第二章电气主接线3解读课件.ppt

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1、1,第二章 电气主接线,电气主接线的基本形式发电厂电气主接线变电所电气主接线高压配电网接线方式低压配电系统接线工厂供电系统的主接线建筑配电系统接线配电装置,2,什么是电气主接线?,用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。,什么是电气主接线图?,电气主接线: 是由高压电器通过连接线，组成接受和分配电能的电路。 也称为一次接线或电气主系统。,单线接线图!,3,图2-2 单母线分段接线,例如：,常用设备及其图形符号说明！,4,电气主接线的基本要求？,可靠性：故障停电的机会少、影响范围小、停电时间短。 灵活性：应能适应各种运行状态，

2、切换 方便。经济性 ：投资省 、占地面积少、电能损耗少。,5,第一节 主接线的基本形式,无汇流母线的接线单元接线桥型接线角型接线,有汇流母线的接线单母线、单母线分段双母线、双母线分段 一台半断路器接线带 旁路母线的接线,6,1、单母线接线,只有一组母线,进出线都并接在这组母线上。,母线：保证电源并列工作，又能使任一出线都可以从两个电源获得电能。断路器：具有灭弧功能，可用来开断或闭合负荷电流、开断短路电流。隔离开关：没有灭弧功能，开合电流能力极低，设备检修时起着明显的隔离作用。,接地开关：在检修设备时合上，让设备（线路）可靠接地。,7,补充：故障时保护跳闸的概念,8,倒闸操作原则：隔离开关相对断

3、路器而言，“先通后断”。母线(电源侧)隔离开关相对线路(负荷侧)隔离开关而言，“先通后断”。,操作实例：馈线1的运行操作！送电：先合QS2，再合QS3，最后合QF2 。停电：先断开QF2，然后断QS3，最后断开QS2 。,！P30,9,?,10,优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建 。,缺点：可靠性和灵活性较差 。,1）当母线或母线隔离开关故障或检修时，造成全厂（所）停电；2）当出线断路器检修时，必须停止该回路的工作。,改进：1）单母线分段；2）单母线带旁路接线。,11,适用情况：1）610kV配电装置的出线回路数不超过5回；2）3563kV配电装置的出线回路数不超过3回

4、；3）110220kV配电装置的出线回路数不超过2回。,12,2、单母线分段接线,图2-2 单母线分段接线,用分段断路器QF1进行分段！,分段数目：23； 分段数越多，故障时停电的范围就越小。 但造价增加了！,13,图2-2 单母线分段接线,优点：1）对重要用户可以从不同段引出两回馈线，由两个电源供电；2）当一段母线发生故障（或检修），仅停该段母线，非故障段母线仍可继续工作。,缺点： 1）当母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的回路必须全部停电 ；2）当任一出线断路器检修时，必须停止该回路的工作。,14,适用：中、小容量发电厂的610kV接线和6220kV变电所配电装置中。1）用于6

5、10kV接线时，每段容量不宜超过25MW，出线回路过多，影响供电可靠性 ；2）用于35kV接线时，出线回路数为48回为宜；3）用于110220kV接线时，出线回路数为24回为宜。,15,3、单母线带旁路母线接线,当任一出线断路器检修时，不中断该回路供电。,正常运行时，QF2和QS3断开，旁母不用。,16,操作示例： 不停电检修出线断路器QF1,1）先合QF2两侧的隔离开关，再合QF2，让W2充电；2）合上QS3（等电位操作）；3）断开QF1，再打开QS2、QS1； （即：通过 QF2和QS3向线路L2供电） QF1就可退出检修！,17,也可以使母线检修和电源断路器检修时不致中断供电！ 图中加上

6、虚线和相应的隔离开关！,适用： 出线数较多的110kV及以上的高压配电装置中，断路器检修时间长、停电影响也较大。 一般35 kV以下配电装置多为屋内型，为节省建筑面积，降低造价都不设旁路母线。,18,4、单母线分段带旁路母线接线,分段断路器兼做旁路断路器,正常时旁路母线W3不带电，分段断路器QF1及隔离开关QS1、QS2在闭合状态；QS3、QS4、QS5均断开，以单母线分段方式运行。,19,1）旁路母线接至段母线运行时，要闭合隔离开关QS1、QS4及QF1 （此时QS2、QS3断开）；2）旁路母线接至段母线运行时，要闭合隔离开关QS2、QS3及QF1（此时QS1、QS4断开）。3）、两段母线合

7、并为单母线运行 ，则要闭合隔离开关QS5。,20,适用：进出线不多，容量不大的中、小型发电厂、和35110 kV的变电所较实用，具有足够的可靠性和灵活性。,21,作业：,要用A3号纸画。,1、画一个单母线分段的电气主接线图。要求进线2回(有两台主变压器），出线6回。 2、设要对第一条出线的断路器进行检修停电操作，写出倒闸操作的过程。,要求一周之内完成。,22,5、双母线接线,图2-5 双母线接线 QF母线联络断路器,QF：母联断路器QS1、QS2：母联隔离开关W1：工作母线（正常时带电）W2：备用母线（正常时不带电）,1）每回出线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接；2）母线之间通

8、过母线联络断路器QF连接，3）每一个电源回路也是通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线连接4）正常运行时，两组母线隔离开关总是一台工作一台备用。,23,图2-5 双母线接线 QF母线联络断路器,1）可以轮流检修母线，而不中断供电；2）一组母线故障后，可将接在其上的回路倒闸到另一组母线上；3）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开该回路和与此相连的母线；,优点： 可靠性和灵活性大大提高。,24,图2-5 双母线接线 QF母线联络断路器,4）可用母联断路器代替任一回路的需要检修的断路器，而只需短时停电；加跨条5）在个别回路需要单独进行试验时，可以将其接至备用母线上；6）当线路利用短路方式熔冰时，可

9、以将其接至备用母线上；7）便于扩建。,25,图2-5 双母线接线 QF母线联络断路器,1）倒闸操作比较复杂，在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作；2）尤其当母线出现故障时，须短时切换较多电源和负荷；当检修出线断路器时，仍然会使该回路停电；3）配电装置复杂，投资较多、经济性差。 改进措施：采用母线分段、 增设旁路母线。,26,双母线分段接线，可缩小母线停运的影响范围,双母线带旁路母线，避免断路器检修时造成短时停电,27,6、一台半断路器接线、3/2,每两个回路用三台断路器接在两组母线上。正常运行时，两组母线和全部断路器都闭合，形成多环形供电。,28,1）母线发生故障时，只跳开与此母线相连

10、的所有断路器，任何回路均不停电；2）任何断路器检修都不会造成停电； 3）隔离开关不作为操作电器，只承担隔离任务，误操作概率小。,29,具有较高的供电可靠性和运行调度灵活性，操作检修方便，但投资较大，继电保护配置复杂。,适用：大型发电厂和变电所超高压配电装置,注意：同名回路应避免接在同一串上。,30,7、单元接线,(a)发电机双绕组变压器组成的单元接线，发电机出口不设断路器（检修发电机可以停变压器）。,(b) 、(c)发电机自耦变压器或三绕组变压器组成的单元接线，为了在发电机停止工作时，另外两级电网间能保持联系，在发电机出口应设断路器。,31,(d)发电机变压器线路组成的单元接线，也称为线路变压

11、器组接线。,(2-11)两台发电机变压器或分裂绕组变压组成的扩大单元接线。可减少变压器和断路器的台数，节省投资和占地面积。,32,8、桥形接线,当只有两台变压器和两条输电线路时,采用桥形接线，使用的断路器数目最少。,当有三台变压器和三回出线时,采用扩大桥形接线。,33,(a)内桥：桥连断路器设在变压器侧，正常时闭合运行。 当输电线路较长，故障概率较高时，而且变压器又不需经常切换时，采用这种接线方式。,34,(b)外桥：桥连断路器设在线路侧，正常时闭合运行。 当线路较短时，且变压器运行方式需经常切换时，或系统有穿越功率流经本厂时，采用这种接线方式。,穿越,35,适用：小容量发电厂或变电所； 但可

12、以发展为单母线或双母线接线。,36,9、角形接线,图2-13 角形接线,特点：母线闭合成环形；断路器数目等于回路数；每回路都与两台断路器相连。,优点：检修任一台断路器都不致中断供电。 具有较高的可靠性和灵活性。,缺点：不便于扩建和电器设备的选择。,适用：最终规模明确的110kV及以上的配电装置中。,37,小结：,共九种接线形式有汇流母线或无汇流母线单母线或双母线接线有分段或有带旁路母线接线灵活性可靠性与投资的经济性,38,第二节 发电厂电气主接线,火力发电厂电气主接线概述热电厂电气主接线示例 凝汽式火电厂电气主接线示例,水力发电厂的电气主接线概述中等容量水电厂电气主接线示例 大容量水电厂电气主

13、接线示例,39,1、火电厂电气主接线概述,1）煤矿附近的矿口电厂，多为凝汽式火电厂。 不运输燃料、主要是输送电力； 装机容量大，设备年利用小时数高。,选址：,2）城市负荷中心（工业中心），多为热电厂。 电力就地消化，只送出剩余电力； 同时兼供热水或蒸汽。,40,接线特点：,1）一般要设机端电压母线，供本地负荷；,图214 热电厂主接线,41,接线特点：,1）一般要设机端电压母线，供本地负荷；2）其余电力经升压后送给电力系统；3）根据出线数目，采用单母线或双母线（分段）接线；4）大容量机组，一般采用单元接线，实现机炉电的单元控制或集控。（100MW及以上）,42,2、热电厂电气主接线示例,图21

14、4 热电厂主接线,43,1）共有三种电压等级： 10kV 、35kV和110kV；2）接线形式：35kV侧仅有两回出线，故采用内桥接线形式； 110kV电压级由于较为重要，出线较多，采用双母线带旁路母线接线; 10kV采用双母线分段接线; G3、G4采用与双绕组变压器分别接成单元接线。3）功率流向： G1、G2设机压母线主要供给地区负荷，剩余功率通过变压器T1、T2升压送往系统； G3、G4通过升压直接将电能送入系统。4）限流措施：为了限制短路电流，出线装有电抗器，在母线分段处也装设母线电抗器。,接线特点：,44,3、凝汽式火电厂电气主接线示例,T2,MW,！P38,作为厂用电备用电源和启动电

15、源,45,接线特点：,1）没有机压母线，其电能主要以升高电压送往系统；2）发电机G1、G2 分别与变压器接成单元接线未采用封闭母线，在发电机与变压器之间装设了隔离开关，而在厂用变压器分支回路装设了断路器；3）发电机G3、G4 、G5、G6也分别与变压器接成单元接线，采用分相封闭母线，主回路及厂用分支回路均未装设隔离开关和断路器；4） T01至T08为厂用高压变压器，采用低压分裂绕组变压器；5） 220kV采用双母线带旁路接线，并且变压器进线回路亦接入旁路母线；6）500kV采用一台半断路器接线；7）两种升高电压级之间采用联络变压器T7。联络变压器选用三绕组自耦变压器（有载调压）。,46,4、水

16、力发电厂的电气主接线概述,接线特点与要求：,1）一般距负荷中心较远，当地负荷很小甚至没有，电能大多数都是通过高压输电线送入电力系统；2）地形比较复杂，接线应力求简单 ；3）担负系统的调峰、调频、调相等任务，启停频繁、设备年利用小时数少，其接线应具有较好的灵活性 ；4）根据水能利用条件一次确定的，一般不考虑发展和扩建 。,47,接线形式：,1）一般不设发电机电压母线；2）（发电机与变压器的连接）多采用单元接线、扩大单元接线；3）当进出回路不多时，有时采用桥形接线和多角形接线；4）当进出回路较多时，可采用单母线分段、双母线，双母线带旁路和一台半断路器接线形式。,48,5、中等容量水电厂主接线示例,

17、图2-16 中型水电厂主接线,特点：,1）没有机压母线，其电能主要以升高电压送往系统；2）发电机与变压器接成扩大单元接线；3）110kV高压侧采用四角形接线；4）隔离开关仅作检修时隔离电压之用，不作操作电器，易于实现自动化。,一台检修时，不停变压器，不影响另一台机组,49,6、大容量水电厂电气主接线示例,图2-17 大型水电厂主接线,1）没有机压母线，其电能主要以升高电压送往系统；2）发电机G1G4与低压分裂绕组变压器接成扩大单元接线；也能限制了发电机电压短路电流； 3）发电机G5、G6与双绕组变压器接成单元接线；4）220kV侧采用双母线带旁路接线；500kV侧为一台半断路器接线；5）以自耦

18、变压器作为两级电压间的联络变压器。,启备变,50,第三节 变电所电气主接线,、变电所的分类（1）枢纽变电所最高电压级变电所，一般系统中的大型电厂与之连接，实施主要发电功率的分配，并作为与其它远方电力系统的联络站；（2）区域变电所为大面积的区域供电，其电压等级仅次于枢纽变电所；（3）配电变电所只承担一个小区的供电。,51,、变电所的接线要求与方式,应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资，减少占地面积。,根据出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形等接线形式。,如果电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电所，宜采用双母线分段带旁路接线或采用一台半断路器接线。,高压侧：,52,低压侧：,变电

19、所的低压侧通常采用单母线分段或双母线接线，以便于扩建。,610kV馈线应选轻型断路器，如SN10型或ZN13型，若不能满足开断电流及动稳定要求时，应采用限流措施。,体积小、容量小,53,限制短路电流方法：,在变电所中最简单的，是使变压器低压侧分列运行。一般尽可能不装母线电抗器，因其体积大、价格高且限流效果较小。 若分列运行仍不能满足要求，则可装设分裂电抗器或出线电抗器。,54,、地区变电所电气接线示例,低压侧可分列运行,也可装设线路电抗器。,55,图218为地区变电所主接线，110kV高压侧采用单母线分段；10kV侧亦为单母线分段，为了选择轻型的设备，采用平时两段母线分列运行来限制短路电流。为

20、使出线能选用轻型断路器，在电缆馈线中可以装设线路电抗器、并按两台变压器并列工作条件选择。,说明,56,、枢纽变电所电气接线示例,图2-19 500kV枢纽变电所主接线,57,采用两台三绕组自耦变压器和两台三绕组变压器连接两种升高电压。110kV和220kV侧采用双母线带旁路接线形式，并设专用旁路断路器。500kV侧为一台半断路器接线且采用交叉接线形式。35kV低压侧用于连接静止补偿装置。,说明,58,图214 热电厂主接线,59,第四节 高压配电网接线方式,一般指110kV、kV、10kV系统！,60,架空线路利用空气绝缘、设备简单、建设费用较低，检修与维护方便。但容易遭受雷击和风雨冰雪等自然

21、灾害的侵袭；占地面积大；对交通、建筑、市容和人身安全有影响。电缆线路一般直埋设在土壤、敷设在电缆沟或电缆隧道、穿管敷设等，占地少，受气候和环境的影响小，故障少，供电可靠性高，维护工作量少。但造价高，线路不易变动，但一旦故障寻测故障点难、检修费用大等。,高压配电电路按结构可分为为架空线路和电缆线路。,61,一、架空线路的结构,图2-20 架空线路结构,组成 导线（铝绞线 、钢芯铝绞线、绝缘导线 、分裂导线） 避雷线 （钢导线： 将雷电流引入大地）杆塔（木杆、钢筋混泥土杆和铁塔）绝缘子（即瓷瓶：用来支承或悬挂导线，又能绝缘）线路金具（：用来连接导线和绝缘子）,62,二、电缆线路的结构,芯线（多股铜

22、线或铝绞线）：单芯、三芯和四芯电缆,绝缘层：使各导体之间、导体与保护层之间绝缘 如：油浸纸绝缘及充油、充气绝缘,63,绝缘子,线路金具,分裂导线（减小电抗和电晕损耗）,铁塔,64,绝缘子,金具,65,钢筋混泥土杆,电缆,66,针式绝缘子,67,悬式绝缘子,68,棒式绝缘子,69,三、配电网的接线方式,放射式和树干式,放射式接线的特点：1）本线路上故障不影响其它线路；2）继电保护易于整定和易于实现自动化。,图2-22 放射式供电接线,M,70,实例：,图2-22 放射式供电接线,实例1：图2-22所示的放射式接线清晰，运行简单，但因缺乏备用电源，可靠性相对较差。,71,图2-22 放射式供电接线

23、,图2-23 采用两根电缆并联供电的放射式接线,改进！（一根备用）,实例2：图2-23是采用两根电缆并联供电，故障情况下，切除故障电缆再投入非故障电缆，恢复供电。可满足二级负荷供电要求。,！,72,图2-24 以一回馈线作备用电源的放射式接线,实例3： 图2-24所示为采用一根线路作为公共备用线路，正常时不投入运行，故障时切除故障线路后，投入备用线路，可用于二级负荷供电。缺点为备用线路分支点多。,73,图2-25 母线分段放射式接线 图2-26 双电源供电的放射式接线,实例4：母线分段放射式接线，可满足一级负荷或要求较高的二级负荷的要求。可靠性和灵活性提高了。,实例5：双电源供电的放射式接线，

24、可以满足任何类型的用电负荷要求。,74,树干式接线的特点：优点： 变、配电所的馈线出线数少；可降低投资费用和有色金属消耗量；占地面积小；结构简单的特点。,图2-27 单树干式接线 a)架空线 b）电缆,！,缺点：可靠性低，干线上的任何故障必将引起接于该树干上的所有用户停电。,只能用于三级负荷 ！,实例1:,75,改进 ！,图2-28 带单独公用备用线路的树干式配电接线,带备用线路、并具有自动化装置。当线路L1故障时，打开QS1和QS2，投入QS3即可恢复供电。 可以满足二级负荷的供电要求。,实例2:,76,图2-29 双电源的树干式配电线路,实例3:,双电源的树干式配电线路。 可以满足一级负荷

25、供电要求。,！,“手拉手”,77,第五节 低压配电系统接线,主要形式(380V)：,放射式、 树干式、 混合式、 链式。,78,低压放射式接线实例：,图2-30 低压放射式配电系统 a) 单回路放射式 b) 双回路放射式,：主干线由变电所低压侧引出，接至主配电箱；再以支干线引到分配电箱或用电设备上；以支线接至用户或其它设备。,0.4kV母线（变电所低压侧）,主干线,支干线,支线,用户,！,用电设备,主配电箱,用户配电箱,79,低压树干式接线实例：,图2-31 低压树干式配电系统 a) 单回路树干式 b) 双回路树干式,用户,：配电方式简单，电气设备少。 但灵活性差，检修维护不方便！ 很少采用！

26、,80,低压混合式接线实例：,图2-32 低压混合式配电系统接线,支干线,支线,主干线,用户配电箱,树干式与放射式的混合,变压器低压侧出线经过低压断路器将干线引入某一供电区，然后由支线引至用电设备。,采用较多！,81,低压链式接线实例：,图2-33 链式配电接线系统接线 a)链式灯具 b)链式电动机 c)链式插座,只用于相互之间距离很近，容量又很小的用电设备 。,可靠性差，在链中任何地方发生故障都会影响全链设备。,82,第六节 工厂供电系统的主接线,工厂供电的基本要求：,（1）安全：不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠：要满足各种等级用电负荷的可靠性要求。（3）优质：应满足用户对电压、频率、

27、波形不畸变等电能质量指标的要求。（4）经济：接线要简单，投资要少，运行维持费用要低 。,一级负荷：因突然停电会造成设备损坏或造成人身伤亡，因此必须有两个独立电源供电；二级负荷：为突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱，因此要求必须双回路供电；三级负荷：对供电电源不作特殊要求。,83,工厂供电系统结构：,总降压变电所,配电所,车间变电所、高压用电设备,系统,110kV/10kV,35kV/10kV,10kV/10kV,10kV/6kV 、3kV,10kV 、 6kV /380V,不一定要三级供电，也有两级供电！,84,35110kV变电所电气主接线典型方案 ：,图2-38 110k

28、V变电所的一种典型方案,补偿,85,（1）变压器高压侧（110kV）采用内桥接线（也可采用线路变压器组或单母分段接线。低压侧采用单母分段（出线回路少时，也可采用单母线接线）。（2）两台变压器都是采用有载调压变压器（110/ 10kV）；可以互为备用。（3）两台所用变压器（10/ 0.4kV）分别接在10kV母线的两段上，供本所用电，并互为备用。（4）两电压级母线上和110kV线路上均设有避雷器。（5）配置一定的电压互感器和电流互感器。（6）110kV线路采用二回架空电源进线，同时供电； 10kV出线既有架空出线也有电缆出线。（7）110kV采用屋外配电装置， 10kV侧采用屋内成套配电装置。（

29、8）10kV母线的两段上还应配置无功补偿装置（书上无）,说明：,86,10kV变电所电气主接线典型方案 ：,图2-35 10kV变电所电气主接线典型方案1（一路外电源）,一路外供电源,87,图2-36 10kV变电所电气主接线典型方案2（两路外电源）,两路外供电源,单母硬分段,明备用;可以切换,!,88,10kV配电所电气主接线典型方案 ：,图2-37 10kV配电所电气主接线典型方案,常开运行,进线电源互为备用,89,第七节 建筑配电系统接线,一、供电线路的分类,动力线路,照明线路,供给动力用电设备（电梯、水泵）；一般采用三相供电。,供给照明用电设备（灯具、及家用电器）,！若是单相动力负荷（

30、干燥箱、电炉 ），应当尽量平衡地接到三相线路上。,！一般单相负荷，用单相交流220V供电，当电流超过30A时，应当采用380/220V三相供电线路。 ）,90,二、建筑配电系统的配电方式,要求：安全、可靠、经济、合理,1）配电系统的电压等级一般不宜超过两级；2）多层建筑宜分层(分梯位)设置配电箱，每套房间有独立的电源开关；3）单相设备尽量平衡接入三相系统；4）每套房间的空调电源插座、与照明应分路设计，厨房和卫生间的电源插座设置独立回路。,配电方式：放射式、树干式和环式,91,1、多层民用建筑配电方式示例,一般采用树干或环形接线方式配电，其照明和动力负荷采用同一回路供电。,图2-39 多层民用建

31、筑低压配电方式,总配电箱,总计量表,分配电箱,分户计量表,树干,放射,放射,92,1、高层民用建筑配电方式,特殊要求：1）可靠性要求相对较高；2）应将照明和动力负荷分成不同的配电系统；3）消防用电也自成系统；4）大容量的负荷或重要的负荷应从配电室直接用放射式配电；5）应设备用电源。,93,第八节 配电装置,按安装地点分为：屋内式（多用于35kV及以下电压等级） 屋外式（多用于110kV及以上电压等级） 按安装形式分为：成套式（广泛用在335kV 电压等级 ）装配式,94,安全净距,：指从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。,最基本的是空气中不同带电部分之间或带电部分对地部分之间的空间最小安全净距，称为A值 A值无论在正常最高工作电压，或内、外部过电压下，都不致使空气间隙击穿。,95,屋内：,B1,A1,A2,B2,96,屋外：,A1,A2,B1,B2,