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1、第四章第四章 电气主接线及设计电气主接线及设计本章的主要内容本章的主要内容 对电气主接线的基本要求、发电厂或变电站的基本接线形式、变压器型式选择及限制短路电流的措施。重点内容重点内容 单母接线、双母接线、单元接线和桥形接线以及检修母线和断路器时，断路器与隔离开关的操作步骤。限制短路电流的措施。难点难点 断路器和隔离开关的防误操作。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 电气主接线是发电厂或变电站电气部分电气部分的主体主体，直接影响运行的可靠性、对配电装置配电装置布置、继电保护配置、自动装置及控制方式的拟定都有决定性的关系。对电气主接线的基本要求是：可靠对电气主接线的基本
2、要求是：可靠性、灵活性和经济性。性、灵活性和经济性。 一、对电气主接线的基本要求一、对电气主接线的基本要求 1.可靠性可靠性 在规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力-供电的连续性分析和评估主接线可靠性分析和评估主接线可靠性通常从以下五个方面综合五个方面综合考虑：( 1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用1)系统中的大型发电厂或变电站其供电容量大，范围广地位重要、系统中的大型发电厂或变电站其供电容量大，范围广地位重要、作用强，应采用可靠性高的主接线形式作用强，应采用可靠性高的主接线形式。 2)发电厂和变电站与电力系统连接方式发电厂和变电站与电力系统连
3、接方式 中小型发电厂中小型发电厂靠近负荷中心，只是把容量不大的剩余功率输送给系统，采用单回路弱联系方式采用单回路弱联系方式 大型发电厂大型发电厂远离负荷中心，发出的功率几乎全部输送给系统，采用采用双回路或环网等强联系方式双回路或环网等强联系方式。(2)负荷的性质负荷的性质应考虑发电厂和变电站的运行方式（指带基荷或腰荷或峰荷）及负荷的性质（负荷的类别）(3)设备制造水平设备制造水平1)主接线中的一次设备及其控制、保护他的二次设备的制造水平决定主接线的可靠性。2)主接线形式越复杂，即构成主接线的设备越多，将有可能降低主接线的可靠性。（4）长期实践运行经验）长期实践运行经验 运行管理水平和运行人员的
4、素质也影响主接线的可靠性。运行经运行经验积累是提高可靠性的重要条件，运行实践是衡量可靠性的客验积累是提高可靠性的重要条件，运行实践是衡量可靠性的客观标准。观标准。定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准：定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准：1）断路器检修时，能否不影响供电.2）断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时，停运的出线回路数和停电时间的长短，以及能否保证对一类用户供电。3）发电厂或变电所全部停电的可能性。4）大型机组突然停运时，对电力系统稳定性的影响与后果。2.灵活性灵活性1）操作的方便性。2）调度方便性。主接线能适应系统或本厂所厂所的各种运行方式3）扩建方便性。具有初期初期终期终期
5、扩建扩建的灵活方便性。3.经济性经济性1）投资省 设备少且廉价（接线简单且选用轻型断路器）。2）占地面积少 一次设计，分期投资,尽快发展经济效益。3）电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数，避免两次变正确处理可靠性和经济性的矛盾正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠性的前提条件下，一般在满足可靠性的前提条件下，提高主接线的经济性。分析主接线的特点，提高主接线的经济性。分析主接线的特点，需按基本要求需按基本要求二、电气主接线设计的原则原则原则以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、
6、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则三、电气主接线的设计程序1. 对原始资料分析（1）工程情况（2）电力系统情况（3）负荷情况（4）环境条件（5）设备供货情况发电厂类型、设计容量、单机容量及台数、最大负荷利用小时数、可能的运行方式电力系统近远期规划、发电厂或变电站在电力系统中的位置和作用、本期工程与电力系统的连接方式及各级电压中性点接地方式等负荷的性质、地理位置、输电电压等级、出线回路数、输送容量当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震主要设备的性能、制造能力、供货情况价格等2. 主接线方案的拟定与选择
7、依据对电源、出线回路数、变压器台数、电压等级、容量、母线结构等的考虑拟定若干接线方案，先淘汰一些明显不合理的方案，最终保留2到3个技术上相当的、满足要求的方案，进行经济比较。对于地位重大的发电厂或变电站还要进行可靠性比较，最终才能确定最佳方案。3. 短路电流计算和主要电气设备选择4. 绘制电气主接线图5. 编制工程概算主要设备器材费安装工程费其他费用第二节 主接线的基本形式主接线有汇流母线的接线形式无汇流母线的接线形式单母线接线双母线接线 桥型接线 单元接线 角型接线 单母线 单母线分段 单母线分段带旁路母线 普通双母线 双母线分段 双母线分段带旁路母线 一台半（32）断路器 43接线 变压器
8、母线组 主接线的基本知识1. 主接线一般采用单线图单线图2. 主接线图中常用的元件隔离开关隔离开关（带接地刀闸）断路器线路电缆 本节讨论：典型的基本接线形式、特点以及断路器和隔离开关的本节讨论：典型的基本接线形式、特点以及断路器和隔离开关的操作操作。 单母线 指进出线都是通过一台断路器和一台母线隔离开关分别与母线相连的接线形式。图41 单母线接线主要设备作用介绍主要设备作用介绍：汇流母线（汇流母线（母线母线） 汇集、传输、分配电能断路器断路器 具有灭弧装置，接通或断开正常回路中的负荷或故障回路短路电流。每回路至少有一台。 隔离开关隔离开关 没有灭弧装置，没有灭弧装置，严禁用来接通或断开电路严禁
9、用来接通或断开电路中中的负荷或短路电流。可的负荷或短路电流。可将停运的电器（如QF、W）与带电部分隔离，起隔离电压的作用。设置原则：断路器的电源侧设置；防止过电压入侵正在检修的断路器，断路器的用户侧也设置。隔离开关的 类型：类型：按在主接线的位置可分为1）母线隔离开关：与母线相连的隔离开关；2）线路隔离开关：与线路相连的隔离开关；3）接地开关：导电回路与地间的QS隔离开关（QE4）。断路器和隔离开关的操作规程：1 同一回路QF、QS运行操作运行操作-防止误操作防止误操作 严格按照操作规程，实行操作票制度，对QS实行“先通后断”（即接通回路时，先合QS，后QF；断开时，反之）的操作，保证仅用QF
10、接通或断开电路。防止误操作的闭锁装置防止误操作的闭锁装置-电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。 2同一回路 WQS和 LQS的运行操作-减少误操作停电范围必须必须保证对母线隔离开关WQS实行“先通后断 的操作。可减少误操作的停电范围。应熟练掌握两个应熟练掌握两个 “先通后断先通后断”的含义。的含义。 特点特点 1)供电可靠性差： 1) W或WQS故障或检修时全厂所停电回路断路器检修时，该回路停电。2)灵活性差：要么停电，要么供电。3)经济性好且操作方便：每一回路仅一台断路器，且QS仅作隔离电器。 厂厂 所所：6220kV，PG=6MW三类负荷供电的厂所。怎样提高单母线的
11、可靠性和灵活性呢？怎样提高单母线的可靠性和灵活性呢？ 可采取以下措施：可采取以下措施： （1）母线分段）母线分段-克克服服W或或WQS全厂所停全厂所停电缺点电缺点 用断路器将母线分23段，相对单母线只是经济性略差（多一台分段QF和两台QS）图42 单母线分段接线怎样提高经济性？用QS代替分段QF，可提高其经济性好可提高其经济性好;但可靠灵活性略有下降但可靠灵活性略有下降:(1)分段分段QS检修时，全检修时，全厂所停电，厂所停电，(2) W故障时，变电站短故障时，变电站短时停电时停电)。一般二级电力用户采用一般二级电力用户采用怎样克服 断路器检修 停电对应回路的缺点？ (2)加设旁路母线加设旁路
12、母线 加设一组旁路母线和旁路断路器,以克服克服检修断路器回路停电的缺点。检修断路器回路停电的缺点。 经济性差。110kV及以上时才考虑。为什么？ 旁路母线的作用：是旁路断路器与各回路的桥梁，使旁路母线的作用：是旁路断路器与各回路的桥梁，使一台一台旁路断路器在旁路断路器在不同的时期，能代替不同的回路。不同的时期，能代替不同的回路。图45带旁路母线的单母线接线单母线接线的正常运行方式旁路断路器代替回路断路器过程旁路断路器代替回路断路器过程旁路断路器代替回路断路器的操作过程检查旁母是否完好完好，断开旁路断路器等电位合旁路隔离开关合旁路断路器断开要检修断路器不可以采用以下步骤检查旁母是否完好等电位合旁
13、路隔离开关断开要检修断路器为什么不可以？防止旁路隔离开关QS3在合闸瞬间线路线路L3短路短路（使电源经过旁断路器和QS3回路向短路点提供短路电流）。即旁路隔离开关QS3将电源回路短接。这是绝对不允许。若旁路断路器断开旁路断路器断开状态，再合旁路隔离开关QS3瞬间线路L3短路，流过隔离开关QS3的电流是旁路母线的放电电流。 旁路断路器代替要检修断路器的操作步骤：旁路断路器代替要检修断路器的操作步骤： 1）检查旁母是否完好，）检查旁母是否完好，先合QS4和QS5，后合QF2向旁路母线充电，若QF2不跳闸，旁母完好，则有 2）断开QF2； 3）合QS3（等电位操作）； 4）合QF2； 5）断QF1及
14、两侧的QS2、 QS1，QF1处于不带电状态。 对已停运的QF1两侧接入三相短路接地线，并对其进行检修。 QF2的退出操作过程：请自己写出。（3）单母分段加旁母接线）单母分段加旁母接线 既加分段QF又加设旁母， 在单母类在单母类中，中，可靠灵活性最高，经济性最差 （相对单母线，多了3台断路器和一组旁母）图45“ 单母分段带旁路接线图 4-5“”以上分析可知：无论怎样提高其可靠性，都克服不了母线或母线隔离开关以上分析可知：无论怎样提高其可靠性，都克服不了母线或母线隔离开关检修检修相应段相应段停电的致命缺点，大型停电的致命缺点，大型厂所厂所不允许不允许双母类双母类 图46 单母分段兼旁路断路器接线单母分段兼旁路断路器接线单母分段兼旁路断路器接线：既有一定的可靠灵活性又有一定经济性。但在实。但在实际中很少采用，操作不方便，易出现误操作。二级偏弱的电力用户用之际中很少采用，操作不方便，易出现误操作。二级偏弱的电力用户用之