【正文】 海、沿江，并接入300500KV 超高壓系統(tǒng)；地區(qū)電廠靠近城鎮(zhèn)，一般接入 110220KV 系統(tǒng)，也有接入 330KV 系統(tǒng)；企業(yè)自備電廠則以本企業(yè)供電供熱為主，并與地區(qū) 110220KV 系統(tǒng)相連。中小型電廠常有發(fā)電機電壓饋線向附近供電。 2）負荷大小和重要性 電氣主接線的主要要求 電氣主接線的設計原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期 建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。 1） 可靠性：衡量可靠的標準，一般是根據(jù)主接線型式機主要設備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運的持續(xù)時間期望值等指標，對幾種主接線型式中擇優(yōu)。供電可靠 10 性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 2）靈活性：是指在調(diào)度時，可以靈活的投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以 及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時，可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；在擴建時，可以容易的從初期接線擴建到最終接線，在不影響連接供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路，并對一次和二次部分的改建工作量最少。在操作時間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性”。 3） 主接線應在滿足供電可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟性。即：主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器等一次設備，要是控制、保護不過于復雜，要能限制短路電流，以便于選擇 價廉的電氣設備或輕型電器。做到投資省。合理的選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自耦變等）容量、臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能的損失。電器主接線選擇時要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 主接線的基本形式 1）單母線接線 只有一組母線的接線。這種接線的特點是電源和供電線路都聯(lián)在同一母線上。為了便于投入或切除任何一條進、出引線每條引線上都裝有可以切除符合電流和故障電流的斷路器。 單母線接線的主要優(yōu)點是：接線簡單、清晰、采用設備少，投資 11 省，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。單母線接線一般 只適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的以下三種情況： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 5 回； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 3 回； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數(shù)不超過 3 回。 單母線接線最嚴重的缺陷是母線停運（母線檢修、故障，線路故障后線路保護或斷路器拒運）將使全部支路停運，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時間很長，若為母線自身損壞須待母線修復之后方能恢復各支路運行。 隔離開關作為操作電器，所以斷路器和隔離開關在正常運行操作時，必須嚴格遵守操作順序；隔離開關“先合后斷”或 在等電位狀態(tài)下進行操作。 2）單母線分段接線 單母線接線的缺點可以通過將母線分段的辦法來克服。當母線的中間裝設一個斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡單、經(jīng)濟、方便等基本優(yōu)點，又在一定程度上克服了它的缺點，所以這種接線目前仍被廣泛應用。單母線分段接線適用范圍： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線回數(shù)為 6 回及以上時； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數(shù)為 4～ 8 回時； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數(shù)為 3～ 4 回時。 12 單母線分段有其如下優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點，就是當一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當出線為雙回路時，需時架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時須向兩個方向均衡擴建。顯然對于大容量發(fā)電廠來說，這都是不允許的。因此，還要改進。 3）雙母線接線 雙母線接線是根據(jù)單母線接線 的缺點提出來的。雙母線接線，其中一組為工作母線，另一組為備用母線，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，在進行倒閘操作時應注意，隔離開關的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。它可以有兩種運行方式，一種是固定連接分段運行方式。即一些電源與出線固定連接在一組母線上，母聯(lián)斷路器合上，相當于單母線分段運行。另一種工作方式相當于單母線運行方式。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種接線方式，只是母線保護較復雜。然而它比單母線分段接線的投資更大。 雙母線接線的適用范圍： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時 ； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數(shù)超過 8 回火連接電源較多、 13 負荷較大時； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數(shù)為 5 回以上時，或 110～220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回數(shù)在 4 回以上時。 雙母線接線的優(yōu)點有： a 供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能迅速恢復供電，檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。 b 調(diào)度靈活。各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上能靈活的適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 c 擴建方便 。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線單位電源和符合均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時不回如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。 d 便于實驗。當個別回路需要單獨進行實驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 雙母線接線也有其缺點： a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開關。 b 當母線故障或檢修時隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關誤操作，需要隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。 4）變壓器 線路單元接線 發(fā)電 機和變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機 變壓器組， 14 稱為單元接線。單元接線的特點是幾個元件直接單獨連接，其間沒有任何橫的聯(lián)系（如母線等），這樣不僅減少了電器的數(shù)目，簡化了配電裝置的結(jié)構(gòu)和降低了造價，同時也大大減少了故障的可能性。 （ 1）發(fā)電機 雙繞組變壓器組成的單元接線。這種接線由于發(fā)電機和變壓器都不能單獨運行，因此，二者的容量應當相等。單元接線的基本缺點是原件之一損壞或檢修時，整個單元將被迫停止工作。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。 （ 2）發(fā)電機 變壓器 線路單元接線。這種接線不需在發(fā)電廠或變電所中建造高 壓配電裝置，從而大大減小了占地面積與造價，并簡化了運行。但這種接線的采用卻具有相同的局限性，線路故障或檢修時，變壓器停運；變壓器故障或檢修時，線路停運。 5）橋型接線 兩個“變壓器 線路”連接，便構(gòu)成橋型接線。橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。 (1) 內(nèi)橋型接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 缺點： a 變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路需解裂運行。 c 出線斷路器檢修時，線路需較長時期 停運。為避免此缺點，可加裝正常段開運行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關，再跨條上需加裝兩組隔離開關。橋聯(lián)斷路器檢修時，也可利用 15 此跨條。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況下。 (2) 外橋型接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 缺點： a 線路的投入和切除較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。 b 牽連斷路器檢修時，兩個回路需解裂運行。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。為避免 此缺點，可加裝正常段開運行的跨條，橋聯(lián)斷路器檢修時也可利用此跨條。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器切換或線路較短時，故障率較少的情況下。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋型接線。 對原始資料的分析 從原始資料和文獻（ 4）可以知道，本電廠屬于地區(qū)性供熱火力發(fā)電廠，一期建成后裝機容量為 700MW，二期建成后總裝機容量為 1400MW，建成后與周邊的幾個電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電量除了本廠廠用電剩余的電力向系統(tǒng)供電，因此，本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。電廠是否安全、可靠運行直接影響該地 區(qū)的經(jīng)濟效益，可見該電廠的重要性。 擬定可行的主接線方案 16 變壓器的選擇計算 1）臺數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設發(fā)動機母系，發(fā)動機與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)動機電壓出線的供電可靠，本廠 220KV 等級主變壓器選用三相式變壓器 2 臺。 2）容量：單元接線中的主變壓器容量 SN應按發(fā)動機容量扣除本機組的廠用電負荷后，預留 10%的裕度選擇，為 SN=（ 1KP） COSΦG () PNG — 發(fā)電 機容量： PNG =350MW KP — 廠用電率： KP =8% COSΦ G— 發(fā)電機的額度功率因數(shù)： COSΦ G = 發(fā)動機額定容量為 350MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： SN=（ 1KP） COSΦG = 350（ ） = （ ） 采用三相強制風冷強制油循環(huán)雙繞組無勵磁調(diào)壓變壓器，由文獻（ 2）可知： 型號為 ： SF20420，參數(shù)為 240— 242177。 2 %/20 主接線方案 根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的基本要求，從技術上進行論證各方的優(yōu)缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術上較好的方案。方案一：雙母接線；方案二：雙母帶旁路接線，如圖 和圖 所示： 17 出 線 1 1 主 變4 3 6 M V A1 G 1 發(fā) 電 機 1 廠 高 變3 5 M V A1 A M C1 B M C出 線 2 1 啟 動 變5 5 M V A1 . 2 A M C 1 . 2 B M C出 線 3 2 主 變4 3 6 M V A2 G 2 發(fā) 電 機 2 廠 高 變3 5 M V A2 A M C2 B M C 1 母 線 2 母 線 1 母 線 2 母 線 2 母 線 P T 1 母 線 P T 圖 雙母接線（方案一） 出 線 1 1 主 變4 3 6 M V A1 G 1 發(fā) 電 機 1 廠 高 變3 5 M V A1 A M C1 B M C出 線 2 1 啟 動 變5 5 M V A1 . 2 A M C 1 . 2 B M C出 線 3 2 主 變4 3 6 M V A2 G 2 發(fā) 電 機 2 廠 高 變3 5 M V A2 A M C2 B M C 1 母 線 2 母 線 1 母 線 2 母 線 2 母 線 P T 1 母 線 P T 圖 雙母帶旁路接線（方案二） 比較主接線方案 18 1）技術上的比較：方案一供電可靠，通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母 線而不至于使供電中斷；調(diào)度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要；擴建方便，向雙母的左右任何方向擴建均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電；便于試驗。方案二比方案一更可靠。 2）經(jīng)濟上的比較：雖然方案二比方案一更可靠，但從經(jīng)濟的角度看，方案二的投資比方案一要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一個隔離開關，大大的增加了投資，同時方案二比方案一多占用了土地，當今我國的有效土地資源比較缺乏。 從技術和經(jīng)濟的角度論證 了兩個方案，雖然方案二比方案一供電更可靠，但是由于目前采用的六氟化硫斷路器，它的檢修周期長，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)約了投資，也節(jié)約了用地，所以，比較論證后確定采用方案一。 廠用電的設計 廠用電源的選擇 廠用電壓等級 廠用供電電壓等級是根據(jù)發(fā)動機的容量和額度電壓、廠用電動機的額定電壓及廠用網(wǎng)絡的可靠、經(jīng)濟運行等諸方面因素，經(jīng)技術、經(jīng)濟比較后確定。因為發(fā)電機的額度容量是 350MW，依據(jù)《電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程》，比較后確定廠用電電壓等級采用 6KV 的等級。 廠用電系統(tǒng)接地方式 19 廠用變采用不接地方式，高壓和低壓均為三角形接線。當容量較小的電動機采用 380 V 時，采用二次廠用變，將 6KV 變?yōu)?380V，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，