电气工程第3章XXXX1031

第三章电力系统的一次接线电气工程基础南京理工大学电气工程基础20112019/8/8第三章电力系统的一次接线3.1电力网的接线方式3.2发电厂、变电所的电气主接线3.3中性点接地方式本章要求1.了解电力网的接线方式及应用；2.掌握电气主接线的基本概念及应用；3.掌握中性点接地方式及优缺点。电气工程基础20112019/8/8电力系统接线地理接线（不讲）二次接线一次接线厂站接线（主接线）网络接线（3.1）保护接线（第八章）控制接线测量监察接线信号接线关于电力系统接线电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/83.1电力网的接线方式1.对电力网设计的基本要求（1）对上级送电电网的远景发展规划和布局要作详细了解；（2）在考虑城网结构时，要有超前（20年或更长一点）观念；（3）输电网要有稳定可靠的供电能力，当网内电源或枢纽变电所发生事故停电时，能迅速从输电网外得到补充电源。尽可能做到中心变电所有来自不同地点的两个电源，至少满足“N-1”准则；（4）电网结构合理，层次分明。正常运行时应尽量减小网上潮流，更不应出现“兜圈子”，各级电压网络接线应层次分明；（5）灵活，应变有力强。电网结构应具有足够的“弹性”，有足够的设备容量，具备应付各种可能出现情况的应变能力。电气工程基础20112019/8/8（6）网内大型发电机组上网方式应作技术经济论证，可以直接送到负荷中心的枢纽变电所，能减少发电厂出线数，减少网上潮流；（7）采用措施限制短路电流。由于输电网发展很快，规模扩大，使网内开关电器已经不能承受当前的短路水平。电网分片结构是限制短路容量的有效措施（8）接线标准化，提高可靠性，减少维护、检修费用；（9）简化接线，为自动化创造必要条件，减少占用城市空间，有利于环境保护。电气工程基础20112019/8/83.1电力网的接线方式2．无备用接线方式:由一条电源线路向电力用户供电，也称开式电力网。分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。图3.1开式电力网a）放射式b）干线式c）链式d）树枝式优点：简单明了、运行方便，投资费用少。缺点：供电的可靠性差，电压质量差。这类接线一般仅适于对三级负荷供电，不适用于一级负荷占比重较大的场合，若输电线路上装设了自动重合闸装置，这类接线可用于二级负荷。电气工程基础20112019/8/83．有备用接线方式:由两条及两条以上电源线路向电力用户供电，又称闭式电力网。分为双回路放射式、双回路干线式、双回路链式、双回路树枝式、环式和两端供电式，分别如图3-2所示。优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。缺点：投资费用高。电气工程基础20112019/8/84.电力网划分（1）电力网按其职能不同可分为输电网和配电网。输电网的主要任务:将大容量发电厂生产的电能可靠而经济地输送到负荷集中地区。输电网联系着系统中的区域发电厂和枢纽变电所，它的电压高、线路长、线路数量少，每条线路的输送容量大，一般采用闭式电力网接线方式。配电网的任务:分配电能，它的电压低、线路较短，但线路数量很多，每条线路的输送的功率较小，既有开式电力网接线方式（用于三级负荷），又有闭式电力网接线方式（用于一级和二级负荷占比重较大的用户）。我国现行配电网一般可分为三种类型:高压配电网（35kV、110kV）、中压配电网（6kV、10kV）和低压配电网（380/220V）。电气工程基础20112019/8/8（2）配电网的接线方式1)高压配电网的接线方式高压配电网对供电的可靠性要求很高，一般采用双回路架空线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，如图3-3所示。两侧电源供电的双回路高压配电网指35～110kV的电力网电气工程基础20112019/8/8由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此也可采用双T接线或的三T接线方式。电缆线路的双T接线（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8不论是架空线路还是电缆线路，当线路上接有3个及以上变电所时，应在两侧有电源，但正常运行时两侧电源不并列运行。三侧电源的三T接线（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/82)中压配电网的接线方式放射式接线：由地区变电所或企业总降压变电所6～10kV母线直接向用户变电所供电，沿线不接其他负荷，各用户变电所之间也无联系。放射式接线指6～10kV的电力网优点：结构简单、操作维护方便、保护装置简单，便于实现自动化。缺点：供电可靠性较差，只能用于三级负荷和部分次要的二级负荷。（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8为了提高供电的可靠性，可采用来自两个电源的双回路放射式接线。图3-7双回路放射式接线优点：供电可靠性高，任一回路、任一电源发生故障都能保证不间断供电，适用于一类负荷。缺点：从电源到负载都是双套设备，互为备用，投资大，且维护困难。（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8树干式接线：由地区变电所或企业总降压变电所6～10kV母线向外引出高压供配电干线，沿途从干线上直接接出分支线引入用户（或车间）变电所。可采用双干线或两端供电方式来提高供电的可靠性。树干式接线优点：线路敷设简单，变电所出线回路数少，高压配电装置和线路投资较小，比较经济。缺点：供电可靠性差，当干线发生故障或检修时，所有用户都将停电。适用于分支数目不多、变压器容量也不过大的三级负荷。（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8环式接线：在同一个地区变电所或企业总降压变电所的供电范围内，将不同的两回中压配电线路的末端连接起来。环式接线优点：供电可靠性高，运行灵活；缺点：导线截面按有可能通过的全部负荷来考虑，投资高。有两种运行方式：开环点位置的选择：应使正常配电时开环点的电压差为最小开环运行：正常运行时环形线路在某点断开。闭环运行：正常运行时环形线路没有断开点。（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8“手拉手”供电接线：将以往的放射式接线改造成双电源供电，中间以联络开关将两段线路连接起来。正常运行时联络开关打开，当线路失去一端电源时，将联络开关合上，从另一端电源对失去电源线路上的用户供电。“手拉手”供电接线a）同一变电站二馈线“手拉手”b）不同变电站二馈线“手拉手”优点：供电可靠性较高，易于实现配电网自动化。（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/83）低压配电网的接线方式低压放射式接线：结构简单、操作维护方便，但所用开关设备较多，有色金属消耗量也较多，适用于负荷密度较小、供电范围较小且变压器容量也较小的地区。低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少，但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的用电设备。低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断，适用于住宅楼群区。指380/220V的电力网（2）配电网的接线方式电气工程基础20112019/8/8什么是电气主接线？对主接线有哪些基本要求?主接线的基本形式有哪些?各种主接线形式有何特点?各种主接线形式的倒闸操作。各种主接线形式的应用情况。各类发电厂和变电所典型的主接线方式有哪些?3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/8一、概述电气主接线，又叫一次接线，是由各种开关电器、发电机、变压器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定顺序连接而成的接受和分配电能的总电路。1.电气主接线含义及表示方法主接线的表示方法（1）采用单线图表示连接关系（2）采用规定的图形符号和文字符号表示电气设备3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/83.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8（1）可靠性：是电气主接线最基本的要求。发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用；负荷性质和类别；设备的制造水平；长期实践运行经验。一、概述2.对电气主接线的基本要求3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/82.对电气主接线的基本要求3.2发电厂、变电所的电气主接线衡量主接线可靠性的标志(1)断路器检修时，能否不影响供电；(2)发电厂或变电所全部停运可能性的大小；(3)线路、断路器、母线故障或检修时，停运回路数的多少、停运时间的长短以及能否保证对重要用户连续供电；(4)大容量发电机组及超高压设备是否满足可靠性要求。电气工程基础20112019/8/8（2）灵活性操作的方便性；调度的灵活性；扩建的方便性。2.对电气主接线的基本要求3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/8（3）经济性节省一次投资；占地面积小；电能损耗少。2.对电气主接线的基本要求3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/8（4）安全性保证操作和检修时的人身安全；保证操作和检修时的设备及系统安全。2.对电气主接线的基本要求3.2发电厂、变电所的电气主接线电气工程基础20112019/8/8二.主接线的基本形式有汇流母线单母线接线双母线接线无汇流母线单元接线桥形接线多角形接线一台半断路器接线电气工程基础20112019/8/81)单母线接线母线隔离开关接地刀闸线路隔离开关W出线1出线2出线3QSlQFQSwQSo单母线接线图1.有汇流母线的接线方式电气工程基础20112019/8/8单母线倒闸送电操作出线1出线2出线3WQSlQFQSwQSo1)单母线接线电气工程基础20112019/8/8出线1出线2出线3WQSlQFQSwQSo单母线倒闸停电操作1)单母线接线电气工程基础20112019/8/8单母线接线的特点优点：接线简单清晰，操作方便，设备用量少，经济实用；便于扩建。缺点：1）可靠性差，母线范围内发生故障或检修时，需停止供电；各单元QF检修时，该单元中断工作；2）调度不便，电源只能并列运行，线路短路电流大。•应用：一般只用在出线回路少并且没有重要负荷的发电厂和变电所中。☆练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图。1)单母线接线电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8一级负荷ⅡⅠL1L2L3L4QF1单母分段提高了供电的可靠性和灵活性；母线及母线隔离开关故障或检修时停电范围小；重要负荷多时，会大大增加出线回路数；增加了断路器。应用：广泛应用于中小容量发电厂及变电所6～10kV接线中。1)单母线接线分段断路器电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8电气工程基础20112019/8/8带旁路母线的单母线接线电源侧W1W2QS1QFQS2旁路母线工作母线检修线路断路器不停电。1)单母线接线旁路断路器电气工程基础20112019/8/8检修出线l1的断路器QF1倒闸操作QF1W1QS1QFQS2l1QS3电源侧W21)单母线接线电气工程基础20112019/8/8W2W3W1电源侧QFQS1QS2QS3QS4单母分段兼旁路节省两台旁路断路器1)单母线接线电气工程基础20112019/8/82)双母线接线W2W1QFL1L2L3L4供电可靠调度灵活扩建方便隔离开关作倒闸操作电器供电可靠：（1）轮流检修一组母线而不中断供电；（2）一组母线故障时，能迅速恢复供电；（3）检修母线隔离开关时，仅停一条线路。调度灵活：（1）电源和负荷可以任意分配到某一组母线上；（2）通过倒闸操作可以组成各种运行方式；扩建方便：（1）可以任意向左右两方扩建；电气工程基础20112019/8/8标准运行方式（固定连接）W2W1QF1l2l3l4l1G2G2)双母线接线电气工程基础2