第 5 章 电气主接线

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第 5 章 电气主接线. 第 5 章 电气主接线. 教学要求 : 熟悉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: 技术经济比较确定最优方案. 第 5 章 电气主接线. 目录 §5-1 概述 §5-2 电气主接线的基本形式 §5-3 主变压器的选择 §5-4 电气主接线方案的技术经济比较计算 §5-5 电气主接线方案的实例分析 §5-6 互感器的配置与主接线全图. §5-1 概述. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第 5 章  电气主接线

第 5 章 电气主接线

Page 2: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 2

教学要求:

熟悉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:技术经济比较确定最优方案

第 5 章 电气主接线

Page 3: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 3

目录

§5-1 概述

§5-2 电气主接线的基本形式

§5-3 主变压器的选择

§5-4 电气主接线方案的技术经济比较计算

§5-5 电气主接线方案的实例分析

§5-6 互感器的配置与主接线全图

第 5 章 电气主接线

Page 4: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 4

5.1.1 主接线的定义 1 、电气主接线(主电路):指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接起来,表示生产、汇聚和分配电能的电路。 2 、电气主接线图:指电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图。图5-1

5.1.2 主接线的作用: 1 、可以了解各种电气设备的规范、数量、联接方式和作用, 以及和各电力回路的相互关系和运行条件等。 2 、主接线的选择正确与否,对电气设备选择、配电装置布置、运行可靠性和经济性等都有重大的影响。5.1.3 标准的图形符号和文字符号 表5-1

§5-1 概述

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泸州职业技术学院 电气一次 5

图 5-1

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泸州职业技术学院 电气一次 6

表 5-1 主要设备的图形符号和文字符号表

Page 7: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 7

5.1.4 不同形式的主接线图

1 、主接线全图:全面画出电路中的所有一次设备。

2 、主接线简图:酌情省略互感器等设备的主接线。

3 、主接线模拟图:是主接线的模型,着重表示运行中各电力元件的运行状态。

特点:准确反映设备的现场情况; 可以做操作前的模拟演示; 主接线电压等级线路用不同颜色表示; 在设备旁标注本站统一的运行编号。

§5-1 概述

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泸州职业技术学院 电气一次 8

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泸州职业技术学院 电气一次 9

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泸州职业技术学院 电气一次 13

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泸州职业技术学院 电气一次 14

5.1.5 电气主接线图的绘制特点

1 、单线图:局部的 TA才用三相表示;中性线(或接地线)用虚线表示。

2 、所有的电气设备用规定的标准图形文字符号表示法,按正常状态画出

3 、标示设备的型号和主要技术参数

图 5-1

§5-1 概述

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泸州职业技术学院 电气一次 15

5.1.6 对电气主接线图的基本要求

1 、保证供电可靠性和电能质量

2 、应力求接线简单,运行灵活和操作方便

3 、保证运行、维护和检修的安全和方便

4 、应尽量降低投资,节约运行费用

5 、满足扩建的要求,实现分期过渡

6 、设备先进、经济合理

§5-1 概述

Page 16: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 16

普通规律:特殊情况下,各台 G都有停机的可能,←各台 G之间互为备用;

供电线路应做到连续供电←每回线应能从任一台 G获得电源;

正常运行的,任一主要设备的投退不影响其它设备← QF;

检修设备时,应隔离电源← QS。

§5-2 电气主接线的基本形式

无母线类有母线类

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泸州职业技术学院 电气一次 17

发电厂、变电站主要任务:

提供电能,电压变换→系统或负荷

主接线的基本环节:

电源→中间环节(母线)→引出线

母线的作用:

汇聚和分配电能(有利于电能的交换)

5.2.1 单母线接线

有母线类

只有一条母线,且每一支路均有 QF

三个及以上的主接线单元通过一组汇流母线相互并联。

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泸州职业技术学院 电气一次 18

( 1)接线形式:图 5-3

图 5-3

整个配电装置只有一组母线,所有电源和引出线均接在母线上,每条引出线都设置断路器 QF和隔离开关 QS。

1 、 不分段的单母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 19

( 2)运行分析: 断路器 QF的作用:便于投入和切除任意一条进出线。 隔离开关 QS作用:检修断路器 QF时保证它与带电部分可靠隔

若没有母线 QSB ,检修断路器 QF时,母线要停电

QF 和 QS 的操作顺序:“先通后断”原则

图5-3

停电操作:先断断路器 QF ,再断线路侧隔离开关 QSL ,最后断母线侧隔离开关 QSB

送电操作:先合母线侧隔离开关 QSB ,再合线路侧隔离开关 QSL ,最后合断路器 QF

1 、 不分段的单母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 20

( 3)特点: 优点:简单、经济。 ①接线简单(设备少)、清晰、明了; ②布置、安装简单,配电装置建造费用低; ③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁 ,操作

安全、方便,母线故障的几率低; ④易扩建和采用成套式配电装置。 ⑤有利用电源互为备用及负荷间的合理分配;正常投

切与故障投切互不干扰,灵活方便。 缺点:不够灵活可靠。 ①主母线、母隔故障或检修,全厂停电; ②任一回路断路器检修,该回路停电。

图5-3

1 、 不分段的单母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 21

(4)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。

图5-3

练习:试画出三个电源,三回出线的单母线不分段接线图

1 、 不分段的单母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 22

( 1)接线形式:图 5-4

图 5-4

把单母线分成二段或三段,在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线 。

分段断路器

分段隔离开关

2 、 分段的单母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 23

母线并联运行: QF闭合运行

正常运行时:相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电,则电源 2通过QFd闭合向Ⅰ段母线供电,不影响对负荷的供电,可靠性高。

若Ⅰ段母线故障时,继电保护装置使 QFd自动跳开,Ⅰ段母线被切除;Ⅱ段母线继续供电 。 图5-4

母线分裂运行: QF断开运行

正常运行时,相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电,Ⅰ段母线失压时,可由自动重合闸装置自动合上QFd,Ⅰ段母线恢复供电。

若Ⅰ段母线故障时,不影响Ⅱ段,Ⅱ段母线继续供电 。

( 2)运行方式

2 、 分段的单母线接线

Page 24: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 24

分段开关采用隔离开关的分析:

母线并联运行:Ⅰ段母线故障→全所停电→找出故障断

开分段 QSd→恢复Ⅱ段母线供电

母线分裂运行:Ⅰ段母线失电→查出原因→切除Ⅰ段母

线上所有进出线→合上分段隔离开关 QSd→Ⅰ段母线恢复供

图5-4

( 2)运行方式

2 、 分段的单母线接线

Page 25: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 25图5-4

( 3)特点

缺点:当一段母线及母线隔离开关故障或检修时,该母线上的所有回路都要在检修期停电;任一回路断路器检修,该回路停电。

优点:具有不分段单母线简单,清晰,经济,方便等优点;缩小了母线故障和母线检修时的停电范围(停一半);提高了供电可靠性,灵活性。

2 、 分段的单母线接线

Page 26: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 26图5-4

( 4)适用:

单母线不分段接线不满足时采用。6~ 10KV配电装置出线回路数在 6回及以上;35~ 60KV配电装置出线回路数在 4~ 8回;110 ~ 220KV配电装置出线回路数在 4回。

2 、 分段的单母线接线

Page 27: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 27

( 1)接线形式:图 5-5

图 5-5

旁路母线 WBa是

通过旁路断路器 QFa与主母线 WB 相连,通过旁路隔离开关 QS

a与每一出线相连。

旁路隔离开关 QSa倒

闸操作用。

旁路断路器

旁路隔离开关

主母线

旁路母线

3 、 单母线带旁路母线接线

Page 28: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 28

正常运行时 : 旁路断路

器 QFa 和旁路隔离开关 QSa均在断开位置,旁路母线 WBa不带电。但 QF

a 两侧的隔离开关处于合闸位置。

( 2)运行方式

旁路断路器

旁路母线

旁路隔离开关

主母线

3 、 单母线带旁路母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 29图5-5

当检修出线断路器 1QF 时: QSa按等电位原则→先并后切 ①先合旁路断路器 QFa向旁路母线 WBa充电,检查旁路母线WBa是否完好,使 WBa带电 ; ②再合该回路旁路隔离开关 1QSa,实现旁路与正常工作回路并联运行 ; ③再断开该回路出线断路器 1QF; ④最后分别断开 1QF两侧隔离开关 1QSL和 1QSB 。使 1QF 退出运行,即可对 1QF 进行检修。此时,线路 1仍然保持供电。 主母线 WB→旁路断路器 QFa→旁路母线 WBa→旁路隔离开关 1QSa→对线路 1供电

( 2)运行方式

这是利用旁路断路器 QFa替代 1QF 来完成通断电路及保护作用

3 、 单母线带旁路母线接线

Page 30: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 30图5-5

( 3)特点

同一电压等级,各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线。把每一回线与旁路母线相连。优点:每一进出线回路的断路器检修,这一回路可不停电缺点:设备多,操作复杂。

(4)适用

35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用,回路多采用专用旁母,否则采用简易接线。

3 、 单母线带旁路母线接线

Page 31: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 31

( 1)接线形式:图 5-6

图 5-6

单母线分段的目的:减少母线故障的停电范围旁路母线的作用:使任意一台出线 QF故障或检修时,该回路不停电。

旁路母线 旁路断

路器

分段断路器

4 、 单母线分段带旁路母线接线

Page 32: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 32

分两种: 采用专用旁路断路器 QFa 利用 QFd兼作 QFa( 2)运行方式

( 3)特点

( 4)适用 6~ 10kv出线较多而且对重要负荷供电的装置; 35kv及以上有重要联络线路或较多重要用户。

对单母线的评价 : 工作母线或母线

隔离开关在故障或检修时要停电。

4 、 单母线分段带旁路母线接线

Page 33: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 33

5.2.2 双母线接线

1 、不分段的双母线接线

( 1)接线方式:图 5-7

解决了工作母线在故障或检修时要停电的问题。

图 5-7

母联断路器

母联隔离开关

Page 34: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 34

( 2)运行方式:分两种

① 一组母线工作,一组母线备用的运行方式。

正常运行时,每条进出线的两组母线隔离开关,只能合上其中一组,另一组必须断开,否则变成单母线。

② 两组母线同时工作的运行方式。都是工作母线,并通过 QF

j并联。

图5-7

1 、 不分段的双母线接线

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泸州职业技术学院 电气一次 35

( 3)双母线接线特点 :优点:① 可以轮流检修母线而不影响正常供电 ;

设Ⅰ段母线工作,Ⅱ段母线备用。检修Ⅰ段母线的倒闸操作:

A 、依次合上母联隔离开关 QSjⅠ和 QSjⅡ ;

B 、再合上母联断路器 QFj,向备用母线充电,检查备用母线是否完好;

C、再断开母联断路器 QFj控制回路电源,以防止 QFj在以下操作中误跳开;

D、再依次合上所有Ⅱ段母线侧隔离开关;

E、再依次断开Ⅰ段母线侧的母线隔离开关;

F 、再投入母联断路器 QFj控制回路电源;

G 、再断开母联断路器 QFj;

H、再依次断开母联隔离开关 QSjⅠ和 QSjⅡ

此时,Ⅱ段母线转换为工作母线, Ⅰ段母线转换为备用母线。图5-7

1 、 不分段的双母线接线

Page 36: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 36

②检修任一回路的母线隔离开关时,只影响该回路供电;

③ 工作母线故障后,所有回路短时停电并能迅速回复供电;

④检修任一断路器时,可以利用母联断路器替代引出线 QF工作;

⑤ 便于扩建。

图5-7

缺点:

①设备较多,配电装置复杂,经济性较差;

②运行中需要用 QS作为操作电器切换电路,容易发生误操作;

③当Ⅰ段母线故障时,在切换母线过程中,仍要短时地切除较多的电源及出线。

1 、 不分段的双母线接线

Page 37: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 37

( 4)适用:

35 ~ 60KV 配电装置当出线回路数超过 8 回;

110 ~ 220KV 配电装置当出线回路数为 5 回及以上。

2 、双母线分段接线:图 5-8

减少母线故障的停电范围

3 、双母线带旁路母线接线:图 5-9

解决了工作母线和出线断路器在故障或检修时要停电的问题

图5-7

1 、 不分段的双母线接线

Page 38: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 38

1 、接线方式:图 5-10

有两组母线,每一回路经一台断路器接至一组母线,两个回路间有一台断路器联络,组成一个“串”电路,每回进出线都与两台断路器相连,而同一“串”支路的两条进出线共用三台断路器。

图 5-10

解决了隔离开关繁琐的倒闸操作

5.2.3 一台半断路器接线

Page 39: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 39

2 、运行方式:

正常运行时,两组母线同时工作,所有断路器均闭合。

3、接线特点:

( 1)运行灵活可靠:正常运行时成环形供电,任意一组母线发生 短路故障,均不影响各回路供电。

( 2)操作方便:隔离开关只起隔离电压作用,避免用隔离开关进 行倒闸操作。任意一台断路器或母线检修,只需 拉开对应的断路器及隔离开关,各回路仍可继续 运行。

( 3)二次接线和继电保护比较复杂,投资较大。图5-10

5.2.3 一台半断路器接线

Page 40: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 40

4 、注意:

为提高运行可靠性,防止同名回路(两个变压器或两回供电线路)同时停电,一般采用交替布置的原则。重要的同名回路交替接入不同侧母线;同名回路接到不同串上;把电源与引出线接到同一串上。

图5-10

一台半断路器接线不是双母线接线。

5.2.3 一台半断路器接线

Page 41: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 41

适用于仅有两台变压器和两条出线的装置中。

内桥接线

1 、接线方式:图 5-11

连接桥断路器接在靠近变压器侧的接线方式。

图 5-11

5.2.4 桥形接线 —内桥接线无母线类

Page 42: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 42

2 、运行方式:

图5-11

b、变压器 1T 故障或检修:

先断开 1QF 和 3QF ,再断开 QS1 , 1T 退出

运行。如果线路 L1 仍需恢复供电,再合 1QF 和 3

QF 。

a、线路 L1 故障或检修:

只需先断开 1QF ,再断开 1QSL 和 1QSB ,其余三

回路可以继续工作,不影响供电。

2QF

L2

2QSL 2QSB

2T

2QF QS2 2T

L2 2QF

5.2.4 桥形接线 —内桥接线

Page 43: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 43

3 、特点:优点:

①接线简单、经济(断路器最少);

②布置简单占地小,可发展为单母线分段接线 ;

③线路投、切灵活,不影响其它电路的工作。缺点 :

①变压器投切操作复杂,故障检修影响其它回路

②桥断路器故障检修全厂分列为两部分;

③出线断路器故障检修该回路停电。

图5-11

4 、适用范围 双线双变的水电站、变电所 35~ 220kV 侧: 线路较长,故障几率较多,而主变年负荷利用小时数高(不经常切换)且无功率穿越的场合。

5.2.4 桥形接线 —内桥接线

Page 44: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 44

外桥接线

1 、接线方式:图 5-12

连接桥断路器接在靠近线路侧的接线方式。

图 5-12

5.2.4 桥形接线 —外桥接线

Page 45: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 45

2 、运行方式:

图5-12

b、变压器 1T 故障或检修:

只需先断开 1QF ,再断开 1QS ,其余三回路可

以继续工作,不影响供电。

a、线路 L1 故障或检修:

先断开 1QF 和 3QF ,再断开 QS1 , L1 退出运

行。如果变压器 1T 仍需恢复供电,再合 1QF 和 3QF 。

2QF

L2

QS2 L2

2T 2QF

2QS

2T

2QF

5.2.4 桥形接线 —外桥接线

Page 46: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 46

3 、特点:优点:

①接线简单、经济(断路器最少);

②布置简单占地小,可发展为单母线分段接线 ;

③变压器投、切灵活,不影响其它电路的工作。缺点 :

①线路投切操作复杂,故障检修影响其它回路;

②桥断路器故障检修全厂分列为两部分;

③变压器断路器故障检修该变压器停电。

图5-12

4 、适用范围 双线双变的水电站、变电所 35~ 220kV 侧: 主变年负荷利用小时数低(经常切换),而线路较短、故障几率少或有功率穿越的场合。

5.2.4 桥形接线 —外桥接线

Page 47: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 47

1 、发电机 -变压器单元接线( 1)接线形式:图 5-13a、发电机 -双绕组变压器单元: G与 T之间不装 QF,可装 QSG ;b、发电机 -三绕组变压器单元: G与 T之间可装 QSG ,有时可装3QF c、发电机 -自耦变压器单元: G与 T之间可装 QSG ,有时可装 3QF

图5-13

元件的作用: QSG :使调试发电机比较方便 1QF , 2QF :控制电路的通断和保护作用 QS :保证维修工作人员人生安全(先通后断) 3QF :使发电机停机时,主变压器仍能正常工作

5.2.5 单元接线

Page 48: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 48

1 、发电机 - 变压器单元接线

图 5-13

Page 49: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 49

( 2)特点:优点

①接线简化,使用的电器最少,操作简便,降低故障的可能性,提高了工作的可靠性; ②配电装置简单,投资少,占地小; ③发电机出口短路电流小; ④继电保护简单。

缺点 : 任一元件故障或检修全停,检修时灵活性差

图5-13

( 3)适用范围①台数不多的大( b接线除外)中型不带近区负荷的区域发电厂②分期投产或装机容量不等的无机端负荷的小型水电站。

1 、发电机 - 变压器单元接线

Page 50: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 50

( 1)接线形式:图 5-14

采用两台或三台发电机与一台变压器相联组成的单元 ;每台发电机回路都装有 QF和 QS 。

图 5-14

元件的作用

1QF 、 2QF 的作用:控制发电机组投入或退出运行。当任一台发电机需要停机运行或退出时,可操作相应的 QF,而不影响另一台发电机和变压器的运行。

1QS 、 2QS 的作用:保证停电检修的安全。

2 、发电机 - 变压器扩大单元接线

Page 51: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 51图5-14

( 2)特点优点:

a、减少主变和主变侧 QF 的数量,以及节省高压配电装置占地面积,经济性较好;

b、任一台机组停机都不影响厂用电的供电(可靠性好)。缺点:

a、当主变故障或检修时,两台机组均需停电;

b、检修一台发电机时,变压器轻载运行,损耗大,经济性差

( 4)适用

机组容量不大的中小型水电站。

2 、发电机 - 变压器扩大单元接线

Page 52: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 52

( 1)接线形式:图 5-15

a、发电厂内不装 2QF b、发电厂内装 2QF

图 5-15

3 、发电机 - 变压器 - 线路单元接线

Page 53: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 53图 5-15

( 2)特点在发电厂内不装 2QF : 优点:所需设备少,造价低

缺点:操作较麻烦( G、 T、L检修时需断开 1QF )

在发电厂内装 2QF : 优点:操作方便

缺点:造价高,( G、 T投入或退出,可操作 2QF )

2QF 的两种常用接法:

2QF 装在变压器高压侧(常用)

2QF 装在变压器低压侧: 2QF必需采用低压大电流设备,价格贵,适用于小容量水电站。

1QF :正常运行时,通断电路 故障时,元件中任一元件( G、 T、 L)故障时,使 1QF 断开,并作用于发电机自动灭磁装置,使发电机停止运行。

3 、发电机 - 变压器 - 线路单元接线

Page 54: 第 5 章  电气主接线

泸州职业技术学院 电气一次 54图 5-15

( 3)适用: 由于简单经济但某一元件故障全停。只适用于停止该单元后,并不影响系统正常供电的小水电。

3 、发电机 - 变压器 - 线路单元接线

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泸州职业技术学院 电气一次 55

( 1)接线形式:图 5-16 指单回路,单变压器供电,高压侧没有母线的接线 。a、发电厂内不装 2QF b、发电厂内装 2QF

图 5-16( 2)适用于 6~ 10KV 终端变电所

4 、变压器 - 线路单元接线

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1 、接线形式

将断路器接成闭合的多角形,断路器布置在多角形的各边上,电源和引出线均从角上引出,且不装断路器。相当于把单母线用断路器按电源和引出线的数目分段,然后再连接成闭合的环形;每一回出线占有两台断路器,而平均每一回有一台断路器。

2 、特点

断路器总数等于进出线总数。每一回路都与二台断路器相连。可靠性和灵活性较高,操作简便且易实现自动化,但开环运行时可靠性降低,设备选择难,保护复杂,不便于扩建。

3 、适用范围

大中型水力发电厂发展可能性很小的 110kV及以上母线的接线。

5.2.6 多角形接线

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普通规律:主变压器:在发电厂中向电力系统输送功率的变压器;

在变电所中向用户输送功率的变压器。

联络变压器:用于两种电压等级之间交换功率的变压器。

自由变压器:向厂用电系统供电的厂用变压器。

§5-3 主变压器的选择

为什么要进行主变压器的选择? 主变是主接线的核心环节。主变容量选择太大或台数太多,会造成投资浪费,增加系统运行费用;容量太小或台数太少,又无法满足负荷的供电需求,同时也会使发电机的发电能力得不到充分利用。 主变压器的选择包括主变压器容量、台数的确定和型式的选择。

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依据:主变台数与电压等级、接线形式、传输容量和与系统的联系有很大关系。一般为 1 ~ 4 台。

发电厂主变

与系统有强联系的大、中型发电厂,主变不少于两台;

与系统有弱联系的中、小型发电厂,主变可只装一台。

变电所主变

简易接线变电所只装设 1台~ 2 台变压器;

大型枢纽变电所(尤其是特高压变电所),在同一电压等级下主变台数不应少于 2台;

330-500kv的大型变电所推荐采用 4台自耦变压器。

5.3.1 主变压器台数的选择

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依据:水电站主变容量应满足丰水满发季节通过最大输出功率的需要,避免出现功率输出的“瓶颈效应”。同时水电站的主变不考虑事故备用容量。

5.3.2 主变压器容量的选择

1 、 G-T 单元接线: STj=SGe

2 、扩大单元接线: STj=∑SGe

3 、单母线上一台主变的接线: STj=∑SGe-S 近 .min

4 、单母线上两台主变并列运行的接线 : 油浸式: STj=70%(∑ SGe-S 近 .min)

干式: STj=∑SGe-S 近 .min

5 、单母线上两台主变分列运行的接线 :一台接负荷: ST1.e=S 负 .max

另一台与电网相连: STj=∑SGe-S 近 .min-ST1.e

6 、梯级电站: STj=∑SGe+S 外 .max

两台主变尽量采用同型号,同容量甚至相同厂家的同一批产品

选择标准值原则: STe≥STj

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1 、相数:单相、三相2、绝缘:油浸式、干式3、绕组数:双绕组(只有一个升高电压等级) 三绕组 自耦变压器 4 、连接组别: Y, d11 (小接地系统) Yn, d11 (大接地系统)5、调压方式:调节发电机出口电压、投切调相机、补偿电容

和改变变压器变比 6、冷却方式:自然风冷却 、强迫空气冷却 、强迫油循环水冷却 、强迫油循环风冷却 、强迫油循环向冷却 、水内冷变压器

5.3.3 主变压器型式的选择

有两个升高电压等级

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5.3.3 主变压器型式的选择

有两个升高电压等级:

优先选用三相油浸式三绕组变压器;

再考虑选用两个双绕组变压器。

只有一个升高电压等级:

优先选用三相油浸式双绕组变压器;

接线组别有 Y, d11 或 YN, d11 。

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泸州职业技术学院 电气一次 62

设计原则:1、待设计的发电厂、变电所的地理位置及其在系统中的地位和

作用;2、待设计的发电厂、变电所与系统的连接方式和推荐的主接线3、待设计的发电厂、变电所的出线回路数、用途及运行方式、传输容量;

4、发电厂、变电所母线的电压等级,自耦变压器各侧的额定电压及调压范围;

5、装设各种无功补偿装置的必要性、型式、数量和接线;6、高压、中压及低压各侧和系统短路电流及容量,以及限制短

路电流的措施;7、变压器的中性点接地方式;8、本地区及本电厂或变电所负荷增长的过程。

§5-4 电气主接线方案的技术经济比较计算

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泸州职业技术学院 电气一次 63

1 、搜集、整理、分析原始资料,初步拟定几个技术可行方案2、分别拟定高、低压侧的基本接线形式3、选择主变。包括台数、运行方式、容量、型式、参数4、选择自用电或近区用电。包括接入点、电压等级、供电方

式5、经过技术比较,选出 2~ 3 个较优方案6、通过经济比较计算确定最优方案(包括设备的配置)7、初选导线截面8、短路电流计算9、设备的配置和选择和校验计算10、绘制主接线图

5.4.1 电气主接线设计步骤

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泸州职业技术学院 电气一次 64

计算不同的

1、计算工程综合投资 Z

其中:

Z0—主体设备费用,包括变压器、开关设备、配电装置等设备的费用(元)

a—不明显的附加费用比例系数,包括设备运输、安装、架构、基础及辅助设备的费用,一般 35KV取 100;110KV取 90; 220KV取 70

5.4.2 主接线方案的经济比较计算

)100

1(0

aZZ

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泸州职业技术学院 电气一次 65

U=UZ+U△A

( 1)年折旧维护检修费 UZ UZ=CZ

式中: C—折旧维护检修率。主变及配电装置取 8% ~ 10%;水泥杆线路取 5%;铁塔线路取 4%

( 2)年电能损耗费 U△A

U△A =α△A 式中: α—电能电价,可按当地实际电价计算(元 /kw.h)

△A—年电能损耗( KW.h)

2 、计算年运行费用 U

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泸州职业技术学院 电气一次 66

a 、双绕组主变△ A 的计算

△A—年电能损耗计算

2

0n

mk S

SptpnA

式中:△ P0、△ Pk—变压器的空载损耗和短路损耗( KW)

t——变压器年运行小时数( h)

Sn——变压器的额定容量( KVA )

Sm——变压器持续最大负荷( KVA )

τ——最大负荷年损耗小时数,决定于最大负荷年利用小时数 Tmax与平均功率因数 cosφ

n——并列变压器台数

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b 、三绕组主变△ A的计算

式中:Sn1 、 Sn2 、 Sn3——高、中、低三侧绕组的额定容量( KVA )Sm1 、 Sm2 、 Sm3——高、中、低压侧最大持续负荷( KVA )τ1 、 τ2 、 τ3——高、中、低压侧最大负荷年损耗小时数△Pk1 、△ Pk2 、△ Pk3——高、中、低压侧绕组中的额定铜损耗

3

2

3

332

2

2

221

2

1

110

n

mk

n

mk

n

mk S

Sp

S

Sp

S

SptpnA

2323121

1

kkkk

pppp 2

2132212

kk

k

pppp

2213231

3

kkkk

pppp

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泸州职业技术学院 电气一次 68

c 、架空线路△ A的计算

△A=△Pmτ

式中: τ——年最大输送功率损耗小时数

△Pm——在持续最大负荷时地功率损耗( KW)

△Pm =PmlK

式中: Pm——通过线路的最大持续功率( MW)

l——线路长度( km)

K——线路有功损耗系数

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泸州职业技术学院 电气一次 69

( 1) Z1> Z2 U1> U2 选择方案 2

( 2) Z1> Z2 U1< U2 有动态比较法和静态比较法

静态比较法: 抵偿年限法:

若 T< 5~ 8年,则选择方案 1

若 T> 5~ 8年,则选择方案 2 计算费用最小法:第 i 种方案的计算费用

3 、经济最优方案的确定

12

21

UU

ZZT

ii

i UT

ZC

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5.5.1 水电站的电气主接线

举例分析

5.5.2 变电站的电气主接线

举例分析

§5-5 电气主接线方案的实例分析

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泸州职业技术学院 电气一次 71

§5-6 互感器的配置与主接线全图

5.6.1 电压互感器的配置:

1、母线:( 1组)

Y0/Y/ >

作用:测量,保护,绝缘监视,同期

2、发电机出口:( 2~ 3 组)

Y0/Y/ >:作测量,保护,绝缘监视,同期用

Y/Y:励磁调节 Y/△:作励磁电源用

单相:作电液调速用

3、出线(对端有电源)

1 组单相作同期用

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泸州职业技术学院 电气一次 72

5.6.2 电流互感器的配置

1 、发电机回路: 6组

作用:差动 2 组,后备过流 1 组(电源侧),测量 1组,励磁 2 组(随发电机附带)

2 、变压器回路: 4组

作用:差动 2 组,后备过流 1 组(电源侧),测量 1组

3 、线路回路: 2组

作用:测量 1组,保护 1组

35KV及以下:两相

110KV及以上:三相

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泸州职业技术学院 电气一次 73

图 5-17 发电机回路

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泸州职业技术学院 电气一次 74

图 5-18 变压器回路

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泸州职业技术学院 电气一次 75

图 5-19 线路回路

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76

图 5-20 全图

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泸州职业技术学院 电气一次 77

第 5章 作业

5-1 什么叫电气主接线?对电气主接线有哪些基本要求?

5-2 电气主接线有哪些基本形式?绘图并说明各接线形式的优缺点。

5-3 在主接线方案比较中主要从哪些方面来考虑其优越性?

5-4 作出单母线带旁路母线接线,并分析出线断路器检修时的倒闸操作过程。

5-5 作出不分段的双母线接线,并分析工作母线 1退出检修,备用母线 2转换为工作母线的倒闸操作过程

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泸州职业技术学院 电气一次 78

5-6 分别作出内桥和外桥接线,并分析其出线和变压器退出运行时的运行方式。

5-7 某水电站采用 3台装机,每台装机容量 6900KW,机端电压为 6.3KV,有两个电压等级 35KV/10KV。其中 10KV出线一回:向近区负荷供电,距离为 15KM,最大为 2000KVA ,最小为 1000KVA 。 35KV出线两回:其中一回与地区变电站相连(上网),距离为 40KM;另一回向工厂供电,距离为 25KM,最大负荷为 5000KA ,最小负荷为最大负荷的 80%。试拟出一技术经济较为合理的电气主接线方案,并画出主接线图加以说明。

第 5章 作业

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泸州职业技术学院 电气一次 79

第 4章 作业