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1、4 电气主接线及设计,电气主接线,电气主接线是由高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，又称电气一次接线（因为由电气一次设备组成）或电气主系统（代表了发电厂或变电站电气部分主体结构）。 电气主接线图：是指用规定的设备文字和图形符号，按其作用依次连接的单线接线图。,4.1 电气主接线设计原则和程序,对电气主接线的基本要求,1保证必要的供电可靠性 考虑因素 （1）发电厂或变电站在电力系统中的作用。 （2）负荷的性质和种类 （3）设备的制造水平 （4）长期实践运行经验,2具有一定的灵活性 包括： （1）操作的方便性 （2）调度的方便性 （3）扩建的方便性,对电气主接线的基本要
2、求,3经济性 考虑的因素 （1）节省一次投资 （2）占地面积少 （3）电能损耗少,对电气主接线的基本要求,4.2 主接线的基本接线形式,主接线的基本接线形式,有母线型：当进出线数较多时（4回）为了便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节。 特点：接线简单清晰，运行方便，有利于安装与扩建，占地面积大，使用的开关设备多。 类型：单母线接线、双母线接线、3/2接线、4/3接线、变压器母线组接线。 无母线型：当进出线数较少时（4回），为了节省投资，可不设母线。 特点：使用的开关设备少，占地面积小，只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。 类型：单元接线、桥形接线、角形接线。,一、单母
3、线接线,1简单的单母线接线,母线：用于汇集和分配电能 断路器：具有灭弧装置和控制电路，既可以接通或开断负荷电流，也可以开断短路电流。 隔离开关：没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用做设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。（紧靠母线侧的隔离开关为母线隔离开关，靠近线路侧的隔离开关成为线路隔离开关，接地刀闸是在检修电路或设备时合上，取代安全接地线的作用。）,一、单母线接线,由于断路器具有灭弧装置，而隔离开关没有，所以在操作时，必须严格遵守操作程序：接通电路时，应先合上隔离开关，而后合上断路器；开断电路时，应先断开断路器，而后断开隔离开关。即隔离开关应“先通后断”
4、或在等电位状态下进行操作。,一、单母线接线, 接线简单清晰，操作方便，不易发生误操作，容易实现“五防”；“五防”： 有利于扩建； 设备少，投资省，占地面积小。,优点,缺点, 供电可靠性差 母线(包括母线侧隔离开关)故障或检修时，变电站全停；断路器检修，所在回路停电。 灵活性差,电气五防,1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关） 2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作） 3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路
5、器、分荷开关闭合） 4、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关） 5、防止误入带电室。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）,一、单母线接线,适用于6220kV系统中，只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路数不多的中小型发电厂或变电站。,适用范围,一、单母线接线,2、单母线分段接线,分段数目取决于电源数量和容量。一般23段为宜。,一、单母线接线,适用范围：适用于中小容量发电厂的610kV接线和6220kV的变电站中。 在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段：母线检修时，只需停电一半出线；故障时，短时停电，拉开分
6、段隔离开关后，完好段即可恢复供电。,优点： 缩小了母线故障（或检修）的停电范围； 运行灵活性有所提高（可以并列运行，也可以分列运行）。,一、单母线接线,不停电检修出线断路器QF1的步骤： 用旁路断路器QFp对旁路母线W2充电：合QSp1、QSp2，再合QFp； 充电成功后，使出线断路器QF1与旁路断路器QFp并列运行：合QS13； 退出出线断路器QF1：拉QF1、拉QS12、QS11 QF1两侧挂地线（或者合地刀），检修。,旁路母线的作用：可以不停电检修任一（进）出线断路器。,3、单母线带旁路母线接线,一、单母线接线,架设旁路母线的原则：（单、双母线） 10kV线路：一般不装， 原因： 重要用
7、户双电源供电 10kV断路器价格低，可设专门的备用断路器，手车式断路器。 35kV线路：一般不装，原因同上，但下列情况也可以考虑： 出线回路数很多时（8回）； 有较重要的用户且单电源供电。 110kV及以上线路出线较多时:一般均装设: 原因： 断路器检修时间长（5天）； 线路停电影响范围大。 中小型水电厂：不设旁路母线 原因：断路器检修安排在枯水季节。,一、单母线接线,4单母线分段带旁路母线接线,专用旁路断路器：使用断路器和隔离开关较多，投资高，一般不采用。分段断路器兼作旁路断路器：,正常时：QF0作分段用，QF0、QS01、QS02闭合，QS03、QS04、QS05断开。,一、单母线接线,检
8、修出线断路器时：QF0作旁路断路器用。操作步骤如下：（设不停电检修QF1） 合QS05（W1、W2两段母线合并为单母线运行，亦可不合并运行）； 拉QF0（退出分段断路器）； 拉QS02，合QS04，合QF0（对W3充电，验电）； 合QS13（并列运行）； 拉QF1，拉QS12、QS11（退出QF1）； 挂地线、检修。,二、双母线接线,1简单的双母线接线,二、双母线接线,优点： (1) 供电可靠 可以轮流检修任一组母线，且不需要停电； 母线故障影响范围缩小，只短时停电； 检修任一回路的母线隔离开关，只需停该回路及对应母线。 (2) 调度灵活 电源和负荷可以任意分配到某一组母线上； 可以组成各种运
9、行方式：单母线、单母线分段；,二、双母线接线, 可以完成一些特殊功能：用母线并列；个别回路单独试验；线路利用短路方式融冰； (3) 扩建方便 缺点： (1) 使用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂，投资较大； (2) 刀闸作为操作电器，容易发生误操作； (3) 检修出断路器时，需停该线路。,二、双母线接线,2双母线分段接线,二、双母线接线,优点： 减小母线故障的停电范围； 在分段处加母线电抗器，可以限制短路电流，选择轻型设备。 缺点： 三台分段或母联断路器，投资大； 无旁路母线，出现开关检修需停该线路。 适用范围：有机压母线负荷的中小型电厂。,二、双母线接线,3双母线带旁路接线 (1) 具
10、有专用旁路断路器：,适用于：220kV 5回及以上；110kV 7回及以上。,二、双母线接线,(2) 旁路断路器和母联断路器共用：正常运行时作母联用；检修时，作旁路用。 接线形式有：,优点：节省一台断路器 缺点：可靠性有所降低 检修期间双母线变成单母线； 增加了隔离开关的倒闸操作。,二、双母线接线,例：双母线带旁路母线接线如右图所示： 已知：QF0作母联运行；B1、XL1运行于母线；B2、XL2运行于母线。 试写出不停电检修QF1的操作步骤：,二、双母线接线,解：1、分析初始状态： 由条件知：QF0、QS01、QS02在合位，QS03在开位； 由条件知：QS31，QS11，QS14在合位，QS
11、32，QS12，QS13在开位； 由条件知：QS42，QS22，QS24在合位，QS41，QS21，QS23在开位。 2、在不停电检修QF1的操作步骤如下： 倒母线：将母线上的所有电源和负荷倒致母线，合QS41，拉QS42，合QS21，拉QS22 切断、母线的联系：拉QF0，拉QS02 对旁路母线充电：合QS03，合QF0 QF0与QF1并列运行：合QS13 退出QF1：拉QF1，拉QS14，拉QS11 QF1两侧挂地线，检修。,三、一台半断路器接线,所谓一台半断路器接线是指两个回路共用三台断路器，即每个回路所用的断路器数目为一台半，也称3/2接线。,三、一台半断路器接线,优点：,操作方便：检
12、修任一台断路器或母线不须倒负荷。 运行调度灵活：正常时可多方式运行；事故时可合环、解环。 扩建方便。,可靠性高：,任一台断路器检修，都不停电； 任一母线检修或故障都不停电； 即使两条母线都故障或一条母线检修，另一条母线故障，电厂的电力基本上都能送出； 隔离开关不作为操作电器。,三、一台半断路器接线,缺点： 使用设备较多，投资较大； 二次接线和继电保护复杂。,三、一台半断路器接线,布置时应注意： 电源放在不同串上： 以避免联络断路器故障造成两个电源同时停电；,不同串上的电源交叉布置： 避免一个电源所在串联络断路器检修，同时另一个电源所在串母线侧断路器故障，两个电源同时停电。,三、一台半断路器接线
13、,适用范围： 220kV及以上的超高压、大容量发电厂和变电站。,四、4/3台断路器接线,结构： 一个串中有四台断路器、接三回进出线。 特点： 与3/2接线相比，投资节省，但可靠性有所降低，布置比较复杂。,结构：变压器直接通过隔离开关接到母线上，组成变压器母线组。 依据：变压器的故障概率小。 优点： 调度灵活：电源和负荷可自由调配； 可靠性高； 有利于扩建。 缺点： 变压器故障相当于母线故障； 投资大。,五、变压器母线组接线,五、变压器母线组接线,改进的变压器母线组接线 用一台半断路器接线取代双断路器接线。,六、单元接线,结构： 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。,优点：,
14、接线简单，开关设备少，操作简单。 不设发电机电压级母线，低电侧短路电流相对于具有发电机电压级母线时，有所减小。,六、单元接线,说明：,对于大型机组应采用分相封闭母线； 对于小型机组可采用扩大单元接线；,对于附近有高电压、大容量变电站的发电厂，可采用发电机 - 变压器 - 线路组单元接线。,七、桥形接线,内桥,单母线分段,外桥,结构：根据桥联断路器的位置，可分为内桥和外桥。,七、桥形接线,适用范围： 当有两台主变，两条出线时，应首先考虑采用桥形接线。,内桥,外桥,内桥：线路长，主变操作次数少，两条出线之间无穿越功率； 外桥：线路较短，变压器投切次数多，或有穿越功率。,七、桥形接线,优点：,内桥,外桥,缺点：,投资小（无母线，四条回路用三台断路器）； 占地面积小。,可靠性差：,内桥：变压器故障需停线路， 外桥：线路故障需停变压器， 隔离开关作为操作电器；,不利于扩建。,八、多角形接线,优点： 投资小（无母线，一回出线用一台断路器）； 占地面积小； 可靠性高（任一断路器检修都不会造成停电）。 缺点： 不利于扩建； 断路器检修造成开环，可靠性降低； 断路器检修开环后，潮流变动大，继电保护整定复杂。,母线,隔离开关,隔离开关,断路器,断路器,