1、第四章 水电站电气主接线,一、概述 电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间 和厂所之间的电气联接关系的图。 1.作用：对供电可靠性、运行灵活、检修方便以及经济合理等起着决定性作用。 2.要求 （1）可靠性：停电机会少，事故后影响范围小； （2）灵活性：满足调度、检修及扩建时的灵活性； （3）经济性：投资省、占地面积小、年运行费用少；（4）可扩性：具有将来发展和扩建的可能性。,4-1 电气主接线,二、电气主接线的基本接线形式 有汇流母线： 单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一台半断路器接线，变压器母线组接线等。 无汇流母线： 单元接线、桥形接线、角形接线等。
2、 几个基本概念： 汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。 进、出线：进线指电源，出线指线路。,断路器与隔离开关的操作顺序： 送电操作顺序： 先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。 停电检修操作顺序： 先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方停电后，再合上接地刀闸。,（一）有母线接线 1. 单母线接线 接线图,特点 简单、清晰、设备少。 当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系统全部停电。 断路器检修期间也必须停止该回路的供电。 适用范围 单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。,适用范围,小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母
3、线的接线； 10kV出线（含联络线）回路回； 35kV出线（含联络线）回路回； 110kV出线（含联络线）回路回。,2. 单母线分段接线 接线图,特点 减少母线故障或检修时的停电范围。 断路器检修期间必须停止该回路的供电。 母线分段的数目，通常以23分段为宜，分段太多增加了分段断路器。 适用范围 610kV配电装置出线6回及以上； 35kV出线数为48回； 110220kV出线数为34回。,3. 单母线分段加装旁路母线接线 接线图,（分段断路器QF1兼旁母断路器）,旁路母线的作用 不停电检修进出线断路器。 操作方式（检修QF4，且WL4不停电） 如A、B段经QF1和QS1、QS2并列运行，则闭
4、合QS5断开QF1断开QS1闭合QS3闭合QF1使W3带电（不要首先闭合QS8）。此时若W3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF1。 若W3充电正常，操作可以继续进行：合上QS8断开QF4。这时WL4由母线BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供电。并由QF1替代断路器QF4。 QF4检修前，应把QS6、QS7断开。 适用范围 中小型发电厂和35110kV的变电所。,4. 双母线接线 接线图,运行方式 母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。 母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。 母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。 优点 检修一
5、组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。 供电可靠，调度灵活，又便于扩建。,双母线接线的倒母线操作 闭合母联两侧的隔离开关QS1，QS2，合QF向备用母线充电； 若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关； 待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。 适用范围 大中型发电厂和变电所。,5. 双母线分段接线 接线图,特点 工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段，QF1，QF2为母联，QF3为分段断路器。 正常工作时，II，III段工作，I段备用，在分
6、段回路中可接入分段电抗器L，当任一分段故障时，L限制相邻段供给的短路电流。 适用范围 610kV配电装置中； 220kV电压进出线回路数甚多时，也采用双母线四分段的接线。,6. 双母线带旁路母线接线 接线图,QF2,母联兼作旁路断路器 一组母线带旁路 两组母线带旁路 增设旁路跨条,7. 一台半断路器接线 接线图在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。,L1,L2,L3,L4,L5,L6,特点 具有较高的供电可靠性及运行灵活性。 母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。 隔离开关不作操作电器，减少了误
7、操作的几率。 使用设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。 适用范围 大型电厂和变电所的超高压配电装置。,1. 单元接线及扩大单元接线 接线图,(二)无汇流母线接线:,（1）. 单元接线,(1)发电机变压器单元接线 接线方法: 发电机和变压器容量匹配；机组间 无横向联系；(双绕组变压器)不装断路器；为方便试验和厂变由主变反馈电，出口装隔离开关。 优点: 接线简化，使用的电器最少，操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性； 配电装置简单，投资少，占地小； 发电机出口短路电流小； 继电保护简单。 缺点: 任一元件故障或检修全停，检修时灵活性差 适用范围: 台数不多的大中型区
8、域发电厂； 分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。,（2）. 扩大单元接线,为了减少变压器的台数和高压侧断路器的数目以及节省配电装置的占地面积，采用扩大单元接线,优点： 比单元接线少一台主变，更为简单经济，一机停电不影响厂用电。低压侧加刀闸，厂用电供电较可靠和灵活。 缺点：主变故障或检修全停。 适用范围： 系统有备用容量时大中型水电厂有台发电机的情况（但扩大单元容量还受制造限制）。,（3）发电机变压器线路单元接线,接线方法： 与发变相比省线路断路器。 特点： 简单经济但某一元件故障全停。 适用范围： 一发一变一线。,2. 桥形接线 接线图,内桥与外桥接线的比较,适用范围,（1）、内桥
9、接线 接线方法： 桥断路器位于线路断路器内侧。 优点 ： 接线简单、经济（断路器最少）； 布置简单占地小，可发展为单母线分段接线； 线路投、切灵活，不影响其它电路的工作。 缺点： 变压器投切操作复杂，故障检修影响其它回路； 桥断路器故障检修全厂分列为两部分； 出线断路器故障检修该回路停电。 和可通过设外跨条提高灵活性,适用范围 1）双线双变的水电站、变电所35220kV侧： 2）线路较长（故障多），而主变年负荷利用小时数高（不经常切换）且无功率穿越的场合。,2、外桥接线 接线方法： 桥断路器位于线路侧。 特点： 与内桥接线相对应“变压器”“线路” 适用范围： 1）双线双变的水电站、变电所352
10、20kV侧： 2）主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短（故障少）或有功率穿越的场合。,3. 角形接线 接线图,接线方法： 常用角，最多角。 相当于把单母线用断路器按电源和引出线的数目分段，然后再连接成闭合的环形；每一回出线占有两台断路器，而平均每一回有一台断路器。 优点： 可靠性和灵活性较高，操作简便且易实现自动化。缺点：开环运行时可靠性降低，设备选择难，保护复杂， 不便于扩建。 适用范围： 大中型水力发电厂发展可能性很小的110kV及以上母线的接线。,三、发电厂的电气主接线举例,发电厂主接线 区域性电厂：指坑口电厂和远离城市的大型水电厂。这类电厂一般规模较大，设备年利用小时数高，生
11、产的电能主要以升高电压送入电力系统，通常不设发电机电压母线。,地方性电厂：主要是中小型电厂。大量电能以发电机电压馈送给地方用户，剩余功率以升高电压送入系统，设发电机电压母线。,四、限制短路电流的措施,（一）选择适当的主接线形式和运行方式 为了减小短路电流，可选用系统阻抗较大的接线形式和运行方式。 （二）加装限流电抗器 在电缆馈线和母线分段处装设电抗器。 （三）采用低压分裂绕组变压器 这种变压器在正常工作和低压侧短路时其电抗值不同，当一个分裂绕组出线发生短路时，来自另一台发电机和来自系统的短路电流遇到的电抗值都很大，能起到限制短路电流的作用。,4-2 主接线方案的拟定与技术经济比较,一、设计步聚
12、1根据发电厂、变电站和电网的具体情况，初步拟出若干种技术可行的接线方案，相应地在电网的地理接线图和电气主接线图上表示出接入点、出线回路数和出线电压等级等。2对主变压器进行选择。包括台数、运行方式、容量、型式及参数等。3拟定发电机电压侧（或低压侧）和升压侧（或高压侧）的基本接线形式。,4选择厂（站）自用电和近区用电的引接方式。包括接入点、电压等级、供电方式等。5对上述各部分方案进行合理组合，拟出若干个技术合理的主接线方案，以不遗漏最优方案为原则。再按照主接线的基本要求，结合发电厂（变电所）和电网的实际情况进行技术分析比较，从中选出2-3个较优方案。6对上述几种方案进行经济比较，最后确定最优方案作
13、为最终的主接线方案。,二、初步方案拟定与技术比较拟定拟出若干种可行的接入方案拟出主变压器的选择方案包括台数、并联或分组运行、容量、型式及参数等拟出发电机电压侧及升压侧的基本接形式选择站用电和近区用电的电源引接线拟出若干个综合主接线方案对较优方案作经济比较计算以确定最优方案主接线方案技术比较,三、主接线方案的经济比较计算即抵偿年限法 （一）、综合投资计算,Z0-两比较方案中不同部分的主体设备费用；主体设备费用包括输电线路、主变和配电装置等的费用。a-不明显的附加费用百分数；110KV可取90，对35KV取100,（二）、年运行费用计算F=FZ+FAFZ-年折旧费用FA- 年电能损耗 （三）、决出
14、经济最优方案只有综合投资高（低）而年运行费用低（高）的方案才有比较价值。 该方案所增加的投资额的抵偿年限为T=Z1-Z2/F2-F1，若T小于5-8年，则以第一方案为优，否则取第二方案。,4-3 互感器的配置与主接线全图,一、电压互感器的配置各母线段、桥接点处应分别配置一组电压互感器。起测量、保护、同期、绝缘监察作用。每台发电机或调相机应配置一组电压互感器起测量、保护、同期作用线路对侧具有电源的变压器-线路组式单元的外侧应装设，起测量、保护、同期、绝缘监察的作用。装有断路器的线路单元，若对侧具有电源，在线路的对侧应配置单相的电压互感器作同期用。,二、电流互感器的配置单一接线单元和组式单元的互感器配置发电机单元：常配置6组作为差动、过流、励磁保护及测量。差动须有三相组，其余由励磁系统决定。主变单元：小差动：同发电机单元少励磁组。TA应尽量置于断路器外侧以便将断路器保护在内。10KV及以下一般采用成套配电装置，TA在断路器的内侧。大差动：指差动保护的范围扩大到母线。由接于母线上各单元的一组TA相互并联来代替主变母线侧的一组TA。,线路单元35KV及以下：两相两组TA，用于过流保护和测量。因装入式TA准确度过低而另装两相独立式TA专用于计费测量。110KV线路：在三相装设独立式TA，每台具有三个二次绕组组成三相三组TA作为测量、过流保护、距离保护。,THANK YOU!,
