华中科技大学电力系统课件
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第三章输变电系统§3-1概述þ输变电设备包括:Ø变换电压的设备:如变压器。
Ø接通或转换和开断或隔离电路的开关电器:如断路器,隔离开关,熔断器等。
Ø防御过电压,限制故障电流的电器:如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。
Ø无功补偿设备:如电力电容器,同步调相机,静止补偿器。
Ø载流导体:如母线,引线,电缆,架空线。
Ø接地装置;如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。
§3-1 概述þ一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
þ二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备,由二次设备构成的系统称为二次系统。
þ电气主接线发电厂和变电所中的一次设备,按照一定规律连接而成的电路,称为电气主接线,也称为电气一次接线或一次系统。
þ电气主接线图用规定的图形符号表示各种电气主设备,用单线图绘出一次系统的接线关系的图形称为电气主接线图或一次系统图。
þ输电线路:有架空线路和电缆线路þ开关电器Ø高压断路器的基本参数额定开断电流I Nbr 、全开断时间t ab 、合闸时间t on额定动稳定电流(峰值)i es 、热稳定电流I t 、自动重合闸性能þ电流互感器Ø运行特点:二次绕组绝对不允许开路,二次侧必须接地Ø二次接线:单相接线;星形接线;不完全星形接线§3-2 输变电设备A B L A B CAAAþ电压互感器Ø运行特点:二次绕组不许短路,二次侧必须接地。
Ø接线方式:§3-2 输变电设备2l第三章输变电系统§3-3 电气一次接线一、电力系统接线和输变电网络接线þ电力系统接线Ø地理接线图:表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系Ø电气接线图:表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系þ输变电网络接线Ø无备用:单回路放射式、干线式和链式网络等,每一负荷只能靠一条线路获得电能,又称开式网络。
Ø有备用:双回路式、单环式、双环式和两端供电式等,每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能,又称闭式网络。
二、电气主接线的基本接线形式þ有汇流母线:单母线、单母线分段,双母线,双母线分段;增设旁路母线或旁路隔离开关,一倍半断路器接线,变压器母线组接线等。
þ无汇流母线:单元接线、桥形接线、角形接线等。
þ几个基本概念:Ø汇流母线:起汇集和分配电能的作用,也称汇流排。
Ø进、出线:进线指电源,出线指线路。
Ø断路器、隔离开关(母线、线路)、接地刀闸:第三章输变电系统§3-3 电气一次接线þ断路器与隔离开关的操作顺序:Ø送电操作顺序:先合上断路器两侧的隔离开关,再投入断路器。
Ø停电检修操作顺序:先断开断路器,再断开断路器两侧的隔离开关。
待线路对方仃电后,再合上接地刀闸。
QSQF1. 单母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线(A.有汇流母线接线)Ø特点à简单、清晰、设备少。
à当母线故障或检修或母线隔离开关检修时,整个系数全部停电。
à断路器检修期间也必须停止该回路的供电。
Ø适用范围à单电源的发电厂和变电所,且出线回路数少,用户对供电可靠性要求不高的场合。
2. 单母线分段接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线(A.有汇流母线接线)Ø特点à减少母线故障或检修时的停电范围。
à断路器检修期间必须停止该回路的供电。
à母线分段的数目,通常以2~3分段为宜,分段太多增加了分段断路器。
Ø适用范围à6~10kV 配电装置出线6回及以上;à35kV 出线数为4~8回;à110~220kV 出线数为3~4回。
4G3. 单母线分段加装旁路母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø旁路母线的作用à不停电检修进出线断路器。
Ø操作方式(检修QF 4,且WL 4不停电)à如A 、B 段经QF 1和QS 1、QS 2并列运行,则闭合QS 5→断开QF 1→断开QS 1→闭合QS 3→闭合QF 1使W 3带电(不要首先闭合QS 8)。
此时若W 3隐含故障,则由继电保护装置动作断开QF 1。
à若W 3充电正常,操作可以继续进行:→合上QS 8→断开QF 4。
这时WL 4由母线B →QS 2→QF 1→QS 3 →W 3→QS 8→WL 4供电。
并由QF 1替代断路器QF 4。
àQF 4检修前,应把QS 6、QS 7断开。
Ø适用范围à中小型发电厂和35~110kV 的变电所。
48(分段断路器QF 1兼旁母断路器)4. 双母线接线Ø接线图具有两组母线W 1,W 2。
每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接,母线之间通过母线联络断路器QF (简称母联)连接。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø运行方式à母联QF 断开,一组母线工作,另一组母线备用,全部进出线接于运行母线上。
à母联QF 断开,进出线分别接于两组母线,两组母线分裂运行。
à母联QF 闭合,电源和馈线平均分配在两组母线上。
Ø优点à检修一组母线,可使回路供电不中断;一组母线故障,部分进出线会暂时停电。
à供电可靠,调度灵活,又便于扩建。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø双母线接线的倒母线操作à闭合母联两侧的隔离开关QS1,QS2,合QF向备用母线充电;à若备用母线带电后一切正常,下一步则先接通(一条或全部)回路接于备用母线侧的隔离开关,然后断开(该条或全部)回路接于工作母线上的隔离开关,这就是所谓的“先通后断”的原则;à待全部回路操作完成后,断开母联断路器及其两侧的隔离开关。
Ø适用范围à大中型发电厂和变电所。
5. 双母线分段接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø特点à工作母线分成2段,即母线II ,III 段,备用母线I 不分段,QF 1,QF 2为母联,QF 3为分段断路器。
à正常工作时,II ,III 段工作,I 段备用,在分段回路中可接入分段电抗器L ,当任一分段故障时,L 限制相邻段供给的短路电流。
Ø适用范围à6~10kV 配电装置中;à220kV 电压进出线回路数甚多时,也采用双母线四分段的接线。
6. 双母线带旁路母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø母联兼作旁路断路器à一组母线带旁路à两组母线带旁路à增设旁路跨条QFW3W2W17. 一台半断路器接线Ø接线图在母线W 1,W 2之间,每串接有三台断路器,两条回路,每二台断路器之间引出一回线,故称为一台半断路器接线,又称二分之三接线。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( A.有汇流母线接线)Ø特点à具有更高的供电可靠性及运行灵活性。
à母线故障,只跳开与此母线相连的断路器,任何回路不停电。
à隔离开关不作操作电器,减少了误操作的几率。
à使用设备较多,投资较大,二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。
Ø适用范围大型电厂和变电所的超高压配电装置。
1. 单元接线及扩大单元接线Ø接线图a. 单元接线第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( B.无汇流母线接线)B. 扩大单元接线TGT~G~GTT~G~GT~G~G2. 桥形接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( B.无汇流母线接线)Ø内桥与外桥接线的比较T 222T 2穿越Ø适用范围3. 角形接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线( B.无汇流母线接线)第三章输变电系统§3-3 电气一次接线三、发电厂及变电所的电气主接线举例þ发电厂主接线Ø区域性电厂(p75 Fig3-24):指坑口电厂和远离城市的大型水火电厂。
这类电厂一般规模较大,设备年利用小时数高,生产的电能主要以升高电压送入电力系统,通常不设发电机电压母线。
Ø地方性电厂:主要是热电厂和中小型电厂。
大量电能以发电机电压馈送给地方用户,剩余功率以升高电压送入系统,设发电机电压母线。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线第三章输变电系统§3-3 电气一次接线þ变电所主接线第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零一、保护接地的作用þ保护接地:Ø将电气设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接地,防备由于绝缘损坏后而使外壳带危险电压,以保护工作人员在接触时的安全。
þ触电方式Ø与带电部分直接接触;Ø接地故障时,人处于接触电压和跨步电压的危险区;Ø与带电部分间隔在安全距离之内。
EEt man EEman R R R R I I ++=第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零二、保护接地装置电阻的þ接触电压和跨步电压:Ø接地电压。
电位之间的电位差UEØ接触电压:当人触及带电的外壳,加于人手和脚之间的电压。
Ø跨步电压:当人在分布电位区域内跨开一步,两脚间(相距0.8米)所受到的电压。
第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零þ保护接地装置电阻的允许值Ø大电流接地系统:≤2000/I。
单相接地时接地网电压不能超过2000V,故RE≤0.5Ω。
当I>4000A时,可取REØ小接地电流系统:à接地装置仅用于高压设备时,接地电压不得超过250V,≤250/I。