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水电站电气主接线

/single line diagram for hydropower station/
条目作者电佰

电佰

最后更新 2023-10-20
浏览 213
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完成水电站汇集和分配电能的系统。

英文名称
single line diagram for hydropower station
所属学科
电气工程

表明水轮发电机、变压器和断路器等主要设备通过母线和连接线相互连接,以及本电站与电力系统的电气连接关系。

常规水电站电气主接线的主要特点有:①水电站多处深山峡谷,一般距负荷中心较远,电能主要以高电压向系统送电,发电机电压侧很少接有大功率用户,故升压变压器容量系由相连接的发电机容量确定。②除径流式电站外,大中型水电站大都承担电网的调峰、调频和事故备用任务,而特大型水电站还承担部分的基荷和腰荷,必要时还可作进相运行,水电站机组开、停机频繁,最大发电负荷的利用小时数较低。③水电站电气设备布置及进出线走廊受制约因素较多,如地形地质条件、水工建筑物等,因此,在满足安全可靠送电的前提下,要尽量简化接线。

抽水蓄能电站电气主接线除与常规水电站类同外,其特点还包括:①抽水蓄能电站多处于负荷中心或靠近负荷中心,出线回路数少,常以1~2回超高压出线接至附近枢纽变电站,故升高电压侧多采用简单、可靠的接线。②发电电动机组额定容量要考虑在发电工况的额定输出或抽水工况的轴输出功率与水泵水轮机的额定输出或最大输入功率相匹配。主变压器的额定容量除与连接机组的发电容量或抽水容量相匹配外,还要考虑电站厂用电最大计算负荷和变频启动装置以及励磁变压器的负荷。③抽水蓄能电站在发电与抽水工况时机组的旋转方向相反,因此在两种工况转换时需要更换相序。一般采用发电机侧换相,发电机电压侧接线较常规水电站的接线要复杂得多;如采用变压器高压侧换相,则高压侧需增加相应的接线。④发电电动机需要配置启动设备,不同启动方式对电气主接线将产生不同的影响。⑤机组起、停操作较常规调峰水电站更加频繁,运行工况复杂多变。常有发电、发电调相、抽水、抽水调相、事故备用、黑启动等工况及工况转换,以致电站潮流变化大,母线电压波动范围大。对于超过机组母线电压的允许波动范围(±5%)的情况,可采用带负载调压变压器或增加发电机调压范围两种方法解决。中国抽水蓄能电站大多采用无载调压变压器方式。

可靠性、灵活性和经济性是电气主接线的3个基本原则。可靠性是首要的,其次是灵活性和经济性。

①可靠性。电气主接线首先要满足供电连续性和供电电能质量要求。主接线的可靠性是保证电站电力生产和分配的首要指标,是提高可靠性需增加投资和停电损失之间的合理平衡,是各组成元件和连接方式的综合评价。②灵活性。主接线要能方便和灵活地切换机组、变压器或线路,满足系统各种运行方式下的调度要求;能方便地停运和切换电气设备,设备检修维护不影响电网的运行和对用户的供电;对分期建设的水电站,还要便于从初期接线过渡到最终接线。③经济性。在满足可靠性和灵活性要求的前提下,力求主接线简单、清晰,以节约投资;接线方式要为配电装置布置创造有利条件,以节约用地和减少开挖;合理选择变压器型式及其与机组的组合方式,以适应运输条件和减少电能损耗。

水电站电气主接线包括发电机电压侧接线和升高电压侧接线,对抽水蓄能电站还包括抽水工况的启动接线。

发电机电压侧接线方式分为有汇流母线的接线方式和无汇流母线的接线方式。有汇流母线的接线主要有发电机电压单母线接线、发电机电压单母线隔离开关分段接线、发电机电压单母线断路器分段接线等,一般用于小型水电站。无汇流母线的接线方式主要有发电机-变压器组合接线,一般用于大中型水电站,常采用单元接线、扩大单元和联合单元接线。

水电站常用的升高电压侧接线主要有单母线接线、双母线接线、桥形接线、角形接线、3/2断路器接线、4/3断路器接线以及变压器-线路组接线等。

抽水蓄能电站还需设抽水工况用的启动接线。常用的启动方式有异步启动、同轴小电机启动、同步(背靠背)启动、变频启动等。见抽水蓄能机组水泵工况启动方式

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