CN208209544U - 一种发电厂电气主接线的新型电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及发电、变电和配电领域，特别是一种发电厂电气主接线的新型电路结构。本实用新型包括两套机组，每套机组包括发电机、变压器组单元和配电装置，发电机经变压器组单元、配电装置与电网连接，发电机还配套设置有继电保护装置A，变压器组单元还配套设置有继电保护装置B，机组中还设置有无功补偿装置。本实用新型通过在电力系统中安装无功补偿装置，提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，此外设置双机组，保障了发电厂的正常运行，并且安装的继电保护装置使得设备的安全系数更高，有助于设备的长期有效运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电、变电和配电领域，特别是一种发电厂电气主接线的新型电路结构。
背景技术
随着中国“一带一路”的不断推进，电力建设企业对外工程总承包项目遍及世界各地，部分国家电网等基础设施建设落后，对电力投资具有刚性需求。在电力建设的过程中发现一些国家地区的电网容量、无功功率不足，外网输电线路较长，发电厂的设备大多属于感性负荷，难以在有限的额定功率内实现整套启动，导致了发电厂不能正常启动和运行；此外由于输电线路长，用户需求大，电网系统相对薄弱，用电高峰低谷非常明显，恶劣的电网环境对于设备的损害很大，也对发电厂的长期有效运行带来较大的威胁。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种发电厂电气主接线的新型电路结构，通过在电力系统中安装无功补偿装置，提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，此外设置双机组，保障了发电厂的正常运行，并且安装的继电保护装置使得设备的安全系数更高，有助于设备的长期有效运行。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种发电厂电气主接线的新型电路结构，包括两套机组，所述每套机组包括发电机、变压器组单元和配电装置，所述发电机经变压器组单元、配电装置与电网连接，所述发电机还配套设置有继电保护装置A，所述变压器组单元还配套设置有继电保护装置B，所述机组中还设置有无功补偿装置。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述变压器组单元包括主变压器、励磁变压器和高压厂用变压器，所述主变压器设置于发电机与配电装置之间，所述主变压器上设置有电流互感器C，所述励磁变压器和高压厂用变压器分别经支路与发电机连接。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述配电装置包括顺次连接的接地开关A、隔离开关A、电流互感器组A、断路器A和接地开关B，所述接地开关B还连接有经并联设置的隔离开关B和隔离开关b，所述电网包括母线A和母线B，隔离开关B与母线A连接，所述隔离开关b与母线B连接。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述继电保护装置A包括电流互感器组B、电流互感器组C和继电保护回路，所述电流互感器组B和电流互感器组C连接于发电机引线端两侧，所述电流互感器组C设置于主变压器和发电机之间，所述电流互感器组B还与继电保护回路连接，所述继电保护回路包括连接的发电机中性点接地电阻和电流互感器A。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述继电保护装置B包括设置于主变压器两侧的电流互感器组D和电流互感器组E，所述电流互感器组D设置于电流互感器组C和主变压器之间，所述电流互感器组D与主变压器之间还设置有断路器B；所述继电保护装置B还包括一次熔断器A、电压互感器C、断路器C、电流互感器组F、高厂变中性点接地电阻D和电流互感器B，所述电流互感器组D与主变压器连接的线路上引出两条支路，其中一条支路依次连接有一次熔断器A和电压互感器C，另外一条支路依次连接有断路器C、电流互感器组F、高压厂用变压器、高厂变中性点接地电阻D和电流互感器B。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述电流互感器组C和电流互感器组D之间还经支路连接有励磁变压器，励磁变压器所在支路并联有另外两条支路，所述其中一条支路上连接有一次熔断器B和电压互感器A，所述另一条支路上连接有一次熔断器C和电压互感器B。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括两组与电网连接的电源输入/输出系统，所述电源输入/输出系统包括顺次连接的隔离开关C、接地开关C、断路器D、电流互感器组G、隔离开关D、接地开关D和三相电源输入/输出端，所述接地开关C还连接有经并联设置的隔离开关C和隔离开关c，所述隔离开关C与母线A连接，所述隔离开关c与母线B连接。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，所述无功补偿装置包括电容和设置在电容上的电压互感器，所述母线A和母线B上分别并联有一组无功补偿装置，所述电流互感器组E和接地开关A之间还并联有一组无功补偿装置，隔离开关D与三相电源输入/输出端之间的支路上还并联有一组无功补偿装置。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括防雷保护装置，所述防雷保护装置包括避雷器A、避雷器B、避雷器C和避雷器D，所述避雷器A与励磁变压器并联设置，所述避雷器B与电压互感器C并联设置，所述避雷器C连接于隔离开关D与三相电源输入/输出端之间，所述避雷器D设置于电流互感器组E和接地开关A之间。
前述的发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括母联断路器，所述母联断路器与电网连接，所述母联断路器包括顺次连接的隔离开关E、断路器E、电流互感器组H和隔离开关F，其中隔离开关E与母线A连接，隔离开关F与母线B连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：
1)本实用新型通过提供一种发电厂电气主接线的新型电路结构，通过在电力系统中安装无功补偿装置，提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，此外设置双机组，保障了发电厂的正常运行，并且安装的继电保护装置使得设备的安全系数更高，有助于设备的长期有效运行；
2)通过设置变压器组单元，对发电机的输出电压进行了改变，其中高压厂用变压器对同机组提供厂用电，并作为另一机组的高压厂用变压器的备用电源，而励磁变压器为发电机的转子供电，并对发电机进行电压和无功调节，主变压器将发电机的输出电压提高，从而使电压达到输送标准，并通过配电装置将电流并入电网；
3)通过在机组中多处使用电流互感器，从而对各个重要线路、各个变压器和发电机等重要设备进行了过流保护，当电流过大时能够断开线路，避免了设备和重要线路被烧坏；
4)通过在机组中设置电压互感器配合电容使用的无功补偿装置，从而实时监控机组中的电压，从而选择适当数量的电容进行并联，从而确保高压供电系统中不出现谐振过电压现象，从而避免了过高的谐振电压存在击穿供电局变压器和用户变压器的安全隐患，保证了高压供电系统高效安全运行，此外通过无功补偿装置也满足了在电压供给不足时，为电机、变压器等感性负载设备补偿无功功率从而确保发电厂设备的整套运行，所述电压互感器连接的一次熔断器，对于电路发生短路、过电流等问题时能够断开电路，对设备和控制设备提供保护；
5)通过在配电装置中设置接地开关A、隔离开关A、断路器A、隔离开关B、隔离开关b和接地开关B使得电流通过配电装置能够得到多重安全保障，如出现电压异常能够及时切断线路从而保障了输电线路的正常运行；
6)通过为发电机、变压器和重要线路安装避雷器，使得发电机、变压器这类重要设备以及其他重要线路能够得到保护，确保直击雷和雷电波无法侵入，从而保证了设备的安全和有效运行；
7)通过设置隔离开关B与母线A连接，所述隔离开关b与母线B连接，使得配电装置能够切换与母线A、母线B的连接；通过设置隔离开关C与母线A连接，所述隔离开关c与母线B连接，使得电源输入/输出系统能够切换与母线A、母线B的连接；
8)通过设置母联断路器，配合隔离开关B、隔离开关b、隔离开关C和隔离开关c，可以改变两条母线运行方式，使两条母线单独运行或合环运行，此外还可以用于母线检修、倒闸操作，对机组进行不停电操作。
附图说明
图1是本实用新型的电气主接线图；
图2是本实用新型其中一套机组的接线图；
图3是本实用新型中电源输入/输出系统、无功补偿装置和母联断路器的示意图。
附图标记的含义：1-机组，2-发电机，3-变压器组单元，4-配电装置，5-电网，6-继电保护装置A，7-继电保护装置B，8-无功补偿装置，9-主变压器，10-励磁变压器，11-高压厂用变压器，12-接地开关A，13-隔离开关A，14-电流互感器组A，15-断路器A，16-隔离开关B，17-接地开关B，18-电流互感器组B，19-电流互感器组C，20-继电保护回路，21-发电机中性点接地电阻，22-电流互感器A，23-电流互感器组D，24-电流互感器组E，25-断路器B，26-一次熔断器A，27-电压互感器C，28-断路器C，29-电流互感器组F，31-高厂变中性点接地电阻D，32-电流互感器B，34-一次熔断器B，35-一次熔断器C，36-电压互感器A，37-电压互感器B，38-电源输入/输出系统，39-隔离开关C，40-断路器D，41-电流互感器组G，42-隔离开关D，43-三相电源输入/输出端，44-电容，45-电压互感器，46-防雷保护装置，47-避雷器A，48-避雷器B，49-避雷器C，50-母联断路器，51-隔离开关E，52-断路器E，53-电流互感器组H，54-隔离开关F，55-电流互感器C，56-接地开关C，57-接地开关D，58-避雷器D，59-隔离开关b，60-隔离开关c，501-母线A，502-母线B。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例：一种发电厂电气主接线的新型电路结构，构成如图1-图3所示，包括两套机组1，所述每套机组1包括发电机2、变压器组单元3和配电装置4，所述发电机2经封闭母线、输电线依次和变压器组单元3、配电装置4、电网5连接，所述发电机2采用三相两极同步发电机2，所述发电机2还配套设置有继电保护装置A6，所述变压器组单元3还配套设置有继电保护装置B7，所述机组1中还设置有无功补偿装置8。
所述变压器组单元3包括主变压器9、励磁变压器10和高压厂用变压器11，所述主变压器9选用有载调压主变压器9，所述主变压器9上设置有电流互感器C55，能够进行过流保护，所述主变压器9设置于发电机2与配电装置4之间，所述励磁变压器10和高压厂用变压器11分别经支路与发电机连接。
所述配电装置4包括顺次连接的接地开关A12、隔离开关A13、电流互感器组A14、断路器A15和接地开关B17，所述接地开关B17还连接有经并联设置的隔离开关B16和隔离开关b59，所述电网5包括母线A501和母线B502，隔离开关B16与母线A501连接，所述隔离开关b59与母线B502连接，通过在配电装置4中设置接地开关A12、隔离开关A13、断路器A15、隔离开关B16和接地开关B17使得电流通过配电装置4能够得到多重安全保障，如出现电压异常能够及时切断线路从而保障了输电线路的正常运行。
所述继电保护装置A6包括电流互感器组B18、电流互感器组C19和继电保护回路20，所述电流互感器组B18和电流互感器组C19连接于发电机2引线端两侧，所述电流互感器组C19设置于主变压器9和发电机2之间，所述电流互感器组B18还与继电保护回路20连接，所述继电保护回路20包括连接的发电机中性点接地电阻21和电流互感器A22，继电保护装置A6对发电机2进行了差动保护、过流保护和接地保护。
所述继电保护装置B7包括设置于主变压器9两侧的电流互感器组D23和电流互感器组E24，所述电流互感器组D23设置于电流互感器组C19和主变压器9之间，所述电流互感器组D23与主变压器9之间还设置有断路器B25；所述继电保护装置B7还包括一次熔断器A26、电压互感器C27、断路器C28、电流互感器组F29、高厂变中性点接地电阻D31和电流互感器B32，所述电流互感器组D23与主变压器9连接的线路上引出两条支路，其中一条支路依次连接有一次熔断器A26和电压互感器C27，另外一条支路依次连接有断路器C28、电流互感器组F29、高压厂用变压器11、高厂变中性点接地电阻D31和电流互感器B32。所述继电保护装置B7配合电流互感器组A14还对主变压器9至配电装置4之间的引出线进行了保护。
所述电流互感器组C19和电流互感器组D23之间还经支路连接有励磁变压器10，励磁变压器10所在支路并联有另外两条支路，所述其中一条支路上连接有一次熔断器B34和电压互感器A36，所述另一条支路上连接有一次熔断器C35和电压互感器B37。
所述发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括两组与电网5连接的电源输入/输出系统38，所述电源输入/输出系统38包括顺次连接的隔离开关C39、接地开关C56、断路器D40、电流互感器组G41、隔离开关D42、接地开关D57和三相电源输入/输出端43，所述接地开关C56还连接有经并联设置的隔离开关C39和隔离开关c60，所述隔离开关C39与母线A501连接，所述隔离开关c60与母线B502连接。
所述无功补偿装置8包括电容44和设置在电容44上的电压互感器45，所述母线A501和母线B502上分别并联有一组无功补偿装置8，所述电流互感器组E24和接地开关A12之间还并联有一组无功补偿装置8，隔离开关D42与三相电源输入/输出端43之间的支路上还并联有一组无功补偿装置8，通过设置无功补偿装置8，从而实时监控机组1中的电压，从而选择适当数量的电容44进行并联，从而确保高压供电系统中不出现谐振过电压现象，从而避免了过高的谐振电压存在击穿供电局变压器和用户变压器的安全隐患，保证了高压供电系统高效安全运行，此外通过无功补偿装置8也满足了在电压供给不足时，为电机、变压器等感性负载设备补偿无功功率从而确保发电厂设备的整套运行。
所述发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括防雷保护装置46，所述防雷保护装置46包括避雷器A47、避雷器B48、避雷器C49和避雷器D58，所述避雷器A47与励磁变压器10并联设置，所述避雷器B48与电压互感器C27并联设置，所述避雷器C49连接于隔离开关D42与三相电源输入/输出端43之间，所述避雷器D58设置于电流互感器组E24和接地开关A12之间，通过为发电机2、变压器和重要线路安装避雷器，使得发电机2、变压器这类重要设备以及其他重要线路能够得到保护，确保直击雷和雷电波无法侵入，从而保证了设备的安全和有效运行。
所述发电厂电气主接线的新型电路结构，还包括母联断路器50，所述母联断路器50与电网5连接，所述母联断路器50包括顺次连接的隔离开关E51、断路器E52、电流互感器组H53和隔离开关F54，其中隔离开关E51与电网5中的一根母线连接，隔离开关F54与电网5中的另一根母线连接，通过设置母联断路器50，从而能够切断两个机组1的供电，便于检修。
本实用新型的工作原理：本实用新型是通过将发电机2、变压器组单元3、配电装置4、继电保护装置A6、继电保护装置B7和无功补偿装置8等部件有机组1装成一种发电厂电气主接线的新型电路结构，通过在电力系统中安装无功补偿装置8，提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，此外设置双机组1，保障了发电厂的正常运行，并且安装的继电保护装置使得设备的安全系数更高，有助于设备的长期有效运行。本实用新型通过设置变压器组单元3，对发电机2的输出电压进行了改变，其中高压厂用变压器11对同机组提供厂用电，并作为另一机组的高压厂用变压器11的备用电源，而励磁变压器10为发电机2的转子供电，并对发电机2进行电压和无功调节，主变压器9将发电机2的输出电压提高，从而使电压达到输送标准，并通过配电装置4将电流并入电网5；通过在机组1中多处使用电流互感器，从而对各个重要线路、各个变压器和发电机2等重要设备进行了过流保护，当电流过大时能够断开线路，避免了设备和重要线路被烧坏；通过在机组1中设置电压互感器45配合电容44使用的无功补偿装置8，从而实时监控机组1中的电压，从而选择适当数量的电容44进行并联，从而确保高压供电系统中不出现谐振过电压现象，从而避免了过高的谐振电压存在击穿供电局变压器和用户变压器的安全隐患，保证了高压供电系统高效安全运行，此外通过无功补偿装置8也满足了在电压供给不足时，为发电机2、变压器等感性负载设备补偿无功功率从而确保发电厂设备的整套运行；通过在配电装置4中设置接地开关A12、隔离开关A13、断路器A15、隔离开关B16、隔离开关b59和接地开关B17使得电流通过配电装置4能够得到多重安全保障，如出现电压异常能够及时切断线路从而保障了输电线路的正常运行；通过为发电机2、变压器和重要线路安装避雷器，使得发电机2、变压器这类重要设备以及其他重要线路能够得到保护，确保直击雷和雷电波无法侵入，从而保证了设备的安全和有效运行；通过设置隔离开关B16与母线A501连接，所述隔离开关b59与母线B502连接，使得配电装置4能够切换与母线A501、母线B502的连接；通过设置隔离开关C39与母线A501连接，所述隔离开关c60与母线B502连接，使得电源输入/输出系统38能够切换与母线A501、母线B502的连接；通过设置母联断路器50，配合前述隔离开关B16、隔离开关b59、隔离开关C39和隔离开关c60，可以改变两条母线运行方式，使两条母线单独运行或合环运行，此外还可以用于母线检修、倒闸操作，对机组1进行不停电操作。
Claims (10)
1.一种发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，包括两套机组(1)，所述每套机组(1)包括发电机(2)、变压器组单元(3)和配电装置(4)，所述发电机(2)经变压器组单元(3)、配电装置(4)与电网(5)连接，所述发电机(2)还配套设置有继电保护装置A(6)，所述变压器组单元(3)还配套设置有继电保护装置B(7)，所述机组(1)中还设置有无功补偿装置(8)。
2.根据权利要求1所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述变压器组单元(3)包括主变压器(9)、励磁变压器(10)和高压厂用变压器(11)，所述主变压器(9)设置于发电机(2)与配电装置(4)之间，所述主变压器(9)上设置有电流互感器C(55)，所述励磁变压器(10)和高压厂用变压器(11)分别经支路与发电机(2)连接。
3.根据权利要求2所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述配电装置(4)包括顺次连接的接地开关A(12)、隔离开关A(13)、电流互感器组A(14)、断路器A(15)和接地开关B(17)，所述接地开关B(17)还连接有经并联设置的隔离开关B(16)和隔离开关b(59)，所述电网(5)包括母线A(501)和母线B(502)，隔离开关B(16)与母线A(501)连接，所述隔离开关b(59)与母线B(502)连接。
4.根据权利要求3所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述继电保护装置A(6)包括电流互感器组B(18)、电流互感器组C(19)和继电保护回路(20)，所述电流互感器组B(18)和电流互感器组C(19)连接于发电机(2)引线端两侧，所述电流互感器组C(19)设置于主变压器(9)和发电机(2)之间，所述电流互感器组B(18)还与继电保护回路(20)连接，所述继电保护回路(20)包括连接的发电机中性点接地电阻(21)和电流互感器A(22)。
5.根据权利要求4所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述继电保护装置B(7)包括设置于主变压器(9)两侧的电流互感器组D(23)和电流互感器组E(24)，所述电流互感器组D(23)设置于电流互感器组C(19)和主变压器(9)之间，所述电流互感器组D(23)与主变压器(9)之间还设置有断路器B(25)；所述继电保护装置B(7)还包括一次熔断器A(26)、电压互感器C(27)、断路器C(28)、电流互感器组F(29)、高厂变中性点接地电阻D(31)和电流互感器B(32)，所述电流互感器组D(23)与主变压器(9)连接的线路上引出两条支路，其中一条支路依次连接有一次熔断器A(26)和电压互感器C(27)，另外一条支路依次连接有断路器C(28)、电流互感器组F(29)、高压厂用变压器(11)、高厂变中性点接地电阻D(31)和电流互感器B(32)。
6.根据权利要求5所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述电流互感器组C(19)和电流互感器组D(23)之间还经支路连接有励磁变压器(10)，励磁变压器(10)所在支路并联有另外两条支路，所述其中一条支路上连接有一次熔断器B(34)和电压互感器A(36)，所述另一条支路上连接有一次熔断器C(35)和电压互感器B(37)。
7.根据权利要求6所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，还包括两组与电网(5)连接的电源输入/输出系统(38)，所述电源输入/输出系统(38)包括顺次连接的接地开关C(56)、断路器D(40)、电流互感器组G(41)、隔离开关D(42)、接地开关D(57)和三相电源输入/输出端(43)，所述接地开关C(56)还连接有经并联设置的隔离开关C(39)和隔离开关c(60)，所述隔离开关C(39)与母线A(501)连接，所述隔离开关c(60)与母线B(502)连接。
8.根据权利要求7所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，所述无功补偿装置(8)包括电容(44)和设置在电容(44)上的电压互感器(45)，所述母线A(501)和母线B(502)上分别并联有一组无功补偿装置(8)，所述电流互感器组E(24)和接地开关A(12)之间还并联有一组无功补偿装置(8)，隔离开关D(42)与三相电源输入/输出端(43)之间的支路上还并联有一组无功补偿装置(8)。
9.根据权利要求8所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，还包括防雷保护装置(46)，所述防雷保护装置(46)包括避雷器A(47)、避雷器B(48)、避雷器C(49)和避雷器D(58)，所述避雷器A(47)与励磁变压器(10)并联设置，所述避雷器B(48)与电压互感器C(27)并联设置，所述避雷器C(49)连接于隔离开关D(42)与三相电源输入/输出端(43)之间，所述避雷器D(58)设置于电流互感器组E(24)和接地开关A(12)之间。
10.根据权利要求9所述的发电厂电气主接线的新型电路结构，其特征在于，还包括母联断路器(50)，所述母联断路器(50)与电网(5)连接，所述母联断路器(50)包括顺次连接的隔离开关E(51)、断路器E(52)、电流互感器组H(53)和隔离开关F(54)，其中隔离开关E(51)与母线A(501)连接，隔离开关F(54)与母线B(502)连接。
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