火电厂电气主接线
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
第二章 电气主接线
3/2接线
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
4、4/3接线：
4/3接线
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
5、变压器母线接线：变压器 是高可靠设备，可以直 接接入母线。即使变压 器故障，只断开一条母 线，另一条母线继续工 作。出现采用双母线双 断路器和3/2接线。该 接线可靠性很高，适合 远距离大容量、对系统 稳定和供电可靠性要求 较高的变电所。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
4、调压方式： 空载调压：调整范围±5%。只能停电调压。大多数场合，不 适合重要场合。 有载调压：调整范围30%。可以带负载改变电压。用于潮流 交换、联络的变压器。 5、冷却方式：油冷、水冷、风冷。具体有： 油循环自然风冷 油循环强迫风冷 强迫油循环风冷 强迫油循环水冷 强迫油循环导向冷却 水内冷 干式变压器
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
3、降压变电所： 降压变电所直接面对用户，要留有充分的发展裕量。一般按 照5~10年发展规划考虑。 两台原则。重要的变电所，要考虑两台以上原则。 70%原则。其中一台退出运行时，其它变压器要满足一二类 负荷供电和送出70%以上的容量。 总结：发电厂和变电所变压器容量、台数的选择，要综合考虑多 种因素：电压等级、接线方式、传输容量、接入系统方式、 负荷性质等因素有关。一般的，对于较重要负荷，要考虑2台 以上变压器，容量按70%原则确定。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
对单母线接线的改进方式：单母 线分段和单母线加旁路。 单母线分段：用分段断路器QF1 （或采用隔离开关QS）进行分段。 可减少停电范围，可明显提高供 电可靠性和灵活性。重要用户可 采取双电源进线，满足I、II类供 电负荷。 虽然分段越多，停电影响范围越 小，但使用断路器也越多，增加 投资，运行复杂。一般以2~3段 为宜。
第六章 电气主接线
三、电气主接线图中的几个概念 电气主接线图： 用规定的设备图形和文字符号，按照各
电气设备实际的连接顺序而绘成的能够全
面表示电气主接线的电路图，
单相图 三相图
一次设备：变压器T，断路器QF，发电机G 隔离开关QS，母线W，电抗器L，
双绕组变压器，三绕组变压器，自耦变压器
电压互感器TV： 将高电压转换成低 电压，供各种设备 和仪表使用。 电流互感器TA： 变换电流 避雷器B： 保护电气设备免遭 雷电冲击波袭击
第六章 电气主接线
第一节 主接线概述
第二节 有汇流母线的接线
第三节 无汇流母线的接线
第四节 发电厂和变电所主接线举例
第五节 限制短路电流的方法
第一节 电气主接线概述
一、电气主接线的概念
构成了电能生产、汇集和分配的电气主回
路。这个电气主回路被称为电气一次系统，又
叫做电气主接线。
电能生产：发电厂，包括发电机，变压器，母线等
四、双母线接线
1 普通双母线接线
图中W1为工作母 线，W2为备用母 线，两组母线通过 母线联络断路器QF （简称母联）连接
在正常运行时
1、相当于单母线的运行方式 正常运行时，只有工作母 线带电，所有电源和出线回 路都连接到工作母线上，若 其发生故障，可在短时间内 将所有电源和负荷均转移到 备用母线上，迅速恢复供电
二、单母线分段接线
（一）断路器及隔离开关的配置 与一般单母线接线相比， 单母分段接线增加QF以及 QS1、QS2。当负荷量较 大且出线回路很多时，还可以 用几台分段断路器将母线分成
多段，如图
（二）特点及适用范围
优点：
提高供电的可靠性。可 利用QF，使仅有一半 线路停电，另一段母线 上的各回路仍可正常运 行。
电气主接线及设计-2
五. 变压器母线组接线
1.接线形式 2.正常运行时，两组母线和断路器均投 入。 3.变压器故障时，连接于对应母线上的 断路器跳开，但不影响其他回路供电。 4.特点：
调度灵活，电源和负荷可自由调配， 安全可靠，有利于扩建； 一组母线故障或检修时，只减少输 送功率，不会停电。 可靠性较双母线带旁路高，但主变 压器故障即相当于母线故障。
•发电机-三绕组变压器（或自耦变压器）单元接线
1.在发电机出口处需装 设断路器； 2.断路器两侧均应装设 隔离开关； 3.大容量机组一般不宜 采用。
3)发电机—变压器—线路组成单元接线
a) 这种接线方式下，在电厂不设升压配电装置，把电能直接送 到附近的枢纽变电站或开关站，使电厂的布置更为紧凑，节省 占地面积; b) 由于不设高压配电装置，所以不存在火电厂的烟尘及冷却水 塔的水汽对配电装置的污染问题。
（2）发电机定子绕组本身故障时，若变压器高压侧断路器 失灵拒跳，则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来切除故障， 这样故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器 严重损坏。
（3）发电机故障跳闸时，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。
四. 一台半断路器接线及三分之四台断路器接线
运行时，两组母线和同一串的3
个断路器都投入工作，称为完
W2
整串运行，形成多环路状供电，
QF1
具有很高的可靠性。
一串中任何一台断路器退出或
检修时，这种运行方式称为不
QF2
完整串运行，此时仍不影响任
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
何一个元件的运行。
发电厂电气部分
发电厂电气部分一、名词解释：1．一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备。
2．二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备。
3．电气主接线：一次设备按预期的生产流程所连成的电路，称为电气主接线。
4．最高允许温度：为了保证导体可靠工作，规定了导体长期工作发热和短路时发热的温度限制，称最高允许温度。
5．厂用电率：厂用电耗电量占发电厂总发电量的百分数，称为该时间段的厂用电率。
6电力网：是将各电压等级的输配电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。
7．发电机—变压器单元接线：发电机和主变压器直接连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用分支外不再装设母线，这种接线称为发电机—变压器单元接线。
8.电气主接线：是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
9．最小安全净距：指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。
10．配电装置：是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组成的总体装置。
11．接触电压：人站在地面上离设备水平距离为0.8m处，手触到设备外客、构架离地面垂直距离为1.8m处时，加于人手与脚之间的电压。
12．跨步电压：人在分布电位区域内沿地中电流的散流方向行走，步距为0.8m时，两脚之间所受到的电压。
13．工作接地：在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地。
14．保护接地:为保护人身和设备安全，将电气装置正常不带电而由于绝缘损坏有可能带电的金属部分接地。
二、填空：1．发电厂的类型有火电厂、水电厂、核电厂和新能源发电。
2．限流电器包括串联在电路中的普通电抗器和分裂电抗器，其作用是限制短路电流。
3．母线是用来汇集和分配电能的，并把发电机、变压器与配电装置连接，有敞露母线和封闭母线之分。
4．电能的发展方向：大容量、超高压、远距离。
浅述电气主接线基本要求和基本形式
浅述电气主接线基本要求和基本形式摘要：电气主接线主要是指在发电厂变电所的电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路、电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等，它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。
关键词：电气主接线一、对主接线的基本要求发电厂和变电站的电气主接线是由电气设备及其连接线所组成的，用以汇总和分配电能的电路。
它包括向系统和用户供电的主接线和供给发电厂、变电站本身用电的厂（所）用电接线。
主接线的连接方式，对供电可靠性、运行灵活性、检修方便性以及经济合理性等起着决定性的作用。
圊此，曲：拟定发电厂、变电站电气主接线时，有以下具体要求。
1.供电可靠性供电可靠性要根据筮电厂和变电站在系统中的地位与作用、发电厂和变电站的近期和远景发展规模、出线回路数多少和负荷重要性以及大系统的稳定性等因素全面考虑，特别是一些新建的大型区域主力电厂和一些超高压枢纽变电站。
其容量都很大，在系统中占有非常重萼的地位，无论什么原因造成发电厂停机或变电站失压，都将给国民经济造成难以估计的损失。
所以在主接线设计时，要根据系统及用户的要求，保证与之相适应的供电可靠性。
提高可靠性的措施很多，如将母线分段，设置备用母线、备用变压器或备用线路等。
适当地增加断路器数目也可提高可靠性。
提高可靠性的还有另一些措施，如采用自动重合闸装置，备用电源自动投入装置，变电站按周波下降自动减负荷装量和水轮机组按周波下降自动启动装置等。
2.良好的电能质量电压和频率是电能质量的基本指标，而电气接线图的制定，对两个指标有着极其重要的影响。
有螳接线可能按某种方式运行时，不能保证电能质量；又有一些接线可能在某一元件故障时，迫使一个或几个其他元件一同退出运行，或使回路阻抗增大，或使电厂一部分容量被封锁，从而使其电力系统频率或某一部分的电压下降，甚至发生不稳定的现象。
发电厂电气部分-第四章
两种运行方式： 完整串运行 不完整串运行
接线的两条原则： •电源线与负荷线配对成串； • 仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线（交叉接线），进出线 应装设隔离开关； •当大于3串时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装隔离开关。
特点： 调度灵活，电源和负荷可自由调 配，安全可靠，有利于扩建。 变压器可靠性高，其直接接入母线 对母线运行不会产生明显影响。 变压器故障时，连接于对应母线上 的断路器跳开，不影响其他回路供 电。 适用于长距离、大容量输电线路、 系统稳定性问题突出和要求线路有高 度可靠性的并要求主变压器的质量的是： 角形接线用于调峰电厂时，需增设发电机出 口断路器，便于启、停机，以避免角形接线 常开环运行，但增加了电厂主变的空载损 耗。
典型主接线分析： （1）火力发电厂电气主接线 （2）水力发电厂电气主接线 （3）变电站电气主接线
• 按发电机的最大连续容量。扣除一台厂用变压器的计 算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水 温度不超过65度的条件选择。 •采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压 器，其容量应按照单元接线的计算原则算出两台机容量 之和来确定。
为防止误操作，还应对隔离开关和相应的断路器加装电磁闭锁、机械闭锁或 防误操作的电脑钥匙。
单
且分段断路器QFD上还应装设备用电源自动投入装置。
，一般2-3段为宜。
该接线适用于以下场合： •小容量发电厂的发电机电压配电装置，一般每段母 线上所接发电容量为12MW左右，每段母线上出线 不多于5回。 • 变电站有两台主变压器时的6-10kV配电装置。 • 35-63kV配电装置出线4-8回； •110kV-220kV配电装置出线3-4回。
扩大单元接线：
通常，单机容量仅为系统 容量的1%-2%或更小时，而 电厂的升高电压等级又较高 时，可采用这种接线方式。
发电厂电气部分名词解释和简答题
发电厂电气部分名词解释和简答题名词解释1.电气主接线就是指发电厂或变电所中的一次设备按照设计建议相连接而变成的电路。
2.碰触电压人站在离接地设备0.8米，人手触摸接地设备距地面1.8米的高处时，人体的手与脚之间的电压称为接触电压。
3.热稳定就是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应并使其温度少于它的短路时最低容许温度，而导致损毁阻碍稳步工作的性能。
4.变压器热老化定律:变压器绕组温度每增加6℃，老化加倍，即预期寿命缩短一半。
5.小电流接地系统：就是指电压等级35kv及以下电力系统使用中性点非轻易接地系统（中性点不中剧或经窭弧线圈中剧）6.安全净距:带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全距离，称安全净距。
简答题1.磁力启动器主要是由哪几部分组成？它能实现哪些保护作用？简述其原理。
（1）由三相交流接触器、热继电器和按钮开关等部分组合而成。
（2）主要用作距离维护掌控三相异步电动机，并且存有过负荷和扰动维护功能，但无法起至短路维护促进作用，因而须与熔断器协调采用。
（3）过负荷保护是靠热继电器实现的，热继电器不能瞬时动作，只能起延时过负荷保护作用。
当电源电压减少至额定电压的85%以下时，因电磁铁的吸持力增大，故交流接触器可以自动断裂，从而同时实现不值电压维护。
2.什么情况下采用矩形母行？矩形母线一般按什么条件选择？（1）35kv及以下电压等级的配电装置，一般采用矩形母线。
（2）按最小工作电流imax挑选母线横截面；按inn≥imax条件挑选一个标称横截面sn1（3）按经济电流密度选择母线截面，应满足条件：s2（经济截面）=iw(回路工作电流)/j（经济电流密度）。
（4）检验动稳定：母线的允许应力?p不小于短路电流所产生的最大应力?max。
（5）检验热平衡：容许最轻横截面smax等同于短路热效应qk的平方根除以母线的热平衡系数c。
qk，所选母线截面应大于smin。
发电厂电气部分第四章习题解答
第四章电气主接线4—1 对电气主接线的基本要求是什么?答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性.其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。
经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。
4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流,故用来作为接通和切断电路的控制电器.而隔离开关没有灭弧装置,其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。
4—3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作,除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。
4-4 主母线和旁路母线各起什么作用?设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时,如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。
旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。
设置旁路短路器极大的提高了可靠性。
而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线,可以减少设备,节省投资。
当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好,如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开,就不能使用旁路母线。
如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开,先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。
4-5 发电机—变压器单元接线中,在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。
但是，变压器或者厂用变压器发生故障时,除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳,则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时,若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏.并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。
3.大型火电厂厂用电系统
大型火电厂厂用电系统简介
（9）
（10）
大型火电厂厂用电系统简介
大型火电厂厂用电系统简介
火电厂的厂用负荷分类
根据自用负荷在发电厂运行中所起的作用 及其供电中断对人身、设备及生产所造成的影响
程度，将其 分为五类 ：
（1）I类负荷 （2）Ⅱ类负荷 （3）Ⅲ类负荷 （4）事故保安负荷 （5）交流不间断供电负荷
作用：向 不允许间断供电 的交流负荷供电。
由于目前生产的蓄电池组最大容量有限，故不能带很多事故 保安负荷，且持续供电时间亦不能超过1小时，所以，也需要柴 油发电机组或外接电源配合工作。
上述柴油发电机组一般不允许在厂用电系统并列运 行，所以，当厂用工作电源和备用电源都消失时，有 短暂的自动切换过程，这短时的间断供电对于某些保 安负荷(如实时控制用电子计算机等)也是不允许的。
大型火电厂厂用电系统简介
事故保安负荷分两类
1)直流保安负荷，简称“0Ⅱ”类负荷。如汽机、
给水泵的直流润滑油泵，发电机的直流氢密封 油泵等，其电源为蓄电池组。 2)允许短时停电的交流保安负荷，简称“0Ⅲ”类 负荷。如200MW及以上机组的盘车电动机、交 流润滑油泵、交流氢密封油泵、除灰用事故冲 洗水泵、消防水泵等。平时由交流厂用电源供 电，失去厂用工作电源和备用电源时，交流保 安电源(如柴油发电机组、燃气轮机组或外部独 立电源等)应自动投入。
大型火电厂厂用电系统简介
大型火电厂厂用电系统简介
高压厂用工 作变压器
大型火电厂厂用电系统简介
2）低压厂用工作电源及引接
低压厂用变压器种类： 工作变压器、 公用变压器、 除尘变压器、 照明变压器、 输煤变压器、 化水变压器、 检修变压器、 江边变压器等
大型火电厂厂用电系统简介
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火电厂电气主接线
1)330~500kV 配电装置，进出线回路数为六回及以上，配电装置在系统中具有重要地位时，宜采用一台半断路器接线;进出线回路数少于六回，如能满足系统稳定性和可靠性的要求时，也可采用双母线接线。
2)220kV配电装置，进出线回路数达10~14回时，可采用双母线单分段接线;当进出线回路数达15 回及以上时，可采用双母线双分段接线。
3)双母线分段接线中，电源线与负荷线宜均匀配置于各段母线上。
4) 220kV及以下母线避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关;330-500kV避雷器和母线电压互感器、变压器中性点避雷器不应装设隔离开关;110~500kV线路电压互感器与耦合电容器、220kV及以下线路避雷器以及接于发电机与变压器引出线的避雷器不宜装设隔离开关。
5) 330~500kV线路并联电抗器回路不宜装设断路器或负荷开关，其中性点可经小电抗接地;330~500kV母线并联电抗器应装设断路器和隔离开关，其中性点应直接接地。
6)采用双母线或单母线的110~220kV配电装置，当配电装置采用GIS 设备时，不应设置旁路设施;当采用SF。
断路器时，不宜设旁路设施;当采用少油型断路器时，除有条件停电检修外，宜设置旁路设施，当220kV出线在四回及以上和110kV出线在六回及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线;当35~63kV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;
当采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。
7)发电机变压器组的高压侧断路器不宜接入旁路母线。
8)容量为125MW及以下发电机与双绕组变压器为单元连接时，两者之间不宜装设断路器;与三绕组变压器或自耦变压器组成单元连接时，两者之间宜装设断路器和隔离开关，厂用分支线应接在变压器与断路器之间;容量为200~300MW的发电机与双绕组变压器为单元连接时，两者之间不应装设断路器、负荷开关或隔离开关，但应有可拆连接点: 容量为600MW发电机出口可装设断路器或负荷开关，此时主变压或高压厂用工作变应采用有载调压方式。
9)当两台发电机与一台变压器作扩大单元连接或两组发电机双绕组变压器作联合单元连接时，在发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关。
10)发电机电压母线可采用双母线或双母线分段的接线方式。
11) 容量为60MW及以下的机组，当有发电机电压直配线时，发电机电压可采用6.3kV或
10.5kV:当采用单元连接，且有厂用分支线引出时，宜采用6.3kV。
12)容量为200MW及以上发电机的引出线，厂用分支线以及电压互感器与避雷器等回路的引下线应采用全连式分相封闭母线。
13)发电机中性点可采用不接地、经消弧线圈或高电阻接地的方式。
容量为300MW及以上的发电机应采用中性点经消弧线圈或高电阻的接地方式。