第七单元电气主接线PPT课件.ppt

电气主接线 一 主接线的定义指发电厂或变电站中生产 传输和分配电能的电路 又称为一次接线或电气主系统 电气主接线电路图 用规定的电气设备图形符号和文字符号 表示设备的连接关系的单线接线图 1 课题一电气主接线的一般知识 一 基本要求 满足系统和用户对供电的可靠性和电能质量要求 断路器检修时是否影响供电 设备和线路故障或检修时 停电线数目的多少和停电时间的长短 以及能否保证对主要用户的供电 有没有使发电厂和变电站全部停止工作的可能性 2 应具有一定的灵活性 涵义 适应各种运行方式 正常 检修 事故及处理 特殊 投切设备 增减负荷等 的变化 具体衡量要求变化过程短 影响范围小并保证人员安全 操作尽可能简单 方便 简单性接线简单清晰 回路数少 电压级 开关少 操作步骤少 经济上应合理 经济性投资 年运行费用 占地少 经济效益高 发展和扩建 分期过渡 的可能性主接线是电气部分的主体 设计的主要环节 其方案的必须根据工程的地位 负荷的性质等条件 经技术经济比较确定 3 二 电气主接线的作用及基本类型 1 电气主接线的作用电气主接线是发电厂 变电站电气部分的主体 主接线的拟定与设备的选择 配电装置的布置 继电保护和自动装置的确定 运行可靠性 经济性以及电力系统的稳定性和调度灵活性等密切相关 4 2 电气主接线的基本类型 扩大单元接线 内桥 外桥 三角 四角 五角 六角 5 母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接 以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接 大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线 这统称为母线 母线的作用是汇集 分配和传送2 电气主接线的基本类型电能 6 课题二电气主接线的基本形式 主接线基本接线形式成的规律主接线的总体分类有母线类 一 单母线接线母线起汇集和分配电能的作用 每一条进出线回路都组成一个接线单元 每个接线单元都与母线相连 可分为 单母线不分段单母线1 接线方法及工作要求 见右图 单母线接线不分段WB 母线 QF 断路器 QSB 母线隔离开关 QSL 线路隔离开关 7 2 接线特点分析可靠性 差断路器故障或检修 全厂停电 母线 或母线隔离开关 故障或检修该回路停电灵活性 操作 方便调度 不方便 电源只能并列运行扩建 方便经济性 好一次投资 设备少 3 适用范围出线回路少 没有重要负荷的发电厂和变电站中 8 适用范围 小型骨干水电站 台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线 10kV出线 含联络线 回路 回 35kV出线 含联络线 回路 回 110kV出线 含联络线 回路 回 9 2 单母线分段接线 1 接线特点分析 与单母线比较 电源和负荷接入不同母线段可靠性 有提高母线故障或检修 停电范围只限于故障段灵活性 调度 较方便 母线可并列 也可分列运行经济性 一次投资 增加分段设备 分段数目取决于电源数目 以2 3段为宜 2 适用范围广泛用于发电厂和变电站的6 10KV接线中 10 2 特点 优点 可供电给一级负荷 可靠性大为提高 母线 隔检修仅停一半 提高了灵活性 缺点 主母线 母隔故障或检修 停电一半 任一回路断路器检修 该回路停电 适用范围单母线不分段接线不满足时采用 小结新课 对主接线的基本要求及负荷的分类 单母线 不分段和分段 接线的特点及适用范围 11 3 带旁路母线的单母线接线当引出线断路器检修时 用旁路母线断路器代替引出线断路器 给用户继续供电 旁路断路器一般只能代替一台出线断路器工作 旁路母线一般不能同时连接两条及两条以上回路 否则当其中任一回路故障时 会使旁路断路器跳闸 断开多条回路 通常35kV的系统出线8回以上 110kV系统出线6回以上 220kV系统出线4回以上 才考虑加设旁路母线 12 单母线分段带旁路在正常运行时 系统以单母线分段方式运行 旁路母线不带电 如果正常运行的某回路断路器需退出运行进行检修 闭合旁路断路器 使旁路母线带电 则该线路断路器可退出运行 进行检修 这种旁路母线可接至任一段母线 在容量较少的中小型发电厂和35 110kV变电所中获得广泛应用 13 二 双母线接线 1 接线特点分析 与单母分段比 两组母线互为备用 每条进出线可与两母线相连可靠性 较高母线故障 故障母线上的回路倒到另一个母线操作 先拉后合母线检修 检修母线上的回路不停电操作 先合后拉 等电位 母联回路闭合 灵活性 调度 较方便 运行方式多 单母线 固定连接 两母线分列特殊功能 系统同期 个别回路试验或熔冰经济性 一次投资 增加母线侧刀闸 14 2 适用范围出线带电抗器的6 10KV配电装置中 35 60KV出线数超过8回 或连接电源较大 负荷较大110 220KV出线数5回以上2 双母线分段 1 接线特点分析 与双母线比 双母线再分段 三分段或四分段可靠性母线故障 该分段的回路倒母线经济性 一次投资 增加分段和母联设备 2 适用范围发电厂的6 10KV配电装置 出线和电源较多220 500KV配电装置中 15 3 带旁路的双母线接线 1 接线特点分析旁路回路 不停电检修出线断路器可靠性断路器检修 旁路回路带该回路供电操作 旁路带路 两种操作方式 经济性 一次投资 增加旁路设备 2 其它旁路形式分段兼旁路母联兼旁路 3 适用范围110KV在6回以上 220KV在4回以上6 10KV单母或单母分段 出线数较多随着断路器和隔离开关质量提高 电网结构合理 计划检修向状态检修过渡 将逐步取消旁路 16 一个半断路器接线可归属于双母线类接线 在两组母线之间 每三个断路器形成一串 每串连接两条回路 相当于每一个半断路器带一条回路 故称之为一个半断路器接线 也称为3 2接线 在接线的每串断路器中 位于中间的断路器称为联络断路器 运行中两母线及全部断路器都投入工作 形成多重环状供电 4 一个半断路器接线 17 运行灵活性好工作可靠性高操作 检修方便 优点 所用的设备较多 投资较高继电保护及二次回路复杂 缺点 18 注意 为提高运行可靠性 防止同名回路 指两个变压器或两回供电线路 同时停电 一般采用交替布置的原则 重要的同名回路交替接入不同侧母线 同名回路接到不同串上 把电源与引出线接到同一串上 19 各出线经过断路器分别接在母线上 变压器直接经隔离开关接到母线上 组成变压器 母线接线 电源和负荷可以自由调配 由于变压器是高可靠性设备 所以直接接在母线上 对母线的运行并不产生严重影响 一旦变压器故障时 接在母线上的各断路器开断 这时不会影响对用户的供电 在出线数目很多时也可以用一台半断路器接线形式 这种接线在远距离大容量输电系统中应用时 对系统稳定与可靠性均有良好的效果 5 变压器 母线组接线 20 出线双断路器接线 出线一个半断器接线 21 对于具有双电源进线 两台变压器终端式的总降压变电所 可采用桥式接线 它实质是连接两个35 110kV 线路 变压器组 的高压侧 其特点是有一条横联跨桥的 桥 根据跨接桥横连位置不同 分为内桥接线和外桥接线 三 无母线1 桥形接线 22 1 内桥接线的跨接桥靠近变压器侧 桥开关装在线路开关之内 变压器回路仅装隔离开关 不装断路器 采用内桥接线可以提高改变输电线路运行方式的灵活性 内桥接线适用于 对一 二级负荷供电 供电线路较长 变电所没有穿越功率 负荷曲线较平稳 主变压器不经常退出工作 终端型总降压变电所 23 2 外桥接线跨接桥靠近线路侧 桥开关装在变压器开关之外 进线回路仅装隔离开关 不装断路器 外桥接线适用于 对一 二级负荷供电 供电线路较短 允许变电所有较稳定的穿越功率 负荷曲线变化大 主变压器需要经常操作 中间型总降压变电所 宜于构成环网 24 桥式接线简单清晰 每个回路平均装设的断路器台数最少 可节省投资 也易于过渡为单母线分段或双母线接线 内桥接线时变压器正常投切与故障切除时将影响线路的运行 外桥接线中的线路正常投切与故障切除时将影响变压器的运行 且更改运行方式时需利用隔离开关作为操作电器 故其工作可靠性和灵活性不够高 桥式接线一般可用于条件适合的中小型发电厂 变电所的35 110KV侧配电装置中 25 当母线闭合成环 断路器数等于进出线回路数 即构成了角形接线 一般应将同名回路相互交替布置 一般不超过六角形 这种接线不利于扩建 适用于最终建设规模比较明确的110kV及以上的发电厂升压站或变电所中 2 角形接线断路器首尾相连 连接的回路数与断路器数相等 26 经济性好工作可靠性与灵活性高 优点 检修任 断路器时 多角形接线变成开环运行 可靠性降低 继电保护及二次回路复杂 配电装置难于扩建发展 缺点 27 将发电机 变压器及线路直接连接成一个单元称为单元接线 单元接线主要有三种形式 即发电机 变压器单元 变压器 线路单元及发电机 变压器 线路单元等 一般应用于下列情况 1 同一地区有几个大型电厂能源丰富 可以合起来建一个公共的枢纽变电所时 2 电厂地位狭窄平面布置有困难时 3 电厂离枢纽变电所较近 直接引线比较方便时 3 单元接线 28 29 操作前运行方式 L1运行于I母线 L2运行于II母线 I母和II母线分列运行 1 说明操作前各设备的分合状态 2 L1线路停电检修 写操作步骤 3 I母线检修 L1线路不停电转II母线运行 写操作步骤 4 如果操作前I母和II母线并列运行 写出 3 任务的操作步骤 5 断路器1QF检修 L1线路负荷转旁路带 写操作步骤 习题1 30 31 a 说明对线路L1故障或检修所要进行的倒闸操作 b 说明对变压器1T故障或检修所要进行的倒闸操作 图5 11 桥形接线 内桥接线 习题2 a 线路L1故障或检修 只需先断开1QF 再断开1QSL和1QSB 其余三回路可以继续工作 不影响供电 b 变压器1T故障或检修 先断开1QF和3QF 再断开QS1 1T退出运行 如果线路L1仍需恢复供电 再合1QF和3QF 31 3 电气主接线有哪些基本形式 各接线形式的优缺点 答案在98 107页找 32 课题三发电厂 变电站电气主接线 一 发电厂电气主接线发电厂种类 火力发电厂 发电厂电气主接线的确定 主要取决于发电厂的容量 单机容量 用户的性质和引出线的数目 以及发电厂在电力系统中的地位 作用等因素 设计发电厂电气主接线时 要综合考虑各种因素 经过技术经济比较 确定最合理的方案 33 1 大型区域性电厂的电气主接线 随着电力事业的发展 发电机组容量逐渐增大 目前通常将单机容量在200MW以上的发电机组称为大型机组 将发电厂容量在l000MW及以上的发电厂称为大型发电厂 将电压为330kV及以上的电力系统称为超高压系统 大容量 超高压的大型发电厂在电力系统中起着极其重要的作用 担负着系统的基本负荷 供电范围很广 因此 对这类电厂的电气主接线有更高的要求 特别要避免多回路集结点的故障 限制故障的影响范围 以提高供电的可靠性 34 一 电厂电气主接线形式电厂的电气主接线如珠江电厂的主接线主要有三种形式 1 单元接线 2 双母四分段接线 3 单母线分段接线 35 大型凝汽式火电厂电气主接线图 36 大型区域性电厂的电气主接线应注意以下几个问题 1 单元接线形式与主变压器的选择 2 发电机出口断路器的设置 3 电厂的启动电源与备用电源 大型电厂的厂用电负荷容量大 可靠性要求高 37 2 中小型区域性电厂的电气主接线 38 中小型火电厂典型电气主接线 39 二 变电站电气主接线 1 枢纽变电站一般为500KV或220KV以上的重要变电站 它汇集多个大电源和大容量负荷之间的联络线 处于系统枢纽位置 高压侧有较大的功率交换 并担负着向中压侧输送电能的任务 枢纽变电站发生故障 会危害系统的安全运行 严重时 甚至会破坏系统稳定 使系统瓦解或造成大面积停电 因此系统枢纽变电站的电气主接线对可靠性 灵活性要求很高 40 枢纽变电站典型电气主接线图 41 2 开关站 典型变电站电气主接线图 42 3 中间站 4 地区变电站 5 企业变电站 6 终端变电站 43 例1 地区变电站的电气主接线主变 4台 2台自耦变 容量120MVA 2台三绕组变 容量60MVA 电压等级 220KV 110KV 35KV线路 220KV电压等级上有4回 110KV电压等级上有6回 35KV电压等级上有8回 电气主接线 三种电压等级均采用双母线带旁路母线的接线 其中35KV电压等级中母联断路器兼做旁路断路器用 节省一台断路器 另增设无功补偿装置 44 45 例2 终端变电站的电气主接线 主变 2台 三绕组变 容量10MVA电压等级 110KV 35KV 10KV主接线 110KV采用内桥接线 35KV采用单母线分段接线 10KV采用单母线分段接线线路 110KV电压等级2回与系统相连 35KV电压等级4回与地方小水电和厂矿变电站相连 10KV电压等级8回直接向负荷供电 46 47 限制短路电流的主要目的是使6 10kv发电机电压出线回路中能采用适宜的轻型断路器及截面较小的电力电缆 以及简化配电装置 节约投资 限制断路电流的目的能够选择到符合要求的断路器 能够选择到轻型断路器 课题四限制短路电流的方法 48 限制短路电流的主要几种方法 一 选择适当的主接线形式和运行方二 装设母线分段电抗器 49 二 装设母线分段电抗器 1 普通电抗器 母线电抗器的作用 装设在母线分段处 一般用于发电厂机压母线分段处 用于限制并列运行发电机所提供的短路电流 母线电抗器的参数 额定电流通常按母线上事故切除最大一台发电机时可能通过电抗器的电流进行选择 一般取 50 80 IGN 电抗百分值取为8 12 1 母线电抗器 50 1 普通电抗器 限流电抗器 2 线路电抗器 线路电抗器的参数 额定电流取所在线路额定电流 电抗百分值取3 6 主要用来限制电缆馈线回路短路电流 因为电缆的电抗值较小而分布电容较大 线路电抗器的作用 能在母线上维持较高的剩余电压 一般都大于65 UN 51 分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似 只是线圈中心有一个抽头3 中间抽头一般用来连接电源 两个a 分裂电抗器接线图分支 又称两臂 1和b 分裂电抗器等值电路图2用来连接大致相等的c 正常运行时的等值电路图两组负荷 三 在发电机或主变压器回路中装设分裂电抗器 52 1 正常运行 为互感电抗 f为互感系数 所以 若取f 0 5 则在正常运行时 每臂的运行电抗 2 分裂电抗器 53 2 分裂电抗器 2 分支短路 若忽略分支2的负荷电流 则 即短路时 臂1的电抗为 若分支2接电源 可能送来的短路电流为 3端开路 如右图 设分支1短路 若f 0 5 则 则 54 分裂电抗器常见工作方式 55 分裂电抗器的优点 正常运行时电抗小 而在故障时电抗大 占地面积减小 一个电抗器可供2路负荷 分裂电抗器的缺点 当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时 将引起两臂电压产生偏差 造成电压波动 甚至可能出现过电压 56 四 采用分裂低压绕组变压器 57 分裂绕组变压器有一个高压绕组和两个低压的分裂绕组 两个分裂绕组的额定电压和额定容量相同 匝数相等 当发电机容量较大时 采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线 当一台发电机端口短路时 另一台发电机送来的短路电流就受到限制 58 两个低压分裂绕组布置上对称 没有电气上的联系 只有较弱的磁的联系 假设高压侧开路 低压侧短路时 正常运行时 可见 低压分裂绕组正常运行时的电抗值只相当于两分裂绕组短路电抗的