1、第四章第四章 电气主接线电气主接线 及设计及设计学习目的：n重点掌握对电气主接线的基本要求及各种基本接线形式的特点和适用范围；n掌握发电厂和变电所主变压器的选择、限制短路电流的方法；n了解各种类型发电厂和变电所主接线的特点，掌握发电厂电气主接线设计举例。本章是本课程的重点！4.1 电气主接线的电气主接线的基本要求和设计程序基本要求和设计程序电气主接线（回顾）电气主接线的概念：由一次设备按照预期的生产流程所连成的接受和分配电能的回路，称电气主接线，也叫一次接线。主接线图：将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。绘制电气主接线必须遵循以下原则：（1）
2、一次设备和元件必须采用规定的图形符号和文字符号来表示。（2）图中断路器和隔离开关都按断开位置画出，但挂在控制室的主接线图上的设备状态是随着实际运行状态变换的，以帮助运行人员正确地进行倒闸操作、分析和处理事故。（3）因为三相交流电气设备的各相接线是相同的，所以电气主接线图一般都采用单线图（即一相电路图）。这样使主接线图简化、清晰。如果在某些局部三相结构不同，只在这部分局部画成三相图。电气主接线设计的重要性1.电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。2.电气主接线表明了发电机、变压器等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。3.电气主接线的好坏关系到电力系统安全、稳定、
3、灵活和经济的运行。一、电气主接线设计的基本要求1.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要求。电能不能大量储存，发电、输电、用电必须在同一瞬间完成，任何一个环节出现故障都可能造成供电中断。可靠性不是绝对的，对于不重要的用户，太高的可靠性将造成浪费。分析和评估可靠性时要考虑发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用，负荷性质和类别，设备的可靠性和实践运行经验等因素。（1）发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用 目前，我国发电机单机容量大小的划分为：50MW以下 小型机组 50200MW 中型机组 200MW及以上 大型机组 发电厂容量大小（按总装机容量）划分为：100MW以下 小型发
4、电厂 100250MW 中型发电厂 2501000MW 大中型发电厂 1000MW以上 大型发电厂1）.分析和评估主接线可靠性时应考虑的几个问题（2）负荷性质和类别n我国将电力负荷根据其对供电可靠性的要求不同分为三个等级：n一级负荷概念：这类负荷若突然中断供电，将造成生命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉、建材行业的水泥回转炉、医院的手术室、国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。特点：绝对不允许停电！必须有两个独立电源供电！n二级负荷
5、概念：这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿或出现大量减产，造成一定的经济损失。特点：一般允许停电几分钟，在工业企业中占得比例最大。应由两回线路供电，且两回线路应尽可能取自不同变压器或母线段。n三级负荷概念：不属于一、二级负荷的用电设备。特点：对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。由此可见，对于带一二级负荷的发电厂和变电所应该选择可靠性较高的主接线形式。（3）设备的制造水平，即可靠性程度 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基础。（4）长期实践运行经验 应重视国内外长期积累的运行实践
6、经验，优先选用经过长期实践考验的主接线形式。n主接线可靠性的评判方法：定性分析和定量计算（可靠性计算）。定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准：1）断路器检修时，能否不影响供电；2）母线（或断路器）故障以及母线或母线隔离开关检修时，停运的回路数的多少和停电时间的长短，能否保证对一级负荷和大部分二级负荷的供电；3）发电厂、变电所全部停运的可能性；4）大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特殊要求。2）.定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准（1）涵义：适应各种运行方式（正常、检修、事故及处理、投切设备、增减负荷等）变化。（2）具体衡量要求：q操作的方便性主接线在满足可靠性的基本要求下，应接线简
7、单、操作方便，尽可能减少操作步骤，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出错。q调度的方便性能根据调度要求，方便灵活的投切机组、变压器和线路，调配电源和负荷，以满足在正常、事故、检修等运行方式下的切换操作要求。q扩建的方便性 能根据扩建要求，方便的从初期接线过渡到远景接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路而不互相干扰，对一次和二次设备的改造最少。2.灵活性 在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理。（1）投资省 主接线力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次设备；要使相应的保护、控制不过于复杂，节省二次设备与控制电缆等；能限制短路电流，以便选择轻型电器和廉价电气设备
8、，从而降低投资；一次设计，分期投资建设、投产。3.经济性（2）电能损耗小 电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数以避免两次变压而增加电能损耗。（3）占地面积小 主接线形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局，主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用，在运输条件许可的地方，应采用三相变压器而不是三台单相变压器。二、电气主接线的设计程序 电气主接线的设计程序分为初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计四个阶段。n其步骤和内容如下：1.对原始资料分析 主要分析工程情况、电力系统情况、负荷情况、环境条件和设备供货情况。2.主接线方案的拟定与选
9、择 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4.2 主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式n（1）电气主接线的基本环节是电源（发电机和变压器）和线，他们之间如何连接是电气主接线的主体。n（2）当同一电压等级配电装置中进出线数目较多时（一般超过4回），需设置母线作为中间环节（掌握中间环节是关键）。n（3）对于主接线数目少，不再发展和扩建的主接线，不设置母线而采用简化的中间环节。n（4）主接线的分类，根据是否设置母线，可分为有母线接线和无母线接线两大类。母线也称汇流母线或汇流排，起汇集和分配电能的作用。n主接线的基本形式：单 母 线 接 线有 汇 流 母 线 的
10、 接 线 方 式双 母 线 接 线单 元 接 线无 汇 流 母 线 的 接 线 方 式桥 形 接 线角 形 接 线n一、有汇流母线的接线方式 适用于进出线较多的场合。优点：接线布置清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点：母线一旦发生故障，将会造成其上连接的所有回路停电；增加了一些设备比如开关电器，配电装置占地面积较大，投资较大。n二、无汇流母线的接线方式 适用：进出线较少，不再扩建的发电厂、变电所。优点：使用电气设备较少，配电装置占地面积校小，投资少。一、有汇流母线的电气主接线（一）单母线接线 每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连。可分为：1、不分段单母线接线 2、单母
11、线分段接线 1、不分段单母线接线n1）接线方法及工作要求见右图（1）主母线的作用n保证电源并列工作；n使任一条出线都可以从任一电源获得电能。（2）电源n 电源可以是发电机 发电机与出口断路器之间一般可不装隔离开关；但有时为了对发电机单独调试，也可装隔离开关。n电源也可以是变压器 1、不分段单母线接线（3）线路（出线）开关电器的配置每一个回路中都装有断路器和隔离开关。A、断路器与隔离开关的作用（回顾）B、母线隔离开关：QS21 线路隔离开关：QS22C、断路器与隔离开关操作顺序合：QS21-QS22-QF2分：QF2-QS22-QS21原则：隔离开关先合后断！断路器先断后合！nD、母线隔离开关和
12、线路隔离开关的操作顺序：母线隔离开关“先通后断”，即接通电路时，先合上母线隔离开关，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。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。例如:对线路WL2送电时，先合上QS21,再合上QS22，最后合上QF2;停电时，先断开QF2，再断开QS22，最后断开QS21。E、QE（隔离开关的接地开关）作用：电气设备检修时需接地以保证人身安全。接地开关配置原则：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开关。35kV及以上的母线：在每段母
13、线上应设置12组接地开关或接地器，以保证电器或母线检修时的安全。35kV以下的电网一般临时安装地线。1、不分段单母线接线E、QE（隔离开关的接地开关）！注意：接地开关QE与隔离开关QS22互锁，只有对方断开时方能合上！1、不分段单母线接线 1、不分段单母线接线n2）不分段单母线接线的特点：A、优点：简单、经济n接线简单（设备少）、清晰、明了；n布置、安装简单，配电装置建造费用低；n断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便、母线故障几率低；n易扩建和采用成套配电装置。nB、缺点：不够灵活可靠（1）可靠性差 母线或母线隔离开关故障或检修时，所有支路都将停电，造成全厂或全站停电。任一出
14、线断路器检修时，该回路必须全部停电。（2）调度不方便 电源只能并列运行，不能分列运行，线路侧短路时有较大的短路电流。1、不分段单母线接线3）不分段单母线接线的适用范围 只适用于容量较小，出线回路数较少，对供电可靠性要求较低的中小型发电厂、变电所。1、不分段单母线接线规程规定：（了解）（1）小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；（2）610kV出线（含联络线）回路=5回（3）35kV出线（含联络线）回路=3回（4）110kV出线（含联络线）回路=2回可采用不分段单母线接线。2、单母线分段接线n 当引出线数目较多时，为了提高供电可靠性，可用断路器将母线分段。1）接线方法见右图：
15、2）两种接线方式：J断路器分段（两种运行方式）J隔离开关分段。3）单母线分段的数目：取决于电源数目和容量，段数分得越多，故障时停电范围就越小，但配电装置运行复杂。一般23段为宜。2、单母线分段接线4）单母线分段接线的特点：B、缺点主母线、母线隔离开关故障或检修，停电一半；任一回路断路器检修，该回路停电。A、优点可采用双回路供电给一级负荷，可靠性大为提高；母线、母线隔离开关检修仅停一半，提高了灵活性。2、单母线分段接线5）适用范围 中小容量的发电厂和变电站610kV接线中，单母线不分段接线不满足时采用。规程规定：（了解）（1）电压为610kV，出线为6回及以上；（2）电压为3563kV，出线为4
16、8回；（3）电压110220kV，出线34的装置中可采用单母线分段接线。3、单母线分段带旁路母线的接线 为克服支路断路器检修时，该支路必须停电的缺点，可采用增设旁路母线的方法。（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线1）接线方法旁路母线:WP旁路断路器:QFP母线旁路隔离开关：QSP1、QSP2、QSPP线路旁路隔离开关：QSP（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线1）操作正常工作：QFP、各QSP断开，WP不带电；QSPP合,QSP1（或）QSP2合,QFP（热备用）;检修时：（以QF3为例）操作顺序一：A、QSP1合，合QFP，检查WP是否完好；B、若WP完好，则合QSP，断
17、QF3，断QS32和QS31。（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线操作顺序二：（安全）A、QSP1合，合QFP，检查WP是否完好；B、若WP完好，断QFP，合QSP，合QFP，断QF3，断QS32和QS31。可以避免QF3事故跳闸，QSP带负荷合闸的危险！3）优点：检修任一出线断路器时，该回路都不停电，提高了供电可靠性。4）缺点：多装了断路器和隔离开关，增加了投资。（2）分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线1）接线及操作正常运行时：QS3、QS4断开，QS1、QS2、QFD闭合，QSD打开，WP不带电，以单母线分段方式运行。检修任一出线断路器时：（比如QF1）A、合分段隔离开关QS
18、D,（使W、W母线保持联系），断QFD、QS2，合QS4,合QFD，检查WP是否完好。B、若WP完好，合QSP，断QF1及两侧隔离开关。2）优点：节省一台断路器。（3）旁路断路器兼作分段断路器的接线1）接线及操作正常运行时：QS1、QS3合，QFP合，QFP 兼作分段断路器，WP带电。检修任一出线断路器时：（比如QF1）合QS2,（使W、W母线保持联系），断QS3，合 QSP,断QF1及两侧隔离开关。2）优点：又节省两个隔离开关。、小结单母线分段带旁路母线接线的适用范围：A、35kV及以上的电气主接线中，也就是说向特殊重要的一、二类负荷供电，不允许停电检修断路器时，才加设旁路母线。B、一般电压
19、为35kV而出线8回以上，110kV出线6回以上，220kV出线4回以上的户外装置，考虑加装带专用旁路断路器的旁路母线。（二）双母线接线n单母线接线中，当母线故障时，接在该母线上的所有支路将全部停电，双母线接线可克服此缺点。n双母线接线共有下面几种接线方式：1.（不分段的）双母线接线2.双母线分段接线3.双母线带旁路母线的接线1、（不分段的）双母线接线1）接线方法每一条引出线和电源支路都经1台断路器与2组母线隔离开关分别接至两组母线。两组母线之间的联络通过母联断路器联结。2）运行方式QFC断开，一组母线工作，一组母线备用。正常运行时，所有电源和引出线均接在工作母线上，备用母线不带电。相当于单母
20、线接线。（不分段的）双母线接线运行方式QFC闭合，双母线同时运行（常用）。电源与负荷平均分配在两组母线上，两组母线功率均匀分配。亦称固定连接方式运行。双母线同时运行时，它具有单母线分段接线的特点。若一组母线发生故障，只会引起接在故障母线上的部分电源和引出线停电，经倒闸操作可迅速地将停电部分转移到另一组母线上，便可以恢复工作。（不分段的）双母线接线运行方式QFC断开，两组母线同时运行。QFC 处于热备用状态。此时相当于分裂为两部 分，各向系统输送功率。常用于系统最大运行方式时，限制短路电流。n3）不分段双母线接线的优点：供电可靠A、任一母线检修时，可不中断供电。（将工作母线转换为备用母线的操作称
21、倒母线操作）B、一组母线发生故障后，能迅速恢复供电。C、检修任一回路的母线隔离开关时，只需停运该回路和与此回路相连的该组母线，其它回路均可通过另一组母线继续运行。（操作步骤必须正确！）注意：倒母线操作的顺序！3）不分段双母线接线的优点：调度灵活A、各个电源和出线可任分配到某一组母线上，可灵活的适应系统中各种运行方式的调度。B、便于试验。个别回路需单独试验时，可将该回路单独接至一组母线上。扩建方便 向双母线左右任意方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的自由分配，也不会造成原有回路停电。4）不分段双母线接线的缺点：倒闸操作复杂。在倒母线的过程中，把隔离开关当作操作电器使用，容易发生误操作。一组母
22、线故障时，接于该母线的所有支路要短时停电。为了缩小停电范围，可采用双母线分段的方式。检修出线断路器时，该回路需停电。这对重要用户来说是不允许的。克服此缺点可采用双母线带旁路母线的接线。接线复杂，占地面积大，经济性较差。4）不分段双母线接线的适用范围出线带电抗器的610kV配电装置；3560kV出线超过8回，或连接的电源较大、负荷较大时；110220kV出线回路数为5回及以上时。2、双母线分段接线 为了进一步缩小母线停运的范围，可采用双母线分段接线。1）接线及运行方式分段断路器QFD将工作母线分为两段；称为双母线三分段。每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相联。电源和出线均匀分布在两段工作母
23、线上。n2）双母线分段的特点及适用范围优点：由于分段的增加，可进一步缩小母线的停运范围，供电可靠性更高。缺点：A、增加了母联断路器和分段断路器，投资增大。B、检修出线断路器时，该支路仍需停电。适用：主要适用于大容量进出线较多的装置中。例如：220kV进出线1014回的装置中；在330500kV的装置中，也有采用双母线四分段的接线。3、双母线带旁路母线的接线方式 用旁路断路器代替检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。类型（1）设专用旁路断路器（2）旁路断路器兼作母联断路器（3）母联断路器兼作旁路断路器双母线四分段带专用旁路断路器的带旁路母线接线旁路母线设置的原则（了解）总原则：不允许停电检修
24、断路器时，设置旁路母线。A、220kV出线在4回及以上；B、110kV出线在6回及以上；C、3560kV配电装置中：n采用单母线分段接线且断路器无条件停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线接线；n采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时，可设置旁路隔离开关；n采用35kV单母线手车式成套开关柜时，由于断路器可迅速置换，可不设旁路设施。旁路母线设置的原则（了解）D、610kV配电装置一般不设旁路母线 但610kV单母线接线及单母线分段接线的配电装置中，可采用固定式成套开关柜时，由于容易增设旁路母线，可考虑装设。发展趋势：取消旁路母线！（三）一台半断路器接线1、接线及运行方式：每2组母
25、线之间串联装设3台断路器，于2台断路器间引接1回路。由于回路数与断路器台数之比为2:3,故称为一台半断路器接线或二分之三断路器接线。正常运行时，全部断路器和隔离开关均投入运行！n右图也为一台半断路器接线优点：（1）检修任一台断路器时，都不会造成任何回路停电；（2）任一母线故障，仅跳开与此母线相连的断路器，不引起任何回路停电。甚至于两组母线同时故障的情况下，功率仍可送出！（3）线路故障，只是该回路被切除，不会造成其他回路停电。（4）操作方便、安全。隔离开关不做操作电器，减少了误操作。（5）正常运行时，两组母线与全部断路器都投入使用，每串断路器互相连接形成多环状供电，运行调度较灵活。缺点：使用设备
26、较多，配电装置复杂，投资较多。2、一台半断路器接线的特点：3、一台半断路器接线的两条原则（1）电源线与负荷线配对成串 一个“断路器串”上配置一条电源回路和一条引出线回路。这样布置可以避免联络断路器发生故障或检修时，使两条电源或两条出线回路同时被切除。（2）当接线仅两串时，一般采用“交叉配置”原则，即重要的同名支路交替接入不同侧母线。3、一台半断路器接线的两条原则 交叉配置非交叉配置可减少特殊运行方式下的事故扩大！注意：图中的隔离开关未画出！4、一台半断路器接线适用范围 适用于超高压电网！大型发电厂和变电所的330500kV的装置中：当进出线回路数为6回及以上，配电装置在系统中有重要地位时，宜采
27、用一台半断路器接线。现在500kV变电站，一般都采用此接线。（4）三分之四断路器接线1、接线：3条回路，4台断路器。2、特点：与一台半断路器相比，节省投资，但可靠性降低，布置复杂。3、适用于：发电机台数（进线）大于线路数（出线）的大型水电厂。（五）变压器母线组接线1、接线（1）每条出线回路由两台断路器分别接在两组母线上。（2）变压器通过隔离开关直接接在母线上（变压器是高可靠性设备，直接接入母线，不影响运行）当出线较多时，出线也可采用一台半断路器接线。2、变压器母线组接线特点及适用范围优点：（1）任一断路器故障，不会引起任何支路停电。（2）任一母线故障，不会引起任何支路停电。（3）变压器故障时，
28、连接在母线上的断路器跳开，不影响其它回路供电。（4）调度灵活，电源与负荷可自由分配，安全可靠，有利于扩建。适用于：远距离、大容量系统中，对系统稳定和供电可靠性要求较高的变电所。二、无汇流母线的电气主接线n特点：发电机端没有母线，所以使用断路器少，结构简单，投资较小。n主要类型：1、单元接线2、桥形接线3、多角形接线1、单元接线n（1）发电机-变压器单元接线 发电机、变压器直接接成一个单元，组成发电机-变压器组。nA、发电机-双绕组变压器单元接线接线方法：发电机端无出口断路器，为调试方便可装隔离开关。缺点：任一元件故障或检修全停，灵活性差。nB、发电机-三绕组变压器单元接线接线方法：发电机与变压
29、器之间有断路器，可单独切除发电机，而不连带切除变压器，以便在发电机停运时不中断高压与中压电网之间的联系。nC、发电机-变压器-线路单元接线接线方法：见右图特点：简单经济，不需高压配电装置。适用范围：一发一变一线。n发电机-变压器单元接线的特点：优点：1）接线简单，使用的电器最少，操作简便；2）配电装置简单，占地小，投资少；3）发电机出口短路电流小；4）继电保护简单。适用：大型及中型发电厂不带近区负荷的机组。（2）扩大单元接线接线：两台发电机与一台变压器相连，每台发电机出口均装设一组断路器，以便各机组独立开、停。特点：比单元接线少一台主变，更为简单经济，一机停电不影响厂用电，但主变故障或检修全停
30、。适用范围：单机容量较小（单机容量系统容量的12%）而电厂的升高电压等级较高的系统。发电机-双绕组变压器扩大单元接线发电机-分裂绕组变压器扩大单元接线2、桥形接线适用：当只有两台变压器和两条线路时，采用桥形接线。按桥连断路器的位置不同，分为两种：（1）内桥 （2）外桥（1）内桥n接线方法：桥断路器位于线路断路器内侧。特点：A、优点接线简单、经济（断路器最少）；布置简单占地小，可发展为单母线分段接线；线路投切灵活，不影响其它电路的工作。B、缺点变压器投切操作复杂，故障检修影响其他回路。适用范围：双线双变的水电站，变电所35220kV侧：线路较长（故障多），而主变年负荷利用小时数高（不经常切换）且
31、无功率穿越的场合。（2）外桥n接线方法：桥断路器位于线路断路器外侧。n特点：与内桥接线相对应“变压器”“线路”。n适用范围：双线双变的水电站，变电所35220kV侧：主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短（故障少）或有功率穿越的场合。桥形接线小结n桥形接线投资省但可靠性不高。n适用于小容量的发电厂或变电所，以及作为最终发展成为单母线分段接线或双母线接线的工程初期接线形式；n也可用于大型发电机组的启动、备用变压器的高压侧接线方式。3、多角形接线三角形接线四角形接线n（1）接线方法：常有3角、4角、5角、6角。各支路断路器连接成一个环，然后将各支路连接在环的顶点上。“角数”=断路器数=出线
32、回路数+电源回路数角形接线的优点（1）设备少，投资省。断路器数=回路数，除桥形接线外，与常用主接线比，角形接线所用设备是最少的。（2）运行的可靠性和灵活性较好。每一回路由两台断路器供电，检修任一断路器时，所有回路都不会中断供电。（3）操作方便、安全。隔离开关不做操作电器。（4）占地面积小。角形接线具有双母线带旁路的可靠性，但却省去了母线和旁路设施及许多隔离开关，占地面积仅为普通中型双母线带旁路接线的40%，对地形狭窄地区和地下洞内布置较合适。角形接线的缺点（1）开环运行时可靠性降低 检修环内任一断路器或隔离开关时，都要开环运行。此时，如果其他元件再发生故障，角形接线就被分割成两半运行，从而影响
33、到供电可靠性。因此，角形接线不适用于回路较多的情况，一般最多用到6角形，而以3角形、4角形用得最多。（2）设备选择困难，继电保护复杂 闭环和开环两种情况下各支路的潮流变化差别较大，这给设备选型带来困难，并使继电保护的整定复杂。（3）较难于扩建和发展 适用范围：回路较少且发展已经定型的110kV及以上配电装置中。三、典型主接线分析n1、火力发电厂电气主接线火电厂分类（回顾）（1）区域性电厂：多为凝汽式火电厂（2）地方性电厂：多为热电厂火电厂电气主接线特点：无论是凝汽式火电厂或热电厂，它们的电气主接线应包括发电机电压接线形式及12级升高电压级接线形式的完整接线，且与系统相连接。发电机电压接线的特点
34、：n当发电机端负荷比重较大，出线回路数又多时，发电机电压接线一般均采用有母线的接线方式。n实践中：n发电机容量=12MW，可采用单母线分段或双母线接线；n发电机容量=25MW，可采用双母线分段接线，并在母线分段处及电缆馈线上安装母线电抗器和出线电抗器限制短路电流；n发电机容量=100MW时，在满足地方负荷供电的前提下，多采用单元接线或扩大单元接线直接升高电压。这样不仅可以节省设备，简化接线，便于运行且能减小短路电流。发电机电压接线的特点：升高电压接线的特点：为了使发电厂升高电压级的配电装置布置简单，进行检修方便，一般升高电压等级不宜过多。通常以两级电压为宜，最多不应超过三级。发电厂升高电压级的
35、接线形式，应根据输送容量大小、电压等级、出线回路数多少以及重要性等予以具体分析，区别对待。n可以采用双母线、单母线分段等接线，当出线回路数较多时，还应增设旁路母线；n当出线数不多，最终接线方案已明确者，也可采用桥形接线，角形接线；n对电压等级较高，传递容量较大，地位重要者也可选用一台半断路器接线形式。举例：见下页升高电压接线的特点：某中型热电厂的主接线中型热电厂电气主接线某区域性火力发电厂的主接线35kV发电厂一次主接线2、水力发电厂电气主接线n水力发电厂具有以下特点：1）水电厂以水能为资源，建在江、河、湖泊附近，一般距负荷中心较远，绝大多数电能都是通过高压输电线送入电力系统，发电机电压负荷很
36、小或甚至全无。2）水电厂的装机台数和容量是根据水能利用条件一次确定的，一般不考虑发展和扩建。3）水电厂一般多建在山区峡谷中，地形比较复杂。为了减小占地面积，减少土石方的开挖量和回填量，应尽量简化接线，减少变压器和断路器等设备的数量，使配电装置布置紧凑。水力发电厂具有以下特点：4）水轮发电机启动迅速、灵活方便。因此，水电厂的负荷曲线变化较大、机组开停频繁，设备年利用小时数相对火电厂为小，其接线应具有良好的灵活性。5）根据水电厂的生产过程和设备特点，比较容易实现自动化和远动化。因此，电气主接线应尽可能避免把隔离开关作为操作电器以及具有繁琐倒换操作的接线形式。（1）水力发电厂发电机电压侧的接线：多采
37、用单元接线或扩大单元接线；当有少量地区负荷时，可采用单母线或单母线分段接线。（2）水力发电厂升高电压侧的接线：当出线数不多时，应优先考虑采用多角形接线等类型无母线接线。当出线数较多时可根据其重要程度采用单母线分段、双母线或一台半断路器接线等。水力发电厂电气主接线的特点：中等容量水电厂电气主接线某大型水力发电厂电气主接线3、变电所电气主接线 变电所的主接线要根据变电所在电力系统中的地位、作用、种类、负荷性质、负荷容量、电网结构等多种因素确定。（1）变电所分类（回顾）枢纽变电所、地区变电所、中间变电所、终端变电所。根据变电所类型不同，可分别采用相应的接线方式。（2）降压变电所主接线常用接线形式变电
38、所主接线的高压侧：应尽可能采用断路器数目少的接线，以减少投资，减小占地面积。随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线、角形等接线形式。如果电压较高又是极为重要的枢纽变电所，宜采用带旁路的双母线分段或一台半断路器接线。变电所的低压侧：常采用单母线分段或双母线接线。（3）举例枢纽变电所主接线大型枢纽变电所电气主接线某变电站220kV一次主接线4.3 主变压器的选择主变压器的选择一、有关的几个概念1、主变压器 发电厂、变电所中向系统、用户输送功率的变压器。2、联络变压器 用于两种电压等级之间交换功率的变压器。3、厂（所）用变压器 只供本厂（所）用电的变压器。二、主变选择的目的4.4 限制短路电流的
39、措施限制短路电流的措施一、限制断路电流的目的能够选择到符合要求的断路器；能够选择到轻型断路器。断路器价格表ZW8-12/T型户外高压真空断路器 价格：6500.00元/台ZW32-12系列户外高压真空断路器 价格：8000.00元/台LW25.LW36-126系列户外SF6开关设备，适用于110kV输配电系统的开关设备 价格：158000.00元/台（一）、装设限流电抗器适用于10kV及以下的电网中。1、目的：使发电机回路及用户侧能采用轻型电器。2、限流电抗器：单相、空芯电感线圈 分类：（按中间有无抽头分类）普通电抗器、分裂电抗器。3、普通电抗器：单相、中间无抽头的电感线圈 分类：（按安装地点
40、的不同分类）母线电抗器、线路电抗器。三、限制短路电流的方法(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器1.普通电抗器普通电抗器n母线电抗器的作用：q装设在母线分段处；q一般用于发电厂机压母线分段处；q用于限制并列运行发电机所提供的短路电流；q让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器、分段断路器等都能按额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级。n母线电抗器的参数：q额定电流通常按母线上事故切除最大一台发电机时可能通过电抗器的电流进行选择，一般取(50%80%)IGN；q电抗百分值取为8%12%。(1)母线电抗器母线电抗器W1G1G2W2(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器1.普通电
41、抗器普通电抗器(2)线路电抗器线路电抗器W1G1G2W2n线路电抗器的参数：q额定电流取所在线路额定电流；q电抗百分值取3%6%。主要用来限制电缆馈线回路短路电流（因为电缆的电抗值较小而分布电容较大），使出线能选择轻型断路器；n线路电抗器的作用：能在母线上维持较高的剩余电压（一般都大于65%UN）。n线路电抗器的安装地点：在采用电缆出线时，常在电缆馈线端加装出线电抗器；但对于架空馈线，通常在架空线路上不装设电抗器。n装设线路电抗器的缺点：出线端装设电抗器后，在正常工作时，由于通过负荷电流，将产生电压损失和电能损耗，并使投资增加，配电装置结构复杂化。但从发电厂和用户总体来看还是有益的。(2)线路
42、电抗器线路电抗器 一般情况下，当在分段断路器上装设母线电抗器或在发电机、变压器回路装设分裂电抗器不满足要求时，再考虑在线路上装设线路电抗器。(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器2.分裂电抗器分裂电抗器n分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一个抽头，将电抗器分为两个分支，即两个臂1和2，一般中间抽头用来连接电源，分支1和2用来连接大致相等的两组负荷。123123（1）定义：单相、中间有抽头的空芯电感线圈。（2）特点：短路状态下的电抗值为正常运行时的2倍。(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器2/21III)(2MLM2L131XXIXIXIU2.分裂电抗分裂电抗器器(1)正常
43、运行：正常运行：LX式中，为每臂的自感电抗；MX为互感电抗；LM/XXf f 为互感系数，L31)1(2XfIU所以若取 f =0.5，则在正常运行时，每臂的运行电抗LL5.0)1(XXfX1I2II123XMXLXL*(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器2.分裂电抗器分裂电抗器(2)分支分支短路：短路：kI2IkSI123XMXLXL*若忽略分支2的负荷电流，则Lk31XIULX即短路时，臂1的电抗为 。若分支2接电源，可能送来的短路电流为kGI，3端开路，如右图，设分支1短路LkGMkGLkG21)1(2)(2XfIXIXIU若f=0.5，则 。L123XX kGIkGI123XMXL
44、XL*则(一一)、装设限流电抗器、装设限流电抗器n分裂电抗器的优点：正常运行时电抗小，而在故障时电抗大；正常运行时，分裂电抗器的电压损失是普通电抗器的一半；占地面积减小（一个电抗器可供2路负荷）有利于设备布置。n分裂电抗器的缺点：q当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压产生偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。2.分裂电抗器分裂电抗器分裂电抗器的装设地点(二二)、采用低压分裂绕组变压器、采用低压分裂绕组变压器n分裂绕组变压器有一个高压绕组和两个低压的分裂绕组，两个分裂绕组的额定电压和额定容量相同，匝数相等。n当发电机容量较大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线，当一台发电
45、机端口短路时，另一台发电机送来的短路电流就受到限制。(二二)、采用低压分裂绕组变压器、采用低压分裂绕组变压器n两个低压分裂绕组布置上对称，没有电气上的联系，只有较弱的磁的联系。1X12X2X 22 假设高压侧开路，低压侧短路时：222222XXXX 正常运行时：22121124121 XXXXX可见，低压分裂绕组正常运行时的电抗值只相当于两分裂绕组短路电抗的1/4。222XXX nX10；。分裂绕组变压器的使用：n 单机容量在200MW及以上机组的高压厂用变压器，可将两个低压分裂绕组接在厂用电的不同分段上。n运行时的特点：当一个分裂绕组低压侧发生短路时，另一个未发生短路的分裂绕组低压侧仍能维持
46、较高电压，以保证该低压侧上的设备能继续运行，并能保证电动机紧急启动，这是一般结构的三绕组变压器所不及的。(三三)、采用不同的接线形式和运行方式、采用不同的接线形式和运行方式 应减少并联设备支路或增多串联设备之路，可增大系统阻抗，减小短路电流。具体方法如下：1.对大容量机组采用单元接线，在发电机电压级不设母线。2.对降压变电所，将两台降压变压器低压侧分开运行，即“母线硬分段方式”。3.双回路采用单回路运行，环形供电网开环运行。母线硬分段：分列前（QF0在合位）：Id=Us/(Xs+0.5*Xt)分列后（QF0在开位）：Id=Us/(Xs+Xt)IdXsQF0XtXtn双回路采用单回路运行；QF1QF2n环形供电网开环运行。QF1QF2问题：供电可靠性降低措施：加装自动投入装置4.5 电气主接线设计举例电气主接线设计举例作业：P133 4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-8、4-10、4-11
