第四章 电气主接线及设计课件.pptx

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发电厂电气主系统,第四章电气主接线及设计（重点）罗庆跃主讲邵阳学院电气工程系电话：

13973554619E-mail：

1-1,主要教学内容本章以分析电气主接线的运行特征为中心，主要讲述对主接线的基本要求、设计原则和一般步骤，以及操作票的填写、防误操作措施、安全措施等。

从工程观点出发阐述电气主接线的设计与评价应考虑的基本问题和着眼点。

教学重点及难点1、电气主接线的运行特征分析，检修操作票；2、电气主接线初步设计的方法、步骤。

计划授课时数共12课时【其中习题课、讨论课2课时】学完后，学生应具备的能力能熟练分析电气主接线的运行特性及正确填写检修操作票，明确电力安全生产的重要意义及防误操作措施。

1-1,第一节概述,1-1,主要内容:

一、电气主接线的作用二、对电气主接线的基本要求,一、电气主接线的作用（补充）,1-1,1、是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据。

2、表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。

3、直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

二、对电气主接线的基本要求（三个）,1-1,1、保证必要的供电可靠性和电能质量【是最基本的要求】考虑主接线供电可靠性时，应全面地看待以下五个问题：

客观衡量标准是运行实践包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的结合可靠性不是绝对的：

对某些是可靠的、而对另外一些可能不可靠了可靠性是发展的：

新设备、先进技术的使用,5）衡量主接线运行可靠性评判标准是：

线路、母线【包括母线侧隔离刀闸】等故障或检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证对一类、二类负荷的供电。

断路器QF检修时，停运出线回数的多少和停电时间的长短，能否保证对重要用户的供电。

发电厂、变电所全停的可能性。

大型机组突然停电，对电力系统稳定运行的影响与后果。

1-1,2、具有运行、维护的灵活性和方便性,1-1,灵活性：

运行方式的灵活性。

方便性：

操作的方便性，简便、安全，不易发生误操作；调度的方便性；扩建的方面性。

3、经济性：

与可靠性是一对矛盾在满足技术要求【可靠、灵活】的前提下，采用最经济的方案。

1）投资省；2）电能损失少；3）占地面积小。

第二节主接线的基本形式,按照主接线母线设置情况，可分如下两大类：

单母线接线系统,双母线接线系统,3/2接线,发电机双绕组变单元接线发电机三绕组变单元接线发变线单元接线内桥接线外桥接线三角形接线,四角形接线,单元接线,桥形接线,多角形接线,有汇流母线的接线形式,无汇流母线的接线形式,特点：

使用设备相对较少，占地面积少。

只适用于进出线数少，不再扩建和发展的厂（所）。

单母线接线,单母线分段接线单母线分段带旁路接线双母线接线双母线分段接线双母线带旁路接线,特点：

接线简单清晰、运行方便，便于安装和扩建，但占地面积较大。

适用于进出线数较多的（所）。

1-1,一、单母线系统电气主接线,1、单母线接线一）基本概念电源（进线）:

功率流向是指向母线。

出线（馈线）:

功率流向是从母线流向用户母线侧刀闸【QSW】：

紧靠母线的隔离开关，如QS1、QS2等线路侧刀闸【QSL】：

紧靠线路的隔离开关，如QS3等。

接地刀闸：

检修线路或设备用。

电压在110kV及以上，QF两侧的QS及线路QS均应带接地刀闸。

如QS3等,1-1,QS的配置原则：

当出线回路对侧有电源，QF两侧均必须,装设QSW、QSL；对侧无电源时，可以不装设QSL。

发电机与QF,之间也可以不装设QS。

用来接通和切断电路,它带有灭弧装,没有灭弧装置，断口是可见,断路器【QF】：

隔离开关【QS】：

简称刀闸在停电检修一次设备时，形成明显的断口，以确保检修人员的安全。

用来倒换电源操作。

作用,1-1,特点置，断口是密封的，的，不能开闭5A以上的电流。

不可见。

断路器与隔离开关的主要区别：

。

【注：

在操作QS时，不应产生电流。

因此,在操作QS时,想办法要破坏电流产生的的两个必要条件之一】1）QS与QF的关系：

QS“先通后断”【没有形成闭合回路】或在等电位下【没有电位差】操作。

先通：

接通电路时，先合QS，后合QF后断：

断开电路时，先断QF，后断QS,1-1,操作程序：

隔离开关没有灭弧装置，不能开闭5A【高压系统中】以上的电流，因此，操作时必须严格遵守下述两个基本原则：

“母线（电源）侧刀闸QSW先通后断”。

其意义在于：

万一发生误操作，可使误操作事故影响范围降底到最小程度。

例4-1:

试分析下列操作程序会发生什么后果？

设QS2、QS3、QF2均处于断开位置，现给线路1送电，有如下两种操作：

操作1：

1）合QF2；2）合QS2；3）合QS3在线路侧发生短路操作2：

1）合QF2；2）QS3；3）合QS2在母线侧发生短路,1-1,2）母线侧刀闸QSW与线路侧刀闸QSL的关系是：

误操作：

1-1,用隔离开关带负荷拉闸或带负荷合闸，即破坏了QS的操作程序，这一种操作称为误操作。

防止误操作的方法：

严格按照操作规程实行操作票制度。

在隔离开关和相应的QF之间，加装电磁闭锁，机械闭锁或电脑钥匙。

二）运行特点分析1）分析方法首先分析的供电可靠性。

【母线、母线侧刀闸、断路器事故停电范围的大小、检修设备是否中断供电】其次分析检修及调度操作的灵活性和方便性。

再次简单分析经济性。

2）单母接线的特点,母线（W）或者与母线相连的QS故障或检修时，整个装置必须停电。

检修任一出线QSL或QF，该线路必须停电。

检修电源及其回路中的QF时，如果系统电能不充裕时，会产生功率缺额。

灵活性差。

接线简单清晰，设备投资少，操作方便。

QS只起检修时隔离电压用。

扩建方便。

【从主接线形式来说】,1-1,2、单母线分段接线,用断路器分段运行特点如下：

任一段母线（包括QSW）故障或检修，非故障段母线照常工作，缩小了停电的范围。

重要用户可以从两分段母线上取得电源。

双回路供电检修任一进出线回路中的QF，该回路必须停止供电。

以下同单母线接线特点。

用隔离开关分段在可靠性要求不高时，可以用QS分段，这样可以节省一个QS和一个QF，但母线故障时，整个装置仍会短时停电，把分段QS拉开后，完好的一段就可以恢复供电。

1-1,（3）分段的数目,1-1,取决于电源数量和容量。

从理论上讲，段数分得越多，故障时停电范围越小。

但使用QS、QF等设备增多，且配电装置和运行也越复杂，通常以2-3段为宜。

实践证明：

用于6-10kV系统时，每段母线上所接容量不宜超过2.5万kW，用于35-60kV系统时，出线回路数不应超过八回，用于110-220kV时，出线回路数不应超过四回。

3、加装旁路断路器与旁路母线的接线,

（1）加装专用旁路QF的接线前述两种接线，检修QF时，该回路必须停电，为解决这个问题，需要加装旁路母线。

如图所示WP。

旁母作用：

检修任一台进出线断路器，可以不中断该回路的供电。

举例：

如图4-4所示，正常运行时，QFP、QS3-QS8均在断开位置，写出检修QF1的操作票。

分析供电路径：

1-1,操作票：

第一步：

检查旁母完好情况合QS3；合QS4；合QFP（并投入继保），充电5分钟，若不跳闸，说明PM完好。

第二步：

检修操作方法一，等电位操作：

合QS5；断QF1；断QS2；断QS1。

方法二，非等电位操作：

断QFP，合QS5；合QFP；断QF1；断QS2；断QS1。

说明：

1、虚线表示进线可以不接入旁路2、第二段母线不能接入旁路，改正办法见图4-5,1-1,

（2）单母线分段兼旁路接线（重点）如右图示：

分段QFD兼作旁路断路器。

正常运行时，WP不带电，QFD、QS1、QS2在闭合位置，QS3、QS4、QSD在断开位置，以单母线分段运行。

1）运行特点分析此接线除具有单母线分段接线的一切优点之外，还具有下列两个优点：

A、检修任一台进出线QF时，可以不中断该回路的供电举例：

写出检修QF1的操作票（分析供电路径）,1-1,第一步：

检查旁母是否完好（先现场目测，后充电检查）合QSD，为什么？

断QFD，断QS2（也可QS1）合QS4（也QS3）合QFD，并投入继保，如旁路完好，则QFD便不会跳闸第二步：

检修操作合QS7；断QF1；断QS6；断QS5B、当检修任一段母线侧刀闸时，如果系统能量充裕时，可以保证部分一类负荷不停电。

举例：

检修WI母线，又要保证重要用户L1不停电，请写出操作票,1-1,因此，此接线具有足够的可靠性和灵活性，在中小型厂（所）中得到广泛应用。

2）几种简化形式接线（图a）:

不带母线分段刀闸，QFD用作旁路时，两段母线分裂运行,1-1,（图b、c）:

正常运行时，WP带电，QFD用作旁路时，两分段母线分裂运行。

且（图b）的WII段不能接入旁路。

（图d）:

为带简易旁路的单母分段接线。

此接线在中小型110kV变电所中用得最广。

问题：

如何检查旁母完好？

如何利用任意一个完好的QF代替其故障QF工作？

二、双母线接线系统,1、双母线接线说明：

在工程上，为了安装和运行检修的方便起见，隔离开关的静触头的安装位置有如下规定：

凡接在母线侧的QS，其静触头装在母线侧。

凡接在出线侧的QS其静触头装在负荷侧。

凡接在主变侧的QS其静触头与主变相连。

如右图所示：

为双母线接线，两组母线W1、W2通过母线联络断路器QFC连接。

1-1,1-1,运行特点分析如下：

（1）检修任一组母线，不会中断对用户的连续供电（利用母联倒换操作）举例：

检修W1母线，写出检修操作票。

【运行方式：

双母线接线按单母线运行，即W2不带电】第一步：

查备用母线W2完好情况合QS01、QS02合QFC，并投入继保，如不跳闸，表明W2完好第二步：

倒换操作（倒电源操作）合上与备用母线（W2）侧相连的所有QS（如合QS1、QS4）；断开与工作母线（W1）侧相连的所有QS（如断QS2、QS5等）第三步：

检修操作断开QFC；断QS01、QS02，即可进行对W1的检修,1-1,一组母线故障后，该母线上的所有进出线都要停电，但能迅速恢复供电。

检修任一回路中的母线侧QS，仅该回路停电，其余线路照常工作。

断路器检修，可临时用母联代替，但须短时停电。

【在现场条件允许的情况下，接跨条，如图4-8所示】运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式：

合上母联，进出线分别接在两组母线上，即相当于单母线分段运行；母联断开，一组母线运行，另一组母线备用，即单母线运行方式；两组母线同时工作（即固定连接方式运行）。

电源和负荷均匀地分配在两组母线上。

1-1,任一回路中的QF，如拒动或因故不能操作时，可用母联代替操作。

要腾出一组母线在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。

当个别因需要单独工作或进行试验【如发电机G，线路L检修后，需要试运】，可将该回路单独接在备用母线上，线路熔冰时，也可腾出一组母线，不致影响其它回路的工作。

QS不仅用来隔离电压，而且还用来倒换操作。

扩建方便。

1-1,综上所述：

此接线具有供电可靠，调度灵活，又便于扩建等优点，在我国大中型厂（所）中广泛采用。

但所用设备多【特别是QS】，同时，QS又作为操作电器，易发生误操作，不易实现自动化和远动化，因此，特别重要的大型电厂（所）不允许采用此接线。

1-1,注:

断路器内部故障及母线侧刀闸故障，相当于母线故障。

对于6-10kV系统，当进出线数或母线上电源较多，IK大，为选择轻型设备，常采用双母线三分段接线，并加装电抗器【见书P110图4-4所示】。

2、双母线带旁路接线（重点）如下图所示，QFP：

专用旁路断路器；QFC：

专用母联，进线T接旁路。

1-1,此接线除具有双母线接线的所有优点外，还具有下列两个优点：

1-1,旁路母线可避免检修任一进出线QF时的短时停电现象举例：

检修QF1，写出其检修操作票【方法有多个】分析：

首先弄清运行方式哪些QS、QF是在合上的，哪些QS、QF是断开的，假设此接线按单母线运行方式，即W1为工母，W2为备用，QS01、QS02、QFC及与W2相连的隔离开关均在断开位置。

分析可能的供电路径