东北农大变电工程设计课件第4章 电气主接线

第4章电气主接线电气主接线概念及基本要求一、电气主接线电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。二、电气主接线基本要求1）保证供电可靠性和电能质量；2）运行、维护灵活性和方便性；3）经济性（投资、电能损失、占地面积）；4）具有发展和扩建可能性。二、电气主接线基本要求（一）可靠性可靠性的含义比较广，本课程可靠性主要是指供电可靠性。是指供电系统持续供电的能力，它可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数、系统停电等效小时数。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的价值大几十倍，会导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。二、电气主接线基本要求（一）可靠性可靠性的含义比较广，本课程可靠性主要是指供电可靠性。是指供电系统持续供电的能力，它可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数、系统停电等效小时数。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的价值大几十倍，会导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。二、电气主接线基本要求衡量电气主接线可靠性的标志：1)断路器检修时能否不影晌供电；2)断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对重要用户的供电；3)尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；4)大机组、超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。二、电气主接线基本要求（二）灵活性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。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。二、电气主接线基本要求对灵活性和方便性的要求：1．调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2．检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。二、电气主接线基本要求对灵活性和方便性的要求：3．扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并对一次和二次部分的改建工作量最少。二、电气主接线基本要求（三）经济性对经济性要求：1）投资省2）占地面积小3）电能损耗少二、电气主接线基本要求具体要求：1）应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器及避雷器等一次设备的投资；2）要尽可能的简化继电保护和二次回路，以节省二次设备和控制电缆；3）应采取限制短路电流的措施，以便选择轻型的电器和小截面的载流导体；二、电气主接线基本要求具体要求：4）要为配电装置的布置创造条件，以节约用地和节省有色金属、钢材和水泥等基建材料；5）应经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，要避免出现两次变压，以减少变压器的电能损耗。二、电气主接线基本要求主接线基本形式——指电气设备常用的几种连接方式。两大类：有汇流母线的接线形式；无汇流母线的接线形式。二、电气主接线基本要求母线是指在变电站中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，一般采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。变电站电气主接线的基本环节是电源（变压器）、母线和出线（馈线）。各个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。二、电气主接线基本要求在进出线数较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适于进出线回路少，不再扩建和发展的变电站。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。无汇流母线的接线形式主要有：桥形接线、单元接线和多角形接线。单母线接线及单母线分段接线1．不分段的单母线接线汇流主母线W只有一条，在各支路中都装有断路器和隔离开关，正常运行时全部断路器和隔离开关均投入。一、一般单母线1．单母线接线的优缺点优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。一、一般单母线1．单母线接线的优缺点缺点：检修母线或母线隔离开关，全厂（所）停电；母线或母线隔离开关故障，全厂（所）停电；检修出线断路器，该回路停电。一、一般单母线2．单母线接线的适用范围：一般适用于一台主变压器的以下三种情况：（1）6-10kV配电装置的出线回路数不超过5回。（2）35-63kV配电装置的出线回路数不超过3回。（3）110-220kV配电装置的出线回路数不超过2回。一、一般单母线1）用隔离开关分段的单母线接线2）用断路器分段的单母线接线二、单母线分段接线单母线分段接线特点以隔离开关分段时：若任一段母线(I段或Ⅱ段)及其母线隔离开关停电检修，可以通过事先断开分段隔离开关QS1，使另一段母线的工作不受影响。二、单母线分段接线但当分段隔离开关QS1投入，两段母线同时运行期间，若任一段母线发生故障，仍将造成整个配电装置的短时停电。只有在用分段隔离开关QS1将故障段母线隔开后，才能恢复非故障段母线的运行。单母线分段接线特点二、单母线分段接线在正常情况下检修母线时，可不中断另一段母线的运行。任一段母线发生故障时，在继电保护装置的作用下，母线分段断路器断开，从而保证了非故障段母线的不间断供电。可满足采用双回线路供电的重要用户供电可靠性要求。以断路器分段时的优点二、单母线分段接线以断路器分段时的缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要在检修期间内停电。当采用接于不同段母线的双回线路供电时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需要向两个方向均衡扩建。单母线分段接线特点二、单母线分段接线（1）6-10kV配电装置出线回路数为6回及以上，每段容量不宜超过25MW。二、单母线分段接线单母线分段接线的适用范围（2）35-66kV配电装置出线回路数为4~8回。（3）110-220kV配电装置出线回路数为3~4回。单母线带旁路母线接线1、单母线带旁路母线接线单母线在工作母线外侧增设一组旁路母线，经过旁路隔离开关接到线路的外侧，并增加一组旁路断路器，使其跨接与工作母线和旁路母线之间的接线叫做单母线带旁路母线的接线。该接线方式的提出是因为断路器长期运行或者短路跳闸超过了预定的次数后必须进行检修。加装旁路母线后，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。1、单母线带旁路母线接线旁路母线经过旁路隔离开关QSp与出线路相连，正常运行时旁路隔离开关和旁路断路器QFp是断开的。当检修某出线路断路器时（例如检修出线路L1的断路器QFL1），先闭合旁路断路器QFp两侧的隔离开关（先闭合靠近电源侧的隔离开关，然后闭合负荷侧隔离开关），再闭合QFp，使旁路母线带电，如果旁路母线有短路故障，则旁路断路器QFp跳闸，如果没有故障，则继续操作。1、单母线带旁路母线接线母线出现故障或者检修时，将会造成整个变电站停电。为了保证对重要的用户供电，可以在此基础上改进为单母线分段带旁路母线的接线。2、单母线分段带旁路母线接线这种接线方式兼顾了旁路母线和母线分段两方面的优点。带有专用旁路断路器的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。这种接线一般应用在供电可靠性有特殊需要或接入旁路母线的线路过多、难于操作的场合。2、单母线分段带旁路母线接线目的:节省设备投资和减少占地面积。接线中的QFFP既是分段断路器，又可兼作旁路断路器。采用分段断路器兼作旁路断路器2、单母线分段带旁路母线接线正常运行时，分段断路器QFF及隔离开关QS2、QS3均处于闭合状态，QS1、QS4、QS5均处于断开状态。正常时旁路母线PW不带电，整个主接线以单母线分段方式运行。此时，QFF起分段断路器的作用。采用分段断路器兼作旁路断路器2、单母线分段带旁路母线接线目的：检修QF1，L1回路不停电。首先检查旁母有无故障，此时分段断路器QFf及隔离开关QS2、QS3在闭合状态，QS1、QS4、QS5均断开，以单母线分段方式运行。1、闭合隔离开关QS1（此步骤主要是防止系统解列运行）2、断开QFf和QS3（此操作环境不是闭合回路，故不会产生电弧）2、单母线分段带旁路母线接线3、闭合QS54、闭合QFf，如果QFf跳闸说明旁路母线有故障，需要排除故障。如果旁母无故障，QFf不跳闸，则继续进行操作。5、闭合QSp6、断开QF1及两侧的隔离开关。这时，该出线路L1经QSp、旁母WP、QS5、QFf和QS2仍然连在第一段母线上，可以从两个电源得电。2、单母线分段带旁路母线接线双母线接线为了克服单母线接线不论是否分段，当母线和母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线上的进出线在检修期间将长时间停电的缺点。采用双母线接线的目的：单断路器的双母线接线双断路器的双母线接线一台半断路器的双母线接线变压器----母线组接线双母线接线的分类：一、一般的双母线接线这种接线具有两组母线，每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QFm（简称母联）连接。避免了单母线分段在母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线上的回路都要在检修期间长时间停电。一、一般的双母线接线1)可以轮流检修母线而不影响供电。2)检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路。3)一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连回路的供电。4)运行高度灵活。5)扩建方便。6)便于试验。单断路器的双母线接线的主要优点1）任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电；2）一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该组母线再故障将造成全停事故；单断路器的双母线接线的主要缺点3）任一组母线短路，而母联断路器拒动，将造成双母线全停事故；4）当母线故障或检修时，隔离开关作为切换操作电器，容易发生误操作；5）在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。单断路器的双母线接线的主要缺点双母线分段接线及双母线带旁路母线接线双母线分段接线1.双母线三分段接线用断路器将一般双母线接线中的一组或者两组母线分段的接线叫做双母线分段接线。用分段断路器将一组母线分为两段，每段用母联断路器与另一组母线相连，即构成了双母线三分段接线。双母线分段接线1.双母线三分段接线（1）一组母线作为备用母线，分段母线的分段断路器QFf闭合，两台母联断路器都断开，此时相当于单母线分段运行。这种接线也叫做工作母线分段的双母线接线，它兼具双母线接线和单母线分段接线的特点，供电可靠性高且具有一定的灵活性。该种接线方式有两种运行方式：（2）所有母线都处于工作状态，即母联断路器和分段断路器均闭合，负荷平均分布在3个分段上运行。当某一段母线发生故障时，约2/3的用户可以继续得电。这种接线通常用于进出线回路数比较多的配电装置中。该种接线方式有两种运行方式：2.双母线四分段接线双母线分段接线用分段断路器将双母线中的两组母线各分为两段，并设置两台母联断路器连接两组母线的接线叫做双母线四分段接线。正常运行时母联断路器和分段断路器均闭合，四段母线同时工作，电源和线路大致平均分配至四段母线上。当某一段母线发生故障时，约有1/4的用户停电。这种接线比双母线三分段的设备投资更大，因此用于进出线更多的配电装置中。2.双母线四分段接线根据工程实践，双母线分段原则是：（1）当进出线回路数为10-14回，在一组母线上用断路器分段。（2）当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。（3）在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。（4）为了