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,第二章 电气主接线,21 对电气主接线的基本要求,一、基本要求:,1.可靠性和电能质量;,2.灵活性和方便性;,3.经济性和扩建的可能性,5.长期的实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。,可靠性和电能质量:,1.发电厂或变电所所在电力系统中的地位和作用;,2.发电厂或变电所接入电力系统的方式;,3.发电厂或变电所的运行方式及负荷性质;,4.设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性;, 灵活性和方便性, 经济性和扩建的可能性, 投资省, 占地面积少, 电能损耗少,22 主接线的基本接线形式,分类:,有汇流母线:,单母线,双母线,一台半断路器,4/3台断路器,变压器母线组,无汇流母线:,单元接线,桥型接线,角型接线,有汇流母线适用范围及优缺点:,进出线较多(一般超过4回),电能的汇集与分配,接线简单清晰、运行方便、利于安装扩建,配电装置占地面积大、设备增多,进出线回路少,不能再扩建和发展,使用开关电器较少、占地面积少,无汇流母线适用范围及优缺点:,一、单母线接线,W:母线 保证并列运行 并从其上获得电源,L:线路(馈线) 接收输送功率,QF:断路器 接通或切断电路,具 有灭弧装置,可开断或闭合负荷 电流和开断短路电流,QS:隔离开关 保证与带电部分隔 离,形成明显 断口,隔离电压 作用 (作用于设备停运后断开 电路),操作要求:,QF、QS在进行操作时,应遵循操作顺序: 即保证QS、QF“先通后断”或在等电位状态下进行操作。,Exp:接通送电:,合QS3 (XQS),合QS2 (MQS),合QF2,停止供电:,断QF2,断QS2,断QS3,思考题:接通送电时能否先合QS2,再合QS3 ?停止供电时呢?,注 意:,1. QS4的作用:,2. 线路隔离开关的装设:,3. G(发电机)与出口QF之间可以不装设QS,检修电路时闭合取代安全接地线的作用(110kV,35kV),馈线的用户侧没有电源,可以不装设,若费用不大,为防止过电压的侵入,亦可装设。,原因:QF1的检修必须在发电机停机的状态下,但为便于在发电机单独进行调试,可装设QS或设置可拆连接点。,单母线接线的优缺点:,优点:简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、 便于扩建。,缺点:可靠性和灵活性差,适用范围:,6220 kV系统,只有一台发电机或主变,且出线回路不多的中、小型发电厂或变电所,不能满足、类用户的要求。,改进型1:,优点:限制故障范围,分段数23段,适用610 kV发电厂,6220 kV变 电所,提高了供电可靠性和灵活性。,改进型2:,加设旁路母线:不停电检修,检修QF1的操作票:,正常时(QS3 QS4 QS5 QF2断,QS1 QS2 QF1合),给W2充电:,合QS3,合QS4、QS5,合QF2,QF1退出检修:,断QS1、QS2,断QF1,注意:为了检修电源回路断路器期间不允许断电时旁路母线,还 可以与电源连接只需在电源回路中加装旁路开关(如虚线),改进型3:,QF1的作用:分段 旁路优点:分段断路器兼作旁路断路器,正常时:QS3、 QS4、 QS5断,QS1 、QS2、 QF1合,单母线分段运行。,QF2检修时操作票: (W1带旁路),单母线运行:,QS5合,W1 、W2两段母线合并为单母线,W1或W2检修时,QS5断。,2. 步骤是否可以调换?,1.若以W2带旁路呢?,思考题:,合QS5,断QF1,断QS2,合QS4,合QF1,合QS8,断QF2,断QS6 QS7,分段兼旁路断路器的接线形式:,旁路母线的适应范围:,1.适应于出线较多的110 kV及以上的高压配电装置;,2. 35 kV以下的配电装置一般不设旁路母线,只有在向特殊重要的 、类用户负荷供电,不允许停电检修时,才设置旁路母线;,3. 单母线分段带旁路适应进出线不多、容量不大的中、小型发电厂 和35110kV变电所。,二、双母线接线:,具有两组母线(工作母线W1、备用母线W2),各回路都经一台QF和两组QS分别与两组母线连接,母线之间通过母联断路器连接。,运行特点:, 供电可靠, 调度灵活,扩建方便, 供电可靠,通过倒换操作可检修母线,原则:“先通后断”,先接通备用母线上的隔离开关, 再断开工作母线上隔离开关。,步骤:,1.给备用母线充电,2.倒换开关至备用母线,3.断开母联QF及两侧QS,4.退出工作母线, 调度灵活,2.单母线分段运行;,1.单母线运行;,3.固定连接方式运行;,4.用母联与系统同期或解列;,5.单独试验和融冰母线。, 扩建方便,优缺点:,供电可靠 调度灵活 扩建方便 有丰富的运行经验。,缺点:,1. 配电装置复杂,投资较多 ;母线故障时,须短时切换 较多电源和负荷,2. 隔离开关作为操作电器,容易发生误操作 停电检修出线,优点:,改进型1:,改进型2:,双母线带旁路接线方式;,单母线分段带旁路运行方式,思考:不停电检修QF操作票?,改进型3:,思考题:结合改进型2画出主接线图,并说明其优缺点。,每两个回路用三个断路器接在两组母线上,即每一回路经一台断路器接至一组母线,两条回路间设一台联络QF,形成一串。,三、一台半断路器接线,运行特点:,1.任一组母线或QF检修都不影响正常供电,QS不参与倒闸操作,只承担隔离电压的任务,减少了误操作的概率。,2.一个元件故障时(W、QF) 任何一段母线故障时(或断路器跳开时)不影响正常供电 发生母线的QF故障时 只影响一回进出线 联络QF故障时 影响该段的两回线。,3.一个元件检修,另一个故障时 一段母线检修时,另一段母线故障 一台QF检修,另一段母线故障 至多影响两回 一台QF检修,另一台QF故障 (若在一串上,则这一串都停电) 为避免两回跳掉停电,可采用电源交叉布置。,4.线路故障的QF拒动,QF、TA较多,检修量大,进出线回路要为偶数,继电保护比较复杂,一般用于500 kV级。,优点:,供电可靠,运行调度灵活;,缺点:,适应范围:,220KV以上的发电厂和变电所,四、 4/3(1 )台断路器接线,1 台短路器接线的一个串有四台断路器,接三回进出线,缺点:布置复杂,可靠性降低, 要求电源与负荷容量相匹配。,优点:投资省、调度灵活,五、变压器母线组接线,各出线回路由两台断路器分别接在两组母线上,变压器直接通过隔离开关接到母线上,组成变压器母线组接线。,优点:调度灵活 电源、负荷可自由分配 安全可靠且利于扩建。,缺点:变压器故障相当于母线故障。,无汇流母线的电气主接线特点:,1.使用断路器数量较少出现回路数;,2.结构简单、投资较小;,3.用于6220kV的电网中,一、单元接线,发电机与变压器直接连接成一个单元,组成发电机变压器组,称为单元接线。,特点:,1. 发电机和变压器应配套设置,2. 发电机出口不装断路器,为调试方便可装QS,对200 MW 以上机组,发电机出口多采用分相封闭母线,亦可不装QS, 但为调试机组,应留可拆点。,3. 发电机三绕组(自耦)变压器单元接线:在变压器的 三侧均应装QF、QS,以保持与电网之间的联系,但中压 侧为死抽头,影响高、中压电压水平和负荷分配的灵活性。,4. 扩大单元接线(发电机与变压器扩大单元,发电机分裂 绕组变压器扩大单元)均装有QF、QS。,优点:,接线简单,开关设备少,操作简便;,短路电流相对有母线时少,因单元接线无须QF,减少了造价;,扩大单元:减少T的台数及高压侧QF的数目,并节省了配电装置 及占面积;,适宜一机、一变、一线的厂、所。,缺点:,进出回路数受限制,二、桥型接线:(35kV110kV),两台变压器回路通过3台QF与两回出线连接,3QF/4回。,情况1:若线路出故障,(a)需停变压器 (b)不需停变压器;,情况2:若变压器检修:(a)中L1、L2线路不会影响 (b)中仅L2不受影响;,情况3:(a)中穿越功率只通过一台QF (b)中经过三台QF,有穿越功率,变压器需经常检修和切换,线路较短。,输电线较长、鼓掌机率较多而变压器不需经常切换。,外桥用于:,内桥用于:,三、角型接线(环型接线)110 kV 4QF/4回,运行方式有:开环、闭环,但其电流差别很大。,防止:一个断路器另一个QF故障,可造成系统解列或分解成两部分运行。,解决方法:将电源和馈线回路相互交替错开布置或按对角原则连接。,优缺点:灵活性、可靠性高;但结构复杂、 布置复杂继电保护复杂、扩建不便。,23 发电厂和变电所主变压器的选择,类别:,主变:向系统或拥护输送功率的变压器。,联络变:两种电压等级之间交换功率的变压器。,厂(所)变:只供厂(所)用电。(又称自用变压器)。,一、变压器的容量、台数的确定原则:,1.选择的依据:,基础资料(原始资料),输送功率大小;,发电机负荷增长速度及电力系统510年发展规划。,与系统的紧密程度;,2.容量的确定原则:,情况1: 单元接线:主变容量=(P机P厂用)*(1+10%):留有10%的裕度。,扩大单元接线:(尽可能采用分裂绕组变)容量:按单元接线的计算原则计算出两台机容量之和来确定。,情况2:若没有机端负荷时:采用发电机变压器单元接线形式, 容量与发电机容量配套;,情况3:发电机有机端负荷且有剩余功率向系统输送, 发电机全部投入运行:容量=S机S负minS厂, 最大一台机组检修或故障时,主变应能重系统倒送功率。容量=Pmax 还应考虑:负荷可能的增加、变压器的允许过负荷能力(自然油循环: 30% 强迫油循环:20%),最大一台主变停运,其余主变送全部剩余功率70%以上。(已考虑过负荷能力),水火联营电力系统经济运行,应充分利用水能,主变应有倒送功率可能。,情况4:联络变容量的确定原则:, 应满足两种电压网络在各种不同运行方式下P和Q的交换;, 容量Simax (a.最大一台机组故障或检修,通过联络变来满足本侧负荷 的要求;b.线路检修或故障时,通过联络变将剩余容量送入另一系统), 联络变一般只选一台,以选自耦变为宜,其第三绕组兼作厂用备用电源 或引接无功补偿装置。,情况5:厂(所)主变容量的确定原则:, 按510年规划负荷来选择;, 主要变电所:考虑一台主变停运,其余容量在记过负荷能力 允许时间内,应满足、类负荷的供电;,一般变电所:一台主变停运,其余变压器容量应满足全部负荷 的70%80%, 台数考虑:强联系:主变不少于2台;,弱联系:(610 kV,备用性质)可装一台;,孤立地区:可设3台主变。,二、主变形式的选择原则:,1. 相数的确定:, 330 kV及以下的系统:三相, 500kV及以上的系统:三相、单相,2. 绕组数的确定:,两种电压等级两台双绕组、三绕组、自耦变。,其中:125MW及以下三绕组 (但:每个绕组的容量该变压器额定容量的15%),
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