火电厂电气主接线
各种类型发电厂、变电站主接线的特点
第二章各种类型发电厂和变电所主接线的特点由于发电厂的类型、容量、地理位置以及在电力系统中的地位、作用、馈线数目、输电距离的远近以及自动化程度等因素，对不同发电厂或变电所的要求各不相同，所采用的主接线形式也就各异。
下面仅对不同类型发电厂的主接线特点作一介绍。
一、火力发电厂电气主接线火力发电厂的能源主要是以煤炭作为燃料，所生产的电能除直接供地方负荷使用外，都以升高电压送往电力系统。
因此，厂址的决定，应从以下两方面考虑：其一，为了减少燃料的运输，发电厂要建在动力资源较丰富的地方，如煤矿附近的矿口电厂。
这种矿口电厂通常装机容量大，设备年利用小时数高，主要用作发电，多为凝汽式火电厂，在电力系统中地位和作用都较为重要，其电能主要以升高电压送往系统。
其二，为了减少电能输送损耗，发电厂建设在城市附近或工业负荷中心。
电能大部分都用发电机电压直接馈送给地方用户，只将剩余的电能以升高电压送往电力系统。
这种靠近城市和工业中心的发电厂，多为热电厂，它不仅生产电能还兼供热能，为工业和民用提供蒸汽和热水形成热力网，可提高发电厂的热效率。
由于受供热距离的限制，一般热电厂的单机容量多为中、小型机组。
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1～2级升高电压级接线形式的完整接线，且与系统相连接。
当发电厂机端负荷比重较大，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形式。
实践中通常当发电机容量在6MW以下时，多采用单母线；在12MW及以上时，可采用双母线或单母线分段；当容量大于25MW以上时，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，以便能选择轻型断路器；在满足地方负荷供电的前提下，对100MW及以上的发电机组，多采用单元接线形式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，且能减少短路电流。
特别当发电机容量较大，又采用双绕组变压器构成单元接线时，还可省去发电机出口断路器。
2×25MW+2×50MW火电厂主接线设计
发电厂电气部分课程设计报告2×25MW+2×50MW火电厂主接线设计学生：指导教师：摘要本次设计是火电厂主接线设计。
该水电站的总装机容量为2×25MW+2×50MW=150MW。
高压侧为110Kv，四回出线与系统相连，发电机电压级有10条电缆出线，其最大输送功率为150MW，该电厂的厂用电率为10%。
根据所给出的原始资料拟定两种电气主接线方案，然后对这两种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留一种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。
在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电厂的配电装置布置、防雷保护做了初步简单的设计。
此次设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对本专业的理解，建立了工程设计的基本观念，提升了自身设计能力。
关键字：电气主接线，短路电流计算，设备选型，配电装置布置，防雷保护。
课程设计任务书一、原始资料：某新建地方热电厂，发电机组2×25MW+2×50MW，ϕ，U=6.3KV，发电机电压级有10条电缆出线，其最大综合负荷30MW，cos=8.0最小负荷20MW，厂用电率10%，高压侧为110KV，有4条回路与电力系统相连，中压侧35KV,最大综合负荷20MW，最小负荷15MW。
发电厂处于北方平原地带，防雷按当地平均雷暴日考虑，土壤为普通沙土。
系统容量2000MW，电抗值0.8（归算到100KVA）。
二、设计内容：a)设计发电厂的主接线（两份选一），选择主变的型号；b)选择短路点计算三相对称短路电流和不对称短路电流并汇总成表；c)选择各电压等级的电气设备（断路器、隔离开关、母线、支柱绝缘子、穿墙套管、电抗器、电流互感器、电压互感器）并汇总成表；三、设计成果：设计说明计算书一份；1号图纸一张。
火力发电厂电气主接线方式分析
火力发电厂电气主接线方式分析[摘要]针对火力发电厂而言，其内部的电气系统主接线方式是否可靠、合理，往往直接影响火力发电厂的总体运行效率，这就需技术员能够结合实际情况，合理选择主接线方式，确保火力发电厂实现高效可靠的运行。
鉴于此，本文主要探讨火力发电厂当中电气系统的主接线方式，仅供业内参考。
[关键词]发电厂；火力；主接线；电气；接线方式；前言：火力发电厂内部电气系统主接线，其属于电气系统接线重要部分，涉及变压装置、发电装置、线路等接线方式，且体现着变压装置、发电装置、线路等电气设施设备数量。
合理确定好电气系统主接线方式，这对于火力发电厂实现高效稳定运行较为有利。
因而，针对火力发电厂当中电气系统的主接线方式开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、工况某地区大型火电厂机组为4*200MW总体装机容量是800MW，主要为220kV传输，呈较长传输距离及较大功率，倘若发生停电情况，波及范围则相对较大。
故本期新增设350 MW超临界2台供热机组，以发电装置和变压装置组形式，将220kV电气系统接入，出线依照着2回，期间需合理确定好电气系统主接线方式，以便于维持整个系统线路稳定安全地运行。
2、实例分析2.1基本原则（1）在可靠性原则层面运行是否具备良好的可靠性，其属于火电厂开展电力生产及其分配基本要求。
电气系统主接线总体可靠性，指的是各构成元件，包含着一次及二次部分运行过程满足可靠性实际需求。
主接线方式选用过程当中，应当充分考虑到如互感装置、母线、隔离开关及断路装置等一次设施设备故障发生率与对供电运行影响情况，且需充分考虑到继电保护的二次设施设备故障发生率情况，便于确定最具可靠性的主接线相应方式。
（2）在灵活性原则层面应当严格遵守灵活性基本原则，合理选定火电厂内部电气系统主接线方式，即为充分满足于系统调度需求，火电厂内部电气系统主接线应当具备灵活操作优势，能够灵活投入及切除部分机组、线路及变压装置等，确保系统能够处于故障运行、检修运行等方式下可满足于调度要求[1]；同时，充分满足安全检修相关需求，火电厂内部电气系统主接线务必可以开展断路装置、继电保护系统装置及母线等停止运行操作，且不会对火电厂的正常运行和供电造成不良影响。
火电厂电气主接线课件
在火电厂电气主接线中，电流互感器通常安装在母 线上或线路中，用于监测电流的大小和方向。
03
电流互感器能够将大电流转换为标准电流，以便于 仪表和保护装置的测量和监测。
电压互感器
电压互感器是一种将高电压转换为低电压的设备，用于测量和保护电路。
在火电厂电气主接线中，电压互感器通常安装在母线上或线路中，用于监 测电压的大小和方向。
06
火电厂电气主接线的未来发展
高压直流输电技术的影响
总结词
高压直流输电技术（HVDC）在火电厂电气主接线中具有重要作用，能够提高电力传输的稳定性和可靠性。
详细描述
随着HVDC技术的不断发展，其在火电厂电气主接线中的应用越来越广泛。HVDC技术能够实现长距离、大容量 电力传输，同时具有较高的稳定性和可靠性，可以有效降低传输损耗和故障风险。这为火电厂的电气主接线提供 了更加灵活和可靠的选择，有助于提高火电厂的供电效率和稳定性。
04
火电厂电气主接线的优化设计
减少短路电流的措施
限制短路电流幅值
通过合理选择主接线设备，如断路器、隔离开关等，以及 优化设备参数，可以有效限制短路电流幅值。
分支回路增设限流电抗器
在分支回路中增设限流电抗器，可以限制短路电流的幅值 ，从而降低对电气设备的冲击。
合理配置保护装置
根据电气主接线的运行方式和短路电流分布情况，合理配 置继电保护装置，实现快速切除短路故障，减小短路电流 的持续时间。
电气主接线的基本要求
安全可靠
电气主接线应保证发电厂正常运行和检修工作的安全可靠，防止发生 人身伤亡和设备损坏事故。
灵活经济
电气主接线应满足发电厂运行方式的灵活性和经济性，能够适应负荷 变化和机组启停需要，同时应尽量减少投资和维护费用。
火电厂电气主接线
单母线接线
双母线接线
一台半断路器接线
1
1 3
台断路器接线
变压器母线组接线
无汇流母线的电气主接线
单元接线 桥形接线 角形接线
精品课件
一、单母线接线及单母线分段接线
1. 单母线接线
WL1 WL2 WL3 WL4
（1）供电电源：在发 QE
电厂是发电机或变压器， 在变电站是变压器或高压 进线
（2）电源可以在母线 上并列运行，任一出线可 以从任一电源获得电能， 各出线在母线的布置尽可 能使负荷均衡分配于母线 上，以减小母线中的功率 传输
倒闸操作程序示意图：
接受调令
通告全值
审核调令
填操作票
审核
危险分析
模拟预演
操作准备
核对设备
唱票复诵
实施操作
操作复查
汇报调度 操作评价
精品课件
优点：接线简单、操作方便、 设备少、经济性好，便于扩建
WL1 WL2 WL3 WL4
缺点： （1）可靠性较差 （2）灵活性较差
QE
QS22
QF2 QS21
适用范围：
第一节 电气主接线设计原则和程序
一、对电气主接线的基本要求
可靠性、经济性、灵活性三个方面
1、可靠性
（1）发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位
（2）负荷性质和类别
Ⅰ类负荷、Ⅱ类负荷、Ⅲ类负荷
Ⅰ类负荷：即使短时停电也会造成人员伤亡和 重大设备损坏，任何时间都不能停电 Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大 的经济损失，仅在必要时可短时停电 Ⅲ类负荷：Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停 电不会造成大的影响，必要时可长时间停电
路器QF3 、限流电抗器L ，提高了供电可靠性和灵活性。
第六章 火电厂电气主接线及厂用电
三、厂用电源分类 1. 工作电源
•含义： – 保证正常运行的基本电源
•要求： – 供电可靠 – 电压和容量满足要求 •引接方式： – 有机压母线的机组：从该母线上引接。 – 单元接线的机组：从主变低压侧引接。 – 扩大单元接线的机组：从发电机出口或主变低压侧引接。 发电厂的工作电源包括：6kV、10kV高压工作电源、380V 低压工作电源、110V、220V直流工作电源和220V交流不间断 电源（UPS）。
五、电气设备的主要倒闸操作内容 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 电力线路或负荷的送电/停电操作； 发电机的并列/解列操作； 电力变压器的投运/停运操作； 工作电源与启/备电源互换操作； 倒母线和倒旁路操作； 直流电源启用/停用操作； 改变中性点接地方式操作； 继电保护装置启用/停用操作； 电气自动装置启用/停用操作； 测量、监视、控制和信号装置的启用/停用操作。
• 3. 对操作断路器的要求 • （1）在一般情况下，断路器不允许就地带电手动合闸。
这是因为手动合闸慢，易产生电弧，但特殊需要时例外。
• （2）当远距离操作断路器时，不得用力过猛，以防止损 坏控制开关，也不得返回太快，以防止断路器合闸后又跳闸。
• （3）在断路器操作后，应检查有关信号及测量仪表的指
④ 事故保安负荷：
• 根据对电源的要求不同，事故保安负荷又可分为： – 直流保安负荷：如发电机组的直流润滑油泵、事故氢密 封油泵等； – 交流保安负荷：如盘车电动机、交流密封油泵、实时控 制用的电子计算机等。 • 事故保安负荷的供电方式： – 直流保安负荷的直流电源由蓄电池组供电。
– 交流保安负荷的交流电源由快速自启动柴油发电机组且 有自动投入装置功能，或燃气轮机组，或具有可靠的外 部独立电源供电。对交流不间断供电负荷，可接于蓄电 池组的逆变装置。
火力发电厂电气主接线设计
火力发电厂电气主接线设计一、背景介绍火力发电厂是以燃煤、燃气等化石能源为原料，通过燃烧产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电的设施。
电气主接线设计是火力发电厂中非常重要的一环，它直接关系到整个发电系统的运作效率和安全稳定性。
二、电气主接线设计的作用1. 保证电气系统的安全稳定运行；2. 实现各个部分之间的协调配合，确保整个系统的高效运转；3. 优化设计，降低成本。
三、电气主接线设计流程1. 确定负荷特性：根据负荷特性确定变压器容量和数量。
2. 设计配电方案：根据变压器容量和数量，设计相应的配电方案。
3. 编制单线图：根据配电方案编制单线图，并进行检查、修改。
4. 设计系统保护：根据单线图确定各种保护装置及其参数。
5. 设计接地系统：根据国家规范和标准，确定接地方式及其参数。
6. 制定施工方案：制定施工方案，并进行现场勘察和技术交底。
7. 安装调试：按照施工方案进行安装调试，并进行验收。
四、电气主接线设计要点1. 各部分之间的协调配合；2. 保证电气系统的安全稳定运行；3. 设计合理，降低成本；4. 确定负荷特性，根据变压器容量和数量设计相应的配电方案；5. 编制单线图，并进行检查、修改；6. 设计系统保护及接地系统；7. 制定施工方案，并进行现场勘察和技术交底；8. 安装调试，并进行验收。
五、电气主接线设计注意事项1. 严格按照国家规范和标准进行设计；2. 考虑负荷特性，避免过载或欠载情况发生；3. 合理安排变压器容量和数量，确保整个系统的高效运转；4. 设计保护措施，防止电气故障和事故发生。
六、总结火力发电厂电气主接线设计是整个发电系统中非常重要的一环。
它直接关系到整个系统的运作效率和安全稳定性。
在设计过程中，需要考虑负荷特性、变压器容量和数量、保护措施等因素，严格按照国家规范和标准进行设计，确保整个系统的高效运转和安全稳定。
2电气主接线(3主接线及限制短路电流)
1） 单元接线中变压器容量
S=（发电机容量－厂用负荷）×1.1
2） 扩大单元接线中变压器容量
尽量采用分裂绕组变压器
按单元接线的原则计算出的两台机容量之和来确定
1.2 具有发电机电压母线接线的主变
选择条件：
1）发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的最小日负
荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应保证能将发电厂全部剩余功 率送入系统。 2）当接在发电机电压母线上最大一台机组检修或者因供热机组 热负荷变动而需要限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统倒 送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。 3） 当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择应考虑一台
电气主接线及限制短路电流的措施
典型电气主接线分析
火力发电厂电气主接线 水力发电厂电气主接线 变电站电气主接线
限制短路电流的措施 主变压器的选择 电气主接线设计举例
火力发电厂电气主接线
1、地方性火力发电厂
特点：
单机容量和总装机容量都较小，一般都建在负荷中
心附近（城市边缘），因而有大量发电机电压负荷。 所发出的电能有较大部分以发电机电压（10kV）经线 路直接送到附近的用户，或升至35kV送到稍远些的用 户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到 110kV或220kV电压送入系统。在本厂发电机故障或检 修时，可由系统倒送电能给地方负荷。多为热电厂。
损耗大，配电装置复杂。
考虑到制造能力和运输条件时，可以用两台小容
量三相变压器或单相变压器组。
600MW机组和500kV以上的系统，可靠性要求特别高，
应综合考虑，进行技术经济比较来确定，可以采用单 相组成三相变压器。
2 主变型式和结构的选择原则
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❖ 二、灵活性 ❖ 1. 调度灵活、操作方便 ❖ 2. 适应发展、扩建方便
三、经济性 1. 投资省 2. 占地少 3. 电能损耗少
二、主接线的设计原则
❖
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、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争
WL3 QFc
WL4
W2 W1
WL1
WL2
WL3
WL4
❖设正常运行：
❖一组为工作母线，
一组为备用母线，
母联断路器断开
W2
W1
QFc
❖将工作母线退出：
❖合母联断路器两侧的隔离开关→合母联断路器→合备用母线 上的隔离开关→再断开工作母线上的隔离开关→再断开母联断 路器→断开母联断路器两侧的隔离开关
❖缺点： ❖ （1）可靠性较差 ❖ （2）灵活性较差
QE
QS22
QF2 QS21
❖适用范围：
QS11
❖一般适用于6-220kV系统中
QF1
❖出线回路少，并且没有重要
❖负荷的中小型发电厂和变电所
2. 单母线分段接线
❖优点：
❖（1）电源可以并列运行 也可以分列运行
WL1 WL2
WL3 WL4
QS32
❖（2）重要用户可以从不
❖（5）倒闸操作
❖操作顺序： ❖退出线路WL2： ❖断开QF2 → 断开QS22 → 断开QS21
❖恢复供电： ❖合上QS21 → 合上QS22 → 合上QF2
WL1 WL2 WL3 WL4
QEQS22Fra bibliotekQF2 QS21
QS11 QF1
单母线接线
电气“五防”是指： 防止误分、合断路器； 防止带负荷分、合隔离开关； 防止带电挂接地线或合接地刀闸； 防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）； 防止误入带电间隔。
QF3
同段引出两回馈线
❖（3）任一母线或母线隔 离开关检修，只停该段， 其他段继续供电
❖（4）任一母线段故障，则 只有该母线段停电
QS31
WI
(
)
WII
QF1 S1
QFd QF2 S2
❖（5）电源分列运行时，任一电 源断开，则QFd自动接通
❖单母线分段接 线
❖缺点：增了分段设备的投资和占地面积；某段 母线故障或检修仍有停电问题；某回路的断路器 检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建
❖原则：以进出线为主体，多于4回设母线作为中间环节。 ❖有汇流母线的电气主接线 ❖单母线接线 ❖双母线接线 ❖一台半断路器接线 ❖113 台断路器接线 ❖变压器母线组接线
❖无汇流母线的电气主接线 ❖单元接线 ❖桥形接线 ❖角形接线
一、单母线接线及单母线分段接线
❖1. 单母线接线
WL1 WL2 WL3 WL4
防止误操作的措施：除严格按照操作规程实行操作 票制度外，还应加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥 匙
倒闸操作程序示意图：
接受调令
通告全值
审核调令
填操作票
审核
危险分析
模拟预演
操作准备
核对设备
唱票复诵
实施操作
操作复查
汇报调度 操作评价
❖优点：接线简单、操作方便、 ❖设备少、经济性好，便于扩建
WL1 WL2 WL3 WL4
第三章 电气主接线及设计
❖ 主要内容： ❖ 1. 电气主接线设计原则和程序 ❖ 2. 主接线的基本接线形式 ❖ 3. 主变压器的选择 ❖ 4. 限制短路电流的方法 ❖ 5. 各类发电厂和变电站的主接线的特点
❖电气一次接线 图
❖调度中的电气接线
❖电气主接线图的基本元素
❖电气主接线图的基本元素
❖2.1.2电气主接线图的基本元素
❖ （1）供电电源：在
QE
发电厂是发电机或变压器，
在变电站是变压器或高压
进线
❖ （2）电源可以在母 线上并列运行，任一出线 可以从任一电源获得电能， 各出线在母线的布置尽可 能使负荷均衡分配于母线 上，以减小母线中的功率 传输
QS22 QF2 QS21 QS11
QF1
单母线接线
❖ （3）每条回路中都装 有断路器和隔离开关。
设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适
用、经济、美观的原则
❖三、主接线的设计程序
1.对原始资料分析：工程、电力系统、负荷、环境和供货 2.主接线的拟定和选择 3.短路计算和主设备的选择 4.绘制主接线 5.编制工程概算(可行性研究、初步设计、技术设计、施工设
计)
第二节 主接线的基本形式
❖电气主接线设计的基本要求
❖供电可靠性
❖断路器、母线等检修，不影响供电
❖设备故障，尽量减少停运设备， ❖保证Ⅰ、Ⅱ类负荷供电
❖尽量避免全厂、所停电的可能性
❖运行灵活性 ❖经济性
❖运行方式变换灵活
❖操作方便
❖投资省 ❖年运行费
小 ❖占地面积
小
❖当技术与经 济要求相矛盾 时，则在满足 技术要求的前 提下，做到经
❖（3）设备制造水平 ❖（4）运行经验
❖ 定性分析和衡量主接线可靠性的标准： (1)断路器检修时，能否不影响供电
(2)线路、断路器或母线故障时，以及母线或母线隔离开关 检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以 及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电
(3)发电厂或变电站全部停电的可能性
❖ (4) 大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响及 后果等因素
济合理
第一节 电气主接线设计原则和程序
一、对电气主接线的基本要求
可靠性、经济性、灵活性三个方面
❖ 1、可靠性
❖（1）发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位 ❖（2）负荷性质和类别
❖Ⅰ类负荷、Ⅱ类负荷、Ⅲ类负荷
❖Ⅰ类负荷：即使短时停电也会造成人员伤亡 和重大设备损坏，任何时间都不能停电 ❖Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较 大的经济损失，仅在必要时可短时停电 ❖Ⅲ类负荷：Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷， 停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电
❖适用范围： ❖广泛应用于小容量发电厂的6-10kV接线和6220kV变电站中
二、双母线接线及双母线分段接线
❖1. 双母线接线
❖优点：
WL1
WL2
❖(1) 供电可靠
❖①可轮流检修一组母线， 而不使供电中断
❖②一组母线故障后，能 迅速恢复供电
❖③检修任一出线的母线 隔离开关时，只需停该隔 离开关所在的线路和与此 隔离开关相连的母线
WL1 WL2 WL3 WL4
❖断路器：具有专用的灭
QE
QS22
弧装置，可以接通和断开
负荷电流和短路电流
QF2
❖隔离开关：没有灭弧装
QS21
置，不能带负荷拉、合。 QS11
❖（4）QE，线路隔离开关
QF1
的接地开关（接地刀闸），
用于线路检修时替代临时
安全接地线
单母线接线
❖为什么断路器两侧配有隔离开关？