第一章电气主接线.docx

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第一章电气主接线

第一章电气主接线、厂用电接线及其运行方式

第一节电气主接线及其运行方式

发电厂的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明本厂的发电

机、变压器、断路器、隔离开关、母线和输电线路等之间是如何连接以及如何

接入系统的。

发电厂电气主接线的确定与发电厂设备的选择、配电装置的布置、继电保

护和控制方式等的拟定有着密切的关系。

主接线设计是否合理，不仅关系到本

厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。

一、概述

漳山发电厂是漳泽电厂的三期工程。

装设有 2×300MW 汽轮机发电机组，

采用单元制接线方式，以 220KV 电压等级接入系统。

如图 1-1 所示，漳泽发电厂一期工程为 2×100MW 发电机组，#1 发电机组

经双卷变接至 110KV 母线，#2 发电机组经之绕组变接至 110KV 和 220KV 母线。

110KV 和 220KV 母线均为双母线带旁路母线，设有母联兼旁路母线断路器。

#0 启备变从 110KV 母线引接。

二期工程安装四台 210MW 发电机组，均为单元接线，各经一台升压变压

器接至 220KV 母线。

两台启/备变接至 220KV 母线。

220KV 母线为双母线三分

段带旁路母线，设有母联兼旁路母线断路器。

漳泽电厂现有装机容量为 1040MW，220KV 出线共 6 回，其中两回分别经

候堡、寺庄 220KV 变电站与主系统相连，四回分别接入长治电网中的康庄，长

治 220KV 变电站各两回。

漳电三期工程扩建后，总装机容量为 1640MW，新增三回出线，一回接入

长治 220KV 变电站，另一回接入临汾市乔北，一回备用。

原漳长线考虑由东面

一回由长治变改接入长治南 220KV 变电站。

如图-2。

这样原工期 220KV 出线

回路数 6 回，备用 2 回，从南向北排列顺序为长治 I、长治 II、寺庄备用，候堡

备用。

康庄 I、康庄 II，按系统规划，本期新增 220KV 出线 3 回；长治南、临

汾东和备用，扩建后从南向北排列顺序为：

长治南、长治 I、长治 II、备用、临

汾东（乔北）、寺庄、备用、备用、候堡、康庄 I、康庄 II、本期扩建候堡、康

庄 I、康庄 II 出线。

二、电气主接线

本期工程与漳电二期工程采用双母线五分段带旁路母线的接线方式。

保留

原 220KV 双母三分段带旁路母线接线，I、III 母线及旁路母线向扩建端延伸，

增设主母分段断路器，旁路母线分段隔离开关和母联兼旁路，整体接线为双母

线五分段带旁路母线的接线。

该接线基本没有改变原有母线的运行方式，本期扩建的主母线通过分段设

备与原有主母线相连。

该接线可同时检修两台出线断路器。

2.1 在正常情况下，本期扩建的两台 300MW 发电机变压器组，分别接在

IV、V 母线。

当任一进出线回路故障时，该回路断路器断开；当母线故障时，

该母线上所接断路器全部断开，最大停机容量为 420MW，最多停电出线回路数

为两回（不包括备用回路）；当母线故障，且分段断路器拒动时，最大停机容量

为 720MW，最多停电出线回路数为三回。

2.2 在有一母线检修情况下，当任一进出线回路故障时，该回路断路器断

开；当母线故障时，该母线上所接断路器全部断开，最大停机容量为 600MW，

最多停电出线回路数为三回。

该接线将扩建两个出线回路，两个进线回路，一个启/备变回路、母线和旁

母分段三个回路、母线电压互感器两个回路、母联兼旁路一个回路、预留一个

备用回路，共十二个回路。

本期工程发电机组的一次接线，采用单元接线方式，如图 1-1 所示，因发

电机的短路容量大，当出口发生短路时，对发电机危害极大，且发电机出口断

路器制造困难，造价高，对运行检修不便，故未在发电机出口装设断路器，而

是用三相离相封闭母线与主变连接，且主变与发电机间装设有快速可拆连接。

在发电机与主变之间依次接出发电机出口电压互感吕器、电流互感器、励磁变

压器及高厂变，发电机通过三相离相封闭母线与上述元件连接。

三、发电机中性点接地方式

本期工程发电机中性点经隔离开关，消弧线圈接地。

在采用发电机通过消弧线圈接地的系统中，当线路的一相发生接地故障时，

由通过消弧线圈的电感电流来抵消由线路对地电容产生的电容电流，从而减少

或消除因电容电流而引起故障点的电弧，避免事故扩大，提高电力系统供电的

可靠性。

消弧线圈的外与单相变压器相似，而内部结构实际上是一个带有铁芯

的电感线圈，铁芯具有间隙，以便得到较大的电感电流，并使电感电流和所加

的电压成正比。

消弧线圈通常具有分接头，可通分接头来改变电抗，从而改变

消弧线圈的补偿电流。

3.1 消弧线圈的整定原则

3.1.1 故障点残余电流，部颁《继电保护和安全自动装置技术规定》中规定：

采用消弧线圈进行补偿时，额定电压 18KV 额定容量 300MW 的发电机，定子

线圈和发电机电压回路的单相接地故障电流允许值为 1A。

按在有关导体和电器

选择设计的技术规定中规定：

“对于采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈，

为了减少耦合传递过电压以及频率变动等对发电机中性点位移电压影响，一般

采用欠补偿方式”。

3.1.2 故障点流过的残余电流不应过小。

否则易发生串联谐振，产生过电压

危害。

3.1.3 中性点对地电压不应过高。

在正常情况下，中性点的位移电压不超过

相电压的 15%，发生事故时，应不超过相电压的 100%。

3.2 消弧线圈运行总则

3.2.1 中性点经消弧线圈接地的电网，在正常运行时，不对称度不应超过

15%。

3.2.2 当消弧线圈的端电压超过相电压 15%时，应按故障接地处理，寻找接

地点。

正常运行中，消弧线圈必须投入运行。

3.2.3 在电网有操作或有接地故障时，不得停用消弧线圈。

3.2.4 由于寻找故障及其它原因，使消弧线圈接带负荷时，应加强监视消弧

线圈的上层油温不得超过 95℃，并监视消弧线圈带负荷运行时间不超过铭牌规

定的运行时间，否则应停用消弧线圈。

3.2.5 改换消弧线圈分接头前，必须拉开消弧线圈的隔离开关，将消弧线圈

停电。

3.2.6 分接头改接完毕后，应用万能表测量消弧线圈导道良好，而且合上隔

离开关，使其投入运行。

3.2.7 当电网采用欠补偿方式运行时，应先将线路送电，再提高分接头的位

置，停电时相反。

3.2.8 当系统发生单相接地且线路通过的地区有雷雨时，中性点位移电压超

过 50%的额定推电压，或接地电流极限值>1A 时，禁止用隔离开关投入和切除

消弧线圈。

4、封闭母线

当发电机容量为 300MW 时，由于发电机的额定电流、短路电流，以及单

机容量在系统中所占的比重增大，因此对大容量发电机不仅有母线本身电动力

问题、发热问题、还有母线支持，悬吊钢构架以及母线周围混凝土柱、搂板、

基础内钢筋在交变强磁场中感应涡流引起的发热问题。

一旦母线短路，不仅一

般露母线和绝缘子的机械强度很难满足，而且发电机本身也遭受损伤，并由

此影响系统频率，安全供电以及系统的稳定运行。

为解决上述问题，采用能承受巨大短路电动力的特殊绝缘子；选用槽形、

方管、圆管等形状的母线来改善母线的材料的有效利用，提高母线机械强度；

采用人工冷却解决母线发热的问题；在母线附近避免使用钢构件或钢构件上装

设短路环，在混凝土内的钢筋采用屏蔽隔磁以及在楼板上铺设铝板等措施降低

感应发热，并采用分相封闭母线。

将带电的母线用外壳加以封闭保护，称为封闭母线。

本期工程中发电机出

线至主变入线采用三相离相封闭母线；而高厂变、启备变去 6KV 厂用Ⅰ、Ⅱ段

则用共相封闭母线连接。

4.1 共相封闭母线。

三相共用一个金属外壳，相间设有金属板隔开，或相

间有金属板隔开，称为共相封闭母线。

如图 2-3

4.2 封闭母线如图 2-4

4.2.1 不全连分相封闭母线，每相外壳相邻段在电气是相互绝缘，以防止轴

向电流，流过外壳联接处，每段外壳只有外壳涡流，为了避免短路时全在外壳

上感应出对人身危险的过电压，把外壳每 3-4m 分成一段，每段一点接地。

4.2.2 全连分相封闭母线，除每相外壳各段在电气上导电连接外，又在各相

外壳两端通过短路板相互连接并接地。

4.2.3 经电抗器接地的全连分相封闭母线。

封闭母线外壳为金属铝外壳，对电磁场起屏蔽作用。

并且采用了强迫通风

方式将母线及外壳热量带走。

防止母线内结露及灰尘进入降低绝缘强度，上述

作用是通过封母微正压充气装置来实现的。

4.2.4 与封闭母线相连的设备

a、发电机：

QFSN-300-2，300MW，=0.85，20KV

b、主变压器：

SFP10-370000/220，370MVA，Ynd11，242±2×2.2%/20KV

c、高压厂用变压器：

SFF9-40000/20，40/25-25MVA

d、电压互感器：

JDX1-20，

20 0.1 0.1 0.1

3 3 3 3

KV

和 JDX1-20，

20 0.1 0.1

3 3 3

KV

e、避雷器：

Y3B-25.4/58

f、励磁变压器：

SC-3000/20Y/d-11

g、电流互感器：

LM2B-20，15000/5A，5P/5P 和 L2X-10，0.5/3，10/5A

h、消弧线圈：

XDG-40/20，20/0.1KV，1.98~2.83A

i、高压熔断器：

RN4-20

4.2.5 分相封闭母线的优点

a、供电可靠。

封闭母线有效地防止了绝缘遭受灰尘、潮气等污秽和外物

造成的短路。

b、运行安全。

由于母线封闭在外壳中，且外壳接地，使工作人员不全能

及带电导体。

c、由于外壳的屏蔽作用，母线电动力大大减小，而且基本消除了母线周

围钢构的发热。

d、运行维护工作量小。

5、电气主接线的运行方式

电气主接线的运行方式包括正常运行方式和非正常运行方式。

所谓正常运

行方式是指：

#1、#2 发电机组和电气设备全部投入运行的方式，所谓非正常运

行方式是指当机组或电气设备停运检修或某些设备处于不正常运行状态下，电

气主接线的运行方式。

在制定运行方式时，应考虑下列原则。

5.1 出线和电源应运行在不同母线上

这是考虑到当任一线发生故障时，仅影响一部分电源和出线，当电网采用

双回路供电时，更应将其分别接于不同母线，这样即使任一母线故障，对电力

系统的环网运行不会造成影响而解列。

5.2 高压备用厂用电源所引接的电源应与所备用的机组不在同一母线上。

这是考虑到当高压母线故障时，尽量减小对机组的影响。

5.3 运行中尽量减少母联的运行电流

母联运行中随时有可能因各种原因而跳闸。

为了避免母联跳闸后对电网的

潮流分布造成影响，其正常流过的电流越小越好。

这就要求正常运行时电源、

负荷应尽量均匀分布，即使是正常运行中，由于方式变化而使母联的电流明显

增加时，也应在条件允许的情况下尽可能及时重新调整。

5.4 在满足继电保护对短路容量的要求

在正常运行中，有些继电保护（如母差保护）对运行系统的短路容量提出

了专门要求。

尽量满足每一段母线上都应有足够的电源和联络线。

5.5 应满足中性点接地及过电压保护的要求

当电网需要该厂的高压母线有两个接地点时，运行方式的安排应考虑每一

母线上均有一个中性点接地，而不应集中在同一母线上。

否则，一旦母线跳闸，

将会使其中一段母线失去接地点，从而可能影响电网零序保护的正确配合。

而过电压保护，应根据各厂配置的具体情况。

防雷措施的保护菩范围及要

求而对运行方式作出适当安排，以保证所有过电压保护措施在保护覆盖范围内

得以最大限度地发挥。

5.6 应便于工作人员记忆，并按某一规律相对固定。

第二节厂用电接线及其运行方式

现代大容量火力发电厂要求其生产过程是自动化和采用计算机控制的，为

了实现这一要求就需要许多厂用机械和自动化监控设备和辅助设备服务，而其

中绝大多数厂用机械采用电动机拖动。

因此，需要向这些电动机、自动化监控

设备和计算机供电，这种供电系统称为厂用系统。

一、对厂用电接线选择除了应满足正常运行时的安全、可靠、灵活、经济

和维护方便等一般要求外，尚应满足以下要求：

1.1 尽量缩小厂用电系统故障时的影响范围，以免引起全厂停电事故；万

一发生全厂停电事故，应能尽快从系统取得启动电源。

1.2 应充分考虑发电厂正常、事故、检修等方式，以及机炉起、停过程中

的供电要求。

1.3 备用电源的引接应尽量保证其独立性，引接处应保证有足够的容量。

二、厂用电负荷的分类

2.1Ⅰ类负荷：

短时（手动切换恢复供电所需时间）的停电可能影响人身

或设备安全，使生产停顿或使机组出力大幅下降，例如，给水泵、送、引风机、

凝结水泵等。

2.2Ⅱ类负荷：

允许短时停电，但停电时间过长，有可能损坏设备或影响

负荷，如制粉系统。

2.3 Ⅲ类负荷：

长时间停电不会直接影响生产的负荷，例如检修电源等。

2.4 不停电负荷：

在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至停

机后的一段时间内，需要进行连续供电的负荷，如电子计算机、热工保护、自

动控制等。

2.5 事故保安负荷：

在发生全厂停电时，为了保证机组安全地停止运行，

过后又能很快地重新起动，或者为了防止危及人身安全等原因，需要在全厂停

电时继续供电的负荷。

按负荷要求的电源分为直流或交流，又可分为直流保安

负荷（如汽机直流润滑油泵、发电机氢侧、旁侧直流油泵）和交流保安负荷

（如盘车电动机、顶轴油泵等）。

三、高压厂用电接线

本期工程高压厂用电接线电压等级采用 6KV，中性点为不接地系统。

每台机组设一台高压厂用工作变，采用无激磁调压分裂绕组变压器，高压

侧采用全连式分相封闭母线，由发电机出线分支引出；低压侧采用共箱封闭母

线，分别接入每台机组设置的两段 6KV 母线。

两台机组设置一台高压起动/备用变压器，采用有载调压双绕组分裂变压器，

高压侧接入本期扩建的 220KV 母线，高压侧中性点直接接地，低压侧 6KV 采

用共箱封闭母线，分别“T”接接入两台机组的两段 6KV 母线，不设高压公用

段和高压备用段。

机炉的双套辅机分别接在两段母线上，公用负荷分别接至两台机组的 6KV

母线上，不设高压公用母线段。

其优点是公用负荷分接于不同机组的变压器上，

供电可靠性高投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，机组工作

母线清扫时，将影响公用负荷的备用，另外由于公用负荷分接于两台机组的工

作母线上，因此在#1 机发电时，#2 机 6KV 配电装置也须安好，并用启/备变供

电。

主厂房外的辅助车间采用分区集中供电方式。

根据各专业的负荷情况确定

低压变压器的设置。

炉后空压机、电除尘、除灰及脱硫设施，采用集中配电间，

分别由厂用 6KV 段供电源。

每台 300MW 机组从各单元机组的变压器低压侧引接一台高压工作厂用变

为 6KV 厂用电系统的工作电源。

为了限制厂用电系统的短路电流，并保证电动

机自起动时母线电压水平等要求，高厂变选用容量为 40/25-25MVA，短路电压

为 16%的变压器，其低压分裂绕组分别供 6KV 二个分段厂用母线。

发电机出口

未装有断路器。

为了满足机组起动时的厂用电供电和作为高压工作变压器的备

用，#1、#2 机组配备一台容量为 40/25-25NVA，短路电压为 18%的起动备用变

压器。

起备变电源引自 220KV 母线，采用明备用方式。

考虑到 220KV 母线电

压变化大，起动备用变压器采用带负荷调压变压器，以保证厂用电安全经济地

运行。

由于高压厂用工作变压器直接在发电机出口，支线短路电流大，且因采用

封闭母线结构，故高压工作变压器高压侧也不设断路器和隔离开关，若高压工

作厂变发生故障，将由发电机变压器组 220KV 断路器切除。

主厂房 6KV 开关柜采用金属锩装手车式高压开关柜，电源柜采用真空柜，

额定电流 3150A，额定开断电流 31.5KA，动稳定电流 100KA，馈线柜采用真

空开关柜和高压真空接触器+高压熔断器（F-C）回路，真空开关柜；额定电流

1250A，额定开断电流 31.5KA，动稳定电流 100KA；F-C 回路柜：

真空接触器

开断电流 4KA，高压熔断器开断电流 31.5KA。

本工程 6KV 馈线回路配置原则：

由真空开关供电：

≥1000KW 的电动机和≥1250KVA 的变压器

由 F-C 供电：

<1000KW 的电动机和<1250KVA 的变压器

四、低压厂用电接线

低压厂用电电压等级采用 380/220V，中性点为直接接地系统，采用 PC-

MCC 接地形式。

采用中性点直接接地方式的优点：

a、当发生单相接地故障时，

中性点不发生位移，防止三相电压不对称和对地电压超过 250V；b、便于管理、

接线简单。

其缺点是：

a、单相接地时，保护动作立即跳闸；b、对于采用熔断器保护

的电动机，由于一相熔断电动机会因二相运行而烧毁。

4.1 低压动力中心（PC）的配置

高压器

阻抗

（%）

6KV 母线残压%

380V 母线残压%

备注

发电机正

常运行

发电机进

相运行

发电机正

常运行

发电机进

相运行

正

常

起

动

厂变电带负

荷起动电泵

16

83.0

>80%满足要求

高备变带负

荷起动电泵

18

86.3

>80%满足要求

自

起

动

厂高变带负

荷自起动

16

69.1

57.3

高压>65~70%

低压>55%

满足要求

高备变带负

荷自起动

18

69.43

57.6

高压>65~70%

低压>55%

满足要求

主厂房 380/220V 厂用电采用单元制接线的供电方式，每台机组设两台汽

机低压厂用变压器和两台锅炉低压厂用变压器，均为互为备用。

设置 380/220V

汽机 A、B 段（PC 母线）和锅炉 A、B 段（PC 母线），同时汽机（锅炉）B 段

向汽机（锅炉）保安段供电。

两台机组各设一台照明变压器，两台机组设一台

检修变兼之照明度的备用。

两台机组设两台低压公用主变，互为备用。

辅助车间变压器为一工作一备用，动力与照明合用一电源。

原一、二期工程有翻车机变一台 630KVA，输煤变 1000KVA 互为备用，

同时作为翻车机变的备用。

本期工程对给煤系统进行改扩建，为了尽可能不改

变原有电气系统，将改造后的负荷原则上由原电源供电，输煤新增负荷

（650KW）由二期输煤变供电，将输煤变更换为 1000KVA（Ud=6%）的变压

器，并增加配电盘。

4.2 马达控制中心（MCC）的配置

根据负荷情况，在负荷较为集中处设置马达控制中心（MCC），由对应的

PC 段供电，将 75KW 以下的电动机接于 MCC 段，75KW 及以上的电动机接于

PC 段。

主厂房内低压变压器采用 SC 型干式变压器，380/220 动力配电中心采用抽

屈式开关柜，马达控制中心采用抽屈柜。

辅助厂房低压变采用 SC 型干式变压器、动力配电中心采用抽屈式开关柜，

马达控制中心采用所屈柜。

灰场变选用油浸式。

表 1-1正常起动和成组自起的母线电压水平

4.3 事故保安电源

每台机组设置一套快速起动的应急柴油机组，作为本机组的事故保安电源，

每台机组设置两段 380/220V 事故保安电源母线（A、B 段）分散布置在汽机房

和集控楼内，正常情况时分别由汽机（锅炉）380/220V 厂用电工作母线 B 段向

保安段供电，在事故失去电源后，柴油发电机组快速自动起动对事故保安段供

电。

事故保安段电源中性点接线方式与主厂房 380/220V 厂用电中性点接线方式

一致。

为满足柴油发电机组启动要求和减少柴油发电机组的容量，当每台机组的

厂用电消失时，事故保安负荷的投入应采用分批投入的方式，柴油机容量为

500KW。

序

号

设备名称

设备数据

#1 机

#2 机

#1 机

重复

容量

S3

#2 机

重复

容量

S3

额定

容量

安装

容量

工作

数量

换算

系数

计算

容量

6KV IA 段

6KV IB 段

6KV ⅡA

6KV ⅡB

安装

数量

工作

容量

安装

数量

工作

容量

安装

数量

工作

容量

安装

数量

工作

容量

KW/KVA

台（回）

台（回）

K

KVA

台（回）

KVA

台（回）

KVA

台（回）

KVA

台（回）

KVA

KVA

KVA

1

低压消防水泵

200

2

1

0.85

170

0

1

170

1

170

0

0

2

钢球磨煤机

1250

6

6

0.85

1062.5

2

2125

1

1062.5

2

2125

1

1062.5

0

0

3

送风机

1250

4

4

0.85

1062.5

1

1062.5

1

1062.5

1

1062

1

1062.5

0

0

4

吸风机

2400

4

4

0.85

1062.5

1

1062.5

1

1062.5

1

1062.5

1

1062.5

0

0

5

一次风机

560

4

4

0.85

476

1

476

1

476

1

476

1

476

0

0

6

辅机循环水泵

400

3

2

0.85

340

1

340

1

340

0

1

340

340

0

7

电动给水泵

5500

6

4

1

5500

2

5500

2

5500

2

5500

2

5500

0

0

8

凝结水泵

1000

4

2

1

1000

1

1000

1

1000

1

1000

1

1000

1000

1000

9

排粉机

900

6

6

0.85

765

1

765

2

1530

1

765

2

1530

0

0

10

斗轮堆取粉机

260

1

1

0.85

221

0

0

0

1

221

0

0

11

12

碎煤机

450

2

1.5

0.85

382.5

0

1

382.5

0

1

382.5

0

0

13

表 1-2   6KV 负荷统计表

14

小计 S1

13309

13564

12969

13785

1474

1000

15

汽机变

1000

4

2

1

883.89

1

883.89

1

883.89

1

883.89

1

883.89

883.9

883.9

16

锅炉变

800

4

2

1

696.71

1

696.71

1

696.71

1

696.71

1

696.71

696.7

696.7

17

低压公用变

1000

2