变电站主接线图电力水利工程科技专业资料课件

第3章第四节变电所主接线第3章第四节1教学要求教学要求：熟悉电气主接线的基本形式、接线特点及应用了解发电厂变电站电气主接线的设计步骤；掌握电气主接线设计中的主变压器的选择和方案的经济技术比较。重重 点：点：常用主接线的接线特点及适用范围湖南铁路科技职业技术学院2电气一次教学要求：湖南铁路科技职业技术学院2电气一次目录5-1 概述5-2 电气主接线的基本形式5-3 主变压器的选择5-4 电气主接线方案的技术经济比较计算5-5 电气主接线方案的实例分析 5-6 互感器的配置与主接线全图第5章 电气主接线3电气一次目录第5章 电气主接线3电气一次5.1.1 主接线的定义 1、电气主接线（主电路）：指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接起来，表示生产、汇聚和分配电能的电路。2、电气主接线图：指电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图。图5-15.1.2 主接线的作用：1、可以了解各种电气设备的规范、数量、联接方式和作用，以及和各电力回路的相互关系和运行条件等。2、主接线的选择正确与否，对电气设备选择、配电装置布置、运行可靠性和经济性等都有重大的影响。5.1.3 标准的图形符号和文字符号 表5-14电气一次5.1.1 主接线的定义4电气一次图5-1 湖南铁路科技职业技术学院5电气一次图5-1 湖南铁路科技职业技术学院5电气一次表5-1 主要设备的图形符号和文字符号表6电气一次表5-1 主要设备的图形符号和文字符号表6电气一次5.1.4 不同形式的主接线图 1、主接线全图：全面画出电路中的所有一次设备。2、主接线简图：酌情省略互感器等设备的主接线。3、主接线模拟图：是主接线的模型，着重表示运行中各电力元件的运行状态。特点：准确反映设备的现场情况；可以做操作前的模拟演示；主接线电压等级线路用不同颜色表示；在设备旁标注本站统一的运行编号。5-1 5-1 概概述述 7电气一次5.1.4 不同形式的主接线图5-1 概述 7电气湖南铁路科技职业技术学院8电气一次湖南铁路科技职业技术学院8电气一次湖南铁路科技职业技术学院9电气一次湖南铁路科技职业技术学院9电气一次湖南铁路科技职业技术学院10电气一次湖南铁路科技职业技术学院10电气一次湖南铁路科技职业技术学院11电气一次湖南铁路科技职业技术学院11电气一次湖南铁路科技职业技术学院12电气一次湖南铁路科技职业技术学院12电气一次湖南铁路科技职业技术学院13电气一次湖南铁路科技职业技术学院13电气一次5.1.5 电气主接线图的绘制特点 1、单线图：局部的TA才用三相表示；中性线（或接地线）用虚线表示。2、所有的电气设备用规定的标准图形文字符号表示法，按正常状态画出 3、标示设备的型号和主要技术参数 图 5-114电气一次5.1.5 电气主接线图的绘制特点14电气一次5.1.6 对电气主接线图的基本要求 1、保证供电可靠性和电能质量 2、应力求接线简单，运行灵活和操作方便 3、保证运行、维护和检修的安全和方便 4、应尽量降低投资，节约运行费用 5、满足扩建的要求，实现分期过渡 6、设备先进、经济合理5-1 5-1 概概述述 15电气一次5.1.6 对电气主接线图的基本要求5-1 概述 普通规律：特殊情况下，各台G都有停机的可能，各台G之间互为备用；供电线路应做到连续供电每回线应能从任一台G获得电源；正常运行的，任一主要设备的投退不影响其它设备QFQF；检修设备时，应隔离电源QSQS。5-2 5-2 电气主接线的基本形电气主接线的基本形式式 无母线类有母线类16电气一次普通规律：5-2 电气主接线的基本形式 无母线类有母线 发电厂、变电站主要任务：提供电能，电压变换系统或负荷 主接线的基本环节：电源中间环节（母线）引出线 母线的作用：汇聚和分配电能（有利于电能的交换）单母线接线单母线接线有母线类只有一条母线，且每一支路均有QF三个及以上的主接线单元通过一组汇流母线相互并联。17电气一次 发电厂、变电站主要任务：单母线接线有母线类只有一条母线，且（1）接线形式：图5-3图5-3 整个配电装置只有一组母线，所有电源和引出线均接在母线上，每条引出线都设置断路器QF和隔离开关QS。1 1、不分段的不分段的单母线接单母线接线线18电气一次（1）接线形式：图5-3图5-3 整个配电装置只（2）运行分析：断路器QF的作用：便于投入和切除任意一条进出线。隔离开关QS作用：检修断路器QF时保证它与带电部分可靠隔离 若没有母线QSB，检修断路器QF时，母线要停电QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则图5-3停电操作：先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB送电操作：先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL，最后合断路器QF1 1、不分段的不分段的单母线接单母线接线线湖南铁路科技职业技术学院19电气一次（2）运行分析：图5-3停电操作：送电操作：1、不分段（3）特点：优点：简单、经济。接线简单（设备少）、清晰、明了；布置、安装简单，配电装置建造费用低；断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便，母线故障的几率低；易扩建和采用成套式配电装置。有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。缺点：不够灵活可靠。主母线、母隔故障或检修，全厂停电；任一回路断路器检修，该回路停电。图5-31 1、不分段的不分段的单母线接单母线接线线湖南铁路科技职业技术学院20电气一次（3）特点：图5-31、不分段的单母线接线湖南铁路科技(4)适用范围小型骨干水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线；10kV出线（含联络线）回路回；35kV出线（含联络线）回路回；110kV出线（含联络线）回路回。图5-3练习：试画出三个电源，三回出线的单母线不分段接线图1 1、不分段的不分段的单母线接单母线接线线湖南铁路科技职业技术学院21电气一次(4)适用范围图5-31、不分段的单母线接线湖南铁路科（1）接线形式：图5-4图5-4 把单母线分成二段或三段，在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线。分段断路器分段隔离开关2 2、分段的分段的单母线接线单母线接线湖南铁路科技职业技术学院22电气一次（1）接线形式：图5-4图5-4 把单母线分成二母线并联运行：QF闭合运行 正常运行时：相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电，则电源2通过QFd闭合向段母线供电，不影响对负荷的供电，可靠性高。若段母线故障时，继电保护装置使QFd自动跳开，段母线被切除；段母线继续供电。图5-4母线分裂运行：QF断开运行 正常运行时，相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电，段母线失压时，可由自动重合闸装置自动合上QFd，段母线恢复供电。若段母线故障时，不影响段，段母线继续供电。（2）运行方式2 2、分段的分段的单母线接线单母线接线湖南铁路科技职业技术学院23电气一次母线并联运行：QF闭合运行图5-4母线分裂运行：QF断开运行分段开关采用隔离开关的分析：母线并联运行：段母线故障全所停电找出故障断开分段QSd恢复段母线供电 母线分裂运行：段母线失电查出原因切除段母线上所有进出线合上分段隔离开关QSd段母线恢复供电 图5-4（2）运行方式2 2、分段的分段的单母线接线单母线接线湖南铁路科技职业技术学院24电气一次分段开关采用隔离开关的分析：图5-4（2）运行方式2、分图5-4（3）特点缺点：当一段母线及母线隔离开关故障或检修时，该母线上的所有回路都要在检修期停电；任一回路断路器检修，该回路停电。优点：具有不分段单母线简单，清晰，经济，方便等优点；缩小了母线故障和母线检修时的停电范围（停一半）；提高了供电可靠性，灵活性。2 2、分段的分段的单母线接线单母线接线湖南铁路科技职业技术学院25电气一次图5-4（3）特点缺点：优点：2、分段的单母线接线湖南铁图5-4（4）适用：单母线不分段接线不满足时采用。610KV配电装置出线回路数在6回及以上；3560KV配电装置出线回路数在48回；110220KV配电装置出线回路数在4回。2 2、分段的分段的单母线接线单母线接线湖南铁路科技职业技术学院26电气一次图5-4（4）适用：2、分段的单母线接线湖南铁路科技职业（1）接线形式：图5-5图5-5 旁路母线WBa是通过旁路断路器QFa与主母线WB相连，通过旁路隔离开关QSa与每一出线相连。旁路隔离开关QSa倒闸操作用。旁路断路器旁路隔离开关主母线旁路母线3 3、单母线带旁路母线接单母线带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院27电气一次（1）接线形式：图5-5图5-5 旁路母线WBa是通过正常运行时:旁 路 断 路器 QFa和 旁 路隔 离 开 关 QSa均在断开位置，旁 路 母 线 WBa不 带 电。但QFa两侧的隔离开关处于合闸位置。（2）运行方式旁路断路器旁路母线旁路隔离开关主母线3 3、单母线带旁路母线接单母线带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院28电气一次正常运行时:（2）运行方式旁路断路器旁路母线旁路隔离开关主母图5-5当检修出线断路器1QF时：QSa按等电位原则先并后切 先合旁路断路器QFa向旁路母线WBa充电，检查旁路母线WBa是否完好，使WBa带电;再合该回路旁路隔离开关1QSa，实现旁路与正常工作回路并联运行;再断开该回路出线断路器1QF;最后分别断开1QF两侧隔离开关1QSL和1QSB。使1QF退出运行，即可对1QF进行检修。此时，线路1仍然保持供电。主母线WB旁路断路器QFa旁路母线WBa旁路隔离开关1QSa对线路1供电（2）运行方式这是利用旁路断路器QFa替代1QF来完成通断电路及保护作用3 3、单母线带旁路母线接单母线带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院29电气一次图5-5当检修出线断路器1QF时：QSa按等电位原则先并后图5-5（3）特点 同一电压等级，各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线。把每一回线与旁路母线相连。优点：每一进出线回路的断路器检修，这一回路可不停电缺点：设备多，操作复杂。(4)适用 35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专用旁母，否则采用简易接线。3 3、单母线带旁路母线接单母线带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院30电气一次图5-5（3）特点3、单母线带旁路母线接线湖南铁路科技职（1）接线形式：图5-6图5-6单母线分段的目的：减少母线故障的停电范围旁路母线的作用：使任意一台出线QF故障或检修时，该回路不停电。旁路母线旁路断路器分段断路器4 4、单母线分段带旁路母线接单母线分段带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院31电气一次（1）接线形式：图5-6图5-6单母线分段的目的：减少母线故分两种：采用专用旁路断路器QFa利用QFd兼作QFa（2）运行方式（3）特点（4）适用610kv出线较多而且对重要负荷供电的装置；35kv及以上有重要联络线路或较多重要用户。对单母线的评价:工作母线或母线隔离开关在故障或检修时要停电。4 4、单母线分段带旁路母线接单母线分段带旁路母线接线线湖南铁路科技职业技术学院32电气一次分两种：对单母线的评价:工作母线或母线4、单母线分段带5.2.2 5.2.2 双母线接双母线接线线 1、不分段的双母线接线（1）接线方式：图5-7 解决了工作母线在故障或检修时要停电的问题。图5-7母联断路器母联隔离开关湖南铁路科技职业技术学院33电气一次5.2.2 双母线接线 1、不分段的双母线接线 （2）运行方式：分两种 一组母线工作，一组母线备用的运行方式。正常运行时，每条进出线的两组母线隔离开关，只能合上其中一组，另一组必须断开，否则变成单母线。两组母线同时工作的运行方式。都是工作母线，并通过QFj并联。图5-71 1、不分段的双母线接不分段的双母线接线线 湖南铁路科技职业技术学院34电气一次（2）运行方式：分两种 一组母线工作，一组母线备（3）双母线接线特点:优点：可以轮流检修母线而不影响正常供电;设段母线工作，段母线备用。检修段母线的倒闸操作：A、依次合上母联隔离开关QSj和QSj；B、再合上母联断路器QFj，向备用母线充电，检查备用母线是否完好；C、再断开母联断路器QFj控制回路电源，以防止QFj在以下操作中误跳开；D、再依次合上所有段母线侧隔离开关；E、再依次断开段母线侧的母线隔离开关；F、再投入母联断路器QFj控制回路电源；G、再断开母联断路器QFj;H、再依次断开母联隔离开关QSj和QSj 此时，段母线转换为工作母线，段母线转换为备用母线。图5-71 1、不分段的双母线接不分段的双母线接线线 湖南铁路科技职业技术学院35电气一次（3）双母线接线特点:图5-71、不分段的双母线接检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电；工作母线故障后，所有回路短时停电并能迅速回复供电；检修任一断路器时，可以利用母联断路器替代引出线QF工作；便于扩建。图5-7 缺点：设备较多，配电装置复杂，经济性较差；运行中需要用QS作为操作电器切换电路，容易发生误操作；当段母线故障时，在切换母线过程中，仍要短时地切除较多的电源及出线。1 1、不分段的双母线接不分段的双母线接线线 湖南铁路科技职业技术学院36电气一次检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电；图5-7（4）适用：3560KV配电装置当出线回路数超过8回；110220KV配电装置当出线回路数为5回及以上。2、双母线分段接线：图5-8 减少母线故障的停电范围3、双母线带旁路母线接线：图5-9 解决了工作母线和出线断路器在故障或检修时要停电的问题图5-71 1、不分段的双母线接不分段的双母线接线线 湖南铁路科技职业技术学院37电气一次（4）适用：图5-71、不分段的双母线接线 湖南铁1、接线方式：图5-10 有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的两条进出线共用三台断路器。图5-10解决了隔离开关繁琐的倒闸操作5.2.3 5.2.3 一台半断路器接一台半断路器接线线 湖南铁路科技职业技术学院38电气一次1、接线方式：图5-10 有两组母线，每一回路经一台2、运行方式：正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。3、接线特点：（1）运行灵活可靠：正常运行时成环形供电，任意一组母线发生 短路故障，均不影响各回路供电。（2）操作方便：隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进 行倒闸操作。任意一台断路器或母线检修，只需 拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续 运行。（3）二次接线和继电保护比较复杂，投资较大。图5-105.2.3 5.2.3 一台半断路器接一台半断路器接线线 湖南铁路科技职业技术学院39电气一次2、运行方式：3、接线特点：图5-105.2.3 一台半4、注意：为提高运行可靠性，防止同名回路（两个变压器或两回供电线路）同时停电，一般采用交替布置的原则。重要的同名回路交替接入不同侧母线；同名回路接到不同串上；把电源与引出线接到同一串上。图5-10一台半断路器接线不是双母线接线。5.2.3 5.2.3 一台半断路器接一台半断路器接线线 湖南铁路科技职业技术学院40电气一次4、注意：图5-10一台半断路器接线不是双母线接线。5.2.适用于仅有两台变压器和两条出线的装置中。内桥接线 1、接线方式：图5-11 连接桥断路器接在靠近变压器侧的接线方式。图5-115.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 内桥接内桥接线线无母线类湖南铁路科技职业技术学院41电气一次 适用于仅有两台变压器和两条出线的装置中。连接桥2、运行方式：图5-11b、变压器 1T 故障或检修：先断开 1QF 和3QF，再断开 QS1，1T 退出运行。如果线路 L1 仍需恢复供电，再合 1QF 和3QF。a、线路 L1 故障或检修：只需先断开 1QF，再断开 1QSL 和 1QSB，其余三回路可以继续工作，不影响供电。2QFL22QSL2QSB2T2QFQS22TL22QF5.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 内桥接内桥接线线湖南铁路科技职业技术学院42电气一次2、运行方式：图5-11b、变压器 1T 故障或检修：a、线3、特点：优点：接线简单、经济（断路器最少）；布置简单占地小，可发展为单母线分段接线;线路投、切灵活，不影响其它电路的工作。缺点:变压器投切操作复杂，故障检修影响其它回路桥断路器故障检修全厂分列为两部分；出线断路器故障检修该回路停电。图5-114、适用范围 双线双变的水电站、变电所35220kV侧：线路较长，故障几率较多，而主变年负荷利用小时数高（不经常切换）且无功率穿越的场合。5.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 内桥接内桥接线线湖南铁路科技职业技术学院43电气一次3、特点：图5-114、适用范围5.2.4 桥形接线 外桥接线 1、接线方式：图5-12 连接桥断路器接在靠近线路侧的接线方式。图5-125.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 外桥接外桥接线线湖南铁路科技职业技术学院44电气一次 外桥接线 连接桥断路器接在靠近线路侧的接线方式。图2、运行方式：图5-12b、变压器 1T 故障或检修：只需先断开 1QF，再断开 1QS，其余三回路可以继续工作，不影响供电。a、线路 L1 故障或检修：先断开 1QF 和3QF，再断开 QS1，L1 退出运行。如果变压器 1T 仍需恢复供电，再合 1QF 和3QF。2QFL2QS2L22T2QF2QS2T2QF5.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 外桥接外桥接线线湖南铁路科技职业技术学院45电气一次2、运行方式：图5-12b、变压器 1T 故障或检修：a、线3、特点：优点：接线简单、经济（断路器最少）；布置简单占地小，可发展为单母线分段接线;变压器投、切灵活，不影响其它电路的工作。缺点:线路投切操作复杂，故障检修影响其它回路；桥断路器故障检修全厂分列为两部分；变压器断路器故障检修该变压器停电。图5-124、适用范围 双线双变的水电站、变电所35220kV侧：主变年负荷利用小时数低（经常切换），而线路较短、故障几率少或有功率穿越的场合。5.2.4 5.2.4 桥形桥形接线接线 外桥接外桥接线线湖南铁路科技职业技术学院46电气一次3、特点：图5-124、适用范围5.2.4 桥形接线 1、发电机-变压器单元接线（1）接线形式：图5-13a、发电机-双绕组变压器单元：G与T之间不装QF，可装QSG；b、发电机-三绕组变压器单元：G与T之间可装QSG，有时可装3QF c、发电机-自耦变压器单元：G与T之间可装QSG，有时可装3QF图5-13元件的作用：QSG：使调试发电机比较方便 1QF，2QF：控制电路的通断和保护作用 QS：保证维修工作人员人生安全（先通后断）3QF：使发电机停机时，主变压器仍能正常工作5.2.5 5.2.5 单元接单元接线线湖南铁路科技职业技术学院47电气一次1、发电机-变压器单元接线图5-13元件的作用：5.2.5 1 1、发电机、发电机-变压器单元接线变压器单元接线图5-13湖南铁路科技职业技术学院48电气一次1、发电机-变压器单元接线图5-13湖南铁路科技职业技术学院（2）特点：优点 接线简化，使用的电器最少，操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性；配电装置简单，投资少，占地小；发电机出口短路电流小；继电保护简单。缺点:任一元件故障或检修全停，检修时灵活性差 图5-13（3）适用范围台数不多的大（b接线除外）中型不带近区负荷的区域发电厂分期投产或装机容量不等的无机端负荷的小型水电站。1 1、发电机、发电机-变压器单元接线变压器单元接线湖南铁路科技职业技术学院49电气一次（2）特点：图5-13（3）适用范围1、发电机-变压器单元接（1）接线形式：图5-14 采用两台或三台发电机与一台变压器相联组成的单元；每台发电机回路都装有QF和QS。图5-14元件的作用 1QF、2QF的作用：控制发电机组投入或退出运行。当任一台发电机需要停机运行或退出时，可操作相应的QF，而不影响另一台发电机和变压器的运行。1QS、2QS的作用：保证停电检修的安全。2 2、发电机、发电机-变压器扩大单元接线变压器扩大单元接线湖南铁路科技职业技术学院50电气一次（1）接线形式：图5-14图5-14元件的作用2、发电机-变图5-14（2）特点优点：a、减少主变和主变侧QF的数量，以及节省高压配电装置占地面积，经济性较好；b、任一台机组停机都不影响厂用电的供电（可靠性好）。缺点：a、当主变故障或检修时，两台机组均需停电；b、检修一台发电机时，变压器轻载运行，损耗大，经济性差（4）适用 机组容量不大的中小型水电站。2 2、发电机、发电机-变压器扩大单元接线变压器扩大单元接线湖南铁路科技职业技术学院51电气一次图5-14（2）特点2、发电机-变压器扩大单元接线湖南铁路科（1）接线形式：图5-15a、发电厂内不装2QF b、发电厂内装2QF 图5-153 3、发电机、发电机-变压器变压器-线路单元接线线路单元接线湖南铁路科技职业技术学院52电气一次（1）接线形式：图5-15图5-153、发电机-变压器-线路图5-15（2）特点在发电厂内不装2QF：优点：所需设备少，造价低 缺点：操作较麻烦（G、T、L检修时需断开1QF）在发电厂内装2QF：优点：操作方便 缺点：造价高，（G、T投入或退出，可操作2QF）2QF的两种常用接法：2QF装在变压器高压侧（常用）2QF装在变压器低压侧：2QF必需采用低压大电流设备，价格贵，适用于小容量水电站。1QF：正常运行时，通断电路 故障时，元件中任一元件（G、T、L）故障时，使1QF断开，并作用于发电机自动灭磁装置，使发电机停止运行。3 3、发电机、发电机-变压器变压器-线路单元接线线路单元接线湖南铁路科技职业技术学院53电气一次图5-15（2）特点在发电厂内不装2QF：优点：所需设备少图5-15（3）适用：由于简单经济但某一元件故障全停。只适用于停止该单元后，并不影响系统正常供电的小水电。3 3、发电机、发电机-变压器变压器-线路单元接线线路单元接线湖南铁路科技职业技术学院54电气一次图5-15（3）适用：3、发电机-变压器-线路单元接线湖南铁（1）接线形式：图5-16 指单回路，单变压器供电，高压侧没有母线的接线。a、发电厂内不装2QF b、发电厂内装2QF 图5-16（2）适用于610KV终端变电所4 4、变压器、变压器-线路单元接线线路单元接线湖南铁路科技职业技术学院55电气一次（1）接线形式：图5-16图5-16（2）适用于610KV1、接线形式 将断路器接成闭合的多角形，断路器布置在多角形的各边上，电源和引出线均从角上引出，且不装断路器。相当于把单母线用断路器按电源和引出线的数目分段，然后再连接成闭合的环形；每一回出线占有两台断路器，而平均每一回有一台断路器。2、特点 断路器总数等于进出线总数。每一回路都与二台断路器相连。可靠性和灵活性较高，操作简便且易实现自动化，但开环运行时可靠性降低，设备选择难，保护复杂，不便于扩建。3、适用范围大中型水力发电厂发展可能性很小的110kV及以上母线的接线。5.2.6 5.2.6 多角形接线多角形接线湖南铁路科技职业技术学院56电气一次1、接线形式5.2.6 多角形接线湖南铁路科技职业技术学普通规律：主变压器：在发电厂中向电力系统输送功率的变压器；在变电所中向用户输送功率的变压器。联络变压器：用于两种电压等级之间交换功率的变压器。自由变压器：向厂用电系统供电的厂用变压器。5-3 5-3 主变压器的选择主变压器的选择为什么要进行主变压器的选择？主变是主接线的核心环节。主变容量选择太大或台数太多，会造成投资浪费，增加系统运行费用；容量太小或台数太少，又无法满足负荷的供电需求，同时也会使发电机的发电能力得不到充分利用。主变压器的选择包括主变压器容量、台数的确定和型式的选择。湖南铁路科技职业技术学院57电气一次普通规律：5-3 主变压器的选择为什么要进行主变压器的 依据：主变台数与电压等级、接线形式、传输容量和与系统的联系有很大关系。一般为14台。发电厂主变 与系统有强联系的大、中型发电厂，主变不少于两台；与系统有弱联系的中、小型发电厂，主变可只装一台。变电所主变 简易接线变电所只装设1台2台变压器；大型枢纽变电所（尤其是特高压变电所），在同一电压等级下主变台数不应少于2台；330-500kv的大型变电所推荐采用4台自耦变压器。5.3.1 5.3.1 主变压器台数的选择主变压器台数的选择湖南铁路科技职业技术学院58电气一次 依据：主变台数与电压等级、接线形式、传输容量和与系统的依据：水电站主变容量应满足丰水满发季节通过最大输出功率的需要，避免出现功率输出的“瓶颈效应”。同时水电站的主变不考虑事故备用容量。5.3.2 5.3.2 主变压器容量的选择主变压器容量的选择1、G-T单元接线：STj=SGe2、扩大单元接线：STj=SGe3、单母线上一台主变的接线：STj=SGe-S近.min4、单母线上两台主变并列运行的接线:油浸式：STj=70%（SGe-S近.min）干式：STj=SGe-S近.min5、单母线上两台主变分列运行的接线:一台接负荷：ST1.e=S负.max另一台与电网相连：STj=SGe-S近.min-ST1.e6、梯级电站：STj=SGe+S外.max两台主变尽量采用同型号，同容量甚至相同厂家的同一批产品选择标准值原则：STeSTj湖南铁路科技职业技术学院59电气一次依据：水电站主变容量应满足丰水满发季节通过最大输出功率的需要1、相数：单相、三相2、绝缘：油浸式、干式3、绕组数：双绕组（只有一个升高电压等级）三绕组 自耦变压器 4、连接组别：Y，d11（小接地系统）Yn，d11（大接地系统）5、调压方式：调节发电机出口电压、投切调相机、补偿电容和改变变压器变比 6、冷却方式：自然风冷却、强迫空气冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环向冷却、水内冷变压器5.3.3 5.3.3 主变压器型式的选择主变压器型式的选择有两个升高电压等级湖南铁路科技职业技术学院60电气一次1、相数：单相、三相5.3.3 主变压器型式的选择有两5.3.3 5.3.3 主变压器型式的主变压器型式的选择选择有两个升高电压等级：优先选用三相油浸式三绕组变压器；再考虑选用两个双绕组变压器。只有一个升高电压等级：优先选用三相油浸式双绕组变压器；接线组别有Y，d11或YN，d11。湖南铁路科技职业技术学院61电气一次5.3.3 主变压器型式的选择有两个升高电压等级：只有设计原则：1、待设计的发电厂、变电所的地理位置及其在系统中的地位和作用；2、待设计的发电厂、变电所与系统的连接方式和推荐的主接线3、待设计的发电厂、变电所的出线回路数、用途及运行方式、传输容量；4、发电厂、变电所母线的电压等级，自耦变压器各侧的额定电压及调压范围；5、装设各种无功补偿装置的必要性、型式、数量和接线；6、高压、中压及低压各侧和系统短路电流及容量，以及限制短路电流的措施；7、变压器的中性点接地方式；8、本地区及本电厂或变电所负荷增长的过程。5-4 5-4 电气主接线方案的技术经济比较计电气主接线方案的技术经济比较计算算 湖南铁路科技职业技术学院62电气一次设计原则：5-4 电气主接线方案的技术经济比较计算 湖南1、搜集、整理、分析原始资料，初步拟定几个技术可行方案2、分别拟定高、低压侧的基本接线形式3、选择主变。包括台数、运行方式、容量、型式、参数4、选择自用电或近区用电。包括接入点、电压等级、供电方式5、经过技术比较，选出23个较优方案6、通过经济比较计算确定最优方案（包括设备的配置）7、初选导线截面8、短路电流计算9、设备的配置和选择和校验计算10、绘制主接线图5.4.1 5.4.1 电气主接线设计电气主接线设计步骤步骤湖南铁路科技职业技术学院63电气一次1、搜集、整理、分析原始资料，初步拟定几个技术可行方案5.4 计算不同的1、计算工程综合投资Z 其中：Z0主体设备费用，包括变压器、开关设备、配电装置等设备的费用（元）a不明显的附加费用比例系数，包括设备运输、安装、架构、基础及辅助设备的费用，一般35KV取100；110KV取90；220KV取705.4.2 5.4.2 主接线方案的经济比较计主接线方案的经济比较计算算湖南铁路科技职业技术学院64电气一次 计算不同的5.4.2 主接线方案的经济比较计算湖 U=UZ+UA （1）年折旧维护检修费UZ UZ=CZ 式中：C折旧维护检修率。主变及配电装置取8%10%；水泥杆线路取5%；铁塔线路取4%（2）年电能损耗费UA UA=A 式中：电能电价，可按当地实际电价计算（元/kw.h）A年电能损耗（KW.h）2 2、计算年运行费用、计算年运行费用U U湖南铁路科技职业技术学院65电气一次 U=UZ+UA2、计算年运行费用U湖南铁a、双绕组主变A的计算A年电能损耗计算年电能损耗计算式中：P0、Pk变压器的空载损耗和短路损耗（KW）t变压器年运行小时数（h）Sn变压器的额定容量（KVA）Sm变压器持续最大负荷（KVA）最大负荷年损耗小时数，决定于最大负荷年利用小时数Tmax与平均功率因数cos n并列变压器台数湖南铁路科技职业技术学院66电气一次a、双绕组主变A的计算A年电能损耗计算式中：P0、b b、三绕组主变、三绕组主变A A的计算的计算 式中：Sn1、Sn2、Sn3高、中、低三侧绕组的额定容量（KVA）Sm1、Sm2、Sm3高、中、低压侧最大持续负荷（KVA）1、2、3高、中、低压侧最大负荷年损耗小时数Pk1、Pk2、Pk3高、中、低压侧绕组中的额定铜损耗 湖南铁路科技职业技术学院67电气一次b、三绕组主变A的计算 式中：湖南铁路科技职业技术学院6c c、架空线路、架空线路A A的计算的计算 A=Pm式中：年最大输送功率损耗小时数 Pm在持续最大负荷时地功率损耗（KW）Pm=PmlK式中：Pm通过线路的最大持续功率（MW）l线路长度（km）K线路有功损耗系数湖南铁路科技职业技术学院68电气一次c、架空线路A的计算 A=Pm湖南铁路（1）Z1Z2 U1U2 选择方案2（2）Z1Z2 U1U2 有动态比较法和静态比较法静态比较法：抵偿年限法：若T58年，则选择方案1若T58年，则选择方案2计算费用最小法：第i种方案的计算费用3 3、经济最优方案的确定、经济最优方案的确定 湖南铁路科技职业技术学院69电气一次（1）Z1Z2 U1U2 选择方案23、经济5.5.1 5.5.1 水电站的电气主接线水电站的电气主接线 举例分析5.5.2 5.5.2 变电站的电气主接线变电站的电气主接线 举例分析5-5 5-5 电气主接线方案的实例分电气主接线方案的实例分析析 湖南铁路科技职业技术学院70电气一次5.5.1 水电站的电气主接线5-5 电气主接线方案的实5-6 5-6 互感器的配置与主接线全图互感器的配置与主接线全图 5.6.1 电压互感器的配置：1、母线：（1组）Y0/Y/作用：测量，保护，绝缘监视，同期2、发电机出口：（23组）Y0/Y/：作测量，保护，绝缘监视，同期用 Y/Y：励磁调节 Y/：作励磁电源用 单相：作电液调速用3、出线（对端有电源）1组单相作同期用湖南铁路科技职业技术学院71电气一次5-6 互感器的配置与主接线全图 5.6.1 电压互感器5.6.2 5.6.2 电流互感器的配置电流互感器的配置 1、发电机回路：6组作用：差动2组，后备过流1组（电源侧），测量1组，励磁2组（随发电机附带）2、变压器回路：4组作用：差动2组，后备过流1组（电源侧），测量1组 3、线路回路：2组作用：测量1组，保护1组 35KV及以下：两相 110KV及以上：三相湖南铁路科技职业技术学院72电气一次5.6.2 电流互感器的配置 1、发电机回路：6组湖图5-17 发电机回路湖南铁路科技职业技术学院73电气一次图5-17 发电机回路湖南铁路科技职业技术学院73电气一次图5-18 变压器回路湖南铁路科技职业技术学院74电气一次图5-18 变压器回路湖南铁路科技职业技术学院74电气一次图5-19 线路回路湖南铁路科技职业技术学院75电气一次图5-19 线路回路湖南铁路科技职业技术学院75电气一次图5-20 全图76图5-20 全图76第第5 5章章 作业作业5-1 什么叫电气主接线？对电气主接线有哪些基本要求？5-2 电气主接线有哪些基本形式？绘图并说明各接线形式的优缺点。5-3 在主接线方案比较中主要从哪些方面来考虑其优越性？5-4 作出单母线带旁路母线接线，并分析出线断路器检修时的倒闸操作过程。5-5 作出不分段的双母线接线，并分析工作母线1退出检修，备用母线2转换为工作母线的倒闸操作过程湖南铁路科技职业技术学院77电气一次第5章 作业5-1 什么叫电气主接线？对电气主接线有哪些基本5-6 分别作出内桥和外桥接线，并分析其出线和变压器退出运行时的运行方式。5-7 某水电站采用3台装机，每台装机容量6900KW，机端电压为6.3KV，有两个电压等级35KV/10KV。其中10KV出线一回：向近区负荷供电，距离为15KM，最大为2000KVA，最小为1000KVA。35KV出线两回：其中一回与地区变电站相连（上网），距离为40KM；另一回向工厂供电，距离为25KM，最大负荷为5000KA，最小负荷为最大负荷的80%。试拟出一技术经济较为合理的电气主接线方案，并画出主接线图加以说明。第第5 5章章 作业作业湖南铁路科技职业技术学院78电气一次5-6 分别作出内桥和外桥接线，并分析其出线和变压器退出运行