大学课件 发电厂电气 电气主接线

§4电气主接线及设计电气主接线电气主接线是由高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，又称电气一次接线（因为由电气一次设备组成）或电气主系统（代表了发电厂或变电站电气部分主体结构）。电气主接线图：是指用规定的设备文字和图形符号，按其作用依次连接的单线接线图。§4.1电气主接线设计原则和程序对电气主接线的基本要求1．保证必要的供电可靠性考虑因素（1）发电厂或变电站在电力系统中的作用。（2）负荷的性质和种类（3）设备的制造水平（4）长期实践运行经验2．具有一定的灵活性包括：（1）操作的方便性（2）调度的方便性（3）扩建的方便性对电气主接线的基本要求3．经济性考虑的因素（1）节省一次投资（2）占地面积少（3）电能损耗少对电气主接线的基本要求§4.2主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式有母线型：当进出线数较多时（＞4回）为了便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节。特点：接线简单清晰，运行方便，有利于安装与扩建，占地面积大，使用的开关设备多。类型：单母线接线、双母线接线、3/2接线、4/3接线、变压器母线组接线。无母线型：当进出线数较少时（≤4回），为了节省投资，可不设母线。特点：使用的开关设备少，占地面积小，只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。类型：单元接线、桥形接线、角形接线。一、单母线接线1．简单的单母线接线母线：用于汇集和分配电能断路器：具有灭弧装置和控制电路，既可以接通或开断负荷电流，也可以开断短路电流。隔离开关：没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用做设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。（紧靠母线侧的隔离开关为母线隔离开关，靠近线路侧的隔离开关成为线路隔离开关，接地刀闸是在检修电路或设备时合上，取代安全接地线的作用。）一、单母线接线由于断路器具有灭弧装置，而隔离开关没有，所以在操作时，必须严格遵守操作程序：接通电路时，应先合上隔离开关，而后合上断路器；开断电路时，应先断开断路器，而后断开隔离开关。即隔离开关应“先通后断”或在等电位状态下进行操作。WL1L2QF1QS11QS12T1T2L3L4一、单母线接线①接线简单清晰，操作方便，不易发生误操作，容易实现“五防”；“五防”：②有利于扩建；③设备少，投资省，占地面积小。优点缺点①供电可靠性差母线(包括母线侧隔离开关)故障或检修时，变电站全停；断路器检修，所在回路停电。②灵活性差电气五防1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关）2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、分荷开关闭合）4、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）5、防止误入带电室。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）一、单母线接线适用于6～220kV系统中，只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路数不多的中小型发电厂或变电站。适用范围一、单母线接线W1L1L2QF1QFdQS11QS12T1T2L3L4W22、单母线分段接线分段数目取决于电源数量和容量。一般2~3段为宜。一、单母线接线适用范围：适用于中小容量发电厂的6～10kV接线和6～220kV的变电站中。在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段：母线检修时，只需停电一半出线；故障时，短时停电，拉开分段隔离开关后，完好段即可恢复供电。优点：①缩小了母线故障（或检修）的停电范围；②运行灵活性有所提高（可以并列运行，也可以分列运行）。一、单母线接线不停电检修出线断路器QF1的步骤：1.用旁路断路器QFp对旁路母线W2充电：合QSp1、QSp2，再合QFp；2.充电成功后，使出线断路器QF1与旁路断路器QFp并列运行：合QS13；3.退出出线断路器QF1：拉QF1、拉QS12、QS114.QF1两侧挂地线（或者合地刀），检修。W1W2L1L2QF1QS11QS13QS12T1QSp2QSp1T2QFp旁路母线的作用：可以不停电检修任一（进）出线断路器。3、单母线带旁路母线接线一、单母线接线架设旁路母线的原则：（单、双母线）10kV线路：一般不装，原因：①重要用户双电源供电②10kV断路器价格低，可设专门的备用断路器，手车式断路器。35kV线路：一般不装，原因同上，但下列情况也可以考虑：①出线回路数很多时（＞8回）；②有较重要的用户且单电源供电。110kV及以上线路出线较多时:一般均装设:原因：①断路器检修时间长（5～７天）；②线路停电影响范围大。中小型水电厂：不设旁路母线原因：断路器检修安排在枯水季节。一、单母线接线4．单母线分段带旁路母线接线W1W2W3L1L2QF3QF1QF2QS31QS11QS13QS12QS22QS23QS41QS21T1QF0QS04QS03QS01QS02QF4T2QS05专用旁路断路器：使用断路器和隔离开关较多，投资高，一般不采用。分段断路器兼作旁路断路器：正常时：QF0作分段用，QF0、QS01、QS02闭合，QS03、QS04、QS05断开。一、单母线接线W1W2W3L1L2QF3QF1QF2QS31QS11QS13QS12QS22QS23QS41QS21T1QF0QS04QS03QS01QS02QF4T2QS05检修出线断路器时：QF0作旁路断路器用。操作步骤如下：（设不停电检修QF1）合QS05（W1、W2两段母线合并为单母线运行，亦可不合并运行）；拉QF0（退出分段断路器）；拉QS02，合QS04，合QF0（对W3充电，验电）；合QS13（并列运行）；拉QF1，拉QS12、QS11（退出QF1）；挂地线、检修。二、双母线接线1．简单的双母线接线W1W2L1L3T1T2L4L2二、双母线接线优点：(1)供电可靠①可以轮流检修任一组母线，且不需要停电；②母线故障影响范围缩小，只短时停电；③检修任一回路的母线隔离开关，只需停该回路及对应母线。(2)调度灵活①电源和负荷可以任意分配到某一组母线上；②可以组成各种运行方式：单母线、单母线分段；二、双母线接线③可以完成一些特殊功能：用母线并列；个别回路单独试验；线路利用短路方式融冰；(3)扩建方便缺点：(1)使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较大；(2)刀闸作为操作电器，容易发生误操作；(3)检修出断路器时，需停该线路。二、双母线接线2．双母线分段接线W1AW2L1L3T1T2L4L2W1BQFdQFc1QFc2二、双母线接线优点：①减小母线故障的停电范围；②在分段处加母线电抗器，可以限制短路电流，选择轻型设备。缺点：①三台分段或母联断路器，投资大；②无旁路母线，出现开关检修需停该线路。适用范围：有机压母线负荷的中小型电厂。二、双母线接线3．双母线带旁路接线(1)具有专用旁路断路器：W1W2W3L1L3QF1QS12QS11QS14QS13T1T2QFcQSc1QSc2L4L2QFpQSp2QSp1QSp3适用于：220kV5回及以上；110kV7回及以上。二、双母线接线(2)旁路断路器和母联断路器共用：正常运行时作母联用；检修时，作旁路用。接线形式有：W1W2W3W1W2W3W1W2W3W1W2W3优点：节省一台断路器缺点：可靠性有所降低①检修期间双母线变成单母线；②增加了隔离开关的倒闸操作。二、双母线接线例：双母线带旁路母线接线如右图所示：已知：①QF0作母联运行；②B1、XL1运行于Ⅰ母线；③B2、XL2运行于Ⅱ母线。试写出不停电检修QF1的操作步骤：W1W2W3L1QF3QF4QF1QS31QS32QS12QS11QS14QS13T1T2L2QF2QS24QS23QF0QS03QS02QS01QS22QS21QS41QS42二、双母线接线解：1、分析初始状态：由条件①知：QF0、QS01、QS02在合位，QS03在开位；由条件②知：QS31，QS11，QS14在合位，QS32，QS12，QS13在开位；由条件③知：QS42，QS22，QS24在合位，QS41，QS21，QS23在开位。2、在不停电检修QF1的操作步骤如下：①倒母线：将Ⅱ母线上的所有电源和负荷倒致Ⅰ母线，合QS41，拉QS42，合QS21，拉QS22②切断Ⅰ、Ⅱ母线的联系：拉QF0，拉QS02③对旁路母线Ⅲ充电：合QS03，合QF0④QF0与QF1并列运行：合QS13⑤退出QF1：拉QF1，拉QS14，拉QS11⑥QF1两侧挂地线，检修。三、一台半断路器接线所谓一台半断路器接线是指两个回路共用三台断路器，即每个回路所用的断路器数目为一台半，也称3/2接线。W1W2三、一台半断路器接线优点：W1W2操作方便：检修任一台断路器或母线不须倒负荷。运行调度灵活：正常时可多方式运行；事故时可合环、解环。扩建方便。可靠性高：任一台断路器检修，都不停电；任一母线检修或故障都不停电；即使两条母线都故障或一条母线检修，另一条母线故障，电厂的电力基本上都能送出；隔离开关不作为操作电器。三、一台半断路器接线缺点：使用设备较多，投资较大；二次接线和继电保护复杂。W1W2三、一台半断路器接线布置时应注意：电源放在不同串上：以避免联络断路器故障造成两个电源同时停电；W1W2L1L2T1T2不同串上的电源交叉布置：避免一个电源所在串联络断路器检修，同时另一个电源所在串母线侧断路器故障，两个电源同时停电。三、一台半断路器接线适用范围：220kV及以上的超高压、大容量发电厂和变电站。四、4/3台断路器接线结构：一个串中有四台断路器、接三回进出线。特点：与3/2接线相比，投资节省，但可靠性有所降低，布置比较复杂。结构：变压器直接通过隔离开关接到母线上，组成变压器母线组。依据：变压器的故障概率小。优点：①调度灵活：电源和负荷可自由调配；②可靠性高；③有利于扩建。缺点：①变压器故障相当于母线故障；②投资大。五、变压器母线组接线W1W2L1L2T2T1五、变压器母线组接线改进的变压器母线组接线用一台半断路器接线取代双断路器接线。W1W2L1L2L3T2T1L4六、单元接线结构：发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机-变压器组。优点：①接线简单，开关设备少，操作简单。②不设发电机电压级母线，低电侧短路电流相对于具有发电机电压级母线时，有所减小。QF1T~QF2GQF1T~QF2QF3G六、单元接线说明：①对于大型机组应采用分相封闭母线；②对于小型机组可采用扩大单元接线；QF1T~QF2GLTQF3QF1~G1QF2~G2TQF3QF1~G1QF2~G2③对于附近有高电压、大容量变电站的发电厂，可采用发电机-变压器-线路组单元接线。QF1T~QF2G七、桥形接线T1QF1QF3L1L2QF2T2T1QF1QF3L1L2QF2QF4QF5T2内桥T1QF3L1L2QF4QF5T2单母线分段外桥结构：根据桥联断路器的位置，可分为内桥和外桥。七、桥形接线适用范围：当有两台主变，两条出线时，应首先考虑采用桥形接线。T1QF1QF3L1L2QF2T2T1QF3L1L2QF4QF5T2内桥外桥内桥：线路长，主变操作次数少，两条出线之间无穿越功率；外桥：线路较短，变压器投切次数多，或有穿越功率。七、桥形接线优点：T1QF1QF3L1L2QF2T2T1QF3L1L2QF4QF5T2内桥外桥缺点：①投资小（无母线，四条回路用三台断路器）；②占地面积小。①可靠性差：内桥：变压器故障需停线路，外桥：线路故障需停变压器，隔离开关作为操作电器；②不利于扩建。八、多角形接线优点：投资小（无母线，一回出线用一台断路器）；占地面积小；可靠性高（任一断路器检修都不会造成停电）。缺点：不利于扩建；断路器检修造成开环，可靠性降低；断路器检修开环后，潮流变动大，继电