【正文】 1 2 30 1 1 2 2 3 3k k ke e eS S SA P T P P PS S S? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?（ kWh） （ ） 電氣主接線設(shè)計 134 表 最大功率損耗時間 τ值（ h） 電氣主接線設(shè)計 135 τ1 、 τ2 、 τ3 —— 變壓器高、中、低壓繞組的最大負荷損耗時間， s； ΔPk ΔPk2 、 ΔPk3 —— 折合到變壓器額定容量 Se的變壓器高、中、低壓繞組的短路損耗，kW。 ΔPk ΔPk2 、 ΔPk3的換算公式如下： ][21 3231211 ）k （）k （）k （k PPPP ??? ???????（ kW） ][21 3132212 ）k （）k （）k （k PPPP ??? ???????（ kW） （ ） （ ） 電氣主接線設(shè)計 136 式中 、 、 —— 三繞組變壓器產(chǎn)品手冊中給出的短路損耗值， kW。 當(dāng)變壓器的容量比不是 100/100/100時（如是100/100/50時），則還需換算一次，即用 去乘 、 ，而 不變。 最后，參與比較的方案年運行費用為： ][21 2132313 ）k （）k （）k （k PPPP ??? ???????（ kW） （ ） 250100??????)21( ?? kP )32( ?? kP )31( ?? kP)31( ?? kP )32( ?? kP )21( ?? kP AUUU ????? ??21（ ） 電氣主接線設(shè)計 137 各方案的綜合比較 —— 經(jīng)濟最優(yōu)方案的確定 計算出兩方案的綜合投資和年運行費用后，若其中一方案的綜合投資和年運行費用都高，則顯然該方案經(jīng)濟性差，應(yīng)被淘汰，宜選用兩項數(shù)值均低的方案。只有綜合投資高（低）而年運行費用低（高）的方案才有被比較的必要。如第一方案的綜合投資 Z1高而年運行費用 U1低，第二方案的綜合投資 Z2低而年運行費用 U2高，則應(yīng)進一步進行比較。 電氣主接線設(shè)計 138 抵償年限法 若第一個方案綜合投資多于第二個方案，但年運行費少于第二個方案，則可求出其抵償年限 T為： 根據(jù)國家經(jīng)濟政策的規(guī)定， T以 5～ 8年為限，它表示第一個方案中多投資的費用可在 T年內(nèi)由節(jié)省的年運行費用予以補償。若 T小于 5～ 8年，則選取第一個方案；若 T大于 5～ 8年，則選用第二個方案。 ZZTUU???1221（ ） 電氣主接線設(shè)計 139 典型電氣主接線方案 典型電氣主接線方案 140 水力發(fā)電廠電氣主接線的特點 （ 1）水力發(fā)電廠建在有水能資源處，一般離負荷中心較遠，當(dāng)?shù)刎摵珊苄∩踔翛]有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠方。因此，主接線中單元接線或擴大單元接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動化調(diào)節(jié)。 水力發(fā)電廠的電氣主接線 典型電氣主接線方案 141 （ 2）水力發(fā)電廠的電氣主接線應(yīng)力求簡單，主變臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應(yīng)盡量減少，高壓配電裝置應(yīng)布置緊湊、占地少，以減少在狹窄山谷中的土石方開挖量和回填量。 （ 3）水力發(fā)電廠的裝機臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也一次建成，一般不考慮擴建問題。這樣，除可采用單母線分段、雙母線不分段、雙母線帶旁路及 3/2斷路器接線外，橋形和多角形接線也應(yīng)用較多。 典型電氣主接線方案 142 （ 4）水力發(fā)電機組啟動快，啟停時額外耗能少，常在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻、調(diào)峰及調(diào)相任務(wù)，因此機組開停頻繁，運行方式變化大，主接線應(yīng)具有較好的靈活性。 （ 5）水力發(fā)電機組的運行控制比較簡單，較易實現(xiàn)自動化，為此，電氣主接線應(yīng)盡量避免以隔離開關(guān)作為操作電器。 典型電氣主接線方案 143 大型水力發(fā)電廠的電氣主接線 圖 。 圖 （ a） 為某大型水電廠的電氣主接線，其發(fā)電機均與升壓變壓器構(gòu)成了單元接線或擴大單元接線，擴大單元中的主變壓器還采用低壓分裂的形式連接兩臺發(fā)電機。這樣不僅簡化了接線，還可有效地限制發(fā)電機電壓側(cè)的短路電流。 圖 （ b） 為葛洲壩（大江）水電廠主接線， 4臺 125MW發(fā)電機共用一臺 600MVA 主變壓器并升壓至 500kV。因為該廠為低水頭發(fā)電廠，發(fā)電機容量不大，這樣配置既減少了主變臺數(shù)又減少了 500kV斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量，減少了占地，降低了投資。 典型電氣主接線方案 144 圖 大型水力發(fā) 電廠的電氣主接線 （a）某大型水電廠電氣主接線； （b）葛洲壩（大江）水電廠 主接線（隔離開關(guān)等略） 典型電氣主接線方案 145 中型水力發(fā)電廠的電氣主接線 如 圖 ，某水電廠共有 4臺發(fā)電機， G1～Ｇ 4中每 2臺發(fā)電機與 1臺升壓變壓器構(gòu)成擴大單元接線。其中 T1為低壓繞組分裂的變壓器， T2為一臺自耦變壓器，高壓與中壓分別聯(lián)絡(luò) 220kV和 110kV兩級升高電壓，第三繞組則分裂為兩個相同的低壓繞組與兩臺發(fā)電機相連。發(fā)電機 GG6分別經(jīng)雙繞組升壓變壓器升壓后在高壓側(cè)并為一點接入 110kV系統(tǒng)。這種接線稱為聯(lián)合單元接線，能節(jié)省高壓側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量，并使高壓側(cè)接線簡化，以減少占地面積。 典型電氣主接線方案 146 圖 某水力發(fā)電廠電氣 主接線（略去隔離開關(guān)等） 典型電氣主接線方案 147 根據(jù)火力發(fā)電廠的容量及其在電力系統(tǒng)中的地位，一般可將火力發(fā)電廠分為區(qū)域性火力發(fā)電廠和地方性火力發(fā)電廠。這兩類火力發(fā)電廠的電氣主接線有各自的特點。 火力發(fā)電廠的電氣主接線 典型電氣主接線方案 148 區(qū)域性火力發(fā)電廠的電氣主接線 區(qū)域性火力發(fā)電廠的單機容量及總裝機容量都較大，我國目前這類電廠的單機容量多為 200MW和 300MW及少量 600MW，電廠總裝機容量可達100MW甚至 600MW以上。區(qū)域性火力發(fā)電廠多建在大型煤炭基地（有時稱為“坑口電廠”）或運煤方便的地點（如沿?；騼?nèi)河港口），而與負荷中心（城市）距離較遠。它們生產(chǎn)的電能主要經(jīng)過升壓變壓器升至較高電壓后送入系統(tǒng)，一般不設(shè)發(fā)電機電壓母線給當(dāng)?shù)刎摵晒╇姟ｋ姎庵鹘樱ㄗ疃鄡蓚€）電壓等級。 典型電氣主接線方案 149 220～ 500kV電壓等級的配電裝置都采用可靠性較高的接線形式，如雙母線不分段、雙母線帶旁路、雙母線四分段帶旁路以及更為靈活可靠的3/2斷路器接線等。 典型電氣主接線方案 150 圖 。該廠有 4臺 300MW機組和 2臺 600MW機組；500kV線路 4回，采用 3/2接線，每回出線均裝有高壓并聯(lián)電抗器以吸收線路電容充電功率；220kV 出線有 7回，采用帶旁路母線的雙母線接線。由于高、中壓穿越功率較小，采用一組自耦變壓器作為 500kV和 200kV之間的聯(lián)絡(luò)變壓器，其第三繞組 35kV側(cè)既作為啟動／備用變壓器電源，又接入低壓電抗器抵消多余的充電功率。 典型電氣主接線方案 151 圖 某大型區(qū)城性火力發(fā)電廠 電氣主接線簡圖（圖中未標注設(shè)備型號） 典型電氣主接線方案 152 地方性火力發(fā)電廠的電氣主接線 地方性火電廠的單機容量和總裝機容量都較小，一般都建在負荷中心附近（城市邊緣）。所發(fā)出的電能有較大部分以發(fā)電機電壓（ 10kV）經(jīng)線路直接送到附近的用戶，或升至 35kV送到稍遠些的用戶，其余的電能則升壓到 110kV或 220kV送入系統(tǒng)。在本廠發(fā)電機故障或檢修時，可由系統(tǒng)返送電能給地方負荷。 典型電氣主接線方案 153 發(fā)電機電壓母線在地方性火電廠主接線中顯得非常重要，一般采用單母線分段、雙母線不分段、雙母線分段接線等形式。為限制過大的短路電流，分段斷路器回路中常串入限流電抗器， 10kV出線也常需要串入限流電抗器。這樣就可以選用較便宜的輕型斷路器。升高電壓級則根據(jù)具體情況，一般可以選用單母線、單母線分段、雙母線不分段等接線形式。 典型電氣主接線方案 154 圖 圖。該廠設(shè)有四臺發(fā)電機，其中 G G2容量為100MVA，發(fā)電機電壓母線采用雙母線分段，設(shè)有母線分段電抗器。 G G2和 10kV線路均勻分布在發(fā)電機電壓母線的兩個分段上， G G2一部分電能直接以 10kV電纜線路供電給附近用戶（出線都帶電抗器），剩余電能經(jīng)兩臺三繞組變壓器升壓為 35kV和 110kV供電給較遠用戶和系統(tǒng)。因為有兩條架空線路供電給稍遠一點的較大用戶，故 35kV采用內(nèi)橋式接線。 典型電氣主接線方案 155 110kV采用雙母線帶旁路母線接線，有 6回架空出線與系統(tǒng)相連并供電給大企業(yè)和城市 110/10kV變電所。發(fā)電機 G G4容量為 125MW，額定電壓為 接將電能匯入 110kV系統(tǒng)。 典型電氣主接線方案 156 圖 某地方性中型火力發(fā)電廠的電氣主接線圖 典型電氣主接線方案 157 熱電廠常建在工業(yè)區(qū)附近，除向附近用戶供電外，還向其供熱，也屬于地方性火力發(fā)電廠。 圖。該廠是為了滿足氣候較冷的北方大城市集中供熱，減輕城市煙塵污染的需要而建的，可為附近建筑供熱。該廠雖然也承擔(dān)向附近幾個有較大負荷的企業(yè)和居民點供電的任務(wù)，但并未設(shè)置發(fā)電機電壓母線，而是110kV高壓母線，以 110kV線路向企業(yè)和居民點的 110/6～ 10kV變電所供電。 典型電氣主接線方案 158 圖 某熱電廠的電氣主接線 典型電氣主接線方案 159 電力系統(tǒng)中的變電站可分為以下三類： 樞紐變電站 —— 為系統(tǒng)的最高電壓變電站，一般電力系統(tǒng)中的大型電廠均與之連接，實現(xiàn)電力系統(tǒng)主要發(fā)電功率的分配，并作為與其他遠方電力系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)站； 區(qū)域變電站 —— 承擔(dān)大面積的區(qū)域供電，其電壓等級僅次于樞紐變電站； 配電變電站 —— 在區(qū)域變電站下承擔(dān)一個小區(qū)的供電。 變電站電氣主接線 典型電氣主接線方案 160 （ 1）系統(tǒng)樞紐變電站接線 樞紐變電站的電壓等級高，變壓器容量大，線路回數(shù)多，通常匯集著多個大電源和大功率聯(lián)絡(luò)線，聯(lián)系著多個高壓和中壓電網(wǎng)，在電力系統(tǒng)中居于重要的樞紐地位。樞紐變電站的電壓等級不宜多于三級，最好不要出現(xiàn)兩個中壓等級，以免接線過分復(fù)雜。 圖 ，其電壓等級為 500／ 220／ 35kV，主變壓器是兩臺容量為750MVA的自耦變壓器，方便 500kV與 220kV側(cè)的功率交換。 典型電氣主接線方案 161 500kV配電裝置采用一臺半斷路器接線，主變壓器采用交叉換位布置方式，其第三繞組上引接無功補償設(shè)備以及所用變壓器，具有非常高的供電可靠性。 220kV側(cè)有大型工業(yè)企業(yè)及城市負荷（共 14回線路），該側(cè)配電裝置采用有專用旁路斷路器的雙母線帶旁路接線，可以保證在母線檢修、出線斷路器檢修時線路不停電。兩臺主變壓器 35kV側(cè)都采用單母線不分段接線，每臺主變壓器低壓側(cè)帶120Mvar并聯(lián)電容器和 135Mvar并聯(lián)電抗器以及站用變壓器，兩臺主變壓器 35kV側(cè)不設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器，以方便運行和管理。 典型電氣主接線方案 162 圖 某樞紐變電所的主接線 典型電氣主接線方案 163 （ 2）區(qū)域變電站接線 區(qū)域變電站一般是向一個地區(qū)供電，通常是一個地區(qū)或城市的主要變電站，區(qū)域變電站高壓側(cè)電壓等級一般為 110～ 220kV，低壓側(cè)為 35kV或10kV。 220kV大容量地區(qū)變電站的電氣主接線一般較復(fù)雜，根據(jù)出線回路數(shù)的多少和對可靠性的要求，其 220kV和 110kV側(cè)可以采用雙母線不分段（或雙母線分段）或雙母線（或雙母線分段）帶旁路母線接線，常在主變低壓側(cè)裝普通電抗器來限制 10kV系統(tǒng)的短路電流。 110kV地區(qū)變電站的電氣主接線出線回路數(shù)一般較少， 110kV可以采用單母線分段或單母線分段帶簡易旁路母線接線； 35kV可以采用雙母線不分段或單 母線分 典型電氣主接線方案 164 段接線（屋內(nèi)用手車式開關(guān)柜）， 6～ 10kV可以采用單母線分段（屋內(nèi)用手車式開關(guān)柜或固定式開關(guān)柜）和單母線分段帶旁路接線（屋內(nèi)用固定式開關(guān)柜），通常不需采用限流措施，當(dāng)短路容量比較大時，可采用變壓器低壓側(cè)分裂運行并與備用電源自動投入裝置相配合的方式限制短路電流至允許范圍，以便選擇輕型電器，其接線較為簡單。全屋內(nèi)的 220kV和 110kV變電站可采用六氟化硫全封閉組合電器。 典型電氣主接線方案 165 圖 200kV中型區(qū)域變電站的電氣主接線。 220kV配電裝置采用內(nèi)橋接線，為了避免橋斷路器檢修時導(dǎo)致系統(tǒng)開環(huán)運行，在線路側(cè)設(shè)置了跨條。 110kV配電裝置采用單母線分段接線，部分