電氣主接線的主要形式及對(duì)電氣主接線的基本要求

電氣主接線：電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。

一．對(duì)電氣主接線的基本要求

在構(gòu)成系統(tǒng)電氣接線圖時(shí)必須考慮以下基本要求。

1．可靠性。電氣接線必須保證用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量，應(yīng)分別按各類負(fù)荷的重要性程度安排相應(yīng)可靠程度的接線方式，保證電氣接線可靠性可以用多種措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。分析可靠性時(shí)考慮：(1)斷路器檢修時(shí)，對(duì)系統(tǒng)供電的影響；(2)斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，能否保證對(duì)重要用戶的供電；(3)發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性；(4)重要的大型發(fā)電廠、變電所，能否滿足可靠性特殊要求。

2.靈活性。主接線應(yīng)具有一定的運(yùn)行調(diào)度的靈活性，以適應(yīng)電力系統(tǒng)及主要設(shè)備的各種運(yùn)行工況的要求，此外還要便于檢修。電氣系統(tǒng)接線應(yīng)能適應(yīng)各式各樣可能運(yùn)行方式的要求，并可以保證能將符合質(zhì)量要求的電能送給用戶。

3.安全性。電力網(wǎng)接線必須保證在任何可能的運(yùn)行方式下及檢修方式下運(yùn)行人員的安全性與設(shè)備的安全性。

4.經(jīng)濟(jì)性。是指投資省、年運(yùn)行費(fèi)用少、占地面積小三個(gè)方面。

5.應(yīng)具有發(fā)展與擴(kuò)建的方便性。在設(shè)計(jì)接線時(shí)，要考慮5～10年的發(fā)展遠(yuǎn)景，要求在設(shè)備容量、安裝空間以及接線形式上，為5～10年的最終容量留有余地。

二．電氣主接線的主要形式

電氣主接線一般按照有、無(wú)匯流母線，可分為兩大類：有母線和無(wú)母線，具體形式如圖1所示。

1．單母線不分段

單母線不分段是有母線接線中最簡(jiǎn)單的接線形式，如圖2所示。這種接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置中只有一組母線，所有的電源和引出線都經(jīng)過(guò)相應(yīng)的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)連接到母線上。

優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、清晰，采用設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置；

缺點(diǎn)：接線不夠靈活可靠，如母線故障，則該母線上的所有回路均停電；檢修任一出線斷路器時(shí)，該回路也將停電。故它適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠性要求不高的發(fā)電廠和變電站中。

圖2單母線不分段接線圖 圖3單母線分段接線

2．單母線分段

當(dāng)出線回路數(shù)增多時(shí)，可用分段斷路器QFd或分段隔離開(kāi)關(guān)QSd將母線分成幾段，如圖3所示。根據(jù)電源數(shù)目和功率大小，母線可分為2～3段，段數(shù)分得越多，故障時(shí)停電范圍越小，但使用的斷路器數(shù)量越多，其配電裝置和運(yùn)行也就越復(fù)雜，所需費(fèi)用也越高。

優(yōu)點(diǎn)：重要用戶可從不同母線段上分別引出饋線，提高了供電可靠性；任何一段母線檢修，只停該段，其他段可以繼續(xù)供電，減小了停電范圍。

缺點(diǎn)：增加了分段開(kāi)關(guān)的投資和占地面積；某段母線或出線斷路器檢修時(shí)仍有停電問(wèn)題。

單母分段有以下三種運(yùn)行方式：

(1)雙電源并列運(yùn)行——實(shí)際中考慮到兩個(gè)電源的同期要求，很少采用；

(2)雙電源分列運(yùn)行——又稱暗備用或熱備用；

(3)雙電源一用一備運(yùn)行——又稱明備用或冷備用。

單母線分段形式一般適用于中、小容量發(fā)電廠和變電站的6～lOkV配電裝置及出線回路數(shù)目較少的35～220kV配電裝置中。

3．單母線帶旁路

如圖4所示，在工作母線WB外側(cè)增設(shè)一組旁路母線WP，并經(jīng)旁路隔離開(kāi)關(guān)QSp引接到各線路的外側(cè)，另設(shè)一組旁路斷路器QFp，兩側(cè)帶隔離開(kāi)關(guān)，跨接于工作母線與旁路母線之間。

圖4單母線帶旁路接線

旁路母線的作用是：檢修任一出線斷路器時(shí)，不會(huì)中斷對(duì)該回路的供電。具體操作如下：平時(shí)旁路斷路器QFp和旁路隔離開(kāi)關(guān)均處于分閘位置，旁路母線WP不帶電；當(dāng)需要檢修某出線斷路器，如QF1時(shí)，合上旁路斷路器QFp及其隔離開(kāi)關(guān)，檢查旁路母線WP是否完好；若完好，再合上連接WP和出線回路的隔離開(kāi)關(guān)QSp(等電位操作)；再斷開(kāi)出線斷路器QF1及其相應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)，這樣QF1退出運(yùn)行，可以檢修，由主母線經(jīng)旁路斷路器，經(jīng)旁路母線向該出線回路供電。需要注意的是：旁路斷路器在同一時(shí)間里只能代替一個(gè)出線斷路器的工作。

4．單母線分段帶旁路

圖5單母線分段帶旁路接線

如圖5所示,這種接線方式兼顧了旁路母線和母線分段兩方面的優(yōu)點(diǎn)。這種方法是在單母線分段接線的基礎(chǔ)上又增設(shè)了一組旁路母線，并通過(guò)兩組專用旁路斷路器QFp1和QFp2將旁路母線與分段母線I和分段母線Ⅱ相連接，每個(gè)出線回路均設(shè)有旁路隔離開(kāi)關(guān)(如Qs3)與旁路母線相連。單母線分段帶旁路較單母線分段接線的供電可靠性有所提高，但所用斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的數(shù)量增多，實(shí)際中，也可用母線分段斷路器兼作旁路斷路器以節(jié)省設(shè)備投資和減少占地面積。

5．一般的雙母線

圖6一般雙母線接線

圖6為一般雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線，每一電源和每一出線都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線，兩組母線之間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器QFL連接。

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活；檢修母線時(shí)不中斷供電；工作母線故障僅短時(shí)停電；便于擴(kuò)建；

缺點(diǎn)：變更運(yùn)行方式時(shí)，操作較復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作；由于增加了大量的母線隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，故占地面積較大，投資大。

雙母線接線一般適用于對(duì)可靠性要求較高、出線回路數(shù)較多、母線故障要求迅速恢復(fù)供電的6～220kV系統(tǒng)中。

6．雙母線分段

用斷路器將其中一組母線分段，或?qū)山M母線分段。

圖7一般雙母線接線

圖7將一組母線I用分段斷路器QFd分成兩段W1和W2，兩個(gè)分段母線與另一組母線Ⅱ之間都用母聯(lián)斷路器QFL1、QFL2連接，稱為雙母線三分段接線。這種接線方式比雙母線具有更高的可靠性，運(yùn)行方式更靈活。如可以將兩個(gè)母聯(lián)斷路器斷開(kāi)、分段斷路器合上，Wl和W2為工作母線，Ⅱ?yàn)閭溆媚妇€，全部進(jìn)出線均分在W1和W2兩個(gè)分段上運(yùn)行；也可以將兩個(gè)母聯(lián)斷路器中的一個(gè)和分段斷路器合上，而另一個(gè)母聯(lián)斷路器斷開(kāi)，進(jìn)出線合理地分配在三段上運(yùn)行，此種運(yùn)行方式可以減少母線故障的停電范圍，母線故障時(shí)的停電范圍只有1/3。若將兩組母線均用分段斷路器分開(kāi)，則構(gòu)成雙母線四分段接線，該接線可以避免雙母線三分段接線在一組母線檢修合并母聯(lián)斷路器故障時(shí)發(fā)生全所停電事故，母線故障時(shí)的停電范圍只有1/4，可靠性進(jìn)一步提高。但是雙母線接線使用的電氣設(shè)備更多，配電裝置也更為復(fù)雜。

7．雙母線帶旁路

為了不停電檢修任一回路斷路器，可采用帶旁路母線的雙母線接線形式，如圖8所示。

圖8雙母線帶旁路接線

該接線供電可靠性和運(yùn)行靈活性都很高，但所用設(shè)備較多、占地面積大、經(jīng)濟(jì)性較差。其廣泛用于110～220kV的系統(tǒng)中，通常當(dāng)220kV出線在5回及以上，110kV出線在7回及以上時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定應(yīng)裝設(shè)專用旁路斷路器。

8．雙母線雙斷路器

雙母線雙斷路器接線如圖9所示。

圖9雙母線雙斷路器接線

圖9中每個(gè)回路內(nèi)，無(wú)論是進(jìn)線(電源)，還是出線(負(fù)荷)，都通過(guò)兩臺(tái)斷路器與兩組母線相連。正常運(yùn)行時(shí)，母線、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)全部投入運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn)：任何一組母線或任何一臺(tái)斷路器因檢修而退出工作時(shí)，都不會(huì)影響系統(tǒng)的供電；隔離開(kāi)關(guān)不用來(lái)倒閘操作，減少了因誤操作引起事故的可能性；母線故障時(shí)，與故障母線相連的所有斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，不影響任何回路運(yùn)行。但這種接線的設(shè)備投資太大，限制了它的使用范圍。

9．3/2接線

圖10 3/2接線

如圖10所示，兩組母線之間接有若干串?dāng)嗦菲?#xff0c;每一串有3臺(tái)斷路器，每?jī)膳_(tái)之間接一條回路，每串共有兩條回路，平均每條回路裝設(shè)一臺(tái)半(3/2)斷路器，故又稱一個(gè)半斷路器接線。緊靠母線側(cè)的斷路器稱為母線斷路器，如QF1和QF3，兩個(gè)回路之間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器，如QF2。

優(yōu)點(diǎn)：由于形成多環(huán)形，故具有高度的供電可靠性；運(yùn)行調(diào)度十分靈活；操作檢修方便。

缺點(diǎn)：繼電保護(hù)和二次接線復(fù)雜。它用于大型發(fā)電廠和330kV及以上、進(jìn)出線回路數(shù)6回及以上的高壓、超高壓配電裝置中。

10．4/3接線

兩組母線之間接有若干串?dāng)嗦菲?#xff0c;每一串有4臺(tái)斷路器，每?jī)膳_(tái)之間接一回路，這樣每一串共有3個(gè)回路，即3個(gè)回路共用4臺(tái)斷路器，故稱為4/3斷路器。正常運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都投人工作，形成多環(huán)狀供電，因此具有很高的可靠性和靈活性。該接線布置較復(fù)雜，且要求同串的3個(gè)回路中，電源和負(fù)荷容量相匹配。

11．變壓器——母線組接線

由于超高壓系統(tǒng)的主變壓器均采用質(zhì)量可靠、故障率較低的產(chǎn)品，故可直接將主變壓器經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接到兩組母線上，省去斷路器以節(jié)約投資。萬(wàn)一主變壓器，如T1故障時(shí)，即相當(dāng)母線Wl故障，所有靠近W1的斷路器均跳開(kāi)，但也并不影響各出線的供電。主變壓器用隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，母線即可恢復(fù)運(yùn)行。

當(dāng)出線數(shù)為5回及以下時(shí)，各出線均可經(jīng)雙斷路器分別接至兩組母線，可靠性很高(圖12中L1、L2、L3)；當(dāng)出線數(shù)為6回及以上時(shí)，部分出線可以采用3/2接線(圖12中L4，L5)，可靠性也很高。變壓器——母線組接線適用于超高壓遠(yuǎn)距離大容量輸電系統(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性影響較大的變電站主接線。

圖12變壓器——母線組接線

12.橋形接線

當(dāng)發(fā)電廠和變電站中只有2臺(tái)變壓器和2回線路時(shí)，可以采用橋形接線，它分為外橋接線和內(nèi)橋接線兩種形式。

1.外橋接線：橋斷路器在進(jìn)線斷路器外側(cè)，即進(jìn)線側(cè)，如圖13所示。

圖13外橋接線

外橋接線的特點(diǎn)如下：

①變壓器操作方便。如變壓器發(fā)生故障時(shí)，僅故障變壓器支路的斷路器自動(dòng)跳閘，其余三條支路可以繼續(xù)工作，并保持相互聯(lián)系。

②線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。如線路檢修或故障時(shí)，需斷開(kāi)兩臺(tái)斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，造成變壓器短時(shí)停電。

③橋回路故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同時(shí)，出線側(cè)斷路器故障或檢修時(shí)，造成該回路停電。

基于以上分析，故外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短、故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換、線路有穿越功率通過(guò)的發(fā)電廠和變電站中。

2．內(nèi)橋接線：橋斷路器在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，即出線側(cè)，如圖14所示。

圖14內(nèi)橋接線

內(nèi)橋接線的特點(diǎn)如下：

(1)線路操作方便。如線路故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三條支路可以繼續(xù)工作。

(2)正常運(yùn)行時(shí)，變壓器操作復(fù)雜。如變壓器T1檢修時(shí)，需要斷開(kāi)斷路器QFl、QF3，使未故障線路L1供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)QS1后，再合入QFl、QF3才能恢復(fù)線路L工作，因此將造成該側(cè)線路的短時(shí)停電。

(3)運(yùn)行方式不靈活。

基于以上分析，故內(nèi)橋接線適用于線路較長(zhǎng)、故障可能性較大、變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。

13、多角形接線

又稱多邊形接線，如圖15所示。

(a)三角形接線 (b)四角形接線

圖15多角形接線

多邊形的每一個(gè)邊上各安裝有一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)，多邊形的各個(gè)邊相互連接成閉合的環(huán)形，各出線回路通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)分別接到角形的各個(gè)頂點(diǎn)上。多角形接線中，斷路器數(shù)目等于回路數(shù)目，且每條回路都與兩臺(tái)斷路器相連接，即接在“角”上。

優(yōu)點(diǎn)：閉環(huán)運(yùn)行時(shí)具有較高的可靠性；沒(méi)有匯流主母線和相應(yīng)的母線故障；任一回路故障或停運(yùn)時(shí)，只需斷開(kāi)與其相連的兩臺(tái)斷路器，不影響其他回路的正常工作；任一斷路器檢修時(shí)，所有回路都不會(huì)中斷供電；隔離開(kāi)關(guān)不作倒閘操作從而不會(huì)出現(xiàn)誤操作。

缺點(diǎn)：多角形開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，可靠性顯著下降；運(yùn)行方式變化導(dǎo)致各支路電流變化，使得繼電保護(hù)整定復(fù)雜；多角形接線閉合成環(huán)，擴(kuò)建較難。在110kV及以上配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不多，且發(fā)展比較明確時(shí)，可以采用多角形接線，一般以采用三角形或四角形為宜，最多不要超過(guò)六角形。

14、單元及擴(kuò)大單元接線

圖16(a)為單元接線，發(fā)電機(jī)和變壓器直接連接成一個(gè)單元，再經(jīng)斷路器接至高壓母線，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)變壓器升壓后直接送人高壓電網(wǎng)，稱為單元接線。該接線簡(jiǎn)單清晰、投資小、占地少、操作方便，由于不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，減少了發(fā)電機(jī)電壓側(cè)發(fā)生短路故障的概率。沒(méi)有地區(qū)負(fù)荷的發(fā)電廠，或地區(qū)負(fù)荷由原有機(jī)組承擔(dān)而電廠進(jìn)行擴(kuò)建時(shí)，大都采用單元接線。

(a)單元接線 (b)擴(kuò)大單元接線

圖16單元及擴(kuò)大單元接線

圖16(b)為擴(kuò)大單元接線，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)與一臺(tái)主變壓器相連，可以減少變壓器及高壓側(cè)斷路器的臺(tái)數(shù)，也相應(yīng)減少了配電裝置間隔，還減少了投資和占地面積。但擴(kuò)大單元接線的運(yùn)行靈活性較差，例如檢修變壓器時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)必須退出運(yùn)行。

小結(jié)與提示

1．主接線的基本要求。

2．單母線接線：單母不分段、單母線分段接線、帶旁路母線的單母線接線、單母線分段帶旁路的接線形式、圖形表達(dá)、特點(diǎn)、應(yīng)用條件。

3．雙母線接線：雙母線接線、雙母線帶旁路接線、雙母線單(雙)分段帶旁路接線的接線形式、圖形表達(dá)、特點(diǎn)、應(yīng)用條件。

4.一個(gè)半斷路器接線：接線形式、圖形表達(dá)、特點(diǎn)、應(yīng)用條件。

5．變壓器———母線接線：接線形式、圖形表達(dá)、特點(diǎn)、應(yīng)用條件。

6．無(wú)母線接線：橋式(橋式接線、內(nèi)橋接線)、角形接線、單元接線的接線形式、圖形表達(dá)、特點(diǎn)、應(yīng)用條件

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分_电气主接线知识精讲！的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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