发电厂电气部分-发电厂电气部分-主接线

发电厂电气部分第四章电气主接线及设计4.1概述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电气主接线方案的技术经济比较4.6厂用电接线电气主接线指的是发电厂、变电所中生产、传输、分配电能的电路，也称为一次接线。电气主接线图，就是用规定的图形与文字符号将发电机、变比器、母线、开关电器、输电线路等有关电气设备．按电能流程顺序连接而成的电路图。电气主接线图—般画成单线图(即用单相接线表示三相系统)．但对三相接线不完全相同的局部图面(如各相中电流互感器的配置情况不同)则应画成三线图。在电气主接线全图中，除上述主要电气设备外，还应将互感器、避雷器、中性点设备等也表示出来、并注明各个设备的型号与规格。发电厂及变电所的电气主接线形式不仅影响到本厂、本所的运行特性，也对整个电力系统运行的安全性、经济性、可靠性和灵活性有很大的影响。4.1概述系统的电气连接方式1.系统的接线图电气接线图地理接线图系统的地理接线图系统的电气连接方式２.系统的接线方式1）无备用电源接线无备用接线包括：单回放射式、树干式、链式网络。系统的电气连接方式2）有备用电源接线有备用接线方式包括：双回放射式、树干式、链式。包括单回路放射式、干线式和链式网络优点：简单、经济、运行方便无备用结线缺点：供电可靠性差适用范围：二级负荷包括双回路放射式、干线式和链式网络优点：供电可靠性和电压质量高有备用结线缺点：不经济适用范围：电压等级较高或重要的负荷对主接线的基本要求电气主接线是整个发电厂、变电所电气部分的主干。电气主接线方案对发电厂、变电所电气设备的选择．配电装置的布置，保护与控制的方式、运行的可靠性、灵活性、经济性、维护检修的安全与方便性等，都有着重大的影响．并且也直接关系到所在电力系统的安全．稳定、经济运行。因此，电气主接线是电力科技人员必须深入研究和掌握的重要课题之一。对电气主接线的基本要求是：(l)满足系统和用户对供电可靠性和电能质量的要求；(2)具有一定的运行灵活性，能适应正常工作、事故检修等运行方式的要求；(3)力求简单清晰，操作方便；(4)节省基建投资与年运行费，经济性好(5)能适应发展扩建的要求。4.2主接线的基本接线形式母线是电气主接线和配电装置中的重要环节。当同一电压等级配电装置中的进出线数目较多时，常需设置母线。以便实现电能的汇集和分配。所以，基本接线形式可以大体分为有母线和无母线两大类。（1）有母线接线类型，如单母线、单母线分段、单母线分段带旁路母线、双母线、双母线分段、双母线带旁路母线等接线形式。(2)无母线接线类型，如桥式、多角形、单元接线等形式。基本接线形式也可以根据每回线路所装设的断路器数目分为：单断路器、双断路器、一个半断路器等接线形式。主接线的普遍规律1、特殊情况下，各台发电机都有停机的可能，——各台发电机之间互为备用。2、供电线路应做到连续供电——每回线应能从任一台发电机获得电源3、正常运行的，任一主要设备的投退不影响其它设备；4、检修设备时，应隔离电源（1）接线形式：图5-3图5-3整个配电装置只有一组母线，所有电源和引出线均接在母线上，每条引出线都设置断路器QF和隔离开关QS。1、不分段的单母线接线（2）运行分析：断路器QF的作用：便于投入和切除任意一条进出线。隔离开关QS作用：检修断路器QF时保证它与带电部分可靠隔离若没有母线QSB，检修断路器QF时，母线要停电QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则图5-3送电操作：先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL，最后合断路器QF停电操作：先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB（3）特点：优点：简单、经济。①接线简单（设备少）、清晰、明了；②布置、安装简单，配电装置建造费用低；③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便，母线故障的几率低；④易扩建和采用成套式配电装置。⑤有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。缺点：不够灵活可靠。①主母线、母隔故障或检修，全厂停电；②任一回路断路器检修，该回路停电。图5-3(4)适用范围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；６～10kV出线（含联络线）回路≯５回；35kV出线（含联络线）回路≯３回；110kV出线（含联络线）回路≯２回。图5-3练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图（1）接线形式：图5-4图5-4把单母线分成二段或三段，在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线。分段断路器分段隔离开关2、分段的单母线接线母线并联运行：QF闭合运行正常运行时：相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电，则电源2通过QFd闭合向Ⅰ段母线供电，不影响对负荷的供电，可靠性高。若Ⅰ段母线故障时，继电保护装置使QFd自动跳开，Ⅰ段母线被切除；Ⅱ段母线继续供电。图5-4母线分裂运行：QF断开运行正常运行时，相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电，Ⅰ段母线失压时，可由自动重合闸装置自动合上QFd，Ⅰ段母线恢复供电。若Ⅰ段母线故障时，不影响Ⅱ段，Ⅱ段母线继续供电。（2）运行方式分段开关采用隔离开关的分析：母线并联运行：Ⅰ段母线故障→全所停电→找出故障断开分段QSd→恢复Ⅱ段母线供电母线分裂运行：Ⅰ段母线失电→查出原因→切除Ⅰ段母线上所有进出线→合上分段隔离开关QSd→Ⅰ段母线恢复供电图5-4（2）运行方式图5-4（3）特点缺点：当一段母线及母线隔离开关故障或检修时，该母线上的所有回路都要在检修期停电；任一回路断路器检修，该回路停电。优点：具有不分段单母线简单，清晰，经济，方便等优点；缩小了母线故障和母线检修时的停电范围（停一半）；提高了供电可靠性，灵活性。图5-4（4）适用：单母线不分段接线不满足时采用。6～10KV配电装置出线回路数在6回及以上；35～60KV配电装置出线回路数在4～8回；110～220KV配电装置出线回路数在4回。（1）接线形式：图5-5图5-5旁路母线WBa是通过旁路断路器QFa与主母线WB相连，通过旁路隔离开关QSa与每一出线相连。旁路隔离开关QSa倒闸操作用。旁路断路器旁路隔离开关主母线旁路母线3、单母线带旁路母线接线图5-5当检修出线断路器1QF时：QSa按等电位原则→先并后切①先合旁路断路器QFa向旁路母线WBa充电，检查旁路母线WBa是否完好，使WBa带电;②再合该回路旁路隔离开关1QSa，实现旁路与正常工作回路并联运行;③再断开该回路出线断路器1QF;④最后分别断开1QF两侧隔离开关1QSL和1QSB。使1QF退出运行，即可对1QF进行检修。此时，线路1仍然保持供电。主母线WB→旁路断路器QFa→旁路母线WBa→旁路隔离开关1QSa→对线路1供电（2）运行方式这是利用旁路断路器QFa替代1QF来完成通断电路及保护作用图5-5（3）特点同一电压等级，各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线。把每一回线与旁路母线相连。优点：每一进出线回路的断路器检修，这一回路可不停电缺点：设备多，操作复杂。(4)适用35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专用旁母，否则采用简易接线。（1）接线形式：图5-6图5-6单母线分段的目的：减少母线故障的停电范围旁路母线的作用：使任意一台出线QF故障或检修时，该回路不停电。旁路母线旁路断路器分段断路器4、单母线分段带旁路母线接线分两种：采用专用旁路断路器QFa利用QFd兼作QFa（2）运行方式（3）特点（4）适用6～10kv出线较多而且对重要负荷供电的装置；35kv及以上有重要联络线路或较多重要用户。对单母线的评价:工作母线或母线隔离开关在故障或检修时要停电。5.双母线接线1、不分段的双母线接线（1）接线方式：图5-7解决了工作母线在故障或检修时要停电的问题。图5-7母联断路器母联隔离开关LMY-80×8平放LMY-80×8平放GW4-35/1000XDJ-550各分接头允许电流17.7A900/5A1级900/5A1级1000/5A1级Y0/Y0/,1级1000/5A1级白卯梅李北门地机#1#2D/D/D/0.5LCW-220D/D/D/0.5LCW-220OSFPSL1-120000100/100/50220/121/38.5KVUK1-2%=9.75UK1-3%=17.76UK2-3%=11.4Y0/Y0/YFZ-35GW4-35/10000.5/3LCW-35SW2-35GW4-35/1000LCW-35GW4-35/10000.5/3SW2-35GW4-35/1000FZ-3530MVARSJL1-250/3535±5%/0.4Y/Y0-123×LMY-80×8平放#1GW4-35/1000FZ-3535330.1KVJDZ-350.1RN9-35JW1-35G（2）运行方式：分两种①一组母线工作，一组母线备用的运行方式。正常运行时，每条进出线的两组母线隔离开关，只能合上其中一组，另一组必须断开，否则变成单母线。②两组母线同时工作的运行方式。都是工作母线，并通过QFj并联。图5-7（3）双母线接线特点:优点：①可以轮流检修母线而不影响正常供电;设Ⅰ段母线工作，Ⅱ段母线备用。检修Ⅰ段母线的倒闸操作：A、依次合上母联隔离开关QSjⅠ和QSjⅡ；B、再合上母联断路器QFj，向备用母线充电，检查备用母线是否完好；C、再断开母联断路器QFj控制回路电源，以防止QFj在以下操作中误跳开；D、再依次合上所有Ⅱ段母线侧隔离开关；E、再依次断开Ⅰ段母线侧的母线隔离开关；F、再投入母联断路器QFj控制回路电源；G、再断开母联断路器QFj;H、再依次断开母联隔离开关QSjⅠ和QSjⅡ此时，Ⅱ段母线转换为工作母线，Ⅰ段母线转换为备用母线。图5-7②检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电；③工作母线故障后，所有回路短时停电并能迅速回复供电；④检修任一断路器时，可以利用母联断路器替代引出线QF工作；⑤便于扩建。图5-7缺点：①设备较多，配电装置复杂，经济性较差；②运行中需要用QS作为操作电器切换电路，容易发生误操作；③当Ⅰ段母线故障时，在切换母线过程中，仍要短时地切除较多的电源及出线。（4）适用：35～60KV配电装置当出线回路数超过8回；110～220KV配电装置当出线回路数为5回及以上。图5-76.双母线带旁路母线的接线特点：除具有双母线的优点外，还可保证任一回路断路器检修时，该回路不停电，运行的可靠性更高。母联兼作旁路断路器的接线为节省投资，也可采用母联兼作旁路断路器的接线。LMY-80×8平放LMY-80×8平放GW4-35/1000XDJ-550各分接头允许电流17.7A900/5A1级望亭苏南沙洲卫东昆山苏州同左同左同左同左900/5A;1级Y0/Y0/,1级900/5A1级900/5A1级#1#2D/D/D/0.5LCW-220KW4-220GW7-220D/1000GW7-220D/1000LGJ-400FZ-220J2×LGJ-400GW7-220D/1000FZ-220JYDR-220220330.10.1KVD/D/D/0.5LCW-220D/D/D/0.5LCW-220OSFPSL1-120000100/100/50220/121/38.5KVUK1-2%=9.75UK1-3%=17.76UK2-3%=11.4Y0/Y0/YLGJQ-2×400LGJQ-400LGJQ-600LGJQ-600D/D/D/0.5LCW-220FZ-351、接线方式：图5-10有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的两条进出线共用三台断路器。图5-10解决了隔离开关繁琐的倒闸操作7一台半断路器接线2、运行方式：正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。3、接线特点：（1）运行灵活可靠：正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各回路供电。（2）