电力系统一次系统接线图设计与要求

1、第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-1 电气主接线设计原则和程序电气主接线设计原则和程序 一、对电气主接线的基本要求一、对电气主接线的基本要求 1、可靠性、可靠性 (1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用；发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用； (2)负荷性质和类别；负荷性质和类别； (3)设备的制造水平；设备的制造水平； (4)长期实践运行经验。长期实践运行经验。 2、灵活性、灵活性(1)操作的方便性；操作的方便性；(2)调度的方便性；调度的方便性；(3)扩建的方便性。扩建的方便性。 3、经济性、

2、经济性 (1)节省一次投资；节省一次投资；(2)占地面积少；占地面积少；(3)电能损耗少。电能损耗少。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 二、电气主接线设计的原则二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线的设计程序三、电气主接线的设计程序 1、对原始资料分析、对原始资料分析 (1)工程情况工程情况 (2)电力系统情况电力系统情况 (3)负荷情况负荷情况 (4)环境条件环境条件 (5)设备供货情况设备供货情况 2、主接线方案的拟定与选择、主接线方案的拟定与选择 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、绘制电气主接线图、绘制电气主接线图

3、5、编制工程概算、编制工程概算发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 4-2 主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式 一、单母线接线及单母线分段接线一、单母线接线及单母线分段接线 1、单母线接线、单母线接线 2、单母线分段接线、单母线分段接线 610kV出线在出线在6回及以上时，每段所接回及以上时，每段所接容量不超过容量不超过25MW；3560kV出线回路数出线回路数不超过不超过8回；回；110220kV出线回路数不宜超出线回路数不宜超过过4回。回。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 二、双母线接线及双母线分段接线二

4、、双母线接线及双母线分段接线 1、双母线接线、双母线接线 (1)检修任一组母线都不必停止对用户供电检修任一组母线都不必停止对用户供电(2)一组母线故障后能迅速恢复供电一组母线故障后能迅速恢复供电(3)检修任一组母线隔离开关不影响其它回路运行检修任一组母线隔离开关不影响其它回路运行(4)检修任一出线断路器可用母联断路器代替其工作检修任一出线断路器可用母联断路器代替其工作 双母线接线的适用范围双母线接线的适用范围 (1)610kV配电装置，当短路电流较大出线需带电抗器配电装置，当短路电流较大出线需带电抗器; (2)3560kV配电装置当出线回路超过配电装置当出线回路超过8回时，或连接的电回时，或连

5、接的电源较多、负荷较大。源较多、负荷较大。 (3)110220kV配电装置出线回路为配电装置出线回路为5回及以上时。回及以上时。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 2、双母线分段接线、双母线分段接线 应用：应用：610kV进出线或电源较多进出线或电源较多,输送功率较大时输送功率较大时,为限为限制短路电流制短路电流,选择轻型设备选择轻型设备,常采用双母线三分段。常采用双母线三分段。 220500kV容量较大的发电厂或变电所高压接线，有时容量较大的发电厂或变电所高压接线，有时采用双母线三分段或四分段接线。采用双母线三分段或四分段接线。发电厂电气部分发电厂电气

6、部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 三、带旁路母线的单母线和双母线接线三、带旁路母线的单母线和双母线接线 普通单母线带旁路母线接线普通单母线带旁路母线接线 1、单母线带旁路母线的接线、单母线带旁路母线的接线单母线分段带旁路接线单母线分段带旁路接线利用分段兼旁路利用分段兼旁路(旁路兼分段旁路兼分段) 单母线分段接线单母线分段接线 单母线单母线(或分段或分段)带旁路母线的应用范围带旁路母线的应用范围 (1)610kV屋内配电装置一般情况下不装设旁路母线。屋内配电装置一般情况下不装设旁路母线。 (2)3560kV配电装置一般不设旁路母线，因为重要用户配电装置一般不设旁路母线，因为重要

7、用户多为双回路供电，允许停电检修断路器。如果线路断路器多为双回路供电，允许停电检修断路器。如果线路断路器不允许停电检修，在采用单母线分段接线时可考虑增设旁不允许停电检修，在采用单母线分段接线时可考虑增设旁路母线，但多用分段断路器兼作旁路断路器。路母线，但多用分段断路器兼作旁路断路器。 (3)110220kV如果采用单母分段，一般应设置旁路母线如果采用单母分段，一般应设置旁路母线且以专用旁路断路器为宜。且以专用旁路断路器为宜。 (4)凡采用凡采用SF6断路器的接线，可不装设旁路母线。断路器的接线，可不装设旁路母线。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 2、双

8、母线带旁路母线的接线、双母线带旁路母线的接线 (1)普通双母线带旁路母线的接线普通双母线带旁路母线的接线 (2)利用旁路兼母联利用旁路兼母联(母联兼旁路母联兼旁路)的双母线带旁路接线的双母线带旁路接线 3、旁路母线设置的原则、旁路母线设置的原则 4、电源侧断路器是否接入旁路母线、电源侧断路器是否接入旁路母线 5、设置旁路设施、设置旁路设施发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 1、一台半断路器接线、一台半断路器接线 四、一台半断路器及四、一台半断路器及4/34/3接线接线(1)3/2断路器接线的特点断路器接线的特点 (2)配置原则配置原则 (3)交叉接线特点

9、交叉接线特点 (4)适用范围适用范围 2、4/3接线接线(1)与与3/2接线相比有何特点接线相比有何特点 (2)应用范围应用范围发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 五、变压器母线接线发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 六、单元接线 1、发电机、发电机-双绕组变压器单元接线双绕组变压器单元接线 2、发电机、发电机-三绕组变压器三绕组变压器(自耦变压器自耦变压器)单元接线单元接线 3、发电机、发电机-变压器变压器-线路单元接线线路单元接线4、发电机、发电机-双绕组变压器扩大单元接线双绕组变压器扩大单元接线5、发电机、发

10、电机-分裂变压器扩大单元接线分裂变压器扩大单元接线发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 七、桥形接线 1、内桥接线、内桥接线 适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。 2、外桥接线、外桥接线 适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。 另外当系统中有穿越功率通过高压侧另外当系统中有穿越功率通过高压侧,或桥形接线的或桥形接线的2条条线路接入环网时。线路接入环网时。 优缺点优缺点 适用范围适用范围 小容量发电厂或变小容量发电厂或变电站，以及作为最终电站，以及作为最终将发展

11、为单母线分段将发展为单母线分段或双母线接线的初期或双母线接线的初期接线方式接线方式发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 八、角形接线 1、三角形接线、三角形接线2、四角形接线、四角形接线 优点优点 缺缺点点 配置原则配置原则 应用应用 多角形接线，一般用于回路数较少、多角形接线，一般用于回路数较少、不适用于回路数较多的情况。一般最多不适用于回路数较多的情况。一般最多用到六角形，以减少开环运行所带来的用到六角形，以减少开环运行所带来的不利影响。不利影响。 适用于适用于110kV及以上的配电装置。及以上的配电装置。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气

12、主接线及设计电气主接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计1、单元接线的主变压器、单元接线的主变压器 2、具有发电机电压母线接线的主变压器、具有发电机电压母线接线的主变压器 3、连接两种升高电压母线的联络变压器、连接两种升高电压母线的联络变压器 4、变电站主变压器、变电站主变压器1、三相变压器与单相变压器、三相变压器与单相变压器2、双绕组变压器与三绕组变压器、双绕组变压器与三绕组变压器3、普通型变压器与自耦变压器、普通型变压器与自耦变压器4、分裂绕组变压器的选用、分裂绕组变压器的选用5、调压方式、调压方式6、绕组接线组别、绕组接线组别7、冷却方式的选

13、择、冷却方式的选择发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计一、选择适当的主接线形式和运行方式一、选择适当的主接线形式和运行方式 1、发电机组采用单元接线、发电机组采用单元接线 2、环形电网开环运行、环形电网开环运行3、并联运行的变压器分开运行、并联运行的变压器分开运行二、装设限流电抗器二、装设限流电抗器 1、在发电机电压母线上装设分段电抗器、在发电机电压母线上装设分段电抗器2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器3、装设分裂电抗器、装设分裂电抗器三、采用低压绕组分裂变压器三、采用低压绕组分裂变压器发电厂电气部分发电厂电气部

14、分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 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主接线设计举例发电厂电气主接线设计举例 某火力发电厂原始资料某火力发电厂原始资料 供热式机组供热式机组2 50MW (UN=10.5kV)； 凝汽式机组凝汽式机组2300MW(UN=18kV)； 厂用电率厂用电率6%，机组年利用小时，机组年利用小时Tmax=6500h。 电力负荷及与电力系统连接情况资料电力负荷及与电力系统连接情况资料 (1)10.5kV电压级电压级Pmax=20MW，Pmin=15MW，cos =0.8，电缆馈线，电缆馈线10回。回。 (2)220kV电压级电压级Pmax=

15、250MW，Pmin=200MW，cos =0.85， Tmax=4500h，架空线，架空线5回。回。 (3)500kV电压级与容量为电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系的电力系统连接，系统归算到本电厂统归算到本电厂500kV母线上的标幺电抗母线上的标幺电抗0.021(基准容量为基准容量为100MVA)，500kV架空线架空线4回，备用线回，备用线1回。回。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 1、对原始资料的分析、对原始资料的分析 设计电厂容量设计电厂容量:250+2300MW=700MW; 占系统总容量占系统总容量700/(3500+700)

16、100%=16.7%; 超过系统检修备用容量超过系统检修备用容量8%15%和事故备用容量和事故备用容量10%的的限额。限额。 说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。 由于年利用小时数为由于年利用小时数为6500h5000h，远大于电力系统发，远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数。电机组的平均最大负荷利用小时数。 该电厂在电力系统中将主要承担基荷该电厂在电力系统中将主要承担基荷,从而在设计电气主从而在设计电气主接线时务必接线时务必侧重考虑可靠性侧重考虑可靠性。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 发电厂电气部分

17、发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计55220kV500kV发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 (3)500kV电压级电压级 500kV负荷容量大，为保证可靠性，有多种接线形式，负荷容量大，为保证可靠性，有多种接线形式，经定性分析筛选后，可选用的方案为经定性分析筛选后，可选用的方案为双母线带旁路接线双母线带旁

18、路接线和和一台半断路器接线一台半断路器接线。 通过联络变压器与通过联络变压器与220kV连接，并连接，并通过一台三绕组变压通过一台三绕组变压器联系器联系220kV及及10kV电压电压，以提高可靠性。，以提高可靠性。 将一台将一台300MW机组与变压器组成单元接线，直接将功率机组与变压器组成单元接线，直接将功率送往送往500kV电力系统。电力系统。发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计厂备用电源发电厂电气部分发电厂电气部分第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计 某新建热电厂原始资料如下某新建热电厂原始资料如下 1、发电厂规模：、发电厂规模： 装机容量：装机容量：2台台QFQ-50-2机组，额定电压机组，额定电压10.5kV，功，功率因数为率因数为0.8；2台台QFN-100-2机组，额定电压机组，额定电压10.5kV，功率，功率因数为因数为0.85。 厂用电率：按厂用电率：按10%考虑。考虑。 2、电力负荷及与电力系统连接情况：、电力负荷及与电力系统连接情况： 10.5kV电压级电压级:电缆馈线电缆馈线14回回,每回平均输送容量每回平均输送容量3MW。10.5kV最大综合负荷为最大综合负荷为35MW，最小负荷为，最小负荷为25MW，功率，功率因数为因数为0.8