【正文】 1 電氣主接線設(shè)計原則和程序 一、對電氣主接線的基本要求 電氣主接線及設(shè)計 (一）可靠性 分析電氣主接線的可靠性時 ， 要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用 、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別 、 設(shè)備制造水平及運行經(jīng)驗等諸多因素 。 (1)發(fā)電廠或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用 。 (2)負(fù)荷性質(zhì)和類別 。 (3)設(shè)備的制造水平 。 (4)長期實踐運行經(jīng)驗 。 主接線可靠性的基本要求通常包括以下幾個方面： ? 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)供電； ? 線路、斷路器或母線故障時以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運出線回路數(shù)和停電時間，并能保證對全部 Ⅰ 類及全部或大部分 Ⅱ 類用戶的供電； ? 盡量避免發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性； ? 大型機組突然停運時，不應(yīng)危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 (二） 靈活性 靈活性包括以下幾個方面： (1)操作的方便性 。 (2)調(diào)度的方便性 。 (3)擴建的方便性 。 (三） 經(jīng)濟性 經(jīng)濟性主要從以下幾方面考慮： （ 1）節(jié)省一次投資。 （ 2）占地面積少。 （ 3）電能損耗少。 發(fā)電廠和變電站基本建設(shè)的程序一般分為： 初步可行性研究 、 可行性研究 、 初步設(shè)計 、 施工圖設(shè)計等四個階段 。 電氣主接線設(shè)計在各階段中隨著要求 、 任務(wù)的不同 ， 其深度 、 廣度也有所差異 ，但總的設(shè)計原則 、 方法和步驟基本相同 。 其設(shè)計步驟和內(nèi)容如下： 1． 對原始資料分析 （ 1） 工程情況 （ 2） 電力系統(tǒng)情況 （ 3） 負(fù)荷情況 （ 4） 環(huán)境條件 （ 5） 設(shè)備供貨情況 二、電氣主接線的設(shè)計程序 2． 主接線方案的擬定與選擇 3． 短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇 4． 繪制電氣主接線圖 5． 編制工程概算 主接線的基本形式 ， 就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式 ， 它以電源和出線為主體 。 由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同 ， 且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?， 因而為便于電能的匯集和分配 ， 在進出線數(shù)較多時 (一般超過 4回 )，采用母線作為中間環(huán)節(jié) ， 可使接線簡單清晰 ， 運行方便 ， 有利于安裝和擴建 。 而與有母線的接線相比 ， 無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少 ， 配電裝置占地面積較小 ，通常用于進出線回路少 ， 不再擴建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站 。 有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接線和雙母線接線兩大類 。 無匯流母線的接線形式主要有單元接線 、 橋形接線和角形接線 。 2 主接線的基本接線形式 ? 圖所示為單母線接線，其供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機或變壓器，在變電站是變壓器或高壓進線回路。 一、單母線接線及單母線分段接線 (一）單母線接線 圖 單母線接線 ? 每條回路中都裝有斷路器和隔離開關(guān) ， 緊靠母線側(cè)的隔離開關(guān)稱作母線隔離開， 靠近線路側(cè)的隔離開關(guān)稱為線路隔離開關(guān) 。 ? 由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置 ， 可以開斷或閉合負(fù)荷電流和開斷 短路電流 ， 故用來作為接通或切斷電路的控制電器 。 ? 若饋線的用戶側(cè)沒有電源時 ， 斷路器通往用戶的那一側(cè) ， 可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān) 。 但是由于隔離開關(guān)費用不大 ， 為了阻止過電壓的侵入或用戶啟動自備柴油發(fā)電機的誤倒送電 ， 也可以裝設(shè) 。 ? 若電源是發(fā)電機 ， 則發(fā)電機與其出口斷路器之間可以不裝隔離開關(guān) ， 因為該斷路器的檢修必然在停機狀態(tài)下進行；但有時為了便于對發(fā)電機單獨進行調(diào)整和試驗 ， 也可以裝設(shè)隔離開關(guān)或設(shè)置可拆連接點 。 ? QE是線路隔離開關(guān)的接地開關(guān) ， 用于線路檢修時替代臨時安全接地線 。 當(dāng)電壓 在 110kV及以上時 ， 斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地 開關(guān) 。 此外 ， 對 35kV及以上的母線 ， 在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置 1～ 2組接地開關(guān)或接地 器 ， 以保證電器和母線檢修時的安全 。 ?倒閘操作 :發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備有運行 、 備用和檢修三種工作狀態(tài) 。 由于正常供電的需要或故障的發(fā)生 ， 而轉(zhuǎn)換設(shè)備工作狀態(tài)的操作稱為 “ 倒閘操作 ” 。 倒閘操作正確與否 ， 直接影響安全運行 。 ?倒閘操作 “ 五防 ” ① 防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān) ② 防止帶地線合隔離開關(guān) ③ 防止帶電掛接地線 ④ 防止誤拉合斷路器 ⑤ 防止誤入帶電間隔 ? 根據(jù) QF和 QS的作用不同，在倒閘操作中必須保證正確的操作順序。以投切線路 WL1為例，順序如下：切除 WL2（斷電）順序拉開 QF2 → QS22 → QS21 投入 WL2（送電）順序合上 QS21 → QS22 → QF2 ? 可以發(fā)現(xiàn)，基本的操作原則是：操作 QS必須是在 QF斷開的時候進行；投入 QS時，從電源側(cè)往負(fù)荷側(cè)合上 QS；退出 QS時，從負(fù)荷側(cè)往電源側(cè)拉開 QS。 ? 為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實行操作票制度外，還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機械閉鎖或電腦鑰匙。 ? 單母線接線優(yōu)點是：接線簡單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟性好，并且，母線便于向兩端延伸，擴建方便。同時， QS隔離開關(guān)不作為操作電器，僅用作隔離電壓。 ? 單母線接線缺點是：①可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全所長期停電。②調(diào)度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。 ? 接線形式：一般只用在出線回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。 ? 單母線分段接線如圖所示 。 單母線用分段斷路器 QFD進行分段 ， 可以提高供電可靠性和靈活性； (二）單母線分段接線 圖 單母線分段接線 ? 對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電；兩段母線同時故障的幾率很小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。 ? 通常，為了限制短路電流，簡化繼電保護，在降壓變電站中，采用單母線分段接線時，低壓側(cè)母線分段斷路器常處于斷開狀態(tài)，電源是分列運行的。為了防止因電源斷開而引起的停電，應(yīng)在分段斷路器 QFD上裝設(shè)備用電源自動投入裝置，在任一分段的電源斷開時，將 QFD自動接通。 ? 分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量。段數(shù)分得越多，故障時停電范圍越小，但使用斷路器的數(shù)量亦越多，且配電裝置和運行也越復(fù)雜，通常以 2～ 3段為宜。 ? 該接線適用于：中、小容量發(fā)電廠和變電站的 6～ 10kV接線中。但是，由于這種接線對重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整個母線系統(tǒng)可靠性受到限制，所以，在重要負(fù)荷的出線回路較多、供電容量較大時，一般不予采用。 雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用，如圖 3所示。每一電源和出線的 回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母 線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器 (簡稱母聯(lián)斷路器 )QFC來實現(xiàn)。 二、雙母線接線及雙母線分段接線 (一） 雙母線接線 圖 3 雙母線分段接線 有兩組母線后，使運行的可靠性和靈活性大為提高。其特點如下： (1)供電可靠。 通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，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(fù)供電。 檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他電路均可通過另一組母線繼續(xù)運行 。 上述所有操作均涉及到 “ 倒母線 ” ， 其操作步驟必須正確 。 例如：欲檢修工作母線 ， 可把全部電源和線路倒換到備用母線上 。 其步驟是：其一 ， 先合上母聯(lián)斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān) ， 再合母聯(lián)斷路器 QFC， 向備用母線充電 ， 這時 ， 兩組母線等電位 。 其二 ， 為保證不中斷供電 ， 按 “ 先通后斷 ” 原則進行操作 ， 即先接通備用母線上的隔離開關(guān) ， 再斷開工作母線上的隔離開關(guān) 。 其三 ， 完成母線轉(zhuǎn)換后 ， 再斷開母聯(lián)斷路器 QFC及其兩側(cè)的隔離開關(guān) ， 即可使原工作母線退出運行進行檢修 。 (2)調(diào)度靈活 ： 各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運行方式。 ① 當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運行，另一組母線備用，全部進出線均接在運行母線上，即相當(dāng)于單母線運行。 ② 兩組母線同時工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，即稱之為固定連接方式運行。這也是目前運行中最常采用的運行方式，它的母線繼電保護相對比較簡單。 ③ 有時為了系統(tǒng)的需要 ， 亦可將母聯(lián)斷路器斷開 (處于熱備用狀態(tài) )， 兩組母線同時運行 。 此時 ， 這個電廠相當(dāng)于分裂為兩個電廠各向系統(tǒng)送電 ， 這種運行方式常用于系統(tǒng)最大運行 方式時 ， 以限制短路電流 。 雙母線接線還可以完成一些特殊功能 。 例如：用母聯(lián)與系統(tǒng)進行同期或解列操作；當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時 (如發(fā)電機或線路檢修后需要試驗 )， 可將該回路單獨接到備用母線上運行；當(dāng)線路利用短路方式熔冰時 ， 亦可用一組備用母線作為熔冰母線 ， 不致影響其他回路工作等 。 (3)擴建方便： 向雙母線左右任何方向擴建，均不會影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中也不會造成原有回路停電。 由于雙母線接線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的 6～ 10kV配電裝置；35～ 60kV出線數(shù)超過 8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時； 110～ 220kV出線數(shù)為 5回及以上時。 ? 為了縮小母線故障的停電范圍，