电气主接线及设计作业.docx

电气主接线及设计作业.docx

《电气主接线及设计作业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气主接线及设计作业.docx（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

4-1隔离开关与断路器的主要区别何在？

对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？

答：

断路器带开合电路的专用灭弧装置，可以开断和闭合负荷电流和短路电流，所以用作接通或切断电路的控制电器。

隔离开关没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用作设备停运后退出工作时断开电路，保证带电部分隔离，起着隔离电压的作用。

所以，在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源。

在运行操作时，必须严格遵循两条基本原则：

一是防止隔离开关带负荷合闸或拉闸；二是防止了在断路器处于合闸状态下（或虽在分闸位置，但因绝缘介质性能破坏而导通），误操作隔离开关的事故不发生在母线隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故；反之，误操作发生在隔离开关时，造成的事故范围及修复时间将大为缩小。

为防止隔离开关误操作，在断路器与隔离开关之间应加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。

4-2主母线和旁路母线各起什么作用？

检修出线断路器时如何操作？

答：

主母线主要用来汇集电能和分配电能。

旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。

设置旁路短路器极大的提高了可靠性。

而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。

当出线和短路器需要检修时，先合上旁路断路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。

如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。

4-3双母线带旁路接线有哪几种接线形式？

绘图并说明其特点。

双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。

下图为双母线带旁路母线的接线，可以设专用旁路断路器（如图a），也可以用旁路断路器兼作母联断路（如图b），或用母联断路器兼作旁路断路器（如图c）。

双母线分段接线也可以带旁路母线，但需设两台旁路断路器，分别接在工作母线的两个分段上。

4-4一台半断路器接线的优缺点是什么？

其中交叉布置有什么意义？

答：

一台半断路器接线的可靠性和灵活性很高。

任一母线故障或检修均不致停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至于两组母线同时故障（或一组母线检修，另一组母线故障）的极端情况下，功率仍能继续传输。

检修母线不不要对隔离开关进行大量的倒闸操作，调度和扩建也方便，但接线复杂费用高，双母带旁路中，用旁路母线代替检修中的回路断路器，该回路不停电。

适用出线回路数多，有需要经常检修断路器的中小型电厂，但其占地大，费用高。

一台半断路器接线的交叉布置具有运行可靠性更高，可以减少特殊运行方式下事故扩大。

4-5如何选择主变压器？

答：

主变压器的容量、台数的确定原则：

主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接人系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。

变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；变压器容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。

（一）单元接线的主变压器

单元接线的主变压器容量应按下列条件中的较大者选择：

发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。

按发电机的最大连续容量，（制造厂家提供的数据）扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水温度不超过的条件选择。

该是依据我国电力变压器标准，即在正常使用条件下，油浸变压器在连续额定容量稳态下的绕组平均温度。

（二）具有发电机电压母线接线的主变压器

连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量，应考虑以下因素：

（1）当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

（2）当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动而需限制本厂出力时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要。

（3）若发电机电压母线上接有2台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其它主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。

（4）在电力市场环境下，中、小火电机组的高成本电量面临“竞价上网”的约束，特别是在夏季丰水季节处于不利地位，加之“以热定电”的中、小热电厂在夏季热力负荷减少的情况下，可能停用火电厂的部分或全部机组，主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线上最大负荷的要求。

（三）连接两种升高电压母线的联络变压器

联络变压器的台数一般只设置1台，最多不超过2台。

这是考虑到布置和引线的方便。

联络变压器的容量选择应考虑以下两点：

（1）联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率和无功功率交换。

（2）联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上的最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。

（四）变电站主变压器

（1）变电站主变压器容量确定原则：

变电站主变压器容量，一般应按5～10年规划负荷来选择。

根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。

对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70％～80％。

（2）变电站主变压器台数确定原则：

对于枢纽变电站在中、低压侧已形成环网的情况下，变电站以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可设3台主变压器，以提高供电可靠性。

变压器型式和结构的选择原则：

（一）相数

容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。

因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。

但是，由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，需要考察其运输可能性。

若受到限制时，则可选用单相变压器组。

容量为600MW机组单元连接的主变压器和500kV电力系统中的主变压器应综合考虑运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成三相变压器。

（二）绕组数与结构

电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。

发电厂以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用2台双绕组变压器或三绕组变压器。

最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15％及以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选用2台双绕组变压器在经济上更加合理。

在一个发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。

此外，选用时应注意到功率流向。

三绕组变压器根据三个绕组的布置方式不同，分为升压变压器和降压变压器。

升压变压器用于功率流向由低压绕组传送到高压和中压，常用于发电厂；降压变压器用于功率流向由高压绕组传送至中压和低压，常用于变电站。

机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机—双绕组变压器单元接线接人系统，而两种升高电压级之间加装联络变压器更为合理。

联络变压器宜选用三绕组变压器（或自耦变压器），低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置。

扩大单元接线的主变压器，应优先选用低压分裂绕组变压器，可以大大限制短路电流。

在110kV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，因其损耗小、价格低。

（三）绕组联接组号

变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。

电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。

因此，变压器三相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。

在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。

（四）调压方式

为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。

通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。

切换方式有两种：

一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±2×2.5％以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30％。

其结构较复杂，价格较贵。

（五）冷却方法

电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。

4-6在电气主接线设计时，为什么要考虑限制短路电流，有哪些限制短路电流的措施？

答：

短路是电力系统中较常发生的故障。

短路电流直接影响电气设备的安全，危害主接线的运行，特别在大容量发电厂中，在发电机电压母线或发电机出口处，短路电流可达几万安至几十万安。

为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用加大容量的电气设备。

这不仅增加投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的高压电气设备。

短路电流要比额定电流大的多，有可能超过电器设备的承载能力，将电气设备烧毁，因此，必须限制短路电流，其中限制短路电流的方法有：

1）在发电厂和变电所的6~10kV配电装置中，加装限流电抗器限制短路电流。

a）在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各自回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级；b）线路电抗器：

主要用来限制电缆馈线回路短路电流；c）分裂电抗器。

2）采用低压分裂绕组变压器。

当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。

3）采用不同的主接线形式和运行方式。

为了减小短路电流，可选用计算阻抗较大的接线形式和运行方式。

教科书P1334-104-11两题做在作业本上。