电气系统主接线培训课件

1、电气主接线系统电气主接线主要是指在发电厂、变电站和电力系统中，为满足预定的输电方式和运行要求而设计的电能传输电路，它体现了高压电气设备之间的互联关系。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性和经济合理性起着决定性的作用。对于电厂来说，主要的电气线路是通过综合比较供电的可靠性、操作的灵活性和方便性、经济性、开发和扩建的可能性等来确定的。根据机组容量、电厂规模和电厂在电力系统中的地位。其接线方式可以反映正常和事故情况下的供电和输电。第一节是主接线的基本形式600MW汽轮发电机组相关的基本接线形式包括：双母线接线、一个半断路器接线

2、(3/2接线)、桥式接线和单元接线。一、双母线连接1.通用双总线连接如图1-1所示，它有两组总线：工作总线一和备用总线二。每个电路通过一个断路器和两组隔离开关连接到两组母线，母线通过母线联络断路器(称为母线耦合器)QFb连接，这称为双母线连接。两套总线大大提高了运行的可靠性和灵活性，其特点如下：图1-1双总线连接(1)检修任何一组母线时，都不会停止向用户连续供电。例如，检修一号母线时，所有电源和负载线路都可以切换到二号母线。(2)作业调度灵活，通过切换作业可以形成不同的作业模式。当母联断路器闭合时，进线和出线适当分布并连接到两组母线，从而形成两条母线同时运行的状态。有时，为了系统的需要，母联断

3、路器可以断开(处于热备用状态)，两组母线同时运行。这时，发电厂被分成两个发电厂向系统供电。显然，两组同时运行的母线的供电可靠性高于只有一组母线的供电可靠性。图1-2带旁路总线双总线连接(3)如有特殊需要，母联和系统可用于同步或断开操作。当单个电路需要独立工作或测试时(如发电机或线路检修后需要测试)，该电路可以单独连接到备用总线。2.带旁路总线的双总线连接一般双母线连接的主要缺点是断路器会导致电源故障。为避免维修断路器时停电，可采用双母线连接旁路母线，如图1-2所示。每条线路的线路侧安装一套隔离开关(旁路隔离开关)QS，与旁路母线相连，旁路母线通过旁路断路器和隔离开关与两套母线相连。图1-2提供

4、了一个特殊的旁路断路器QF。维修断路器的基本操作步骤是：先合上旁路断路器两侧的隔离开关(母线侧一个)，然后合上旁路断路器QF，对旁路母线进行充电和检查；如果旁路母线正常，待修断路器上的旁路隔离开关两侧是等电位的，因此旁路隔离开关可以闭合。之后，可断开待维修的断路器及其两侧的隔离开关，以检修断路器。此时，电路已通过旁路断路器、旁路母线和相关旁路隔离开关向其供电。3.双母线分段连接图1-3双母线的分段连接图1-3显示了双母线的分段连接。工作母线由分段断路器QF3分段，每段分别由母联断路器QF1和QF2与备用母线相连。这种连接比一般的双母线连接具有更高的供电可靠性和灵活性。但是，由于断路器数量大，投

5、资大，当有多条进线和出线(如超过8条线)时，可以采用这种接线。双母线接线因其供电可靠、维护方便、调度灵活、易于扩展等优点，在我国大中型发电厂和变电站中得到广泛应用。然而，这种接线使用的设备很多，而隔离开关是运行中的操作器具，容易发生误操作。特别是当母线系统发生故障时，必须在短时间内切断更多的电源和线路，这对于特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。二、一个半断路器接线如图1-4所示，每两个部件(引出线或电源)连接到两组串联有三个断路器的母线，这称为一个半断路器连接，也称为3/2连接。在一个串中，两个元件(进线或出线)通过一个断路器连接到不同的母线上，两个电路之间的断路器称为接触式断路器。图1-

6、4 3/2接线在运行过程中，同一系列的两组母线和三个断路器投入运行，称为全串联运行，形成高可靠性的多回路供电。它的主要特点是：(1)任何母线的故障或维修都不会造成停电；任何断路器的维护都不会导致电源故障；即使在两组母线同时发生故障(或一组母线检修另一组母线)的极端情况下，电力仍可继续传输。当串中的任何断路器退出或检修时，这种操作模式称为不完全串操作，此时它仍然不影响任何部件的操作。这种接线运行方便，操作简单，隔离开关仅在维修时作为隔离电器使用。3/2接线广泛用于600兆瓦的大容量发电厂。在电厂一期工程中，机组和引出线一般较少，例如，只有两台发电机和两条引出线，它们只构成两个3/2连接系列。在这

7、种情况下，电源(进线)和出线的接入点可以采用两种方式：一种是交叉连接，如图1-5 (a)所示，两个同名的组件(电源或出线)分别排列在不同的串上，相互靠近图1-6桥连接内部桥梁；外桥图1-5 3/2接线配置模式(a)交叉连接(b)非交叉连接同一总线接入，即电源(变压器)和出线交叉配置；另一种是非交叉连接(或传统连接)。如图1-5 (b)所示，它还将相同名称的元素排列在不同的字符串上，但是所有相同名称的元素都靠近总线(输入线)的一侧它们都靠近一组总线，并且输出线路都靠近另一组总线)。通过分析可以看出，3/2交叉接线比3/2非交叉接线具有更高的运行可靠性，可以减少特殊运行方式下的事故扩大。例如，当一

8、个系列(502组)的联络断路器检修或停止，另一个系列的联络断路器异常或意外跳闸(出线L2故障或进线T2电路故障)，非交叉连接将导致两个电源切断，相应的两台发电机将负荷减为零，电厂和系统将完全断开；对于交叉布线，至少还有一个电源(发电机-变压器组)可以向系统供电。当L2失败时，T2向L1输送电力，当T2失败时，T1向L2输送电力。只有当接触断路器505异常跳跃时，它才不会损坏两个发电机来给系统供电。交叉连接配电设备布局复杂，应增加一个间隔。需要指出的是，当有两串以上的3/2接线时，接线本身就形成了一个以上的闭环电路，当一串中的接触式断路器检修或停止时，仍然存在闭环电路，所以没有这样的区别。第三，

9、桥梁连接如图1-6所示，当只有两个变压器和两条传输线时，桥接断路器最少。根据连接桥与变压器的位置，可分为内桥和外桥。在操作过程中，桥臂上的接触断路器QF闭合。当输电线路很长，故障概率很高，并且两个变压器工作频率都很高时在内桥接线中，当变压器发生故障时，必须停止相应的线路；在外部桥接中，当线路发生故障时，需要停止相应的变压器；此外，在桥式连接中，隔离开关被用作操作装置，因此桥式连接的可靠性差。然而，这种接线因其断路器少、布置简单、成本低，在35 220千伏配电设备中经常使用。在600兆瓦机组的发电厂中，桥式接线只能用于启动/备用变压器的高压侧，而不能用于主机。四.单元布线1.发电机-变压器单元连

10、接发电机出口通过变压器直接连接到高压系统，称为发电机-变压器单元连接。事实上，这种单元布线通常只是主布线或电厂电路的一部分。发电机出口是否装有断路器。目前，在我国和许多国家(特别是200兆瓦以上)的大容量机组的机组接线中，断路器一般不安装在发电机出口处。原因是：大电流、大容量断路器(或负荷开关)投资大，发电机出口与主变压器之间采用封闭母线后，该段线路发生故障的可能性降低。即使发电机出口没有配备隔离开关，也只为发电机测试提供了一个可拆卸的连接件。发电机出口处也装有断路器(如大唐潘店2600MW机组的发电机出口装有断路器，运行良好)。原因如下：(1)当发电机组断开并置时，主变压器高压侧断路器的运行

11、次数可以减少，特别是当500千伏或220千伏作为一个半断路器连接时，始终可以保持串联的完整性。当发电厂接线串的数量较少时，保持每一串的断开(非开环)对提高供电和输电的可靠性有明显的作用。(2)机组启停时，厂用电由厂用高压变压器提供，减少了厂用高压系统的切换操作，提高了运行可靠性。当辅助工作变压器和辅助起动变压器之间的电功率角差较大(一般大于15)时，这种运行模式更有必要。(3)当发电机出口有断路器时，辅助备用变压器的容量可等于工作变压器的容量，并可减少辅助高压备用变压器的数量。按照我国的规定，两台机组(无出口断路器)应配备一台辅助备用变压器，而前苏联的设计一般为六台机组提供一台辅助备用变压器。

12、在发电机出口安装断路器的缺点是在发电机电路中增加了一个可能的事故点。然而，根据以往的事故经验和世界发展方向，在500兆瓦及以上机组的出口安装断路器有其突出的优势。2.发电机-变压器-线路组单元连接发电厂各主变压器的高压侧直接与输电线路相连，实现独立输电。发电厂里没有开关站。主变压器之间没有电气连接。工厂中主变压器的数量等于线路的数量。每个发电机变压器单元独立向一个或多个开关站或变电站供电。高压断路器可安装在工厂主变压器的高压侧，可作为元件保护和线路保护的断开点，也可用于同步运行。虽然3/2接线在大容量发电厂的主接线中被广泛采用，具有很高的可靠性和灵活性，但必须指出，从整个电网的角度来看，这种接

13、线形式不能很好地满足形成合理稳定的电网结构的需要，因为合理的电网结构应具有分散的外部电源的特点，同时应加强接收系统之间的连接。 特别是在事故情况下，可以为接收系统提供足够的电压支持，避免重负荷转移到相邻线路造成的静态。因此，在远离负荷中心的大型电厂中，建议采用发电机-变压器-线路组单元连接或双母线和断路器、母线分开运行、单元和出线平衡配置的运行连接方式。 将大电源分成几个块的直接效果是，当一组输电线路发生故障时，在系统的暂态摆动过程中，只有几个与该线路相连的单元在发电厂的输电侧，而其他单元自动在受电侧，成为受电系统的电源，从而加强了对受电网络的支持。此外，随着机组容量的扩大和电网的扩大，从限制

14、短路电流的角度来看，一些大容量发电厂和枢纽变电站的母线也将解列运行。由于岱海电厂是新建的大型火力发电厂，远离负荷中心，基于上述原因，岱海电厂一期电气主接线采用一个半断路器。第二节岱海电厂一期2600MW机组电气主接线系统岱海电厂一期安装的两台600兆瓦机组的发电机通过主变压器直接输送到500千伏系统。发电机和主变压器作为一个单元连接，发电机出口没有断路器。额定电压为20kV的发电机通过三个单相双绕组主变压器升级为500kV系统，总容量为3240MVA，550-22.5%/20kV。一、500千伏系统概述岱海电厂主要向京津唐地区输送电力，输送容量大，距离远。500千伏系统的主接线采用一个半断路器

15、。根据规划容量，500千伏配电设备主变压器有4条进线和4条出线。一期工程中，500千伏配电设备的主变压器有两个进线回路(#1和#2主变压器)和两个出线回路(# 1和# 2主变压器)，构成两个完整的串；两条主变压器进线分别连接到两条母线。为了削弱空载或轻载线路中的电容效应，降低工频暂态过电压，进而限制操作过电压的幅值。一组350兆瓦的电抗器并联安装在发电厂的出口侧，电抗器为单相型。并联电抗器中性点经小电抗接地，加速二次电源电弧的自熄，并在小电抗器上安装避雷器保护小电抗器。500千伏隔离开关配置：断路器两侧安装隔离开关，在断路器检修时隔离电源；由于在一期工程中只有两个断路器串，隔离开关安装在进线和

16、出线电路中。并联电抗器与线路之间仅设置隔离开关，未安装断路器。500千伏电压互感器的配置：每条进线和出线的三相都装有电压互感器；每组母线的A相安装一台电压互感器；电压互感器有四个次级线圈。500千伏电流互感器配置：每个主变线串配有三套电流互感器，每个电流互感器有七个二次绕组。发电机出口端和中性点端的出口套管上分别安装四套电流互感器，发电机出口端配置三套电压互感器和一套避雷器。发电机的中性点通过单相接地变压器的次级电阻接地。目的是将发电机电压系统电弧接地引起的过电压限制在不超过2.6兆安发电机与主变压器之间的连接采用全连接分相封闭母线，发电机与主变压器低压侧之间连接高压辅助变压器、励磁变压器和脱

17、硫变压器。辅助变压器分支线和电压互感器分支线也采用分相封闭母线。由于励磁系统采用全静止晶闸管整流的自并励方式，其励磁变压器的电源从高厂用变压器的支路封闭母线中分支出来。主变压器中性点直接接地。高压应急厂用电由厂外220千伏凉城开关站连接。两台机组配有一台额定容量为63MVA的三相三绕组启动/备用变压器。启动/备用变压器同时作为辅助备用变压器。当汽轮机、发电机、主变压器和高位辅助变压器发生故障时，辅助电源系统自动从辅助变压器切换到备用变压器供电。二、500千伏主接线形式及特点在发电机-变压器-线路组接线中，主变压器通过出口隔离开关和两个断路器与500千伏母线相连，作为发电机-变压器组保护和线路保护的断开点，也作为同步运行。500千伏升压站采用双母线连接，两条进线和两条出线形成两个完整的串，第一串采用交叉连接方式。当这种接线方式正常运行时，同一串中的两组母线和三个断路器投入运行，形成双回路供电(扩容后的多回路供电)，可靠性和灵活性高。500千伏系统中性点直接接地，在岱海-万全500千伏线