【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路的母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路。 b 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任 意分配到某一組母線上能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 c 擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線單位電源和符合均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時(shí)不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 d 便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。 雙母線接線也有其缺點(diǎn)： a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。 b 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避 免隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需要隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 3 5 3 3 0 K V3 5 2 2 0 K V 1 1 0 3 3 0 K V1 1 0 3 3 0 k v 變 電 所（ a ）( b ) ( c ) 圖 2 4 單 元 接 線 變壓器 線路單元接線 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 發(fā)電機(jī)和變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī) 變壓器組，稱(chēng)為單元接線。單元接線的特點(diǎn)是幾個(gè)元件直接單獨(dú)連接，其間沒(méi)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(jiǎn)化了配電裝置的結(jié)構(gòu)和降低了造價(jià)，同時(shí)也大大減少了故障的可能性。 （ 1）發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器組成的單元接線。在圖 24（ a）和（ b）中，發(fā)電機(jī)和變壓器成為一個(gè)單元組，電能經(jīng)升壓后直接進(jìn) 入高壓電網(wǎng)。這種接線由于發(fā)電機(jī)和變壓器都不能單獨(dú)運(yùn)行，因此，二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。單元接線的基本缺點(diǎn)是原件之一損壞或檢修時(shí)，整個(gè)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(jī) 變壓器 線路單元接線。如圖 24（ c）所示，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(jià)，并簡(jiǎn)化了運(yùn)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(shí)，變壓器停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路停運(yùn)。 橋型接線 W L1W L2W L1W L2Q F1Q F2Q F3T1T2Q F1Q F2Q F3 T1T2( a ) ( b ) 圖 2 5 前 形 接 線（ a ） 內(nèi) 橋 式 （ b ） 外 橋 式 兩 個(gè)“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，如圖 25所示。 (1) 內(nèi)橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn)： a 變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。 c 出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常段開(kāi)運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開(kāi)關(guān)，再跨條上需加裝兩組隔離開(kāi)關(guān)。橋聯(lián)斷路器 檢修時(shí)，也可利用此跨條。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 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(zhǎng)，故障率較高的情況下。 (2) 外橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn)： a 線路的投入和切除較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。 b 牽連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常段開(kāi)運(yùn)行的跨條，橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)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(shí)，故障率較少的情況下。此外，線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋型接線。 主接線的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1） 電廠規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 4 臺(tái)，容量分別為 4X200MW, UN= 機(jī)組年利用小時(shí)數(shù) : Tmax=6200h 氣象條件：年最高溫度 40 度，平均氣溫 25 度，氣象條件一般，無(wú)特殊要求 廠用電率： 8%。 （ 2） 出線回?cái)?shù)： 電壓等級(jí)： 15km 電纜饋線 10 回，每回平均輸送容量 。 10KV 最大負(fù) 荷20MW,最小負(fù)荷 16MW,cos =, Tmax=5300h，為Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷。 b. 110KV 電壓等級(jí)： 60km 架空出線 6 回，每回平均輸送容量 11MW。 110KV 最大負(fù)荷 70MW,最小負(fù)荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類(lèi)負(fù)荷。 電壓等級(jí)： 150km 架空線 2 回， 220KV 與無(wú)窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。當(dāng)取基準(zhǔn)容量為 時(shí)，系統(tǒng)歸算到 220KV 母線上的 。 主接線的方案 （ 1） 方案一 電壓等級(jí)的方案選擇。 由 于 220KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是 2 回，所以 220 KV 電壓等級(jí)的接線形式可以選擇單母線接線形式 。由于單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以 220 KV電壓等級(jí)的接線形式選擇為單母線接線 。 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于 110KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是 6 回，所以在本方案中的可選擇的接線大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 形式是單母線分段接線。單母線的優(yōu)點(diǎn)如下：①母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②一段母線故障（或檢修） 時(shí)，僅停故障（或檢修）段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于 10KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是 10 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是單母線分段接線。用斷路器把母線分段后，對(duì)重要的用戶(hù)可以從不同的段引出兩條回路，有兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會(huì)自動(dòng)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(hù)停電。 所以可以將主接線形式表示如圖 26所示。 2 1 3 4 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V 圖 26 方案一接線圖 （ 2） 方案二 電壓等級(jí)的方案選擇。 由于 220KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是 2 回，所以 220 KV 電壓等級(jí)的接線形式可以選擇單母線接線形式 。由于單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以 220 KV電壓等級(jí)的接線形式選擇為單母線接線 。 電壓等級(jí)的方案選擇。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 由于 110KV 電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是 6 回，所以在本方案中的可選擇的接線形式是雙母線接線形式。由于雙母線接線的可靠性和 靈活性高，它可以輪流檢修母線，而不中斷對(duì)用戶(hù)的供電；當(dāng)檢修任意回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)該回路；工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而使用戶(hù)迅速恢復(fù)供電；可用母聯(lián)斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在種情況下，只需短時(shí)停電；在個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分離出來(lái)，并單獨(dú)接至備用母線上。雙母線接線形式正好克服了單母線分段接線形式的缺點(diǎn)，所以在大、中型發(fā)電廠中這種接線形式被廣泛應(yīng)用。 2 1 3 4 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V? ? 6 回 圖 27 方案二接線圖 電壓等級(jí)的方案選擇。 在方案二中的 10KV 電壓等級(jí)的接線形式仍然選擇單母線分段接線形式。因?yàn)樵谶M(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)中，必須時(shí)時(shí)刻刻考慮到可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)行動(dòng)要求。 （ 3）方案三 方案三的電氣主接線形式在 220KV 電壓等級(jí)的方案選擇和 110KV 電壓等級(jí)的方案選擇基本相同，在這里就不再作詳細(xì)的介紹。唯一不同的是在 10KV 電壓等級(jí)上將原來(lái)方案一的 220KV電壓等級(jí)兩個(gè)上的發(fā)電機(jī)組全部放置到了 10KV電壓等級(jí)上，具體到電氣接線圖如圖 28 所示。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 方案 的選擇 設(shè)計(jì)發(fā)電廠的電氣主接線時(shí)，首先應(yīng)按技術(shù)要求確定可能選用的方案。當(dāng)有多個(gè)方案在技術(shù)上相當(dāng)時(shí)，則需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 技術(shù)上可行方案的選擇 設(shè)計(jì)發(fā)電廠主接線時(shí)在技術(shù)上應(yīng)考慮的主要問(wèn)題是： 1）保證全系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不應(yīng)再本廠、站內(nèi)的故障造成系統(tǒng)的瓦解； 2）保證負(fù)荷、特別是重要負(fù)荷供電的可靠性及電能質(zhì)量； 3）各設(shè)備、特別要注意高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器的過(guò)載是否在允許范圍內(nèi)。 1 1 0 K V1 0 K V 圖 28 方案 三接線圖 在上述三種方案中，他們?cè)诩夹g(shù)上都是有顯著差異的，在不同的技術(shù)等級(jí)中，都有差異。單母線分段在投資上是比雙母線接線的投入要小的，而雙母線接線的可靠性又比單母線分段接線的可靠性高。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的要求，在 110KV 電壓等級(jí)上的出線 上為二類(lèi)負(fù)荷，對(duì)這類(lèi)用戶(hù)可以進(jìn)行短暫的停電，并不會(huì)造成人身危險(xiǎn)以及設(shè)備的破壞，也不會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失或造成巨大的政治影響。綜合考慮，則選擇單母線分段的接線形式。 在方案一和方案三的比較中，不同的地方是將方案三中的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)直接接入220KV 的系統(tǒng)中，原因 有二，其一是當(dāng)把斯泰發(fā)電機(jī)接入 10KV 母線上浪費(fèi)，在 10KV大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；其二是 220KV 電壓等級(jí)與無(wú)窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。所以考慮將剩余兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī) 變壓器接線方式連接到220KV 系統(tǒng)中。由于發(fā)電機(jī) 變壓器接線方式單元性強(qiáng)，可在機(jī)組單元控制室集中控制，不設(shè)網(wǎng)控室，使運(yùn)行管理較靈活方便 通過(guò)對(duì)三種方案的比較，并且連同電氣主接線的設(shè)計(jì)原則即可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性的綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案一。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 3 火電廠發(fā)電機(jī) 、變壓器的選擇 主變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性問(wèn)題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾等。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有以下幾種： 中性點(diǎn)非直接接地 中性點(diǎn)不接地方式最簡(jiǎn)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，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流。但由于過(guò)電壓水平較高，要求有較高的絕緣水平，不宜用于 110KV 及以上電網(wǎng)。 ① 中性點(diǎn)消弧線圈接地 當(dāng)接地電容電流超過(guò)允許值時(shí)，可采用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過(guò)電壓。 ② 中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地 當(dāng)接地電容電流超過(guò)允許值時(shí)，也開(kāi)采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過(guò)電壓，同時(shí)可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。 直接接地方式的單相短路電流很大，線路或設(shè)備需立即切除，增接了斷路器的負(fù)擔(dān)，降低了供電的連續(xù)性。但由于過(guò)電壓較低，絕緣水平可下降，減少了設(shè)備的造價(jià)， 特別是在高壓和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。故適用于 110KV 及以上電網(wǎng)中。 變壓器中性點(diǎn)接地方式 電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，決定了主變壓器中性點(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 （ 1） 凡是自耦變壓器，其中性點(diǎn)需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 （ 2） 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地。 （ 3） 終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。 （ 4） 變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量是電網(wǎng)所有短路點(diǎn)的綜合零序電抗與綜合正序電抗之比小于 三，以使單相接地時(shí)健全相上工頻過(guò)電壓不超過(guò)閥型避雷器的滅弧電壓。 （ 5） 所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活選擇接大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 地點(diǎn)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不是按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器保護(hù)。 （ 6） 選擇接地時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)節(jié)烈成為中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用非直接接地方式 發(fā)電機(jī)釘子繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流 過(guò)的電流后是發(fā)電機(jī)本身及其引出回路所連接元件的對(duì)地電容電流。 本次設(shè)計(jì)采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。由于它適應(yīng)于單相接地電流大于允許值的中小機(jī)組或 200MW 及以上大機(jī)組。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。當(dāng)發(fā)電機(jī)為單元接線時(shí)，則應(yīng)接在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。 發(fā)電機(jī)的選型