发电厂及电气主系统发电厂及电气主系统熄灭交流电弧的基本方法熄灭交流电弧的基本方法1利用灭弧介质利用灭弧介质在高压断路器中，广泛采用去游离作用强的灭弧介质灭弧。在高压断路器中，广泛采用去游离作用强的灭弧介质灭弧。2吹弧吹弧吹弧是指利用各种结构形式的灭弧室，使高温分解的吹弧是指利用各种结构形式的灭弧室，使高温分解的气体或具有很大压力的新鲜且低温的气体在灭弧室中按特气体或具有很大压力的新鲜且低温的气体在灭弧室中按特定的通路，吹动电弧，加强扩散和复合去游离而使电弧熄定的通路，吹动电弧，加强扩散和复合去游离而使电弧熄灭的方法。灭的方法。分、合小电流电路分、合小电流电路: :可用来合电压互感器、避雷器和空载可用来合电压互感器、避雷器和空载母线；分、合励磁电流小于母线；分、合励磁电流小于2A2A的空载变压器；关合电容电流的空载变压器；关合电容电流不超过不超过5A5A的空载线路的空载线路 。第二节第二节 电流互感器电流互感器电流互感器的作用：电流互感器的作用：变换：将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（变换：将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5A5A或或1A1A），供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈，使测），供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈，使测量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜。量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜。隔离：使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感器隔离：使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。 第三章第三章 电气主接线电气主接线第一节第一节 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求 第二节第二节 电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式 第三节第三节 发电厂和变电所主变压器的选择发电厂和变电所主变压器的选择第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法第五节第五节 发电厂和变电所的典型电气主接线发电厂和变电所的典型电气主接线第六节第六节 电气主接线设计电气主接线设计第七节第七节 电气主接线的可靠性计算电气主接线的可靠性计算第一节第一节 电气主接线设计原则和程序电气主接线设计原则和程序1.1.可靠性可靠性 电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的要求。电能不能大量储存，发电、输电和用电必须在同一瞬要求。电能不能大量储存，发电、输电和用电必须在同一瞬间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断。间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断。 可靠性不是绝对的可靠性不是绝对的, ,对于不重要的用户对于不重要的用户, ,太高的可靠太高的可靠性将造成浪费。性将造成浪费。 分析主接线的可靠性时，要考虑发电厂与变电所在分析主接线的可靠性时，要考虑发电厂与变电所在电力系统中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和电力系统中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和运行实践等因素。运行实践等因素。 一、对电气主接线的基本要求一、对电气主接线的基本要求应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求。(2)(2)用户的负荷性质用户的负荷性质 电力用户负荷按照其对供电可靠性的要求分为三个等电力用户负荷按照其对供电可靠性的要求分为三个等级，即级，即I I、IIII、IIIIII类负荷。类负荷。 I I类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。或造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。IIII类负荷：对这类负荷突然中断供电将造成生产设备局类负荷：对这类负荷突然中断供电将造成生产设备局部破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量废部破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量废品和减产，因而在经济上造成一定损失。品和减产，因而在经济上造成一定损失。IIIIII类负荷：类负荷： I I类和类和IIII类负荷之外的其它负荷。类负荷之外的其它负荷。一、有母线的基本接线形式一、有母线的基本接线形式 1. 1. 单母线接线及其母线分段的接线单母线接线及其母线分段的接线单母线接线单母线接线a) a) 结构特征：结构特征：只有一只有一组母线组母线W W，每一回线路每一回线路均经过一台断路器均经过一台断路器QFQF和隔离开关和隔离开关QSQS接于一接于一组母线上。组母线上。b) b) 倒闸操作原则：倒闸操作原则：断路器与隔离开关间的操作顺序断路器与隔离开关间的操作顺序: :保证隔离开关保证隔离开关“先通先通后断后断”（在等电位状态下，隔离开关也可以单独操作），绝（在等电位状态下，隔离开关也可以单独操作），绝不能带负荷拉刀闸，否则将产生电弧而导致严重的后果。不能带负荷拉刀闸，否则将产生电弧而导致严重的后果。母线隔离开关与线路隔离开关间的操作顺序：母线隔离开关与线路隔离开关间的操作顺序：母线隔离母线隔离开关开关“先通后断先通后断”，即接通电路时，先合母线隔离开关，后，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断合线路隔离开关；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断开母线隔离开关。以避免万一断路器的实际开合状态与指示开母线隔离开关。以避免万一断路器的实际开合状态与指示状态不一致时，误操作母线侧隔离开关上，产生的电弧会引状态不一致时，误操作母线侧隔离开关上，产生的电弧会引起母线短路，使事故扩大。起母线短路，使事故扩大。 例如：例如：对对WL1WL1送电时，先送电时，先合上合上QS11QS11，再合，再合上上QS12QS12，最后合，最后合上上QF1QF1。对。对WL1WL1停停电时，先断开电时，先断开QF1QF1，再依次拉，再依次拉开开QS12QS12和和QS11QS11。 主要优点主要优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，造价便宜，：接线简单清晰，设备少，操作方便，造价便宜，只要配电装置留有余地，母线可以向两端延伸，可扩性好。只要配电装置留有余地，母线可以向两端延伸，可扩性好。主要缺点主要缺点：可靠性和灵活性都较差：可靠性和灵活性都较差：母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运；母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运；母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路停运；母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路停运；任一断路器检修时，其所在回路也将停运；任一断路器检修时，其所在回路也将停运；它只有一种运行方式。它只有一种运行方式。适用范围：适用范围：单母线接线只能用于某些出线回数较少，对供单母线接线只能用于某些出线回数较少，对供电可靠性要求不高的小容量发电厂和变电所中。电可靠性要求不高的小容量发电厂和变电所中。练习：试画出三个电源，三回出线的单母不分段接线图练习：试画出三个电源，三回出线的单母不分段接线图单母线分段接线单母线分段接线 a) a) 结构特征：结构特征：设置分段断路设置分段断路器将母线分成两器将母线分成两段，当可靠性要段，当可靠性要求不高时，也可求不高时，也可利用分段隔离开利用分段隔离开关进行分段。关进行分段。 各段母线为各段母线为单母线结构。单母线结构。 b) b) 评价：评价：接线简单清晰，接线简单清晰，经济性好。经济性好。有一定灵活性有一定灵活性可靠性可靠性: :任一母线或母线隔离开关检修时，仅停检修段。任一母线或母线隔离开关检修时，仅停检修段。任一段母线故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，任一段母线故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正常母线段继续运行，减小了母线故障影响范围。保证正常母线段继续运行，减小了母线故障影响范围。任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。 缺点：缺点：任一段母线故障或检修期间，任一段母线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均停电；该段母线上的所有回路均停电；任一断路器检修时，该断路器任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。所带用户也将停电。 考虑到采用单母线分段接线考虑到采用单母线分段接线时，重要用户可从不同母线段上时，重要用户可从不同母线段上分别引出两回馈线向其供电，保分别引出两回馈线向其供电，保证不中断供电。证不中断供电。 适用范围：适用范围：中、小容量发电厂和变电所的中、小容量发电厂和变电所的6-10kV6-10kV配电装配电装置和出线回路数较少的置和出线回路数较少的35-220kV35-220kV配电装置中。配电装置中。 2 2带旁路母线的单母线分段接线带旁路母线的单母线分段接线 (1) (1) 带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线 a) a) 结构特征：结构特征：在单母线分段的在单母线分段的基础上又增加了旁路母基础上又增加了旁路母线线W3W3、专用旁路断路器、专用旁路断路器QFp QFp 及旁路回路隔离开及旁路回路隔离开关关QS1QS1和和QS2 QS2 。各出线回路除通过各出线回路除通过断路器与汇流母线连接外，断路器与汇流母线连接外，还通过旁路隔离开关与旁还通过旁路隔离开关与旁路母线相连接。路母线相连接。 旁路母线的作用：旁路母线的作用：检修任一进出线断路器时，不中断检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电。对该回路的供电。适用范围：适用范围： 6-10kV 6-10kV配电装置。配电装置。评价：评价：单母线分段接线增设旁路母线后，可以使单母单母线分段接线增设旁路母线后，可以使单母线分段接线在检修任一出线断路器时不中断对该回路的供线分段接线在检修任一出线断路器时不中断对该回路的供电。但配电装置占地面积增大，增加了断路器和隔离开关电。但配电装置占地面积增大，增加了断路器和隔离开关数量，接线复杂，投资增大。数量，接线复杂，投资增大。 检修断路器时的不停电倒闸操作过程：检修断路器时的不停电倒闸操作过程： 正常运行时，正常运行时，旁路断路器旁路断路器QFpQFp、各进出线回路的旁各进出线回路的旁路隔离开关是断开路隔离开关是断开的，旁路断路器两的，旁路断路器两侧的隔离开关是合侧的隔离开关是合上的，旁路母线上的，旁路母线W3W3不带电。不带电。1) 1) 合上合上QFpQFp 给旁路母线给旁路母线W3W3充电，检查旁路母充电，检查旁路母线线W3W3是否完好，如是否完好，如果旁路母线有故障，果旁路母线有故障，QFpQFp在继电保护控在继电保护控制下自动切断故障，制下自动切断故障，旁路母线不能使用；旁路母线不能使用；如果如果QFpQFp合闸成功，合闸成功，说明旁路母线完好。说明旁路母线完好。若检修若检修WL1WL1的断路器的断路器QF1QF1，使该出线不停电的操作步骤为：，使该出线不停电的操作步骤为： 2) 2) 合上出线旁路隔离开关合上出线旁路隔离开关QS1pQS1p3) 3) 断开出线断开出线WL1WL1的断路器的断路器QF1; QF1; 4) 4) 断开断开QS12QS12和和QS11QS11 此时出线此时出线WL1WL1已经由旁路断路器已经由旁路断路器QFpQFp回路供电，在回路供电，在需要检修的断路器需要检修的断路器QF1QF1两侧布置安全两侧布置安全措施后，就可以对措施后，就可以对其进行检修。其进行检修。 3 3双母线接线双母线接线 (1) (1) 结构特征：结构特征：有两组母线有两组母线W1W1、W2W2两组母线间通两组母线间通过母线联络断路过母线联络断路器器QFcQFc相连；相连； 每回进出线均经每回进出线均经一组断路器和两组一组断路器和两组母线隔离开关分别母线隔离开关分别接至两组母线接至两组母线. .正正常运行时只合一组常运行时只合一组隔离开关。隔离开关。 (2) (2) 运行方式运行方式: : 两组母线同时工作将两组母线同时工作将母联断路器母联断路器QFcQFc合闸，合闸，而进出线均衡地分配在而进出线均衡地分配在两组母线上。当一组母两组母线上。当一组母线故障时，在继电保护线故障时，在继电保护作用下，母联断路器断作用下，母联断路器断开，仅停故障的母线。开，仅停故障的母线。 一组母线工作，另一组母线备用一组母线工作，另一组母线备用. .全部电源和出线接于工作全部电源和出线接于工作母线上，母联断路器断开。工作母线故障时，全部短时停电。母线上，母联断路器断开。工作母线故障时，全部短时停电。(3) (3) 优点：优点：运行方式灵活运行方式灵活 由于每个回路均可由于每个回路均可以换接至两组母线的任以换接至两组母线的任一组上运行，使得双母一组上运行，使得双母线接线的可靠性和灵活线接线的可靠性和灵活性大大提高。性大大提高。 任一组母线检修时任一组母线检修时不中断供电不中断供电. .任一组母线故障时仅短时停电，停电时间是接于该母线上的所任一组母线故障时仅短时停电，停电时间是接于该母线上的所有回路切换至另一组母线所需时间，故障母线上的回路经短时停有回路切换至另一组母线所需时间，故障母线上的回路经短时停电便可恢复供电。电便可恢复供电。 (4) (4) 缺点：缺点：检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。检修任一回路断路器时，该回路仍需停电。 任一母线故障仍会短时停电。任一母线故障仍会短时停电。 变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒变更运行方式时，要用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。 增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线的配电装置结构较复杂，占地面积大，投资大。装置结构较复杂，占地面积大，投资大。 (5) (5) 适用范围：适用范围： 双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线回路双母线接线广泛应用于对可靠性要求较高、出线回路数较多的数较多的6-220kV6-220kV配电装置中。配电装置中。 (6) (6) 倒母线操作：倒母线操作： 在母线在母线W1W1工作、母线工作、母线W2W2备用的运行方式下，欲检修母线备用的运行方式下，欲检修母线W1W1时的倒闸操作步骤如下：时的倒闸操作步骤如下：合合QFcQFc两侧隔两侧隔离开关及离开关及QFcQFc，向母线向母线W2W2充电，充电，若其母线完好，若其母线完好，则则QFcQFc不会因继不会因继电保护动作而电保护动作而跳闸，便可继跳闸，便可继续倒闸操作；续倒闸操作；合上所有回合上所有回路与母线路与母线W2W2连连接的隔离开关，接的隔离开关，之后再断开所之后再断开所有回路与母线有回路与母线W1W1连接的隔离连接的隔离开关，开关，（此时（此时隔离开关等电隔离开关等电位操作）。位操作）。以以实现全部回路实现全部回路由母线由母线W1W1换接换接至母线至母线W2W2。注意：两组母线隔离开关切不可以先拉后合！注意：两组母线隔离开关切不可以先拉后合！断开断开QFcQFc及其两侧隔及其两侧隔离开关，此离开关，此时母线时母线W1W1不不带电，母线带电，母线W2W2变为工作变为工作母线。母线。4 4双母线分段接线双母线分段接线 (1) (1) 双母线三分段接线：双母线三分段接线： 将一组母线用将一组母线用分段断路器分段断路器QFdQFd分为分为两段（两段（W1W1和和W2W2），），两个分段母线（两个分段母线（W1W1和和W2W2）与另一组母）与另一组母线（线（W3W3）之间都用）之间都用母联断路器连接，母联断路器连接，也称为双母线三分也称为双母线三分段接线。段接线。 W1W1和和W2W2作为工作母线，作为工作母线，W3W3作为备用母线，全部进出线均分在作为备用母线，全部进出线均分在W1W1和和W2W2两个分段上运行；两个分段上运行；也可以将两个母联断也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器中的一个和分段断路器合上，全部进出线路器合上，全部进出线合理地分配在三段上运合理地分配在三段上运行，三段母线并列运行。行，三段母线并列运行。 此种运行方式降低此种运行方式降低了全厂（所）停电事故了全厂（所）停电事故的可能性的可能性, ,可以减小母可以减小母线故障的停电范围线故障的停电范围. .5 5双母线带旁路母线接线双母线带旁路母线接线 (1) (1) 结构特征：结构特征：增设了一组旁路增设了一组旁路母线母线W3W3及专用旁路断及专用旁路断路器路器QFpQFp回路。回路。 各回路除通过断路各回路除通过断路器与两组汇流母线连器与两组汇流母线连接外，还通过旁路隔接外，还通过旁路隔离开关与旁路母线相离开关与旁路母线相连接。连接。 (2) (2) 评价：评价：1) 1) 可靠性、灵活性都相当高。可靠性、灵活性都相当高。 任一组母线故障时仅短时停电。任一组母线故障时仅短时停电。 检修任一回路断路器时，该回路不停电。检修任一回路断路器时，该回路不停电。 所用的电气设备数量较多，操作、接线及配电装置较复所用的电气设备数量较多，操作、接线及配电装置较复杂，占地面积较大，经济性较差。杂，占地面积较大，经济性较差。 任一组母线检修时不中断供电，检修任一回路母线隔离任一组母线检修时不中断供电，检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路的供电。开关时，只中断该回路的供电。 (3) (3) 适用范围：适用范围：220kV220kV出线在出线在4 4回及以上、回及以上、110kV110kV出线在出线在6 6回及以上时，宜回及以上时，宜采用有专用旁路断路器的旁路母线接线。采用有专用旁路断路器的旁路母线接线。 由于六氟化硫断路器工作可靠，可以长时间不检修，当由于六氟化硫断路器工作可靠，可以长时间不检修，当使用六氟化硫断路器且与系统联系紧密时，可以不设置旁使用六氟化硫断路器且与系统联系紧密时，可以不设置旁路母线。路母线。 当出线回数较少时，可采用如图当出线回数较少时，可采用如图3-103-10所示的以母联断路所示的以母联断路器兼作旁路断路器的简易接线形式，以节省断路器和占地，器兼作旁路断路器的简易接线形式，以节省断路器和占地，改善其经济性。改善其经济性。6 6一台半断路器接线一台半断路器接线 (1) (1) 结构特征：结构特征：每两个回路经三台断路器每两个回路经三台断路器（称为一串）接在两组母线之间（称为一串）接在两组母线之间, , 构成一串构成一串, , 两个回路中间的断路两个回路中间的断路器称为联络断路器器称为联络断路器; ; 多环路供电，可靠性高。多环路供电，可靠性高。任一组母线故障或检修时任一组母线故障或检修时，只断开与此母线相连的所，只断开与此母线相连的所有断路器，所有回路都不会有断路器，所有回路都不会停电。停电。 (2) (2) 优点：优点：任一断路器检修时，所有任一断路器检修时，所有回路都不会停电回路都不会停电( (每个回路都每个回路都经过两台断路器供电经过两台断路器供电) )。 甚至在一组母线检修另一甚至在一组母线检修另一组母线故障或两组母线同时组母线故障或两组母线同时故障的极端情况下，也不中故障的极端情况下，也不中断供电。断供电。 (3)(3)主要缺点是：主要缺点是： 所用断路器、电流互感器等设备多、投资较大；继电保护所用断路器、电流互感器等设备多、投资较大；继电保护及二次回路的设计、调整、检修等比较复杂。及二次回路的设计、调整、检修等比较复杂。 (4) (4) 适用范围：适用范围： 大型电厂和变电所的大型电厂和变电所的500kV500kV配电装置。配电装置。 二、无母线的基本接线形式二、无母线的基本接线形式 1 1桥形接线桥形接线 (1) (1) 结构特征：结构特征：无母线，只有两无母线，只有两台变压器和两回线路台变压器和两回线路四个回路使用三台四个回路使用三台断路器，中间的断路断路器，中间的断路器称为联络断路器，器称为联络断路器，连同两侧的隔离开关连同两侧的隔离开关称为联接桥。联接桥称为联接桥。联接桥靠近变压器为内桥接靠近变压器为内桥接线，联接桥靠近线路线，联接桥靠近线路为外桥接线。为外桥接线。易于发展过渡为单母线分段或双母线接线；易于发展过渡为单母线分段或双母线接线； 但可靠性和灵活性不够高。但可靠性和灵活性不够高。 桥形接线简单清晰，没有母线桥形接线简单清晰，没有母线; ; 所用断路器数量最少，经济性好所用断路器数量最少，经济性好; ; (2) (2) 评价：评价：(3) (3) 适用范围：适用范围： 桥形接线一般可用于两变配两线的中小型发电厂和变电所，桥形接线一般可用于两变配两线的中小型发电厂和变电所，或作为最终接线为单母线分段或双母线接线的工程初期接线方或作为最终接线为单母线分段或双母线接线的工程初期接线方式。式。 思考：思考：a)a)线路线路L2L2故障或故障或检修如何操作？检修如何操作？a)a)变压器变压器T2T2故障故障或检修如何操作？或检修如何操作？b)b)线路线路L2L2故障或故障或检修如何操作？检修如何操作？b)b)变压器变压器T2T2故障故障或检修如何操作？或检修如何操作？3 3单元接线单元接线 (1) (1) 结构特征：结构特征：发电机与变压器直接连接，中间不设母线。发电机与变压器直接连接，中间不设母线。 发电机发电机双绕组变压器单元接线双绕组变压器单元接线由于发电机和变压器不可能单独运行，故发电机由于发电机和变压器不可能单独运行，故发电机出口不装断路器（当发电机、主变压器故障时，通出口不装断路器（当发电机、主变压器故障时，通过断开主变压器高压侧断路器和发电机的励磁回路过断开主变压器高压侧断路器和发电机的励磁回路来切除故障电流）来切除故障电流）但为调试发电机方便，可装一组但为调试发电机方便，可装一组隔离开关。隔离开关。发电机一三绕组变压器单元接线发电机一三绕组变压器单元接线 为了在发电机停运时，不影响高、中压侧为了在发电机停运时，不影响高、中压侧电网间的功率交换，在发电机出口应装设断电网间的功率交换，在发电机出口应装设断路器及隔离开关。路器及隔离开关。为保证在断路器检修时不停电，高中压侧为保证在断路器检修时不停电，高中压侧断路器两侧均应装隔离开关。断路器两侧均应装隔离开关。由于由于200MW200MW及以上机组的发电机出口断路器制及以上机组的发电机出口断路器制造很困难，造价也很高，故造很困难，造价也很高，故200MW200MW及以上机组一及以上机组一般都是采用发电机一双绕组变压器单元接线。般都是采用发电机一双绕组变压器单元接线。 扩大单元接线扩大单元接线 当发电机容量不大时当发电机容量不大时，可由两台发电机与一台变压器组成扩可由两台发电机与一台变压器组成扩大单元接线大单元接线，减少了变压器及其高压侧断路器的台数，相应的配，减少了变压器及其高压侧断路器的台数，相应的配电装置间隔也减少，节约投资与占地。电装置间隔也减少，节约投资与占地。 图图a a所示是发电机所示是发电机变压器扩大变压器扩大单元接线。单元接线。 图图b b所示是发电机所示是发电机分裂低压分裂低压绕组变压器的扩大单元接线，它绕组变压器的扩大单元接线，它的优点是可以限制其低压侧的短的优点是可以限制其低压侧的短路电流。路电流。 第三节第三节 发电厂和变电所主变压器的选择发电厂和变电所主变压器的选择 主变压器：主变压器：在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送电能的变压器。送电能的变压器。联络变压器：联络变压器：用于两个电压等级之间交换电能的变压器。用于两个电压等级之间交换电能的变压器。厂厂( (所所) )变压器：变压器：用于本厂用于本厂( (所所) )用电的变压器，也称自用变。用电的变压器，也称自用变。 一、变压器台数的选择一、变压器台数的选择 1 1发电厂变压器台数的选择发电厂变压器台数的选择 为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一为保证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。般不少于两台。 单元接线变压器为一台。扩大单元接线时，两台发电机配单元接线变压器为一台。扩大单元接线时，两台发电机配一台变压器。一台变压器。 第四节第四节 限制短路电流的方法限制短路电流的方法 问题的提出：问题的提出：在发电机或变电所的在发电机或变电所的6 610kV10kV母线上发生短路母线上发生短路时，短路电流的数值可能很大，致使电气设备的选择发生困时，短路电流的数值可能很大，致使电气设备的选择发生困难，或使所选择的设备容量升级，投资增加。难，或使所选择的设备容量升级，投资增加。 发电机电压和变电所发电机电压和变电所6 610kV10kV出线回路中能采用容量不升级出线回路中能采用容量不升级的电器的电器( (选择轻型断路器选择轻型断路器) )及截面较小的电力电缆，节约投资。及截面较小的电力电缆，节约投资。一、采用适合的主接线形式及运行方式一、采用适合的主接线形式及运行方式 选择计算阻抗比较大的接线形式或运行方式，增大电选择计算阻抗比较大的接线形式或运行方式，增大电源至短路点的等效电抗。源至短路点的等效电抗。 例如：例如：限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量；大容限制接入发电机电压母线的发电机台数和容量；大容量的发电机采用单元接线形式；降压变电所采用变压器在低量的发电机采用单元接线形式；降压变电所采用变压器在低压侧分列运行的方式；合理地断开环网等。压侧分列运行的方式；合理地断开环网等。二、装设限流电抗器二、装设限流电抗器 普通电抗器普通电抗器分裂电抗器分裂电抗器母线电抗器母线电抗器 线路电抗器线路电抗器 限流电抗器分限流电抗器分1 1装设母线分段电抗器装设母线分段电抗器 母线分段电抗器装设地点：母线分段电抗器装设地点：在发电在发电机电压的机电压的6-10kV6-10kV母线分段处。母线分段处。作用：作用：限制来自另一母线的发电机限制来自另一母线的发电机所提供的短路电流（限制发电厂内所提供的短路电流（限制发电厂内部的短路电流），对系统提供的短部的短路电流），对系统提供的短路电流也能起到一定的限制作用。路电流也能起到一定的限制作用。 2 2装设线路电抗器装设线路电抗器 线路电抗器装设地点：线路电抗器装设地点：在线路隔离开关与线路断路器之间。在线路隔离开关与线路断路器之间。作用：作用：限制电缆线路的短路电流（架空线路的电抗大，不需装限制电缆线路的短路电流（架空线路的电抗大，不需装电抗器）。电抗器）。 加装线路电抗器后：加装线路电抗器后：可使可使电缆线路的电缆线路的断路器容量不升级；断路器容量不升级；电缆电缆截面减小；截面减小；维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。维持母线残压在较高数值，这对其他回路正常运行有利。加装母线电抗器后：加装母线电抗器后：可使所选择的发电机、主变、分段、可使所选择的发电机、主变、分段、母联回路的断路器容量不升级，减少投资。母联回路的断路器容量不升级，减少投资。3 3装设分裂电抗器装设分裂电抗器 分裂电抗器的图形符号、一相接线及等效电路如图分裂电抗器的图形符号、一相接线及等效电路如图3-203-20所示。所示。 正常运行时，每臂的电抗值只有其自感电抗的一半，故正正常运行时，每臂的电抗值只有其自感电抗的一半，故正常工作时的电压损失较小常工作时的电压损失较小 。 当某端发生短路时，当某端发生短路时，每臂的等值电抗大于正常运行时的电抗，每臂的等值电抗大于正常运行时的电抗，故限流作用强。故限流作用强。4 4采用低压分裂绕组变压器采用低压分裂绕组变压器 (1) (1) 结构结构 低压分裂绕组变压器是一种将低压绕组分裂成为相同容低压分裂绕组变压器是一种将低压绕组分裂成为相同容量的两个绕组的变压器量的两个绕组的变压器(2) (2) 常见应用常见应用常用于发电机常用于发电机变压器扩大单元接线，限制发电机出口的短路电流变压器扩大单元接线，限制发电机出口的短路电流作为大容量机组的高压厂用变压器，以限制厂用电系统的短路电流作为大容量机组的高压厂用变压器，以限制厂用电系统的短路电流第一节第一节 概述概述 一、厂用电及厂用电率一、厂用电及厂用电率 厂用电：保证发电厂厂用电：保证发电厂( (或变电所或变电所) )正常运行而自己耗用的电能。正常运行而自己耗用的电能。 厂用电率厂用电率K KP P ：厂用电耗电量：厂用电耗电量A AP P占同一时期内全厂总发电量占同一时期内全厂总发电量A A的百分数。的百分数。 厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一，降低厂用电率不厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一，降低厂用电率不仅降低了发电成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。仅降低了发电成本，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。 凝汽式火电厂为凝汽式火电厂为5 58 8 热电厂为热电厂为8 81010 水电厂为水电厂为0.30.32 2 二、厂用负荷分类二、厂用负荷分类 1. 1. 按重要性分类按重要性分类 类厂用负荷：类厂用负荷：短时停电也可能造成发电厂的主要设备损坏、危短时停电也可能造成发电厂的主要设备损坏、危及人身安全、主机停运和大量影响电厂出力的厂用负荷。及人身安全、主机停运和大量影响电厂出力的厂用负荷。 保证措施：它们应由两个独立电源供电，两个电源之间自动切换。保证措施：它们应由两个独立电源供电，两个电源之间自动切换。 如：给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机、如：给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机、水电厂的调速器、压油泵等。水电厂的调速器、压油泵等。 类厂用负荷：类厂用负荷：仅允许短时停电（几秒至几分钟），再恢复供电后，仅允许短时停电（几秒至几分钟），再恢复供电后，不致造成生产紊乱，损坏设备或影响机组正常运行的厂用负荷。不致造成生产紊乱，损坏设备或影响机组正常运行的厂用负荷。 如：输煤设备、化学水处理设备等如：输煤设备、化学水处理设备等 。 保证措施：应由两个独立电源供电，两个电源之间手动切换。保证措施：应由两个独立电源供电，两个电源之间手动切换。 类厂用负荷：类厂用负荷：较长时间（几小时甚至更长时间）停电，不会直较长时间（几小时甚至更长时间）停电，不会直接影响电厂生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷。接影响电厂生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷。 可由单电源供电，电源故障时可由单电源供电，电源故障时, , 允许进行检修或更换。允许进行检修或更换。事故保安负荷：事故保安负荷：事故停机过程及停机后一段时间内，停电会引起事故停机过程及停机后一段时间内，停电会引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。 如：实验室、中央修配厂、油处理室等负荷如：实验室、中央修配厂、油处理室等负荷如如：直流保安负荷：发电机组的直流润滑油泵。：直流保安负荷：发电机组的直流润滑油泵。交流保安负荷：盘车电动机、交流润滑油泵等。交流保安负荷：盘车电动机、交流润滑油泵等。直流保安负荷：直流保安负荷：由蓄电池组供电由蓄电池组供电。 交流保安负荷，平时由交流厂用电源供电，事故后，交流保安负荷，平时由交流厂用电源供电，事故后，由快速启动柴油由快速启动柴油发电机组自动投入供电发电机组自动投入供电。 交流不间断供电负荷：交流不间断供电负荷：在机组启动、运行以及正常和事故在机组启动、运行以及正常和事故停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并停机过程中，甚至在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷。具有恒频恒压特性的负荷。如：实时控制计算机、热工仪表与保护、自动控制和调节装如：实时控制计算机、热工仪表与保护、自动控制和调节装置等用电负荷。置等用电负荷。措施：措施：UPSUPS电源供电。电源供电。当供电输入正常时，当供电输入正常时，UPSUPS电源将电稳压后电源将电稳压后供应给负载使用，此时的供应给负载使用，此时的 UPS UPS就是一台交就是一台交流稳压器，同时它还向机内电池充电；当流稳压器，同时它还向机内电池充电；当供电中断供电中断( ( 事故停电事故停电 ) )时时, UPS, UPS电源立即电源立即将机内电池的电能将机内电池的电能, ,通过逆变转换的方法通过逆变转换的方法向负载继续供应向负载继续供应220V220V交流电。交流电。（3 3）备用电源的备用方式）备用电源的备用方式 暗备用：暗备用：是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之间互为备是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之间互为备用。这种备用方式，需要将每台工作变压器的容量加大，正常运行用。这种备用方式，需要将每台工作变压器的容量加大，正常运行时均在轻载状态下运行。厂用负荷较小，厂用工作变压器的容量也时均在轻载状态下运行。厂用负荷较小，厂用工作变压器的容量也较小时可采用这种方式，如水电厂和变电所通常采用暗备用方式。较小时可采用这种方式，如水电厂和变电所通常采用暗备用方式。 明备用：明备用：是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作电源故障是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作电源故障退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线段的供电。这种备退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线段的供电。这种备用方式，备用电源容量应等于最大一台工作变压器的容量。大型火用方式，备用电源容量应等于最大一台工作变压器的容量。大型火电厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也很大，通常采用明备电厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也很大，通常采用明备用方式。用方式。 第一节第一节 概概 述述当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作用下，导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作用下， 产生的涡流和磁滞损耗。产生的涡流和磁滞损耗。 长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引起的发热。长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引起的发热。短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。 2. 2. 发热的分类发热的分类 1. 1. 引起导体和电器发热的原因引起导体和电器发热的原因3. 3. 发热对导体和电器的不良影响发热对导体和电器的不良影响 机械强度下降机械强度下降 高温会使金属材料退火软化，机械强度下降。高温会使金属材料退火软化，机械强度下降。 接触电阻增加接触电阻增加 高温将造成导体接触连接处表面氧化，使接触电阻增加，温高温将造成导体接触连接处表面氧化，使接触电阻增加，温度进一步升高，产生恶性循环，可能导致连接处松动或烧熔。度进一步升高，产生恶性循环，可能导致连接处松动或烧熔。 绝缘性能降低绝缘性能降低 有机绝缘材料（如电缆纸、橡胶等）长期受高温的作用，将有机绝缘材料（如电缆纸、橡胶等）长期受高温的作用，将逐渐变脆和老化，使用年限缩短，甚至碳化而烧坏。逐渐变脆和老化，使用年限缩短，甚至碳化而烧坏。 4. 4. 为了保证导体在长期发热和短时发热作用下能可靠、为了保证导体在长期发热和短时发热作用下能可靠、安全地工作，应使其发热的最高温度不超过导体的长期安全地工作，应使其发热的最高温度不超过导体的长期发热和短时发热最高允许温度。发热和短时发热最高允许温度。 导体的长期发热最高允许温度不应超过导体的长期发热最高允许温度不应超过+70+70，在计及日照影，在计及日照影响时，钢心铝线及管形导体可按不超过响时，钢心铝线及管形导体可按不超过+80+80考虑。当导体接触考虑。当导体接触面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，可提高到面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，可提高到+85+85。 导体的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取导体的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取+200+200，硬，硬铜可取铜可取+300+300。 5. 5. 发生短路故障时，除了引起发热外，还会产生很大的电发生短路故障时，除了引起发热外，还会产生很大的电动力，造成导体变形或损坏。动力，造成导体变形或损坏。第四节第四节 导体的短时发热导体的短时发热 导体的短时发热导体的短时发热，是指短路开始至短路切除为止，很短一，是指短路开始至短路切除为止，很短一段时间内导体发热的过程。此时，导体发出的热量比正常发热段时间内导体发热的过程。此时，导体发出的热量比正常发热量要多得多，导体温度升得很高。量要多得多，导体温度升得很高。 短时发热计算的目的短时发热计算的目的，就是确定导体可能出现的最高温度，就是确定导体可能出现的最高温度。如果最高温度没有超过所规定的如果最高温度没有超过所规定的导体短时发热允许温度导体短时发热允许温度，则称，则称该导体在短路时是热稳定的。该导体在短路时是热稳定的。 否则，需要否则，需要增大导体截面积或限制短路电流增大导体截面积或限制短路电流以保证导体在以保证导体在短路时的热稳定。短路时的热稳定。短时发热的特点短时发热的特点: :发热时间很短，电流比正常工作电流大的多，导体产生发热时间很短，电流比正常工作电流大的多，导体产生的热量来不及散失到周围介质中去，全部用来使导体温度的热量来不及散失到周围介质中去，全部用来使导体温度升高，升高，散热量可以忽略不计散热量可以忽略不计。在短时间内，导体的温度快速升高，其电阻和比热容（温在短时间内，导体的温度快速升高，其电阻和比热容（温度变化度变化11，单位质量物体吸热量的变化量）不再是常数而，单位质量物体吸热量的变化量）不再是常数而是温度的函数。是温度的函数。第七章第七章 配电装置配电装置 第一节第一节 概概 述述第二节第二节 屋内配电装置屋内配电装置 第三节第三节 屋外配电装置屋外配电装置 第四节第四节 成套配电装置成套配电装置 第五节第五节 发电机、变压器与配电装置的连接发电机、变压器与配电装置的连接 第六节第六节 发电厂和变电所的电气总平面布置发电厂和变电所的电气总平面布置 屋内配电装置是将电气设备和载流导体安装在屋内，其特点是：屋内配电装置是将电气设备和载流导体安装在屋内，其特点是： （1 1）可以分层布置，占地面积较小；）可以分层布置，占地面积较小；（2 2）维修、巡视和操作不受气候影响；）维修、巡视和操作不受气候影响；（3 3）外界污秽的空气对电气设备影响较小，可减少维护的工作）外界污秽的空气对电气设备影响较小，可减少维护的工作量（量（4 4）房屋建筑的投资较大。）房屋建筑的投资较大。 大、中型发电厂和变电站中，大、中型发电厂和变电站中，35kV35kV及以下电压等级的配电装及以下电压等级的配电装置多采用屋内配电装置。置多采用屋内配电装置。 110kV 110kV及及220kV220kV装置有特殊要求和处于严重污秽地区时，也可装置有特殊要求和处于严重污秽地区时，也可以采用屋内配电装置。以采用屋内配电装置。第二节第二节 屋内配电装置屋内配电装置 屋外配电装置的特点：屋外配电装置的特点：土建工作量和费用较小，建设周期短；土建工作量和费用较小，建设周期短；扩建比较方便；扩建比较方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；占地面积大；占地面积大；受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘缘不良气候对设备维修和操作有影响。不良气候对设备维修和操作有影响。 第三节第三节 屋外配电装置屋外配电装置 屋外配电装置：屋外配电装置：将电气设备安装在露天场地基础、支架、或构架将电气设备安装在露天场地基础、支架、或构架上的配电装置。一般多用于上的配电装置。一般多用于110kV110kV及以上电压等级的配电装置。及以上电压等级的配电装置。第四节第四节 成套配电装置成套配电装置 1 1、成套配电装置的特点、成套配电装置的特点有金属外壳（柜体）的保护，电气设备和载流导体不易有金属外壳（柜体）的保护，电气设备和载流导体不易积灰，便于维护，特别处在污秽地区更为突出。积灰，便于维护，特别处在污秽地区更为突出。具有装配质量好、速度快，运行可靠性高的特点。其结具有装配质量好、速度快，运行可靠性高的特点。其结构紧凑、布置合理、缩小了体积和占地面积。构紧凑、布置合理、缩小了体积和占地面积。电器安装、线路敷设与变配电室的施工分开进行，缩短电器安装、线路敷设与变配电室的施工分开进行，缩短了基建时间。了基建时间。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！68