发电厂电气部分-电气主接线

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发电厂电气部分_第四章

发电厂电气部分_第四章

WL1
QS1
QS11
QF1
QS12 QS13
QS21 QF2
QS22
QS2
T1 T2
WL2 WI
WII
六、单元接线
1、发电机-双绕组变压器单元接线
优点:接线简单,开关设备少,操作简便。 存在的技术问题: ①当主变QS1发生故障,除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁 场开关。 ②发电Q机F1故障时,若变压器高压侧断路器失灵拒跳,只能通过失 灵保护出口启动母差保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳
T
闸;若因通道原因远方跳闸信号失效,则只能由对侧后备保护切 除故障,故障切除时间大大延长,会造成发电机、主变压器严重 损坏。QS2 ③发电G机故障跳闸时,将失去厂用工作电源,而这种情况下备用 电源的~快速切换极有可能不成功,因而机组面临厂用电中断的威 胁。
2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线
下列情况下,可不设置旁路设施 (1)当系统条件允许断路器停电检修时(如双回路供电 的负荷); (2)当接线允许断路器停电检修时(如角形、一台半 断路器接线等); (3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器 时; (4)采用六氟化硫(SF6)断路器及封闭组合电器(GIS)时。
4、电源侧断路器是否接入旁路母线
变电站的主变压器可靠性较高,通常不需检修,但是高压 侧断路器有定期检修需要,则应接入;
发电厂升压变压器高压侧断路器的定期检修,可安排在发 电机组检修期同步进行,则不需接入。
5、设置旁路设施
35~60KV配电装置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;当采 用双母线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路隔离 开关。
(1)3/2断路器接线的特点 WI 任一母线故障或检修, QS11

学习]发电厂和变电所的电气主接线

学习]发电厂和变电所的电气主接线
检修任一进出线断路器时,不中断 对该回路的供电
W3
QS3 QS4 QF
W1
QS1 QS2
W2
电源侧
单母线分段带旁路接线的运行方式XUniiv’erasinty J i a o t o n g
断路器QF1检修时的操作过程 1) 合上QS1,合上QS2,再合上旁路 开关QFp 2) 合上出线旁路隔离开关QS1p
中断该回路的供电
l l2
1
l3 l4 w3
w2 w1
评价 可靠性、灵活性都相当高
① 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
② 任一组母线故障时仅短时停电 ③ 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
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
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
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
Xi’an Jiaotong University
单母线接线图
2. 单母线分断接线
L1
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

电气主接线

电气主接线

电气主接线发电厂电气主接线是发电厂电气部分的主体,它反映发电厂中电气一次设备的作用、连接方式和回路的相互关系。

电气主接线的连接方式不同,将影响配电装置的布置、供电可靠性、运行的灵活性、二次接线和继电保护等问题。

电气主接线图一般绘制成单相图,只有在局部三相不对称时,用三相图表示。

在发电厂控制室内通常设有电气主接线的模拟图板,反映各种电气设备所显示工作状态,对设备进行倒闸操作时,通常先在此模拟图板上进行模拟操作。

电气主接线可分为有母线和无母线两种型式。

有母线的电气主接线有单母线接线、双母线接线和23线接线,无母线的电气主接线有桥形接线、角形接线和单元接线。

单机容量为600MW 的发电厂,发电机一变压器组采用单元接线,升高的电压母线一般采用双母线接线或23接线。

第一节 单元接线一、发电机一变压器组单元接线发电机和主变压器直接连接成一个单元,经断路器接入高压母线,这种接线形式称为发电机一变压器单元接线,如图5-1所示。

主变压器可以是一台三相双绕组变压器,也可以是三台单相双绕组 变压器600MW 机组一般采用三台单相双绕组变压器。

发电机和变压器 容量配套,两者不能单独运行,所以发电机出口一般不装断路器,只在 变压器的高压侧装设断路器,断路器与变压器之间不装设隔离开关。

对 200MW 及以上机组,由于发电机出口采用封闭母线,发电机与变压器之间不装设隔离开关,而装设可拆的连接片,供发电机时试验。

二、发电机一变压器一线路组单元接线图5-2为发电机一变压器一线路单元接线。

发电机经主变压器 升压后直接与一条输电线路连接,电能直接输送附近的枢纽变电站。

这种接线简单、可靠性高、使用的设备少,不需要高压配电装置。

该接线可用于场地狭窄、附近有枢纽变电站的大型发电厂。

有些大 容量发电厂的一期、二期工程时间间隔较长,为节省投资,一期工程 一般采用发电机一变压器一线路组单元接线。

第二节 双母线接线一、双母线接线每一回路经一组断路器和两组母线隔离开关分别接到两组母线上,两组母线之间通过联络断路器C QF 连接,这种接线方式称为双母线接线,双母线接线如图5-3所示。

发电厂电气部分主接线的设计原则和步骤

发电厂电气部分主接线的设计原则和步骤

二、电气主接线的设计程序
工程设计程序:
可行性研究 初步设计 技术设计 施工设计
课程设计:
相当于初步设计,部分可达到技术设计。
二、电气主接线的设计程序
课程设计步骤:
对原始资料分析 拟定主接线方案 短路电流的计算——为电气设备选择做准备 主要电气设备选择——第六章介绍 绘制电气主接线图——将最终确定的主接线,按工程
要求,绘制工程图 工程概算
二、电气主接线的设计程序
对原始资料分析:
① 本工程情况:发电厂类型,设计规划容量,单机容量 及台数,最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。
② 电力系统情况:电力系统近期及远景发展规划(5~ 10年)发电厂或变电所在电力系统中的位置和作用; 本工程与电力系统连接方式等。
二、电气主接线的设计程序
经济比较方法:
静态比较法:
以设备、材料和人工等的经济价值固定不变作为前提,认为 经济价值与时间无关。
最常用的为抵偿年限法。
抵偿年限法: 若I1>I2,C1<C2,则抵偿年限为 T I1 I2 C2 C1 如果T小于5年,则采用投资大的第一方案; 如果T大于5年,则采用投资大的第二方案。
① 综合总投资计算 ② 年运行费计算 ③ 经济比较方法
二、电气主接线的设计程序
综合总投资计算:
综合总投资 I 主要包括变压器综合投资,开关设备、 配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。
I
I
0
,包括变压器、开关设备、 母线、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁
② 从技术上论证各方案的优、缺点,淘汰一些明显不合 理的方案,保留2~3个技术上相当、又能满足任务书 要求的方案;
③ 经济计算比较:对各方案的综合投资和年运行费进行 综合效益比较;

发电厂电气部分 第4章 电气主接线

发电厂电气部分 第4章 电气主接线

改进:
单母线分段 加装旁路母线
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线(续)
• 单母线分段接线
• (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。 可靠性比较好,但线路故障时 短路电流较大。 • (2)分段断路器断开运行: 每个电源只向接至本段母线上 的引出线供电,可以限制短路 电流,两段母线上的电压可不 相同 。 • 可在分段断路器处装设备自 投装臵,重要用户可以从两段 母线引接采用双回路供电。
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线(续)
• 2.优缺点分析 • 优点:供电可靠性较高 • (1)当母线发生故障时,仅故障母线段停止工作,另 一段母线仍继续工作。 • (2)两段母线可看成是两个独立的电源,提高了供电 可靠性,可对重要用户供电。 • 缺点:停电范围仍较大 • (1)当一段母线故障或检修时,该段母线上的所有支 路必须断开,停电范围较大。 • (2)任一支路的断路器检修时,该支路必须停电。 • 3.适用范围 • (1)6~10k:出线回路数为6回及以上; • (2)35~63kV:出线回路数为4~8回; • (3)110~220kV:出线回路数为3~4回。
第一节 对电气主接线的基本要求
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求, 通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分 配的电路,通常也称一次接线或电气主系统。
一、可靠性
电力系统中,按负荷重要性的不同将负荷分为三类: ① Ⅰ类负荷:即使短时停电也将造成人身伤亡和重大 设备损坏的最重要负荷; ② Ⅱ类负荷:停电将造成减产,使用户蒙受较大的经 济损失的负荷; ③ Ⅲ类负荷: Ⅰ类、 Ⅱ类负荷以外的其它负荷。 可靠性评价可定性分析,也可定量计算。主要衡量设 备事故时或检修时对用户供电的影响程度。 不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。

发电厂电气部分第四章 电气主接线及设计(三)(四)

发电厂电气部分第四章 电气主接线及设计(三)(四)

发电厂变电所电气主系统
19
第四节 限制短路电流的方法
② 对臂2可能送来的短路电流 IkG和系统送来的短路电流IkS在分裂电抗器中的流向
是相同的,磁通方向也相同。每一臂由IkQ=IkG+IkS产生的磁通在另一臂中产生正的互
② 降压变压器用于功率流向由高压绕组传送至中压和低压,常用于变电站。
机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机—双绕组变压器单元接线接人系统, 而两种升高电压级之间加装联络变压器更为合理。 联络变压器宜选用三绕组变压 器(或自耦变压器),低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源,亦可连接无功 补偿装置。
发电厂变电所电气主系统
16
第四节 限制短路电流的方法
(二)分裂电抗器
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。 正常工作时,两个分支的负荷电流相等,在两臂中通过大小相等、方向相反的 电流,产生方向相反的磁通,如图4-21(a)所示。每臂的磁通在另一臂中产生互
切换方式有两种:
一种是不带电切换,称为无激磁调压,调整范围通常在±2×2.5%以内; 另一种是带负荷切换,称为有载调压,调整范围可达30%。其结构较复杂,价 格较贵。
(五)冷却方法
电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异,一般有自然风冷却、强
迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。
变压器容量选得过大、台数过多,不仅增加投资,增大占地面积,而且也增加了 运行电能损耗,设备未能充分发挥效益; 变压器容量选得过小,将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变 电站负荷的需要,这在技术上是不合理的,因为每千瓦的发电设备投资远大于每千

发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1讲解

发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1讲解

单母线分段接线特点
• 优点
– 当母线发生故障时,仅故障母线 段停止工作,另一段母线仍继续 工作。
– 对重要用户,可由不同段母线分 别引出的两个回路供电,以保证 供电的可靠。
– 当一段母线故障或检修时,必须 断开接在该段母线上的所有支路, 使之停止工作,但不影响另一段 母线上所连的支路。
– 供电可靠性提高,运行较之灵活。
Ⅲ类负荷:Ⅰ类和Ⅱ负荷之外的其它负荷。 对 Ⅲ类负荷的供电要求:可以较长时间的停电,可用单回路 线路供电。
由此可见,对于带Ⅰ、Ⅱ类型负荷的发电厂和变 电站,应选择可靠性较高的主接线形式。
设备的可靠性程度 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。
电气主接线反映了:
1)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; 2)各回路中电气设备的连接关系; 3)发电机、变压器和输电线路及负荷间的连接方式。
• 电气主接线图
– 用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、 开关电器、输电线路等有关电气设备,按电能流程顺 序连接而成的电路图。
大、中型发电厂和变电站,其电气主接线采取供电可靠性 高的接线形式;对于小型发电厂和变电站对于接线可靠性要 求低。
我国发电机单机容量大小划分:
小型机组:50MW以下; 中型机组:50~200MW; 大型机组:200MW以上;
发电厂容量大小划分:
小型发电厂:总装机容量在100MW以下; 中型发电厂:250~1000MW; 大型发电厂:1000M供电可靠性的要求不同分
为三个等级,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷。
Ⅰ类负荷:对这类负荷突然中断供电,将造成人身伤亡,或 造成重大设备损坏,或给国民经济带来重大的损失。 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;医院 的手术室;国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。

发电厂及变电站电气设备--电气主接线

发电厂及变电站电气设备--电气主接线

发电厂及变电站电气设备 - 电气主接线1. 引言发电厂及变电站是电力系统中重要的组成部分,其中电气设备的主接线起着至关重要的作用。

电气主接线是将发电厂或变电站的各种电气设备连接在一起的关键线路。

本文将介绍发电厂及变电站电气设备的主接线的定义、作用、要求以及一些常见的设计方法。

2. 电气主接线的定义电气主接线是指将发电厂或变电站内的各种电气设备连接在一起的导线或电缆。

它负责将电源与各种负载设备连接起来,使电能能够有效地传输到各个部分。

3. 电气主接线的作用电气主接线的作用主要有以下几个方面:3.1. 电能传输电气主接线是将电源与各种负载设备连接起来的桥梁,它可以将发电厂或变电站产生的电能传输到各个部分,满足不同负载设备的用电需求。

3.2. 电气设备保护电气主接线在电力系统中起着保护作用。

它通过合理的设计和安装,能够提供电气设备的过载保护、短路保护、接地保护等功能,保护电气设备免受电力系统故障的影响,提高电气设备的可靠性。

3.3. 电能质量控制电气主接线的设计和布置对于控制电能的质量具有重要的影响。

合理的电气主接线设计能够降低电气设备的电压波动、电流谐波等现象,提高电能的质量,确保电气设备正常运行。

3.4. 灾害事故应对电气主接线的合理设计和布置还能够对电力系统的灾害事故起到响应和应对的作用。

例如,在发生电气火灾或其他突发事件时,能够通过合理的主接线设计,实现对电气设备的快速隔离和切换,保证人身安全和电力系统的运行稳定。

4. 电气主接线的设计要求为保证电气主接线的安全、可靠、高效运行,设计时应满足以下要求:4.1. 电气设备的布置电气主接线的设计必须考虑电气设备的布置。

根据电气设备的类型、功率、用途等因素,合理选择电气主接线的走向和布线方式,确保各个设备之间的电气连接符合设计要求。

4.2. 电气主接线的导线尺寸电气主接线的导线尺寸必须根据电流大小、线路长度、电阻损耗等因素进行合理计算和选择。

确保导线的截面积足够大,能够传输所需的电流,同时减小电气主接线的电压降和损耗。

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? WL1 检修后恢复送电操作顺序:断开 QS14→检查 QF1
确在断开状态→合上QS11 →合上QS13 →合上QF1 ;

一、单母线接线(续)

厂 ? 优点:

简单清晰、设备少、投资小、运行操作
气 部
方便,易于扩建。
? 缺点:
可靠性差、灵活性差。

① 任一回路的断路器检修,该回路停电;

② 母线或任一母线隔离开关检修,全部
第 ? 适用范围:

大型电厂和变电所220kV 及以上、

进出线回路数6回以上的高压、 超高压配电装置中。目前仅加
拿大的皮斯河叔姆水电厂采用,
其它很少采用。
发 电
五、变压器 —母线组接线
厂 ? 出线回路采用双断路器接

线或一台半断路器接线,

而主变压器直接经隔离开

关接到母线上;

— 第
? 正常工作时,两组母线和 全部断路器都投入工作。
?
? ?
故障可能性小,可靠 性高; 短路电流小; 配电装置简单,占地

少,投资省。
发 电
二、桥形接线

电 当只有两台主变压器和两回输电线路时,

采用桥形接线所用的断路器最少。
部 1. 内桥接线
分 桥连断路器QF3在QF1、QF2的变压器侧。
— ? 特点:


其中一回线路检修或故障时,其余部分不受影响;
? 不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。
发 电
第一节 对电气主接线的基本要求


二、灵活性

部 ① 调度灵活、操作方便;
分 ② 检修安全;

③ 扩建方便。


三、经济性

① 投资省;
② 年运行费小;
③ 占地面积小;
④ 在可能的情况下,应采取一次设计,分期投资、投产, 尽快发挥经济效益。
? 优点:

① 供电可靠;

② 运行方式灵活;

③ 扩建方便;

④ 可以完成一些特殊功能。
? 缺点:
① 隔离开关作为操作电器,易产生误操作; ② 当一组母线故障时仍短时停电,影响范围大; ③ 检修任一回路断路器,该回路仍停电; ④ 所用设备特别是隔离开关多,配电装置复杂。

二、双母线接线(续)

厂 ? 适用范围:
发 电气主接线



第一节 对电气主接线的基本要求

第二节 有汇流母线的主接线

第三节 无压器的选择

第五节 限制短路电流的措施

第六节 互感器避雷器在主接线中的配置

第七节 各类发电厂和变电所主接线特点及实例
发 电
第一节 对电气主接线的基本要求


一、可靠性
气 部

厂 ? 又称为3/2 接线; 电 ? 正常工作时,两组母线和全部断

路器都投入工作,形成多环状供

电,因此,具有很高的可靠性和 灵活性。
分 ? 优点:

① 任一母线故障或检修,均不致停电;

② 当同名元件接于不同串时,在两组母
四 章
线同时故障的极端情况下,功率仍能 经联络断路器继续输送;
③ 任一断路器检修都不致停电;
④ 断路器故障时也只影响其中一、二回 线路;
⑤ 运行调度灵活、操作检修方便,隔离 开关仅作为检修时的隔离电器。
发 三、一台半断路器接线(续) 电
厂 ? 缺点:

① 要求进线和出线数目最好相同;

② 与双母带旁路接线相比较,设

备投资大;

③ 正常操作时,联络断路器动作
— 第
次数是其两侧断路器的两倍, 一个回路故障时要跳两台断路 器,断路器动作频繁,检修次
第 四 章
停电; ③ 母线故障,全部停电。
? 适用范围
只适用于 10 ~220kV 单电源且出线较少情
况下。
? 改进:
? 单母线分段 ? 加装旁路母线

一、单母线接线(续)

厂 ? 对设有专用旁路断路器的分段单

母线带旁路母线接线中,正常运

行时,QF1p 、QF2p 均断开,其

两侧隔离开关合上。检修 WL1 的
发 电
第二节 有汇流母线的主接线
厂 一、单母线接线

气 ? 只有一组(可以有多段)
部 分
工作母线的接线; ? 每回进出线都装设有断路
器和隔离开关;
— ? 断路器线路停送电操作必

须严格遵守操作顺序:
四 章
? WL1 停电操作顺序:断开QF1→检查QF1确在断开状态
→断开QS13 →断开QS11 ;

支外不再装设母线,

这种接线称为发电

机 — 变压器单元接线。

形式:
? 发电机- 双绕组变压器单元接线
? 发电机- 三绕组变压器单元接线
? 发电机- 变压器扩大单元接线
? 发电机- 变压器-线路组单元接线
发 电
一、单元接线(续)

电 特点:
气 ? 接线简单、开关设备

少,操作简便;

— 第 四

数增多;

④ 二次接线和继电保护都复杂。
? 适用范围:
大型电厂和变电所220kV 及以上、进 出线回路数6回以上的高压、超高 压配电装置中。

四、4/3断路器接线

厂 ? 每3条回路共用 4台断路器;
电 气 部 分

? 正常工作时,两组母线和 全部断路器都投入工作, 形成多环状供电,可靠性 较高;


第 四 章
操作步骤: 合QF1p ,检查W5 是否完好(若
有 故 障 QF1p 会 自 动 断 开 ) →合上QS15 →断开QF1 → 断开QS13→断开QS11 。

二、双母线接线


? 有两组工作母线的接线称为双

母线接线。

? 两组母线之间通过母线联络断

路器(简称母联断路器)连接。

? 电力系统中,按负荷重要性的不同将负荷分为三类:

— 第 四
① Ⅰ类负荷:即使短时停电也将造成人身伤亡和重大 设备损坏的最重要负荷;
② Ⅱ类负荷:停电将造成减产,使用户蒙受较大的经 济损失的负荷;

③ Ⅲ类负荷: Ⅰ类、 Ⅱ类负荷以外的其它负荷。
? 可靠性评价可定性分析,也可定量计算。主要衡量设
备事故时或检修时对用户供电的影响程度。

当母线上的出线回路数或电源数较

多、输送和穿越功率较大、母

线或母线设备检修是不允许对


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一

般采用双母线。
四 章
? 改进措施:
① 双母带旁路
② 分段的双母线接线

二、双母线接线(续)











三、一台半断路器接线
四 ? 适用范围:

应用于超高压系统中,适用有长距
离大容量输电线路、要求线路
有高度可靠性的配电装置,进
出线为5 ~8 回、并且变压器的 质量可靠、故障率较低的场合。
发 电
第三节 无汇流母线的主接线

一、单元接线

气 发电机和主变压器直接连成
部 分
一个单元,再经变压 器升压接至高压系统, 发电机出口除厂用分
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