杨一平《供电》第九讲 演示文稿1.ppt

1、第三 章 供电系统 3.4 电气主接线 许昌职业技术学院机电工程系 杨一平,3.4 电气主接线 一、教学目标： 掌握：各种形式主接线的特点、主接线的基本要求 熟悉：各种形式主接线适用范围 二、教学重点：各种形式主接线的特点 教学难点：单母线接线 三、教学方法：讲授法、多媒体法、练习法 四、教学时数：2学时。 五、教学内容,复习旧课： 一次设备的种类及作用：发电机、变压器、电动机、高低压开关、互感器、导体等； 电气主接线的定义和图的表示方法（符号、单线、规 范、电压级、标题栏）。 引入新课： 1. 概述 2 . 电气主接线的基本形式,概述 一、主接线的定义 指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要

2、求连接起来，表示生产、汇集和分配电能的电路。电气主接线中的设备用标准的图形符号和文符号字符号表示的电路图称为电气主接线图。 二、基本要求： 必须保证发供电的安全可靠性 涵义：连续不中断、安全和符合电能质量要求。 负荷（用户）的分类： 一、二、三级 具体衡量要求 全厂QF、设备、线路等检修时停电范围、时间以及保证对一、二级负荷供电的情况。,应具有一定的灵活性 涵义： 适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、特殊、投切设备、增减负荷等）的变化。 具体衡量要求 变化过程短、影响范围小并保证人员安全。 操作尽可能简单、方便。 简单性 接线简单清晰（回路数少、电压级、开关少）； 操作步骤少。 经济上应

3、合理。 经济性 投资、年运行费用、占地少，经济效益高。 发展和扩建（分期过渡）的可能性 主接线是电气部分的主体，设计的主要环节，其方案的必须根据工程的地位、负荷的性质等条件，经技术经济比较确定。 可分为无母线和有母线两类。,电气主接线的基本形式 1.线路-变压器组接线 变电所只有一路电源进线,只设一台变压器且变电所设有高压负荷和转送负荷的情况下,常常用.线路-变压器组接线.其主要特点是变压器高压侧无母线,低压侧通过开关接成单母线结构供电.如下图 QS-隔离开关 FU-高压熔断器 QF-高压断路器,在变电所高压侧，即变压器高压侧可根据进线距离和系统短路容量的大小装设隔离开关QS、高压熔断器FU或

4、高压断路器QF 当供电线路较短(小于23 km)，电源侧继电保护装置能反应变压器内部及低压侧的短路故障，且灵敏度能满足要求时，可只设隔离开关。如系统短路容量较小，熔断器能满足要求时，可只没一组跌落式断路器。当上述两种接线不能满足，同时又要考虑操作方便时，需采用高压断路器QF2,2桥式接线 为保证对一、二级负荷可靠供电，总降压变电所广泛采用由两回路电源供电，装设两台变压器的桥式接线。 桥式主结线可分为内桥和外桥两种，图342所示为常见内桥主结线图，图343所示为常见外桥主结线图。 (1)内桥式 内桥式主结线的“桥”断路器QF5装设在两回路进线断路器QFl和QF2的内侧，犹如桥一样将两回路进线联接

5、在一起。正常时，断路器QF5处于开断状态。 这种主结线的运行灵活性好，供电可靠性高，适用于一、二级负荷的工厂。 如果某路电源进线侧，例如L1停电检修或发生故障时，L2经QF5对变压器T1供电。因此这种接线适用于线路长，故障机会多和变压器不需经常投切的总降压变电所。,(2)外桥式 在这种主结线中，一次侧的“桥”断路器装设在两回进线断路器QFl和QF2的外侧。 此种接线方式运行的灵活性和供电的可靠性也较好，但与内桥式适用的场合不同。外桥接 线对变压器回路操作方便，如需切除变压器T1时，可断开Qn，先合上QF6，对其低压负荷供电，再合上QF5，可使两条进线都继续运行。因此，外桥式接线适用于供电线路较

6、短，工厂用电负荷变化较大，变压器需经常切换，具有一、二级负荷的变电所。,3单母线和母线分段 总降压变电所高压侧引入、引出线较多时，采用母线制。 母线是主电路中的一个电气结点，起汇总和分配电能，以便于接线的作用。母线制分单母线、单母线分段和双母线接线三种。 有一回路电源进线，两条及两条以上引出线时，采用单母线，单母线L的每条引入和引出线都装有隔离开关和断路器。这种接线的优点是：电路简单，使用设备少，投资费用低；缺点是：可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，接于该母线上的所有回路均需停电。所以，单母线接线适用于对供电连续性要求不高的负荷。,为了提高单母线接线的供电可靠性，在变电所有

7、两个或两个以上电源进线或馈出线较多时，将电源进线和引出线分别接在两段母线上，这两段母线之间用断路器或隔离开关连接。 这种主结线运行方式灵活，母线可以分段运行，也可以不分段运行，供电可靠性明显得到提高。分段运行时，各段母线互不干扰，任一段母线故障或需检修时，仅停止对本段负荷的供电，减少了停电范围。当任一电源线路故障或需检修时，都可闭合母线分段开关，使两段母线均不致停电。,4双母线 单母线和单母线分段有一个缺点是母线本身发生故障或需检修时，将使该母线中断供电。 对供电可靠性要求很高、进线回路多的大型工厂总降压变电所的35110kV母线和有重要负荷或有自备电厂的6-10kV母线，如果单母线分段不能满

8、足供电可靠性要求时，可采用双母线接线方式。双母线主结线如图344所示。 在这种接线中，任一电源或引出线均经一台断路器和两个隔离开关接在两条母线上，两条母线中间用母线联络断路器相连。 双母线接线有两种运行方式，其一是一组母线工 作，另一组母线备用；另一种方式是两组母线同时工 作，互为备用。,双母线由于有了备用母线，因而它的运行灵活性 和供电的可靠性都大大地提高， 可以不停电轮流检修每一组母线； 一组母线故障，可以将全部负荷切换到另一 组母线上，恢复供电时间较快； 检修任一台出线断路器时，可用母线联络断 路器替代，不会长时间中断供电； 、 检修任一台母线隔离开关，只需将该电路短 时间停电，待隔离开

9、关与母线和线路连线打开后，即 可通过另一组母线继续供电。,343 车间变电所的一次接线 车间变电所的主结线由车间的负荷性质及生产工艺要求决定，一般采用线路变压器组、单母线及单母线分段三种接线方式，如图345所示。 图345 车间变电所主结线图,线路变压器组主结线多用在只对三级负荷供电，且用电量较小的车间变电所。 当610kV高压负荷较多时，可采用单母线结线。如果负荷中有一、二级负荷，则应有与其他电源相联络的线路，作为备用电源。 单母线分段方式用于一、二级负荷比重较大，供电可靠性要求较高的车间变电所。,35 变电所的二次接线 变电所的二次接线主要指操作电源回路、测量表计回路、断路器控制回路和信号

10、回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路。本节将讨论测量回路、控制和信号回路以及中央信号回路。 351 测量回路 为了保证工业企业的安全、经济用电，在企业的各级变电所中均应装设电气测量仪表，以监视变电所电气设备的运行状况、电压质量及计算电能的耗用量等。,电气测量仪表的配置必须执行国家的有关技术经济政策，其测量范围及准确度指标要满足变配电装置运行、监测和电能汁量的需要，力求做到技术先进、经济合理、准确可靠和监视方便，以满足供电系统的安全经济运行。 对仪表的一般要求如下： 用于发电机和同步补偿机测量的交流仪表准确度不低于15级；用于线路和设备测量的交流仪表准确度不低于25级，直流仪表准确度不低于

11、15级。 用于计量有功电能的有功电度表，准确度选用10级；用于计量无功电能的无功电度表，准确度应不低于30级，通常选用20级。,仪表测量范围和互感器变比的选择应尽量保证在正常运行时仪表指示在量限的23以上，并考虑过负荷运行时能有适当指示。 连接计费用电度表的互感器，准确度应为0.5级，且规定不与保护、测量等回路共用。其他仅作一般电流、电压测量用的互感器，准确度可选用1030级。 双向供电的回路应装设双向刻度的电流表或功率表，必要时，可装设两只有逆止器的电度表。 在高压系统中，不同准确度的电流互感器其二次绕组一般不将测量和保护混用，通常互感器05级(02级)二次绕组接测量仪表，而准确度较低的(3

12、0级或P级)接保护装置。,变电装置中各部分仪表的配置： (1)电源进线 在电源进线的专用计量柜上，必须装设计算电费用的三相有功和无功电度表。 (2)母线 装设一只电压表，通过切换开关来测量三个线电压，对于610 kV中性点不接地的三相系统，应装设三只电压表测量各相对地电压用以绝缘监察，图351是610 kV母线电压测量和绝缘监察的原理图。在1 kV以上系统中，电压表应连接于电压互感器二次侧，只有500 V以下才允许直接接入。,图351 610 kV母线的电压测量及绝缘监视接线原理图 TV一电压互感器 S一联锁开关(电源进线断路器的辅助开关) Q一电压切换开关kV一电压继电器 KS一信号继电器

13、BS一控制小母线 US一信号小母 线 BFS一预报信号小母线,(3)610 kV高压配电线路 装设一只电流表监视负荷。如需计量电能，再装设一只三相有功电度表和一只无功电度表。 图352是610 kV高压配电线路电气测量仪表的原理电路图，应注意电度表型式不同，其内部接线也不同。这里采用的无功电度表为具有600相位差的电度表，由于这类电度表的电压线圈串接了一个电阻，电压线圈中的电流滞后电压600。,(4)低压配电线路 我国工厂低压配电系统(TNC、TNS和TNCS系统)都带有中性线，可连接单相负荷，因此应装设三只电流表或一只电流表加上电流转换开关。如需计量电能，则需装设一只三相四线的有功电度表。

14、(5)并联补偿电容器 需要装设三只电流表和一只电压表，以监视其负荷平衡情况和电压水平。如需计量无功电能，则需装设一只无功电度表。,3.5.2 断路器控制与信号回路 高压断路器的控制回路按其控制地点来分，有就地控制和集中控制两种，一般10kV及以下的断路器多采用就地控制，而35 kV以上的断路器多采用集中控制。集中控制就是在控制室内操作控制开关来控制断路器的分合闸。 1控制开关 集中控制主要由控制开关、控制电缆和操作机构等组成。每一台断路器在控制屏上都有各自的控制开关，目前常用的是LW2系列控制开关，它的操作手柄的转轴上有数节触点盒，对应于操作手柄的不同位置、不同的触点导通，如图353所示。根据

15、其操作状态的不同，有六种位置，即跳闸后、预备合闸、合闸、合闸后、预备跳闸、跳闸，触点的闭合状态除可用“X”表示外，还可以用六条竖直线分别表示手柄的位置状态，涂黑点者表示该位置状态时触点闭合。,图353 LW2Z1a、4、6a、40、20、20/F8型控制开关触点图表,控制开关的操作分两步进行，如合闸时，需将控制开关手柄由“跳闸后”顺时针转动900，先到预备合闸位置，然后再继续旋转450，才发出合闸指令，操作完毕后时，控制开关在弹簧的作用下，自动返回到垂直位置，即“合闸后”位置。,2断路器的控制回路 高压断路器控制回路的基本要求有： 由于断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电设计的，因此，

16、控制电路在操作 过程中，只允许短时通电，操作停止后，即刻自动断电； 应能准确指示断路器的分、合闸位置； 断路器不仅能用控制开关及控制电路进行跳闸及合闸操作，而且能由继电保护及自动装 置实现跳闸及合闸动作； 应能实时地对控制电源及控制电路的完整性进行监视； 应有防止高压断路器连续多次分合闸的“跳跃”闭锁措施。 图354为常用断路器的控制回路和信号回路，其动作原理为：,图354 高压断路器灯光监视的控制回路 SA一控制开关 KO合闸接触器 YO合闸线圈 KFJ一防跳继电器 GN一绿色信号灯 RD一红色信号灯 YR一跳闸线圈 WS、WAS一信号与事故音响母线 KPO-来自保护装置出口继电器 KMI一

17、来自自动装置的中间继电器 WC、WF一控制与闪光母线,(1)手动合闸 合闸前，断路器处于“跳闸后”位置，断路器辅助触点QF1闭合，SA触点导通，绿灯GN亮，说明合闸回路良好，但由于限流电阻R的作用，流过合闸接触器KO的电流不足以使其动作。 转动控制开关SA至“预合闸”位置，然后再顺时针转450到“合闸”位置，触点导通，正电源经+WCSA触点一动断辅助接点QF1一流经合闸接触器KO一负电源WC而构成通路，合闸接触器KO得电，接通合闸线圈YO，使高压断路器合闸，辅助接点QF1打开，切断 合闸电源保证短时通电，同时QF2闭合。 松开手柄后，开关至“合闸后”位置，开关SA触点导通，红灯RD亮，表示断路

18、器处在合闸状态。,2)手动分闸 转动控制开关SA至“预跳闸”位置，然后再逆时针转动450到“跳闸”位置，此时SA触点导通，正电源+WCSA一一QF2一跳闸线圈YRWC形成回路，断路器跳开，动合辅助触点QF2打开，切断分闸回路，动断辅助触点QF1闭合，绿灯亮。 (3)自动合闸 控制开关在“跳闸后”位置，各自动装置的中间继电器触点KM1闭合，使合闸接触器KO动 作合闸。自动合闸后，闪光电源+WFSA触点-RDQF2合闸线圈YR一WF形成 通路，红灯发闪光。只有当开关复位后，即运行人员将开关扳到“合闸后”位置，使开关位置与断路器位置一致时，红灯RD才发出平光。,(4)自动跳闸 当供电系统发生故障使得

19、继电保护装置动作，KPO触点闭合，断路器跳闸，绿灯发闪光。 (5)防跳跃装置 断路器的所谓“跳跃”，是指运行人员手动合闸于故障或自动装置触点KM1被焊住，而保护装置作用于跳闸，由于合闸回路此时又被接通，则断路器再次合闸，如此反复跳合。 为了防止这种现象，在控制回路中装设了防跳闭锁继电器，其电流线圈串联在跳闸回路中，另一个电压线圈串接自身动合触点KFJ1后并联于合闸接触器KO回路上，动断触点KFJ2则串 接在合闸接触器线圈回路中。 当继电保护装置动作，使断路器跳闸，则KFJ2电流线圈得电，其动断触点KFJ2打开，动合触点KFJ1闭合，切断合闸回路。如果此时手动合闸于故障或KM1触点焊接，则电压线

20、圈通过动合触点KFJ1自保持，从而防止断路器产生“跳跃”现象。,353 信号装置 在变电所中，各种运行的电气没备随时都可能发生不正常的运行状态，需用信号及时加以显示，发出灯光及音响信号，以提示运行人员迅速判明事故的性质、范围和地点，采取措施。 信号装置按用途可分为：状态指示信号、事故信号及预告信号三种。 1状态指示信号 利用它指示断路器及隔离开关等设备的工作状态，也就是指示它们是处于分闸还是合闸位置。高压断路器的状态信号如前所述，多利用红、绿信号灯来表示断路器合闸与分闸的位置状态；隔离开关的位置信号多用其本身带有的位置信号指示器(如MK9型位置信号指示器)来指示工作状态。,2事故信号 事故信号包括事故音响信号和事故灯光信号。 事故音响信号采用蜂鸣器BU或高音电笛EW，发出音响，以通知运行人员；事故灯光信号，采用绿灯闪光，运行人员可根据跳闸断路器判断发生故障的设备及故障的性质。 中央信号装置类型很多，按复归方法可分为就地(个别)复归和中央(集中)复归；按动作性能可分为能重复动作和不能重复动作两种。我们重点分析集中复归能重复动作的直流事故音响信号回路。,如图355所示为用ZC23型冲击继电器构成的事故信号装置的电路图。当一次侧流入信号电流增加时，二次侧产生感应电势。冲击继电器一次侧并联的二极管V2与电容C用于抗干扰，