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1、第四章 电气主接线及设计,方鸽飞,主要内容,电气主接线设计原则和程序主接线的基本接线形式主变压器的选择限制短路电流的方法电气主接线设计举例小结,4.1 电气主接线设计原则和程序,电气主接线电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，又称为一次接线或电气主系统。电气主接线图用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、开关电器、输电线路等有关电气设备按电能流程顺序连接而成的电路图。单相图 三相图,4.1.1 对电气主接线的基本要求,可靠性（见书102页）灵活性（见书103页）经济性（见书104页）,4.1.2 电气主接线设计的原则,见书P104,4.1
2、.3 电气主接线的设计程序,1 对原始资料分析(105)工程情况电力系统情况负荷情况环境条件设备供货情况,4.1.3 电气主接线的设计程序（续）,2 主接线方案的拟定和选择3 短路电流计算和主要电器选择4 绘制电气主接线图5 编制工程概算,4.2 主接线的基本接线形式,根据倒闸操作的基本要求正确写出倒闸操作的步骤是本章重点 首先我们应了解，倒闸操作的基本要求和原则，然后仔细分析不同典型接线图中可能会碰到的几种倒闸操作，通过练习，掌握典型主接线中常用倒闸操作的基本操作步骤。,4.2 主接线的基本接线形式,倒闸操作的基本要求有 正确使用电器，如断路器可以用于接通或断开电路，隔离开关可以隔离电压或切
3、换电路（即两组隔离开关两侧电位基本相同条件下，对并联的两组隔离开关拉合时，仅起电流转移作用，而未断开或接通任何电路，故隔离开关触头不会产生电弧）等等；保证最大安全性，不影响其他支路正常运行，即使发生故障也应该对整个装置影响最小；根据运行方式和操作要求，应使操作步骤最少；任何设备不允许在无保护状态下投入运行；操作过程中，操作人员行走路径最短。,4.2 主接线的基本接线形式（续）,倒闸操作必须严格遵守有关规程规定，认真执行操作监护制度，准确无误地填写操作票，保证发电厂安全、稳定、经济运行。倒闸操作必须按如下顺序操作上 线路送电时的操作顺序为：先闭合母线隔离开关，再闭合线路隔离开关，最后合上断路器
4、线路停电时的操作顺序为：先断开断路器，再拉开线路隔离开关，最后拉开母线隔离开关,4.2 主接线的基本接线形式（续）,主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。母线是电气主接线和配电装置中的重要环节。由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样，为便于实现电能的汇集和分配，当同一电压等级配电装置中的进出线数目较多时，常需设置母线作为中间环节，以使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。,4.2 主接线的基本接线形式（续）,有汇流母线为便于电能的汇集和分配，在进出线较多时，采用母线作为中间环节。单母线接线、双母线接线无汇流母线桥
5、形、角形、单元接线,4.2.1 单母线接线及单母线分段接线,单母线接线只有一组母线，每个电源和引出线的电路都通过断路器和隔离开关接到母线上，任一回路故障，该回路的断路器能够切除该电路，而使其他的电源和线路能继续工作。供电电源（发电机、变压器、高压进线回路）和出线。电源并列运行，各出线可从任一个电源获得电能尽可能使负荷均衡分布在各出线上,断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或开断电路的控制电器隔离开关没有灭弧装置，用来在切断电路时建立明显可见的空气绝缘间隙，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修安全。母线隔离开关、线路隔离开关、接地开关,操作顺序（
6、断路器和隔离开关的联锁）,操作顺序（断路器和隔离开关的联锁）续,防止隔离开关带负荷合闸或拉闸断路器处于合闸状态下，误操作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故线路送电时的操作顺序为：先闭合母线隔离开关，再闭合线路隔离开关，最后合上断路器 线路停电时的操作顺序为：先断开断路器，再拉开线路隔离开关，最后拉开母线隔离开关,单母线接线特点,优点接线简单，操作方便、设备少、经济性好，母线便于向两端延伸，扩建方便缺点可靠性差：母线、母线隔离开关故障或检修，所有回路都要停止工作，造成全厂（所）长期停电调度不方便：电源只能并列运行，不能分列运行，且线路侧发生短路时，有较大短
7、路电流适用范围适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变电所。如：中小型发电厂近区负荷供电接线6kV，或10kV；中小型变电所35kV，或110kV，出线回路不多,单母线分段接线,当引出线数目较多时，为提高单母线接线供电可靠性，可用断路器（可靠性要求不高时，可用隔离开关）将单母线分段，成为单母线分段接线。,单母线分段接线（续）,当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电。降压变电站，电源分列运行母线分段的数目，决定于电源数目与容量、出线回数、运行要求等，通常分为23段为宜。应尽可能将电源与负荷均衡地分配于各母线段上，以减少各分段间的功率交换。重要用户可从不同母线段
8、上分别引出两馈电线路向其供电。,单母线分段接线特点,优点当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作。对重要用户，可由不同段母线分别引出的两个回路供电，以保证供电的可靠。当一段母线故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路，使之停止工作，但不影响另一段母线上所连的支路。供电可靠性提高，运行较之灵活。,单母线分段接线特点,缺点对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整个母线系统可靠性受到限制适用范围一般适用于中小容量发电厂和变电所的610kV接线中,4.2.2 双母线接线及双母线分段接线,设置有两组母线，其间通过母线联络断路器相连，每回进出线均经一台断路器和两组
9、母线隔离开关分别接至两组母线。由于每回线路均设置了两组母线隔离开关，可以换接至两组母线，从而大大改善了其工作性能。,双母线接线特点,供电可靠,双母线接线特点,双母线接线特点,调度灵活两组母线同时工作（母联断路器断开/接通）一组母线工作，一组母线备用,双母线接线特点,扩建方便向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由分配，在施工中不会造成原有回路停电。,适用范围：出线带电抗器的610KV配电装置；3560KV出线超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110220KV出线大于等于5回时。,4.2.2.2 双母线分段接线,采用单母线分段或不分段的双母线接线时，一段母线故障将造成约半
10、数回路停电或短时停电。大型电厂(变电所)对运行可靠性与灵活性的要求很高，必需注意避免母线系统故障并限制母线故障影响范围，防止全厂(所)性停电事故的发生。,4.2.2.2 双母线分段接线,分段断路器QS将工作母线分为段、段，每段母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线均匀分别在两段工作母线上。,双母线分段接线特点,双母线分段接线增加了两台母联断路器，但具有相当高的供电可靠性与运行灵活性。当一段工作母线故障后，分段断路器先自动跳开；然后故障段母线所连回路的断路器跳开；随后将故障段母线所连回路切换到备用母线，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必全部短期停电。610KV配电装置中，当进
11、出线或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，为限制短路电流，可分段处加装母线电抗器,双母线分段接线特点,适用范围：发电厂的发电机电压配电装置中，220500KV大容量配电装置,4.2.3 带旁路母线的单母线和双母线接线,为了能采用单母线分段和双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路的供电，可增设旁路母线。三种形式专用旁路断路器母联断路器兼旁路断路器分段断路器兼旁路断路器,单母线分段带旁路母线,单母线带旁母flash 单母线分段带旁母旁母（正常不带电）旁路隔离开关、旁路断路器（正常开断）,其他形式,单母线分段带旁母采用专用旁路断路器极大提高了可靠性，但增加了一台旁路断路器投资。分段断路器兼作
12、旁路断路器（图46）,其他形式,双母线带旁路母线,双母线接线，当出线断路器需要检修时，虽然可以通过母线联络断路器，并借助临时架设的跨条，向线路供电，但当出线较多时，母线联络断路器就可能长期被占用，而使双母线变成不分段的单母线运行。检修任一回路断路器时，不至于该回路短时停电,其他形式,4.2.3.3 旁路母线设置的原则,110KV 及以上高压配电装置中，因电压等级高，输送功率较大，送电距离较远，因此不允许因检修断路器而长期停电（检修时间57天），故需设置旁路母线。110KV出线在6回以上、220 KV出线在4回以上，宜采用带专用旁路断路器的旁母。下列可不设旁母（113）；总趋势是逐步取消旁路设施
13、,4.2.4 一台半断路器及4/3台断路器接线,两组母线间接有若干串断路器，每串的三台断路器之间接入两个回路，处于每串中间部位的断路器称为联络断路器。由于平均每个回路装设台半（3/2台)断路器,故称为一台半断路器接线，又称为3/2接线,4.2.4 一台半断路器接线特点,完整串运行 不完整串运行,4.2.4 一台半断路器接线特点,4.2.4 一台半断路器接线特点,适用范围大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路数6回及以上的高压、超高压配电装置中。,一台半断路器接线的两条原则,电源线宜与负荷线配对成串配电装置建设初期仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关,交叉接线与非
14、交叉接线,同名元件是否靠近不同的母线接入,4.2.4.2 4/3台断路器接线,4/3台断路器接线的一个串中有4台断路器，连接3回进出线回路（图4-19）。和一台半断路器双母线接线一样,有较高的供电可靠性和灵活性。适用发电机台数（进线）大于线路（出线）数的大型水电厂。国外已开始在500-750KV超高压特大容量电站和变电所应用。,4.2.5 变压器母线组接线,4.2.5 变压器母线组接线,这种接线的特点是在工作可靠、故障极少的变压器的出口不装设断路器，而直接经隔离开关接于母线上，两组母线间的各回出线可采用双断路器接线或一个半断路器接线。变压器故障时，和它接在同一母线上的各断路器跳闸但并不影响其它
15、回路的工作，再用隔离开关使故障变压器退出后，该母线即可恢复运行。这种接线所用的断路器台数，比双母线双断路器接线或双母线一个半断路器接线都要少，投资较省。它也是一种多环路供电系统，当变压器质量有保证时，整个接线具有相当高的可靠件，运行调度灵活，便于扩建，可用220kv及以上超高压变电所中。(P115图4-12),4.2.6 单元接线,发电机与变压器直接连接，没有或很少有横向联系的接线方式，称为单元接线。,4.2.6 单元接线（续）,发电机一双绕组变压器单元接线，发电机出口处不设置母线，输出电能均经过主变压器送至升高电压电网。因发电机不会单独空载运行，故不需装设出口断路器。有时可装一组隔离开关，以
16、便单独对发电机进行试验。,4.2.6 单元接线（续）,发电机一三绕组变压器单元接线，发电机出口应装设断路器及隔离开关，以便在变压器高、中压绕组联合运行情况下进行发电机的投、切操作。,4.2.6 单元接线（续）,发电机变压器线路单元接线，适宜于一机、一变、一线的厂、所。,扩大单元接线,发电机双绕组变压器扩大单元接线发电机分裂绕组变压器扩大单元接线,扩大单元接线,两台发电机和一台主变相连，G与T之间应装设断路器，如发电机支路故障或检修，不影响另一台发电机工作。主变故障或检修，两机组容量不能送出。任一组机组停电，不影响厂用电供电。减少主变台数和高压侧断路器数，节省投资，分裂绕组变压器和双绕组变压器有
17、限制短路电流作用。,单元接线特点,接线简单清晰，节省设备和占地，操作简便，经济性好。不设发电机电压母线，发电机电压侧的短路电流减小。,4.2.7 桥形接线,当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥形接线。按联络断路器的安装位置，可分为：内桥接线、外桥接线,内桥接线的特点,联络断路器接在线路断路器的内侧(即靠近变压器侧)，便于线路的正常投切操作及切除其短路故障，而投切变压器时则需要操作两台断路器及相应的隔离开关。这种接线适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长、故障断开机会较多、穿越功率较小的场合,外桥接线的特点,联络断路器接在主变压断路器的外侧(即靠近线路侧)，便于变压器的正常投切操作及切除其故
18、障，而线路的投切及故障的切除则较为复杂。这种接线适用于线路较短、故障率较低、主变压需按经济运行要求经常投切、以及电力系统有较大的穿越功率通过联桥回路的场合。若采用内桥接线时，穿越功率将通过其中的三台断路器，任一台断路器的检修或故障都将中断穿越功率的传输，影响系统的运行。,增设跨条,在桥式接线中，为了在检修线路断路器或联络断路器时不影响其他回路的运行，减少减少系统开环机会，可以考虑增设跨条。正常运行时跨条断开。跨条回路中装设两台隔离开关，以便轮流停电俭修。,桥形接线特点,桥式接线简单清晰，每个回路平均装设的断路器台数最少，可节省投资也易于发展过渡为单母线分段或双母线接线。因内桥接线中的变压器正常
19、投切与故障切除时将影响线路的运行。外桥接线中的线路正常投切与故障切除时将影响变压器的运行，且更改运行方式时需利用隔离开关作为操作电器，故其工作可靠性和灵活性不够高。根识我国多年运行经验，桥式接线一般可用于条件适合的中小型发电厂、变电所的35220kV配电装置中。,4.2.8 多角形接线,多角形接线的每个边中含有台断路器和两台隔离开关，各个边互相连接成闭合的环形，各进出线回路中只装设隔离开关，分别接至多角形的各个顶点上。,多角形接线特点（优点）,经济性较好。这种接线的断路器台数等于进出线回路数，平均每回路仅需装设一台断路器。除桥式接线外，它比其它接线方式使用的设备少，投资也少。工作可靠性与灵活性
20、较高，易于实现自动远动操作。多角形接线中，没有汇流主母线和相应的母线故障。每回路均可由两台断路器供电，任一断路器检修时，所有回路仍可继续照常工作，任一回路故障时，不影响具它回路的运行。所有的隔离开关仅用于在停运或检修时隔离电压，而不用作操作电器。,多角形接线特点（缺点）,检修任断路器时，多角形接线变成开环运行，可靠性显著降低。此时，若不与该断路器所在边直接相连的其它任一设备发生故障，将可能造成两个及以上回路停电，多角形接线被分割破两个相互独立的部分，功率平衡遭到破坏等严重后果。并且，多角形接线的角数愈多，断路器检修的机会也愈多，开环时间愈长。此缺点也愈突出。此外，还应将同名回路(即两个电源回路
21、或属于同一用户的双回线路)按照对角原则进行连接，以减少设备(如断路器)故障时的影响范围。,多角形接线特点,运行方式改变时，各支路的工作电流可能变化较大，使相应的继电保护整定也比较复杂。多角形接线闭合成环，其配电装置难于扩建发展。,多角形接线特点,适用范围在110kV及以上配电装置中，当出线回数不多，发展现模比较明确时，可以来用多角形接线；中小型水电厂中也有应用。一般以采用三角或四角形为宜，最多不要超过六角形。,4.2.9 典型主接线分析,火力发电厂电气主接线水力发电厂电气主接线变电站电气主接线,火力发电厂电气主接线,图417 中型热电厂主接线,地方性火电厂,10kV母线 双母分段母线、线路电抗
22、器 电缆馈电G1,G2 在满足10kV地区负荷的前提下，将剩余功率通过变压器T1,T2送往高压侧。G3,G4 发电机双绕组变压器单元接线 避免多次变压 省发电机出口断路器T1、T2三绕组变压器 220kV 110kV,中型热电厂电气主接线简图（补充）,区域性火电厂,图4-18,大型区域性电厂,目前国内外的大型发电厂，一般是指安装单机容量为200MW及以上的大型机组，总装机容量为1000MW及以上的发电厂，其中包括大容量凝汽式电厂、大容量水电厂、核电厂等大型区域性电厂建设在动力资源丰富的地方，一般距负荷中心较远，以高压或超高压远距离输电线路与系统相连，地位重要。电厂中不设置发电机电压母线全部机组
23、均采用简单可靠的单元接线直接接入220一500kV配电装置，以12种升高电压将电能送入电力系统。发电机组采用机一炉一电单元集中控制或计算机控制，运行调度方便，自动化程度高。,四台大型凝汽式汽轮发电机组均以发电机双绕组变压器单元接线形式。分别接入双母线带旁路母线接线的220kV高压配电装置和一个半断路器接线的500kV高压配电装置。500kV与220kV配电装置之间，经一台联络变压器互相联络 低压绕组兼做厂用电的备用电源和启动电源不交叉布置,补充（类似上例）,4.2.9.2 水电发电厂电气主接线,图419,4.2.9.2 水电发电厂电气主接线（续）,发电机变压器单元接线直接将电能送入500kV两
24、串3/2台断路器接线，两串4/3台断路器接线两串3/2台断路器接线同名元件交叉布置为冬季调峰需要，各发电机出口设出口断路器发电机出口断路器与厂用电引线间装设隔离开关及接地开关单相式变压器,中等容量水力发电厂主接线,不扩建配电装置紧凑出线数少,电厂电气主接线,半山电厂萧山电厂,4.2.9.3 变电站电气主接线,瓶窑变古荡变求是变白鹤变,降压变电所(枢纽变电所),地区变电所,4.3 主变压器的选择,油浸式变压器,330kV、220kV、110kV、直流变压器,4.3 主变压器的选择（续）,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，称为主变压器用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称
25、为联络变压器只供本厂（站）用电的变压器，称为厂（站）用变压器或自用变压器,4.3.1 变压器容量和台数的确定原则,主变压器的容量、台数，直接影响主接线的接线形式和配电装置的结构。它的选择除依据基础资料外、还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度，同时兼顾发电机电压负荷增长速度等方面、并根据电力系统510年发展规则综合分析，合理选择。否则将造成经济、技术上的不合理。如果主变压器容量选得过大，台数过多不仅会增加投资、扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能限制发电机功率的输出，或是满足不了变电所负荷的需要，显然技术上是不合理的。,4.3.
26、1.1 单元接线的主变压器,单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留10%的裕度来确定。扩大单元接线时，尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的原则计算出的两台机容量之和来确定,4.3.1.2 具有发电机电压母线接线的主变压器,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率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。,4.3.1.2 具有发电机电压母线接线的主变压器（续）,若发电机电
27、压母线上有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器在容许过负荷范围内，应保证输送母线全部剩余功率的70以上在电力市场环境下，中、小火电机组可能停用火电厂部分火全部机组，主变压器应有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的需要,4.3.1.2 具有发电机电压母线接线的主变压器（续）,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器一般不少于两台。从设备简单、可靠性高的角度考虑一般优先设置两台容量相同的变压器。但对主要向发电机电压供电的地方电厂，系统电源作为备用时，可只装一台主变压器。在根据以上原则选择时，还应考虑负荷曲线的变化和至少5
28、年的逐年负荷发展。,4.3.1.3 连接两种升高电压母线联络变压器,联络变压器的台数一般只设置1台，最多不超过2台联络变压器容量应能满足两种电压网络在不同运行方式下有功功率和无功功率交换联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求，同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。,4.3.1.4 变电站主变压器,变电站主变压器容量，一般应按510年规划负荷来选择。对重要变电站，应考虑一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足一类及二类负荷的供电；对一般性变电站当一
29、台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%80%,4.3.1.4 变电站主变压器(续),变电站主变压器台数，对于枢纽变电站在中、低压侧已形成环网的情况下，变电站以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变压站或大型工业专用变压站，可设3台主变压器，以提高供电可靠性。,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则,相数容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下的电力系统中，一般都应选用三相变压器。容量为600MW机组单元连接的主变压器和500kV电力系统中的主变压器应综合考虑运输和制造条件，结合能技术经济比较，可采用单相组成三相变压器。单相变压器一般不设备用相，但对于
30、大容量的单相变压器，是否需要设置备用相，应根据系统要求，经技术经济比较后确定。,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,绕组数与结构只有一种升高电压向用户供电或与系统连接时，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。有两种升高电压向用户供电或与系统连接时，以及有三种电压的变电所，可采用2台双绕组变压器或三绕组变压器,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,当最大机组容量为125MW及以下，并且变压器各绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15及以上时（否则绕组利用率太低，不如选用2台双绕组变压器经济），多采用三绕组变压器。一个发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台,4.3.
31、2 变电器型式和结构的选择原则（续）,机组容量为20MW以上的发电厂采用发电机双绕组变压器单元接线接入系统，而两种升高电压级之间加装联络变压器器为合理。其联络变压器宜选用三绕组变压器（或自耦变压器），低压绕组可作为厂用备用电源或启动电源，也可用来连接无功补偿装置。,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,采用扩大单元接线的变压器，应优先选用低压分裂绕组变压器，可大大限制短路电流在有三种电压的变电所中，如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但需在该侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。当变压器需要与110kV及以上中性点直接接地系统相连接时，可优
32、先选用自耦变压器。,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,绕组接线组别变压器三相绕组接线方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求及限制3次谐波对电源的影响等因素，根据以上变压器绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般都是选用YN，d11常规接线。,4.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,调压方式：变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比实现不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30(适用范围P124),4
33、.3.2 变电器型式和结构的选择原则（续）,冷却方式自然风冷却强迫空气冷却强迫油循环风冷却强迫油循环水冷却强迫油循环导向冷却水内冷,4.4 限制短路电流的方法,短路是电力系统中较常见的故障，短路电流直接影响电气设备的选择和安全运行。在大容量发电厂和变电所中，短路电流可达到几万安至几十万安，为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需要加大设备型号。这不仅增加了投资，还可能选不到合乎断流容量要求的电器。因此，在设计主接线时，应采取限制短路电流的措施。限制短路电流的措施概括为如下几种装设限流电抗器采用低压分裂绕组变压器采用不同的主接线形式和运行方式,4.4.1 装设限流电抗器,加装限流电抗器限制短路电
34、流，常用于发电厂和变电站610kV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。,4.4.1 装设限流电抗器,母线电抗器线路电抗器,4.4.1 装设限流电抗器,母线电抗器母线分段处。母线分段电抗器主要用以限制发电机电压母线短路电流。如在分段母线I短路(如d1点)时，发电机1所供给的短路电流，不受母线电抗器限制，而发电机2所供给的短路电流要受到母线电抗器限制。这样装设母线电抗器后发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、分段断路器等都能按各回路额定电流选择，不因短路电流过大而使容量升级。,4.4.1 装设限流电抗器（续）,由于在进行主接线设计时总是使母线各段所连接的负荷尽可能与该母线连接
35、的发电机容量相配，故母线分段处往往是发电厂正常工作情况下功率流动最小的地方，在此装设电抗器，所产生的电压损失和功率损耗为最小。无论厂内、厂外短路时，母线电抗器均能起到限流作用母线电抗器用于限制并列运行发电机所提供的短路电流。其额定电流根据母线上因事故切断容量最大一台发电机时可能通过电抗器的电流进行选择，一般为该发电机额定电流的5080。为了有效地限制短路电流，母线分段电抗器的电抗百分值一般选为812。,4.4.1 装设限流电抗器（续）,线路电抗器主要用来限制电缆馈线回路短路电流。由于电缆的电抗值较小且有分布电容，即使在电缆馈线末端发生短路，短路电流也和母线短路差不多。架空线路本身的感抗值较大，
36、通常架空线上不装设线路电抗器。,4.4.1 装设限流电抗器（续）,当线路电抗器后发生短路，电压降主要产生在电抗器中，电抗器不仅限制了短路电流，还能维持母线上有较高的残余电压(大于65)，这对于提高发电机并联工作和厂用电动机工作的稳定性极为有利。为了达到既能限制短路电流，维持母线较高残，又不致在正常工作时产生较大的电压损失(应小于5)和功率损耗，出线电抗器的电抗百分值一般选为3一6。,4.4.1.2 分裂电抗器,分裂电抗器在结构上与普通大型电抗器相似，都可以看作是一个电感绕组，但是分裂电抗器的绕组是由缠绕方向相同的两个分段(又称两臂)所组成，两分段连接点抽出一个接头，称为中间抽头。中间抽头通常接
37、至电源，两臂一般是连接负荷大致相等的用户。,4.4.1.2 分裂电抗器（续）,正常运行：,4.4.1.2 分裂电抗器（续）,分支短路,4.4.1.2 分裂电抗器（续）,由上分析可见，分裂电抗器具有正常运行时电抗小，电压降小，而短路时电抗大，限制短路电流作用强的优点。分裂电抗器在使用上的缺点是：当两臂负荷不等或者负荷变化过大时，将引起两臂电压波动、甚至可能出现过电压。,4.4.1.2 分裂电抗器（续）,4.4.2 采用低压分裂绕组变压器,当发电机容量较大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线，以限制短路电流。两个分裂绕组有漏抗，所以两台发电机之间的电路有电抗，一台发电机端口短路时，另一台发电
38、机送来的短路电流就受到限制。,4.4.2 采用低压分裂绕组变压器（续）,两个低压分裂绕组之间有较大的短路电抗；而每一分裂绕组与高压绕组之间的短路电抗较小，且相等,4.4.2 采用低压分裂绕组变压器（续）,分裂绕组变压器具有正常工作时电抗小(两个分裂绕组并联运行)，而短路时电抗大，即限制短路电流作用强的优点正常工作高压侧有电源，低压侧一端短路高压侧开路，低压侧两端电源，一端短路,4.4.3 采用不同的主接线形式和运行方式,当选择适当的主接线形式和运行方式后可以增大系统阻抗，减少短路电流。例如，在具有大容量机组的发电厂中采用单元接线；在降压变电所中采用变压器低压侧分裂运行；在环路供电网络中在穿越功
39、率小处开环运行等。,4.5 电气主接线设计举例,section5,4.5.1 发电厂电气主接线设计举例,主接线方案的拟定10kV电压级双母线分段接线10kV和220kV间弱联系考虑，只设一台主变压器两台50MW机组接在10kV母线，短路电流较大，分段处加装母线电抗器,4.5.1 发电厂电气主接线设计举例（续）,220kV电压级单母分段带旁路接线或双母线带旁路接线1台300MW机组按发电机变压器单元接线接至220kV母线通过联络变压器与500kV接线相连，相互交换功率，自耦变压器第三绕组作为厂用备用电源,4.5.1 发电厂电气主接线设计举例（续）,500kV电压级一台半断路器接线或双母线带旁路接
40、线,4.5.1 发电厂电气主接线设计举例（续）,经济方案比较最小费用法-年费用比较法,4.5.1 发电厂电气主接线设计举例（续）,主接线最终方案的确定定性分析经济比较可靠性分析,4.5.2 变压站电气主接线举例,电气主接线的拟定方案的经济计算主接线最终方案的确定,小结,电气主接线设计原则和程序可靠性、经济性、灵活性主接线的基本接线形式有汇流母线：单母、双母、一台半断路器接线、4/3台断路器接线、变压器母线组接线无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线主变压器的选择主变压器 联络变压器 厂用变压器 容量、台数、型式、连接点限制短路电流的方法普通电抗器 分裂电抗器 低压分裂绕组变压器 主接线形式和运方电气主接线设计举例,作业,P134 4-1；4-2；4-3 P134 4-4；4-5；4-6；4-8P134 4-9；4-10；4-11,作业,画出两个电源，四条引出线的双母线接线的电气主接线图，并写出将工作母线转换为备用母线的基本操作步骤,
