华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第3章-输变电系统

HUST_CEEE第三章输变电系统一、概述二、输变电设备三、电气一次接线（重点）四、配电装置五、保护接地（重点）六、高压直流输电（不作要求）HUST_CEEE输变电设备包括变换电压的设备：如变压器。接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统。第三章输变电系统§3-1概述HUST_CEEE输电线路开关电器高压断路器的基本参数额定开断电流INbr、全开断时间tab、合闸时间ton额定动稳定电流（峰值）ies、热稳定电流It、自动重合闸性能电流互感器运行特点：二次绕组不能开路——“电流源”二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线第三章输变电系统§3-2输变电设备ABCAK2K1L1L2ABCAAAABCAwhIaIcIbHUST_CEEE电压互感器运行特点：二次绕组不能短路——“电压源”接线方式：第三章输变电系统§3-2输变电设备20kV~3kV(c)35kV220kV~3kV110kV~(b)(a)(d)220kV~3kV(a)一台电压互感器接相电压(b)一台电压互感器接线电压(c)不完全星行接线(d)三台单相三绕组或三相五柱式电压互感器接线(e)电容式电压互感器接线rdF1LTVZ2lC1C2至通信设备CU1UC2U3U2(e)HUST_CEEE第三章输变电系统§3-3电气一次接线一、电力系统接线和输变电网络接线二、电气主接线的基本接线形式*三、发电厂及变电所的电气主接线举例HUST_CEEE华北南方东北西藏台湾西北华中华东晋东南火电陕北火电石家庄北京东豫北280420200150350晋东南徐州淮南徐州火电滁州300360雅龙江梯级170无锡南阳×300170300150290杭北芜湖330长沙荆州乐山重庆300300蒙西火电III450南京蒙西火电I晋东南火电蒙西上海西武汉恩施图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流750kV交流白银官亭拉西瓦兰州东宁东邵通安顺桂林龙门惠东三峡地下陕北330220邵通火电320西宁一、电力系统接线和输变电网络接线电力系统接线：地理接线图和电气接线图地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系HUST_CEEE华北南方东北西藏台湾西北华中华东晋东南火电陕北火电石家庄北京东豫北280420200150350晋东南徐州淮南徐州火电滁州300360雅龙江梯级170无锡南阳×300170300150290杭北芜湖330长沙荆州乐山重庆300300蒙西火电III450南京蒙西火电I晋东南火电蒙西上海西武汉恩施图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流750kV交流白银官亭拉西瓦兰州东宁东邵通安顺桂林龙门惠东三峡地下陕北330220邵通火电320西宁一、电力系统接线和输变电网络接线电力系统接线：地理接线图和电气接线图电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系HUST_CEEE华北南方东北西藏台湾西北华中华东晋东南火电陕北火电石家庄北京东豫北280420200150350晋东南徐州淮南徐州火电滁州300360雅龙江梯级170无锡南阳×300170300150290杭北芜湖330长沙荆州乐山重庆300300蒙西火电III450南京蒙西火电I晋东南火电蒙西上海西武汉恩施图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流750kV交流白银官亭拉西瓦兰州东宁东邵通安顺桂林龙门惠东三峡地下陕北330220邵通火电320西宁一、电力系统接线和输变电网络接线输变电网络接线——无备用和有备用无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一条线路获得电能，又称开式网络。有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。HUST_CEEE二、电气主接线的基本接线形式有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。几个基本概念：汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。进、出线：进线指电源，出线指线路。断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：第三章输变电系统§3-3电气一次接线QSQFQSHUST_CEEE1.单母线接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）特点简单、清晰、设备少。当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系数全部停电。断路器检修期间也必须停止该回路的供电。适用范围单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。WQFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQS～GQF1QS1～GQF2QS3QS2WL1QS4断路器与隔离开关的操作顺序：送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。HUST_CEEE2.单母线分段接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）特点减少母线故障或检修时的停电范围。断路器检修期间必须停止该回路的供电。母线分段的数目，通常以2～3分段为宜，分段太多增加了分段断路器。适用范围6~10kV配电装置出线6回及以上；35kV出线数为4~8回；110~220kV出线数为3~4回。QF1分段断路器～GWL1WL2WL3WL4～GHUST_CEEE3.单母线分段加装旁路母线接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）旁路母线的作用不停电检修进出线断路器。操作方式（检修QF4，且WL4不停电）如A、B段经QF1和QS1、QS2并列运行，则闭合QS5断开QF1断开QS1闭合QS3闭合QF1使W3带电（不要首先闭合QS8）。此时若W3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF1。若W3充电正常，操作可以继续进行：合上QS8断开QF4。这时WL4由母线BQS2QF1QS3W3QS8WL4供电。并由QF1替代断路器QF4。QF4检修前，应把QS6、QS7断开。适用范围中小型发电厂和35~110kV的变电所。～G～GWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS8W3QS5QF1QS1QS3QS2QS4（分段断路器QF1兼旁母断路器）HUST_CEEE4.双母线接线接线图具有两组母线W1，W2。每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF（简称母联）连接。第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）运行方式母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。优点检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。供电可靠，调度灵活，又便于扩建。QFQS2QS1W1W2电源1电源2HUST_CEEE第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）双母线接线的倒母线操作闭合母联两侧的隔离开关QS1，QS2，合QF向备用母线充电；若备用母线带电后一切正常，下一步则按“先通后断”的原则：先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关；然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关；待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。适用范围大中型发电厂和变电所。QFQS2QS1W1W2电源1电源2HUST_CEEE5.双母线分段接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）特点工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段，QF1，QF2为母联，QF3为分段断路器。正常工作时，II，III段工作，I段备用，在分段回路中可接入分段电抗器L，当任一分段故障时，L限制相邻段供给的短路电流。适用范围6~10kV配电装置中；220kV电压进出线回路数甚多时，也采用双母线四分段的接线。电源2ⅡIⅢ电源1QF1QF2QF3LHUST_CEEEQS4W36.双母线带旁路母线接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）母联兼作旁路断路器一组母线带旁路两组母线带旁路增设旁路跨条QF1W1W2QF4电源1电源2QF2QFW3W2W1HUST_CEEE7.一台半断路器接线接线图在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。第三章输变电系统§3-3电气一次接线（A.有汇流母线接线）特点具有较高的供电可靠性及运行灵活性。母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。隔离开关不作操作电器，减少了误操作的几率。使用设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。适用范围大型电厂和变电所的超高压配电装置。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS1HUST_CEEE1.单元接线及扩大单元接线接线图a.单元接线第三章输变电系统§3-3电气一次接线（B.无汇流母线接线）B.扩大单元接线T～GLT～G～GT～GTT～G～GT～G～GHUST_CEEE2.桥形接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（B.无汇流母线接线）内桥与外桥接线的比较LT1QF1LT2QF2QF3QS2QS1内桥LQF1T1QF3QS2QS1外桥LQF2T2穿越功率适用范围HUST_CEEE3.角形接线接线图第三章输变电系统§3-3电气一次接线（B.无汇流母线接线）HUST_CEEE第三章输变电系统§3-3电气一次接线三、发电厂及变电所的电气主接线举例发电厂主接线区域性电厂：指坑口电厂和远离城市的大型水火电厂。这类电厂一般规模较大，设备年利用小时数高，生产的电能主要以升高电压送入电力系统，通常不设发电机电压母线。HUST_CEEE地方性电厂：主要是热电厂和中小型电厂。大量电能以发电机电压馈送给地方用户，剩余功率以升高电压送入系统，设发电机电压母线。第三章输变电系统§3-3电气一次接线HUST_CEEE第三章输变电系统§3-3电气一次接线变电所主接线HUST_CEEE第三章输变电系统§3-4配电装置一、概述*二、配电装置的安全净距*三、屋内配电装置四、屋外配电装置五、成套配电装置HUST_CEEE第三章输变电系统§3