水电-电气主接线

LanzhouUniversityofTechnology第四章水电站电气主接线LanzhouUniversityofTechnology一、概述电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系的图。1.作用：对供电可靠性、运行灵活、检修方便以及经济合理等起着决定性作用。2.要求（1）可靠性：停电机会少，事故后影响范围小；（2）灵活性：满足调度、检修及扩建时的灵活性；（3）经济性：投资省、占地面积小、年运行费用少；（4）可扩性：具有将来发展和扩建的可能性。§4-1电气主接线LanzhouUniversityofTechnology二、电气主接线的基本接线形式有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一台半断路器接线，变压器母线组接线等。无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。几个基本概念：汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。进、出线：进线指电源，出线指线路。LanzhouUniversityofTechnology断路器与隔离开关的操作顺序：送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方停电后，再合上接地刀闸。LanzhouUniversityofTechnology（一）有母线接线1.单母线接线接线图特点简单、清晰、设备少。当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系统全部停电。断路器检修期间也必须停止该回路的供电。适用范围单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。WQFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQS～GQF1QS1～GQF2QS3QS2WL1QS4LanzhouUniversityofTechnology适用范围⑴小型骨干水电站４台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；⑵６～10kV出线（含联络线）回路≯５回；⑶35kV出线（含联络线）回路≯３回；⑷110kV出线（含联络线）回路≯２回。LanzhouUniversityofTechnology2.单母线分段接线接线图特点减少母线故障或检修时的停电范围。断路器检修期间必须停止该回路的供电。母线分段的数目，通常以2～3分段为宜，分段太多增加了分段断路器。适用范围6~10kV配电装置出线6回及以上；35kV出线数为4~8回；110~220kV出线数为3~4回。QF1分段断路器～GWL1WL2WL3WL4～GLanzhouUniversityofTechnology3.单母线分段加装旁路母线接线接线图QS8W3～G～GWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS5QF1QS1QS3QS2QS4（分段断路器QF1兼旁母断路器）LanzhouUniversityofTechnology旁路母线的作用不停电检修进出线断路器。操作方式（检修QF4，且WL4不停电）如A、B段经QF1和QS1、QS2并列运行，则闭合QS5断开QF1断开QS1闭合QS3闭合QF1使W3带电（不要首先闭合QS8）。此时若W3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF1。若W3充电正常，操作可以继续进行：合上QS8断开QF4。这时WL4由母线BQS2QF1QS3W3QS8WL4供电。并由QF1替代断路器QF4。QF4检修前，应把QS6、QS7断开。适用范围中小型发电厂和35~110kV的变电所。LanzhouUniversityofTechnology4.双母线接线接线图W1W2电源1QFQS2QS1电源2QS3QS4QS5QS6QS7QS8QS9QS10QS11QS12QS13QS14LanzhouUniversityofTechnology运行方式母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。优点检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。供电可靠，调度灵活，又便于扩建。LanzhouUniversityofTechnology双母线接线的倒母线操作闭合母联两侧的隔离开关QS1，QS2，合QF向备用母线充电；若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。适用范围大中型发电厂和变电所。LanzhouUniversityofTechnology5.双母线分段接线接线图QF1电源2ⅡIⅢ电源1QF2QF3LLanzhouUniversityofTechnology特点工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段，QF1，QF2为母联，QF3为分段断路器。正常工作时，II，III段工作，I段备用，在分段回路中可接入分段电抗器L，当任一分段故障时，L限制相邻段供给的短路电流。适用范围6~10kV配电装置中；220kV电压进出线回路数甚多时，也采用双母线四分段的接线。LanzhouUniversityofTechnology6.双母线带旁路母线接线接线图QF2QS4W3QF1W1W2QF4电源1电源2LanzhouUniversityofTechnology母联兼作旁路断路器一组母线带旁路两组母线带旁路增设旁路跨条QFW3W2W1LanzhouUniversityofTechnology7.一台半断路器接线接线图在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。W1W2QF2QS5QS4QS3QS2QF3QF1QS6QS1QS7QS8L1L2L3L4L5L6LanzhouUniversityofTechnology特点具有较高的供电可靠性及运行灵活性。母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。隔离开关不作操作电器，减少了误操作的几率。使用设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。适用范围大型电厂和变电所的超高压配电装置。LanzhouUniversityofTechnology1.单元接线及扩大单元接线接线图(二)无汇流母线接线:T～GLT～G～GT～GT（1）.单元接线LanzhouUniversityofTechnology(1)发电机—变压器单元接线接线方法:发电机和变压器容量匹配；机组间无横向联系；(双绕组变压器)不装断路器；为方便试验和厂变由主变反馈电，出口装隔离开关。优点:①接线简化，使用的电器最少，操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性；②配电装置简单，投资少，占地小；③发电机出口短路电流小；④继电保护简单。缺点:任一元件故障或检修全停，检修时灵活性差适用范围:①台数不多的大中型区域发电厂；②分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。LanzhouUniversityofTechnology（2）.扩大单元接线T～G～GT～G～G为了减少变压器的台数和高压侧断路器的数目以及节省配电装置的占地面积，采用扩大单元接线LanzhouUniversityofTechnology优点：比单元接线少一台主变，更为简单经济，一机停电不影响厂用电。低压侧加刀闸，厂用电供电较可靠和灵活。缺点：主变故障或检修全停。适用范围：系统有备用容量时大中型水电厂有２～３台发电机的情况（但扩大单元容量还受制造限制）。LanzhouUniversityofTechnology（3）发电机—变压器—线路单元接线接线方法：与发—变相比省线路断路器。特点：简单经济但某一元件故障全停。适用范围：一发一变一线。LanzhouUniversityofTechnology2.桥形接线接线图内桥与外桥接线的比较LT1QF1LT2QF2QF3QS2QS1内桥LQF1T1QF3QS2QS1外桥LQF2T2穿越功率适用范围LanzhouUniversityofTechnology（1）、内桥接线接线方法：桥断路器位于线路断路器内侧。优点：①接线简单、经济（断路器最少）；②布置简单占地小，可发展为单母线分段接线；③线路投、切灵活，不影响其它电路的工作。缺点：①变压器投切操作复杂，故障检修影响其它回路；②桥断路器故障检修全厂分列为两部分；③出线断路器故障检修该回路停电。②和③可通过设外跨条提高灵活性LanzhouUniversityofTechnology适用范围1）双线双变的水电站、变电所35～220kV侧：2）线路较长（故障多），而主变年负荷利用小时数高（不经常切换）且无功率穿越的场合。LanzhouUniversityofTechnology2、外桥接线接线方法：桥断路器位于线路侧。特点：与内桥接线相对应“变压器”→“线路”适用范围：1）双线双变的水电站、变电所35～220kV侧：2）主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短（故障少）或有功率穿越的场合。LanzhouUniversityofTechnology3.角形接线接线图LanzhouUniversityofTechnology接线方法：常用４角，最多６角。相当于把单母线用断路器按电源和引出线的数目分段，然后再连接成闭合的环形；每一回出线占有两台断路器，而平均每一回有一台断路器。优点：可靠性和灵活性较高，操作简便且易实现自动化。缺点：开环运行时可靠性降低，设备选择难，保护复杂，不便于扩建。适用范围：大中型水力发电厂发展可能性很小的110kV及以上母线的接线。LanzhouUniversityofTechnology三、发电厂的电气主接线举例发电厂主接线区域性电厂：指坑口电厂和远离城市的大型水电厂。这类电厂一般规模较大，设备年利用小时数高，生产的电能主要以升高电压送入电力系统，通常不设发电机电压母线。LanzhouUniversityofTechnologyLanzhouUniversityofTechnology地方性电厂：主要是中小型电厂。大量电能以发电机电压馈送给地方用户，剩余功率以升高电压送入系统，设发电机电压母线。LanzhouUniversityofTechnology四、限制短路电流的措施（一）选择适当的主接线形式和运行方式为了减小短路电流，可选用系统阻抗较大的接线形式和运行方式。（二）加装限流电抗器在电缆馈线和母线分段处装设电抗器。（三）采用低压分裂绕组变压器这种变压器在正常工作和低压侧短路时其电抗值不同，当一个分裂绕组出线发生短路时，来自另一台发电机和来自系统的短路电流遇到的电抗值都很大，能起到限制短路电流的作用。LanzhouUniversityofTechnology§4-2主接线方案的拟定与技术经济比较一、设计步聚1．根据发电厂、变电站和电网的具体情况，初步拟出若干种技术可行的接线方案，相应地在电网的地理接线图和电气主接线图上表示出接入点、出线回路数和出线电压等级等。2．对主变压器进行选择。包括台数、运行方式、容量、型式及参数等。3．拟定发电机电压侧（或低压侧）和升压侧（或高压侧）的基本接线形式。LanzhouUniversityofTechnology4．选择厂（站）自用电和近区用电的引接方式。包括接入点、电压等级、供电方式等。5．对上述各部分方案进行合理组合，拟出若干个技术合理的主接线方案，以不遗漏最优方案为原则。再按照主接线的基本要求，结合发电厂（变电所）和电网的实际情况进行技术分析比较，从中选出2-3个较优方案。6．对上述几种方案进行经济比较，最后确定最优方案作为最终的主接线方案。LanzhouUniversityofTechnology二、初步方案拟定与技术比较㈠拟定⑴拟出若干种可行的接入方案⑵拟出主变压器的选择方案包括台数、并联或分组运行、容量、型式及