第5章电气主接线 教学要求:熟悉电气主接线的基本形式、接线特点及应用:了解发电厂变电站电气主接线的 设计步骤:掌握电气主接线设计中的主变压器的选择和方案的经济技术比较 5.1概述 基本概念 电气主接线一一将电气一次设备按一定顺序接起来的电路,可表示电能生产流程的电路 电气主要线图一一由各种电气设备的图形符号和联接成线所组成的表示电能生产流程的电 路图, 表达方式单线图一一多采用,简单明 三线图一一(A、B、C、N)施工时采用 绘制要求:a.A、B、C用一相粗线表示,但电流互感器用三线配置 b.中性线在图中用虚线(或细实线)表示 所有电器均用规定的电气符号表示,并按它们的 “正常状态”画出 ↓→电器所处的电路无电压存在及无任何外力作用(如QF、QS是断开位置) d.应标出主要设备的型号和技术参数。 应用:a.全图:包括主要的电气一次设备,并注明设备型号 b.简图:着重画G、TW、TA、ⅣV避FU、C C.模拟图:表达主要设备(开关)处于的实际位置 基本要求 可靠性及电能质量 地位重要的骨干电站,应采用两个独立的电源,因事故被迫中断供电的机会越小,影响范围 越小,停电时间越短,可靠性越高。 灵活性一一在正常运行时能满足各种运行方式 在发生事故时能采用相应的运行措施,避免大面积停电 运转方便一一接线力求简明清晰、简化运行操作 具有扩建的可能性一一预留备用出线回路和备用容量 技术先进,经济合理
第5章 电气主接线 教学要求：熟悉电气主接线的基本形式、接线特点及应用；了解发电厂变电站电气主接线的 设计步骤；掌握电气主接线设计中的主变压器的选择和方案的经济技术比较。 5．1 概 述 基本概念 电气主接线——将电气一次设备按一定顺序接起来的电路，可表示电能生产流程的电路。 电气主要线图——由各种电气设备的图形符号和联接成线所组成的表示电能生产流程的电 路图， 表达方式 单线图——多采用，简单明 三线图——（A、B、C、N）施工时采用 绘制要求：a．.A、B、C 用一相粗线表示，但电流互感器用三线配置 b．中性线在图中用虚线（或细实线）表示 c．所有电器均用规定的电气符号表示，并按它们的 “正常状态”画出 ↓→电器所处的电路无电压存在及无任何外力作用（如 QF、QS 是断开位置） d．应标出主要设备的型号和技术参数。 应用：a. 全图:包括主要的电气一次设备,并注明设备型号 b. 简图:着重画 G、T|WL、TA、TV 避 FU、C c. 模拟图：表达主要设备（开关）处于的实际位置 基本要求 可靠性及电能质量 地位重要的骨干电站，应采用两个独立的电源，因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围 越小，停电时间越短，可靠性越高。 灵活性——在正常运行时能满足各种运行方式； 在发生事故时能采用相应的运行措施，避免大面积停电 运转方便——接线力求简明清晰、简化运行操作 具有扩建的可能性——预留备用出线回路和备用容量 技术先进，经济合理
5.2主接线的基本接线形式 普通规律: 特殊情况下,各台G都有停机的可能,一一各台G之间互为备用。 供电线路应做到连续供电←每回线应能从任一台G获得电源 正常运行的,任一主要设备的投退不影响其它设备←QF: 检修设备时,应隔离电源←Q 单母线接线 只有一条母线,且每一支路均有QF 主接线的基本构成:电源一一母线一一出线 1、简单的单母线接线(单母不分段) 优点:接线简单清晰,设备用量少,经济实用 有利用电源互为备用及负荷间的合理分配 正常投切与故障投切互不干扰,灵活方便。 缺点:母线范围内发生故障或母线及母线QS检修时,需停止供电 各单元QF检修时,该单元中断工作。 ☆练习:试画出三个电源,三回出线的单母线不分段接线图 复习:简单的单母线接线①画法②优点③缺点 2、分组单母线接线 3、QF分段单母线——用QF将母线分为两组 ①缩小了母线故障和母线检修时的停电范围 ②有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配 两种形式: 并列的QF分段单母线——QF合闸 优:当Ⅰ组母线发生故障时,OF跳开,退出故障母线而保证非故障母线继续运行 缺:短路电流大;在母线必须装设继保装置 不并列的QF分段单线线—一用QS断开 当I组母线发生故障时,可投入QF,使两组母线并列运行 用QS分段单母线——用QSf将母线分为两组
5.2 主接线的基本接线形式 普通规律： 特殊情况下，各台 G 都有停机的可能，——各台 G 之间互为备用。 供电线路应做到连续供电←每回线应能从任一台 G 获得电源 正常运行的，任一主要设备的投退不影响其它设备←QF； 检修设备时，应隔离电源←QS 单母线接线 只有一条母线，且每一支路均有 QF 主接线的基本构成：电源——母线——出线 1、简单的单母线接线（单母不分段） 优点：接线简单清晰，设备用量少，经济实用； 有利用电源互为备用及负荷间的合理分配； 正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。 缺点：母线范围内发生故障或母线及母线 QS 检修时，需停止供电； 各单元 QF 检修时，该单元中断工作。 ☆练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图 复习：简单的单母线接线①画法②优点③缺点 2、分组单母线接线 3、QF 分段单母线——用 QF 将母线分为两组 ①缩小了母线故障和母线检修时的停电范围 ②有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配 两种形式： 并列的 QF 分段单母线——QF 合闸 优：当 I 组母线发生故障时，QF 跳开，退出故障母线而保证非故障母线继续运行 缺：短路电流大；在母线必须装设继保装置 不并列的 QF 分段单线线——用 QS 断开 当 I 组母线发生故障时，可投入 QF，使两组母线并列运行 用 QS 分段单母线——用 QSf 将母线分为两组
与简单的单母线相比:相同点一一发生母线故障时 会造成全部停电 不同点一一判明故障后,可 恢复非故障母线运行 与QF分段的导母线相比:操作要慎重,步骤复杂 4、单母线接线带旁路(不介绍) 5、单线分段带旁路(不介绍) 、双母线接线 1、不分段的双母线 双母线接线的特点 可轮流检修母线而不影响正常供电。 电源I电源Ⅱ 图5-11一台半断路器接线 检修任一母线侧隔离开关时,只影响该回路供电。 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。 可利用母联断路替代引出线断路器工作。 5)便于扩建。 6)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 2.双母线分段接线 3.一台半断路器接线 接线如图5-11所示,有两组母线,每一回路经一台断路器接至一组母线,两个回路间有 台断路器联络,组成一个“串”电路,每回进出线都与两台断路器相连,而同一“串”支路 的两条进出线共用三台断路器 正常运行时,两组母线同时工作,所有断路器均闭合 接线特点: 运行灵活可靠。 正常运行时成环形供电,任意一组母线发生短路故障,均不影响各回路供电。 操作方便 隔离开关只起隔离电压作用,避免用隔离开关进行倒闸操作。 任意一台断路器或母线检修,只需拉开对应的断路器及隔离开关,各回路仍可继续运行 (3)二次接线和继电保护比较复杂,投资较大
与简单的单母线相比： 相同点——发生母线故障时 会造成全部停电 不同点——判明故障后，可 恢复非故障母线运行 与 QF 分段的导母线相比：操作要慎重，步骤复杂 4、单母线接线带旁路（不介绍） 5、单线分段带旁路（不介绍） 二、双母线接线 1、不分段的双母线 双母线接线的特点 可轮流检修母线而不影响正常供电。 检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。 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。 可利用母联断路替代引出线断路器工作。 5）便于扩建。 6）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。 2．双母线分段接线 3．一台半断路器接线 接线如图 5-11 所示，有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一 台断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路 的两条进出线共用三台断路器。 正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。 接线特点： 运行灵活可靠。 正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各回路供电。 操作方便。 隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进行倒闸操作。 任意一台断路器或母线检修，只需拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续运行。 （3）二次接线和继电保护比较复杂，投资较大。 Ⅰ段 Ⅱ段 图5-11 一台半断路器接线 电源Ⅰ电源Ⅱ L1 L2 WBⅠ L2 WBⅡ
注意: 为提高运行可靠性,防止同名回路(指两个变压器或两回供电线路)同时停电,一般采用交 替布置的原则。 重要的同名回路交替接入不同侧母线; 同名回路接到不同串上 把电源与引出线接到同一串上 、组式单元接线 1、发电机一一变压器组式单元 a)一机一双绕组变b)一机+一三绕组Tc)二机+一双绕组T △T高压侧设QF T各侧均设QFT高压侧及发电机出口设QF 2、变压器一一线路组式单元 3、发电机一—变压器—一线路组 四、桥形接线一一两台主变+两回出线 内桥 桥靠近T侧T1T2切投复杂(内桥内不便 WLl、WL2切投方便 适用于:T切投较少的电站,否则会影响WL 正常运行时,无穿越性功率,线路较长 外桥 桥靠近WL侧TlT2切投方便 WL1、WL2切投不便(外桥外不便) 适用于:T需频繁操作 有穿越功率、线路较短 例:有2台主变2回等电压输电线路,第一回线路负责选网 内桥 第二回线路直接带负荷 原因:当第三回线路发生故障时,不致影响主变的运行和主要容量的送出 例2:有2台主变,2线路是环形或链形电网的支路,其中载有较大的电网穿越功率一外桥 避免线路受T运行干扰 5.3主变压器的选择
注意： 为提高运行可靠性，防止同名回路（指两个变压器或两回供电线路）同时停电，一般采用交 替布置的原则。 重要的同名回路交替接入不同侧母线； 同名回路接到不同串上； 把电源与引出线接到同一串上。 三、组式单元接线 1、发电机——变压器组式单元 a）一机一双绕组变 b）一机+一三绕组 T c）二机+一双绕组 T △T 高压侧设 QF T 各侧均设 QF T 高压侧及发电机出口设 QF 2、变压器——线路组式单元 3、发电机——变压器——线路组 四、桥形接线——两台主变+两回出线 内桥 桥靠近 T 侧 T1T2 切投复杂（内桥内不便） WL1、WL2 切投方便 适用于：T 切投较少的电站，否则会影响 WL 正常运行时，无穿越性功率，线路较长 外桥 桥靠近 WL 侧 T1T2 切投方便 WL1、WL2 切投不便（外桥外不便） 适用于：T 需频繁操作 有穿越功率、线路较短 例：有 2 台主变 2 回等电压输电线路，第一回线路负责选网 ——内桥 第二回线路直接带负荷 原因：当第三回线路发生故障时，不致影响主变的运行和主要容量的送出 例 2：有 2 台主变，2 线路是环形或链形电网的支路，其中载有较大的电网穿越功率—外桥， 避免线路受 T 运行干扰。 5．3 主变压器的选择
1、台数选择一一取决于电站在电力系统的重要性及电站的装机容量 1台一一三台及以下发电机组,因为G与WL的可靠性较低 2台—一可靠性和灵活性相当高 一台近区变压器 2、容量选择 1)发一变组:S(主T)=SG 2)含近区T:S=S(主T)一S(近T) 3)两台并列运行T:S(主T)=0.5S 并列条件:①线圈接线组别相同②电压比相等③短路电压相等 4)两台非并列运行T:一台接入电网—STl=SGST2-S近T 一台直接带负荷一ST2=计算负荷 5)梯级开发的中心水电站:ST=之SG+∑S梯 6)小电网的主变容量≤30%系统总容量 3、主变型式选择 常用型式:三相油浸式T、Y,dll或YN,dll,低损耗(SLT)、无载或有载调压、 铜或铝线 三绕组变压器的应用:有两种升高电压且每侧通过容量超过15% 容量之比:100/100/100、100/100/50、100/50/100三种 高压侧最低电压为35kv 开压变压器常采用自铁芯柱向外按中、低、高顺序排列 4电气主接线方案的技术经济比较 主接线方案拟定的一般步骤 1、确定电站的接入形式、接入点、出线回路数和出线电压等级 2、拟定变压器的选择方案 3、拟定发电机电压侧及升高电压侧的基本接线形式 4、选择站用电和近区用电的电源引接方式 5、进行技术比较,确定2~3个较优方案 6、进行经济比较,确定一个最优方案 、技术比较
1、台数选择——取决于电站在电力系统的重要性及电站的装机容量 1 台——三台及以下发电机组，因为 G 与 WL 的可靠性较低 2 台——可靠性和灵活性相当高 一台近区变压器 2、容量选择 1）发一变组：S（主 T）=SG 2）含近区 T：S=- S（主 T）—S（近 T） 3）两台并列运行 T；S（主 T）=0.5 S 并列条件：①线圈接线组别相同②电压比相等③短路电压相等 4）两台非并列运行 T：一台接入电网—ST1=SG-ST2-S 近 T 一台直接带负荷—ST2=计算负荷 5）梯级开发的中心水电站：ST= SG +S梯 6）小电网的主变容量≤30%系统总容量 3、主变型式选择 常用型式：三相油浸式 T、Y，d11 或 YN，d11，低损耗（SLT）、无载或有载调压、 铜或铝线 三绕组变压器的应用：有两种升高电压且每侧通过容量超过 15% 容量之比：100/100/100、100/100/50、100/50/100 三种 高压侧最低电压为 35kv 开压变压器常采用自铁芯柱向外按中、低、高顺序排列。 5.4 电气主接线方案的技术经济比较 一、主接线方案拟定的一般步骤 1、确定电站的接入形式、接入点、出线回路数和出线电压等级 2、拟定变压器的选择方案 3、拟定发电机电压侧及升高电压侧的基本接线形式 4、选择站用电和近区用电的电源引接方式 5、进行技术比较，确定 2~3 个较优方案 6、进行经济比较，确定一个最优方案 二、技术比较
[例]装机2X400kw,为重要电源,用2回35kv线路与地方电力网 相联接,正常运行时无穿越性负载,电站无近区负荷。 方案1——选择2台主变,GT构成组式单元,35kV采用简单的单母线接线 方案2——选择2台主变,G-T用QF分段的不并列的组式单元接线 35采用内桥接线,2台厂变(暗备) 方案3——选择一台主变,G-T采用扩大单元接线,35kV采用单母线接线 35kv采用单母线接线 经济比较 计算综合投资Z, 计算单运行费用F 习题及思考题 1、什么叫电气主接线?对电气主接线有哪些基本要求? 2、电气主接线有哪些基本形式?绘图并说明各接线形式的优缺点。 3、在主接线方案比较中主要从哪些方面来考虑其优越性? 4、某水电站装机为4×25MW,机端电压为10.5kV,现拟采用高压为110kV,出线3回, 中压为35kV,出线6回与系统相连,试拟出一技术经济较为合理的电气主接线方案,并画 出主接线图加以说明。 5、某220kV系统的变电所,拟装设两台容量为50MV的主变压器,220kV有两回出线 同时有穿越功率通过,中压为110kV,出线为4回,低压为10kV,有12回出线,试拟定一 技术较为合理的主接线方案,并画出主接线图加以说明
[例] 装机 2X4000kw，为重要电源，用 2 回 35kv 线路与地方电力网 相联接，正常运行时无穿越性负载，电站无近区负荷。 方案 1——选择 2 台主变，G-T 构成组式单元，35kv 采用简单的单母线接线 方案 2——选择 2 台主变，G-T 用 QF 分段的不并列的组式单元接线 35 采用内桥接线，2 台厂变（暗备） 方案 3——选择一台主变，G-T 采用扩大单元接线，35kv 采用单母线接线、 35kv 采用单母线接线 三、经济比较 计算综合投资 Z， 计算单运行费用 F 习 题及思考题 1、什么叫电气主接线？对电气主接线有哪些基本要求？ 2、电气主接线有哪些基本形式？绘图并说明各接线形式的优缺点。 3、在主接线方案比较中主要从哪些方面来考虑其优越性？ 4、某水电站装机为 4×25MW，机端电压为 10.5kV，现拟采用高压为 110kV，出线 3 回， 中压为 35kV，出线 6 回与系统相连，试拟出一技术经济较为合理的电气主接线方案，并画 出主接线图加以说明。 5、某 220kV 系统的变电所，拟装设两台容量为 50MVA 的主变压器，220kV 有两回出线， 同时有穿越功率通过，中压为 110kV，出线为 4 回，低压为 10kV，有 12 回出线，试拟定一 技术较为合理的主接线方案，并画出主接线图加以说明