第三章--发电厂电气主接线

第三章第三章发电厂电气主接线发电厂电气主接线主讲人：徐明荣华北电力大学电力自动化技术研究所第一节第一节电气主接线的基本要求电气主接线的基本要求发电厂电气主接线发电厂电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的汇集和分配电能的电路，又称一次接线或电气主系统。电气主接线图用规定的设备文字和图形符号将发电机、变压器、母线、开关电器、测量电器、保护电器、输电线路等有关电气设备，按照工作顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的单线接线图，称电气主接线图。一、电气主接线定义二、电气主接线图中的代表符号二、电气主接线图中的代表符号三、对电气主接线的基本要求三、对电气主接线的基本要求1、可靠性；（1）衡量电气主接线可靠性的指标：a、断路器检修时是否影响供电；b、设备或线路故障或检修时，停电的范围、时间以及能否保证对重要用户的供电；c、是否存在发电厂全部停电的可能性。（2）选择电气主接线可靠性的因素：a、发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用；b、复合形状和类别；c、设备的制造水平；d、长期实践运行经验三、对电气主接线的基本要求三、对电气主接线的基本要求2、灵活性；a、操作方便性；b、调度灵活性；c、易于扩建3、经济性；a、一次投资省；b、占地面积少；c、电能损耗小四、电气主接线的设计步骤四、电气主接线的设计步骤z1、原始资料分析：包括工程情况、电力系统情况、负荷状况、环境条件以及设备供货情况；z2、主接线方案的拟定与选择；z3、短路电流计算和主要电器选择；z4、绘制电气主接线图z5、编制工程概算（1）主要设备器材费；（2）安装工程费；（3）其他费用第二节第二节电气主接线的基本形式电气主接线的基本形式z电气主接线的基本形式包括：有母线接线和无母线接线两大类。z有母线接线有：单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路接线、3/2台断路器接线、4/3台断路器接线和变压器母线组接线等形式；z无母线接线有：单元接线、桥形接线和角形接线等。一、电气主接线分类一、单母线接线一、单母线接线（1）电气设备：1）、QF：断路器；作用：接通和切断电路；特点：有专门的灭弧装置，可用于切断或闭合负荷电流以及切断故障电流；2）、QS1：母线侧隔离开关QS1：线路侧隔离开关作用：隔离电压特点：无专用灭弧装置，开合电流能力极低；3）、WB：母线，用于电能的汇集和分配一、单母线接线一、单母线接线倒闸操作：电气设备由一种状态转换到另一种状态或系统改变运行方式时，需要一系列倒闸操作才能完成。倒闸操作主要是指拉开或合上某些断路器和隔离开关、拉开或合上某些直流操作回路、切除或投入某些继电保护和自动装置、改变某些继电保护和自动装置的整定值、拆除或装设临时接线、检查设备的绝缘等。例：给出线WL1送电一、单母线接线一、单母线接线倒闸操作：1、给出线WL1送电操作：先合QS1，后合QS2，再合QF2、给出线WL1断电操作：先断QF，后断QS2，再断QS13、QF和QS的操作顺序：保证隔离开关“先通后断”或在等电位状态下运行。4、QS1和QS2的操作顺序：通电时先通母线侧隔离开关，后通线路侧隔离开关；断电时相反；5、防止误操作的措施：a、操作票制度；b、QF和QS之间加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。一、单母线接线一、单母线接线优点：a、接线简单、清晰、设备少、投资小、操作方便；b、便于扩建和使用成套配电装置；缺点：a、不够灵活可靠，任一元件（母线及母线侧隔离开关）检修时，所有回路必须全部停电；b、任一出线断路器检修时，该回路要停电；c、母线、母线侧隔离开关故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有回路必须全部停电；因而可靠性低。一、单母线接线一、单母线接线适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：1）6－10KV配电装置的出线回路数不超过5回2）35－63KV配电装置的出线回路数不超过3回3）110－220KV配电装置的出线回路数不超过两回二、单母线分段运行二、单母线分段运行（1）优点：a、母线发生故障时，分段断路器自动将故障段切除，仅故障母线段停电，保证正常段母线段不间断供电，缩小停电范围；b、对重要用户由两侧共同供电，提高供电可靠性；z（2）缺点：a、当一段母线故障或检修时，与该段所连的所有电源和出线均需断开单回供电用户要停电；b、任一出线断路器检修，该回路要停电。c、扩建时需向两个方面均衡扩建。二、单母线分段运行二、单母线分段运行z适用范围：1）6－10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时2）35－63KV配电装置的出线回路数4－8回3）110－220KV配电装置的出线回路数3－4回三、单母线分段带旁路运行三、单母线分段带旁路运行1）增设旁路母线的目的：出线断路器检修时用旁路断路器代替其供电，使得该出线不停电。2）适用范围：6~10kV接线一般不设旁路母线；35~66kV，可设不专设旁路断路器的旁路母线；110kV出线6回以上，220kV出线4回以上，宜用专设旁路断路器的旁路母线；出线断路器使用可靠性较高的SF6断路器时，可不设旁路母线。三、单母线分段带旁路运行三、单母线分段带旁路运行1QF检修，WL1不停电倒闸操作：a、投入1QFp的瞬时继电保护；b、合1QFp两边的隔离开关；c、合1QFp向旁路母线充电，检查旁路母线WBp有无故障；d、若旁路母线WBp良好，先将1QFp断开，退出1QFp的瞬时继电保护再投入定值与该线路继电保护装置的定值相同的保护，然后重新合入旁路断路器1QFp；e、合1QSp；f、拉开1QF；g、拉开1QS2及1QS1三、单母线分段带旁路运行三、单母线分段带旁路运行1QF检修后，恢复线路WL1送电的倒闸操作：1）投入1QF的继电保护；2）合1QS1及1QS2；3）合1QF3）拉开1QSp；4）拉开1QFp5）拉开1QFp两边的隔离开关三、单母线分段带旁路运行（分段断路器间作旁路断路器）三、单母线分段带旁路运行（分段断路器间作旁路断路器）初始运行情况：1）QFd、1QS、2QS和1QF、5QS、6QS在闭合状态；2）3QS、4QS、7QS及QSd在断开状态任务：检修1QF，线路不停电1QF6QS5QS7QS四、双母线接线四、双母线接线1、双母线接线的运行方式：1）一组工作、一组备用方式；2）双母线同时运行22、双母线接线的特点、双母线接线的特点z优点：z1）两条母线互为备用，一条母线检修时，另一条母线可以继续工作，不会中断对用户的供电；z2）任一母线侧隔离开关检修时，只影响本支路供电；z3）工作母线故障时，所有回路能迅速切换至备用母线而恢复供电；z3）可将个别回路单独接在备用母线上进行特殊工作或试验；因而可靠性高，运行方式灵活，便于扩建z缺点：z1）工作母线故障会造成所有回路短时停电；z2）出线断路器检修时，该回路要停电；z3）开关设备多，投资及占地面积大；z4）倒闸操作出现短时停电，倒闸操作过程复杂，易误操作；z5）一条母线检修，另一条单母线运行，可靠性降低。33、双母线接线的倒闸操作、双母线接线的倒闸操作11（倒母线）（倒母线）z倒母线：当双母线接线采用一组母线工作、一组母线备用的方式运行时，需检修工作母线，可将工作母线经倒闸操作转换为备用状态之后，进行母线停电检修工作，这个操作称为倒母线。将工作母线I转换为备用状态的基本操作：1）合母联断路器两侧隔离开关2）合母联断路器向备用母线充电，检验备用母线是否完好；3）切断母联断路器控制回路电源4）依次合入与II组母线连接的母线隔离开关（除母联断路器外）5）依次断开与I组母线连接的母线隔离开关（除母联断路器外）6）投入母联断路器控制回路电源，拉开母联断路器及两侧隔离开关33、双母线接线的倒闸操作、双母线接线的倒闸操作22（母线侧隔离开关检修）（母线侧隔离开关检修）zI组母线为工作母线、II组母线为备用母线时，需要检修电源1的母线隔离开关1QSI的基本操作：1）拉开断路器1QF1和隔离开关1QSI；2）按照倒母线的操作步骤将电源2和全部出线转移到II母线上工作；3）拉开母联断路器及两侧隔离开关1QF11QSII1QSI33、双母线接线的倒闸操作、双母线接线的倒闸操作33zI组母线为工作母线、II组母线为备用母线时，出线断路器1QF拒动，利用母联断路器切断该出线的基本操作：1）利用倒母线的操作步骤只将出线WL1转移到II母线上工作；2）这时出线WL1的工作电流由I母线经母联断路器及两侧隔离开关到1QS3、1QF及1QS2送出；3）拉开母联断路器及两侧隔离开关，可切断出线WL1。1QF11QSII1QSI44、双母线接线的适用范围：、双母线接线的适用范围：广泛应用于大、中型发电厂和变电所中。一般适用于引出线和电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的以下场合：1）短路容量大，出线带电抗器的6~10kV配电装置。2）35~66kV出线数目超过8回且连接电源较多、负荷较大的装置。3）110~220kV出线5回以上或者在系统中居重要位置，出线为4回及以上的装置。z针对双母线接线缺点的解决办法：1、在断路器和隔离开关之间装设闭锁装置，以避免隔离开关的误操作；2、双母线分段运行，以缩小母线故障的影响范围；3、双母线带旁路运行，增设旁路母线，解决断路器检修时的停电问题；4、双母线双断路器接线；55、双母线分段接线、双母线分段接线z1）双母线分段接线具有单母线分段和双母线的特点，具有较高的可靠性和灵活性，但是投资增多。z2）双母线分段接线广泛应用于大中型发电厂的发电机电压配电装置中；随着机组容量的增大和输电电压的增高，在220kV及330~500kV等级的主接线中，也有部分采用双母线分段接线形式。66、双母线带旁路接线、双母线带旁路接线z设置旁路母线的条件与前述相同。z1）35~66kV采用双母线接线时，不宜设旁路母线，有条件可以设旁路隔离开关；z2）330~500kV采用双母线接线时，必须设旁路母线。77、双母线带旁路接线（母联断路器兼作旁路断路器）、双母线带旁路接线（母联断路器兼作旁路断路器）88、双母线双断路器接线、双母线双断路器接线z优点：倒闸操作时只需操作断路器，不需要隔离开关的单独操作，避免了倒闸误操作的可能性；母线故障或母线切换过程中，用户无须停电，因而具有极高的可靠性和灵活性。z缺点：于增加了大量的开关设备（尤其是断路器），使投资急剧增加。z广泛应用于国外的超高压系统的主接线，国内极少采用。五、五、3/23/2台断路器接线台断路器接线z3/2台断路器接线又称一台半断路器接线，即每两回路分别经过两台断路器接至两组母线，两回路之间再设置一台联络断路器，形成一个“串”，两个回路共用三台断路器；z采用3/2台断路器接线（一台半断路器接线），正常运行时，所有断路器都接通，两条母线同时工作。优点：1）运行灵活可靠。任何一组母线故障时，只需自动断开与该母线相连的断路器，任何回路不会停电；2）操作方便。任何一组母线或任何一台断路器检修，不需切换任何回路，避免了利用隔离开关的大量倒闸操作，灵活方便；3）供电可靠性较高。甚至在一组母线检修，另一组母线故障的情况下，功率仍能继续输送；可以保证在对用户不停电的前提下，同时检修多台断路器；4）3/2台断路器接线须采用交叉配置的原则，电源线与出线配合成串；同时要求同名回路配置在不同串内，以避免联络断路器故障同时切除两个电源；另外还要求同名回路配置在不同侧的母线上。缺点：投资较大，继电保护复杂。适用范围：3/2台断路器接线广泛应用于大型发电厂和变电所的超高压配电装置中，一般进出线在6回及以上时宜采用这种接线。五、五、3/23/2台断路器接线的特点台断路器接线的特点六、六、台断路器接线台断路器接线z4/台断路器接线是由3/2接线演化而成，即每串有三回进出线，共用四台断路器。z4/台断路器接线（又称4/3台断路器接线）与3/2台断路器接线相比，可节省部分投资；但可靠性有所降低；布置也比较复杂；而且要求一个串中的三个回路的电源与负荷应当匹配，以提高供电的可靠性。311111七、变压器母线组接线七、变压