二电气主接线PPT课件.ppt

1 本章教学内容2 1电气主接线的基本形式2 2发电厂电气主接线2 3变电所电气主接线2 4高压配电网接线方式2 5低压配电系统接线2 6工厂供电系统的主接线2 7建筑配电系统接线2 8配电装置重点 电气主接线的基本形式 难点 电气主接线的操作分析 第二章电气主接线 2 电气主接线 由高压电器通过连接线 按其功能要求组成接受和分配电能的电路 成为传输强电流 高电压的网络 又称为一次接线或电气主系统 电力网接线方式对于保证安全可靠 优质经济地向用户供电 具有非常重要的作用 电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体 是一次系统的重要环节 是电力系统网络结构的重要组成部分 直接影响运行的可靠性 灵活性 并对电器选择 配电装置布置 继电保护 自动装置和控制方式的拟定起决定的作用 主接线的正确 合理设计 必须根据工程实际情况 综合处理各方面的因素 经技术 经济论证比较后方可确定 第一节电气主接线 3 电气主接线的基本要求 可靠性 保证供电可靠是电气主接线最基本的要求灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态 并能灵活地进行运行方式的切换经济性 投资省 占地面积少 电能损耗少 4 第二节电气主接线基本形式 无汇流母线的接线单元接线桥型接线角型接线 有汇流母线的接线单母线 单母线分段双母线 双母线分段一台半断路器接线带旁路母线的接线 5 一 有汇流母线 一 单母线接线1 只有一组母线的接线 进出线并接在这组母线上 母线隔离开关与母线相连的称为母线隔离开关 接地刀闸跨接于导电回路与大地之间 线路隔离开关 母线 保证电源并列工作 又能使任一出线都可以从两个电源获得电能 断路器 具有灭弧功能 可用来开断或闭合负荷电流 开断短路电流 隔离开关 没有灭弧功能 开合电流能力极低 设备检修时起着明显的隔离作用 6 单母线倒闸送电操作 出线1 出线2 出线3 W QS3 QF2 QS2 QSo 送电倒闸操作顺序 合QS2 合QS3 最后合QF2 7 出线1 出线2 出线3 W QS3 QF2 QS2 QSo 单母线倒闸停电操作 停电倒闸操作顺序 断QF2 断QS3 最后合QS2 8 单母线接线优点 简单清晰 设备少 投资小 运行操作方便 且有利于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 应用 6 10kV配电装置的出线回路数不超过5回 35 63kV配电装置的出线回路数不超过3回 110 220kV配电装置的出线回路数不超过2回 改进 单母线分段接线单母线带旁路接线 9 2 单母线分段接线 避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点 提高供电可靠性及灵活性 一类用户 用分段断路器QF1进行分段 分段数目 2 3 分段数越多 故障时停电的范围就越小 但造价增加了 分段数目 2 3 分段数越多 故障时停电的范围就越小 但造价增加了 10 3 单母线分段带旁路接线 检修出线断路器 不致中断该回路供电 旁路母线 工作母线 也可以使母线检修和电源断路器检修时不致中断供电 图中加上虚线和相应的隔离开关 11 1 对旁路母线充电 合旁路断路器QF2两边的隔离开关 再合QF2 若QF2不跳开 充电成功 2 合馈线1的旁路隔离开关QS3 等电位操作 3 断QF1 断QS2 QS1 4 退出QF1检修 检修出线L1的断路器QF1 QF1 W1 L1 QS3 电源侧 W2 例 对不停电检修馈线1断路器的运行操作 12 4 单母线分段带旁路母线接线 分段断路器兼做旁路断路器 正常时旁路母线W2不带电 分段断路器QF1及隔离开关QS1 QS2在闭合状态 QS3 QS4 QS5均断开 以单母线分段方式运行 13 1 旁路母线接至 段母线运行时 要闭合隔离开关QS1 QS4及QF1 此时QS2 QS3断开 2 旁路母线接至 段母线运行时 要闭合隔离开关QS2 QS3及QF1 此时QS1 QS4断开 3 两段母线合并为单母线运行 则要闭合隔离开关QS5 14 二 双母线接线 QF 母联断路器QS1 QS2 母联隔离开关W1 工作母线 正常时带电 W2 备用母线 正常时不带电 1 每回出线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接 2 母线之间通过母线联络断路器QF连接 3 每一个电源回路也是通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线连接4 正常运行时 两组母线隔离开关总是一台工作一台备用 15 双母线接线优点 可靠性和灵活性大大提高1 可以轮流检修母线 2 一组母线故障后 可将接在其上的回路倒闸到另一组母线上 3 检修任一回路的母线隔离开关时 只需断开该回路和与此隔离开关相连的母线 4 可用母联断路器代替任一回路的需要检修的断路器 而只需短时停电 5 在个别回路需要单独进行试验时可以将该回路分出来 6 亦可用一组备用母线作为熔冰母线 7 便于扩建 16 双母线接线缺点 1 倒闸操作比较复杂 在运行中隔离开关作为操作电器 容易发生误操作 2 尤其当母线出现故障时 须短时切换较多电源和负荷 当检修出线断路器时 仍然会使该回路停电 3 配电装置复杂 投资较多经济性差 改进措施 采用母线分段 增设旁路母线系统 17 双母线分段接线 可缩小母线停运的影响范围 双母线带旁路母线 避免断路器检修时造成短时停电 18 一台半断路器接线 每两个回路用三台断路器接在两组母线上 即每一回路经一台断路器接至一组母线 两条回路间设一台联络断路器 形成一串 故称为一台半断路器接线 又称二分之三接线 QF1 l4 QF2 QF3 W1 W2 l1 l2 l3 19 一台半断路器优点 供电可靠性和运行调度灵活性高 缺点 设备多 投资较大 二次控制接线和继电保护配置都比较复杂 应用在大型发电厂和变电所超高压配电装置注意 同名回路应避免接在同一串上 20 二 无汇流母线的基本形式1 单元接线 a 发电机 双绕组变压器组成的单元接线 发电机出口不设断路器 b c 发电机 自耦变压器或三绕组变压器组成的单元接线 为了在发电机停止工作时 另外两级电网间能保持联系 在发电机出口应设断路器 21 d 发电机 变压器 线路组成的单元接线 也称为线路变压器组接线 2 11 两台发电机 变压器或分裂绕组变压器组成的扩大单元接线 可减少变压器和断路器的台数 节省投资和占地面积 22 2 桥形接线 1 L1故障仅QF1跳闸 T1及其它回路继续运行 2 T1检修 断开QF QF1 再拉开QS1 出线L1停电 关合QF和QF1 恢复L1供电 当只有两台变压器和两条输电线路时 采用桥形接线 使用的断路器数目最少 桥连断路器设在变压器侧 正常时闭合运行 用于输电线路较长 故障概率较高时 而且变压器又不需经常切换时 23 1 L1故障 QF和QF1同时自动跳闸 T1被切除 断开QS2 合QF1和QF 恢复T1运行 2 T1检修仅停QF1和QS1 桥连断路器设在线路侧 正常时闭合运行 当线路较短时 且变压器运行方式需经常切换时 或系统有穿越功率流经本厂时 采用这种接线方式 24 3 角形接线 特点 母线闭合成环形 断路器数目等于回路数 每回路都与两台断路器相连 优点 检修任一台断路器都不致中断供电 具有较高的可靠性和灵活性 缺点 不便于扩建和电器设备的选择 适用 最终规模明确的110kV及以上的配电装置中 25 第二节发电厂电气主接线 火力发电厂电气主接线概述热电厂电气主接线示例凝汽式火电厂电气主接线示例 水力发电厂的电气主接线概述中等容量水电厂电气主接线示例大容量水电厂电气主接线示例 26 1 火电厂电气主接线概述 1 煤矿附近的矿口电厂 多为凝汽式火电厂 不运输燃料 主要是输送电力 装机容量大 设备年利用小时数高 选址 2 城市负荷中心 工业中心 多为热电厂 电力就地消化 只送出剩余电力 同时兼供热水或蒸汽 27 28 接线特点 1 一般要设机端电压母线 供本地负荷 2 其余电力经升压后送给电力系统 3 根据出线数目 采用单母线或双母线 分段 接线 4 大容量机组 一般采用单元接线 实现机炉电的单元控制或集控 100MW及以上 29 2 热电厂电气主接线示例 30 1 共有三种电压等级 10kV 35kV和110kV 2 接线形式 35kV侧仅有两回出线 故采用内桥接线形式 110kV电压级由于较为重要 出线较多 采用双母线带旁路母线接线 10kV采用双母线分段接线 G3 G4采用与双绕组变压器分别接成单元接线 3 功率流向 G1 G2设机压母线主要供给地区负荷 剩余功率通过变压器T1 T2升压送往系统 G3 G4通过升压直接将电能送入系统 4 限流措施 为了限制短路电流 出线装有电抗器 在母线分段处也装设母线电抗器 接线特点 31 32 33 3 大型凝汽式火电厂接线示例 34 接线特点 1 没有机压母线 其电能主要以升高电压送往系统 2 发电机G1 G2分别与变压器接成单元接线未采用封闭母线 在发电机与变压器之间装设了隔离开关 而在厂用变压器分支回路装设了断路器 3 发电机G3 G4 G5 G6也分别与变压器接成单元接线 采用分相封闭母线 主回路及厂用分支回路均未装设隔离开关和断路器 4 T01至T08为厂用高压变压器 采用低压分裂绕组变压器 5 220kV采用双母线带旁路接线 并且变压器进线回路亦接入旁路母线 6 500kV采用一台半断路器接线 7 两种升高电压级之间采用联络变压器T7 联络变压器选用三绕组自耦变压器 有载调压 35 4 水电厂接线示例 36 接线特点与要求 1 一般距负荷中心较远 当地负荷很小甚至没有 电能大多数都是通过高压输电线送入电力系统 2 地形比较复杂 接线应力求简单 3 担负系统的调峰 调频 调相等任务 启停频繁 设备年利用小时数少 其接线应具有较好的灵活性 4 根据水能利用条件一次确定的 一般不考虑发展和扩建 37 接线形式 1 一般不设发电机电压母线 2 多采用单元接线 扩大单元接线 3 当进出回路不多时 有时采用桥形接线和多角形接线 4 当进出回路较多时 可采用单母线分段 双母线 双母线带旁路和一台半断路器接线形式 38 变电所的分类 1 枢纽变电所最高电压级变电所 一般系统中的大型电厂与之连接 实施主要发电功率的分配 并作为与其它远方电力系统的联络站 2 区域变电所为大面积的区域供电 其电压等级仅次于枢纽变电所 3 配电变电所只承担一个小区的供电 第三节变电所电气主接线 39 40 变电站 41 42 某电力系统地区调度室 43 44 变电所的接线要求与方式 应尽可能采用断路器数目较少的接线 以节省投资 减少占地面积 根据出线数的不同 可采用桥形 单母线 双母线及角形等接线形式 如果电压为超高压等级 又是重要的枢纽变电所 宜采用双母线分段带旁路接线或采用一台半断路器接线 高压侧 低压侧 变电所的低压侧通常采用单母线分段或双母线接线 以便于扩建 6 10kV馈线应选轻型断路器 如SN10型或ZN13型 若不能满足开断电流及动稳定要求时 应采用限流措施 45 限制短路电流方法 在变电所中最简单的 是使变压器低压侧分列运行 一般尽可能不装母线电抗器 因其体积大 价格高且限流效果较小 若分列运行仍不能满足要求 则可装设分裂电抗器或出线电抗器 46 地区变电所电气接线示例 110kV高压侧采用单母线分段 10kV侧亦为单母线分段 为选择轻型的设备 采用平时两段母线分列运行限制短路电流 为使出线能选用轻型断路器 在电缆馈线中可以装设线路电抗器 并按两台变压器并列工作条件选择 47 4 枢纽变电所接线示例 采用两台三绕组自耦变压器和两台三绕组变压器连接两种升高电压 110kV和220kV侧采用双母线带旁路接线形式 并设专用旁路断路器 500kV侧为一台半断路器接线且采用交叉接线形式 35kV低压侧用于连接静止补偿装置 48 一 架空线路的结构 第四节高压配电网接线方式 1 导线 架空线路的主体 担负传输电能 承担自身重量和各种外力的作用 2 杆塔 支撑架空线等 根据杆塔受力的特点可分为直线杆塔 耐张杆塔 转角杆塔 终端杆塔和特种杆塔 3 绝缘子 支承或悬挂导线 具有良好的绝缘性能和足够的机械强度 4 金具 连接导线和绝缘子的金属部件 一般指110kV kV 10kV系统 49 绝缘子 金具 50 架空线路优点 设备简单 建设低 露置在空气中 易于检修与维护 利用空气绝缘 建造较为容易 架空线路缺点 容易遭受雷击和风雨冰雪等自然灾害的侵袭 需要大片土地作为出线走廊 对交通 建筑 市容和人身安全有影响 51 二 电缆线路的结构 优点 占地少 整齐美观 受气候条件和周围环境的影响小 传输性能稳定 故障少 供电可靠性高 维护工作量少 缺点 电缆线路的投资大 线路不易变动 寻测故障点难 检修费用大 电缆终端的制作工艺要求复杂 52 53 负荷用电等级 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治 经济上所造成损失或影响的程度进行分级 一 符合下列情况之一时 应为一级负荷 1 中断供电将造成人身伤亡时 2 中断供电将在政治 经济上造成重大损失时 例如 重大设备损坏 重大产品报废 用重要原料生产的产品大量报废 国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等 3 中断供电将影响有重大政治 经济意义的用电单位的正常工作 例如 重要交通枢纽 重要通信枢纽 重要宾馆 大型体育场馆 经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷 在一级负荷中 当中断供电将发生中毒 爆炸和火灾等情况的负荷 以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷 应视为特别重要的负荷 54 二 符合下列情况之一时 应为二级负荷 1 中断供电将在政治 经济上造成较大损失时 例如 主要设备损坏 大量产品报废 连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复 重点企业大量减产等 2 中断供电将影响重要用电单位的正常工作 例如 交通枢纽 通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷 以及中断供电将造成大型影剧院 大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱 三 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 55 三 配电网的接线方式 放射式接线 放射式接线的特点 1 本线路上故障不影响其它线路 2 继电保护易于整定和易于实现自动化 56 三 配电网的接线方式 树干式接线 优点 变 配电所的馈线出线数少 可降低投资费用和有色金属消耗量 占地面积小 结构简单的特点 缺点 可靠性低 干线上的任何故障必将引起接于该树干上的所有用户停电 只能用于三级负荷 57 一 低压放射式接线 第五节低压配电网接线方式 放射式 树干式 混合式 链式 主干线由变电所低压侧引出 接至主配电箱 再以支干线引到分配电箱或用电设备上 以支线接至用户或其它设备 58 二 低压树干接线 配电方式简单 电气设备少 但灵活性差 检修维护不方便 很少采用 59 三 低压混合式接线 树干式与放射式的混合 变压器低压侧出线经过低压断路器将干线引入某一供电区 然后由支线引至用电设备 采用较多 60 四 低压链式接线 只用于相互之间距离很近 容量又很小的用电设备 可靠性差 在链中任何地方发生故障都会影响全链设备 61 第六节工厂供电系统的主接线 工厂供电的基本要求 1 安全 不应发生人身事故和设备事故 2 可靠 要满足各种等级用电负荷的可靠性要求 3 优质 应满足用户对电压 频率 波形不畸变等电能质量指标的要求 4 经济 接线要简单 投资要少 运行维持费用要低 一级负荷 因突然停电会造成设备损坏或造成人身伤亡 因此必须有两个独立电源供电 二级负荷 为突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱 因此要求必须双回路供电 三级负荷 对供电电源不作特殊要求 62 工厂供电系统结构 总降压变电所 配电所 车间变电所 高压用电设备 系统 110kV 10kV 35kV 10kV 10kV 10kV 10kV 6kV 3kV 10kV 6kV 380V 不一定要三级供电 也有两级供电 63 35 110kV变电所电气主接线典型方案 补偿 64 1 变压器高压侧 110kV 采用内桥接线 也可采用线路变压器组或单母分段接线 低压侧采用单母分段 出线回路少时 也可采用单母线接线 2 两台变压器都是采用有载调压变压器 110 10kV 可以互为备用 3 两台所用变压器 10 0 4kV 分别接在10kV母线的两段上 供本所用电 并互为备用 4 两电压级母线上和110kV线路上均设有避雷器 5 配置一定的电压互感器和电流互感器 6 110kV线路采用二回架空电源进线 同时供电 10kV出线既有架空出线也有电缆出线 7 110kV采用屋外配电装置 10kV侧采用屋内成套配电装置 8 10kV母线的两段上还应配置无功补偿装置 说明 65 10kV配电所电气主接线典型方案 常开运行 进线电源互为备用 66 10kV变电所电气主接线典型方案 一路外供电源 67 第七节建筑配电系统接线 一 供电线路的分类 动力线路 照明线路 供给动力用电设备 电梯 水泵 一般采用三相供电 供给照明用电设备 灯具 及家用电器 若是单相动力负荷 干燥箱 电炉 应当尽量平衡地接到三相线路上 一般单相负荷 用单相交流220V供电 当电流超过30A时 应当采用380 220V三相供电线路 68 二 建筑配电系统的配电方式 要求 安全 可靠 经济 合理 1 配电系统的电压等级一般不宜超过两级 2 多层建筑宜分层 分梯位 设置配电箱 每套房间有独立的电源开关 3 单相设备尽量平衡接入三相系统 4 每套房间的空调电源插座 与照明应分路设计 厨房和卫生间的电源插座设置独立回路 配电方式 放射式 树干式和环式 69 1 多层民用建筑配电方式示例 一般采用树干或环形接线方式配电 其照明和动力负荷采用同一回路供电 总配电箱 总计量表 分配电箱 分户计量表 树干 放射 放射 70 2 高层民用建筑配电方式 特殊要求 1 可靠性要求相对较高 2 应将照明和动力负荷分成不同的配电系统 3 消防用电也自成系统 4 大容量的负荷或重要的负荷应从配电室直接用放射式配电 5 应设备用电源 71 民用建筑配电方式 有放射式 树干式和环式三种 具体应根据用电负荷的特点 实际分布及供电要求 在线路设计中 按照安全 可靠 经济 合理的原则进行优化组合 72 1 配电装置的基本要求 分类 按安装地点分 屋内式 多用于35kV及以下电压等级 屋外式 多用于110kV及以上电压等级 按安装形式分为 成套式 广泛