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第四篇 电气主接线


第一节电气主接线设计的基本要求 (含接入系统设计要求)

一、主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求 《电力工程电气设计手册》 (一次部分)P46 如下要求: 1、可靠性。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接钱首先应满足这个要求 (1)研究主接线可靠性应注意的问题: 1)应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。 主接线可靠性的衡量标准

是运行实践, 至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法尚不完善, 计算结果不够准确, 因而目前仅作为参考。 2)主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。 3)主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度, 采用可靠性高的电气设备可以 简化接线。 4)要考虑所设计的发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用。 (2)主接线可靠性的具体要求: 1)断路器检修时,不宜影响对系统的供电。 2)断路器或母线故障以及母线检修时, 尽量减少停运的回路数和停运时间, 并要保证对 一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 3)尽量避免全厂停运的可能性。 4)大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2、灵活性。灵活性是指适应发电厂、变电所不同时期各种不同运行工况要求的能力主 接线应满足调度灵活性、检修灵活性及扩建灵活性。 (1)调度灵活性,应可以灵活地技入和切除发电机、变压器和线路,调配电源和负荷, 满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 (2)检修灵活性,可以方便地将断路器、母线及保护装置按计划检修退出运行,进行安 全检修而不致影响电力系统运行和用户的供电。 (3)扩建灵活性,可以容易地从初期接线过踱到最终接线,并要考虑便于分期过渡和扩 展,使电气一次和二次设备、装置等改变连接方式的工作量最少。 3、经济性。主接绕在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理 (1)投资省:①主接线应力求简单,以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷 器等一次设备;②要能使继电保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制电缆;③ 要能限制短路电流, 以便于选择价格合理的电气设备或轻型电器; ④如能满足系统安全运行 及继电保护要求,110kV 及以下终端或分支变电所可采用简易电器。 (2)占地面积少。主接线设计要为尽可能减少配电装置布置占地面积创造条件。

(3)电能损失少。经济合理地选择主变压器的型式(双绕组、三绕组或自耦变压器)、容 量、台数,要避免因两次变压而增加电能损失。 此外,在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽;为简化主接线,发电厂、变电 所接入系统的电压等级一般不超过两种。 二、接入系统设计要求 1、发电厂接入系统设计的要求参见 17.1 2、对发电机与主变压器的要求 《火力发电厂设计技术规程》 (DL5000--2000) “发电机与主变压器”部分如下要求: 13.1.4 容量为 300MW 及以下机组的发电厂,接于发电机电压母线的主变压器不应少于 两台,其总容量应在考虑逐年负荷发展的基础上满足下列要求: 1)发电机电压母线的负荷为最小时,能将剩余功率送入电力系统; 2)发电机电压母线的最大一台发电机停运或因供热机组热负荷变动而需限制本厂出力 时,应能从电力系统受电,以满足发电机电压母线最大负荷的需要。 13.1.3 与容量 300MW 及以下机组单元连接的主变压器,若不受运输条件的限制,应采 用三相变压器; 与容量为制 600MW 机组单元连接的主变压器应综合运输和制造条件, 经技术 经济比较可采用单相或三相变压器。 当选用单相变压器组时, 应按所连接电力系统的设备的条件, 确定是否需要装设备用相。 13.1.5 容量为 200MW 及以上的发电机与主变压器为单元连接时,该变压器的容量可按 发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标 准环境温度或冷却水温度下不超过 65℃的条件进行选择。 13.1.6 最小机组容量为 100MW 及以上发电厂的出线电压不应超过两种。发电厂附近少 量的负荷宜由地区网供电。 对热电厂附近地区负荷的供电电压及供电方式应经技术经济比较确定。 13.1.7 当最大机组容量为 125MW 及以下的发电厂以两种升高电压向用户供电或与电力 系统连接时, 其主变压器宜采用三绕组变压器, 但每个绕组的通过功率应达到该变压器额定 容量的 15%以上。 容量为 200MW 及以上的机组不宜采用三绕组变压器, 如高压和中压间需要联系时, 可在 发电厂设置联络变压器或经变电所进行联络。 连接两种升高电压的三绕组变压器不宜超过两台。 若两种升高电压均系中性点直接接地 系统,且技术经济合理时,可选用自藕变压器,但主要潮流方向应为低压向高压送电。 13.1.8 对潮流变化大和电压偏移大的联络变压器可采用有载调压变压器。 3、国家标准电压系列 《标准电压》 (GB/T156--2007)规定如下: 三相交流 3kV 及以上的设备与系统的标称系统电压为:3、6、10、35、66、110、220、

330、500、750、1000kV。 补:设备最高电压:3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800、1100kV。

第二节各级电压配电装置的基本接线设计 一、6~220kV 高压配电装置的基本接线 《电力工程电气设计手册》 (一次部分) “6~220kV 高压配电装置的基本接线及适用范 围”P47-53 如下要求: 对于 6~220kV 高压配电装置的接线,大致分为两类: (1)有汇流母线的接线:单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、 一台半断路器接线、三分之四断路器接线、增设旁路母线的接线等。 (2)无汇流母线的接线:变压器一线路组单元接线、扩大单元接线、联合单元接线、桥形 接线、角形接线等。 1、变压器-线路单元接线(见图 2-1)。 (1)优点:接线最简单、设备最少,不需要高 压配电装置。 (2)缺点:线路故障或检修时,变压器停运;变 压器故障或检修时,线路停运。 (3)适用范围:①只有一台变压器和一回线路时; ②过渡接线时。 图 2-1

2、桥形接线。两回变压器-线路单元接线相连,构成桥形接线。桥形接线分为内桥与 外桥两种接线,是长期开环运行的四角形接线。 (1)内桥形接线(见图 2-2) 1)优点:高压断路器数量少,四个回路 只需三台断路器。 2)缺点:①变压器的切除和投入较复杂, 需动作两台断路器,并影响一回线路的暂时 停运;②桥断路器检修时,两个回路需解列运 行;③出线断路器检修时,线路需较长时间停 运。 3)适用范围:适用于较小容量发电厂、变电所,并且变压器不经常切换或线路较长、故 图 2-2

障率较高的情况。 (2)外桥形接线图(见图 2-3) 1)优点:高压断路器数量少,四个回路只需三台断路器。 2)缺点:①线路的切除和投入较复杂,需动作两台断路器, 并有一台变压器暂时停运;②桥断路器检修时,两个回路需解 列运行;③变压器侧断路器检修时,变压器需在此期间停运。 3)适用范围:适用于较小容量的发电厂、变电所,并且变压 器的切换较频繁或线路较短、故障率较少的情况。 此外,线路有穿越功率时,也宜采用外桥形接线。 3、单母线接线(见图2-4) 图2-3

(1)优点:接线简单、 清晰, 设备少、 操作方便、 投资省, 便于扩建和采用成套配电装置。 (2)缺点:不够灵活可靠, 母线或母线隔离开关故障或检修时, 均可造成整个配电装置停 电。 (3)适用范围:一般只适用于变电所安装一台变压器的情况, 并与不同电压等级的出线回 路数有关: 1)6-lOkV配电装置的出线回路数不超过5回。 2)35-66kV配电装置的出线回路数不超过3固。 3)110-220kV配电装置的出线回路数不超过2回。

图 2-4 4、单母线分段接线(见图 2-5) (1)优点:

图 2-5

1)用断路器将母线分段后,对于重要用户可从不同段引出两个回路,由两个电源供电。 2)当一段母线发生故障时, 分段断路器自动将故障切除, 保障正常段母线不间断供电和 不致使重要用户停电。 (2)缺点: 1)当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在此期间停电。

2)当出线为双回路时,常使架空线出现交叉跨越。 3)扩建时需向两个方向均衡扩建。 (3)适用范围: 1)6-lOkV配电装置的出线回路数为6回及以上;当变电所有两台主变压器时,6-lOkV宜 采用单母线分段接线。 2)35-66kV配电装置的出线回路数为4-8回时。 3)110-220kV配电装置的出线回路数为3-4回时。 5、双母线接线(见图 2-6) 双母线的两组母线同时工作, 并通过母线联络断路器并列运行, 电源与负荷平均分配在 两组母线上。由于母线继电保护的要求,一般某一回路固定某一组母线连接,以固定连接的 方式运行。

图 2-6 (1)优点: 1)供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供 电中断;一组母线故障后,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只需停该回 路。 2)调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活地适应系 统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 3)扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和负荷均 匀分配,不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时,可以顺序布置,以致连接不同 的母线段时,不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。 4)便于试验。当个别回路需要单独进行试验时,可将该回路分开,单独接至一组母线 上。 (1)缺点:

1)增加了一组母线及母线设备,每-回路增加了一组隔离开关,因此投资费用增加。 2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒闸操作电器,容易误操作。 3)适用范围。当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要 求迅速恢复供电、母钱或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线 的灵活性有一定要求时采用,各级电压采用的具体条件如下: 6-10kV配电装置,当短路电流较大、出线需要带电抗器时。 35-66kV配电装置,当出线回路数在8回及以上时或连接的电源较多、负荷较时。 110kV配电装置出线回路数6回及以上时;220kV配电装置出线回路数4回及以上时。 6、双母线分段接线(见图 2-7) 当220kV进出线回路数甚多时,双母线需要分段,分段原则是: (1)当进出线回路数为10-14回时,在一组母线上用断路器分段,称为双母线三分段接 线。 (2)当进出线回路数为15回及以上时,两组母线均用断路器分段,称为双母线四分段 接线。

图2-7 (3)为了限制某种运行方式下220kV母线短路电流或系统解列运行的要求时,可根据需 要将母线分段。 (4)在双母线分段接线中,均装设2台母联兼旁路短路器。 7、增设旁路母线的接线 为保证采用单母线分段或双母线的配电装置, 在进出线断路器检修时, 不中断对用户的 供电,可增设旁路母线或旁路隔离开关。 (1)设有专用旁路断路器[见图 2-8(a)]。 进出线断路器检修时, 由专用旁路断路器代替, 通过旁路母线供电,对双母线的运行没有影响。

图 2-8(a)

2-8(b)

(2)母联断路器兼作旁路断路器[见图 2-8(b)]。不设专用旁路断路器,而以母联断路器 兼作旁路断路器用。 1)优点:节约专用旁路断路器和配电装置间隔。 2)缺点:当进出线断路器检修时,就要用母联断路器代替旁路断路器,双母线变成单母 线,破坏了双母线固定连接的运行方式,增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。 (3)分段断路器兼作旁路断路器。对于单母线分段接线,可采用如图 2-8(c)所示的以分 段断路器兼作旁路断路器的常用接线方案。两段母线均可带旁路,正常时旁路母线不带电。

图 2-8(c) 8、3-5 角形接线(见图 2-9)。多角形接线的各断路器互相连接而成闭合的环形,是单环 形接线。

图 2-9

3-5 角形接线

为减少因断路器检修而开环运行时间, 保证角形接线运行可靠性, 以采用 3-5 角形为宜, 并且变压器与出线回路宜对角对称布置。 (1)优点: 1)投资省,平均每一回路只需装设一台断路器。 2)没有汇流母线,在接线的任一段上发生故障,只需切除这一段与其相连接的元件,对 系统运行的影响较小。 3)接线形成闭合环形,在闭环运行时,可靠性、灵活性较高。 4)每回路由两台断路器供电,在任一台检修时,不中断供电,也不需要旁路设施。隔离 开关只作为检修时隔离之用,以减少误操作的可能性。 5)占地面积小。 (2)缺点: 1)任一台断路器检修,都成开环运行,从而降低了接线的可靠性。 2)每个进出线回路都连着两台断路器, 每台断路器又都连着两个回路, 从而使继电保护 和控制回路接线复杂。 3)调峰电站,为提高运行可靠性,避免经常开环运行,一般开、停机需由发电机出口断 路器承担,由此需增设发电机出口断路器,并增加了变压器空载损耗。 (3)适用范围。适用于能一次建成的、最终进出线为 3--5 固的 110kV 及以上配电装置, 不宜用于有再扩建可能的发电厂、变电所。 二、330--500kV超高压配电装置的基本接线及适用范围 《电力工程电气设计手册》 (一次部分) “330--500kV 超高压配电装置的基本接线及适 用范围”P53-60 如下要求: 我国330--500kV超高压配电装置采用的接线:双母线三分段(或四分段)带旁路母线(或 带旁路离开关)接线,一台半断路器接线,变压器--母线接线和3--5角形接线。 1、双母线三分段(或四分段)带旁路母线(或带旁路隔离开关)接线(见图 2-10)

图2-10 330--500kV超高压配电装置接线的可靠性要求高,为限制故障范围,当进出线为6回及 以上时,一般采用双母线三分段(或四分段)带旁路母线(或带旁路隔离开关)的接线。 (1)故障停电范围。 当-段母线故障或连接在母线上的迸出线断路器故障时, 停电泡围不 超过整个母线的1/3(三分段时)或1/4(四分段时); 当一段母线故障合并分段或母联断路器拒 动时,停电范围不超过整个母线的2/3或1/2。 采用双母线三或四分段接线时,要注意解决分段后母线保护的复杂性问题。 (2)分段原则。500kV双母线带旁路母线接线按下列原则分段(330kV等级也可参照此原 则): 1)为保证供电可靠性,每段母线接2--3个回路。 2)当最终进出线回路数为6--7回时, 宜采用双母线三分段带旁路母线接线, 并装设两台 母联兼旁路断路器;当回路数为8回及以上时,宜采用双母线四分段带旁路母线接线,除装 设两台母联兼旁路断路器外,还应预留装设一台旁路断路器的位置。 3)电源与负荷宜均匀分配在各段母线上。 (3)过渡接线。最终采用双母线分段带旁路母线接线时,可采用以下的过渡接线: 1)当进出线回路数为2回时,采用单母线带旁路母线作过渡接线(变压器回路不设断路 器),并设专用旁路断路器一台,以免出现断路器检修时,影响对系统的供电。 2)当进出线为3回时,采用双母线带旁路母线作过搜接线,设母联兼旁路断路器一台。 3)当进出线为4--5回时, 采用双母线带旁路母线作过渡接线, 设母联和专用旁路断路器 各一台,以免断路器检修破坏双母线固定连接的运行方式,减少断路器检修时的倒闸操作。 还能将母联断路器与旁路断路器串联运行,提高供电可靠性。 (4)采用简易的旁路隔离开关代替旁路母线。 当出线回路数较少时, 330kV配电装置有采 用简易的带旁路隔离开关代替带旁路母线的接线。 2、一台半断路器接线(见图 2-11)

一台半断路器接线是一种没有多回路集结点、 一个回路由两台断路器供电的双重连接的 多环形接线,是现代国内外大型发电厂、变电所超高压配电装置广泛应用的一种接线。

图 2-11 (1)一台半断路器接线的特点: 1)有高度可靠性。每一回路由两台断路器供电,发生母线故障时,只跳开与此母线相连 的所有断路器,任何回路不停电。在事故与检修相重合情况下的停电回路不会多于两台。 2)运行调度灵活。正常时两组母线和全部断路器都投入工作,从而形成多环形供电, 运行调度灵活。 3) 操作检修方便。 隔离开关仅作检修时用, 避免了将隔离开关作操作用时的倒闸操作。 检修断路器时,不需要带旁路的倒闸操作;检修母线时,回路不需要切换。 (2)选用一个半断路器接线时,要注意: 1)由于一个回路连接着两台断路器,一台中间断路器连接着两个回路,使继电保护及 二次回路复杂。要注意解决保护接于"和电流"问题、重合闸问题、失灵保护问题、二次线安 装单位划分问题等。 2)接线至少应有三个串(每串为三台断路,接两个回路),才能形成多环形,当只有两个 串时,属于单环形,类同角形接线。 (3)成串配置原则。 为提高一个半断路器接线的可靠性, 防止同名回路(双回路出线或主 变压器)同时停电的缺点,可按下述原则成串配置: 1)同名回路应布置在不同串上, 以免当一串的中间断路器故障或一串中母线侧断路器检 修,同时串中另一侧回路故障时,使该串中两个同名回路同时断开。 2)如有一串配两条线路时,应将电源线路和负荷线路配成一串。 3)对特别重要的同名回路,可考虑分别交替接入不同侧母线,即"交替布置"。这种布置 可避免当一串中的中间断路器检修时, 合并同名回路串的母线侧断路器故障, 而将配置在同 侧母线的同名回路同时断开。在我国也仅限于特别重要的同名回路,才采用这种交替布置;

发电厂、变电所只有两台主变压器时,也宜采用。这种交替布置一般通过变压器回路采用低 架横穿来实现。 (4)过渡接线。最终为一个半断路器接线的过渡接线,应根据设备质量、间隔配置位置 和扩建情况,可采用断路器数量少的接线。按进出线回路数,控制断路器数量如下: 1)2回进出线,考虑2台断路器; 2)3回进出线,考虑3--5台断路器; 3)4回进出线,考虑4--6台断路器; 4)5回进出线,考虑5--8台断路器。 3、变压器母线接线(见图 2-12)

图2-12 (1)接线特点: 1)出线采用双断路器,以保证高度可靠性。但当线路较多时,出线也可采用一个半断路 器。 2)选用质量可靠的主变压器, 直接将主变压器经隔离开关连接到母线上, 以节省断路器。 3)变压器故障时,连接于母线上的断路器跳开,但不影响其他回路供电。变压器用隔离开关 断开后,母线即可恢复供电。 (2)适用范围: 1)长距离大容量输电线路、系统稳定性问题较突出、要求线路有高度可靠性时。 2)主变压器的质量可靠、故障率甚低时。

第三节、各种电气主接线型式设计 一、大中型火力发电厂的电气主接线设计 《火力发电厂设计技术规程》(DL 5000-2000)“范围”如下: 大中型火力发电厂包括发电机组容量为125--600MW机组的凝汽式火力发电厂,也包括

50MW级及以上的供热式机组的热电厂。 1、大型电厂的电气主接线特点与接线方式: 《电力工程电气设计手册》 (电气一次部分) P61-62 “大型火力发电厂的电气主接线” 部分如下要求: (1)主接线特点 大型电厂一般指总容量为1000MW及以上、单机容量为200MW及以上。其接线特点是: 1)发电机--变压器采用简单可靠的单元接线方式。 有发电机--变压器单元接线、 扩大单 元接线、 联合单元接线和发电机--变压器--线路单元接线等, 直接接入高压或超高压配电装 置。 2)大型电厂的所有发电机--变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220kV配 电装置;也有全部接入超高压配电装置的。 3)接入220kV配电装置的单机容量最大一般不超过300MW。 (2)接线方式。 1)发电机--变压器单元接线。 一台机组接一台主变压器(双绕组、 三绕组或自耦变压器)。 100MW发电机电压为10.5kV,一般与变压器单元连接,但也可接至发电机电压母线。 125MW发电机则与变压器单元连接。 200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成 单元接线,当发电厂具有两种升高的电压等级时,则装设联络变压器。其原因为: a)采用三绕组变压器时, 发电机出口要求装设断路器, 但由于甚大的额定电流和短路电 流,使得出口断路器制造很困难,造价也甚高。 b)大机组要求避免在出口发生短路, 除采用安全可靠的分相封闭母线外, 主回路力求简 单, 尽量不装断路器和隔离开关。 而采用双绕组变压器时, 就可不装出口断路器和隔离开关。 c)三绕组变压器的中压侧(110kV及以上),往往只能制造死抽头,这对高、中压侧调压 及负荷分配不利。 不如采用双绕组变压器加联络变压器灵活方便, 并可利用联络变压器的第 三绕组作厂用起动或备用电源以节约技资。 d)布置在主厂房前的主变压器、 厂用高压变压器和备用变压器的数量较多, 若主变压器 为三绕组时, 增加中压侧引线的架构, 并且主变压器可能为单相, 将造成布置的复杂与困难。 2)发电机--变压器扩大单元接线(分裂变压器或双卷变变压器)。两台或两台以上机组 接一台主变压器。 这种接线适用范围较广, 扩大单元的主变压器容量要与电力系统的总容量和备用容量相

适应,一般不大于系统总装机容量的10%,并要满足主变压器故障或检修时系统稳定运行的 要求。 当发电机的容量与升高电压等级所能传输容量相比, 发电机容量较小而不配合时, 可采 用两台发电机接一台主变压器的扩大单元接线, 以减少主变压器、 高压断路器和高压配电装 置间隔。当采用扩大单元接线时,发电机出口应装设断路器和隔离开关。 200-300MW机组接至500kV配电装置时,相对机组容量较小,因而可采用两台200-300MW 机组与一台主变压器接成扩大单元。 3)发电机--变压器--线路组联合接线。两组或两组以上单元接线在高压侧的联合。 4)发电机--变压器--线路组单元接线。属无母线类。为了节约用地和投资,厂内升压 站不设高压或超高压配电装置, 发电机经变压器升压直接以送电线路接到附近的枢纽变 电所。 也有在两单元接线间加连接桥断路器形成桥型接线。 连接桥可接在两线路断路器的内 侧或外侧。也有在内侧和外侧同时加连接桥,形成角形接线。 技术经济合理时,容量为200MW及以上的机组可采用发电机--变压器--线路组的单元接 线。 大型电厂采用发电机--变压器--线路单元接线, 厂内不设高压配电装置, 将电能直接输 送到附近枢纽变电所。在下列情况宜采用本接线: a)某些地区矿源丰富,同地区有几个大型电厂,工业发达和集中,则汇总起来建设一个 公用的枢纽变电所较为经济。 b)有的电厂地位狭窄,厂内不设高压配电装置,不仅解决了电厂占地面积庞大的困难, 而且也为电厂总平面布置创造有利条件, 汽机房前可布置冷却塔或紧靠河流, 从而缩短循环 冷却水管道。 c)有的电厂距现有枢纽变电所较近, 直接从那里引出线路较为方便, 因而在电厂内也不 设高压配电装置。 发电机--变压器--线路组单元接线方式的选择是一个涉及厂、 网关系的综合性问题。 它 除了主要取决于接入系统的要求外, 也与电厂的总平面布置、 电气主接线、 起动电源的引接、 厂区的污秽等级和控制方式等因素有关。因此,接线方案的确定必须同时兼顾厂、网的不同 要求,以使电厂和系统的连接方案在技术经济上取得总体的合理。 5)一厂两站接线。个别大型电厂建设互不联系的同一电压或两种电压的两个配电装置, 使在同一场地上有多台机组的一座大容量区域发电厂在电气上分成为两座发电厂。 这对系统 来说, 相当于两座独立的发电厂, 它们之间的电气距离等于由发电厂的两个升压站到并列运

行的枢纽变电所的线路长度之和,这样可限制发电厂内高压配电装置过大的短路电流。 2、大中型火力发电厂的电气主接线设计有关规定 《火力发电厂设计技术规程》 (DL5000--2000) “电气主接线”部分如下要求: 13.2.1 容量为 60MW 及以下机组的发电机电压可按下列条件选择: 1)当有发电机电压直配线时,应按地区网络的要求可采用 6.3kV 或 10.5kV; 2)发电机与主变压器成单元连接,且有厂用分支线引出时,宜采用 6.3kV。 13.2.2 若接入电力系统发电厂的机组容量相对较小,与电力系统不相配合,且技术经 济合理时, 可将两台发电机与一台变压器(双绕组变压器或分裂绕组变压器)作扩大单元连接, 也可将两组发电机双绕组变压器组共用一台高压侧断路器作联合单元连接。 13.2.3 发电机电压母线可采用双母线或双母线分段的接线方式。为限制短路电流,可 在母线分段回路装设电抗器。 如不能满足要求, 可在发电机或主变压器回路装设分裂电抗器, 也可在直配线上装设电抗器。 13.2.4 母线分段电抗器的额定电流应按母线上因事故而切除最大一台发电机时可能通 过电抗器的电流进行选择。当无确切的负荷资料时,也可按该发电机额定电流的 50%-80%选 择。 13.2.5 技术经济合理时,容量为 200MW 及以上的机组可采用发电机一变压器一线路组 的单元接线。 13.2.6 330--500kV 的避雷器不应装设隔离开关。220kV 及以下母线避雷器和电压互感 器宜合用一组隔离开关。110kV—500kV 线路电压互感器与耦合电容器或电容式电压互感器 不宜装设隔离开关。220kV 及以下线路避雷器以及接于发电机与变压器引出线的避雷器不宜 装设隔离开关;变压器中性点避雷器不应装设隔离开关。 13.2.7 330--550kV 线路并联电抗器回路不宜装设断路器或负荷开关,但在某些特定的 功能和运行方式下,也可装设。 接入 330--550kV 联络变压器低压侧的并联电抗器与其电源的连接宜采用单母线接线方 式。 13.2.8 容量为 125MW 及以下的发电机与双绕组变压器为单元接线时,在发电机与变压 器之间不宜装设断路器; 发电机与三绕组变压器或自耦变压器为单元链接时, 在发电机与变 压器之间宜装设断路器和隔离开关,厂用分支线应接在变压器与断路器之间。 容量为 200MW--300MW 的发电机与双绕组变压器为单元连接时,在发电机与变压器之间 不应装设断路器、负荷开关或隔离开关,但应有可拆连接点。 技术经济合理时,容量为 600MW 机组的发电机出口克装设断路器或负荷开关,此时,主 变压器或高压厂用工作变应采用有载调压方式。 当两台发电机与一台变压器作扩大单元连接或两组发电机双绕组变压器组作联合单元 连接时,在发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关。

13.2.9 容量为 200MW 及以上发电机的引出线、厂用分支线以及电压互感器与避雷器等 回路的引下线应采用全连式分相封闭母线。 13.2.10 发电机中性点的接地方式可采用不接地、经消弧线圈或高电阻接地的方式。容 量为 300MW 及以上发电机应采用中性点经消弧线圈或高电阻接地的方式。 13.2.11 35--220kV 配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位、负荷的重要 性、出线回路数、设备特点、配电装置型式以及发电厂的单机和规划容量等条件确定。 当配电装置在电力系统中居重要地位、负荷大、潮流变化大且出线回路数较多时,宜采 用双母线或双母线分段的接线。 采用单母线或双母线的 110--220kV 配电装置,当配电装置采用六氟化硫全封闭组合电 器时,不应设置旁路设施;当断路器为六氟化硫型时,不宜设旁路设施;当断路器为少油型 时,除断路器有条件停电检修外,宜设置旁路设施,当 220kV 出线在四回及以上和 110kV 出线在六回及以上时,可采用带专用旁路断路器的旁路母线。 若采用双母线分段接线不能满足电力系统稳定和地区供电可靠性的要求, 且技术经济合 理时, 容量为 300MW 及以上机组发电厂的 220kV 配电装置也可采用一台半断路器的接线方式。 当 35--66kV 配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件停电检修时,可设置不带专 用旁路断路器的旁路母线;当采用双母线接线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路 隔离开关。 发电机变压器组的高压侧断路器不宜接入旁路母线。 初期工程可采用断路器数量较少的过渡接线方式, 但配电装置的布置应便于过拨到最终 接线。 13.2.12 当发电厂以 220kV 电压接入系统时,如采用双母线分段接线,可按下列条件设 置分段断路器: 1)容量为 200MW 及以下的机组, 当发电厂总装机容量在 800MW 及以上, 且 220kV 配电装 置进出线回路数达 10--14 回时,可采用双母线三分段接线;当发电厂总装机容量在 1000MW 及以上,且 220kV 配电装置进出线回路数达 15 回及以上时,可采用双母线四分段接线。 2)容量为 300MW 机组,当发电厂总装机在三台及以上,在选用双母线分段接线时,应考 虑电力系统稳定和地区供电可靠性的要求。 当任一台断路器发生故障或拒动时, 按系统稳定 和地区供电可允许切除机组的台数和出线回路数来确定采用双母线三分段或四分段接线。 对 容量超过 10000MW 的大型电力系统, 如发电厂装有 3-4 台机组时, 可采用双母线三分段接线; 机组超过四台时,可采用双母线四分段接线。对容量在 5000MW-10000MW 的中型电力系统, 当发电厂装有三台机组时,可采用双母线三分段接线;当发电厂装有四台机组时,可采用双 母线四分段接线。 3)当采用双母线四分段接线的 220kV 配电装置布置困难时, 也可考虑采用双母线三分段 接线。

13.2.13 330--500kV 配电装置的接线必须满足系统稳定性和可靠性的要求,同时也应 考虑运行的灵活性和建设的经济性。 当进出线回路数为 6 回及以上, 配电装置在系统中具有 重要地位时,宜采用一台半断路器接线;进出线回路数少于 6 回,如能满足系统稳定性和可 靠性的要求时,也可采用双母线接线。 在一台半断路器的接线中,电源线宜与负荷线配对成串,同名回路配置在不同串内。初 期仅两串时,同名回路宜分别接入不同侧的母线,进出线应装设隔离开关。当一台半断路器 接线达三串及以上时,同名回路可接于同一侧母线,进出线不宜装设隔离开关。 在双母线分段接线中,电源线与负荷线宜均匀配置于各段母线上。 二、小型火力发电厂的电气主接线设计 小型火力发电厂是指单机容量 25MW 及以下, 电厂总装机容量为 1000MW 及以下的火力发 电厂。 《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)“主接线”部分如下要求: 17.2.1 发电机的额定电压,应符合下列规定: (1)当有发电机电压直配线时,应根据地区电力网的需要采用 6.3kV 或 1O.5kV。 (2)发电机与变压器为单元连接,且有厂用分支线引出时,宜采用 6.3kV。 17.2.2 若接入电力系统发电厂的机组容量与电力系统不匹配且技术经济合理时,可将 两台发电机与一台变压器(双绕组变压器或分裂绕组变压器)做扩大单元连接,也可将两组 发电机双绕组变压器组共用一台高压侧断路器作联合单元连接, 此时, 在发电机与变压器之 间应装设发电机断路器或负荷开关。 17.2.3 发电机电压母线的接线方式,应根据发电厂的容量或负荷的性质确定,并宜符 合下列规定: (1)每段上的发电机容量为 12MW 及以下时,宜采用单母线或单母线分段接线。 (2)每段上的发电机容量为 12MW 及以上时,可采用双母线或双母线分段接线。 17.2.4 当发电机电压母线的短路电流,超过所选择的开断设备允许值时,可在母线分 段回路中安装电抗器。当仍不能满足要求时,可在发电机回路、主变压器回路、直配线上安 装电抗器。 17.2.5 母线分段电抗器的额定电流,应按母线上因事故切除容量最大的一台发电机时 可能通过电抗器的电流进行选择。当无确切的负荷资料时,也可按该发电机额定电流的 50%--80%选择。 17.2.6 220kV 及以下母线避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。110kV—220kV 线 路上的电压互感器与耦合电容器不应装设隔离开关。220kV 及以下线路避雷器以及在发电机 与变压器引出线的避雷器不宜装设隔离开关,变压器中性点的避雷器不应装设隔离开关。 17.2.7 发电机与双绕组变压器为单元连接时,对供热式机组,可在发电机与变压器之 间装设断路器; 发电机与三绕组变压器为单元连接时, 在发电机与变压器之间宜装设断路器

和隔离开关。厂用分支线应接在变压器与该断路器之间。 17.2.8 对 35--110kV 配电装置的接线方式,应根据发电厂在电力系统中的地位、负荷 情况、出线回路数、设备特点、配电装置的型式以及发电厂的规划容量等条件确定,应符合 下列规定: (1)当配电装置在地区电力系统中居重要地位,负荷大,潮流变化大,且出线回路较多 时,宜采用双母线接线。 (2)采用单母线或双母线接线的 66--220kV 配电装置,当断路器为六氟化硫型时,不宜 设旁路设施;当配置装置采用气体绝缘金属封闭开关设备时,不应设置旁路设施。 (3)当 35--66kV 配电装置采用单母线分段接线, 且断路器无停电检修条件时, 可设置不 带专用旁路断路器的旁路母线;当采用双母线接线时,不宜设旁路母线。有条件时,可设置 旁路隔离开关。 (4)发电机变压器组的高压侧断路器,不宜接入旁路母线。 (5)在初期工程中,可采用断路器数量较少的过渡接线方式,但配电装置的布置,应便 于过渡到最终接线。 17.2.9 发电机中性点的接地方式可采用不接地方式、经消弧线圈或高电阻的接地方式。 17.2.10 主变压器的中性点接地方式, 应根据接入电力系统的额定电压和要求决定接地、 或不接地、或经消弧线圈接地。当采用接地或经消弧线圈接地时,应装设隔离开关。 三、水力发电厂的电气主接线设计 《水力发电厂机电设计规范》(DL/T5186--2004)“电气主接线”部分如下规定: 5.2.1 电气主接线的设计应综合考虑水电厂的水文气象、动能特性、建设规模、接入系 统设计、枢纽总体布置、地形和运输条件、环境保护、设备特点等因素;应满足电力系统对 水电厂稳定性、可靠性的要求及对电厂机组运行方式的要求,并不致造成水库大量弃水、严 重影响水电厂效益和安全运行;同时,应满足供电可靠、运行灵活、检修方便、接线简单、 便于实现自动化和分期过渡、 经济合理等要求。 电气主接线应在全面技术经济比较的基础上 确定。 装机容量 750MW 及以上的水电厂还应对电气主接线可靠性进行评估。 5.2.2 发电机与主变压器最大组合容量应不大于所在系统的事故备用容量, 组合方式通 过技术经济比较从单元、联合单元、扩大单元等接线方式中选定。 5.2.3 在满足下列各条件的情况下,允许全厂只采用一组扩大单元: (1)水库有足够库容,能避免大量弃水。 (2)具有放水设施,不影响下游正常用水(包括下游梯级水电厂用水)。 (3)有外来的厂用电备用电源。 5.2.4 当发电机—变压器组采用单元接线时,在发电机出口可只装设隔离开关。 下列回路在发电机出口处宜装设断路器:

1)需要倒送厂用电,或接有公共厂用电变压器且不允许短时停电的单元回路; 2) 开、 停机频繁的调峰水电厂, 需避免主变压器高压侧接线频繁开环运行的单元回路。 以下各回路在发电机出口处必须装设断路器: 1)扩大单元回路; 2) 联合单元回路 (当技术经济上臂在主变压器高压侧装设断路器的方案更为合理时) ; 3)三绕组变压器或自耦变压器回路; 4)抽水蓄能电厂采用发电机电压侧同期与换相或接有启动变压器的回路。 5.2.5 根据水电厂的运行特点,高压配电装置一般采用下列接线: (1)35--66kV 配电装置。可采用桥形或双桥形接线、单母线或单母线分段接线。 (2)110--220kV 配电装置。 1)敞开式配电装置进出线回路不多时,可采用桥形接线、角形接线、单母线接线、单母 线分段接线或均衡接线等。220kV 进出线达 6 回及以上、110kV 进出线达 8 回及以上时,可 采用双母线接线:若该配电装置的断路器无停电检修的条件,则可采用带旁路母线接线。当 220kV 出线在 5 回以上,110kV 出线在 7 回以上宜采用带专用断路器的旁路母线。当 220kV 进出线达 12 回及以上时,也可采用 3/2 断路器接线或 4/3 断路器接线。 2)气体绝缘金属封闭开关设备(简称 GIS) 配电装置可采用桥形、 双桥形、 单母线或单母 线分段接线;出线回路较多的大型水电厂也可采用双母线接线。GIS 配电装置不设置旁路母 线。 3)蓄能电厂或短时停电不会产生大量弃水的水电厂可采用变压器一线路组接线, 直接接 入距离电厂较近的枢纽变电所。 (3)330--500kV 配电装置。 1)敞开式配电装置,当进出线回路数为 3-4 回时,可采用角形接线等:当进出线回路较 多时,可采用 3/2 断路器接线、4/3 断路器接线、双母线四分段带专用断路器的旁路母线接 线等。巨型水电厂也可采用母线分段的 3/2 断路器接线,或 4/3 断路器接线。 2)GIS 配电装置,当进出线回路数较少时,可采用角型,当进出线回路数较多时,可采 用双母线、双母线分段等接线,但均不设旁路母线。进出线达 8 回及以上,可选用 3/2 或 4/3 断路器接线。 3)蓄能电厂如采用 GIS 配电装置,经论证其接线可再适当简化,如采用桥形、单母线分 段或双桥形接线等。 (4)各电压等级配电装置通过技术经济比较,也可采用其他形式的接线。 当全厂短时全停不影响所在电力系统运行、也不产生大量弃水、不影响航运、下游用水 和厂用电供电时,可适当简化电气主接线。 5.2.6 蓄能电厂发电机启动方式, 应根据机组容量、 台数、 电力系统和电厂的具体条件, 从常用的异步启动、同步启动、频繁启动等方式中选择,经经济技术比较也选用其他方式。

1)机组额定容量为 50MW 以下,如果电网和设备允许,宜选用全压异步或降压异步启动 方式;如厂内或附近有常规水电机组可供利用时,也可选用同步启动(背靠背)方式。 2)机组额定容量较大,宜选用变频启动方式,机组台数不超过 6 台的蓄能电厂宜只装 一套变频启动装置。 3)大型蓄能电厂宜采用变频启动为主、背靠背同步启动为辅的方式。 5.2.7 蓄能电厂换相开关一装设在发电机电压侧。 发电电动机出口装设有断路器或升高 电压侧为 500kV,换相开关应装在发电机电压侧;发电电动机出口未装设断路器、升高电压 侧为 220kV 及以下且升高电压侧选用 GIS 时,换相开关可装在升高电压侧。 5.2.8 宜根据系统的远景发展规划计算短路电流。 计算中采用的电气主接线, 应为可能 发生最大短路电流的正常接线方式。 四、35--110kV 变电所电气主接线设计 《35--110kV 变电所设计规范》(GB 50059-92)“电气主接线”如下规定: 第 3.2.1 条 变电所的电气主接线,应根据变电所在电力系统中的地位、出线回路数、 设备特点及负荷性质等条件确定,并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资 和便于扩建等要求。 第 3.2.2 条 当能满足运行要求时,变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接 线。 第 3.2.3 条 35--110kV 线路为两回及以下时,宜采用桥形、线路变压器组或线路分支 接线。超过两回时,宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。35-66kV 线路为 8 回及 以上时,亦可采用双母线接线。110kV 线路为 6 回及以上时,宜采用双母线接线。 第 3.2.4 条 在采用单母线、 分段单母线或双母线的 35--110kV 主接线中, 当不允许停 电检修断路器时,可设置旁路设施。 当有旁路母线时,首先宜采用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。当 110kV 线路为 6 回及以上,35--66kV 线路为 8 回及以上时,可装设专用的旁路断路器。主变 压器 35--110kV 回路中的断路器,有条件时亦可接入旁路母线。采用 SF6 断路器的主接线不 宜设旁路设施。 第 3.2.5 条 当变电所装有两台主变压器时,6-lOkV 侧宜采用分段单母线。线路为 12 回及以上时,亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时,可设置旁路设施。 当 6-35kV 配电装置采用手车式高压开关柜时,不宜设置旁路设施。 第 3.2.6 条 当需限制变电所 6-lOkV 线路的短路电流时,可采用下列措施之一: (1) 变压器分列运行; (2) 采用高阻抗变压器; (3) 在变压器回路中装设电抗器。 第 3.2.7 条 接在母线上的避雷器和电压互感器, 可合用一组隔离开关。 对接在变压器

引出线上的避雷器,不宜装设隔离开关。 五、35-1l0kV 无人值班变电所电气主接线设计 《35kV—110kV 无人值班变电站设计规程》(DL/T 5103--1999)“电气主接线”部分 如下规定: 6.2.1 变电所的电气主接线应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及 负荷性质等条件确定,并应满足供电可靠、运行灵活、适应远方控制、操作检修方便、节约 投资和便于扩建等要求。 变电所在满足供电规划的条件下,宜减少电压等级和简化接线。 6.2.2 当能满足运行要求时,变电站高压侧宜采用不设断路器或断路器较少的接线。。 6.2.3 高压侧线路为 3 回及以下、主变压器为 3 台及以下的终端变电所,宜采用线路变 压器组、桥形或扩大桥形接线。高压侧线路有系统穿越功率的变电站,宜采用桥形、扩大桥 形、单母线或分段单母线的接线。 6.2.4 变电所装有两台及以上的主变压器时,6--35kV 负荷侧宜采用分段单母线。分段 方式宜考虑其中一台主变压器停运时有利于其他主变压器的负荷分配。 6.2.5 主接线回路宜采用断流性能好的无油断路器,市区建筑密集地带和地下变电站可 采用气体绝缘全封闭电器;配电装置宜采用易于检修、操作的开关柜,不宜设置旁路设施。 6.2.6 电气回路短路电流的计算方法应符合 GB/T15544 的有关规定。当需限制变电站 6--1OkV 线路的短路电流时,可采用下列措施: (1)变压器分列运行: (2)采用高阻抗变压器; (3)在变压器回路中串联限流电抗器。 6.2.7 接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关。 对接在变压器引出线上 的避雷器,不宜装设隔离开关。。 六、35--220kV 城市变电站电气主接线设计 《35--220kV 城市地下变电站设计规定》(DL/T 5216--2005)“电气主接线和设备选 择”部分如下规定: 6.1.1 地下变电站的电气主接线应根据变电站在电网中的地位、规划容量、电压等级、 线路和变压器连接元件总数、负荷性质、设备特点等条件综合确定,并应满足供电可靠、运 行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。 地下变电站在满足电网规划和可靠性要求的条件下,宜减少电压等级和简化接线。 6.1.2 高压侧线路为 3 回及以下、主变压器为 3 台及以下的终端变电站,宜采用线路变 压器组、桥形或扩大桥形接线。高压侧线路有系统穿越功率的变电站,宜采用外桥形、扩大 外桥形、单母线、单母线分段或其他接线;当能满足电力系统继电保护要求时,也可采用线 路分支接线。电源容量和回数的配置应满足《城市电力网规划设计导则》(能源电[1993]228

号)的要求。 6.1.3 地下变电站装有 2 台及以上主变压器时, 6--110kV 负荷侧宜采用单母线分段接线 或其他接线, 分段方式宜考虑当其中一台主变压器停运时有利于其他主变压器的负荷均匀分 配。当变电站装有 4 台主变压器并均带有馈电负荷时,6-110kV 负荷侧可考虑采用单母线分 段环形接线。 6.1.4 当需限制变电站 6--1OkV 线路的短路电流时,可采用下列措施: (1)变压器分列运行。 (2)采用高阻抗变压器。 (3)在变压器回路中串接限流电抗器。 6.1.5 地下变电站应选用断流性能好的无油断路器。 地下变电站的 66--220kV 配电装置宜选用 SF6 气体绝缘全封闭组合电器(以下简称 GIS)。 35kV 及以下配电装置宜选用开关柜(包括柜式 GIS)。 6.1.6 当地下变电站进风处无可靠地滤尘措施时, 电气设备电瓷外绝缘爬电比距的选择 宜等同户外变电站。 七、220--500kV 变电所电气主接线设计 《220--500kV 变电站设计技术规程》(DL/T 5218--2005)“电气主接线”部分如下规 定: 7.7.1 变电站的电气主接线应根据变电站在电力系统中的地位、变电站的规划容量、负 荷性质、线路和变压器连接单元总数、设备特点等条件确定,并综合考虑供电可靠、运行灵 活、操作检修方便、投资节约和便于扩建等要求。 7.1.2 330-500kV 配电装置的最终接线方式,当线路、变压器等连接元件总数为 6 回及 以上, 且变电所在系统中居有重要地位时, 宜通过技术经济比较确定采用一台半断路器或双 母线分段的接线。在确因系统潮流控制、限制短路电流、分片运行需要的情况下,经技术经 济论证后,可在一个半断路器接线中装设母线分段断路器。 当采用一台半断路器接线时, 宜将电源回路与负荷回路配对成串, 同名回路配置在不同 串内,同名回路可接于同一侧母线。当变压器台数超过两台时,其他几台变压器可不进串, 直接经断路器接母线。 当采用双母线分段接线时,宜将电源回路与负荷回路均匀配置在各段母线上。线路、变 压器等连接元件总数为 6--7 回时,在一条主母线上装设分段断路器,并装设两台母联兼旁 路断路器; 元件总数为 8 回及以上时, 在两条主母线上装设分段断路器, 当需要旁路母线时, 应提高技术经济比较后确定。 7.1.3 330-500kV 配电装置最终出线回路数为 3--4 回时,宜采用线路有两台断路器、 变压器直接与母线连接的"变压器母线组"接线。当 330-5 00kV 变电所最终性质确定为终

端变电所时,如能满足运行要求时,宜简化接线型式,可采用线路变压器组、桥型接线或单

母线等接线。 7.1.4 500kV 变电所中的 220kV 配电装置和 330kV 变电所中的 220kV 或 110kV 配电装置, 可采用双母线接线,技术经济合理时,也可采用一台半断路器接线。当采用双母线,且出线 和变压器等连接元件总数为 10-14 回时,可在一条主母线上装设分段断路器;15 回及以上 时, 在两条主母线上装设分段断路器; 当为了限制 220kV 母线短路电流或满足系统解列运行 的要求,亦可根据需要将母线分段。 220kV 变电所中的 220kV 配电装置,当在系统中居重要地位、出线回路数为 4 回及以上 时,宜采用双母线接线;当出线和变压器等连接元件总数为 10-14 回时,可在一条母线上装 设分段断路器,15 回及以上时,在两条主母线上装设分段断路器;亦可根据系统需要将母 线分段。一般性质的 220kV 变电所的配电装置,出线回路数在 4 回及以下时,可采用其他简 单的主接线。220kV 终端变电所的配电装置,能满足运行要求时,宜采用断路器较少的或不 用断路器的接线,如线路变压器组或桥形接线等。当电力系统继电保护能满足要求时,也可 采用线路分支接线。 220kV 变电所中的 110kV、66kV 配电装置(或 35kV 配电装置),当出线回路数在 6 回以 下时(或为 4-7 回时)宜采用单母线或单母线分段接线,6 回及以上时(或 8 回及以上时),宜 采用双母线接线。 采用双母线或单母线接线的 110kV--220kV 配电装置,当断路器为少油型时,除断路器 有条件停电检修外,应设置旁路母线。当 110kV 出线回路数为 6 回及以上,220kV 出线回路 数为 4 回及以上时,可设置专用旁路断路器。 7.1.5 凡设有旁路母线的 66kV--500kV 配电装置, 主变压器回路中的断路器宜接入旁路 母线。 7.1.6 11OkV--220kV 母线避雷器和电压互感器,宜合用一组隔离开关, 330kV-500kV 避雷器和母线电压互感器不应装设隔离开关。 安装在出线上的耦合电容器、电压互感器以及接在变压器引出线或中性点上的避雷器, 不应装设隔离开关。 在一台半断路器接线中,初期线路和变压器为两完整串时出口处应装设隔离开关。 7.1.7 各级电压配电装置,初期回路数较少时,应采用断路器数量较少的简化接线,但 在布置上应考虑过渡到最终接线方便。 7.1.8 330kV--500kV 线路并联电抗器回路不宜装设断路器或负荷开关,如需装设,应 根据其用途及运行方式等因素确定。 7.1.9 当 330kV--500kV 变电站低压侧无功补偿设备为并联电容器、电抗器时,可采用 单母线,各变压器低压侧母线之间不作连接。 7.1.10 一台半断路器接线常规配电装置中的互感器设置: 1)在满足继电保护和计量要求的条件下,每串宜装设三组电流互感器。

2)在每回出线的三相上应装设电压互感器;在主变压器和每组母线上,应根据继电保 护、计量和自动装置的要求,在每一相或三相上装设电压互感器。

第四节、主接线设计中的设备配置 一、断路器的配置 1、火电厂 《火力发电厂设计技术规程》 (DL5000--2000) “电气主接线 13.2.8”部分规定: 容量为 125MW 及以下的发电机与双绕组变压器为单元接线时, 在发电机与变压器之间不 宜装设断路器; 发电机与三绕组变压器或自耦变压器为单元链接时, 在发电机与变压器之间 宜装设断路器和隔离开关,厂用分支线应接在变压器与断路器之间。 容量为 200MW--300MW 的发电机与双绕组变压器为单元连接时,在发电机与变压器之间 不应装设断路器、负荷开关或隔离开关,但应有可拆连接点。 技术经济合理时,容量为 600MW 机组的发电机出口克装设断路器或负荷开关,此时,主 变压器或高压厂用工作变应采用有载调压方式。 当两台发电机与一台变压器作扩大单元连接或两组发电机双绕组变压器组作联合单元 连接时,在发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关。 2、水电厂 《水力发电厂机电设计规范》 (DL/T5186--2004) “电气主接线 5.2.4” 部分如下规定: 当发电机—变压器组采用单元接线时,在发电机出口可只装设隔离开关。 下列回路在发电机出口处宜装设断路器: 1)需要倒送厂用电,或接有公共厂用电变压器且不允许短时停电的单元回路; 2) 开、 停机频繁的调峰水电厂, 需避免主变压器高压侧接线频繁开环运行的单元回路。 以下各回路在发电机出口处必须装设断路器: 1)扩大单元回路; 2) 联合单元回路 (当技术经济上臂在主变压器高压侧装设断路器的方案更为合理时) ; 3)三绕组变压器或自耦变压器回路; 4)抽水蓄能电厂采用发电机电压侧同期与换相或接有启动变压器的回路。 二、隔离开关的配置 1、火电厂部分 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)P71如下要求: (1)中小型发电机出口一般应装设隔离开关;容量为200MW及以上大机组与双绕组变压 器为单元连接时,其出口不装设隔离开关,但应有可拆连接点。 (2)在出线上装设电抗器的6-lOkV配电装置中, 当向不同用户供电的两回线共用一台断

路器和一组电抗器时,每回线上应各装设一组出线隔离开关。 (3)220kV以下线路避雷器以及接于发电机与变压器引出线的避雷器。不宜装设隔离开 关;变压器中性点避雷器不应装设隔离开关。 (4)220kV及以下母线避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 330-500kV避雷器不应 装设隔离开关。 因330-500kV避雷器除保护大气过电压外尚要限制操作过电压, 即相应回路 投运后不允许退出运行。 110-500kV线路电压互感器与耦合电容器或电容式电压互感器不宜 装设隔离开关。因他们的检修与试验可与相应回路配合或带电作业进行。 (5)一台半断路器接线中, 视发变电工程的具体情况, 进出线可装设隔离开关也可不装 设隔离开关。 (6)多角形接线中的进出线应装设隔离开关,以便在进出线检修时,保证闭环运行。 (7)桥形接线中的跨条宜用两组隔离开关串联,以便于进行不停电检修。 (8)断路器的两侧均应配置隔离开关,以便在断路器检修时隔离电源。 (9)中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地; 自耦变压器的中性点则不 必装设隔离开关。 2、水电厂部分 《水力发电厂机电设计规范》 (DL/T5186-2004) “电气主接线” 部分相关规定如下: 5.2.4当发电机--变压器组采用单元接线时,在发电机出口处可只装设隔离开关。 5.5.3接在发电机引出线的避雷器及其中性点的消弧线圈或接地变压器等,不宜装设 隔离开关。 接在变压器各侧引出线的避雷器及其中性点的消弧线圈、 避雷器或小电抗器等, 不宜 装设隔离开关。 接在母线上的一-组避雷器和电压互感器, 可共用一组隔离开关:接在发电机侧的避雷 器、电压互感器和电容器也可共用一组隔离开关。 若220kV及以上电压级主变压器与高压配电装置相距较远时,宜在主变压器高压侧增 设一组带接地刀的隔离开关。 3、变电所部分 (1)在出线上装设电抗器的6-10kV配电装置中,当向不同用户供电的两回线共用一台 断路器和一组电抗器时,每回线上应各装设一组出线隔离开关。 《35-110kV变电所设计技术规范》(GB50059-2011)“电气主接线”如下规定:

3.2.7 接在母线上的避雷器和电压互感器, 可合用一组隔离开关。 接在变压器引出线 上的避雷器,不宜装设隔离开关。 《220-500kV变电站设计技术规程》(DL/T 5218-2005)“电气主接线”如下规定: 7.1.6 110-220kV母线避雷器和电压互感器,宜合用一组隔离开关,330-500kV避雷器 和母线电压互感器不应装设隔离开关。 安装在出线上的耦合电容器、 电压互感器以及接在变压器引出线或中性点上的避雷器, 不应装设隔离开关。 在一台半断路器接线中,初期线路和变压器为两完整串时出口处应装设隔离开关。 (6)多角形接线中的进出线应装设隔离开关,以便在进出线检修时,保证闭环运行。 (7)桥形接线中的跨条宜用两组隔离开关串联,以便于进行不停电检修。 (8)断路器两侧均应配置隔离开关,以便在断路器检修时隔离电源。 (9)中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地,自耦变压器的中性点则 不必装设隔离开关。 三、接地开关或接地器的配置 《高压配电装置设计技术规程》(DL/T 5352-2006)“敞开式配电装置”如下规定: 5.1.8 对屋外配电装置, 为保证电气设备和母线的检修安全, 每段母线上应装设接地 开关或接地器; 接地开关或接地器的安装数量应根据母线电磁感应电压和平行母线的长度 以及间隔距离进行计算确定。 5.1.7 66kV及以上配电装置,断路器两侧的隔离开关靠断路器侧,线路隔离开关靠线 路侧,变压器进线隔离开关的变压器侧,应配置接地开关。66kV及以上电压等级的并联电 抗器的高压侧应配置接地开关。 双母线接线两组母线隔离开关的断路器侧可共用一组接地 开关。 5.1.9 330kV及以上电压等级的同杆架设或平行回路的线路侧接地开关,应具有开合 电磁感应和静电感应电流的能力,其开合水平应按具体工程情况经计算确定。 4、旁路母线一般装设一组接地开关,设在旁路回路隔离开关的旁路母线侧。 四、电压互感器的配置 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“电压互感器的配置”P71如下要求: 1、电压互感器的数量和配置与主接线方式有关,并应满足继电保护装置、计量和自 动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时,保护装置不得失压,同期

点两侧都能提取到电压。 2、 6-220kV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。 旁路母线上是否需要 装设电压互感器,应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。 3、当需要监视和检测线路侧有无电压时,出线侧的一相上应装设电压互感器。 《高压配电装置设计技术规程》(DL/T 5352-2006)“敞开式配电装置”如下规定: 5.1.10 110kV及以上配电装置的电压互感器配置,可以采用按母线配置方式,也可以 采用按回路配置方式。 5、 当需要在330kV及以下主变压器回路中提取电压时, 可尽量利用变压器电容式套管 上的电压抽取装置。 6、500kV电压互感器按下述原则配置(330kV等级也可参照采用) (1)对双母线接线,宜在每回出线和每组母线的三相上装设电压互感器。 (2)对一台半断路器接线,应在每回出线的三相上装设电压互感器;在主变压器进线 和每组母线上,应根据继电保护装置、计量和自动装置的要求,在一相或三相上装设电压 互感器。线路与母线的电压互感器二次回路间不切换。 7、 兼作为并联电容器组泄能和兼作为限制切断空载长线过电压的电磁式电压互感器, 其与电容器组之间和与线路之间不应有开断点。 五、电流互感器的配置 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“电流互感器的配置”P71如下要求: 1、凡装有断路器的回路均应装设电流互感器,其数量应满足继电保护装置、计量和 自动装置要求。 2、在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器:发电机和变压器的中性点、发电机 和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。 3、对直接接地系统,一般按三相配置。对非直接接地系统,依具体委托要求按两相或 三相配置。 4、一台半断路器接线中,线路—线路串可装设四组电流互感器,在满足继电保护装置 和计量要求的条件下,每串宜装设三组电流互感器。 六、避雷器的配置 1、配电装置的每组母线上,应装设避雷器,但进出线都装设避雷器时除外。 2、旁路母线上是否需要装设避雷器,应视在旁路母线投入运行时,避雷器到被保护设

备的电气距离是否满足要求而定。 3、330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装置避雷器,并应尽可能靠近设备本体。 4、220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近增设一组 避雷器。 5、三绕组变压器低压侧的一相上宜各设置一台避雷器。 6、自耦变压器必须在其两个自耦合的绕组出线上装设避雷器,并应接在变压器与断 路器之间。 7、下列情况的变压器中性点应装设避雷器: (1)直接接地系统中,变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 (2)直接接地系统中,变压器中性点为全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运 行时。 (3)不接地和经消弧线圈接地系统中,多雷区的单进线变压器中性点上。 8、连接在变压器低压侧的调相机出线处宜装设一组避雷器。 9、 发电厂、 变电所35kV及以上电缆进线段, 在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。 10、110-220kV线路侧一般不装设避雷器;330-500kV的线路侧如操作过电压超过操作 波保护水平,应设置避雷器。当不超过时,是否需装设避雷器,应根据出线侧的设备、本 地区雷电活动并通过模拟试验或计算确定。 11、SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 12、进线全长为电缆的GIS变电所内是否需装设金属氧化物避雷器,应视电缆另一端 有无雷电过电压波侵入的可能,经校验确定。 13、直配线发电机的进线段避雷器的配置应遵照《交流电气装置的过电压保护和绝缘 配合》标准执行。 14、变电所采用一台半断路器主接线时,金属氧化物避雷器宜安装于每回线路的入口 和每一主变压器回路上,母线较长时是否需装设避雷器可通过校验确定。 15、采用GIS、主接线为一台半断路器的变电所,金属氧化物避雷器宜安装于每回线 路的入口,每组母线上是否安装需经校验确定。 16、单元连接的发电机出线宜装一组避雷器。 七、330-500kV并联电抗器的配置 330-500kV并联电抗器的容量和台数,应首先考虑限制工频过电压的需要,并结合限

制潜供电流,防止自励磁,同期并列及无功平衡等方面的要求,进行技术经济综合论证。 当需要装设备用相时,也可根据电抗器的参数、运输条件和系统情况,在一个地区设置一 台。 八、阻波器和耦合电窑器的配置 阻波器和耦合电容器应根据系统通信的要求配置。

第五节 发电机及变压器中性点的接地方式 一、电力系统中性点接地方式 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“中性点非直接接地”P69如下叙述: 选择电力系统中性点接地方式是一个综合性问题。 它与电压等级、 单相接地短路电流、 过电压水平、保护配置等有关,直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、 主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。 1、中性点非直接接地。 中性点非直接接地可分为四种形式: (1)中性点不接地。中性点不接地方式最简单,单相接地时允许带故障运行两小时, 供电连续性好,接地电流仅为线路及设备的电容电流。但由于过电压水平高,要求有较高 的绝缘水平,不宜用于110kV及以上电网。在6-66kV电网中,则采用中性点不接地方式, 但电容电流不能超过允许值,否则接地电弧不易自熄,易产生较高弧光间歇接地过电压, 波及整个电网。 (2)中性点经消弧线圈接地。当接地电容电流超过允许值时,要采用消弧线圈补偿电 容电流,保证接地电弧瞬间熄灭,以消除弧光间歇接地过电压。 (3)中性点经高电阻接地。当接地电容电流值小于规定值时,可以采用中性点经高电 阻接地方式。此接地方式和经消弧线圈接地方式相比,改变了接地电流相位,加速泄放回 路中的残余电荷,促使接地电弧自熄,从而降低弧光间隙接地过电压,同时可提供足够的 电流和零序电压,使接地保护可靠动作,一般用于大型发电机中性点。 (4)中性点经低电阻接地。 当接地电容电流大于规定值时, 可以采用低电阻接地方式。 2、中性点直接接地。 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“中性点直接接地”P69如下描述: 直接接地方式的单相短路电流很大,线路或设备须立即切除,增加了断路器负担,降 低供电连续性。但由于过电压较低,绝缘水平可下降,减少了设备造价,特别是在高压和

超高压电网,经济效益显著。故适用于110kV及以上电网中。 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997)“系统接地方式”如下 规定: 3.1.1 110-500kV系统应该采用有效接地方式,即系统在各种条件下应该使零序与正 序电抗之比(0 /1 /)为正值且不大于3, 而其零序电阻与正序电抗之比(0 /1 )为正值且不 大于1。 11OkV及220kV系统中变压器中性点直接或经低阻抗接地,部分变压器中性点也可不接 地。 330kV及500kV系统中不允许变压器中性点不接地运行。 3.1.2 3-lOkV不直接连接发电机的系统和35、66kV系统,当单相接地故障电容电流不 超过下列数值时,应采用不接地方式;当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时,应 采用消弧线圈接地方式: (1)3-lOkV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35、66kV系统,10A。 (2)3-lOkV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统,当电压为:3kV和6kV时, 30A;1OkV时,20A。 (3)3-lOkV电缆线路构成的系统,30A。 3.1.5 6kV和1OkV配电系统以及发电厂厂用电系统,单相接地故障电容电流较小时, 为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害,可采用高电阻接地方式。 《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T 5153-2002)“厂用电系统中性点的接地方 式”如下规定: 4.2.1 当高压厂用电系统的接地电容电流小于或等于
10 2

= 7A时, 其中性点宜采用高电

阻接地方式,也可采用不接地方式;当接地电容电流大于7A时,其中性点宜采用低电阻接 地方式,也可采用不接地方式。 二、主变压器中性点接地方式 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“主变压器中性点接地方式”P69如下 叙述: 电力网中性点的接地方式,决定了主变压器中性点的接地方式。 1、主变压器的110-500kV侧采用中性点直接接地方式,以降低设备绝缘水平 (1)凡是自耦变压器,其中性点须要直接接地或经小阻抗接地。

(2)凡中、低压有电源的升压站和降压变电所至少应有一台变压器直接接地。 (3)变压器中性点接地点的数量应使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正序电抗 之比0 /1 小于3。以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压; 0 /1 尚应大于1--1.5,以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。 (4)普通变压器的中性点都应经隔离开关接地,以便于运行调度灵活选择接地点。当 变压器中性点可能断开运行时,若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计,应在中性点装 设避雷器保护。 (5)选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地的系统。 双母线接线接有两台及以上主变压器时,可考虑两台主变压器中性点接地。 2、主变压器6-66kV侧采用中性点不接地方式,以提高供电连续性。但当单相接地电 流大于允许值时,中性点应经消弧线圈接地。 当采用消弧线圈接地时,应注意以下几点: (1)在任何运行方式下,大部分电网不得失去消弧线圈的补偿。不应将多台消弧线圈 集中安装在一处,并应避免电网只安装一台消弧线圈。6-66kV电网中需要安装的消弧线圈 应由系统统筹规划,分散布置。 (2)当两台变压器合用一台消弧线圈时,应分别经隔离开关与变压器中性点相连。平 时运行时只合其中一组隔离开关,以避免在单相接地时发生虚幻接地现象。 (3)如变压器无中性点或中性点未引出,应装设专用接地变压器。其容量应与消弧线 圈的容量相配合,选择接地变压器容量时,可考虑变压器的短时过负荷能力。 三、发电机中性点接地方式 《电力工程电气设计手册》(电气一次部分)“主变压器中性点接地方式”P69如下 叙述: 发电机中性点采用的接地方式。发电机内部发生单相接地故障时,接地点流过的电流 是发电机本身及其引出回路所连接元件的对地电容电流。当超过允许值时,将烧伤定子铁 芯,进而损坏定子绕组绝缘,引起臣间或相间短路,故需要在发电机中性点采取措施,以 保护发电机免遭损坏。 发电机中性点可采用不接地、经消弧钱圈或高电阻接地的方式。容量为300MW及以上 的发电机应采用中性点经消弧线圈或高电阻接地的方式。 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997)“系统接地方式”如下 规定:

3.1.3 3-20kV具有发电机的系统,发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时, 如单相接地故障电容电流不大于表4-5-1所示允许值时,应采用不接地方式。大于该允许 值时,应采用消弧线圈接地方式,且故障点残余电流也不得大于该允许值。消弧线圈可装 在厂用变压器中性点上,也可装在发电机中性点上。 表4-5-1 发电机接地故障电流允许值 发电机额定电压(kV) 6.3 10.5 13.8—15.75 18--20 发电机额定容量(MW) ≤50 50—10 125—200 ≥300 接地电流允许值(A) 4 3 2 1

注 对额定电压13.8—15.75 kV的氢冷发电机为2.5A 1、发电机中性点的不接地方式: (1)单相接地电流应不超过允许值。 (2)发电机中性点应装设电压为额定相电压的避雷器,防止三相进波在中性点反射引起 过电压;在出线端应装设电容器和避雷器,以削弱当有发电机电压架空直配线时,进入发电 机的冲击波陡度和幅值。 (3)适用于125MW及以下的中小机组。 2、发电机中性点经消弧线圈接地方式: (1)对具有直配线的发电机,宜采用过补偿方式;对单元接线的发电机,宜采用欠补偿 方式。 (2)经补偿后的单相接地电流一般小于1A,因此,单相接地时可不跳闸停机,仅作用于 信号。 (3)消弧线圈可接在直配线发电机的中性点上,也可接在厂用变压器的中性点上。当发 电机为单元连接时,则应接在发电机的中性点上。 (4)适用于单相接地电流大于允许值的中小机组或2MW及以上的大机组要求能带单相接 地故障运行时。 4、发电机中性点经高电阻接地方式: (1)发电机中性点经高电阻接地后,可达到:①限制过电压不超过2.6倍额定相电压;② 限制接地故障电流不超过10-15A;③为定子接地保护提供电源,便于检测。发电机内部发生

单相接地故障要求瞬时切机时,宜采用高电阻接地方式。为减小电阻值,电阻器一般接在发 电机中性点变压器的二次绕组上, 用于限制过电压及过大接地故障电流, 电阻值的选择应保 证接地保护不带时限立即跳闸停机。 部分引进机组也有不接配电变压器而直接接入数百欧姆 的高电阻。 (2)发生单相接地时,总的故障电流不宜小于3A,以保证接地保护不带时限立即跳闸停 机。 (3)适用于200MW及以上的大机组。


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