第五章电气主接线XXXXB

Thursday,August08,20191第五章电气主接线教学要求1、概述2、电气主接线的基本接线形式3、各类发电厂电气主接线的特点4、发电厂主变压器的选择5、限制短路电流的方法6、电气主接线设计复习与思考Thursday,August08,20192教学要求：掌握电气主接线的基本形式、接线特点及应用了解发电厂变电站电气主接线的设计步骤；掌握电气主接线设计中的主变压器的选择和方案的经济技术比较。重点：常用主接线的接线特点及适用范围难点：倒闸操作和技术经济比较确定最优方案返回Thursday,August08,20193第一节概述一、电气主接线的基本概念1、电气一次回路在水电站中，由各种一次电气设备及其连接所组成的输送和分配电能的电路。2、电气主接线及电气主接线图电气主接线：在发电厂和变电所中，各高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能生产、汇集和分配的电气主回路。电气主接线图：电气一次回路中，电气设备根据它们的作用，按照连接顺序，用规定的文字和符号绘成的图形。电气主接线图电气主接线方式就表现在本图中的控制屏上，以及计算机上显示。返回下一页Thursday,August08,20194Thursday,August08,20195图5-1返回Thursday,August08,20196表5-1主要设备的图形符号和文字符号表返回Thursday,August08,20197Thursday,August08,20198二、对电气主接线的基本要求1、保证必要的供电可靠性和电能的质量要求供电可靠性为99.80%2、具有一定的运行灵活性应该满足调度、检修、扩建等灵活性要求。3、技术上先进，经济上合理节省投资、降低电能损耗、减少占地4、操作应尽可能简单、方便；5、应具有扩建的可能性上一页返回Thursday,August08,20199第二节电气主接线的基本接线形式1、概述2、单母线接线3、单母线分段接线4、单母线分段加装旁路母线接线5、双母线接线6、双母线分段接线7、双母线带旁路母线接线8、一台半断路器接线9、单元接线及扩大单元接线10、桥形接线和角形接线返回Thursday,August08,201910一、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。电气主接线的基本接线形式：1、单母线：只有一条汇流母线2、双母线：有两条汇流母线3、无母线：无汇流母线§5-2-1概述返回下一页二、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。三、无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。Thursday,August08,201911四、断路器与隔离开关的操作1、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。2、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。待线路对方停电后，再合上接地刀闸。为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间，加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙等闭锁装置。五、倒闸操作的基本概念1、电气设备的状态电气设备有运行、热备用、冷备用和检修四种不同的状态。1）运行状态：是指断路器及隔离开关都在合闸位置，电路处于接通状态。返回下一页Thursday,August08,201912五、倒闸操作的基本概念2）热备用状态：是指断路器在断开位置，而隔离开关仍在合闸位置，其特点是断路器一经操作即可接通电源。3）冷备用状态：是指设备的断路器及隔离开关均在断开位置。其显著特点是该设备(如断路器)与其它带电部分之间有明显的断开点。4）检修状态：是指设备的断路器和隔离开关均已断开，并采取了必要的安全措施。电气设备检修根据工作性质可分为断路器检修和线路检修等。2、倒闸操作的概念返回上一页将电气设备由一种状态转变到另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作被称为倒闸操作。所谓改变电气设备的状态，就是拉开或合上某些断路器和隔离开关，包括断开或投入相应的直流回路；改变继电保护和自动装置的定值或运行状态；拆除或安装临时接地线等。Thursday,August08,201913§5-2-2单母线接线接线图2、工作特点：简单、清晰、设备少。可靠性不高，灵活性差。当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系统全部停电。断路器检修期间也必须停止该回路的供电。送电操作：先合母线侧隔离开关，再合线路侧隔离开关，最后合断路器。停电操作：先断断路器，再断线路侧隔离开关，最后断母线侧隔离开关1、结构特点返回下一页Thursday,August08,2019143、适用范围小型骨干水电站４台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；６～10kV出线（含联络线）回路≯５回；35kV出线（含联络线）回路≯３回；110kV出线（含联络线）回路≯２回。练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图返回Thursday,August08,201915§5-2-3单母线分段接线接线图2、工作特点：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。3、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。1、结构特点返回Thursday,August08,201916§5-2-4单母线分段加装旁路母线接线接线图（分段断路器QF1兼旁母断路器）1、旁路母线的作用不停电检修进出线断路器。2、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。3、适用范围:中小型发电厂和35~110kV的变电所。返回Thursday,August08,201917§5-2-5双母线接线1、接线图与结构特点：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。QFQS2QS1W1W2电源1电源22、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。3、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。返回下一页Thursday,August08,2019184、双母线接线的倒母线操作（倒闸操作）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，下一步则先接通回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开回路接于工作母线上的隔离开关，这就是所谓的“先通后断”的原则；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。QFQS2QS1W1W2电源1电源2§5-2-5双母线接线5、适用范围大中型发电厂和变电所。返回Thursday,August08,201919§5-2-6双母线分段接线1、接线图特点2、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。电源2ⅡIⅢ电源1QF1QF2QF3L返回3、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。Thursday,August08,201920§5-2-7双母线带旁路母线接线接线图返回Thursday,August08,201921§5-2-8一台半断路器接线1、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。2、结构特点：3、适用范围：大型电厂和变电所的超高压配电装置返回下页Thursday,August08,2019224、工作特点：具有更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。§5-2-8一台半断路器接线返回Thursday,August08,201923§5-2-9单元接线1、单元接线接线图：如图所示单元接线的优点：接线简单清晰，不设发电机电压母线，发电机或主变压器低压侧故障时短路电流减小,电气设备减少,投资减少,操作简便,继电保护简化。返回下一页单元接线的缺点：对于发电机--变压器单元接线，当一组单元中某个元件故障或检修时，整个单元将停止运行。对于发电机--三绕组（或自耦）变压器单元接线，一个电压级断路器外侧发生故障时，另外两侧还可维持运行。Thursday,August08,201924§5-2-9扩大单元接线2、扩大单元接线图：如图所示扩大单元接线与单元接线相比，其优点有：(1)减少了主变压器和主变高压侧的断路器的数量，减少了高压侧连线回路数，从而简化了高压侧接线，节省了投资和场地。(2)任一机组停机都不影响自用电的供给。其缺点有：当变压器发生故障或检修时，该扩大单元的所有发电机的电能都不能送出，同时，这种扩大单元接线中扩大单元的容量受到限制。扩大单元接线在我国许多大中型水电站中获得了广泛的应用。联合扩大单元接线的原理与扩大单元接线基本相同，其特点是可以节省母线。返回上一页Thursday,August08,201925§5-2-10桥形接线4、内桥与外桥接线的比较及适用范围1）内桥：输电线路较长，故障机会较多，而变压器又不需要经常切换时采用。2）外桥：线路较短，变压器经常切换或高压侧有“穿越功率”时采用。1、桥形接线可分为：内桥与外桥接线，如图所示2、桥形接线的结构特点：返回下一页3、桥形接线的工作特点：1）优点：高压电器少，布置简单，造价底，容易扩展为单母线或双母线接线。2）缺点：可靠性不太高，切换操作比较麻烦。Thursday,August08,201926§5-2-10角形接线1、角形接线：如图所示2、角形接线的结构特点返回上一页3、角形接线的工作特点1）优点：使用断路器的数目少，经济性较好；每一回路由两台断路器供电，可靠性和灵活性高；隔离开关只用于检修，不作操作电器，误操作可能性小。2）缺点：开环运行与闭环运行时工作电流相差很大，继电保护整定和控制比较复杂。4、适用范围：3~5回的110kV及以上的配电装置中，角形接线一般不超过六角。Thursday,August08,201927第三节各类发电厂电气主接线的特点一、火力发电厂电气主接线的特点（略讲）二、水力发电厂的电气主接线1、水力发电厂电气主接线的特点2、大型水力发电厂电气主接线3、中型水力发电厂电气主接线返回Thursday,August08,2019281、水力发电厂电气主接线的特点1）水力发电厂一般建在远离负荷中心，因此多采用单元接线和扩大单元接线。2）水力发电厂电气主接线应力求简单。3）不考虑扩建的问题4）接线应具有较好的灵活性5）接线应尽可能避免以隔离开关作为操作电器返回Thursday,August08,2019292、大型水力发电厂电气主接线参见P130，图5-17为两个大型水力发电厂电气主接线：(a)为某大型水力发电厂电气主接线，（b）为大江电厂主接线图返回下一页Thursday,August08,2019303、中型水力发电厂电气主接线返回Thursday,August08,201931返回上一页Thursday,August08,20193