电力工程ppt课件(自编)第5部分.ppt

山东建筑大学尹春杰,电 力 工 程 ELECTRIC POWER ENGINEERING 第5部分 厂/站电气主接线,主要内容：1、电气主接线概述 2、电气主接线基本形式及特点 3、电气主接线实例分析,第5部分 厂/站电气主接线,1、概述电气主接线：在电力系统厂、站中，由各种高压电气设备、线缆、母线按特定功能要求组成的电气回路。电气主接线图：用特定的图形和符号，全面描述电气主接线关系的电路图。1.1、电气主接线的重要性关乎电力系统的安全性、经济性、稳定性；决定了调度灵活性；是继电保护及控制拟订的依据。电气主接线的选择应综合考虑以下因素：电压等级及在电网中的地位输变电功能要求：容量、进出线回路,第5部分 厂/站电气主接线方式,1.2、基本要求1.2.1、可靠性 充分考虑故障、检修带来的影响，满足供电可靠性和电能质量的基本要求。电能质量：电压、频率、波形的品质。供电可靠性：连续供应合格电能的评价指标。可靠性定性分析主要考虑以下方面：断路器检修对供电的影响；设备、线路故障或检修导致的停电线路数量、停电时间；对部分重要用户的供电能力；发生全厂、全站停电的可能性.,第5部分 厂/站电气主接线方式,1.2.2、灵活性 主要考虑可提供的运行方式及方式转换的途径。调度灵活性 运行方式由主接线限定，具体的运行方式由调度决定。检修灵活性 厂站中主设备应定期或不定期检修，应有退出替代方案、检修安全措施。扩建灵活性 大量的厂、站按远景规划、分期建设；部分厂、站需根据发展需要在原规模基础上扩建。主接线的选择应为后期建设或扩建提供方便。,第5部分 厂/站电气主接线方式,1.2.3、经济性与先进性 新技术、新装备的采用可以改善、提高电网的性能，针对性解决电网遗留的一些问题，电力系统非常注重新技术的应用；电网安全、稳定重于一切，选用前应严格审查新技术、新装备的完善性，不能对电网安全造成影响或带来隐患，因此电力系统在选用新技术、新装备时非常慎重，需要有特定部门的全面检测试验、挂网试运行过程；大型的电网厂、站项目建设投资较大，投资收益期很长，设计寿命一般在20年以上，因此在选型方面应综合考虑直接投资与间接费用(如土地占用、运行费用)、短期投资与长期收益等问题，尽量做到经济合理。,第5部分 厂/站电气主接线方式,1.3、基本接线类型 电力系统厂站的主体是电源(进线)、出线;主接线描述“黑匣子”内部结构，描述输入输出关系。,第5部分 厂/站电气主接线方式,第5部分 厂/站电气主接线方式,概括起来，具体接线方式有十种：单母线：3种双母线：4种无母线：3种母线特征：有/无；单/双；分段/不分段；旁路有/无。,第5部分 厂/站电气主接线方式,1.4、开关设备配置基本原则各进、出、联络电气回路中均要配置断路器；在断路器可能出现电源的一侧或两侧均要配置隔离开关。若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户的那一侧可不装设隔离开关；若电源是发电机，则发电机与出口断路器之间可不装设隔离开关。当电压在110kV及以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地隔离开关；对于35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置12组接地隔离开关。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2、基本电气主接线形式及特点对基本的10种主接线形式分别介绍。主要从以下几个方面比较各种主接线方式的特点：可靠性、灵活性方面 可供采用的运行方式；母线侧故障、检修时对连续供电的影响及相应措施；出线断路器检修时对连续供电的影响及相应措施；导致全站停电的可能性；投资方面 进出线总路数与总断路器、刀闸数量的比较。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.1 单母线接线 主要设备表示符号：母线、断路器、隔离刀闸、接地刀,第5部分 厂/站电气主接线方式,母线侧刀闸：QS1、QS2;位于断路器与母线之间线路侧刀闸：QS3、QS4；位于断路器外侧“倒闸”操作要求及单母线接线特点：,第5部分 厂/站电气主接线方式,可靠性分析：母线侧故障时将导致全站停电；母线或母线侧刀闸检修时所有回路停电；检修任一出线断路器时相应回路停电。投资分析：断路器数量与进、出线总和数量相同，无额外的断路器，投资节省。灵活性分析：母线运行方式单一；进线一主一备。适用范围：6-10KV出线不超出5回；35-60KV不超出3回；110-220KV不超出2回。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.2、单母线分段形式投资分析：与传统单母线相比，多配置一台母联开关及一、二次相应设备，投资比单母线增加。,第5部分 厂/站电气主接线方式,可靠性分析：某一段母线故障时，本段出线全部停电；非故障段母线及出线继续运行，避免全站停电；某一出线断路器故障或检修时相应线路停电，直至检修完成才能恢复供电。,灵活性分析：主要有以下几种运行方式可供选择；两路进线同时工作，母线分段运行，称为分列运行；两路进线同时工作，分段开关闭合，称为并列运行；为防止无功环流除运方转换时一般不采用；两路进线一主一备，母联闭合（类似单母线情形）。注意：运行方式可通过就地、远方控制进行调整。运方的潜在灵活性可通过适当的BZT减小停电时间。广泛应用于110KV及以下电压等级的变电站/发电厂。适用范围：6-10KV出线6回或以上但每段总容量不超25MW；35-60KV出线4-8回；110-220KV出线3-4回。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.3、单母线带旁路,第5部分 厂/站电气主接线方式,可靠性分析：*母线W侧故障或检修导致全站停电；*任一线路断路器故障检修时可由旁路母线带路，不停电；操作流程示例：L4线路QF1停用、旁路代路时的操作顺序。,第5部分 厂/站电气主接线方式,运方灵活性分析：进线一主一备，主母线运行方式单一。投资分析：*每一出线增加一只隔离开关，设备增多，投资增加。*旁路断路器可代路各线路断路器，要求旁路保护应存储多套继电保护定值，二次设备要求提高。注：通过增加旁路母线解决了出线断路器故障检修导致的长时间停电问题；但单母线故障时仍导致全站停电，这在可靠性要求高的场合是不允许的，为缓解此问题出现了单母线分段带旁路方式。,第5部分 厂/站电气主接线方式,单母线分段带旁路方式 增加旁路母线，增加了设备，投资增大；如果再将主母线分段又需增加母联开关，为节省投资，图7-5给出一种不专设旁路断路器的方式。QF可兼做母联分段及旁路断路器。正常：QS1+QF+QS2分析QF1检修时的操作顺序。,第5部分 厂/站电气主接线方式,正常运行：QS1+QF+QS2闭合，QS3、QS4、QS5断开；QF1检修时，操作顺序为：闭合QS5;闭合QS3,WP母线得电；拉开QS1，QS2+QF+QS3成为旁路开关；闭合QS6，断开QF1，拉开QF1双侧隔离开关；L1由旁路开关QF继续供电。QF1从电网中脱离可实施检修。适用范围：出线断路器检修时相应回路不能停电的场合；6-10KV在可找到其他备用电源时一般不采用；35KV一般不采用，重要用户首先采用双电源供电方案；110-220KV单母线分段应设置旁路并配置专门的旁路开关。,第5部分 厂/站电气主接线方式,小结：单母线：母线故障检修全站停电；出线断路器故障检修该线路全程停电；投资节省。单母线分段：母线故障检修时故障段全部停电，非故障段可连续供电；出线断路器故障检修该线路全程停电；可靠性提高，灵活性增大，投资增加。单母线（分段）带旁路：母线故障检修时全站（故障段）全部停电；出线断路器故障检修该线路可连续供电；可靠性进一步提高，投资进一步增加。！问题：在母线故障检修时仍会导致全站或部分全程停电，为进一步提高可靠性，出现双母线方式。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.4、双母线接线*设置两组母线I、II；*进、出线母线侧配置两组隔离开关分别与母线I、II连接;*两组母线通过母联断路器连接。,第5部分 厂/站电气主接线方式,运行方式分析：*主备方式：进线、出线均连接至主母线；另一母线备用。*单独运行方式：两条电源线分别连接至一组母线；母联断路器QF打开;部分出线连接至I母线，部分连接至II母线。,第5部分 厂/站电气主接线方式,可靠性分析1-母线故障、检修的影响：*运行中母线故障时，引起该母线出线短时停电；*母线检修时可不停电。母线检修操作流程：,第5部分 厂/站电气主接线方式,可靠性分析2-出线断路器检修：出线断路器检修时借助“跨条”，可短时停电后由母联断路器代路恢复供电。,第5部分 厂/站电气主接线方式,注：母联断路器代路时“跨条”的布设位置及方法 母线检修时的“倒母线”操作流程,优点：*母线检修可不停电，运行灵活性、可靠性提高；*母线故障、断路器检修可短时停电后恢复；*扩建时可使两母线交替工作、施工，不停电；缺点：*母线侧故障时会引起全部回路停电(主备方式全站停电)*在倒母线时，采用隔离开关转换全部负荷，操作复杂；*电气设备多、结构复杂、投资高。适用范围：6-10KV短路电流大，配置电抗器时；35-60KV出线回路超过8回，或电源较多、负荷较大；110-220KV出线5回及以上，或为重要站时回路4回。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.5、双母线分段 工作母线经分段断路器分为两段，每段分别经母联断路器QF1、QF2与备用母线相连。,第5部分 厂/站电气主接线方式,特点：兼有单母线分段及双母线的特点，当任一段母线故障时仍可保持剩余母线回路运行；电气设备多，投资大；出线断路器故障或检修时，需短时停电，增加“跨条”以恢复供电，操作复杂；适用范围：6-10KV中、小型发电厂发电机母线；220KV总回路达10-14回，多采用双母线3分段；达15回及以上时采用双母线4分段。330-500KV总回路6回或以上多采用双母线3或4分段。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.6、双母线带旁路在双母线基础上增加旁路母线，当出线断路器故障检修时由旁路断路器带路，可不停电。一般在220KV出线5回以上、110KV出线7回以上采用。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.7、3/2断路器双母线接线俗称“一个半”断路器接线。每两回进、出线使用3台断路器，可靠性高、调度灵活、检修方便。开关占用多，投资高、继电保护构成复杂。同户双回线、电源线不应在相同串，至少三串可多环供电。多用于大型电厂和超高压站。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.8、单元接线 将发电机、变压器、线路直接串联起来组成单元接线。无横向母线，元件少、结构简单、投资节省；单元内任一元件故障导致整体停电。,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.9、桥式接线*内桥接线方式：如下图，L2为电源线，L1出线。,第5部分 厂/站电气主接线方式,*外桥接线：,第5部分 厂/站电气主接线方式,2.10、角形接线（环行接线）将几台开关环形连接，在两台开关的连接处引出线：断路器与回路数相等；每回路连接两个开关。常见三角形、四角形、五角形。,第5部分 厂/站电气主接线方式,小结：母线分段：防止母线侧故障全站停电。双母线：防止母线侧检修全站停电。旁路：可在出线开关检修时代路连续供电。母线结构越复杂、运行方式灵活性越大、供电可靠性越高、设备越多、投资越大。,第5部分 厂/站电气主接线方式,3、主接线实例分析 参教材P163-167。3.1、火力发电厂电气主接线图7-15大型火力发电厂图7-16中性热电厂3.2、水力发电厂电气主接线图7-17a 大型水电厂图7-17b 葛洲坝水电厂3.3、变电所电气主接线选用原则,第5部分 厂/站电气主接线方式,随堂测验,测验题：1、简述电力系统五大组成部分及其作用、特点。2、简述我国电力调度体系的组成及主要职能。3、简述电力调度自动化系统的构成及功能。4、简述我国各级电网标准电压等级及低压、高压、超高压、特高压等级的划分标准。5、电网标幺值换算方法及复杂网络的折算方法。6、架空输电线路基本结构及各部分的功能及特点。7、电路输电线路模型及基本参数估算方法。8、关于电气间隙、爬电距离的定义及计算方法。9、电力变压器主要技术参数定义及物理概念。10、两圈变、三圈变、自藕变模型及相关参数计算方法。,11、电气开关切断电路时电弧产生的原因、电弧的危害及主要灭弧措施。12、电力系统高压电气开关设备的主要种类及功能特点。13、电流互感器的主要作用、基本工作原理及接线形式。14、电压互感器的主要作用、基本工作原理及接线形式。15、电气主接线形式的重要性及基本要求。16、简述常用主接线形式及其特点。,随堂测验,