11第四章电气主接线及设计(3)

(五)、变压器－母线组接线接线方式：如图超高压系统的主变压器均采用质量可靠、故障率很低的产品，3/2接线母线故障不引起停电，所以可以不用断路器将主变压器经隔离开关接到两组母线上，省去断路器以节约投资。万一主变（如T1）故障时，即相当于与之相连的母线（W1）故障，则所有靠近该母线的断路器均会跳闸，但并不影响各出线的供电。主变用隔离开关断开后，母线即可恢复运行。特点：投资省，调度灵活，电源和负荷可自由分配，可靠性高，便于扩建。适合于：母线接线采用双母线双断路器或3/2接线，回路数不多，变压器质量可靠、故障率甚低的变电站。第三节无母线的主接线基本形式无汇流母线的接线取消了做为能量交换枢纽的母线。主要有三大类：(一)单元接线(二)桥型接线1.发电机－变压器单元2.扩大单元3.发电机－变压器－线路单元1.内桥2.外桥(三)角形接线三角形、四角形、五角形一、单元接线发、变、输电设备串联，各串之间没有任何横向联系的接线方式。1.发电机－变压器单元接线发电机电压级不设母线，各台发电机直接与各自主变压器连接，所有电能经变压器全部送入升高电压等级（35kV及以上）进入系统。发电机可以与双绕组变压器组成单元接线，也可与三绕组或自耦变压器组成单元接线。双绕组变压器的作用是升高发电机产生电能的电压，发电机工作时，变压器必定也必须工作；发电机停运时，变压器也不别投入。所以发电机与变压器之间可不装断路器，发电机的启停由变压器高压测断路器控制。厂用TG升高电压为发电机－双绕组变压器组成的单元接线。对于单机容量较小的机组（小于100MW）为了在发电机停用的情况下也能从变压器低压侧取得厂用电源，也可在发电机出口装断路器。。对于单机容量大于200MW的发电机，一方面发电机出口断路器制造困难，成本高；另一方面发电机出线采用封闭母线，发电机出线回路设备越少越好。所以在发电机出口一般不装断路器。当发电机出口不装断路器时，为了便于对发电机进行试验，应设一组隔离开关或可拆连接点。厂用TG变压器除变化电压外，还起联络高、中压测电网的作用。若高、中压侧无电源，G和T之间可不装设断路器。若高、中压侧有电源，且高、中压侧在发电机不工作时仍需保持连接时，G和T之间则需设断路器。由于大容量发电机出口断路器制造困难，所以大容量（200MW以上）机组很少采用这种接线。厂用TG(B)升高电压发电机－三绕组变压器单元接线。优点：（1）接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。发电机与变压器之间采用封闭母线相连进一步提高了可靠性。（2）由于没有发电机电压母线，因此在发电机和变压器之间短路时的短路电流比有母线时要小。缺点：单元中任一元件检修或故障，整个单元必须完全停止工作。适用场合：广泛应用于区域性电厂、水电厂和大容量机组的火电厂中。2.扩大单元接线当机组容量较小时，为了减少变压器台数和升高电压侧断路器的数量，从而节约投资和占地面积，可以采用两台发电机连接一台变压器的扩大单元接线。如图：TG1G2此时在发电机和变压器之间应装设断路器。常用于中、小容量的火电厂或水电厂，发电机容量小，台数多的情况。升高电压缺点：运行灵活性较差。尤其当检修变压器时，需停两台发电机，影响较大。因此，必须是电力系统允许和技术经济合理时才采用。扩大单元接线中，除了可以采用普通双绕组变压器作主变外，还可以采用分裂绕组变压器作主变。如图：采用分裂绕组变压器作主变，可以有效的限制发电机出口或变压器低压侧短路时的短路电流水平。TG1G2升高电压3.发电机－变压器－线路单元接线当发电厂内不设升高电压配电装置时，可以采用发电机－变压器－线路单元接线，把电能直接送到附近的枢纽变电所。如图：优点：节约了占地面积。只需设机－炉－电单元控制室，不需设网络控制室。TGL变电站母线二、桥形接线当只有两回进线和两回出线时，可以采用桥形接线，此时四回进出线只有三台断路器，数目最少。根据连接桥的位置，桥型接线可分为“内桥”和“外桥”。T1T2QFqQF1QF2QS1QS2WL1WL2T1T2QFqQF1QF2WL1WL21.内桥接线接线特点：出线各接有一台断路器，桥连断路器接在内侧（变压器侧）。T1T2QFqQF1QF2QS1QS2WL1WL2正常运行时：出线所有断路器均闭合。特点：出线回路的投切很方便，电源或变压器回路的投切比较复杂。适用于：35～220kV，线路较长（故障几率大），雷击率较高和变压器不需要经常切换的发电厂和变电所。T1T2QFqQF1QF2QS1QS2WL1WL2出线故障，仅故障线路跳闸，其余回路可继续供电。出线停送电，操作方便。变压器故障、停送电操作复杂：如：T1故障，QF1、QFq自动跳闸，WL1停电。拉开QS1后，再合上QF1、QFq，可恢复WL1供电。变压器停电：断开QF1、QFq；断开QS1；合上QF1、QFq。变压器送电：断开QF1、QFq；合上QS1；合上QF1、QFq。2.外桥接线接线特点：电源（变压器）回路各接有一台断路器，桥连断路器接在外侧（线路侧）。适用于：35～220kV，线路较短（故障几率小），而变压器按照经济运行要求需经常切换的发电厂和变电所。当有穿越功率流过厂、所时，也应采用外桥接线。T1T2QFqQF1QF2WL1WL2正常运行时：出线所有断路器均闭合。特点：电源(变压器)回路的投切很方便,出线回路的投切比较复杂。T1T2QFqQF1QF2WL1WL2运行特点：和内桥正好相反。变压器的投切很方便变压器故障，仅故障变压器跳闸，其余回路可继续供电WL1故障，QF1、QFq自动跳闸，T1停电。拉开QS1后，再合上QF1、QFq，可恢复T1运行。线路的切除和投入比较复杂。QS1三、角形接线断路器及两侧隔离开关构成一条支路，这样的支路首尾相连成环状，在支路的连接点处引一回进线或出线，每回路设置一台（或不设）隔离开关，即构成”角形接线”。如图所示。按照回路数的不同分别为三角形、四角形、五角形接线。1.角形接线的优点①使用的断路器数目少，所用的断路器数等于进出线回路数总和，比单母分段和双母线都少用一台断路器，经济性较好。②每一个回路都可经两台断路器从两个方向获得供电通路。任一台断路器检修时都不会中断供电。③隔离开关只在检修断路器时用于隔离电压，不作为操作电器，误操作的可能性大大减少，也有利于自动化控制。注意:为了避免断路器故障时同时失去两个电源或断开两个负荷，应尽量把电源回路和负荷回路交叉布置。2.角形接线的缺点①开环运行和闭环运行时工作电流相差很大，且每个回路连接两台断路器，每台断路器又连着两个回路，所以使继电保护整定和控制都比较复杂。②在开环运行时，若某一线路或断路器故障，将造成供电紊乱（解列），使相邻的完好元件不能发挥作用而被迫停运，降低了可靠性。③建成后扩建比较困难。3.角形接线的适用范围适用于最终规模进出线回路数为3－5回的110kV及以上的配电装置，特别在水电站中应用较多，因为角形接线相对占地面积较小。角数不超过6回为宜。思考题无母线的电气主接线有那些特点？内外桥接线的结构和适用的场合？掌握桥接线停送电的操作。角形接线与3/2接线有那些相似和不同之处？发电机—变压器单元接线中，发电机出口装或不装断路器有哪些考虑？角形接线有哪些优缺点？辨别下图各主接线的基本形式。火力发电厂水力发电厂变电站第四节不同类型发电厂变电所主接线概况一、火力发电厂的电气主接线1.区域性火力发电厂特点：没有发电机电压负荷，单机容量与总容量都大。大多建在大型煤炭基地或运煤方便的地方，而与负荷中心（城市）距离较远。生产的电能全部经升压变压器升至较高电压后送入系统。多为凝汽式电厂。多采用发电机－变压器单元接线、发电机－变压器－线路单元接线，最多两个升高电压等级220kV－500kV的升高电压侧接线可靠性要求高，一般采用双母线、双母线带旁路、一台半断路器等接线2.地方性火力发电厂特点：单机容量和总装机容量都较小，一般都建在负荷中心附近（城市边缘），因而有大量发电机电压负荷。所发出的电能有较大部分以发电机电压（10kV）经线路直接送到附近的用户，或升至35kV送到稍远些的用户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到110kV或220kV电压送入系统。在本厂发电机故障或检修时，可由系统倒送电能给地方负荷。多为热电厂。设有发电机电压母线母线形式根据机组容量和负荷性质来确定，一般采用单母线（或分段）和双母线（或分段）。发电机电压负荷大多通过电缆馈线引出。根据情况考虑加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。在满足发电机电压负荷的前提下，100MW及以上机组，多采用单元接线直接接至升高电压母线升高电压母线应根据多方面因素（如电压等级、出线回数、用户性质、与系统交换功率大小等）确定。升高电压等级一般不超过两级。设有升高电压母线二、水力发电厂的电气主接线特点：水轮机组起停迅速，常用作系统备用或调峰，因此主接线应该力求简单，以利用自动化装置进行操作，避免误操作。建在有水能资源处，一般离负荷中心很远，没有发电机电压负荷或很小，电能全部升压后送入系统。因此，主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电机－变压器单元接线或扩大单元接线。单元接线能减少配电装置占地面积，也便于水电厂自动化调节。水力发电厂的装机台数和容量大都一次确定，高压配电装置也一次建成，不考虑扩建问题。这样，除可采用单母线分段、双母线、双母线带旁路及3/2断路器接线外，桥型和多角形也应用较多。受地形限制，应尽量采用简化的接线，减少变压器和断路器的数量，使配电装置紧凑，缩小占地面积。大型水力发电厂的电气主接线中型水力发电厂的电气主接线中、小型水力发电厂的电气主接线三、变电所的电气主接线通常，变电所高压侧的主接线，应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资，减少占地面积。随出线回数的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形等接线。如果高压侧为超高压等级，又是重要的枢纽变电所，宜采用双母线分段带旁路接线或一台半断路器接线。变电所低压侧的主接线，常采用单母线分段或双母线，以便于扩建。终端变电所的电气主接线枢纽变电所的电气主接线世界各国典型的电气主接线方案思考题在我国，各种不同类型的发电厂和变电所的作用、接线特点有何不同？