【文章內(nèi)容簡介】 主接線。主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性，并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有決定性的作用。對(duì)電氣主接線的基 本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。分析和評(píng)估主接線可靠性通常應(yīng)從以下幾個(gè)方面綜合考慮： （ 1） 發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （ 2） 發(fā)電廠接入電力系統(tǒng)的方式 （ 3） 發(fā)電廠的運(yùn)行方式和負(fù)荷性質(zhì) （ 4） 設(shè)備 的可靠程度影響主接線的可靠性 （ 5） 長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累是提高可靠性的重要條件 對(duì)于單機(jī)容量在 300MW 及以上的發(fā)電廠，可靠性準(zhǔn)則建議如下： 任何斷路器檢修，不得影響對(duì)用戶的供電 任一進(jìn)、出線斷路器故障，不應(yīng)切除一臺(tái)以上機(jī)組和相應(yīng)的線路 任一臺(tái)斷路器檢修或另一臺(tái)斷路器故障相重合時(shí)，以及分段或母聯(lián)斷路器故障時(shí)，都不應(yīng)切除兩臺(tái)以上機(jī)組和相應(yīng)線路 在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)電廠不致全停的條件下，允許切除兩臺(tái)以上 300MW 機(jī)組 靈活性 主接線應(yīng)滿足調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性： （ 1） 調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地切除或投入發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求 （ 2） 檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn) 行安全檢修而不影響電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和對(duì)用戶的供電 5 （ 3） 擴(kuò)建時(shí)，可以容易的從初期接線過度到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組，變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建量最少 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性和靈活性要求的前提下應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 投資省 A、主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省電氣設(shè)備的數(shù)量，減低投資； B、能讓繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行和節(jié)約二次設(shè)備及控制電纜投資； C、要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè) 備和輕型電器 （ 2） 占地面積少 主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少 （ 3） 電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免兩次變壓而造成的電能損失 主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)約投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。 大中型電廠的電壓等級(jí)不宜多 于三級(jí)，一般情況下升高電壓 13級(jí) 電氣參數(shù) A、最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的 6070% B、負(fù)荷的同時(shí)率， 110KV 及以下取8590%，大型企業(yè)取 90100% C、負(fù)荷的功率因數(shù)綜合負(fù)荷取 80%，大型冶金企業(yè)取 95% D、廠用率：凝汽機(jī)組取 58%，熱電廠取 813%，水電廠取 % 主接線的基本接線形式和主接線的擬定 主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備的連接方式，概括說有兩種：有匯流母線的和無匯流母線的接線方式。 在進(jìn)出線較多時(shí)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方 便，有利于安裝和擴(kuò)建。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積少， 6 只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電所，本電廠共 4 臺(tái) 300MW 機(jī)組，出線有六回，因此考慮有匯流母線的接線方式。 有匯流母線的接線方式有：單母線接線、單母線分段、雙母線接線、雙母線分段、雙母線帶旁路、雙母線分段帶旁路、一臺(tái)半接線，變壓器組接線和 35角型接線。 旁路母線設(shè)置的原則： 110KV 及以上高壓配電裝置中，因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，輸送功率大，停電影響大，同時(shí)高壓斷路器每臺(tái)檢修通常都需 5～ 7 天的較長時(shí)間，因此不允許因檢修斷路器而長期停電， 故設(shè)置旁路母線，從而使檢修與它相連的任一回路的斷路器時(shí)，該回路便可以不停電，提高了供電的可靠性，鑒于本廠的實(shí)際情況，要求主接線有高可靠性，可以考慮以下幾種接線： 雙母線帶旁路 優(yōu)點(diǎn)： A、供電可靠通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可輪流檢修一組母線而不致供電中斷，又因?yàn)閹в信月?，檢修出線斷路器時(shí)可以不停止供電； B、調(diào)度靈活：各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到一組母線上，能靈活的適應(yīng)各種運(yùn)行方式和潮流變化； C、擴(kuò)建方便，可以向雙母線左右任一方向擴(kuò)建 缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器之用，容易誤操作 。為了防止隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 適用范圍：在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)四回及以上時(shí)。 雙母線分段帶旁路（或帶旁路隔離開關(guān)）接線 超高壓配電裝置可靠性要求高，為限制故障范圍，當(dāng)進(jìn)出線 6 回及以上時(shí)一般采用此種接線。 當(dāng)一段母線故障或連在母線上的進(jìn)出線斷路器故障時(shí)，停電范圍為三分之一，而當(dāng)一段母線故障合并分段或母聯(lián)斷路器拒動(dòng)時(shí)停電范圍為三分之二。 采用分段時(shí)，應(yīng)注意分段后母線的保護(hù)的復(fù)雜性。 比雙母線帶旁路多用了兩臺(tái)斷路器，增加了投資。 隔離開關(guān)作為倒換操作母線用時(shí)，比雙母線帶 旁路更容易產(chǎn)生誤操作。 一臺(tái)半斷路器接線 有高度的可靠性：發(fā)生母線故障時(shí)，只跳開與母線相連的斷路器而不終止回路供電，與母線相連的斷路器故障或檢修時(shí)也可不終止供電。 運(yùn)行調(diào)度靈活：正常時(shí)兩組母線和所有斷路器都投入工作，從而形成多環(huán)供電，運(yùn)行 7 調(diào)度靈活。 操作檢修方便：隔離開關(guān)僅供檢修時(shí)用，避免了將隔離開關(guān)作操作用時(shí)的倒閘操作；檢修斷路器時(shí)，不需帶旁路的倒閘操作；檢修母線時(shí)，回路不需要切換。 繼電保護(hù)及二次回路復(fù)雜。 投資過高，經(jīng)濟(jì)性差，在該設(shè)計(jì)中比雙母線帶旁路多用了三臺(tái)斷路器。 綜上所述，通過主接線各種基本接線 形式的分析，結(jié)合本電廠的實(shí)際情況， 對(duì)其主接線的可靠性和靈活性要求都很高，兼顧經(jīng)濟(jì)性，采用雙母線帶旁路接線， 裝有專用旁路斷路器，這樣可以用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電，考慮到單機(jī)容量達(dá)到 300MW 的大型機(jī)組停運(yùn)對(duì)系統(tǒng)影響很大，故在變壓器進(jìn)線回路中也接入旁路母線；若采用一臺(tái)半斷路器，就會(huì)有一串中接兩條出線，在母線故障時(shí)，會(huì)使兩條出線都停電。 接線圖見下 圖 ： 主變壓器的選擇和發(fā)電機(jī)接入系統(tǒng)方式的選擇 發(fā)電機(jī)接入母線原則 大型電廠一般指總?cè)萘繛?1000MW 及以上，單機(jī)容量在 200MW 及以上的電廠，其接入一般采用簡單可靠的單元接線方式。鑒于本電廠實(shí)際情況，應(yīng)采用發(fā)電廠 — 變壓器單元 8 接線。 300MW 機(jī)組，一般采用雙繞組變壓器組成單元接線，而不采用三繞組變壓器。 對(duì)于單機(jī)容量在 300MW 以上的機(jī)組，由于機(jī)組容量大，額定電流和短路電流都很大，發(fā)電機(jī)出口斷路器制造困難，價(jià)格昂貴，且對(duì)供電可靠性要求也較高，所以，一般在發(fā)電機(jī)回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，分相封閉母線中一般不裝設(shè)斷路器和隔離開關(guān)，本廠采用分相封閉母線。 變壓器的選擇 變壓器容量的確定 單元接線時(shí)，變壓器 的容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有 10%的裕度來確定。 變壓器臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)于單元接線應(yīng)和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)一樣。 變壓器形式的選擇 A、相數(shù)的確定：在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中一般選用三相變壓器，因?yàn)閱蜗嘧儔浩飨鄬?duì)來講投資大，占地多，運(yùn)行損耗也大，同時(shí)配電裝置結(jié)果復(fù)雜，也增加維修工作量。鑒于此種考慮，如三相變壓器滿足要求則優(yōu)先選用三相變壓器。 B、繞組數(shù)的確定：由以上分析來看， 一般選用雙繞組變壓器。 C、變壓器接線組別的確定：變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓、相位一致，否則不能并 列運(yùn)行。我國 110KV及以上電壓變壓器三相繞組都采用“ YN”連接。 35KV 及以下電壓變壓器三相繞組都采用“ D”連接。再考慮到限制對(duì)電源的影響因素。本廠主壓器及決定采用“ YND11”常規(guī)連接。 通過以上分析可以計(jì)算并選取主變壓器參數(shù)如下表。具體計(jì)算過程在計(jì)算說明書中。 變壓器型號(hào) 額定容量（ MVA） 額定電壓（ KV） Ud% SFP7360/220 360 242/18 14 中性點(diǎn)接地方式的討論 一、電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 中性點(diǎn)非直接接地 A、中性點(diǎn)不接地方式簡單，單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，供 電連續(xù)性好。但由于過電壓水平高要求有較高的絕緣水平不宜用于 110KV 及以上電網(wǎng)中。B、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地當(dāng)接地電流超過允許值時(shí)， 可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流。 C、中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地當(dāng)接地電容電流超過允許值時(shí)， 也可以采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方 9 式。一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。 中性點(diǎn)直接接地直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設(shè)備須立即切除，增加斷路器負(fù)擔(dān)，降低供電連續(xù)性。但由于過電壓較低，絕緣水平可下降，減少設(shè)備造價(jià)，特別是在電壓，超高壓電網(wǎng)中經(jīng)濟(jì)效益顯著。 鑒于本電網(wǎng)為 500KV 電壓等級(jí)，決定采用中型點(diǎn)直 接接地方式。 二、主變壓器中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器的中性點(diǎn)接地方式： 主變壓器的 110500KV 側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式，且所有變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地。 主變壓器 663KV 側(cè)采用中性點(diǎn)不接地方式。 因此，本電廠的主變壓器中性點(diǎn)選用經(jīng)隔離開關(guān)接地。 三、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式： 采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地方式，適用于 125MW 及以下的中小型機(jī)組。 采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，適用于單相接地電流大于允許值的中小機(jī)組或 200MW 及以下大機(jī)組要求能帶單相接地故障運(yùn)行時(shí) 。 采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地方式： A、采用后可達(dá)到限制過電壓不超過 倍額定相電壓；限制接地故障電流不超過 1015A；為釘子接地保護(hù)提供電源便于檢修。 B、適用于 200MW 及以上的機(jī)組。 由以上分析，本廠發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式?jīng)Q定采用經(jīng)高電阻接地 10 第 4章 廠用電系統(tǒng) 本章講述了廠用電接線的設(shè)計(jì)原則及接線的形式，廠用系統(tǒng)供電電壓的確定、廠用電源的正確引接和廠用變壓器、備用變壓器的選擇。 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線的形式 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停運(yùn)、檢修過程中，有大量由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備（ 如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、除灰，除塵及水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明等總的耗電量稱為廠用電，廠用電的中斷會(huì)給電力生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失和設(shè)備的損壞，甚至危及人身安全。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)程序。 廠用電接線設(shè)計(jì)的原則和要求 按機(jī)組自成系統(tǒng)，特別是 200MW 及以上的機(jī)組，一臺(tái)機(jī)組的故障、停運(yùn)或其輔助設(shè)備的電氣故障，不應(yīng)影響另一臺(tái)機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)本機(jī)組的正常運(yùn)行。 保證在廠用工作電源故障，機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)過程中必需的廠用機(jī)械的供電， 一般應(yīng)配置備用電源，在機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)和事故時(shí)的切換操作要少，并能與工作電源短時(shí)并列。 滿足機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，設(shè)置數(shù)量少的廠用變壓器和廠用母線段，使接線簡單明了和操作方便。 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用系統(tǒng)運(yùn)行方式，特別注意對(duì)公用負(fù)荷的供電影響，要便于過度，盡少改變接線和更換設(shè)備。 200MW 及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源，當(dāng)廠用工作電源和備用電源都失效時(shí)，可以快速啟動(dòng)和自動(dòng)投入，配備電能質(zhì)量符合熱工負(fù)荷要求的不間斷直供電源。 廠用電壓等級(jí)的確定 火電廠采用 3KV、 6KV、和 10KV 作為高壓廠用電壓，在滿足技術(shù)前提下應(yīng)優(yōu)先采用較低電壓以獲得較高經(jīng)濟(jì)效益。 11 按發(fā)電機(jī)容量，電壓決定高壓廠用電壓，當(dāng)容量在 100300MW 時(shí)，宜采用 6KV 作為廠用電高壓。 根據(jù)本廠情況選擇 6KV 作為廠用電高壓。 廠用電源的引接 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，由各段母線引接，供給接在該段母線上的機(jī)組的廠用負(fù)荷。 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí)，由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷，發(fā)電機(jī)容量在 125MW 及以下時(shí)，一般在廠用分支上裝設(shè)斷路器，若斷路器開斷容量不夠時(shí)，也可采用能滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的負(fù)荷開關(guān)，連接片等方 式；大容量發(fā)電機(jī)組，當(dāng)廠用分支采用分相封閉母線時(shí)，在該分支上不裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 考慮到本廠情況，采用下圖連接方式： 備用電源的引接 廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時(shí)替代工作電源，起后備作用。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能從系統(tǒng)中獲得廠用電源。 對(duì)于 20