发电厂电气部分5

第五章电气主接线第一节概述一、电气主接线的概念及其重要性主接线：发电厂、变电所中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能生产、汇集和分配的电气主回路。这个电气主回路被称为电气一次系统，又叫做电气主接线。主接线的基本环节：电源、母线、出线。电气主接线图；二、对电气主接线的基本要求1、可靠性要求供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。现在可以定量地进行评价。不仅正常运行时，而且检修和故障时，都不能导致一类负荷停电，一般负荷也要尽可能减少停电时间。措施：考虑设备的备用；有适当的裕度；选用高质量的设备。应根据具体情况进行技术经济比较，保证必要的可靠性，不可片面地追求高可靠性。2.灵活性要求（1）满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切除发电机、变压器、和线路，灵活地调配电源和负荷，满足系统正常运行的需要。而在发生事故时则能迅速方便地转移负荷或恢复供电。（2）满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地将其退出运行，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时方便和安全。（3）满足扩建时的灵活性要求。从初期的主接线过度到最终的主接线，每次过渡都应比较方便，对已经运行部分影响小，改建的工程量也不大。3.经济性要求在主接线满足必要的可靠性和灵活性的前提下，应尽量做到经济合理。（1）努力节省投资1）主接线过于复杂可能反而会降低可考性。应力求简单，断路器、隔离开关、互感器、避雷器、电抗器等高压设备的数量力求较少，不要有多余的设备，性能也是够即可。2）有时要采用限流电抗器的措施，以便可以选用便宜的轻型电器并减少出线电缆的截面。3）要能使继电保护和二次回路不过分复杂，以节省二次设备和控制电缆。（2）努力降低电能损耗。应避免迂回供电增大电能损耗。主变压器的型号、容量、台数的选择要经济合理。（3）尽量减少占地。第二节电气主接线的基本形式一、单母线接线只有一组母线。所有进、出线均连接到这组母线上。1.断路器和隔离开关的配置（1）每一回路配置一台断路器。（2）隔离开关配置在断路器的两侧，以便断路器检修时能形成隔离电源的明显断口。母线隔离开关、线路隔离开关、变压器（或发电机）隔离开关。（3）若进线来自发电机，断路器与发电机之间可以省去隔离开关。（可设置一个可拆连接点）（4）当电压在110KV以上时，断路器两侧及隔离开关之间均可装设接地刀闸。接地刀闸只在要检修的相关线路和设备隔离电源后才能合上，与隔离开关有机械联锁。2.断路器和隔离开关的联锁（1）隔离开关和断路器在运行操作时，必须严格遵守操作规程，严禁带负荷拉闸。（2）在隔离开关和相应的断路器之间必须装设防止违反上述操作顺序的机械闭锁或电磁闭锁。3.单母线接线的优缺点（1）优点：接线简单清晰，设备少，投资低，操作方便，便于扩建，也便于采用成套配电装置。另外，隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电器，不易发生误操作。（2）缺点：可靠性不高，不够灵活。断路器检修时该回路需停电，母线或母线隔离开关故障或检修时则需全部停电。4.单母线接线的适用范围单母线接线不能作为唯一电源承担一类负荷，仅适用于：（1）6-10K配电装置的出线不超过5回时。（2）35-60KV配电装置的出线不超过3回时。（3）110-220配电装置的出线不超过2回时。二、单母线分段接线1.断路器及隔离开关的配置与单母线接线相比，单母线分段接线增加一台母线分段断路器以及两端的隔离开关。当负荷量较大和出线回路很多时，还可以用几台分段断路器将母线分成多段。2.单母线分段的优点及使用范围优点：（1）提高供电的可靠性。当任一段母线或一台母线隔离开关故障或检修时，自动或手动跳开分段断路器QF，仅有一半线路停电，另一母线上的各回路然可正常运行。重要负荷可分别从两段上各引出一条供电线路，保证足够的供电可靠性。（2）结构简单、经济、操作方便。可靠性有提高。适用范围：（1）6-10KV配电装置总出线回路数为6回路以上，每一分段上所接容量不宜超过25MW.（2）35-60KV配电装置总出线回路数为4-8回路时。（3）110-220KV配电装置总出线回路数为3-4回路时。三、单母线带旁路母线接线1.旁路母线的作用可以不停电地检修任意一台断路器。如果按图中的虚线的接线，甚至可以包括进线断路器。旁路母线不能代替母线工作。2.旁路母线在检修断路器时的操作过程正常时，专用旁路断路器QF及两侧的隔离开关QS4、QS5断开，每一出线与旁路母线相连的隔离开关也断开，旁路母线处于无电状态。如要检修L4出线上的断路器QF1，则需:(1)合上旁路断路器两侧的隔离开关QS5、QS4；（2）合上旁路断路器QF，对旁路母线充电；（3）如旁路母线正常，合上该出线的旁路隔离开关QS；（4）断开欲检修的断路器QF1；（5）断开QF1两侧的隔离开关QS2、QS1。在上述过程中，出线L4一直运行，没有停电。在检修过程中，由旁路断路器QF代替出线断路器QF1,所以事先要把QF的参数按QF1原有参数调整好。3.由分段断路器兼做旁路断路器不设专用的旁路断路器，而由分段断路器QF兼任。正常运行时，QS3、QS4及所有出线的旁路断路器都断开，旁路母线处于无电状态；分段断路器QF和两侧的隔离开关处于合的状况，（QS5断开）处于单母分段运行状况。欲检修某出线断路器时，QF退出分段功能，临时转入旁路断路器功能。A段母线-QS1-QF-QS4-旁路母线充电，（QS2、QS3断开）。也可A段母线-QS2、QF、QS3-旁路母线（QS1、QS4断开)。4.单母线（或分段）加旁路母线的应用范围只在出线断路器不允许停电检修的情况下，才采用。（1）6-10KV室内配电装置不装设旁路母线，原因：…；（2）35KV配电装置一般不装设旁路母线。因重要用户由双回路供电，允许停电检修断路器，如果线路断路器不允许停电检修，在采用单母线分段连接时刻考虑装设旁路母线，但多用分段断路器兼做旁路断路器；（3）110KV-220KV如果采用单母线分段，一般装设旁路母线，且配置专用旁路断路器；（4）凡采用多年不需检修的SF6断路器，可不设置旁路母线。四、双母线接线1、双母线接线的运行状况和特点（1）正常运行时，工作母线带电，备用母线不带电，所有电源和出线回路都连接到工作母线上（工作母线隔离开关在合上位置，备用母线隔离开关在断开位置），母联断路器断开。这时相当于单母线运行。工作母线故障时将导致全部回路停电，但可在短时间将所有电源和负荷转移到备用母线上，迅速恢复供电。（2）正常运行时，工作母线和备用母线各自带一部分电源和负荷，母联断路器合上，这种方式相当于单母线分段运行。若某一组母线故障，担承分段的母联断路器跳开，接于另一组母线的回路不受影响。同时接于故障母线的回路经过短时停电后，也能迅速地转移到完好母线上恢复供电。（3）检修任一组母线都不必停止对用户供电。如欲检修工作母线，可经“倒闸操作”将全部电源和线路在不停电的前提下转移到备用母线上继续供电。“倒闸操作”的步骤如下：1）合上母联断路器两侧的隔离开关；2）合上母联断路器给备用母线充电；3）此时两组母线已处于等电位状态。根据“先通后断”的操作顺序，逐条线路进行倒闸操作，先合备用母线隔离开关，再断开其工作母线隔离开关；直到所有线路均已倒换到备用母线上。4）最后断开母联断路器，拉开其两侧的隔离开关。5）工作母线已被停电并隔离，验明无电后，用接地刀闸接地，即可进行检修。（4）检修任一台出线断路器可临时“跨条”连接，该回路仅需短时停电，其操作步骤为：1）设原先以单母线分段方式运行，被检修断路器工作于Ⅱ段母线上。先将Ⅱ段母线上其他回路在不停电情况下转移到Ⅰ段母线上。2）断开母联断路器QF，并将其保护定值改为与QF2一致。断开QF2，拉开其两侧的隔离开关，将QF2退出，并用临时“跨条”联通留下的缺口，然后合上隔离开关QS2、QS3（这段时间即为该线路停电地时间，很短）。3）最后合上母联断路器QF，线路L2重新送电。此时由母联断路器QF代替了线路L2的断路器QF2。（5）检修任一进出线的母线隔离开关时，只需断开该回路及与此隔离开关相连的一组母线，所有其余回路都可不停电地转移到另一组母线上继续运行。2.双母线接线的优缺点（1）与单母线相比，停电的机会少了，必须停电地时间缩短了，运行的可靠性和灵活性有了显著的提高。另外，双母线接线在扩建时也比较方便，施工时不必停电。（2）双母线接线的缺点是使用设备较多，投资较大，配电装置较为复杂。同时，在运行中需将隔离开关作为操作电器。如未严格按规定顺序操作，会造成严重事故。3.双母线接线的使用范围(1)6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。（2）35-60KV配电装置当出线回路超过8回路，或链接的电源较多，负荷较大时。（3）110-220KV配电装置当出线回路超过5回路及以上时，或者出线回路为4回但在系统中地位重要时。五、双母线分段接线1.双母线分段的特点工作母线分为两段，可看作单母线分段和双母线结合的一种形式。具有单母线分段和双母线两者的特点，任何一段母线故障或检修时，仍可保持双母线并列运行，有较高的可靠性和灵活性。2.双母线分段的设用范围（1）广泛用于中、小型发电厂的6-10KV发电机电压母线。（2）220KV配电装置进、出线回路总数为10-14回时，可在一段母线上分段（双母线3分段），进、出线回路总数为15回以上时，两组母线均可分段（双母线四分段）；对可靠性要求很高的330-550KV超高压配电装置，当进出线总数为6回以上时，也可采用双母线3分段或双母线4分段。六、双母线带旁路母线接线1.双母线带旁路母线的几种接线方式（1）图5-7（a）为常用的接线方式，既有母线联络断路器QF1，又有专用旁路断路器QF2，二回电源进线也参加旁路接线。这种接线运行方便灵活，但投资较大。（2）图5-7（b）为母联断路器兼作旁路短路器的接线形式。正常时，QF1起母联短路器的作用，旁路母线隔离开关QS3断开。当需使用旁路母线不停电检修某台出线断路器时，先断开断路器QF1及隔离开关QS2，再合上QS3，最后合上短路器QF1，给旁路母线充电。此时断路器QF1不再起母联断路器的作用，而是临时承担旁路断路器的任务了。这种接线节省了一台断路器，但操作较复杂，增加了误操作的可能性。并且只能由母线W1带旁路母线，不够灵活方便。如按虚线画的增加隔离开关QS4接到母线W2，两组母线都可带旁路母线了。（3）图5-7（c）为旁路断路器兼作母联断路器的接线形式，增加一组隔离开关QS。断路器是起旁路断路器作用为主的。2.双母线带旁路母线的适用范围(1)110-220KV配电装置，线路较长，输送功率大，停电影响大，如采用少油断路器，年检修时间长达5-7天，因此较多设置旁路母线。如采用SF6断路器，可不设。（2）110KV出线7回以上、220KV出线5回以上，可采用有专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线。（3）在系统中居重要地位的配电装置，110KV6回220KV4回及以上，也可装专用旁路断路器。（4）变电所主变压器的110-220KV侧断路器，也应接入旁路母线。（5）发电厂因为断路器可配合发电机同时检修；而且如果接旁路母线，改动保护定值等不利因素，一般不接入旁路母线。（6）当110KV配电装置为室内型，用旁路隔离开关代替旁路母线，用母联断路器当做旁路断路器。七、3/2断路器双母线接线每两路进出线占用3台断路器构成一串，接在二组母线之间，称为3/2断路器双母线接线。1.3/2断路器双母线接线的特点(1)可靠性高。任何一个元件（一回出线、一台主变）故障均不影响其他元件的运行，母线故障时与其相连的断路器都会跳开，但各回路供