《发电厂电气部分》电气主接线

发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁4.1电气主接线的基本要求和设计程序4.2主接线的基本接线形式4.3主变压器的选择4.4限制短路电流的方法4.5电气主接线设计举例第四章电气主接线及设计发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁电气主接线是发电厂和变电所电气部分中一次设备的连接电路，又叫一次电路或主电路。它表示了电能产生、汇集、分配和传输的关系。电气主接线的功能：1）表明了各种设备的数量及连接情况。2）决定了系统可能存在的运行方式，影响着运行的可靠性和灵活性。3）决定了电气设备的选择，配电装置的布置。4）决定了继电保护和控制的方式。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁4.1电气主接线的设计原则和程序•一、电气主接线设计的基本要求•主接线图一般画成单线图，用规定的图形和文字符号描述实际的主电路连接情况。图上的主要元件有G、T、QF、QS、TV、TA、母线和电抗器等设备。局部以三相表示（如TV、TA的配置）。图中描述的设备处于“正常状态”，即电路无电压和无外力作用下的状态。QF、QS处于断开位置。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁1.根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。因事故或因检修，导致的停电机会越少、停电影响范围越小、停电时间越短、停电后恢复供电越快，供电可靠性就越高。与设备的可靠程度、运行管理水平、运行值班人员等因素有密切关系。必须与发电厂、变电所在系统中的地位和作用、接入电力系统的方式以及所供负荷性质相适应，即主接线的可靠性是相对的。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活转换运行方式。包括：操作、调度、扩建的方便。3.在满足上述前提下，保证经济性降低投资：节约设备；选用合理的设备；简化控制和保护。节约占地面积：合理选择主变降低运行费用：避免两级变压；减少电能损失发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁二、电气主接线的设计程序1、对原始资料分析。包括：工程情况、电力系统情况、负荷情况、环境情况、设备供货情况。2、主接线方案的拟定与选择。3、短路电流计算和主要电器选择。4、绘制电气主接线图。5、编制工程概算。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁分为：有汇流母线和无汇流母线两大类主接线的基本环节有三个：电源（或进线）环节（通常指发电机或变压器）母线环节出线（或馈线）环节。4.2主接线的基本接线形式发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁为什么要按有无汇流母线来划分？母线用来汇集和分配电能，使主接线环节减少，简单清晰，运行方便可靠，也有利于安装和扩建。进出线较多时，为提高供电可靠性，必须使每一个出线能从任一电源获得供电。因此，最好的方法就是采用母线，即电源不与出线直接相连，而是直接把电能送到母线上，各个出线也连接在母线上来获取电能。缺点：开关设备增多，配电装置占地面积增大。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁当进出线回数较少或相同时，可采用无母线的接线方式，由发电机、变压器直接与出线相连，减少了开关设备和占地面积。对每一种基本接线形式，要求掌握：接线图：进出线环节如何与母线连接；开关设备如何连接，可能存在的运行方式和运行特点。优缺点：可靠性高或可靠性低及其具体体现。适用场合：适用的电压等级；适用的出线回数等。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁一、有汇流母线的基本接线形式(一)单母线(二)双母线1.单母线2.单母线分段3.单母线（分段）带旁路1.双母线2.双母线分段3.双母线（分段）带旁路4.3/2断路器接线5.变压器－母线组接线发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁(一)单母线接线形式1.单母线：WL：线路（出线）QS1/QS2：电源隔离开关QS3：母线隔离开关QS4：线路隔离开关QF1/QF2：电源断路器QF3：出线断路器WB：母线QS5：接地开关G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5单母线接线特点：只有一组母线，所有电源和出线都经过一台QF和QS接至母线上。母线保证发电机G1、G2并列工作；同时任何一条引出线都可以从母线上获得电源。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁回路的基本组成：每一回路均装设有断路器QF和隔离开关QS。断路器用于在正常和故障情况下接通或断开电路。断路器两侧均装设有隔离开关，用于断路器停电检修时隔离电压。电源支路中，发电机和发电机出口断路器（电源断路器）之间可以不装设隔离开关，因为断路器断开后，发电机也必然处于停机状态。在线路隔离开关(QS4)的线路侧，通常装有接地开关。当线路停电之后，合上作为接地线使用。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁倒闸操作：“五防”防止带负荷拉合隔离开关防止带地线合隔离开关防止带电挂接地线防止误拉合断路器防止误入带电间隔G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁倒闸操作：以投切线路WL1为例，顺序如下：切除WL1（断电）拉开QF3→QS4→QS3投入WL1（送电）合上QS3→QS4→QF3G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁倒闸操作基本的操作原则是：•操作QS必须是在QF断开的时候进行•投入QS时，从电源侧往负荷侧合上QS•退出QS时，从负荷侧往电源侧拉开QS•为了防止误操作，必须：•严格执行操作票制度和监视制度（组织措施）•加装防止误操作的闭锁装置（技术措施）发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁优点：接线简单、清晰，所用电气设备少，操作方便，投资小，便于扩建；缺点：可靠性、灵活性较差。①母线和母线侧隔离开关检修（清扫）时，期间所有回路必须停止工作。②母线和母线侧隔离开关短路，QF母线侧绝缘套管损坏时，所有电源回路断路器，均会因继电保护动作而跳闸，所有出线停电。③某一电源或出线断路器检修时，必须停止该回路的工作。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁适用场合：纯粹的单母线不能满足重要用户的要求，只适用于容量小、出线少的发电厂和变电所中。如果采用成套配电装置，由于其工作可靠性高，也可以对重要用户供电。如发电厂的厂用电就常采用单母线接线。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁2.单母线分段G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFdQFd两侧的隔离开关用于检修QFd时隔离电压。母线分段的数目取决于电源的数目和功率、电网的接线和电气主接线的工作形式。一般在2～3段。引出线在各个母线段上分配时，应尽量使各分段的功率平衡。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁运行方式：①正常运行时，分段断路器QFd断开。当任一电源故障，其电源QF自动跳闸断开时，在备用电源自动投入装置BZT的作用下，分段断路器QFd自动接通，保证全部引出线继续供电。G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁②正常运行时，分段断路器QFd闭合。当任一母线发生短路故障，在母线继电保护的作用下，QFd和连接故障段母线的电源QF自动断开，则非故障段可以继续供电。避免了母线故障时全部回路都停电的情况。因此，用QFd分段的单母线可以给重要负荷用户供电。此时，该重要用户须从两个母线段上引出两个回路，保证两个电源供电。而两段母线同时故障的概率极小。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁优点：具有单母线接线简单、经济、方便、易于扩建的特点。可靠性比纯粹单母线有所提高。①母线或母线隔离开关发生故障时，仅有故障段停电，非故障段可继续工作。②对重要用户，可以从不同分段引出双回线，以保证可靠地向其供电。缺点：每个母线段都相当于一个单母线，可靠性较低①当母线某分段检修或故障时，仍必须断开该段母线上的全部回路，因此，电源减少，部分用户供电受到限制和中断。②任一回路断路器检修时，该回路仍必须停止工作。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁(二)双母线接线形式单母线接线形式简单，所用设备少，相对而言可靠性就低。不论是否母线分段，当母线（段）故障或母线隔离开关故障时，接在该母线（段）上的所有回路都必须停电，故障排除后方能恢复供电。上述问题产生的原因，就在于每个回路只通过唯一的回路连接在唯一的一条母线上。为了解决上述问题，保证对无备用电源的重要用户的连续供电，可以增加一条母线，形成双母线接线形式。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁1.双母线WL1WL2ⅡⅠQS3QS4QS1QS2QFmQS5QS6QF1QS7接线形式：有两组母线(Ⅰ、Ⅱ)。每一个电源回路和出线回路均通过一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。两组母线通过一台母联断路器QFm相连。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁运行方式：A.一组母线工作，另一组母线备用母联QFm断开，所有进出线接在工作母线上的QS全部闭合；接在备用母线上的QS全部断开。相当于单母线运行。任一组母线都可以是工作或备用。WL1WL2ⅡⅠQS3QS4QS1QS2QFmQS5QS6QF1QS7发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁运行特点：检修母线时不影响正常供电只需将要检修的那组母线上的全部回路通过倒闸操作转移到另一组母线上即可。这样的倒闸操作称之为“倒母线”。进行“倒母线”操作时，必须严格遵循正确的操作顺序，避免误操作。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁为了检修工作母线Ⅰ，须将母线Ⅱ由备用转工作，母线Ⅰ由工作转备用，则正确的操作顺序如下：①合上QS1、QS2和QFm，使Ⅱ组母线带电，检查该母线是否完好。②依次合上各个回路接在Ⅱ组母线侧的QS，再依次断开各回路接在Ⅰ组母线侧的QS。③拉开QFm，原工作母线便退出工作，可以进行检修。WL1WL2ⅡⅠQS3QS4QS2QS1QFmQS5QS6QF1QS7发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁B.两组母线并联运行母联QFm及两侧QS闭合，两组母线均是工作母线。由于母线继电保护的要求，一般把电源和出线均匀分布在两组母线上。某一回路固定的与某组母线相连，接在该组母线的QS是闭合的，相当于单母线分段运行。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁检修任一母线QS时，只影响该回路供电例如检修QS5：断开QF1和QS7，将电源和其余全部出线经“倒母线”操作转移到Ⅱ组母线工作，再断开QFm。此时母线Ⅰ不带电，QS6原来就是断开的，因此QS5两侧完全无电压。WL1WL2ⅡⅠQS3QS4QS2QS1QFmQS5QS6QF1QS7发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁C.工作母线故障后，所有回路能迅速恢复供电当工作母线发生短路故障时，所有电源回路QF自动跳闸。随后应断开各出线QF和所有故障母线侧的QS，再合上各回路备用母线侧的QS，最后合上电源、出线QF。这样，所有回路不必等待故障排除即可迅速恢复供电。发电厂电气部分第四章湖南工业大学电气与信息工程学院何小宁WL1WL2ⅡⅠQS3QS4QS2QS1QFmQS5QS6QF1QS7D.任一出线运行中的QF故障，拒动或不允许操作时，可利用QFm来代替。例如用QFm代QF1：断开QF1、QS