电气主接线及设计

1、李忠 2012年9月19日,电气主接线,第一节 概 述,一、电气主接线的作用 二、对电气主接线的基本要求,主要内容:,一、电气主接线的作用,1、是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。 2、表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的没数量、规格、连接方式及可能的运行方式。 3、直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。,二、对电气主接线的基本要求（三个）,1、保证必要的供电可靠性和电能质量,考虑主接线供电可靠性时，应全面地看待以下五个问题：,1）客观衡量标准是运行实践,2）包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的结合,3）可靠性不是绝对的：对某些是可靠的、而对另外一些

2、可能不可靠了,4）可靠性是发展的：新设备、先进技术的使用,【是最基本的要求】,5）衡量主接线运行可靠性评判标准是：,线路、母线【包括母线侧隔离刀闸】等故障或检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证供电。,断路器QF检修时，停运出线回数的多少和停电时间的长短，能否保证对重要用户的供电。,发电厂、变电所全停的可能性。,大型机组突然停电，对电力系统稳定运行的影响与后果。,2、具有运行、维护的灵活性和方便性,灵活性：运行方式的灵活性。 方便性：操作的方便性，简便、安全，不易发生误操作； 扩建的方面性。,3、经济性：与可靠性是一对矛盾,在满足技术要求【可靠、灵活】的前提下，采用最经济的方案。,1

3、）投资省；2）电能损失少；3）占地面积小。,第二节 主接线的基本形式,按照主接线母线设置情况，可分如下两大类：,单母线接线系统,双母线接线系统,3/2接线,有汇流母线的接线形式,无汇流母线的接线形式,单元接线,桥形接线,多角形接线,发电机双绕组变单元接线,发电机三绕组变单元接线,发变线单元接线,特点：接线简单清晰、运行方便，便于安装和扩建，但占地面积较大。适用于进出线数较多的（所）。,特点：使用设备相对较少，占地面积少。只适用于进出线数少，不再扩建和发展的厂(所)。,一、单母线系统电气主接线,1、单母线接线,一）基本概念,电源（进线）:功率流向是指 向母线流。,出线（馈线）:功率流向是从 母线

4、流向用户,母线侧刀闸【QSW】：紧靠母线的隔离开关，如QS1、QS2等,线路侧刀闸【QSL】：紧靠线路的 隔离开关，如QS3等。,接地刀闸：检修线路或设备用。电压在110kV及以上，QF两侧的QS及线路QS均应带接地刀闸。如 QS3等,QS的配置原则：当出线回路对侧有电源，QF两侧均必须装设QSW、QSL；对侧无电源时，可以不装设QSL。发电机与QF之间也可以不装设QS。,断路器与隔离开关的主要区别：,【注：在操作QS时，不应产生电流。因此,在操作QS时,想办法要破坏电流的产生】,QS“先通后断”【没有形成闭合回路】或在等电位下【没有电位差】操作。,先通：接通电路时，先合QS，后合QF,后断：

5、断开电路时，先断QF，后断QS,1)QS与QF的关系：,操作程序：隔离开关没有灭弧装置，不能开闭5A【高压系统中】以上的电流，因此，操作时必须严格遵守下述两个基本原则：,2）单母接线的特点,母线（W）或者与母线相连的QS故障或检修时，整个装置必须停电。 检修任一出线QSL或QF，该线路必须停电。 检修电源及其回路中的QF时，如果系统电能不充裕时，会产生功率缺额。 灵活性差。 接线简单清晰，设备投资少，操作方便。 QS只起检修时隔离电压用。,2、单母线分段接线,(1)用断路器分段运行特点如下：,任一段母线(包括QSW)故障或检修，非故障段母线照常工作，缩小了停电的范围。 重要用户可以从两分段母线

6、上取得电源。双回路供电 检修任一进出线回路中的QF，该回路必须停止供电。 以下同单母线接线特点。,(2)用隔离开关分段,在可靠性要求不高时，可以用QS分段，这样可以节省一个QS和一个QF，但母线故障时，整个装置仍会短时停电，把分段QS拉开后，完好的一段就可以恢复供电。,(3)分段的数目,取决于电源数量和容量。从理论上讲，段数分得越多，故障时停电范围越小。但使用QS、QF 等设备增多，且配电装置和运行也越复杂，通常以2-3段为宜。,用于6-10kV系统时，每段母线上所接容量不宜超过2.5万kW，用于35-60kV系统时，出线回路数不应超过八回，用于110-220kV时，出线回路数不应超过四回。,

7、实践证明：,3、加装旁路断路器与旁路母线的接线,(1)加装专用旁路QF的接线,前述两种接线，检修QF时，该回路必须停电，为解决这个问题，需要加装旁路母线。如图所示WP。,旁母作用：检修任一台进出线断路器，可以不中断该回路的供电。,(2)单母线分段兼旁路接线(重点),如右图示：分段QFD兼作旁路断路器。正常运行时，WP不带电，QFD、QS1、QS2在闭合位置，QS3、QS4、QSD在断开位置，以单母线分段运行。,1）运行特点分析,此接线除具有单母线分段接线的一切优点之外，还具有下列两个优点 ：,检修任一台进出线QF时，可以不中断该回路的供电,二、双母线接线系统,1、双母线接线,说明：在工程上，为

8、了安装和运行检修的方便起见，隔离开关的静触头的安装位置有如下规定：,1）凡接在母线侧的QS，其静触头装在母线侧。 2）凡接在出线侧的QS其静触头装在负荷侧。 3）凡接在主变侧的QS其静触头与主变相连。,如右图所示：为双母线接线，两组母线W1、W2通过母线联络断路器QFC连接。,运行特点分析如下：,（1）检修任一组母线，不会中断对用户的连续供电（利用母联倒换操作）,举例：检修W1母线，写出检修操作票。,【运行方式：双母线接线按单母线运行，即W2不带电】,第一步：查备用母线W2完好情况,合QS01、QS02 合QFC，并投入继保，如不跳闸，表明W2完好,第二步：倒换操作(倒电源操作),合上与备用母

9、线(W2)侧相连的所有QS(如合QS1、QS4等)；,断开与工作母线(W1)侧相连的所有QS(如断QS2、QS5等),第三步：检修操作,断开QFC； 断QS01、QS02，即可进行对W1的检修,（4）断路器检修，可临时用母联代替，但须短时停电。 【在现场条件允许的情况下，接跨条，如图4-8所示】,合上母联，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行； 母联断开，一组母线运行，另一组母线备用，即单母线运行方式； 两组母线同时工作（即固定连接方式运行）。电源和负荷均匀地分配在两组母线上。,（2）一组母线故障后，该母线上的所有进出线都要停电，但能迅速恢复供电。,（3）检修任一回路中的母线侧QS

10、，仅该回路停电，其余线路照常工作。,（5）运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式：,（6）任一回路中的QF，如拒动或因故不能操作时，可用母联代替操作。要腾出一组母线,（7）在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。,当个别因需要单独工作或进行试验【如发电机G，线路L检修后，需要试运】，可将该回路单独接在备用母线上，线路熔冰时，也可腾出一组母线，不致影响其它回路的工作。,（9）扩建方便。,（8）QS不仅用来隔离电压，而且还用来倒换操作。,此接线具有供电可靠，调度灵活，又便于扩建等优点，在我国大中型厂(所)中广泛采用。但所用设备多【特别是QS】，同时，QS又作为操作电器，易发生误

11、操作，不易实现自动化和远动化，因此，特别重要的大型电厂(所)不允许采用此接线。,综上所述：,2、双母线带旁路接线 （重点）,如下图所示，QFP：专用旁路断路器；QFC：专用母联，进线T接旁路。,三、3/2接线【也称一个半断路器接线】,如右图所示：实质上又属于一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线。其运行特点：,正常运行时，所有QF均接通，两组母线同时工作，形成多环网供电，具有较高的供电可靠性和运行灵活性。,任一进出线故障，该故障线两侧QF均跳闸，其它照常工作。,任一母线故障或检修时，联接在该组母线上的所有QF都断开，所有回路仍可以在另一组母线上继续工作。,除联络QF（如QF2等）内部故

12、障不能操作时，与其相连的两条线路短时停电外，其它QF（如QF1等）内部故障时，与其直接相联的一回线路须短路时停电；检修任一台QF都不会影响供电，且检修操作方便。,两组母线同时故障【或一组检修时，另一组又故障】的极端情况下，功率仍能继续输送。,2）为提高供电可靠性，可采用交叉布置，以防止所有联络QF故障检修的极端情况下，功能仍能输送。（但增加配电装置的占地面积）,此接线特别适宜于500-750kV的超高压，大容量系统。,注：,1）同名元件要求布置在不同串上。,要求出线与进线尽量相等。,QS只在检修时起隔离电压作用。,设备多，且继保配置较复杂。,四、单元接线,发电机和变压器直接连成一个单元，组成单

13、元接线。有下列几种形式：,2）发电机和变压器低压侧短路时，短路电流有所减少。 3）便于实现机、炉、电集控。,如发电机、变压器中只要其中一个元件故障，都将影响供电，使系统产生功率缺额。,优点：,缺点：,1）接线简单，操作方便。,1、发电机-双绕变单元接线【见图4-12（a）所示】,是大型机组广为采用的接线形式； 发电机出口不装QF，为调试方便可装QS【不考虑厂用分支】； 对P20万kW机组，发电机出口采用分相封闭母线。,2、发电机-三绕组变单元接线【见图4-12（b）所示】,三侧均装有QF，以便发电机停止工作时，高、中压侧仍有联系； 在一个电厂（所）内三绕组主变一般不多于三台。,3、扩大单元接线

14、【见图4-12（c）、（d）】,减少主变台数和QF的台数； 适合于中、小型机组。,4、发-变-线路单元接线【见图4-12（e）所示】,适用于一机、一变、一线的厂、所。,五、桥形接线,当只有两台变压器和两条输电线时，采用桥形接线，所用QF数目最少。,有内桥、外桥两种形式。,内桥特点,外桥特点,QF装在出线侧，因此，引出线的切除和投入比较方便。,QF装在变压器侧，因此，变压器的切除和投入比较方便。,当出线故障时，仅故障线路的QF断开，其它照常工作。,当变压器故障或检修时，只断开本回路中QF，不影响其它回路的工作。,当变压器故障时，与变压器相连的两只QF都将断开，从而影响未故障引出线的工作，扩大了停

15、电范围。,线路故障，与故障线路相联的两个QF都将断开，变压器被切除，减少了发电厂的出力。,变压器的投入和切除，操作比较复杂。,线路投入和切除，操作比较复杂。,为检修桥联QF3不致引起系统开环运行或检修出线QF，不使出线停电，可增设旁路隔离开关。,此接线适用于故障机率较多的长线路（l50km）和变压器不需要经常切换的系统。,此接线适用于线路较短，变压器需经常切换或系统有穿越功率经本厂的情况。（QS用作操作电器，易发生误操作）,六、多角形接线,当母线闭合成环形，并按回路数利用QF分段，即构成角形接线，如下图所示。,优点： （1）任一回路故障，跳两个QF，非故障回路照常供电；,（2）任一QF检修，不会影响供电，且操作简单；,（3）QS只用于检修，易实现自动化，具有较高的可靠性和灵活性。,缺点： （1）检修任一台QF时，将