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第四章电气主接线及设计 1 发电厂及变电所电气主接线是指由主要电气设备按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的发电厂 变电所内部的电气主电路 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 电气主接线主要分为有母线和无母线两大类 4 1概述 2 对主接线的基本要求 1 可靠性及电能质量地位重要的骨干电站 应采用两个独立的电源 这样事故被迫中断供电的机会越小 影响范围越小 停电时间越短 可靠性越高 2 灵活性正常运行时能满足各种运行方式 发生事故时能采用相应的运行措施 避免大面积停电3 运行方便接线力求简明清晰 简化运行操作4 具有扩建的可能性预留备用出线回路和备用容量5 技术先进 经济合理 3 4 2主接线的基本接线形式 4 主接线的普遍规律 特殊情况下 各台G都有停机的可能 各台G之间互为备用 供电线路应做到连续供电 每回线应能从任一台G获得电源正常运行时 任一主要设备的投退不影响其它设备 QF 检修设备时 应隔离电源 QS 5 1 单母线接线 优点 接线简单清晰 设备用量少 经济实用 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 母线范围内发生故障或母线W及母线QS检修时 需停止供电 各单元QF检修时 该单元中断工作 6 2 单母线分段 特点 可两段母线并列运行 也可两段母线分段运行缩小了母线故障和母线检修时的停电范围有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配 7 3 单母线带旁路母线 任一线路断路器检修时的操作 例图中L3线路断路器QF1 合QF2两侧隔离开关 合QF2 合QS3 断QF1 拉开QF1两侧隔离开关 8 4 单母线分段带旁路母线 特点 兼有单母线分段和单母线带旁路母线接线的优点 9 5 双母线接线 1 特点 1 检修任一母线时 不会中断供电 如欲检修母线W2时的操作 闭合QF两侧的隔离开关 闭合QF 闭合各回路备用母线隔离开关 断开各回路工作母线隔离开关 2 检修任一母线的隔离开关时 只需断开该回路 3 工作母线发生故障时 可迅速恢复供电 4 方便试验 任一回路试验时 只需把此回路单独切换至备用母线 10 5 任一回路断路器检修时 可用母联断路器代替其工作 其操作过程如下 断开L1线路断路器QF1 并断开两侧的隔离开关QS1 QS3 拆除QF1上的接线 在拆除QF1的缺口处连接一临时跨条 闭合QS2 QS3 闭合隔离开关QS5 QS6 闭合母线联络断路器QF 5 双母线接线 2 11 6 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 12 7 一个半断路器的接线 1 可靠性高 任一断路器的故障不会造成线路停电 2 隔离开关只起隔离电压的作用 避免了误操作引起的事故 3 运行调度灵活 4 使用断路器多 设备投资 占地面积大 5 继电保护 自动装置配置复杂 13 8 双母线分段的接线 在分段处加装母线电抗器 可限制短路电流 便于线路选用价格低廉的轻型电气设备 9 变压器 母线接线 特点 调度灵活 电源和负荷可以自由调配 安全可靠 14 10 桥形接线 1 内桥接线 适合于线路长 线路故障率高 而变压器不需要经常操作的场合 2 外桥形接线 适合于输电距离短 线路故障机会较少 而变压器需要经常操作的场合 桥形接线特点 1 接线简单 使用设备少 经济性高 2 随负荷发展很容易扩建成单母线或双母线接线 3 内桥接线适用于线路长 而变压器不需要频繁操作的场合 外桥接线适用于线路短 而变压器需要经常操作的场合 15 11 角形接线 特点 1 可靠性高 2 使用设备少 占地面积小 3 不利于扩建 16 13 单元接线 特点 1 接线简单 使用设备少 2 没有母线 因而减少了全部停电的可能性 3 减少了短路电流 4 单元中一个元件故障停电会造成整个单元停电 17 同一地区有几个大型电厂 能源丰富 可以合建一个枢纽变电所时 电厂地理位置狭窄 平面布置有困难时 电厂离枢纽变电所较近 直接引线比较方便时 单元接线的应用 18 4 3主变压器的选择 19 具有发电机电压母线的主变压器1 在发电机电压母线上负荷最小时 能将发电机的最大功率送入系统 2 当最大一台发电机停用时能由系统通过变压器向发电机电压母线上的负荷送电 当为系统经济运行或环保的需要而限制本厂发电时 应保证发电机电压母线上负荷的需要 1 变压器容量和台数的确定原则 20 1 变压器容量和台数的确定原则 当只装一台联络变压器时 变压器的停用应保证发电机电压负荷的需要 正常运行时变压器的作用是作为发电机电压负荷的备用电源 只要当发电机电压与升高电压之间的功率交换在一台联络变压器停用时不允许中断时 才需要装设两台以上的联络变压器 选用多台变压器时应作不同方案的技术经济比较 当升高电压侧有两个电压级时 还应考虑两个电压级负荷的需要 21 2 变电所变压器的台数与容量的选择 1 主变台数的选择 变电所一般不少于两台变压器 当只有一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器 主变型式的选择 22 主变容量的选择 主变容量的选择若装设两台变压器时 总安装容量可取 式中 PM 变电所的总负荷 当变电所采用两台以上主变时 每台容量的选择应考虑一台停运时可保证重要负荷的供电 此外 变电所容量选择还应考虑 年电力负荷的发展和运行方式的变化 23 3 主变型式选择 常用型式 三相油浸式 Y d11或YN d11 低损耗 SLT 无载或有载调压 铜或铝线600MW机组和500kV变压器可以采用单相 三绕组变压器的应用 有两种升高电压且每侧通过容量超过15 扩大单元接线的变压器 应优先采用低压分裂绕组变压器 有2个中性点接地的系统 可采用自耦变容量之比 100 100 100 100 100 50 100 50 100三种接线组别全星形变压器用于中性点不接地系统 3次谐波无通路 改三角接线 24 3 主变型式选择 调压方式n 2 5 n 5 无载有载冷却方式升压变压器常采用自铁芯柱向外按中 低 高顺序排列 25 4 4限制短路电流的方法 一 装设限流电抗器二 采用低压分裂绕组变压器三 采用不同主接线形式和运行方式 26 4 5电气主接线方案的技术经济比较 一 主接线方案拟定的一般步骤1 确定电站的接入形式 接入点 出线回路数和出线电压等级2 拟定变压器的选择方案3 拟定发电机电压侧及升高电压侧的基本接线形式4 选择站用电和附近区域用电的电源引接方式5 进行技术比较 确定2 3个较优方案6 进行经济比较 确定一个最优方案 27 二 技术比较 例 装机2X4000kW 为重要电源 用2回35kV线路与地方电力网相联接 正常运行时无穿越性负载 电站无近区负荷 方案1 选择2台主变 G T构成单元接线 35kV采用简单的单母线接线方案2 选择2台主变 G T构成单元接线35kV采用内桥接线 2台厂变 暗备 方案3 选择一台主变 G T采用扩大单元接线 35kV采用单母线接线 三 经济比较计算综合投资Z 计算运行费用F 28 变电站主接线 29 某大型凝汽式火力发电厂主接线图 30 习题及思考题 某水电站装机为4 25MW 机端电压为10 5kV 现拟采用高压为110kV 出线3回 中压为3