【正文】 b. 多角形接線：將各斷路器互相連接構(gòu)成閉合的環(huán)形，因而得名單環(huán)形接線，又稱為多角形接線。多角 形接線按角的多少又分為三角形接線、四角形接線和五角形接線。這種接線所用斷路器數(shù)目等于回路數(shù)，比相同回路的單母線分段或雙母線分段接線，還可少用一臺(tái)斷路器。但是，每個(gè)回路卻都經(jīng)兩個(gè)斷路器連接，因而在一定程度上，具有雙斷路器類型接線的優(yōu)點(diǎn)。與單臺(tái)斷路器的雙母線接線相比較，多角形接線運(yùn)行的可靠性與靈活性較高，也較經(jīng)濟(jì)。多角形接線的缺點(diǎn)是： ① 任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)都要開環(huán)運(yùn)行； ② 每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺(tái)斷路器，每一臺(tái)斷路器又連接著兩個(gè)回路，這給電器選擇帶來(lái)困難，并使繼電保護(hù)的整定復(fù)雜化。 ③ 擴(kuò)建不方便。 多角形接線適用于 進(jìn)出線最終為 3 ~ 5 回的 110kV及以上配電裝置。對(duì)于最終規(guī)模不夠明確的發(fā)電廠、變電所不宜采用本接線形式。 無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式 當(dāng)不用發(fā)電機(jī)電壓對(duì)周圍供電時(shí)，發(fā)電機(jī)不在機(jī)端并聯(lián)運(yùn)行（即在低壓無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)），這時(shí)將發(fā)電機(jī)和變壓器之間直接串聯(lián)并不設(shè)斷路器，組成發(fā)電機(jī) — 變壓器組，再經(jīng)高壓斷路器接至高壓母線，稱為發(fā)電機(jī) — 變壓器單元接線，此種接線普遍用于大、中型發(fā)電廠不帶近區(qū)負(fù)荷的機(jī)組。當(dāng)高壓（或低壓）無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)時(shí)形成變壓器 — 線路單元接線，當(dāng)出現(xiàn)低壓或高壓均無(wú)橫向聯(lián)絡(luò)，線路很短時(shí)，則形成發(fā)電機(jī) — 變 壓器 —線路單元接線。在系統(tǒng)備用能力足夠的情況下，可采用兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組共用一臺(tái)變壓器的擴(kuò)大單元接線形式，使用擴(kuò)大單元接線可以減少變壓器臺(tái)數(shù)和高壓斷路器數(shù)目，因此可以節(jié)約投資和減少占地面積。 典型電氣主接線設(shè)計(jì) 火力發(fā)電廠可分為兩大類：地方性電廠和區(qū)域性電廠。地方性電廠的特點(diǎn)是廠址位于負(fù)荷中心，容量較小，生產(chǎn)的電能大部分都用 6 ~ 35kV電壓饋送給近區(qū)負(fù)荷，將剩余的電能經(jīng)升壓送入 110kV 電網(wǎng)。當(dāng)廠內(nèi)機(jī)組檢修時(shí)，還可通過(guò)主變壓器由系統(tǒng)倒送功率供給地方負(fù)荷。根據(jù)這些特點(diǎn)，地方性電廠均設(shè)有發(fā)電機(jī)電壓母 線，母線接線形式由機(jī)組容量大小和負(fù)荷性質(zhì)來(lái)選擇。一般采用單母線分段或雙母線單斷路器接線。當(dāng)發(fā)電機(jī)母線短路電流較大時(shí)，還要考慮限制短路電流的措施。在母線分段之間西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 19 電纜饋線上加裝電抗器，以便出線回路能選用輕型斷路器。在升高電壓側(cè)，則根據(jù)電廠與系統(tǒng)交換功率的大小、用戶重要性、電壓等級(jí)、回路數(shù)多少等因素來(lái)確定接線形式，可采用單母線分段、雙母線、橋形、角形接線等。 下圖 2 為一地方性發(fā)電廠的主接線圖，該電廠有 4 臺(tái) 25MW 機(jī)組和 1 臺(tái) 50MW的機(jī)組， 110kV出線有四回， 35kV出線四回， 10kV機(jī)端負(fù)荷有 20 回。 該電廠 近區(qū)負(fù)荷比較大，因此生產(chǎn)的電能大部分通過(guò) 10kV饋線供給發(fā)電廠附近用戶。規(guī)程規(guī)定，當(dāng)容量為 25MW 及以上時(shí)，應(yīng)采用雙母線接線，考慮到 10kV 出線回路很多，因此發(fā)電機(jī)母線增設(shè)分段斷路器，即實(shí)際形成三段結(jié)構(gòu)，可以保證對(duì)重要負(fù)荷供電可靠性和運(yùn)行靈活性的要求。 接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)保證滿足其全部機(jī)端負(fù)荷的供電需要（并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展），根據(jù)機(jī)端負(fù)荷情況，發(fā)電機(jī) G1， G2 和 G3， G4 分別接入一、二段工作母線上，以滿足地區(qū)負(fù)荷和重要用戶供電的可靠性要求。為使出線能選用輕型斷路器，在母線分段處和出線上， 加裝電抗器以限制短路電流。升高電 圖 2 地區(qū)性熱電廠典型電氣主接線圖 壓有兩種電壓等級(jí)（ 35kV 和 110kV），故采用三繞組變壓器 T1 和 T2，把 10kV、 35kV西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 20 以及 110kV 三種電壓的母線相互連接起來(lái)，以提高供電的可靠性和靈活性。在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)除供電給附近地方用戶外，并通過(guò)兩臺(tái)三繞組變壓器 T T2 向 35kV 中距離負(fù)荷供電，然后將剩余功率通過(guò) G5 送入 110kV電網(wǎng)。 110kV 側(cè)采用雙母線接線，正常運(yùn)行時(shí)，雙母線可按固定連接方式并聯(lián)運(yùn)行。 35kV側(cè)采用單母線 分段接線。 35kV 負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，故變壓器臺(tái)數(shù)選為兩臺(tái)。 10kV 最小負(fù)荷為 38MW，正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)最大出力為 100 MW，廠用電負(fù)荷為 8 MW，故經(jīng)變壓器送出的最大功率為 100－（ 38＋ 8） = 54（ MW） 發(fā)電機(jī)功率因數(shù) cosφ =，因此通過(guò)變壓器的容量為 S = 54/ = （ MVA） 若最大一臺(tái)機(jī)組（ 50 MW）檢修，其余一臺(tái) 50 MW 的發(fā)電機(jī)，則不能滿足 10kV最大負(fù)荷（ 58 MW）的用電。此時(shí)廠用電負(fù)荷為 4 MW，故缺額為 50－（ 58＋ 4） = － 12（ MW） 此缺額需由系統(tǒng)變壓器倒送。 按上述計(jì)算，對(duì)變壓器作如下選擇： 2（ 40 MVA） 三繞組變壓器 中壓側(cè)負(fù)荷最大值為： 28/ = 33（ MW），故選擇繞組容量比為 100%/100%/50%。 當(dāng)一臺(tái)變壓器突然故障切除時(shí)，在最大開機(jī)且 10kV母線負(fù)荷最小情況下，另一臺(tái)變壓器過(guò)負(fù)荷倍數(shù)為： 。允許過(guò)載時(shí)間接近 2 小時(shí)，可在此時(shí)間內(nèi)處理事故，調(diào)整發(fā)電功率。一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，在母線日負(fù)荷低谷時(shí)段，變壓器過(guò)載 15%，可傳輸容量與最大傳輸容量的比值為： 40（ 1＋ 15%） / = 68%，即可滿足 Ⅰ 類負(fù)荷和大部分 Ⅱ 類負(fù)荷的要求。由于兩機(jī)剩余功率已能滿足 35kV負(fù)荷要求，故遠(yuǎn)期 250 MW 機(jī)組直接接入 110kV。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 21 2 廠用電設(shè)計(jì) 廠用負(fù)荷的分類 發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過(guò)程中，有大量以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證主要設(shè)備和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、修配、照明、電焊等用電設(shè)備的總用電量，統(tǒng)稱為廠用電或自用電。廠用電的電量，大部分由發(fā)電廠本身供給，且為重要負(fù)荷之一。其耗電量與電廠類型、機(jī)械化程度和自動(dòng)化程度、燃料種類及其燃燒方式、蒸氣參數(shù)等因素有關(guān)。 廠用電負(fù)荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然供電中斷時(shí)造成危害的程度，按其重要性可分為四類： （ 1）Ⅰ類廠用負(fù)荷 凡短時(shí)停電（包括手動(dòng)操作恢復(fù)供電）會(huì)造成設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及大量影響出力的廠用負(fù)荷，都屬于Ⅰ類廠用負(fù)荷。如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)等，以及水電廠的調(diào)速器、壓油泵、潤(rùn)滑油泵等。通常，它們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接于兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上，當(dāng)一個(gè)電源失去后，另一個(gè)電源就立即自動(dòng)投入。 （ 2）Ⅱ類廠用負(fù)荷 允許 短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘），恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，屬于Ⅱ類廠用負(fù)荷，如火電廠的工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤機(jī)械和化學(xué)水處理設(shè)備等，以及水電廠中絕大部分廠用電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，一般它們應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。 （ 3）Ⅲ類廠用負(fù)荷 較長(zhǎng)時(shí)間停電不會(huì)直接影響生產(chǎn)僅造成生產(chǎn)上不方便者，都屬于Ⅲ類廠用負(fù)荷，如中央修配廠、試驗(yàn)室、油處理室等負(fù)荷，通常由一個(gè)電源供電。 （ 4）事故保安負(fù)荷 在 200MW 及以上機(jī)組的大容量發(fā)電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在事故停機(jī)過(guò)程中以及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證供電 ，否則，可能引起主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷稱為事故保安負(fù)荷。按對(duì)電源的要求不同又可分為：直流保安負(fù)荷，如發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵；交流不停電保安負(fù)荷，如實(shí)時(shí)西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 22 控制用電子計(jì)算機(jī)；允許短時(shí)停電的交流保安負(fù)荷，如盤車電動(dòng)機(jī)等。為滿足保安負(fù)荷的基本要求，對(duì)大容量機(jī)組應(yīng)采用事故保安電源。通常事故保安負(fù)荷是由蓄電池組，柴油發(fā)電機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)組或具有可靠的外部獨(dú)立電源進(jìn)行供電。 隨著電廠類型的不同，廠用電的重要程度也有較大差異。此外，廠用電的重要性也與各廠采用的技術(shù)條件有關(guān)。在火電廠中一般都設(shè)有兩臺(tái) 以上廠用高壓變壓器（或電抗器）和廠用低壓變壓器，以滿足廠用負(fù)荷專用電的需要。一般把廠用變壓器以下所有的廠用負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)稱為廠用電系統(tǒng)。 廠用電設(shè)計(jì)的基本要求 廠用電接線除應(yīng)滿足正常運(yùn)行的安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)和檢修維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足以下特殊要求： （ 1）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。 （ 2）充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求。切換操作簡(jiǎn)便。 （ 3）便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 廠用電設(shè)計(jì)的一般原則 對(duì)廠用電設(shè)計(jì)的要求 廠用電設(shè)計(jì)應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的需要，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 廠用電電壓 高壓廠用電一般采用 6kV，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，也可采用 3kV 電壓。低壓廠用電采用 380/220V的三相四線制系統(tǒng)。 廠用母線接線方式 高壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線。鍋爐容量為 130— 220t/h 時(shí)，一般每爐由一段母線供電；容量為 400t/h 及以上時(shí)，每爐由兩段母線供電，并將 兩套輔機(jī)電動(dòng)機(jī)分接在兩段母線上，兩段母線可由同一臺(tái)廠用變壓器供電；容量為 65t/h 時(shí)，兩臺(tái)鍋爐可合用一段母線。 低壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用單母線接線。當(dāng)鍋爐容量在 220t/h 及以下，且接有機(jī)爐的Ⅰ類負(fù)荷時(shí)，一般按機(jī)爐對(duì)應(yīng)分段，并用刀開關(guān)將母線分為兩個(gè)半段；鍋爐容量在 400t/h及以上時(shí)，每臺(tái)機(jī)爐一般由兩臺(tái)母線供電。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 23 當(dāng)公用負(fù)荷較多，容量較大，采用集中供電方式合理時(shí)，可設(shè)立公用母線，但應(yīng)保證重要公用負(fù)荷供電的可靠性。 廠用工作電源 高壓廠用工作電源一般采用下列引接方式： （ 1） 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。 （ 2） 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)容量為 125MW 及以下時(shí)，一般在廠用分支線上裝設(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)，隔離開關(guān)或連接片等方式。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)，在該分支上不應(yīng)裝設(shè)斷路器，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 廠用備用或啟動(dòng)電源 高壓廠用備用或啟動(dòng)電源一般采用下列引接方式： （ 1） 當(dāng)無(wú)發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級(jí)電壓母線引接， 或由聯(lián)絡(luò)變壓器的電壓繞組引接，并應(yīng)保證在發(fā)電廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。 （ 2） 當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，一般由該母線引接 1 個(gè)備用電源。 （ 3） 當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路作為高壓廠用備用或啟動(dòng)電源。 交流事故保安電源 200MW 及以上發(fā)電機(jī)組應(yīng)設(shè)置交流事故保安電源，當(dāng)廠用工作和備用電源消失時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入，保證交流保安負(fù)荷的啟動(dòng)，并對(duì)其持續(xù)供電。 熱電廠自用電接線設(shè)計(jì) 下圖 3 為一中型熱力發(fā)電廠自用電接線，廠內(nèi)裝有二機(jī)二爐，發(fā)電機(jī)電壓為，發(fā)電機(jī)電壓工作母線 是斷路器分段的雙母 線，有兩臺(tái)升壓變壓器（ T1 和 T2）與 110kV 電力系統(tǒng)相聯(lián)系。自用高壓母線為單母線，電壓為 6kV，按鍋爐臺(tái)數(shù)分為兩段，每段各 有一臺(tái)自用工作變壓器 1T 和 2T 供電，其電源從發(fā)電機(jī)電壓母線兩 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 24 圖 3 中型熱電廠自用電接線圖 個(gè)分段上引接，備用電源采用明備用方式，專設(shè)一臺(tái)高壓自用備用變壓器 0T，當(dāng)任一段自用工作母線或自用高壓變壓器（ 1T 或 2T）發(fā)生故障時(shí)，它能在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下自動(dòng)投入，代替其工作。為了提高自用電系統(tǒng)供電可靠性，平時(shí)將升壓變 壓器 T2 和高壓自用備用變壓器 0T 都接在備用主母線上，母聯(lián)斷路器 2QF 合上，這樣的運(yùn)行方式使高壓自用備用變壓器與系統(tǒng)聯(lián)系更加緊密，而且能減少主母線故障的影響。 380/220V 低壓自用母線，通過(guò)七臺(tái) 560kVA 自用降壓變壓器接在五個(gè)分段上，每一分段又以閘刀分為兩個(gè)半段，其中，Ⅰ、Ⅱ段對(duì)機(jī)組汽機(jī)車間和鍋爐車間的專用盤供電，其余各段分別對(duì)全廠的公用負(fù)荷（江邊水泵房、燃料運(yùn)輸、除灰等）供電。全廠設(shè)立一臺(tái)低壓備用變壓器 0T，對(duì)整個(gè)低壓分段提供備用。 廠內(nèi)電動(dòng)機(jī)有兩種供電方式，個(gè)別供電和成組供電，在圖 2 中， D1 和 D2 是 個(gè)別供電，每一電動(dòng)機(jī)直接由自用母線引出，每一饋線要占用一個(gè)高壓開關(guān)柜或低壓配電盤中的一條電路。 D3 是成組供電，若干電動(dòng)機(jī)在每一配電盤中占用一條線路。在車間配電箱中再個(gè)別引出。電動(dòng)機(jī)即在配電箱附近。對(duì)于大功率電動(dòng)機(jī)和重要機(jī)械的電動(dòng)機(jī)，西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 25 采用個(gè)別供電，對(duì)于不重要機(jī)械的小功率電動(dòng)機(jī)和離開自用電配電裝置較遠(yuǎn)的車間（如中央水泵房）中的設(shè)備和電動(dòng)機(jī)可以成組供電。 設(shè)計(jì)計(jì)算 廠用負(fù)荷的計(jì)算 廠用負(fù)荷計(jì)算一般采用“換算系數(shù)”法。當(dāng)按換算系數(shù)法求得的計(jì)算負(fù)荷接近變壓器高壓繞組的額定容量時(shí)，可用“ 軸功率”法校驗(yàn)，取其大者作為計(jì)算負(fù)荷。具體算法如下： （ 1）換算系數(shù)法（也稱需用系數(shù)法） 由于接在廠用母線上的用電設(shè)備不會(huì)同時(shí)都工作，且工作的設(shè)備也未必滿載運(yùn)行，又考慮到供電線路電能損失和電動(dòng)機(jī)效率等因素的影響，所以實(shí)際電源