外，都以升高電壓送往電力系統(tǒng)。 其一，凝汽式火電廠，在電力系統(tǒng)中地位和

41、作用都較為重要，其電能主要以升高電壓送往系統(tǒng)。 其二，熱電廠，它不僅生產(chǎn)電能還兼供熱能，為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水形成熱力網(wǎng)，可提高發(fā)電廠的熱效率。由于受供熱距離的限制，一般熱電廠的單機(jī)容量多為中、小型機(jī)組。 無論是凝汽式火電廠或熱電廠，它們的電氣主接線應(yīng)包括發(fā)電機(jī)電壓接線形式及12級升高電壓級接線形式的完整接線，且與系統(tǒng)相連接。,各種情況下的接線情況如下： 當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)荷比重較大，出線回路數(shù)又多時，發(fā)電機(jī)電壓接線一般均采用有母線的接線形式。 實(shí)踐中通常當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在6 MW以下時，多采用單母線； 在12MW及以上時，可采用雙母線或單母線分段； 當(dāng)容量大于25MW以上時，可采用雙母線分段接線

42、，并在母線分段處及電纜饋線上安裝母線電抗器和出線電抗器限制短路電流，以便能選擇輕型斷路器；,在滿足地方負(fù)荷供電的前提下，對100MW及以上的發(fā)電機(jī)組，多采用單元接線或擴(kuò)大單元接線直接升高電壓。 這樣，不僅可以節(jié)省設(shè)備，簡化接線，便于運(yùn)行,且能減小短路電流。特別當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大，又采用雙繞組變壓器構(gòu)成單元接線時，還可省去發(fā)電機(jī)出口斷路器。 發(fā)電廠升高電壓級的接線形式，應(yīng)根據(jù)輸送容量大小、電壓等級、出線回路數(shù)多少以及重要性等予以具體分析，區(qū)別對待，情況如下：,可以采用雙母線、單母線分段等接線，當(dāng)出線回路數(shù)較多時，還應(yīng)增設(shè)旁路母線； 當(dāng)出線數(shù)不多，最終接線方案已明確者，也可采用橋形接線、角形接線；

43、對電壓等級較高、傳遞容量較大、地位重要者亦可選用一臺半斷路器接線形式。 為了使發(fā)電廠升高電壓級的配電裝置布置簡單、運(yùn)行檢修方便，一般升高電壓等級不宜過多，通常以兩級電壓為宜，最多不應(yīng)超過三級。,圖330 某中型熱電廠的主接線,舉例說明： 某熱電廠發(fā)電機(jī)電壓采用雙母線分段主接線，主要供給地區(qū)負(fù)荷。 為限制短路電流，在電纜饋線回路中，裝有出線電抗器；在母線分段處裝設(shè)有母線電抗器。 10 kV母線各段之間，通過分段斷路器和母聯(lián)斷路器相互聯(lián)系，以提高供電的可靠性和靈活性。 在滿足10kV地區(qū)負(fù)荷供電的前提下，將G1、G2的剩余功率通過變壓器T1、T2升壓送往高壓側(cè)。,G3、G4發(fā)電機(jī)采用雙繞組變壓器分

44、別接成單元接線，直接將電能送入系統(tǒng)。 單元接線省去了發(fā)電機(jī)出口斷路器，既節(jié)約又提高了供電可靠性。為了檢修調(diào)試方便，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)了隔離開關(guān)。 該廠升高電壓有 35 kV和 110 kV兩種電壓等級。 變壓器T1和 T2采用三繞組變壓器，將1OkV母線上剩余電能按負(fù)荷分配送往兩級電壓系統(tǒng)。當(dāng)任一側(cè)故障或檢修時，其余兩級電壓之間仍可維持聯(lián)系，保證可靠供電。,35 kV側(cè)僅有兩回出線，故采用內(nèi)橋接線形式； 10kV電壓級由于較為重要，出線較多，采用雙母線帶旁路母線接線，并設(shè)有專用旁路斷路器。 其旁路母線只與各出線相接，以便不停電檢修斷路器。而進(jìn)線 斷路器一般故障率較小，未接入旁路。 通常1

45、10kV電壓以上，母線間隔較大，發(fā)生故障幾率小，況且電壓高，斷路器價格昂貴，所以通常只采用雙母線，較少采用雙母線分段接線形式。這樣可以減少占地面積。正常運(yùn)行時，大多采用雙母線按固定連接方式并聯(lián)運(yùn)行。,圖328,舉例說明： 圖為四臺300MW大容量機(jī)組的凝汽式火力發(fā)電廠電氣主接線。 發(fā)電機(jī)與變壓器采用容量配套的單元接線形式。 G1、G2分別組成的發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線未采用封閉母線，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)了隔離開關(guān)。而在廠用變壓器分支回路裝設(shè)了斷路器； G3及G4按發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線，采用分相封閉母線，主回路及廠用分支回路均未裝隔離開關(guān)和斷路器,廠用高壓變壓器采用低壓分裂繞組變壓器。在T1

46、3、T14廠用高壓變壓器的低壓側(cè)裝設(shè)斷路器，以便進(jìn)行投切和控制。該廠升高電壓級有220kV和500kV兩級電壓。 500kV采用一臺半斷路器接線； 22OkV采用雙母線帶旁路接線，并且變壓器進(jìn)線回路亦接入旁路母線。 兩種升高電壓之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)變壓器T5。聯(lián)絡(luò)變壓器T5選用三繞組自耦變壓器，其低壓側(cè)作為廠用電備用電源和啟動電源。,二、水力發(fā)電廠電氣主接線,水力發(fā)電廠具有以下特點(diǎn)： l）水電廠以水能為資源，建在江、河、湖、泊附近，一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，絕大多數(shù)電能都是通過高壓輸電線送入電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷很小或甚至全無。 2）水電廠的裝機(jī)臺數(shù)和容量是根據(jù)水能利用條件一次確定的，一般不考慮發(fā)展和擴(kuò)建

47、。但可能因設(shè)備供應(yīng)或負(fù)荷增長情況以及由于水工建設(shè)工期較長，為盡早發(fā)揮設(shè)備效益而常常分期施工。,3）水電廠多建在山區(qū)狹谷中，地形比較復(fù)雜。為了縮小占地面積，減少土石方的開挖量和回填量，應(yīng)盡量簡化接線，減少變壓器和斷路器等設(shè)備的數(shù)量，使配電裝置布置緊湊。 4）水輪發(fā)電機(jī)啟動迅速、靈活方便。 一般正常情況下，從啟動到帶滿負(fù)荷只需45min；事故情況下還可能不到lmin。 而火電廠則因機(jī)、爐特性限制，一般需 6 8 h。,水電廠常被用作系統(tǒng)事故備用和檢修備用。對具有水庫調(diào)節(jié)的水電廠，通常在洪水期承擔(dān)系統(tǒng)基荷，枯水期多帶尖峰負(fù)荷。很多水電廠還擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)相任務(wù)。 水電廠的負(fù)荷曲線變化較大、機(jī)組開

48、停頻繁、設(shè)備年利用小時數(shù)相對火電廠為小，其接線應(yīng)具有較好的靈活性。 （5）水電廠比較容易實(shí)現(xiàn)自動化和遠(yuǎn)動化。 水電廠電氣主接線應(yīng)盡可能地避免把隔離開關(guān)作為操作電器以及具有繁瑣倒換操作的接線形式。,根據(jù)以上特點(diǎn)，水電廠的主接線常采用單元接線、擴(kuò)大單元接線；當(dāng)進(jìn)出線回路不多時，宜采用橋形接線和多角形接線；當(dāng)回路數(shù)較多時，根據(jù)電壓等級、傳輸容量、重要程度，可采用單母線分段、雙母線，雙母線帶旁路和一臺半斷路器接線形式。,舉例說明1：圖226所示中等容量水電廠主接線,由于沒有發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷，所以采用了發(fā)電機(jī)一變壓器擴(kuò)大單元接線，水電廠擴(kuò)建可能性較小，其10kV高壓側(cè)采用四角形接線，隔離開關(guān)僅作檢修時隔離

49、電壓之用，不作操作電器，易于實(shí)現(xiàn)自動化。,舉例說明2：圖3-29為一大容量水電廠主接線。 G5、G6以單元接線形式直接把電能送往220kV電力系統(tǒng). G1G4發(fā)電機(jī)采用低壓分裂繞組變壓器組成擴(kuò)大單元接線。這樣，不僅簡化接線，而且限制了發(fā)電機(jī)電壓短路電流。升高電壓220kV側(cè)采用帶旁路的雙母線接線。 500kV側(cè)為一臺半斷路器接線，并以自耦變壓器作為兩級電壓間的聯(lián)絡(luò)變壓器，其低壓繞組兼作廠用電的備用電源和啟動電源。,圖329 大容量水電廠主接線,三、變電所電氣主接線,根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、周圍環(huán)境及變電所的規(guī)劃容量等條件和具體情況，并滿足供電可靠、運(yùn)行靈活

50、、操作方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。 通常主接線的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資，減少占地面積。隨出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母線、雙母線及角形等接線形式 如果電壓為超高壓等級，又是重要的樞紐變電所，宜采用雙母線分段帶旁路接線或采用一臺半斷路器接線,低壓側(cè)常采用單母線分段或雙母線接線，以便于擴(kuò)建。 610kV饋線應(yīng)選輕型斷路器，如SN10型或ZN13型，若不能滿足開斷電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時，應(yīng)采用限流措施。 在變電所中最簡單的限制短路電流方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行，如圖2-28中QF斷開，即按硬分段方式運(yùn)行。 一般盡可能不裝母線電抗器，因其體積大、價格高且限流效

51、果較小。若分列運(yùn)行仍不能滿足要求，則可裝設(shè)分裂電抗器或出線電抗器。,圖228為變電所主接線,110kV高壓側(cè)采用單母線分段，10kV側(cè)亦為單母線分段，兩段母線分列運(yùn)行。 為使出線能選用輕型斷路器，在電纜饋線中裝有線路電抗器、并按兩臺變壓器并列工作條件選擇。,圖229為大容量樞紐變電所主接線,采用兩臺三繞組自耦變壓器連接兩種升高電壓。 220kV側(cè)采用雙母線帶旁路接線形式，并設(shè)專用旁路斷路器。 500kV側(cè)為一臺半斷路器接線且采用交叉接線形式。雖然在配電裝置布置上比不交叉多用一個間隔，增加了占地面積，但供電可靠性明顯地得到提高。 35kV低壓側(cè)用于連接靜止補(bǔ)償裝置。,第六節(jié):主接線的設(shè)計(jì)原則和步

52、驟,一、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則,二、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序,概述,電氣主接線的沒計(jì)是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計(jì)的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、 基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電器選擇和布置、繼 電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。 因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或 變電所的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì) 比較，合理地選擇主接線方案。,一、電氣主接線設(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、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提

53、下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書或委托書是必不可少的。,它將根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及電力負(fù)荷增長率的規(guī)劃，給出該設(shè)計(jì)的電廠（變電所）的容量、機(jī)組臺數(shù)、電壓等級、出線回路數(shù)、主要負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對電廠的具體要求，以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容和范圍。 這些原始資料是設(shè)計(jì)的依據(jù)，必須進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，從而可以初步擬定一些主接線方案。,國家方針政策、技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家實(shí)際狀況、結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)則，是把科學(xué)、技術(shù)總結(jié)成條理化，也是長期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，

54、設(shè)計(jì)時必須嚴(yán)格遵循。 結(jié)合對主接線的基本要求，設(shè)計(jì)的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。 設(shè)計(jì)時，在進(jìn)行論證分析階段，更應(yīng)辯證地統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能達(dá)到先進(jìn)性和可行性。,二、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序,電氣主接線的設(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)四個階段如下： 1.可行性研究階段； 2.初步設(shè)計(jì)階段； 3.技術(shù)設(shè)計(jì)階段; 4.施工設(shè)計(jì)階段；,在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。 課程設(shè)計(jì)是在有限的時間內(nèi)，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識，獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，以達(dá)到掌握設(shè)計(jì)方法進(jìn)行工程訓(xùn)練之

55、目的。 因此，在內(nèi)容上大體相當(dāng)于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容。其中，部分可達(dá)到技術(shù)設(shè)計(jì)要求的深度。故又稱其為擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)。,具體設(shè)計(jì)步驟如下： 1.原始資料分析 2.擬定主設(shè)計(jì)方案 3短路電流計(jì)算 4主要電器選擇 5繪制電氣主接線圖 6工程概算的構(gòu)成 下面僅對前兩項(xiàng)內(nèi)容敘述如下： 1對原始資料分析： （包括內(nèi)容如下） 1）本工程情況 2）電力系統(tǒng)情況 3）負(fù)荷情況 4）環(huán)境條件 5）設(shè)備制造情況,（l）本工程情況 發(fā)電廠類型（凝汽式火電廠、熱電廠、或者堤壩式、引水式、混合式等水電廠）；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量（近期、遠(yuǎn)景）；單機(jī)容量及臺數(shù)；最大負(fù)荷利用小時數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。 發(fā)電廠容量的確定是與國家經(jīng)

56、濟(jì)發(fā)展計(jì)劃、電力負(fù)荷增長速度、系統(tǒng)規(guī)模和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及備用容量等因素有關(guān)。 發(fā)電廠裝機(jī)容量標(biāo)志著電廠的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位與作用。最大單機(jī)容量代表國家電力工業(yè)和制造工業(yè)水平，在一定程度上反映國家先進(jìn)程度和人民生活水準(zhǔn)。,最大單機(jī)容量的選擇不宜大于系統(tǒng)總?cè)萘康?0，以保證該機(jī)在檢修或事故情況下系統(tǒng)的供電可靠性。 我國目前把 5萬 kw以下機(jī)組稱為小機(jī)組； 5 20萬 kw稱為中型機(jī)組；20萬kw以上稱為大型機(jī)組。 在設(shè)計(jì)時，對形成中的電力系統(tǒng)，且負(fù)荷增長較快時，可優(yōu)先選用較為大型的機(jī)組。 發(fā)電廠運(yùn)行方式及年利用小時數(shù)直接影響著主接線設(shè)計(jì)。,承擔(dān)基荷為主的發(fā)電廠，設(shè)備利用率高，一般年利用小時數(shù)在

57、 50 00 h以上； 承擔(dān)腰荷者，設(shè)備利用小時數(shù)應(yīng)在 30 0050 00 h； 承擔(dān)峰荷者，設(shè)備利用小時數(shù)在 30 00 h以下。對于核電廠或單機(jī)容量20萬kw以上的火電廠以及徑流式水電廠等應(yīng)優(yōu)先擔(dān)任基荷，相應(yīng)主接線需選用以供電可靠為中心的接線形式。,水電廠是電力系統(tǒng)中最靈活的機(jī)動能源，啟、停方便，多承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)相任務(wù)。根據(jù)水能利用及庫容的狀態(tài)可酌情擔(dān)負(fù)基荷、腰荷和峰荷。因此，其主接線應(yīng)以供電調(diào)度靈活為中心進(jìn)行選擇接線形式。 （ 2）電力系統(tǒng)情況 電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（ 510年）； 發(fā)電廠或變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用； 本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式

58、以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等。,按發(fā)電廠容量大小分類，我國目前把總?cè)萘吭?000MW及以上，單機(jī)容量在200 M W以上的發(fā)電廠稱為大型發(fā)電廠； 總?cè)萘吭?001000MW，單機(jī)容量在50200MW的發(fā)電廠稱為中型發(fā)電廠； 總?cè)萘吭?00MW以下，單機(jī)容量在50MW以下者稱為小型發(fā)電廠。 所建發(fā)電廠的容量與電力系統(tǒng)容量之比，若大于15，則該廠就可認(rèn)為是在系統(tǒng)中處于比較重要地位的電廠。,因?yàn)樗难b機(jī)容量已超過了電力系統(tǒng)的事故備用和檢修備用容量，一旦全廠停電，會影響系統(tǒng)供電的可靠性。因此，主接線的可靠性也應(yīng)高一些，即應(yīng)選擇可靠性較高的接線形式。 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式是一個綜合性問題。它與

59、電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連 續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對通信線路的干擾等。 一般我國對35 kV電壓以下電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地），又稱小電流接地系統(tǒng)；,對 110 kV以上高壓電力系統(tǒng)，皆采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，又稱大電流接地系統(tǒng)。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)都采用非直接接地方式； 目前，廣泛采用的是經(jīng)消弧線圈接地方式或經(jīng)接地變壓器（亦稱配電變壓器）接地。 其二次側(cè)接入高電阻，不僅可以限制單相接地電流，亦可限制系統(tǒng)過電壓的幅值和陡度，以免引起鐵磁諧振過電壓。同時，還為接地保護(hù)提供了 信號電源，便于檢測，目前在大型機(jī)組中已普遍采用。,此外，有時為了防止過電壓，有些 機(jī)組還采取在中性點(diǎn)處加裝避雷器等措施。 （3）負(fù)荷情況 負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級