发电厂和变电所的电气主接线.ppt
发电厂和变电所的电气主接线,电气主接线的概念:又称为电气主系统或电气一次接线。它是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体，也是电力系统网络的重要组成部分电气主接线的工程意义：发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量各回路中电气设备的连接关系发电机、变压器、输电线路及负荷间的连接方式。,电气主系统与电气主接线图,1.电气主系统 电气主接线是由多种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，也称电气一次接线或电气主系统。2.电气主接线图 用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。电气主接线图一般画成单线图。,常用一次设备的图形和文字符号,名称 图形符号 文字符号(旧符号),G(F),T(B),T(B),T(B),双绕组变压器,三绕组变压器,三绕组自耦变压器,发电机,名称 图形符号 文字符号(旧符号),断路器,隔离开关,熔断器,电抗器,QF(DL),QS(G),FU(RD),L(DK),名称 图形符号 文字符号(旧符号),手车断路器,母线,电缆终端头,QF(DL),W(MX),L(XL),避雷器,F,电气主接线应满足：可靠性、灵活性、经济性三项基本要求可靠性的含义：元件、设备和系统在规定的条件和预定的时间内，完成给定功能的概率，对于电力系统可靠性主要指不间断供电能力要求：(1)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间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断(2)可靠性是要付出成本的,对于不重要的用户,太高的可靠性将造成浪费,电气主接线的基本要求,电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。1.保证必要的供电可靠性和电能的质量；2.具有一定的运行灵活性；3.操作应尽可能简单、方便；4.应具有扩建的可能性；5.技术上先进，经济上合理。,第一节 单母线接线,电气主接线基本构成及分类电气主接线的分类：根据是否有母线，主接线接线形式可以分为有母线和无母线两大类型母线的作用：也称汇流母线，起汇集和分配电能的作用母线就是电路一个节点,有汇流母线,单母线接线,双母线接线,无汇流母线,单元接线,桥形接线,多角形接线,基本形式,带有旁路母线的接线,有母线,单母线,双母线,不分段单母线接线,分段单母线接线,分段单母线带旁路母线接线,不分段双母线接线,分段双母线接线,双母线带旁路母线接线,双断路器双母线接线,一台半断路器接线,无母线,桥式连接,多角形连接,单元连接,电气主接线图的基本形式：,电气主接线的基本形式：有母线接线和无母线接线。母线是汇流线，用以汇集电能和分配电能的，是发电厂和变电所的重要装置。电气主接线的类型如下：,内桥接线,外桥接线,线路变压器单元接线,发电机变压器单元接线,发电机变压器扩大单元接线,1.单母线接线单母线接线图,结构特点：只有一组母线W，接在母线上的所有电源和出线回路，都经过开关电器连接在该母线上并列运行,母线隔离开关,接地刀闸,线路隔离开关,1.单母线接线-主接线基本形式单间隔构成：每个回路都装有断路器和隔离开关断路器作用：用以正常工作时投切该回路及故障时切除该回路隔离开关作用：用以在切断电路时建立明显可见的断开点，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修安全。分为母线隔离开关和线路隔离开关,1.单母线接线,倒闸操作基本原则：1、断路器与隔离开关间的操作顺序:保证隔离开关“先通后断”2、在等电位状态下，隔离开关也可以单独合闸或分闸操作3、这种断路器与隔离开关间的操作顺序必须严格遵守，绝不能带负荷拉刀闸（即隔离开关），否则将造成误操作，产生电弧而导致严重的后果,1.单母线接线,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“先通后断”，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，后断开母线隔离开关操作举例：对WL1送电时，先合上QS11，再合上QS12，最后合上QF1。对WL1停电时，先断开QF1，再依次拉开QS12和QS11,避免万一断路器的实际开合状态与指示状态不一致时，误操作发生在母线隔离开关上，产生的电弧会引起母线短路，使事故扩大,单母线接线图,接地开关（QS13）的作用：保证检修安全:当电压等级在110kV及以上时，线路隔离开关或断路器两侧的隔离开关（布置较高时）都应设置接地开关，母线也应设置接地开关或接地器，以代替人工挂接地线，保证出线、断路器和母线检修时，检修人员的安全。,单母线接线图,评价：优点：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，可扩性好缺点：可靠性和灵活性都较差,1)母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运；2)母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运；3)任一断路器检修时，其所在回路也将停运；4)它只有一种运行方式,单母线接线,单母线接线图,1.单母线接线,适用范围：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,单母线接线图,2.单母线分断接线,结构特征（见右图）设置分段断路器QFd将母线分成两段，当可靠性要求不高时，也可利用分段隔离开关QSd进行分段各段母线为单母线结构各进出线间隔结构与单母线相同,1.分段断路器闭合运行：两个电源分别接在两段母线上；两段母线上的负荷应均匀分配；两段母线电压相等。当一段母线发生故障时，继电保护将跳开分段断路器和故障侧电源断路器。另一侧可以继续运行。2.分段断路器断开运行：两个电源分接在两端段母线上；两段母线电压可能不相等。当任一电源故障时，其出口断路器自动断开，然后由备用电源自动投入装置自动接通分段断路器，保证全部引出线继续供电。,单母线分段运行方式,对单母线分段接线的评价接线简单清晰，经济性好有一定灵活性（运行方式多）可靠性高于单母线接线,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，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,单母线分段接线的适用范围中、小容量发电厂和变电所的610kV配电装置和出线回路数较少的35220kV配电装置中,一类用户,单母线分段接线的运行方式,一类用户,3.单母线分段带旁路接线,单母分段兼旁路,带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线结构特征在单母线分段的基础上又增加了旁路母线W3、专用旁路断路器QFp 及旁路回路隔离开关QS1和QS2 各出线回路除通过断路器与汇流母线连接外，还通过旁路隔离开关与旁路母线相连接,结构特征,旁路母线作用检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电,断路器QF1检修时的操作过程 合上QS1，合上QS2，再合上旁路开关QFp 合上出线旁路隔离开关QS1p 断开出线WL1的断路器QF1 断开QS12和QS11此时该出线由W2母线经隔离开关QS1，旁路断路器QFp，隔离开关QS2和出线旁路隔离开关QS1p供电，可以对出现断路器进行检修,给旁路母线W3充电，检查旁路母线W3是否完好，如果旁路母线有故障，QFp在继电保护控制下自动切断故障，旁路母线不能使用；如果QFp合闸成功，说明旁路母线完好。,此时QS1p的两端等电位。也可以先断开QFp，然后合上QS1p，再合上QFp，以避免万一合上QS1p前，发生线路故障，QF1事故跳闸，造成QS1p合到短路故障上,单母线分段带旁路接线的运行方式,结构特征,评价：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电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，投资增大适用范围：6-10kV配电装置,结构特征,一般断路器切断的短路故障次数达到需要检修的次数后，就需要检修。如不允许停电检修，就需要设置旁路母线电源回路也可以接入旁路，如上图中虚线所示，这种进出线全接入旁路的形式叫全旁路方式由于线路故障较多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入旁路考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般由多台变压器并列运行，而发电厂发电机变压器回路的断路器可以安排在发电机检修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的情况较少对于采用手车式成套开关柜的635kV配电装置，由于断路器可以快速更换，也可以不设置旁路母线,旁路母线的设置原则,第二节 双母线接线,1、双母线接线,双母线接线：有两组工作母线，且每一进出线只经一台QF接于母线上；每个回路都经过一台QF和两台QS分别于两组母线连接，其中一台QS闭合，另一台QS断开；两母线之间通过母线联络断路器（母联断路器）连接,一般的双母线接线,优点：1）可轮流检修母线而不影响正常供电。2）检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。3）工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。4）可利用母联断路替代引出线断路器工作。5）方便试验。需要对某回路做试验时，只需把此回路单独切换至备用母线即可。6）便于扩建。,一般的双母线接线,缺点：由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。适用范围：当出线回路数或电源书较多、输送和穿越功率较大、母线或母线设备检修时不允许对用户停电、母线故障时要求迅速恢复供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。,一组主母线运行，另一组主母线备用,双母线接线的运行方式：,1、一套工作、一套备用方式：,一组主母线运行，另一组主母线备用时，当工作母线检修时的倒闸操作顺序,两组母线都运行（固定连接）,2、双母线同时运行：,2、双母线分段接线,串联电抗器,3、双母线带旁路接线,双母线带旁母接线,结构特点增设了一组旁路母线W3及专用旁路断路器QFp回路各回路除通过断路器与两组汇流母线连接外，还通过旁路隔离开关与旁路母线相连接,旁路母线作用增设旁路母线可以使双母线接线在检修任一回路断路器时不中断该回路的供电,评价可靠性、灵活性都相当高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,操作、接线及配电装置较复杂，所用的电气设备数量较多，占地面积较大，经济性较差,双母线带旁路母线接线,适用范围220kV出线在4回及以上、110kV出线在6回及以上时，宜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,当出线回数较少时，可采用下图中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，改善其经济性。但其缺点是每当检修线路断路器时都要将所有回路换接在一组母线上，按单母线方式运行，降低了可靠性,旁路跨条,母联兼旁路接线,旁路跨条,4、一个半断路器接线,一个半断路器接线（也称 接线）,结构特点每两个回路经三台断路器接在两组母线之间,构成一串两个回路中间的断路器称为联络断路器,由多个串构成多环路完全串：两个回路三台断路器不完全串：一个回路两台断路器一般而言：同一串上的两回路一个为电源，另一个为负荷,优点之一：多环路供电，可靠性高任一组母线故障或检修时，只断开与此母线相连的所有断路器，所有回路都不会停电,(2)任一断路器检修时，所有回路都不会停电(每个回路都经过两台断路器供电)(3)在一组母线检修，另一组母线故障或两组母线同时故障的极端情况下，也不中断供电,优点之二：隔离开关只作为隔离电器避免了复杂的倒闸操作和误操作,一个半断路器接线,主要缺点：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、检修等比较复杂适用范围：大型电厂和枢纽变电所的330kV以上配电装置,第三节 无母线接线,无母线接线最大的特点是：电源与引出线之间、引出线之间没有母线连接。,常见的无母线连接有：桥形连接、多角形连接、单元连接。,一、桥形接线,(1)L1故障 仅QF1跳闸，T1及其它回路继续运行(2)T1检修 断开QF、QF1，再拉开QS1，出线l1停电 关合QF和QF1，恢复L1供电。,内桥接线适用于输电线路长，线路故障率较高、穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式的场合。,结构特征（见右图）无母线，只有两台变压器和两回线路(常见形式),四个回路使用三台断路器，中间的断路器称为联络断路器（桥断路器），连同两侧的隔离开关称为联接桥。联接桥靠近变压器为内桥接线a，联接桥靠近线路为外桥接线b,对桥型接线的评价桥形接线简单清晰，没有母线;所用断路器数量最少，经济性好易于发展过渡为单母线分段或双母线接线可靠性和灵活性不够高,特点内桥接线适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长(故障率高，故障断开机会较多)、电力系统穿越功率较少的场合外桥接线适用于线路较短(故障率较低)、主变压器需经常投切(因经济运行的需要)、以及电力系统有较大的穿越功率通过联桥回路的场合,实际应用较多,图中虚线部分为跨条，加跨条可使联络断路器检修时，穿越功率可从“跨条”中通过，减少了系统的开环机会。跨条回路中装设两台隔离开关的目的是能轮流停电检修任意一台隔离开关,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我国110kV终端变电站应用较多,2.多角形接线,结构特征（见右图）多角形接线的断路器数与回路数相同每个边中含有一台断路器和两台隔离开关，各个边互相连接成闭合的环形每个回路都接在两台断路器之间,2.多角形接线,对多角形接线评价：可靠性和灵活性较高。任一断路器检修时不停电，隔离开关不作为操作电器接线简单清晰，没有母线;所用断路器数量少，经济性好难于发展扩建继电保护复杂,检修任一断路器时，多角形将变成开环运行，可靠性显著降低，若再发生故障，可能造成两个及以上回路停电，多角形接线将被分割成两个互相独立的部分，功率平衡遭到严重破坏,2.多角形接线,适用范围：没有扩建余地的中小型水电厂的110kV及以上配电装置中一般多角形不要超过六角形。设计时应将电源回路按对角原则配置，以减少设备（如断路器）故障时或开环运行合并一个回路故障时的影响范围,多角形接线,3.单元接线,发电机和变压器直接连接的接线方式为单元接线。,发电机和变压器直接连接的方式。,第四节 发电厂的电气接线,大型火电厂主接线,如下图所示，是4 300MW发电厂电气主接线。发电机和变压器采用最简单、可靠的单元式接线，分别接到220、500kv的母线上。220kv采用最为典型的双母线带旁路接线，500kv采用一台半断路器接线。,热电厂主接线,水电厂主接线,第五节 变电站的电气主接线,变电站的一次接线,
