第四章-电气主接1

第四章电气主接线及设计

主要内容：本章以电气主接线设计为中心，介绍主接线设计的基本要求、典型接线形式和运行方式以及主要设备的作用与配置原则，并对变压器选择、限制短路电流的方法等进行了详尽的分析；综合阐述了各种类型发电厂或变电站电气主接线的特点和主接线设计的一般原则与步骤。4.1电气主接线的基本要求和设计程序4.2主接线的基本接线形式4.3主变压器的选择4.4限制短路电流的方法4.5电气主接线设计举例发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计

4-1电气主接线的基本要求和设计程序用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图

主接线是发电厂、变电站电气部分主体，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行可靠性、灵活性；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有决定性的影响。因此，主接线的设计，必须综合处理各个方面因素，经技术、经济论证后确定。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

定性分析和衡量主接线可靠性

①断路器检修时，能否不影响供电；

②线路、断路器或母线故障与检修时，停运回路数多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、Ⅱ类负荷的供电；

③发电厂或变电站全部停电的可能性；

④大机组突然停运，对系统稳定运行影响与后果。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

一、对电气主接线的基本要求

1、可靠性

安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重。

(1)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；

(3)设备的制造水平；

(4)长期实践运行经验。

2、灵活性(1)操作的方便性；(2)调度的方便性；(3)扩建的方便性。

3、经济性

(1)节省一次投资；(2)占地面积少；(3)电能损耗少。石大胜利学院第四章电气主接线及设计发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

二、电气主接线的设计程序

基本建设的程序：（1）初步可行性研究：编制项目建议书（2）可行性研究：提供投资估算和经济效益评价，编制设计任务书。（3）初步设计：提出主要技术原则和建设标准、主要设备的投资概算。（4）施工图设计。石大胜利学院第四章电气主接线及设计

根据任务书要求，经过原始资料分析，对电源和出线回路、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，拟定出若干方案。从技术上论证并淘汰一些明显不合理方案，保留2~3个技术上相当的方案，进行经济比较。最终确定出在技术上合理、经济上可行的最终方案。

包括发电厂类型、设计规划容量、单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

二、电气主接线的设计程序

1、对原始资料分析

(1)工程情况

(2)电力系统情况

包括电力系统近期及远景发展规划，发电厂或变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式及各级电压中性点接地方式等。

(3)负荷情况

包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。

(4)环境条件

包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备的选择和配电装置的实施均有影响。

(5)设备供货情况

为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较。

2、主接线方案的拟定与选择

3、短路电流计算和主要电气设备选择

4、绘制电气主接线图5、编制工程概算石大胜利学院第四章电气主接线及设计石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

4-2主接线的基本接线形式母线——汇集和分配电能。主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式。—有汇流母线接线方式—无汇流母线接线方式

根据发电厂和变电站出线的回路数和电源数不同，来判断是否选用有母线接线。如果进出线数目较多时（一般超过4回），我们采用有汇流母线接线方式。

—有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类；—无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计有母线主接线形式无母线桥形接线（内桥、外桥）双母线单母线角形接线单元接线简单单母线单母分段单母带旁母单母分段带旁母双母线双母单分段双母带旁母双母双断路器3/2接线（一倍半）发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计

电气设备的“五防”操作：1、防止误分、合断路器；2、防止带负荷分、合隔离开关；3、防止带电挂（合）接地线（接地开关）；4、防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）；5、防止误入带电间隔。主接线的基本构成：电源——母线——出线石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

一、单母线接线及单母线分段接线

1、单母线接线图4-1单母线接线特点：母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各回路输送功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配于各出线上，以减少功率在母线上的传输。隔离开关的操作规则：先通后断或在等电位状态下进行操作。不能用作操作电器来断开电路。——切断电路时，应先断开断路器QF2，再依次断开两侧的隔离开关QS22和QS21。——在接通电路时，先合断路器两侧的隔离开关，如对馈线WL2送电时，须先合上母线隔离开关QS21，再合线路隔离开关QS22，然后再投入断路器QF2；石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计图4-1单母线接线操作原则：遵守的原则：——防止隔离开关带负荷合闸或拉闸；——在断路器处于合闸状态下误操作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故。优点：接线简单，操作方便、经济性好，扩建方便。缺点：①可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，造成全厂或全站长期停电。②调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，。应用：一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

2、单母线分段接线图4-2单母线分段接线分段断路器分段作用：——用分段断路器QFd进行分段，可提高供电可靠性和灵活性。①缩小了母线故障和母线检修时的停电范围；②有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配——对重要用户可从不同段引出两回馈线，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计分段的数目：取决于电源数量和容量。段数分得越多，故障时停电范围越小，但投资越大，通常以2~3段为宜。

2、单母线分段接线图4-2单母线分段接线分段断路器这种连接方式运行时有两种形式：（1）并列的QF分段单母线——QF合闸：优点：当I组母线发生故障时，QF跳开，退出故障母线而保证非故障母线继续运行缺点：短路电流大，在母线上必须装设继电保护装置；（2）不并列的QF分段单母线——QF断开。用QF分段的单母线—用QF把母线分为两组与简单的单母线相比：相同点—发生母线故障时都会造成全部停电；不同点—判明故障以后，可恢复非故障母线的运行。

应用：每段母线上所接发电容量为12MW；每段母线上出线不多于5回；变电站有两台主变压器时的6~10kV配电装置；35~63kV配电装置出线4~8回；110~220kV配电装置出线3~4回

。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

二、双母线接线及双母线分段接线

1、双母线接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计双母线接线有两组母线，且可互为备用。每一电源和出线的回路，都装有一台断路器、两组母线隔离开关，分别与两组母线连接。两组母线之间通过母线联络断路器(简称母联断路器)QFc来联络。图4-3双母线接线母联断路器双母线接线的特点：（1）供电可靠性高；（2）调度灵活；（3）扩建方便。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线特点(1)检修任一组母线都不必停止对用户供电石大胜利学院第四章电气主接线及设计假定运行方式:WL1、WL3、G1运行在W1母线；WL2、WL4、G2运行在W2母线；母联投入运行。图4-3双母线接线检修W1组母线操作：合QS2，拉开QS1合QS6，拉开QS5合QS10，拉开QS9拉开QFC，拉开QS11、QS12发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计图4-3双母线接线（2）通过倒换操作可以灵活的组成各种运行方式合QS11，合QS12；合QFC；检查W2母线是否有故障，如无故障合QS2，拉开QS1；合QS4，拉开QS3；合QS6，拉开QS5；合QS8，拉开QS7；合QS10，拉开QS9；合QS14，拉开QS13；拉开QFC；拉开QS11、QS12。①当母联断路器断开时，假定运行方式:WL1、WL2、WL3、WL4、G1、G2均运行在W1母线，按单母线运行，欲检修W1母线，其操作如下：

双母线接线特点发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计图4-3双母线接线②两组母线同时工作，并且通过母联断路器并联运行（即正常运行时母联断路器是合着的），电源和负荷平均的分配在两组母线上，称之为固定连接方式运行。一组母线故障后能迅速恢复供电假定运行方式:WL1、WL3、G1运行在W1母线；WL2、WL4、G2运行在W2母线；母联投入运行。如运行中W1母线故障QF1、QF3、QF5、QFC跳闸（断开）。拉开QS1，合QS2，合QF1拉开QS5，合QS6，合QF3拉开QS9，合QS10，合QF5拉开QS11，QS12操作如下：

双母线接线特点③有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开（处于热备用状态），用两组母线同时运行。即在母联断路器QFc处加一个备用电源自动投入装置——备自投。

任一段母线故障或任一电源故障时，备自投装置都可以投入运行（合上QFc），保证供电连续性。这是一种运行方式。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线特点图4-3双母线接线发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线特点石大胜利学院第四章电气主接线及设计图4-3双母线接线(3)检修任一组母线隔离开关不影响其它回路运行假定运行方式:WL1、WL3、G1运行在W1母线；WL2、WL4、G2运行在W2母线；母联投入运行.合QS6，拉开QS5；合QS10，拉开QS9；拉开QF1；拉开QS15，拉开QS1；拉开QFC；拉开QS11，拉开QS12。先将与W1母线连接的负荷和电源倒到W2母线上。检修QS1操作:发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线特点石大胜利学院第四章电气主接线及设计(4)检修任一出线断路器可用母联断路器代替其工作运行方式：WL1、WL3、S1运行在W1母线；WL2、WL4、S2运行在W2母线；母联QF6投入合QS3、拉QS4合QS8、拉QS9合QS15、拉QS14断开QF6、拉QS12、拉QS13断开QF1、拉QS16、拉QS1拆除QF1并在两侧接入跨条合QS2、合QS16、合Q13，合Q12、合QF6检修QF1操作（1）双母线接线与单母线分段接线相比，调度灵活，负荷和电源可根据实际情况运行在不同母线上，灵活性有了显著的提高；母线及母线隔离开关检修时不影响其它回路运行；母线及母线隔离开关故障时，可快速恢复供电等。（2）双母线接线的缺点：在轮换检修母线的操作过程中，使用隔离开关进行运行方式的改变时，操作过程比较复杂，容易造成误操作；在检修任一线路短路器时，如果利用母联断路器代替工作，必须用跨条将检修断路器短接，此时该线路需短时停电，操作复杂；母线隔离开关数目大大增加，配电装置布置复杂，投资和占地面积增大。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线的优缺点发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线接线适用范围石大胜利学院第四章电气主接线及设计(1)进出线回数较多，容量较大、出线带电抗器的6~10kV配电装置；

(2)35~60kV出线数超过8回时，或连接的电源较大、负荷较大时；

(3)110kV出线数为6回及以上时；

(4)220kV出线数为4回及以上时。发电厂电气部分

2、双母线分段接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计10.5kV发电机电压母线接线双母线分段接线的特点：①可靠性高；②双母线分段接线比双母线接线增加了两台断路器；③运行的灵活性更高。缺陷：双母线分段接线和双母线接线方式的缺陷一样。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线分段接线适用范围石大胜利学院第四章电气主接线及设计6~10kV进出线或电源较多,输送功率较大时,为限制短路电流,选择轻型设备,常采用双母线三分段或四分段。

220kV配电装置，当进出线数为10~14回时采用三分段，15回及以上时采用四分段。

330~500kV大容量配电装置中，出线为6回及以上时一般采用双母线分段。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

双母线四分段接线双母四分段就是用分段断路器把两组母线各分成两端，并且设置两台母联断路器。正常运行时，电源和线路可以均匀的分布在四条母线上。一般情况下用在进出回路数较多的配电装置中，主要应用于500KV的超高压变电站中。

正常工作时，QFP及各出线上的旁路隔离开关是断开的，旁路WP不带电。检修QF3操作：合QSPI、QSPP；合QFP，检查WP是否有故障，如无故障，则：合QSP1（两端为等电位）；断开QF3；拉开QS32和QS31。

图4-5单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

三、带旁路母线的单母线和双母线接线

1、单母线带旁路母线的接线①单母线分段带旁路母线接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计

断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修，为了使检修断路器时不致中断该回路供电，可增设旁路母线。旁路母线的接线方式有三种：有专用旁路断路器的旁路母线接线；母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线方式；分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线方式。检修QF3操作：合QSPI、QSPP；合QFP，检查WP是否有故障，如无故障，则：断开QFP；合QSP1（对空载的旁母合闸）；合QFP；断开开QF3；拉开QS32和QS31。

防止倒闸过程中QF3事故跳闸下QSP1带负荷拉闸。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

三、带旁路母线的单母线和双母线接线

1、单母线带旁路母线的接线

②利用分段兼旁路断路器的接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计

图4-6分段断路器兼作旁路断路器的接线该接线正常工作时:QS1、QS2闭合；QS3、QS4断开；QFd闭合（单母分段运行）；旁母WP不带电。检修QF1操作：合QSd(保证并列);断开QFd；拉开QS1；合QS3；合QFd（如旁路母线是完好）则：合QS7；拉开QF1；拉开QS6、QS5。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

三、带旁路母线的单母线和双母线接线

1、单母线带旁路母线的接线

③旁路兼作分段断路器的接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计

图4-7旁路断路器兼作分段断路器的接线正常工作时:QSl、QS3、QFP闭合；QFP作分段断路器.旁路母线处于带电运行状态。检修QF3操作：合QS2；断开QFP;拉开QS3；(QFP退出分段)合QFP（旁母带电）;合QS6；断开QF3；拉开QS5、QS4。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

三、带旁路母线的单母线和双母线接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计

2、双母线带旁路母线的接线

双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。

图4-8双母线带旁路母线的接线（专用旁路断路器）正常运行时旁母不带电。检修QF1操作（假设检修前线路运行在W2母线上）则：合QS6；合QS7；合QFP（如旁路母线无故障），则：合QS4（两端为等电位）；断开QF1；拉开QS3；拉开QS2发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

三、带旁路母线的单母线和双母线接线

3.旁路母线设置的原则

(1)6~10kV屋内配电装置一般不设置旁路母线。

(2)35~60kV配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采用双母线时，不宜设置旁路母线。

(3)110kV及以上的高压配电装置中，均需设置旁路母线。当110kV出线在6回及以上、220kV出线在4回及以上时,宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。

下列情况下，可不设置旁路设施：

(1)允许断路器停电检修时(如双回路供电的负荷)；

(2)当接线允许断路器停电检修时（角形，3/2接线）；

(3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器时；

(4)采用六氟化硫(SF6)断路器及全封闭组合电器(GIS)时。

石大胜利学院第四章电气主接线及设计

每两回进出线用3台断路器构成一串接至两组母线，称为一台半断路器接线，又称3/2接线。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

1、一台半断路器接线

四、一台半断路器（3/2）及三

分之四（4/3）断路器接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计图4-10一台半断路器接线石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计1)任一母线故障或检修均不致停电；2）在两组母线同时故障或一组检修另一组故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送；3）除了联络变压器内部故障时与其相连的两回路短时停电外，联络断路器外部故障或其他任何断路器故障最多停一个回路；4）任一断路器检修都不致停电，而且可以同时检修多台断路器；5）运行调度灵活，操作，检修方便，隔离开关仅作为检修时隔离电器。(1)3/2断路器接线的优点(2)缺点：（1）要求每对回路中的变压器和出线向不同方向引出，这将增加配电装置的间隔，限制该接线方式的应用（2）与双母线带旁路断路器接线方式比较，这种接线所用断路器、电流互感器的数目多，投资大（3）断路器动作频繁，检修次数增多；（4）二次控制接线和继电保护都较复杂石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

(3)配置原则

(4)适用范围

电源与负荷尽量布置在同一串上，避免在联络断路器故障时,使两条电源或两条出线同时被切除；

当接线仅为两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线(交叉接线)，进出线应装设隔离开关。

通常在330~500kV配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，宜采用3/2断路器接线。交叉接线非交叉接线检修跳闸检修跳闸发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

2、4/3断路器接线

四、一台半断路器（3/2）及三分之四（4/3）断路器接线

3条回路的进出线通过4台断路器接到两组母线上。

应用范围：用于发电机台数(进线)大于线路(出线)数的大型水电厂，以便实现在一个串的3个回路中电源与负荷容量相互匹配；石大胜利学院第四章电气主接线及设计发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

五、变压器—母线接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计各出线回路由2台断路器分别接在两组母线上，变压器直接通过隔离开关接到母线上，组成变压器母线组接线。图4-12变压器母线组接线优点：调度灵活，电源和负荷可自由调配，可靠性较高，扩建方便。应用：适用于长距离大容量输电线路、系统稳定性问题突出和要求线路有高度可靠性的并要求主变压器的质量可靠、故障率甚低的变电站中。单元接线包括：

发电机-双绕组变压器单元接线；发电机-三绕组变压器（或自藕变压器）单元接线；发电机-变压器扩大单元接线；发电机-变压器-线路组单元接线

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六、单元接线

单元接线是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种。无汇流母线的接线方式:单元接线：桥型接线：内桥接线

外桥接线角形接线：发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计1.发电机—双绕组变压器单元接线图4-13(a)发电机—双绕组变压器单元接线

发电机—双绕组变压器单元接线，是大型机组广为采用的接线形式。发电机出口不装断路器，为调试发电机方便可装隔离开关;对200MW及以上机组，发电机出口采用分相封闭母线，可不装隔离开关，但应留有可拆点，以利于机组调试。接线简单，开关设备少，操作简便。

优点石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

存在的技术问题①当主变发生故障，除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁场开关。由于大型发电机励磁回路时间常数较大，即使磁场开关跳开后，一段时间内通过发—变组的故障电流仍很大；若磁场开关拒跳，则后果更为严重。②发电机故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，只能通过失灵保护出口启动母差保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳闸；若因通道原因远方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护切除故障，故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重损坏。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计③发电机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情况下备用电源的快速切换极有可能不成功，因而机组面临厂用电中断的威胁。

我国在600~1000MW核电机组及部分水、火电机组装设了发电机出口断路器或负荷开关。由于大容量机组出口断路器价格十分昂贵，装设与否应经过充分的技术与经济效益论证。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计2.发电机—三绕组变压器单元接线图4-13(b)发电机—三绕组变压器单元接线

图4-13(b)为接入两种电压等级的发电机—三绕组变压器单元接线，为了在发电机停止工作时，还能保持高、中压电网之间的联系，在变压器的三侧均应装断路器。200MW及以上机组一般不与三绕组变压器组成单元接线。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计3.发电机—双绕组变压器扩大单元接线图4-14(a)发电机—双绕组变压器扩大单元接线当发电机单机容量不大，且系统备用容量允许时，为了减少变压器台数和高压侧断路器数目、节省配电装置占地面积，将2台发电机与1台变压器相连接组成扩大单元接线。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计4.发电机—变压器-线路单元接线图4-13(c)发电机—变压器-线路单元接线

适宜于一机、一变、一线的厂、站。此接线最简单，设备最少，不需要高压配电装置，在我国大型水电站中得到广泛应用，如白山水电站、天生桥水电站。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计石大胜利学院第四章电气主接线及设计5.发电机—分裂绕组变压器扩大单元接线图4-14(b)发电机—分裂绕组变压器扩大单元接线

单机容量仅为系统容量的1%~2%或更小，而电厂的升高电压等级又较高，如50MW机组接入220kV系统、100MW机组接入330kV系统、200MW机组接入500kV系统，可采用扩大单元接线。对单元接线的主要应用：

发电机额定电压超过10kv的，单击容量在125MW以上的发电机采用单元接线；

有时候虽然发电机的UN煤油超过10kv，但是发电厂没有地区负荷，这种电厂也适合采用单元接线；

接与发电机电压母线的发电机，已经能够满足地区电压和地区负荷需要的时候，也可以采用单元接线；对于发电机电压母线，发电机的总容量太大也采用单元接线。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

当只有2台变压器和2条线路时，宜采用桥形接线。桥形接线，根据桥断路器的安装位置。可分为内桥接线和外桥接线两种。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

七、桥形接线1、内桥接线

特点：（1）其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响并且操作简单；

（2）变压器切除、投入或故障时，有一回路短时停运，操作较复杂；（3）线路侧断路器检修时，线路需较长时间停运。

使用范围：适用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。石大胜利学院第四章电气主接线及设计内桥接线石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计外桥接线

2、外桥接线适用范围：

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,或桥形接线的2条线路接入环网时。特点：（1）其中那个一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作比较复杂；（2）变压器切除、投入或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单；（3）穿越功率只经过断路器QF3，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小；（4）变压器侧断路器检修时，变压器需要较长时间停运。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

七、桥形接线

3、桥形接线优缺点

4、适用范围小容量发电厂或变电站，以及作为最终将发展为单母线分段或双母线接线的初期接线方式。石大胜利学院第四章电气主接线及设计

桥形接线只用3台断路器，比具有4条回路的单母线接线节省了1台断路器，并且没有母线，投资省。可靠性不高

角形接线断路器数等于电源回路和出线回路的总数，断路器接成环形电路，电源回路和出线回路都接在2台断路器之间，多角形接线的“角”数等于回路数，等于断路器数。发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

八、角形接线

1、三角形接线2、四角形接线石大胜利学院第四章电气主接线及设计石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

优点

断路器数目较少;

任一台断路器检修时，不需要繁琐的操作，不影响任何回路供电;

无母线,不存在母线故障产生的影响；任一回路故障，只跳开与其相连的两台断路器，不影响其它回路运行。操作方便，所有隔离开关，只用于检修时隔离电源，误操作机会少。

缺点

检修任何一台断路器时，开环运行，如此时出现故障，将造成解列；设备选择困难,继电保护装置复杂化。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

多角形接线，一般用于回路数较少、不需再扩建的110kV及以上的配电装置中。多用于进出线数不超过6回、地形狭窄的中、小型水利发电厂。

配置原则

主要应用

电源应尽量配置在多角形的对角上，使所选电气设备的额定电流不致过大;4-3主变压器的选择发电厂用来向电力系统或用户输送电能的变压器称为主变压器，其中用于联络两个升高电压等级并可相互交换功率的变压器称为联络变压器，而只供发电厂本身用电的变压器则称为厂用变压器。一、主变压器容量和台数的确定原则主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。单元接线的主变压器采用发电机-变压器单元接线时，主变压器容量应与发电机相配套。

单元接线中主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计2.具有发电机电压母线接线的主变压器

发电机电压母线与系统连接的升压变压器一般情况下应选2台，某些小型发电厂，或发电厂主要电能是以发电机电压向附近供出，系统电源仅作为备用时，亦可选用一台主变压器。主变压器容量的计算：（1）当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将发电厂的最大剩余功率送至系统，计算中不考虑稀有的最小负荷情况。（2）当接入发电机母线上的最大一台发电机停用时，能由系统倒送功率供给机压母线的最大负荷。。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计（3）若发电机电压母线上接有2台及以上主变压器，当负荷最小时且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变压器应能将发电厂最大剩余功率的70%以上送至系统（4）对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，在丰水期应充分利用水能，这时有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料，火电厂的主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。3.连接两种升高电压母线的联络变压器联络变压器的台数一般只设置1台，最多不超过2台，否则会造成布置和引接线的困难。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计二、变压器型式和结构的选择1、相数

—在330KV及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器

—在600KV及以上的发电厂和变电所中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术经济比较后确定，选择三相变压器还是三台单相变压器。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计4.变电站主变压器变电站主变压器容量一般应按5~10年规划负荷来选择。对于枢纽变电站在中低压侧已形成环网的情况下，变电站以设置两台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站可设3台主变压器，以提高供电可靠性。2、绕组数与结构发电厂以两种升高电压等级向用户供电或与系统连接时，可以采用2台双绕组变压器或三绕组变压器。3、绕组联结组号

变压器三相绕组的联结组号必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。我国电力变压器的三相绕组所采用的连接方式：110KV及以上电压侧均为“YN”，即有中性点引出并直接接地石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计4-4限制短路电流的方法加装限流电抗器

—加装普通电抗器—加装分裂电抗器采用低压分裂绕组变压器选择适当的主接线形式和运行方式石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计一、装设限流电抗器常用于发电厂和变电站的6~10KV配电装置。1.加装普通电抗器（1）母线电抗器母线电抗器装于母线分段上或主变压器低压侧回路中1）母线电抗器的作用：无论是在厂内（k1、k2点）或厂外（k3点）发生短路，母线电抗器均能起到限制短路电流的作用。①使得发电机出口断路器、母联断路器、分段断路器及主变压器低压侧断路器都能按各自回路的额定电流选择；②当电厂和系统容量较小，而母线电抗器的限流作用足够大时，线路断路器也可按相应线路的额定电流选择，这种情况下可以不装设线路电抗器。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计2）百分电抗电抗器在其额定电流IN下产生的电压降与额定相电压比值的百分数，称为电抗器的百分电抗。母线电抗器的百分电抗值可选的大一些，一般为8%~12%（2）线路电抗器当电厂和系统容量较大时，除了装设母线电抗器外，还要装设线路电抗器。1）线路电抗器的作用主要是用来限制6-10kv电缆馈线上的短路电流石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计①可限制该馈线电抗器后发生短路（K3点）时的短路电流，使发电厂引出端和用户处均能选用轻型设备，减小电缆截面；②由于短路时电压降主要产生在电抗器中，因而母线能维持较高的剩余电压（或称残压，一般都大于65%UN），对提高发电机并联运行稳定性和连接于母线上非故障用户（尤其是电动机负荷）的工种可靠性极为有利。2）百分电抗为了既能限制短路电流，维持较高的母线剩余电压，又不至在正常运行时产生较大的电压损失（一般要求不应大于5%UN）和较多的功率损耗，通常线路电抗器的百分电抗值选择3%-6%3）线路电抗器的布置位置有两种方式石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

①布置在断路器QF的线路侧；②布置在断路器QF的母线侧；2.分裂电抗器分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是在线圈中间有一个抽头作为公共端，将线圈分为两个分支（称为两臂）。两臂有互感耦合，而且在电气上式连通的。

一般中间抽头用于连接电源，两臂1、2用来连接大致相等的负荷。装设地点：——装于直配电缆馈线上，每臂可以接一回或几回出线；——装于发电机回路中，此时它同时起到母线电抗器和出线电抗器的作用；——装于变压器低压侧回路中，可以是主变压器或厂用变压器回路。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计二、采用低压分裂绕组变压器（1）用于发电机—变压器扩大单元接线；（2）用于厂用高压变压器三、采用不同的主接线形式和运行方式

为了减小短路电流，可选用计算阻抗较大的接线和运行方式。（1）大容量发电机采用单元接线；（2）在降压变电站中可采用变压器低压侧分列运行方式；（3）对具有双回路的电路，在负荷运行的条件下可采用单回路运行；（4）对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行等。石大胜利学院发电厂电气部分第四章电气主接线及设计发电厂电气部分第四章电气主接线及设计

4-5电气主接线设计举例某火力发电厂原始资料供热式机组2×50MW(UN=10.5kV)；凝汽式机组2×300MW(UN=15.75kV)；厂用电率6%，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

(1)10.5kV电压级Pmax=20MW，Pmin=15MW，cosφ

=0.8，电缆馈线10回。

(2)220kV电压级Pmax=250MW，Pmin=200MW，cosφ

=0.85，Tmax=4500h，架空线5回。

(3)500kV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂