【正文】 母線的接線如圖 11 所示是一個(gè)典型的單母線接線圖。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、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。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的以下三種情況： （1）6～10KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò) 5 回； （2）35～63KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò) 3 回； （3）110～220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)不超過(guò) 3 回。T 2T 1電源母線線路單母線接線 單母線分段接線T 1 T 2圖 2 1 圖 2 2 隔離開關(guān)作為操作電器，所以斷路器和隔離開關(guān)在正常運(yùn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作順序；隔離開關(guān)“先合后斷”或在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作。如圖 22 所示。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。 單母線分段有其如下優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要的用戶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停電。顯然對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，這都是不允許的。雙母線接線雙母線接線是根據(jù)單母線接線的缺點(diǎn)提出來(lái)的，如圖 23 所示。它可以有兩種運(yùn)行方式，一種是固定連接分段運(yùn)行方式。另一種工作方式相當(dāng)于單母線運(yùn)行方式。然而它比單母線分段接線的投資更大。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母8線上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線上的隔離開關(guān)。雙母線接線的適用范圍： （1）6～10KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)； （2）35～63KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)超過(guò) 8 回火連接電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； （3）110～220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為 5 回以上時(shí)，或 110～220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回?cái)?shù)在 4 回以上時(shí)。通過(guò)兩組母線隔離開關(guān)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(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。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。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。d 便于實(shí)驗(yàn)。 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關(guān)。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需要隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。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。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)。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。 （2）發(fā)電機(jī)變壓器線路單元接線。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)。 。(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。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常段開運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，再跨條上需加裝兩組10隔離開關(guān)。 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。 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)。 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)。 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。 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%。10KV 最大負(fù)荷 20MW,最小負(fù)荷 16MW,cos =, Tmax=5300h，為Ⅰ類、Ⅱ類負(fù)荷。110KV 最大負(fù)荷 70MW,最小負(fù)荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類負(fù)荷。當(dāng)取基準(zhǔn)容量為 時(shí)，系統(tǒng)歸算到 220KV 母線上的 。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。11 電壓等級(jí)的方案選擇。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。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。所以可以將主接線形式表示如圖 26 所示。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。 電壓等級(jí)的方案選擇。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)用戶的供電；當(dāng)檢修任意回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路；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。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。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。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，13具體到電氣接線圖如圖 28 所示。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。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。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求，在 110KV 電壓等級(jí)上的出線 上為二類負(fù)荷，對(duì)這類用戶可以進(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。14 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。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。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。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)。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)，也開采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地。 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。故適用于 110KV 及以上電網(wǎng)中。 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。 （3）終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。 （5）所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活選擇接16地點(diǎn)。 （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)。 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。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。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。勵(lì)磁機(jī)是向汽輪發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁的設(shè)備。在轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷系統(tǒng)中，又有軸向通風(fēng)等多種方式。 選型 QFSN—2022型號(hào)含義； 2——2 極 200——額定容量 N——?dú)鋬?nèi)冷 F——發(fā)電機(jī) Q——汽輪機(jī) S——水內(nèi)冷 —200—2 型汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)17視在功率（MVA） 有功功率（MW） 電壓（V） 電流（A） 功率因數(shù) cos?235 200 15750 8625 本次設(shè)計(jì)題目為 4200MW 的火力發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)。考慮到汽輪機(jī)的最大連續(xù)進(jìn)汽量工況出力系制造廠為補(bǔ)償制造偏差和汽輪機(jī)等老化所留的余度，也即汽輪機(jī)不宜在此工況下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，所以，發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)出力在功率因數(shù)和氫壓為額定值時(shí)與汽輪機(jī)的最大連續(xù)出力配合即可。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的提高和規(guī)模的擴(kuò)大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_(dá)發(fā)電機(jī)容量的 710 倍。 主變壓器 在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時(shí)與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。例如，大型大電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺(tái)數(shù)不足（一臺(tái)）或者容量不足將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性下降，來(lái)年絡(luò)變壓器經(jīng)常過(guò)載或被迫限制兩級(jí)電網(wǎng)的功率交換。臺(tái)數(shù)過(guò)多、容量過(guò)大將增加投資并使配電裝置復(fù)雜化。 具有發(fā)電機(jī)電壓母線的主變壓器連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)間的主變壓器容量，應(yīng)按下列條件計(jì)算： （1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。在電廠分期建設(shè)過(guò)程中，在事故斷開最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的情況下，通過(guò)變18壓器向系統(tǒng)取得電能時(shí)，可以考慮變壓器的允許過(guò)負(fù)荷能力和限制非重要負(fù)荷。 （4）按上述條件計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷曲線的變化和逐年負(fù)荷的發(fā)展。 （5）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺(tái)。 具體計(jì)算的過(guò)程如下： 電壓等級(jí)下的最大容量 S =（S GSG8%Smin）= (400400) = 352 = 電壓等級(jí)下的最大容量 S = Smax/ =70/= 電壓等級(jí)下的最大容量 S = (S10max+S110min) / = (70+20) / =根據(jù)上面的計(jì)算可知道低壓側(cè)的容量為最大，所以，以此為基準(zhǔn)可以選擇一個(gè)三繞組的變壓器. 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。三相變壓器的一組相繞組或連接成三相組的三相變壓器的相同電壓的繞組連接成星型、三角型、曲折型時(shí)，對(duì)高壓繞組分別以字母 Y、D 或 Z 表示，對(duì)中壓或低壓繞組分別以字母 y、d 或 z 表示。我國(guó) 110KV 以上電壓，變壓器的繞組都采用 Y 連接。 變壓器的電壓調(diào)整使用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器的變比。5%以內(nèi)；另一19種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 20%30%。綜合考慮發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)運(yùn)行出力變化不大，所以在本次的設(shè)計(jì)中采用的變壓器調(diào)整方式是無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓。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。2．接在變壓器因出現(xiàn)或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。4．?dāng)嗦菲鞯膬蓚?cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修是隔離電源。 接地刀閘的配置為保證電器和母線的檢修安全，35KV 及以上沒(méi)斷母線根據(jù)長(zhǎng)度宜安裝 1~2組接地刀閘，兩組接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中。20 電壓互感器的配置1．電壓互感器的數(shù)量和配置與主界限方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量，保護(hù)，同期和自動(dòng)裝置的要求。2．6~220KV 電壓等級(jí)的每組主母線上的三項(xiàng)上裝設(shè)電壓互感器。 4．當(dāng)需要在 330KV 及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。2．再在未裝設(shè)斷路器的變壓器的中性點(diǎn)變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設(shè)電流互感器。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，以具體要求按兩項(xiàng)或三相配置。2．220KV 及一線變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí) ，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)避雷器。4．直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且安裝有隔離開關(guān)時(shí)，變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器。在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。 短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。（2）架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等都可能導(dǎo)致短路。（4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都回造成短路。（5）其他原因。 2．短路后果短路故障發(fā)生后