《发电厂电气部分》电气主接线

1、发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁4.1 4.1 电气主接线的基本要求和设计程序电气主接线的基本要求和设计程序4.2 4.2 主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式4.3 4.3 主变压器的选择主变压器的选择4.4 4.4 限制短路电流的方法限制短路电流的方法4.5 4.5 电气主接线设计举例电气主接线设计举例发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁电气主接线电气主接线是发电厂和变电所电气部分中一次设备是发电厂和变电所电气部分中一次设备的连接电路，又叫一次电路或主电路。它表示了电的连接电路，又叫一次电路或主电路。它表示了电能产生、汇集、分

2、配和传输的关系。能产生、汇集、分配和传输的关系。电气主接线电气主接线的功能：的功能：1 1）表明了各种设备的数量及连接情况。）表明了各种设备的数量及连接情况。2 2）决定了系统可能存在的运行方式，影响着运行的）决定了系统可能存在的运行方式，影响着运行的 可靠性和灵活性。可靠性和灵活性。3 3）决定了电气设备的选择，配电装置的布置。）决定了电气设备的选择，配电装置的布置。4 4）决定了继电保护和控制的方式。）决定了继电保护和控制的方式。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁因事故或因检修，导致的停电机会越少

3、、停电影响范因事故或因检修，导致的停电机会越少、停电影响范围越小、停电时间越短、停电后恢复供电越快，供电围越小、停电时间越短、停电后恢复供电越快，供电可靠性就越高。可靠性就越高。与设备的可靠程度、运行管理水平、运行值班人员等与设备的可靠程度、运行管理水平、运行值班人员等因素有密切关系。因素有密切关系。必须与发电厂、变电所在系统中的地位和作用、接入必须与发电厂、变电所在系统中的地位和作用、接入电力系统的方式以及所供负荷性质相适应，即主接线电力系统的方式以及所供负荷性质相适应，即主接线的可靠性是相对的。的可靠性是相对的。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁2.2.灵活性

4、灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活转换运电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活转换运行方式。包括：操作、调度、扩建的方便。行方式。包括：操作、调度、扩建的方便。3.3.在满足上述前提下，保证经济性在满足上述前提下，保证经济性发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1 1、对原始资料分析。、对原始资料分析。包括：工程情况、电力系统情包括：工程情况、电力系统情况、负荷情况、环境情况、设备供货情况。况、负荷情况、环境情况、设备供货情况。2 2、主接线方案的拟定与选择。、主接线方案的拟定与选择。3 3、短路电流计算和主要电器选择。、短路电流计算和主要电器选择。4

5、4、绘制电气主接线图。、绘制电气主接线图。5 5、编制工程概算。、编制工程概算。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁分为：有汇流母线和无汇流母线两大类分为：有汇流母线和无汇流母线两大类主接线的基本环节有三个：主接线的基本环节有三个：电源（或进线）环节（通常指发电机或变压器）电源（或进线）环节（通常指发电机或变压器）母线环节母线环节出线（或馈线）环节。出线（或馈线）环节。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁u当当进出线回数较少或相同进出线回数较少或相同时，可采用时，可采用无母线

6、无母线的接线的接线方式，由发电机、变压器直接与出线相连，减少了开方式，由发电机、变压器直接与出线相连，减少了开关设备和占地面积。关设备和占地面积。u对每一种基本接线形式，要求掌握：对每一种基本接线形式，要求掌握： 接线图：接线图：进出线环节如何与母线连接；开关设备进出线环节如何与母线连接；开关设备如何连接，可能存在的运行方式和运行特点。如何连接，可能存在的运行方式和运行特点。 优缺点：优缺点：可靠性高或可靠性低及其具体体现。可靠性高或可靠性低及其具体体现。 适用场合：适用场合：适用的电压等级；适用的出线回数等。适用的电压等级；适用的出线回数等。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工

7、程学院 何小宁( (一一) ) 单母线单母线发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁( (一一) ) 单母线接线形式单母线接线形式 1. 1. 单母线：单母线：发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁q断路器用于在正常和断路器用于在正常和故障情况下接通或断开故障情况下接通或断开电路。电路。和发电机出口断路器和发电机出口断路器（电源断路器）之间可（电源断路器）之间可以不装设隔离开关，因以不装设隔离开关，因为断路器断开后，发电为断路器断开后，发电机也必然处于停机状态。机也必然处于停机状态

8、。q在线路隔离开关在线路隔离开关(QS4)(QS4)的线路侧，通常装有接的线路侧，通常装有接地开关。当线路停电之地开关。当线路停电之后，合上作为接地线使后，合上作为接地线使用。用。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁优点：优点：接线简单、清晰，接线简单、清晰，所用电气设备少，操作所用电气设备少，操作方便，投资小，便于扩方便，投资小，便于扩建；建；回路断路器，均会因继回路断路器，

9、均会因继电保护动作而跳闸，所电保护动作而跳闸，所有出线停电。有出线停电。某一电源或出线断路某一电源或出线断路器检修时，必须停止该器检修时，必须停止该回路的工作。回路的工作。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁适用场合：适用场合：q纯粹的单母线不能满足纯粹的单母线不能满足重要用户的要求，只适用重要用户的要求，只适用于容量小、出线少的发电于容量小、出线少的发电厂和变电所中。厂和变电所中。q如果采用成套配电装置，如果采用成套配电装置，由于其工作可靠性高，也由于其工作可靠性高，也可以对重要用户供电。如可以对重要用户供电。如发电厂的厂用电就常采用发电厂的厂用电就常采用单母线接

10、线。单母线接线。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁电源的数目和功率、电电源的数目和功率、电网的接线和电气主接线网的接线和电气主接线的工作形式。一般在的工作形式。一般在2 23 3段。段。引出线在各个母线段上引出线在各个母线段上分配时，应尽量使各分分配时，应尽量使各分段的功率平衡。段的功率平衡。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁运行方式：运行方式：发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁因此，因此，用用QFdQFd分段的单母线分段的单母线可以给重要负荷用户供电可以给重要负荷用户供电。此时，该重要用户须从两此时，该

11、重要用户须从两个母线段上引出两个回路，个母线段上引出两个回路，保证两个电源供电。保证两个电源供电。而两段母线同时故障的概而两段母线同时故障的概率极小。率极小。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁优点：优点：具有单母线接线简具有单母线接线简单、经济、方便、易于扩单、经济、方便、易于扩建的特点。可靠性比纯粹建的特点。可靠性比纯粹单母线有所提高。单母线有所提高。 母线或母线隔离开关发母线或母线隔离开关发生故障时，仅有故障段停生故障时，仅有故障段停电，非故障段可继续工作。电，非故障段可继续工作。对重要用户，可以从不对重要用户，可以从不同分段引出双回线，以保同分段引出双回线，

12、以保证可靠地向其供电。证可靠地向其供电。缺点：缺点：每个母线段都相当每个母线段都相当于一个单母线，可靠性较于一个单母线，可靠性较低低当母线某分段检修或故当母线某分段检修或故障时，仍必须断开该段母障时，仍必须断开该段母线上的全部回路，因此，线上的全部回路，因此，电源减少，部分用户供电电源减少，部分用户供电受到限制和中断。受到限制和中断。任一回路断路器检修时，任一回路断路器检修时，该回路仍必须停止工作。该回路仍必须停止工作。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息

13、工程学院 何小宁A. A. 一组母线工作，另一一组母线工作，另一组母线备用组母线备用任一组母线都可以是工作或备用。任一组母线都可以是工作或备用。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁只需将要检修的那只需将要检修的那组母线上的全部回路组母线上的全部回路通过倒闸操作转移到通过倒闸操作转移到另一组母线上即可。另一组母线上即可。这样的倒闸操作称这样的倒闸操作称之为之为“倒母线倒母线”。进行进行“倒母线倒母线”操操作时，必须严格遵循作时，必须严格遵循正确的操作顺序，避正确的操作顺序，避免误操作。免误操作。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁修。修。发

14、电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁母联母联QFmQFm及两侧及两侧QSQS闭合，两组母线均是闭合，两组母线均是工作母线。由于母线工作母线。由于母线继电保护的要求，一继电保护的要求，一般把电源和出线均匀般把电源和出线均匀分布在两组母线上。分布在两组母线上。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 检修任一母线检修任一母线QSQS时，只影响该时，只影响该回路供电回路供电发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程

15、学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁装分段电抗器，限装分段电抗器，限制短路电流水平。制短路电流水平。优点：优点：可靠性、灵可靠性、灵活性高，广泛应用活性高，广泛应用于于610kV，进出，进出线较多，输送和穿线较多，输送和穿越功率较大时。越功率较大时。缺点：缺点：增加了母联增加了母联和分段和分段QF，增加

16、了，增加了投资和占地面积。投资和占地面积。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 为了解决在检修断路器期间该回路必须停电的问题，为了解决在检修断路器期间该回路必须停电的问题，增加一条称为增加一条称为“旁路母线旁路母线”的母线，该母线由的母线，该母线由“旁路旁路断路器断路器”供电。在检修出线断路器时，就可以将该条供电。在检修出线断路器时，就可以将该条线路转移到旁路母线上，代替出线断路器工作。线路转移到旁路母线上，代替出线断路器工作。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部

17、分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁不设母线分段不设母线分段隔离开关隔离开关正常运行时，正常运行时，WBpWBp均带电，故障均带电，故障几率大，但倒闸操作相对简单几率大，但倒闸操作相对简单发电厂电气部

18、分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁适用情况：适用情况：6 610kV10kV一般不设旁路母线，一般不设旁路母线，因为供电负荷小，供电距因为供电负荷小，供电距离短，而且一般可在网络中取得备用电源，同时大多为离短，而且一般可在网络中取得备用电源，同时大多为电缆出线，事故跳闸次数很少。电缆出线，事故跳闸次数很少。353560kV60kV可不设旁路母线，可不设旁路母线，因为重要用户多系双回线因为重要用户多系双回线供电，有可能停电检修断路器。其次，断路器年平均检供电，有可能停电检修断路器。其次，断路器年平均检修时间短，通常为修时间短，通常为2 23 3天。天。发电厂电气部分 第四章 湖

19、南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁及以上，及以上，一般应装一般应装设专用旁路断路器设专用旁路断路器发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁接线方式：接线方式：发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁调度灵活。调度灵活。正常运正常运行时两组母线和全部行时两组母线和全部断路器都投入运行，断路器

20、都投入运行，形成多环状供电，调形成多环状供电，调度方便灵活。度方便灵活。操作方便。操作方便。只需操只需操作断路器，而不必利作断路器，而不必利用隔离开关进行倒闸用隔离开关进行倒闸操作，从而使误操作操作，从而使误操作事故大大减少。隔离事故大大减少。隔离开关仅供检修时隔离开关仅供检修时隔离电压用。电压用。检修方便。检修方便。只检修只检修任一台断路器只需断任一台断路器只需断开该断路器自身，然开该断路器自身，然后拉开两侧的隔离开后拉开两侧的隔离开关即可检修。检修母关即可检修。检修母线时也不需切换回路，线时也不需切换回路，都不影响各回路的供都不影响各回路的供电。电。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电

21、气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁适用范围：适用范围：3/23/2断路断路器接线具有很高的可器接线具有很高的可靠性，是现代大型电靠性，是现代大型电厂和变电所超高压厂和变电所超高压（330kV330kV、500kV500kV及以及以上电压等级）配电装上电压等级）配电装置的常用接线形式。置的常用接线形式。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁作者： 版权所有发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学

22、 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁二、无汇流母线的基本接线形式二、无汇流母线的基本接线形式发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁各元件串联相连，之间没有任何横向联系的接线。各元件串联相连，之间没有任何横向联系的接线。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁图图(A)(A)为发电机双绕组变为发电机双绕组变压器单元接线。压器单元接线。由于两者不可能单独工作，由于两者不可能单独工作，因此发电机和变压器容量相因此发电机和变压器容量相同，之间可不装设断路器。同，之间可不装设断路器。为了便于对发电机

23、进行试为了便于对发电机进行试验，可设一组隔离开关。验，可设一组隔离开关。升高电压升高电压升高电压升高电压发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁优点：优点：接线简单，电器数接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占目少，因而节约了投资和占地面积，也减少了故障可能地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。性，提高了供电可靠性。 由于没有发电机电压母由于没有发电机电压母线，因此在发电机和变压器线，因此在发电机和变压器之间短路时的短路电流比有之间短路时的短路电流比有母线时要小。母线时要小。缺点：缺点：单元中任一

24、元件检修单元中任一元件检修或故障，整个单元必须完全或故障，整个单元必须完全停止工作。停止工作。适用场合：适用场合：广泛应用于区域广泛应用于区域性电厂、水电厂和大容量机性电厂、水电厂和大容量机组的火电厂中。组的火电厂中。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁缺点：缺点：运行灵活性较差。尤其当检修运行灵活性较差。尤其当检修变压器时，需停两台发电机，影响较变压器时，需停两台发电机，影响较大。因此，必须是电力系统允许和技大。因此，必须是电力系统允许和

25、技术经济合理时才采用。术经济合理时才采用。扩大单元接线中，扩大单元接线中，除了可以采用普通除了可以采用普通双绕组变压器作主变外，还可以采用双绕组变压器作主变外，还可以采用分裂绕组变压器作主变。如图：分裂绕组变压器作主变。如图：升高电压升高电压发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁当只有一台变压器和一条出线时，可当只有一台变压器和一条出线时，可以采用发电机变压器线路单元接以采用发电机变压器线路单元接线。即发电厂内不设升压站，把电能线。即发电厂内不设升压站，把电能直接送到附近的枢纽变电所。如图：直接送到附近的枢纽变电所。如图：优点：节约了占地面积，只有机优点：节约了占地面

26、积，只有机炉电单元控制室，没有网络控制室炉电单元控制室，没有网络控制室。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁作者： 版权所有发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁隔离开关只在检修断路器时用于隔离电压，不作为隔离开关只在检修断路器时用于隔离电压，不作为操作电器，误操作的可能性大大减少，也有利于自动操作电器，误操作的可能性大大减少，也有利于自动化控制。化控

27、制。注意：注意：应尽量把电源回路和负荷回路交叉布置，以避应尽量把电源回路和负荷回路交叉布置，以避免同时失去两个电源或断开两个负荷，提高供电可靠免同时失去两个电源或断开两个负荷，提高供电可靠性和运行的灵活性。性和运行的灵活性。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁3. 3. 角形接线的适用范围角形接线的适用范围适用于最终进出线回路数为适用于最终进出线回路数为3 35 5回的回的110kV110kV及以上的配电及以上的配电装置，特别在水电站中应用较多，因为角形接线相对占地装置，特别在水电站中应用较多，因为角形接线相对占地面积较小。面积较小。发电厂电气部分 第四章 湖南工业

28、大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁一般采用单母线（或分段）和双母线（或分段）。一般采用单母线（或分段）和双母线（或分段）。发电机电压负荷大多通过电缆馈线引出。根据情发电机电压负荷大多通过电缆馈线引出。根据情况考虑加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。况考虑加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院

29、 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁4.3 4.3 主变压器的选择主变压器的选择一、变压器容量和台数的确定一、变压器容量和台数的确定发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁 发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁所有机组满发，地方负所有机组满发，地方负荷最小

30、，扣除厂用后，保荷最小，扣除厂用后，保证送出全部剩余功率。证送出全部剩余功率。发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁例如：例如：PG=50MWPG=50MW，地方负荷最小，地方负荷最小15MW15MW，厂用电率，厂用电率1010，功率因数，功率因数0.80.8，则主变，则主变T1T1、T2T2容量应为：容量应为：min1(1)/mNinipiSSkSn 发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁1max1(1)/mNinipiSSSkn min1(1)/(1)70%mNinipiSSkSn 发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁0mtLL eL L0 0：初期负荷；：初期负荷；m m：年负荷增长率；：年负荷增长率；t t：年数：年数0(1)tLLm发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大学 电气与信息工程学院 何小宁发电厂电气部分 第四章 湖南工业大