发电厂电气主系统电气主接线分析

1、发电厂电气主系统电气主接线分析 第三章第三章 电气主接线电气主接线 第一节第一节 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求 第二节第二节 电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式 第三节第三节 发电厂和变电所主变压器选择发电厂和变电所主变压器选择 第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法 第五节第五节 发电厂和变电所的典型电气主接线发电厂和变电所的典型电气主接线 第六节第六节 电气主接线设计电气主接线设计 第七节第七节 电气主接线的可靠性计算电气主接线的可靠性计算 本章计划学时本章计划学时:10 12学时学时 发电厂电气主系统电气主接线分析 电气主接线电气主接线: :也称

2、为电气主系统或电气一次接线。也称为电气主系统或电气一次接线。 它是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受它是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受 和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体，也是电力和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体，也是电力 系统网络的重要组成部分。系统网络的重要组成部分。 电气主接线反映了：电气主接线反映了： 各回路中电气设备的连接关系。各回路中电气设备的连接关系。 发电机、变压器和输电线路及负荷间以怎样的方式连接。发电机、变压器和输电线路及负荷间以怎样的方式连接。 发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的

3、发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的 数量。数量。 电气主接线直接关系到电力系统运行的可靠性、灵活性和电气主接线直接关系到电力系统运行的可靠性、灵活性和 安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置 的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。所以电的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。所以电 气主接线是电力设计、运行、检修部门以及有关技术人员必须气主接线是电力设计、运行、检修部门以及有关技术人员必须 深入掌握的主要内容。深入掌握的主要内容。 发电厂电气主系统电气主接线分析 电气主接线图：就是用国家

4、规定的电气设备图形与文字符号，详细电气主接线图：就是用国家规定的电气设备图形与文字符号，详细 表示电气主接线组成的电路图。电气主接线图一般用单线图表示（表示电气主接线组成的电路图。电气主接线图一般用单线图表示（ 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）则应画成三线图。面（如各相中电流互感器的配置）则应画成三线图。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 第一节第一节 对电气主接线的基本要求对电气主接线

5、的基本要求 概括地说是应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求概括地说是应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求 。 一、可靠性一、可靠性 (1)电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的要电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的要 求。电能不能大量储存，发电、输电和用电必须在同一瞬求。电能不能大量储存，发电、输电和用电必须在同一瞬 间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断。间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断。 (2)可靠性不是绝对的可靠性不是绝对的, 对于不重要的用户对于不重要的用户, 太高的可靠性太高的可靠性 将造成浪费。将造成浪费。 分析主接线的可靠性时，要考

6、虑发电厂与变电所在电分析主接线的可靠性时，要考虑发电厂与变电所在电 力系统中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和运力系统中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和运 行实践等因素。行实践等因素。 发电厂电气主系统电气主接线分析 1分析和评估主接线可靠性时应该考虑的几个问题分析和评估主接线可靠性时应该考虑的几个问题 (1)发电厂与变电所在系统中的地位和作用发电厂与变电所在系统中的地位和作用 对于大、中型发电厂和变电所，在电力系统中的地位对于大、中型发电厂和变电所，在电力系统中的地位 非常重要，其电气主接线应具有很高的可靠性。对于小型非常重要，其电气主接线应具有很高的可靠性。对于小型 发电厂和

7、变电所就没有必要过分地追求过高的可靠性而选发电厂和变电所就没有必要过分地追求过高的可靠性而选 择复杂的主接线形式。择复杂的主接线形式。 目前，我国的发电机单机容量大小的划分为：目前，我国的发电机单机容量大小的划分为：50MW以下以下 的发电机组为小型机组；的发电机组为小型机组；50200MW的发电机组为中型机的发电机组为中型机 组；组；200MW以上的发电机组为大型机组。发电厂容量大以上的发电机组为大型机组。发电厂容量大 小的划分为：总装机容量在小的划分为：总装机容量在100MW以下的发电厂为小型以下的发电厂为小型 发电厂；总装机容量在发电厂；总装机容量在100250MW的发电厂为中型发电的发

8、电厂为中型发电 厂；总装机容量在厂；总装机容量在2501000MW的发电厂为大中型发电厂的发电厂为大中型发电厂 ；总装机容量在；总装机容量在1000MW以上的发电厂为大型发电厂。以上的发电厂为大型发电厂。 发电厂电气主系统电气主接线分析 (2)用户的负荷性质用户的负荷性质 电力用户负荷按照其对供电可靠性的要求分为三个等级，电力用户负荷按照其对供电可靠性的要求分为三个等级， 即即I、II、III类负荷。类负荷。 I类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡， 或造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。或造成重大设备损坏，或给国民经济带来重

9、大的损失。 II类负荷：对这类负荷突然中断供电将造成生产设备局类负荷：对这类负荷突然中断供电将造成生产设备局 部破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量部破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量 废品和减产，因而在经济上造成一定损失。废品和减产，因而在经济上造成一定损失。 III类负荷：类负荷： I类和类和II类负荷之外的其它负荷。类负荷之外的其它负荷。 发电厂电气主系统电气主接线分析 对对I类负荷供电的要求是：任何时候都不允许停电。类负荷供电的要求是：任何时候都不允许停电。 对对II类负荷供电的要求是：必要时仅允许短时间停电。类负荷供电的要求是：必要时仅允许短时间停电。 III类

10、负荷对供电没有特殊的要求，可以较长时的停电。类负荷对供电没有特殊的要求，可以较长时的停电。 由此可见，对于带由此可见，对于带I、II类型负荷的发电厂与变电所应该类型负荷的发电厂与变电所应该 选择可靠性较高的主接线形式。选择可靠性较高的主接线形式。 (3)设备的可靠性设备的可靠性 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性高、电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性高、 性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基础。性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基础。 (4)运行实践运行实践 应重视国内外长期积累的运行实践经验，优先选用应重视国内外长期积累的运行实践经验，优先选用 经过长期实践考验的主接线形

11、式。经过长期实践考验的主接线形式。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-11 2定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准 主接线可靠性的评判方法：主接线可靠性的评判方法： 定性分析和定量计算（可靠性计算）。定性分析和定量计算（可靠性计算）。 定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准: 4)大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特 殊要求。殊要求。 2)母线（或断路器）故障以及母线或母线隔离开关检修时母线（或断路器）故障以及母线或母线隔离开关检修时

12、 ，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否保证对，停运的回路数的多少和停电的时间的长短，能否保证对 I类负荷和大部分类负荷和大部分II类负荷的供电。类负荷的供电。 3)发电厂、变电所全部停运的可能性。发电厂、变电所全部停运的可能性。 1)断路器检修时，能否不影响供电。断路器检修时，能否不影响供电。 发电厂电气主系统电气主接线分析 二、灵活性二、灵活性 (1)调度灵活：能按照调度的要求，方便而灵活地投切机调度灵活：能按照调度的要求，方便而灵活地投切机 组、变压器和线路，调配电源和负荷，以满足在正常、事组、变压器和线路，调配电源和负荷，以满足在正常、事 故、检修等运行方式下的切换操作要求。故、

13、检修等运行方式下的切换操作要求。 (2)检修安全、方便：可以方便地停运断路器、母线及其检修安全、方便：可以方便地停运断路器、母线及其 二次设备进行检修，而不致影响电网的运行和对其它用户二次设备进行检修，而不致影响电网的运行和对其它用户 的供电。应尽可能的使操作步骤少，便于运行人员掌握，的供电。应尽可能的使操作步骤少，便于运行人员掌握， 不易发生误操作。不易发生误操作。 (3)扩建方便扩建方便 能根据扩建的要求，方便地从初期接线过渡能根据扩建的要求，方便地从初期接线过渡 到远景接线：在不影响连续供电或停电时间最短的情况下到远景接线：在不影响连续供电或停电时间最短的情况下 ，投入新机组、变压器或线

14、路而不互相干扰，对一次设备，投入新机组、变压器或线路而不互相干扰，对一次设备 和二次设备的改造为最少。和二次设备的改造为最少。 发电厂电气主系统电气主接线分析 三、经济性三、经济性 主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，做到: 1. 节约投资节约投资 (1) 主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等 一次电气设备；一次电气设备； (2) 要使相应的控制、保护不过于复杂，节省二次设备要使相应的控制、保护不过于复杂，节省二次设备 与控制电缆等；与控制电缆等； (3) 能限制短路电流，以便于选择价廉电气设备和轻

15、型能限制短路电流，以便于选择价廉电气设备和轻型 电器等。电器等。 (4) 一次设计，分期投资建设、投产。一次设计，分期投资建设、投产。 发电厂电气主系统电气主接线分析 2. 占地面积小占地面积小 主接线的形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局，主接主接线的形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局，主接 线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及 安装费用。在运输条件许可的地方，应采用三相变压器而不用安装费用。在运输条件许可的地方，应采用三相变压器而不用 三台单相变压器组。三台单相变压器组。 3. 年运行费用小年运行费用小 年运

16、行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修年运行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修 的维护费等。电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选的维护费等。电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选 择主变压器的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损择主变压器的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损 耗。耗。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-15 第二节第二节 电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式 (1) 电气主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和出线，电气主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和出线， 它们之间如何连接是电气主接线的主体

17、。它们之间如何连接是电气主接线的主体。 有母线的主接线：由于设置了母线，使得电源和引出线之间连有母线的主接线：由于设置了母线，使得电源和引出线之间连 接方便，接线清晰，接线形式多，运行灵活，维护方便，便于接方便，接线清晰，接线形式多，运行灵活，维护方便，便于 安装和扩建。安装和扩建。 母线也称汇流母线，起汇集和分配电能的作用。母线也称汇流母线，起汇集和分配电能的作用。 (4) 主接线的分类：根据是否有母线，主接线接线形式可以分为主接线的分类：根据是否有母线，主接线接线形式可以分为 有母线和无母线两大类型。有母线和无母线两大类型。 (3) 对于进出线数目少，不再扩建和发展的电气主接线，不设置对于

18、进出线数目少，不再扩建和发展的电气主接线，不设置 母线而采用简化的中间环节。母线而采用简化的中间环节。 (2) 当同一电压等级配电装置中的进出线数目较多时（一般超过当同一电压等级配电装置中的进出线数目较多时（一般超过 4回），需设置母线作为中间环节回），需设置母线作为中间环节(掌握中间环节是关键掌握中间环节是关键)。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-16 无母线的主接线：使用的开关电器少，配电装置占地面积较小无母线的主接线：使用的开关电器少，配电装置占地面积较小 ，投资较小。，投资较小。 一、有母线的基本接线形式一、有母线的基本接线形式 1. 单母线接线及

19、其母线分段的接线单母线接线及其母线分段的接线 单母线接线单母线接线 如图如图3-1所示。所示。 结构特征：只有一组母线结构特征：只有一组母线W，接，接 在母线上的所有电源和出线回路，在母线上的所有电源和出线回路， 都经过开关电器连接在该母线上并都经过开关电器连接在该母线上并 列运行。列运行。 但有母线的主接线使用的开关电器多，配电装置占地面积较大但有母线的主接线使用的开关电器多，配电装置占地面积较大 ，投资较大。，投资较大。 发电厂电气主系统电气主接线分析 3-17 各回路都装有断路器和隔离开关各回路都装有断路器和隔离开关: 断路器断路器:用以正常工作时投切该回路及故障时切除该回路；用以正常工

20、作时投切该回路及故障时切除该回路； 隔离开关隔离开关:用以在切断电路时建立明显可见的断开点，将电源与停运用以在切断电路时建立明显可见的断开点，将电源与停运 设备可靠隔离，以保证检修安全。设备可靠隔离，以保证检修安全。 母线隔离开关：与母线相连接的隔离开关，如图母线隔离开关：与母线相连接的隔离开关，如图3-1中的中的QS11； 倒闸操作原则：倒闸操作原则： 断路器与隔离开关间的操作顺序：保证隔离开关断路器与隔离开关间的操作顺序：保证隔离开关“先通后断先通后断”（ 在等电位状态下，隔离开关也可以单独操作），这种断路器与隔在等电位状态下，隔离开关也可以单独操作），这种断路器与隔 离开关间的操作顺序必

21、须严格遵守，绝不能带负荷拉刀闸（即隔离开关间的操作顺序必须严格遵守，绝不能带负荷拉刀闸（即隔 离开关），否则将造成误操作，产生电弧而导致严重的后果。离开关），否则将造成误操作，产生电弧而导致严重的后果。 线路隔离开关：与线路相连接的隔离开关，如图线路隔离开关：与线路相连接的隔离开关，如图3-1中的中的QS12。 发电厂电气主系统电气主接线分析 母线隔离开关与线路隔离开关间的操作顺序为：母线隔离开关母线隔离开关与线路隔离开关间的操作顺序为：母线隔离开关“先先 通后断通后断”，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关 ；切断电路时，先断开线

22、路隔离开关，后断开母线隔离开关。以避；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断开母线隔离开关。以避 免万一断路器的实际开合状态与指示状态不一致时，误操作发生在免万一断路器的实际开合状态与指示状态不一致时，误操作发生在 母线隔离开关上，产生的电弧会引起母线短路，使事故扩大。母线隔离开关上，产生的电弧会引起母线短路，使事故扩大。 例如：例如： 对对WL1送电时，先合上送电时，先合上QS11，再合上，再合上QS12，最后合上，最后合上QF1。对。对 WL1停电时，先断开停电时，先断开QF1，再依次拉开，再依次拉开QS12和和QS11。 接地开关接地开关(图图3-1中中QS13)的作用：的作用： 保证检修

23、安全：当电压等级在保证检修安全：当电压等级在110kV及以上时，线路隔离开关及以上时，线路隔离开关 或断路器两侧的隔离开关（布置较高时）都应设置接地开关，或断路器两侧的隔离开关（布置较高时）都应设置接地开关， 母线也应设置接地开关或接地器，以代替人工挂接地线，保证母线也应设置接地开关或接地器，以代替人工挂接地线，保证 出线、断路器和母线检修时，检修人员的安全。出线、断路器和母线检修时，检修人员的安全。 发电厂电气主系统电气主接线分析 3-19 评价：评价： 主要优点是接线简单清晰，设备少，操作方便，造价便宜，只要配主要优点是接线简单清晰，设备少，操作方便，造价便宜，只要配 电装置留有余地，母线

24、可以向两端延伸，可扩性好。电装置留有余地，母线可以向两端延伸，可扩性好。 适用范围：单母线接线只能用于某些出线回数较少，对供适用范围：单母线接线只能用于某些出线回数较少，对供 电可靠性要求不高的小容量发电厂和变电所中。电可靠性要求不高的小容量发电厂和变电所中。 主要缺点是可靠性和灵活性都较差：主要缺点是可靠性和灵活性都较差： 1)母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运；母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运； 2)母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运；母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运； 3)任一断路器检修时，其所在回路停运；任一断路器检修时，其所在回

25、路停运； 4)它只有一种运行方式。它只有一种运行方式。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 单母线分段接线的可靠性比单母线接线有了较大提高，但任一段母单母线分段接线的可靠性比单母线接线有了较大提高，但任一段母 线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均需停电；任一断路器线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均需停电；任一断路器 检修时，该断路器所带用户也将停电。考虑到采用单母线分段接线检修时，该断路器所带用户也将停电。考虑到采用单母线分段接线 时，重要用户可从不同母线段上分别引出两回馈线向其供电，保证时，重要用户可从不同母线段上分别引出两回馈线向其供电，保证 不中断供

26、电，故对采用两回馈线供电的用户来说，有较高供电可靠不中断供电，故对采用两回馈线供电的用户来说，有较高供电可靠 性。性。 适用范围：中、小容量发电厂和变电所的适用范围：中、小容量发电厂和变电所的610kV配电装置和配电装置和 出线回路数较少的出线回路数较少的35220kV配电装置中。配电装置中。 2带旁路母线的单母线分段接线带旁路母线的单母线分段接线 (1) 带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线 结构特征：如图结构特征：如图3-3所示。所示。 1) 在单母线分段的基础上又增加了旁路母线在单母线分段的基础上又增加了旁路母线W3、专用旁路断、专用旁路断

27、 路器路器QFp 及旁路回路隔离开关及旁路回路隔离开关QS1和和QS2 。 2) 各出线回路除通过断路器与汇流母线连接外，还通过旁路隔各出线回路除通过断路器与汇流母线连接外，还通过旁路隔 离开关与旁路母线相连接。离开关与旁路母线相连接。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-22 旁路母线的作用是：检修任一进旁路母线的作用是：检修任一进 出线断路器时，不中断对该回路的出线断路器时，不中断对该回路的 供电。供电。 检修断路器时的不停电倒闸操作过程：检修断路器时的不停电倒闸操作过程： 如检修如检修WL1的断路器的断路器QF1，使该出线不停电的操作步骤为：，使该出线不

28、停电的操作步骤为： 正常运行时，旁路断路器正常运行时，旁路断路器QFp、各进出线回路的旁路隔离、各进出线回路的旁路隔离 开关是断开的，旁路断路器两侧的隔离开开关是断开的，旁路断路器两侧的隔离开 关是合上的，旁路母关是合上的，旁路母 线线W3不带电。不带电。 适用范围：适用范围： 610kV配电装置。配电装置。 评价：单母线分段接线增设旁路评价：单母线分段接线增设旁路 母线后，可以使单母线分段接线在母线后，可以使单母线分段接线在 检修任一出线断路器时不中断对该检修任一出线断路器时不中断对该 回路的供电。但配电装置占地面积回路的供电。但配电装置占地面积 增大，增加了断路器和隔离开关数增大，增加了断

29、路器和隔离开关数 量，接线复杂，投资增大。量，接线复杂，投资增大。 发电厂电气主系统电气主接线分析 3-23 1) 合上合上QFp; 给旁路母线给旁路母线W3充电，检查旁路母线充电，检查旁路母线W3是否完好，如果旁路母线有是否完好，如果旁路母线有 故障，故障，QFp在继电保护控制下自动切断故障，旁路母线不能使用；在继电保护控制下自动切断故障，旁路母线不能使用； 如果如果QFp合闸成功，说明旁路母线完好。合闸成功，说明旁路母线完好。 3) 断开出线断开出线WL1的断路器的断路器QF1; 4) 断开断开QS12和和QS11。 此时出线此时出线WL1已经由旁路断路器已经由旁路断路器QFp回路供电，在

30、需要检回路供电，在需要检 修的断路器修的断路器QF1两侧布置安全措施后，就可以对其进行检修。两侧布置安全措施后，就可以对其进行检修。 2) 合上出线旁路隔离开关合上出线旁路隔离开关QS1p； 此时此时QS1p的两端等电位。也可以先断开的两端等电位。也可以先断开QFp，然后合上，然后合上QS1p，再，再 合上合上QFp，以避免万一合上，以避免万一合上QS1p前，发生线路故障，前，发生线路故障，QF1事故跳闸事故跳闸 ，造成，造成QS1p合到短路故障上。合到短路故障上。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-24 2) 电源回路也可以接入旁路，如图电源回路也可以接入

31、旁路，如图3-3中虚线所示，这种进出线中虚线所示，这种进出线 全接入旁路的形式叫全旁路方式。全接入旁路的形式叫全旁路方式。 3) 由于线路故障较多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入由于线路故障较多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入 旁路；旁路； 1) 一般断路器切断的短路故障次数达到需要检修的次数后（或一般断路器切断的短路故障次数达到需要检修的次数后（或 长期运行后），就需要检修，如不允许停电检修，就需要设置长期运行后），就需要检修，如不允许停电检修，就需要设置 旁路母线。旁路母线。 4) 考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般由多考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般

32、由多 台变压器并列运行，而发电厂发电机台变压器并列运行，而发电厂发电机变压器回路的断路器可变压器回路的断路器可 以安排在发电机检修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的以安排在发电机检修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的 情况较少。情况较少。 5) 对于采用手车式成套开关柜的对于采用手车式成套开关柜的635kV配电装置，由于断路器配电装置，由于断路器 可以快速更换，也可以不设置旁路母线。可以快速更换，也可以不设置旁路母线。 旁路母线的设置原则：旁路母线的设置原则： 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-25 (2)单母线分段带简易旁路母线接线单母线分段带简易旁路

33、母线接线 结构特点：如图结构特点：如图3-4所示。所示。 它是在单母线分段接线的基础上，增它是在单母线分段接线的基础上，增 加了旁路母线加了旁路母线W3、隔离开关、隔离开关QS3、 QS4、分段隔离开关、分段隔离开关QSd及各出线回及各出线回 路中相应的旁路隔离开关，分段断路路中相应的旁路隔离开关，分段断路 器器QFd兼作旁路断路器。与图兼作旁路断路器。与图3-3所示所示 的接线相比，少用一台断路器，节省的接线相比，少用一台断路器，节省 了投资。了投资。 旁路母线可以经旁路母线可以经QS4、QFd、QS1接至接至 母线母线W2，也可以经，也可以经QS3、QFd、 QS2 接至母线接至母线W1。

34、 分段隔离开关分段隔离开关QSd的作用是：可使的作用是：可使QFd作旁路断路器时，保持作旁路断路器时，保持 两段工作母线并列运行。两段工作母线并列运行。 检修线路断路器时的不停电倒闸操作过程：检修线路断路器时的不停电倒闸操作过程： 发电厂电气主系统电气主接线分析 3-26 初始条件：平时旁路母线不带电，初始条件：平时旁路母线不带电，QS1、QS2及及QFd合闸，合闸，QS3 、QS4及及QSd断开，按单母线分段方式运行。断开，按单母线分段方式运行。 2)断开断开QFd，断开，断开QS2，合上，合上QS4，合上，合上QFd; 给旁路母线给旁路母线W3充电，检查旁路母线充电，检查旁路母线W3是否完

35、好，如果是否完好，如果QFp合闸成合闸成 功，说明旁路母线完好。功，说明旁路母线完好。 4) 断开出线断开出线WL1的断路器的断路器QF1; 5) 断开断开QS12和和QS11。 3) 合上出线旁路隔离开关合上出线旁路隔离开关QS1p； 此时此时QS1p的两端等电位。的两端等电位。 操作步骤为：操作步骤为： 1)合上合上QSd ; 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 (3)其他简易旁路母线接线形式其他简易旁路母线接线形式 图图3-5a、b、c所示接线与图所示接线与图3-4相比较，均省去一组隔离开关。相比较，均省去一组隔离开关。 图图3-5a所示接线在正常运行时，旁

36、路母线不带电，但旁路母线所示接线在正常运行时，旁路母线不带电，但旁路母线 只能接至母线只能接至母线W2，检修母线，检修母线W1上的出线断路器时将造成分段上的出线断路器时将造成分段 上有较大的功率穿越上有较大的功率穿越(有电源进线接在有电源进线接在W1上上)。 图图3-5b所示接线的断路器作分段断路器用时，旁路母线带电，所示接线的断路器作分段断路器用时，旁路母线带电， 旁路母线也只能接至旁路断路器所在的一段母线。旁路母线也只能接至旁路断路器所在的一段母线。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-28 图图3-5c所示接线的旁路母线平时也带电，旁路运行时，所示接线的

37、旁路母线平时也带电，旁路运行时，W1、 W2两段工作母线分列，但旁路母线可接至任一段母线，不破两段工作母线分列，但旁路母线可接至任一段母线，不破 坏原有两段母线上的功率平衡。坏原有两段母线上的功率平衡。 适用范围：单母线分段带简易旁路母线接线常用于出线回路适用范围：单母线分段带简易旁路母线接线常用于出线回路 不多的不多的35 110kV配电装置中。配电装置中。 3双母线接线双母线接线 结构特征：如图结构特征：如图3-6所示。所示。 1) 有两组母线有两组母线W1、W2，两组母，两组母 线间通过母线联络断路器线间通过母线联络断路器QFc相连相连 ； 2) 每回进出线均经一组断路器和每回进出线均经

38、一组断路器和 两组母线隔离开关分别接至两组两组母线隔离开关分别接至两组 母线。正常运行时只合一组隔离母线。正常运行时只合一组隔离 开关。开关。 发电厂电气主系统电气主接线分析 运行方式运行方式: 1) 两组母线同时工作两组母线同时工作 将母联断路器将母联断路器QFc合闸，而进出线均衡地分配在两组母线合闸，而进出线均衡地分配在两组母线 上，相当于单母线分段的运行方式。当一组母线故障时，在继上，相当于单母线分段的运行方式。当一组母线故障时，在继 电保护作用下，母联断路器断开，仅停故障的母线。电保护作用下，母联断路器断开，仅停故障的母线。 2) 一组母线工作，另一组母线备用一组母线工作，另一组母线备

39、用 全部电源和出线接于工作母线上，母联断路器断开，按单全部电源和出线接于工作母线上，母联断路器断开，按单 母线方式运行。工作母线故障时，全部短时停电。母线方式运行。工作母线故障时，全部短时停电。 优点：优点： 1) 运行方式灵活，有多种运行方式。运行方式灵活，有多种运行方式。 由于每个回路均可以换接至两组母线的任一组上运行，使得由于每个回路均可以换接至两组母线的任一组上运行，使得 双母线接线的可靠性和灵活性大大提高。双母线接线的可靠性和灵活性大大提高。 2) 任一组母线检修时不中断供电，检修任一回路母线隔离开关任一组母线检修时不中断供电，检修任一回路母线隔离开关 时，只中断该回路的供电。时，只

40、中断该回路的供电。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3) 任一组母线故障时仅短时停电，停电时间是接于该母线上的任一组母线故障时仅短时停电，停电时间是接于该母线上的 所有回路切换至另一组母线所需时间，故障母线上的回路经短所有回路切换至另一组母线所需时间，故障母线上的回路经短 时停电便可恢复供电。时停电便可恢复供电。 缺点：缺点： 1) 检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。 2) 任一母线故障仍会短时停电。任一母线故障仍会短时停电。 3) 变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操变更运行方式时，要用各回路母线侧的

41、隔离开关进行倒闸操 作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。 4) 增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置 结构较复杂，占地面积大，投资大。结构较复杂，占地面积大，投资大。 适用范围：双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线适用范围：双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线 回路数较多的回路数较多的6220kV配电装置中。配电装置中。 5) 双母线存在全部停电的可能，如母联断路器故障或一组母双母线存在全部停电的可能，如母联断路器故障或一组母 线检修，另一组运行母线故障时。线检修，另一组运行

42、母线故障时。 发电厂电气主系统电气主接线分析 倒母线操作：倒母线操作： 例如，图例如，图3-6所示接线在母线所示接线在母线W1工作、母线工作、母线W2备用的运行方式备用的运行方式 下，欲检修母线下，欲检修母线W1时的倒闸操作步骤如下：时的倒闸操作步骤如下： 检查母线检查母线W2是否完好，合是否完好，合QFc两侧隔离开关及两侧隔离开关及QFc，向母线，向母线 W2充电，若其母线完好，则充电，若其母线完好，则QFc不会因继电保护动作而跳闸，不会因继电保护动作而跳闸， 便可继续倒闸操作；便可继续倒闸操作； 合上所有回路与母线合上所有回路与母线W2连接的隔离开关，之后再断开所有连接的隔离开关，之后再断

43、开所有 回路与母线回路与母线W1连接的隔离开关，以实现全部回路由母线连接的隔离开关，以实现全部回路由母线W1换换 接至母线接至母线W2。 断开断开QFc及其两侧隔离开关，此时母线及其两侧隔离开关，此时母线W1不带电，母线不带电，母线W2 变为工作母线。变为工作母线。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 4双母线分段接线双母线分段接线 双母线接线难以满足大型电厂和变双母线接线难以满足大型电厂和变 电所对主接线可靠性的要求：不分电所对主接线可靠性的要求：不分 段的双母线接线在母联断路器故障段的双母线接线在母联断路器故障 或一组母线检修，另一组运行母线或一组母线检修，另

44、一组运行母线 故障时，有可能造成严重的或全厂故障时，有可能造成严重的或全厂 （所）停电事故。（所）停电事故。 (1) 双母线三分段接线：如图双母线三分段接线：如图3-7所示。所示。 将一组母线用分段断路器将一组母线用分段断路器QFd分为两段（分为两段（W1和和W2），两个分），两个分 段母线（段母线（W1和和W2）与另一组母线（）与另一组母线（W3）之间都用母联断路）之间都用母联断路 器连接，也称为双母线三分段接线。器连接，也称为双母线三分段接线。 分段双母线，比双母线具有更高的可靠性，运行方式更为灵活。分段双母线，比双母线具有更高的可靠性，运行方式更为灵活。 1) W1和和W2作为工作母线，

45、作为工作母线，W3作为备用母线，全部进出线均作为备用母线，全部进出线均 分在分在W1和和W2两个分段上运行；两个分段上运行； 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 3-33 2) 也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器合上，全也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器合上，全 部进出线合理地分配在三段上运行，三段母线并列运行。此部进出线合理地分配在三段上运行，三段母线并列运行。此 种运行方式降低了全厂（所）停电事故的可能性；可以减小种运行方式降低了全厂（所）停电事故的可能性；可以减小 母线故障的停电范围，母线故障时的停电范围只有母线故障的停电范围，母线故障时的停

46、电范围只有1/3，此时，此时 没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行。没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行。 双母线三分段接线在一组母线检修合并母联断路器故障时，会双母线三分段接线在一组母线检修合并母联断路器故障时，会 发生全厂（所）停电事故。为进一步提高大型电厂和变电所主发生全厂（所）停电事故。为进一步提高大型电厂和变电所主 接线可靠性，可将两组母线均用分段断路器分为两段，就构成接线可靠性，可将两组母线均用分段断路器分为两段，就构成 了双母线四分段接线（见图了双母线四分段接线（见图3-11）。另外该接线母线故障时的）。另外该接线母线故障时的 停电范围只有停电范围只有1/4，可靠性进

47、一步提高。，可靠性进一步提高。 缺点：双母线分段接线使用的电气设备更多，配电装置也更缺点：双母线分段接线使用的电气设备更多，配电装置也更 为复杂。为复杂。 适用范围：为了提高大型电厂和变电所主接线可靠性，防止适用范围：为了提高大型电厂和变电所主接线可靠性，防止 全厂（所）停电事故的发生，减小母线故障的停电范围，大型全厂（所）停电事故的发生，减小母线故障的停电范围，大型 电厂和变电所的电厂和变电所的220kV主接线可采用双母线分段接线。主接线可采用双母线分段接线。 (2) 双母线四分段接线：双母线四分段接线： 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主

48、接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 b) 任一组母线故障时仅短时停电。任一组母线故障时仅短时停电。 c) 检修任一回路断路器时，该回路不停电。检修任一回路断路器时，该回路不停电。 2) 所用的电气设备数量较多，操作、接线及配电装置较复杂，所用的电气设备数量较多，操作、接线及配电装置较复杂， 占地面积较大，经济性较差。占地面积较大，经济性较差。 适用范围：适用范围： a) 任一组母线检修或母线隔离开关时不中断供电。任一组母线检修或母线隔离开关时不中断供电。 1) 220kV出线在出线在4回及以上、回及以上、110kV出线在出线在6回及以上时，宜采回及以上时，宜采 用有专用旁路断路器的旁路

49、母线接线。用有专用旁路断路器的旁路母线接线。 2)由于六氟化硫断路器工作可靠，可以长时间不检修，当使用由于六氟化硫断路器工作可靠，可以长时间不检修，当使用 六氟化硫断路器且与系统联系紧密时，可以不设置旁路母线。六氟化硫断路器且与系统联系紧密时，可以不设置旁路母线。 3) 当出线回数较少时，可采用如图当出线回数较少时，可采用如图3-10所示的以母联断路器兼所示的以母联断路器兼 作旁路断路器的简易接线形式，以节省断路器和占地，改善其作旁路断路器的简易接线形式，以节省断路器和占地，改善其 经济性。但其缺点是每当检修线路断路器时都要将所有回路换经济性。但其缺点是每当检修线路断路器时都要将所有回路换 接

50、在一组母线上，按单母线方式运行，降低了可靠性。接在一组母线上，按单母线方式运行，降低了可靠性。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 隔离开关只作为隔离电器，避免了复杂的倒闸操作和误操作。隔离开关只作为隔离电器，避免了复杂的倒闸操作和误操作。 主要缺点是：主要缺点是： 所用断路器、电流互感器等设备多、投资较大；继电保护及二所用断路器、电流互感器等设备多、投资较大；继电保护及二 次回路的设计、调整、检修等比较复杂。次回路的设计、调整、检修等比较复杂。 进一步提高可靠性的措施：进一步提高可靠性的措施： 为了避

51、免两个电源回路或去同一系统的两回线路同时停电，同名回为了避免两个电源回路或去同一系统的两回线路同时停电，同名回 路（两个电源回路或两回线路）的配置原则为：路（两个电源回路或两回线路）的配置原则为： 1）同名回路应布置在不同串中，以避免联络断路器故障时或一）同名回路应布置在不同串中，以避免联络断路器故障时或一 串中母线侧断路器检修，同串中另一侧回路故障时，使该串中串中母线侧断路器检修，同串中另一侧回路故障时，使该串中 的两个同名回路同时断开。的两个同名回路同时断开。 2）在只有两串的情况下，对于特别重要的同名回路，应分别接入）在只有两串的情况下，对于特别重要的同名回路，应分别接入 不同的母线，称

52、为交叉换位不同的母线，称为交叉换位(如图如图3-12中的右边两串中的右边两串)，以避免一串，以避免一串 中联络断路器检修中联络断路器检修(如如QF2)时，另一串两个回路中的任一个故障时，另一串两个回路中的任一个故障(如如 WL2或或T2故障故障)，同时切除两个同名回路，同时切除两个同名回路(如图如图3-12中的左边两串中的左边两串)， 可能造成全厂可能造成全厂(所所)停电。停电。 当接线的串数多于两串时，也可不进行交当接线的串数多于两串时，也可不进行交 叉换位。进出线可不装隔离开关。叉换位。进出线可不装隔离开关。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 适用范围：适用

53、范围： 大型电厂和变电所的大型电厂和变电所的500kV配电装置。配电装置。 二、无母线的基本接线形式二、无母线的基本接线形式 1桥形接线桥形接线 (1) 结构特征：如图结构特征：如图3-14所示。所示。 1)无母线，只有两台变压器和两无母线，只有两台变压器和两 回线路回线路(常见形式常见形式)。 2)四个回路使用三台断路器，中四个回路使用三台断路器，中 间的断路器称为联络断路器，连间的断路器称为联络断路器，连 同两侧的隔离开关称为联接桥。同两侧的隔离开关称为联接桥。 联接桥靠近变压器为内桥接线，联接桥靠近变压器为内桥接线， 联接桥靠近线路为外桥接线。联接桥靠近线路为外桥接线。 1) 内桥接线适

54、用于变压器不需要经常切换、输电线路较长内桥接线适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长(故障故障 率高，故障断开机会较多率高，故障断开机会较多)、电力系统穿越功率较少的场合。、电力系统穿越功率较少的场合。 (2) 特点：特点： 发电厂电气主系统电气主接线分析 3-42 (4) 适用范围：适用范围： 桥形接线一般可用于两变配两线的中小型发电厂和变电所，或桥形接线一般可用于两变配两线的中小型发电厂和变电所，或 作为最终接线为单母线分段或双母线接线的工程初期接线方式。作为最终接线为单母线分段或双母线接线的工程初期接线方式。 2) 外桥接线适用于线路较短外桥接线适用于线路较短(故障率较低故障率较低)、

55、主变压器需经常投、主变压器需经常投 切切(因经济运行的需要因经济运行的需要)、以及电力系统有较大的穿越功率通过、以及电力系统有较大的穿越功率通过 联桥回路的场合。联桥回路的场合。 图图3-14中的虚线部分为跨条，加跨条可在联络断路器检修时，中的虚线部分为跨条，加跨条可在联络断路器检修时， 使穿越功率从使穿越功率从“跨条跨条”中通过，减少了系统的开环机会。中通过，减少了系统的开环机会。 装设装设 两台隔离开关的目的两台隔离开关的目的: 能轮流停电检修任意一台隔离开关，避免能轮流停电检修任意一台隔离开关，避免 检修隔离开关造成全所停电。检修隔离开关造成全所停电。 3) 易于发展过渡为单母线分段或双

56、母线接线；易于发展过渡为单母线分段或双母线接线； 4) 但可靠性和灵活性不够高。但可靠性和灵活性不够高。 1) 桥形接线简单清晰，没有母线桥形接线简单清晰，没有母线; 2) 所用断路器数量最少，经济性好所用断路器数量最少，经济性好; (3) 评价：评价： 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统发电厂电气主系统 (3) 扩大单元接线扩大单元接线 a) 由于发电机和变压器不可能单独运行，故发电机出口不装断由于发电机和变压器不可能单独运行，故发电机出口不装断 路器（当发电机、主变压器故障时，通过断开主变压器高压侧路器（当发电机

57、、主变压器故障时，通过断开主变压器高压侧 断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流）断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流）; 2) 发电机一三绕组变压器（或自耦变）单元接线发电机一三绕组变压器（或自耦变）单元接线 a) 为了在发电机停运时，不影响高、中压侧电网间的功率交换为了在发电机停运时，不影响高、中压侧电网间的功率交换 ，在发电机出口应装设断路器及隔离开关；，在发电机出口应装设断路器及隔离开关； b) 为保证在断路器检修时不停电，高中压侧断路器两侧均应装为保证在断路器检修时不停电，高中压侧断路器两侧均应装 隔离开关；隔离开关； c) 由于由于200MW及以上机组的发电机出口断路器制造很困难

58、，造及以上机组的发电机出口断路器制造很困难，造 价也很高，故价也很高，故200MW及以上机组一般都是采用发电机一双绕组及以上机组一般都是采用发电机一双绕组 变压器单元接线。变压器单元接线。 b) 但为调试发电机方便，可装一组隔离开关。对于但为调试发电机方便，可装一组隔离开关。对于200MW及及 以上机组，发电机引出线采用封闭母线，可不装隔离开关，但以上机组，发电机引出线采用封闭母线，可不装隔离开关，但 应有可拆的连接片。应有可拆的连接片。 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 图图7-17 7-17 采用全连式分相封闭母线的发电机采用全连式分相封闭母线的发电机- -双

59、绕组变压器单元接线侧视图双绕组变压器单元接线侧视图 1 1主封闭母线主封闭母线 2 2分支封闭母线分支封闭母线 3 3主变压器主变压器 4 4厂用变压器厂用变压器 5 5 6kV 6kV厂厂 用电共箱母线用电共箱母线 6 6发电机出口电压互感器柜发电机出口电压互感器柜 7 7电压互感器低压引出线电压互感器低压引出线 8 8 避雷器柜避雷器柜 9 9检查孔检查孔 1010中性点电压互感器柜中性点电压互感器柜 1111防火墙防火墙 发电厂电气主系统电气主接线分析 发电厂电气主系统电气主接线分析 第三节第三节 发电厂和变电所主变压器选择发电厂和变电所主变压器选择 主变压器：在发电厂和变电所中，用来向

60、电力系统或用户输送主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送 电能的变压器。电能的变压器。 联络变压器：用于两个电压等级之间交换电能的变压器。联络变压器：用于两个电压等级之间交换电能的变压器。 厂厂(所所)变压器：用于本厂变压器：用于本厂(所所)用电的变压器，也称自用变。用电的变压器，也称自用变。 一、变压器台数的选择一、变压器台数的选择 1发电厂变压器台数的选择发电厂变压器台数的选择 1）为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一般）为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一般 不少于两台。不少于两台。 2）单元接线变压器为一台。）单元接线变压器为一台。 扩大单元