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1、电气主接线主接线及限制短路电流火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂特点：特点： 单机容量和总装机容量都较小，一般都建在负荷中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。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（所发出的电能有较大部分以发电机电压（10kV10kV）经线）经线路直接送到附近的用户，或升至路直接送到附近的用户，或升至35kV35kV送到稍远些的用送到稍远些的用户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到户。在满足这些地方负荷后，剩余的电能才升压到110
2、kV110kV或或220kV220kV电压送入系统。在本厂发电机故障或检电压送入系统。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。修时，可由系统倒送电能给地方负荷。多为热电厂。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂o发电机电压等级均设母线发电机电压等级均设母线v母线形式根据机组容量和负荷性质来确定，一般采用单母母线形式根据机组容量和负荷性质来确定，一般采用单母线（或分段）和双母线（或分段）。线（或分段）和双母线（或分段）。v发电机电压负荷大多通过电缆馈线引出。根据情况考虑发电机电压负荷大多通过电缆馈线引出。根据情况考虑加装母线分
3、段电抗器或电缆出线电抗器。加装母线分段电抗器或电缆出线电抗器。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂o升高电压等级均设母线升高电压等级均设母线v在满足发电机电压负荷的前提下，在满足发电机电压负荷的前提下，100MW100MW及以上机组，多及以上机组，多采用单元接线直接接至升高电压母线。采用单元接线直接接至升高电压母线。v升高电压母线应根据多方面因素（如电压等级、出线回数、升高电压母线应根据多方面因素（如电压等级、出线回数、用户性质、与系统交换功率大小等）确定。用户性质、与系统交换功率大小等）确定。v升高电压等级一般不超过两级。升高电压等级一般不超过两
4、级。火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线1 1、地方性火力发电厂、地方性火力发电厂火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线2 2、区域性火电厂、区域性火电厂 特点：没有发电机电压负荷，单机容量与总容量都特点：没有发电机电压负荷，单机容量与总容量都较大。大多建在大型煤炭基地或运煤方便的地方，而较大。大多建在大型煤炭基地或运煤方便的地方，而与负荷中心（城市）距离较远。生产的电能全部经升与负荷中心（城市）距离较远。生产的电能全部经升压变压器升至较高电压后送入系统。多为凝汽式电厂。压变压器升至较高电压后送入系统。多为凝汽式电厂。v多采用发电机变压器单元接线、发电机变压器线路单元多采用发电机变压器单
5、元接线、发电机变压器线路单元接线，升高为一个最多两个升高电压等级接线，升高为一个最多两个升高电压等级v220kV220kV500kV500kV的升高电压侧接线可靠性要求高，一般采用双的升高电压侧接线可靠性要求高，一般采用双母线、双母线带旁路、一台半断路器等接线母线、双母线带旁路、一台半断路器等接线火力发电厂电气主接线火力发电厂电气主接线2 2、区域性火电厂、区域性火电厂水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线1 1、特点、特点v建在有水能资源处，一般离负荷中心很远，没有发电机电压负建在有水能资源处，一般离负荷中心很远，没有发电机电压负荷或很小，电能全部升压后送入系统。因此，主接线中可不设荷或很
6、小，电能全部升压后送入系统。因此，主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电机变压器单元接线或扩大单元发电机电压母线，多采用发电机变压器单元接线或扩大单元接线。单元接线能减少配电装置占地面积，也便于水电厂自动接线。单元接线能减少配电装置占地面积，也便于水电厂自动化调节化调节v水轮机组起停迅速，常用作系统备用或调峰，因此主接水轮机组起停迅速，常用作系统备用或调峰，因此主接线应该力求简单，以利用自动化装置进行操作，避免误线应该力求简单，以利用自动化装置进行操作，避免误操作。操作。水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线1 1、特点、特点v受地形限制，应尽量采用简化的接线，减少变压器和断路器受地形限制
7、，应尽量采用简化的接线，减少变压器和断路器的数量，使配电装置紧凑，缩小占地面积。的数量，使配电装置紧凑，缩小占地面积。这样，除可采用单。这样，除可采用单母线分段、双母线、双母线带旁路及母线分段、双母线、双母线带旁路及3/23/2断路器接线外，断路器接线外，桥型和多角形也应用较多。桥型和多角形也应用较多。水力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线2 2、大型水力发电厂的电气主接线、大型水力发电厂的电气主接线 在大容量发电厂和电力网中，短路电流可达在大容量发电厂和电力网中，短路电流可达到几万安至几十万安，以致在选择发电厂和变电所的到几万安至几十万安，以致在选择发电厂和变电所的电气设备及线路的电缆截面
8、时，由于要满足短路电流电气设备及线路的电缆截面时，由于要满足短路电流热稳定和电动力稳定的要求，使得必须选择重型的电热稳定和电动力稳定的要求，使得必须选择重型的电气设备，从而发电厂和变电所以及供电网的投资增大。气设备，从而发电厂和变电所以及供电网的投资增大。 因此，在设计大容量发电厂和变电所的主接因此，在设计大容量发电厂和变电所的主接线时，必须采取限制短路电流的措施使短路电流水平线时，必须采取限制短路电流的措施使短路电流水平降低，以便采用价格较便宜的轻型电器以及截面较小降低，以便采用价格较便宜的轻型电器以及截面较小的电缆。的电缆。 限制短路电流的方法从根本上讲，是增大电限制短路电流的方法从根本上
9、讲，是增大电源至短路点的等效阻抗，就是说，要减少并列，增加源至短路点的等效阻抗，就是说，要减少并列，增加串联。串联。 限制短路电流的措施概括为如下几种：限制短路电流的措施概括为如下几种： 一、装设限流电抗器一、装设限流电抗器 二、采用低压分裂绕组变压器二、采用低压分裂绕组变压器 三、采用不同主接线形式和运行方式三、采用不同主接线形式和运行方式1.1.装设限流电抗器装设限流电抗器 常用于发电厂和变电站的常用于发电厂和变电站的6-10kV6-10kV配电装置。依据电抗器的结配电装置。依据电抗器的结构分为普通电抗器和分裂电抗器两类。构分为普通电抗器和分裂电抗器两类。 1 1、 加装普通电抗器加装普通
10、电抗器 1 1）线路电抗器）线路电抗器 出线端加装线路电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。出线端加装线路电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。通常在架空线路上不装设电抗器通常在架空线路上不装设电抗器。 线路电抗器不仅限制短路电流，而且能在母线上维持较高的剩线路电抗器不仅限制短路电流，而且能在母线上维持较高的剩余残压（大于余残压（大于6565U UN N）。通常线路电抗器的百分值为）。通常线路电抗器的百分值为3 36 6。 2 2）母线电抗器）母线电抗器 装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口断路器、装设在母线分段的地方，其目的是让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等
11、都能按各回路额变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而升级。定电流来选择，不因短路电流过大而升级。 一般设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路电流，应首一般设计主接线时，为了限制发电机电压母线短路电流，应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安装电抗器，只有经过计算认为限制效果不够时，才考虑装设线路电抗装电抗器，只有经过计算认为限制效果不够时，才考虑装设线路电抗器。器。1.1.装设限流电抗器（续）装设限流电抗器（续） 2 2、分裂电抗器、分裂电抗器 分裂电抗器在
12、结构分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，上与普通电抗器相似，只是线圈中心有一个只是线圈中心有一个抽头抽头3 3，中间抽头一般，中间抽头一般用来连接电源、两个用来连接电源、两个 分支（又称两臂）分支（又称两臂）1 1和和 a a）分裂电抗器接线图）分裂电抗器接线图 2 2用来连接大致相等的用来连接大致相等的 b b）分裂电抗器等值电路图）分裂电抗器等值电路图两组负荷。两组负荷。 c c）正常运行时的等值电路图）正常运行时的等值电路图 1.1.装设限流电抗器（续）装设限流电抗器（续） 当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时，两当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时，两者在短路时的限
13、流作用一样，但正常运行时电压损失只有普者在短路时的限流作用一样，但正常运行时电压损失只有普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的数目。了电抗器的数目。 运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。所以一般分裂电电压偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。所以一般分裂电抗器的电抗百分值取抗器的电抗百分值取8 81212。 分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，每个分裂电抗器在主接线中，可以装设在电缆馈线上，每
14、个臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在发电机回臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在发电机回路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起着母线电抗器路中，不仅起着出线电抗器的作用，而且也起着母线电抗器的作用。的作用。1.1.装设限流电抗器（续）装设限流电抗器（续）2.2.采用低压分裂绕组变压器采用低压分裂绕组变压器 当发电机容量较大时，采用分裂低压绕组变压器当发电机容量较大时，采用分裂低压绕组变压器组成扩大单元接线。分裂绕组变压器在正常工作和低组成扩大单元接线。分裂绕组变压器在正常工作和低压侧短路时其电抗值不相同，从而起到限制短路电流压侧短路时其电抗值不相同，从而起到限制短路电流效果
15、。效果。 低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当两分低压分裂绕组正常运行时的电抗值，只相当两分裂绕组短路电抗的裂绕组短路电抗的1/41/4。当一个分裂绕组出线发生短。当一个分裂绕组出线发生短路时，来自系统的短路电流则遇到限制。路时，来自系统的短路电流则遇到限制。 3.3.选择适当的主接线形式和运行方式选择适当的主接线形式和运行方式（1 1）对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；）对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；（2 2）在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运行）在降压变电所中，可采用变压器低压侧分列运行方式，即所谓母线硬分段接线；方式，即所谓母线硬分段接线；（3 3）对具有双回路电
16、路，在负荷允许条件下可按单回）对具有双回路电路，在负荷允许条件下可按单回路运行；路运行；（4 4）对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开）对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行。环运行。主变压器的选择主变压器的选择油浸式变压器油浸式变压器330kV330kV、220kV220kV、 110kV110kV、直流变压器、直流变压器主变压器的选择（续）主变压器的选择（续）o在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为的变压器，称为主变压器主变压器o用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为用于两种电压等级之间交换功率的变
17、压器，称为联络变压联络变压器器o只供本厂（站）用电的变压器，称为只供本厂（站）用电的变压器，称为厂（站）用变压器或厂（站）用变压器或自用变压器自用变压器主变压器的选择（续）主变压器的选择（续）o正确合理地选择主变压器的台数、容量和类型，是电正确合理地选择主变压器的台数、容量和类型，是电力系统规划和主接线设计中的一个主要问题。力系统规划和主接线设计中的一个主要问题。v台数选得过多，容量选得过大：投资大，占地面积大，运行损台数选得过多，容量选得过大：投资大，占地面积大，运行损耗大。耗大。v台数选得过少，容量选得过小：将可能台数选得过少，容量选得过小：将可能“封锁封锁”发电机剩发电机剩余功率的输出或
18、者满足不了可靠性要求及负荷（发展）的余功率的输出或者满足不了可靠性要求及负荷（发展）的需要。需要。1 1 变压器台数与容量的确定变压器台数与容量的确定1 1） 单元接线中变压器容量单元接线中变压器容量 S=（发电机容量厂用负荷）（发电机容量厂用负荷）1.12 2） 扩大单元接线中变压器容量扩大单元接线中变压器容量 尽量采用分裂绕组变压器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按单元接线的原则计算出的两台机容量之和来确定选择条件：选择条件：1 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）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
19、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 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。率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。 3 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停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停运时可保证输送剩余功率的运时可保证输送剩余功率的7
20、070以上。以上。4 4） 具有发电机电压母线的发电厂，为确保对发电机电具有发电机电压母线的发电厂，为确保对发电机电压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压上的负荷供电可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器不应少于压器不应少于2 2台。台。5 5） 主变容量考虑满足主变容量考虑满足5-105-10年负荷的逐年发展。年负荷的逐年发展。6 6） 变电所一般不少于两台变压器，当只有一个电源或变电所一般不少于两台变压器，当只有一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器。变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器。 1 1）主变台数的选择）主变台数的选择变电所一般不少于两台变
21、压器，当只有一个电源或变电所重变电所一般不少于两台变压器，当只有一个电源或变电所重要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器。要负荷有备用电源时才考虑采用一台变压器。2 2）主变容量的选择）主变容量的选择若装设两台变压器时，总安装容量可取：若装设两台变压器时，总安装容量可取：2 (0.7)1.4CMMSPP式中，式中，PM变电所的最大负荷。变电所的最大负荷。 当变电所采用两台以上主变时，每台容量的选择应考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停运时可保证重要负荷的供电。此外，变电所容虑一台停运时可保证重要负荷的供电。此外，变电所容量选择还应考虑年电力负荷的发展和运行方式量选择还应考虑
22、年电力负荷的发展和运行方式的变化。的变化。2 2 主变型式和结构的选择原则主变型式和结构的选择原则1 1、相数、相数 o300MW300MW机组和机组和330kV330kV以下的系统，一般应选用三相变压以下的系统，一般应选用三相变压器。器。v因为单相变压器组相对投资较大，占地多，运行损耗大，因为单相变压器组相对投资较大，占地多，运行损耗大，配电装置复杂。配电装置复杂。v考虑到制造能力和运输条件时，可以用两台小容量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。三相变压器或单相变压器组。o600MW600MW机组和机组和500kV500kV以上的系统，可靠性要求特别高，以上
23、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。相组成三相变压器。2 2 主变型式和结构的选择原则主变型式和结构的选择原则2 2、绕组数与结构（双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；、绕组数与结构（双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；低压绕组分裂式）低压绕组分裂式）o有两个升高电压等级时，优先采用三绕组变压器。有两个升高电压等级时，优先采用三绕组变压器。 但要保证每个绕组的实际通过容量达到额定容量的但要保证每个绕组的实际通过容量达到额定容量的1515及以及以上，否则未充分利用。上，否则未充分利用。o容量为容量为200
24、MW200MW及以上的机组，发电机出口回路和常用分支回路及以上的机组，发电机出口回路和常用分支回路大多采用分相封闭母线，此时宜采用双绕组变压器作主变，大多采用分相封闭母线，此时宜采用双绕组变压器作主变，然后通过联络变和其它电压等级联系。然后通过联络变和其它电压等级联系。o采用扩大单元接线时，可选用低压分裂绕组变压器。采用扩大单元接线时，可选用低压分裂绕组变压器。2 2 主变型式和结构的选择原则主变型式和结构的选择原则2 2、绕组数与结构（双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；、绕组数与结构（双绕组；三绕组；多绕组；自耦式；低压绕组分裂式）低压绕组分裂式）o与同容量的普通变压器相比，自耦变压器消耗材料
25、少，与同容量的普通变压器相比，自耦变压器消耗材料少，体积小、重量轻、造价低，同时功率损耗也低，输电体积小、重量轻、造价低，同时功率损耗也低，输电效率较高，便于运输和安装。在效率较高，便于运输和安装。在220kV220kV及以下降压变电及以下降压变电所中应用很广泛。所中应用很广泛。o联络变宜选三绕组变压器。当两个升高电压等级均为联络变宜选三绕组变压器。当两个升高电压等级均为中性点直接接地的系统时，优先用自耦变压器。中性点直接接地的系统时，优先用自耦变压器。电气主接线设计举例o电气主接线设计的一般步骤1、分析原始资料2、拟定主接线方案3、方案的经济性比较最小费用法v计算综合投资Z， v计算运行费用F4、确定最终的主接线方案（经济性可靠性）
