发电厂电气主接线及设计.ppt
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1、第四章电气主接线及设计主要内容:主要内容:1.1.电气主接线设计的基本要求和原则电气主接线设计的基本要求和原则 2.2.主接线的基本接线形式主接线的基本接线形式 3.3.主变压器的选择主变压器的选择 4.4.限制短路电流的方法限制短路电流的方法 5.5.各类发电厂和变电站的主接线的特点各类发电厂和变电站的主接线的特点 6.6.电气主接线设计举例电气主接线设计举例电气主接线的重要性1)1)电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体,电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体,它表明了各种设备的数量及连接情况。它表明了各种设备的数量及连接情况。2)2)电气主接线决定了可能存在的运行方式,影响着电气主接
2、线决定了可能存在的运行方式,影响着运行的可靠性和灵活性。运行的可靠性和灵活性。3)3)电气主接线决定了电气设备的选择、配电装置的电气主接线决定了电气设备的选择、配电装置的布置。布置。4)4)电气主接线决定了继电保护和控制的方式。电气主接线决定了继电保护和控制的方式。第一节电气主接线设计原则1、可靠性类负荷:即使短时停电也会造成人员伤亡、重大设备损坏或政治、军事、经济上的重大损失,任何时间都不能停电类负荷:停电将造成减产,使用户蒙受较大的经济损失,仅在必要时可短时停电类负荷:、类负荷以外的其他负荷,停电不会造成大的影响,必要时可长时间停电(1 1)发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位)发电厂、
3、变电站在电力系统中的作用和地位(2 2)负荷性质和类别)负荷性质和类别类负荷、类负荷、类负荷可靠性、灵活性、经济性可靠性、灵活性、经济性一、对电气主接线的基本要求一、对电气主接线的基本要求定性分析和衡量主接线可靠性的标准:定性分析和衡量主接线可靠性的标准:(1)(1)断路器检修时,能否不影响供电断路器检修时,能否不影响供电(2)(2)线路、断路器或母线故障时,以及母线或母线隔离开关线路、断路器或母线故障时,以及母线或母线隔离开关检修时,停运出线回路数的多少和停电时间的长短,以检修时,停运出线回路数的多少和停电时间的长短,以及能否保证对及能否保证对、类负荷的供电类负荷的供电(3)(3)发电厂或变
4、电站全部停电的可能性发电厂或变电站全部停电的可能性(4)(4)大型机组突然停运时,对电力系统稳定运行的影响及后大型机组突然停运时,对电力系统稳定运行的影响及后果等因素果等因素(4 4)运行经验)运行经验(3 3)设备制造水平)设备制造水平二、灵活性二、灵活性1.1.操作方便操作方便2.2.调度方便调度方便3.3.扩建方便扩建方便三、经济性三、经济性1.1.节省一次投资节省一次投资2.2.节约占地面积节约占地面积3.3.降低运行费用降低运行费用二、主接线的设计原则二、主接线的设计原则 以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活
5、、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。n n 一般一个厂、站中有多回进线(或电源),多回出线,为提一般一个厂、站中有多回进线(或电源),多回出线,为提一般一个厂、站中有多回进线(或电源),多回出线,为提一般一个厂、站中有多回进线(或电源),多回出线,为提高供电可靠性,必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。高供电可靠性,必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。高供电可靠性,必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。高供电可靠性,必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。最好的方法:最好
6、的方法:最好的方法:最好的方法:进出线多于进出线多于进出线多于进出线多于4 4回时,采用母线回时,采用母线回时,采用母线回时,采用母线,即电源不直接与,即电源不直接与,即电源不直接与,即电源不直接与出线相连,而是与母线相连把电能送到母线上,各回出线也间出线相连,而是与母线相连把电能送到母线上,各回出线也间出线相连,而是与母线相连把电能送到母线上,各回出线也间出线相连,而是与母线相连把电能送到母线上,各回出线也间接到母线上获得电能。这样以母线来汇集和分配电能,使整个接到母线上获得电能。这样以母线来汇集和分配电能,使整个接到母线上获得电能。这样以母线来汇集和分配电能,使整个接到母线上获得电能。这样
7、以母线来汇集和分配电能,使整个主接线环节减少,简单清晰,运行方便、可靠,也有利于安装主接线环节减少,简单清晰,运行方便、可靠,也有利于安装主接线环节减少,简单清晰,运行方便、可靠,也有利于安装主接线环节减少,简单清晰,运行方便、可靠,也有利于安装和扩建。和扩建。和扩建。和扩建。相应的缺点:开关设备增多,配电装置占地面积增大。相应的缺点:开关设备增多,配电装置占地面积增大。相应的缺点:开关设备增多,配电装置占地面积增大。相应的缺点:开关设备增多,配电装置占地面积增大。n n 进出线回数较少时,可采用无母线的方式,由发电机、变压进出线回数较少时,可采用无母线的方式,由发电机、变压进出线回数较少时,
8、可采用无母线的方式,由发电机、变压进出线回数较少时,可采用无母线的方式,由发电机、变压器和出线直接相连,减少了开关设备和占地面积。器和出线直接相连,减少了开关设备和占地面积。器和出线直接相连,减少了开关设备和占地面积。器和出线直接相连,减少了开关设备和占地面积。第二节 主接线的基本形式(典型、常用的接线形式)(典型、常用的接线形式)有汇流母线的电气主接线有汇流母线的电气主接线有汇流母线的电气主接线有汇流母线的电气主接线 按有无汇流母线分类:按有无汇流母线分类:按有无汇流母线分类:按有无汇流母线分类:无汇流母线的电气主接线无汇流母线的电气主接线无汇流母线的电气主接线无汇流母线的电气主接线为什么按
9、有无汇流母线分类?为什么按有无汇流母线分类?为什么按有无汇流母线分类?为什么按有无汇流母线分类?分类:分类:有汇流母线的电气主接线有汇流母线的电气主接线 无汇流母线的电气主接线无汇流母线的电气主接线 单元接线单元接线 桥形接线桥形接线 角形接线角形接线第二节 主接线的基本形式(典型、常用的接线形式)(典型、常用的接线形式)对每一种基本接线形式,要求掌握:1)接线图画法:进出线环节如何与母线连接,开关设备如何连接2)可能存在的运行方式和运行特点3)优缺点4)适用场合:适用的电压等级;适用的进出线回数WL:输电线路(出线)QS11:电源隔离开关QS21:母线隔离开关QS22:线路隔离开关QF1:电
10、源断路器QF2:出线断路器W:母线QE:接地开关1.单母线接线单母线接线-最原始、最简单的接线最原始、最简单的接线2.1 1)构成)构成一、单母线接线一、单母线接线(一)有汇流母线的接线形式(一)有汇流母线的接线形式2)2)单母线接线特点:单母线接线特点:ii.供电电源:在发电厂是发电机或变压器,在变电站是变压器或高压进线 iii.电源可以在母线上并列运行,任一出线可以从任一电源获得电能,各出线在母线的布置尽可能使负荷均衡分配于母线上,以减小母线中的功率传输 i.只有一组母线,所有电源(进线)和出线都经过一台断路器和隔离开关连接在母线上3)3)回路基本组成:回路基本组成:每条回路中都装有断路器
11、每条回路中都装有断路器和隔离开关。和隔离开关。断路器:断路器:具有专用的灭弧具有专用的灭弧装置,可以接通和断开负装置,可以接通和断开负荷电流和短路电流荷电流和短路电流隔离开关:隔离开关:没有灭弧装置,没有灭弧装置,不能带负荷拉、合不能带负荷拉、合为什么断路器两侧配有隔离开关?为什么断路器两侧配有隔离开关?为什么断路器两侧配有隔离开关?为什么断路器两侧配有隔离开关?QEQE:线路隔离开关的接地线路隔离开关的接地开关(接地刀闸),用于开关(接地刀闸),用于线路检修时替代临时安全线路检修时替代临时安全接地线接地线4 4)倒闸操作)倒闸操作)倒闸操作)倒闸操作 发电厂、变电所的电气设备有三种状态:发电
12、厂、变电所的电气设备有三种状态:运行运行、备用备用、检修检修 由于正常供电的需要或故障的发生,而转换设备工作状态的操作,称:倒闸操作。倒闸操作的正确与否,影响系统的安全运行。4 4)倒闸操作)倒闸操作)倒闸操作)倒闸操作单母线接线单母线接线操作顺序:操作顺序:操作顺序:操作顺序:退出线路退出线路退出线路退出线路WL2WL2:断开断开断开断开QF2 QF2 断开断开断开断开QS22 QS22 断开断开断开断开QS21QS21恢复供电:恢复供电:恢复供电:恢复供电:合上合上合上合上QS21 QS21 合上合上合上合上QS22 QS22 合上合上合上合上QF2QF2若操作顺序有误有何影响?若操作顺序
13、有误有何影响?若操作顺序有误有何影响?若操作顺序有误有何影响?基本原则:基本原则:基本原则:基本原则:n n 操作操作操作操作QSQS必须在必须在必须在必须在QFQF断开的断开的断开的断开的时候进行。时候进行。时候进行。时候进行。n n 投入投入投入投入QSQS时,从电源侧向时,从电源侧向时,从电源侧向时,从电源侧向负荷侧合上负荷侧合上负荷侧合上负荷侧合上QSQS。n n 退出退出退出退出QSQS时,从负荷侧向时,从负荷侧向时,从负荷侧向时,从负荷侧向电源侧拉开电源侧拉开电源侧拉开电源侧拉开QSQS。电气“五防”是指:1、防止带负荷分、合隔离开关。、防止带负荷分、合隔离开关。(断路器、负荷开关
14、、接触器合闸(断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。)状态不能操作隔离开关。)2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。(只有操作指令与(只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作)操作设备对应才能对被操作设备操作)3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。(只有当(只有当接地开关处于分闸状态,才能合隔离开关,才能进至工作位置,才接地开关处于分闸状态,才能合隔离开关,才能进至工作位置,才能操作断路器、分荷开关闭合)能操作断路器、分荷开关闭合)4、防止在带电时误合接地开关。、防
15、止在带电时误合接地开关。(只有在断路器分闸状态,才能操(只有在断路器分闸状态,才能操作隔离开关才能从工作位置退至试验位置,才能合上接地开关)作隔离开关才能从工作位置退至试验位置,才能合上接地开关)5、防止误入带电室。、防止误入带电室。(只有隔室不带电时,才能开门进入隔室)(只有隔室不带电时,才能开门进入隔室)防止误操作的措施:防止误操作的措施:严格按照操作规程实行操作票严格按照操作规程实行操作票制度(组织措施);加装电磁闭锁、机械闭锁、电制度(组织措施);加装电磁闭锁、机械闭锁、电气闭锁或电脑钥匙(技术措施)。气闭锁或电脑钥匙(技术措施)。倒闸操作程序示意图:倒闸操作程序示意图:操作票:操作票
16、:在电力系统中进行电气操作的书面依据,在电力系统中进行电气操作的书面依据,在电力系统中进行电气操作的书面依据,在电力系统中进行电气操作的书面依据,包括调度指令票和变电操作票。包括调度指令票和变电操作票。包括调度指令票和变电操作票。包括调度指令票和变电操作票。开始开始时间时间:年年 月月 日日 时时 分分结结束束时间时间:年年 月月 日日 时时 分分操作任操作任务务:X-1X-1线路送电线路送电顺顺序序操作操作项项目目1 1收回收回X-1X-1线线路的路的检检修工作票修工作票2 2拆除拆除X-1X-1线线路路侧侧隔离开关外隔离开关外侧侧的接地的接地线线3 3拆除拆除X-1X-1母母线侧线侧隔离开
17、关与断路器隔离开关与断路器间间的接地的接地线线4 4检查检查停停电线电线路路X-1X-1断路器断路器XDXD确在断开位置确在断开位置5 5合上停合上停电线电线路路X-1X-1母母线侧线侧隔离开关隔离开关6 6合上停合上停电线电线路路X-1X-1线线路路侧侧隔离开关隔离开关7 7放上停放上停电线电线路路X-1X-1断路器断路器XDXD合合闸闸熔断器熔断器8 8放上停放上停电线电线路路X-1X-1断路器断路器XDXD操作熔断器操作熔断器9 9合上停合上停电线电线路路X-1X-1断路器断路器XDXD1010投上自投上自动动重合重合闸压闸压板板备备注注操作人:监护人:值班负责人:值长:5)优点:接线简
18、单、操作方便、设备少、经济性好,便于扩建;隔离开关不作为操作电器。6)缺点:(1)可靠性较差(2)灵活性较差,调度不方便7)适用范围:一般适用于6-220kV系统中只有一台发电机或主变,出线回路少,并且没有重要负荷的中小型发电厂和变电所。610kV配电装置,出线回路数不超过5回。3563kV配电装置,出线回路数不超过3回。110220kV配电装置,出线回路数不超过2回。2.单母线分段接线1)接线形式为了提高供电可靠性,为了提高供电可靠性,可可以用断路器将母线分段以用断路器将母线分段,从而形成单母线分段接线。从而形成单母线分段接线。QFdQFd:分段断路器:分段断路器QFdQFd两侧的隔离开关用
19、于检两侧的隔离开关用于检修修QFdQFd时隔离电压。时隔离电压。2)分段数目和原则分段数目和原则母线分段的数目取决于母线分段的数目取决于电源的数目和功率、电电源的数目和功率、电网的接线,分段的数目网的接线,分段的数目一般在一般在2-32-3段。段。且引出线在各母线段上且引出线在各母线段上分配时,应尽量使各段分配时,应尽量使各段功率平衡。功率平衡。3)3)单母分段运行方式单母分段运行方式A.A.正常运行时,分段断路正常运行时,分段断路器器QFdQFd断开。断开。特点特点 应装设备自投装置,提高供应装设备自投装置,提高供电可靠性。当任一电源断开时电可靠性。当任一电源断开时QFdQFd应能自动投入,
20、保证全部应能自动投入,保证全部引出线继续供电。引出线继续供电。这种运行方式可以限制母线这种运行方式可以限制母线短路电流水平,简化继电保护。短路电流水平,简化继电保护。3)3)单母分段运行方式单母分段运行方式B.B.正常运行时,分段断正常运行时,分段断路器路器QFdQFd闭合。闭合。特点特点当任一母线发生短路故障时,在母当任一母线发生短路故障时,在母当任一母线发生短路故障时,在母当任一母线发生短路故障时,在母线继电保护的作用下,线继电保护的作用下,线继电保护的作用下,线继电保护的作用下,QFdQFdQFdQFd和连接和连接和连接和连接故障母线的电源故障母线的电源故障母线的电源故障母线的电源QFQ
21、FQFQF断开,则非故障断开,则非故障断开,则非故障断开,则非故障母线段可以继续供电。母线段可以继续供电。母线段可以继续供电。母线段可以继续供电。无论哪种运行方式,单母分段可以无论哪种运行方式,单母分段可以无论哪种运行方式,单母分段可以无论哪种运行方式,单母分段可以给重要负荷供电,从两个母线段上给重要负荷供电,从两个母线段上给重要负荷供电,从两个母线段上给重要负荷供电,从两个母线段上引出引出引出引出2 2个回路。个回路。个回路。个回路。两段母线同时故障几率几乎为两段母线同时故障几率几乎为两段母线同时故障几率几乎为两段母线同时故障几率几乎为0 0。4)用隔离开关替代分段断路器用隔离开关替代分段断
22、路器当可靠性要求不高时,当可靠性要求不高时,也可以用隔离开关也可以用隔离开关QSdQSd将将母线分段,母线故障时母线分段,母线故障时将会短时全厂停电,拉将会短时全厂停电,拉开分段隔离开关后,无开分段隔离开关后,无故障段恢复运行。故障段恢复运行。5)优点l l 具有单母线接线简单、经济、具有单母线接线简单、经济、方便、易于扩建的优点。方便、易于扩建的优点。l l 相比单母线接线,可靠性更相比单母线接线,可靠性更高,运行方式更灵活。高,运行方式更灵活。电源可以并列运行也可以分列运行电源可以并列运行也可以分列运行电源可以并列运行也可以分列运行电源可以并列运行也可以分列运行 重要用户可以从不同段引出两
23、回馈线重要用户可以从不同段引出两回馈线重要用户可以从不同段引出两回馈线重要用户可以从不同段引出两回馈线 任一母线或母线隔离开关检修,只任一母线或母线隔离开关检修,只任一母线或母线隔离开关检修,只任一母线或母线隔离开关检修,只停该段,其他段继续供电停该段,其他段继续供电停该段,其他段继续供电停该段,其他段继续供电 任一母线段故障,则只有该母线段停电任一母线段故障,则只有该母线段停电任一母线段故障,则只有该母线段停电任一母线段故障,则只有该母线段停电 电源分列运行时,任一电源断开,电源分列运行时,任一电源断开,电源分列运行时,任一电源断开,电源分列运行时,任一电源断开,则则则则QFdQFd自动接通
24、自动接通自动接通自动接通6)缺点 增加了分段设备的投资和占增加了分段设备的投资和占增加了分段设备的投资和占增加了分段设备的投资和占地面积;地面积;地面积;地面积;某段母线故障或检修仍有停某段母线故障或检修仍有停某段母线故障或检修仍有停某段母线故障或检修仍有停电问题;电问题;电问题;电问题;某回路的断路器检修,该回某回路的断路器检修,该回某回路的断路器检修,该回某回路的断路器检修,该回路停电;路停电;路停电;路停电;扩建时,需向两端均衡扩建扩建时,需向两端均衡扩建扩建时,需向两端均衡扩建扩建时,需向两端均衡扩建7)适用范围广泛应用于中、小容量发电厂的广泛应用于中、小容量发电厂的广泛应用于中、小容
25、量发电厂的广泛应用于中、小容量发电厂的6-10kV6-10kV接线和接线和接线和接线和6-220kV6-220kV变变变变电站中。电站中。电站中。电站中。610kV610kV配电装置,出线回路数配电装置,出线回路数配电装置,出线回路数配电装置,出线回路数6 6回及以上时;发电机电压回及以上时;发电机电压回及以上时;发电机电压回及以上时;发电机电压配电装置,每段母线上的发电机容量为配电装置,每段母线上的发电机容量为配电装置,每段母线上的发电机容量为配电装置,每段母线上的发电机容量为12MW12MW及以下时。及以下时。及以下时。及以下时。3563kV3563kV配电装置,出线回路数配电装置,出线回
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