电气主接线讲解「电气主接线的概念」

时间：2022-12-29 08:29:35来源：搜狐

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电气主接线的主要形式及对电气主接线的基本要求

电气主接线：电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。

一．对电气主接线的基本要求

在构成系统电气接线图时必须考虑以下基本要求。

1．可靠性。电气接线必须保证用户供电的可靠性和电能质量，应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接线方式，保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。分析可靠性时考虑：(1)断路器检修时，对系统供电的影响；(2)断路器或母线故障以及母线检修时，停运回路数和停运时间，能否保证对重要用户的供电；(3)发电厂或变电所全部停电的可能性；（4）重要的大型发电厂、变电所，能否满足可靠性特殊要求。

2.灵活性。主接线应具有一定的运行调度的灵活性，以适应电力系统及主要设备的各种运行工况的要求，此外还要便于检修。电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求，并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。

3.安全性。电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。

4.经济性。是指投资省、年运行费用少、占地面积小三个方面。

5.应具有发展与扩建的方便性。在设计接线时，要考虑5～10年的发展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为5～10年的最终容量留有余地。

二．电气主接线的主要形式

电气主接线一般按照有、无汇流母线，可分为两大类：有母线和无母线，具体形式如图1所示。

1．单母线不分段

单母线不分段是有母线接线中最简单的接线形式，如图2所示。这种接线的特点是整个配电装置中只有一组母线，所有的电源和引出线都经过相应的断路器和隔离开关连接到母线上。

优点：接线简单、清晰，采用设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置；

缺点：接线不够灵活可靠，如母线故障，则该母线上的所有回路均停电；检修任一出线断路器时，该回路也将停电。故它适用于小容量和用户对供电可靠性要求不高的发电厂和变电站中。

图2单母线不分段接线图图3单母线分段接线

2．单母线分段

当出线回路数增多时，可用分段断路器QFd或分段隔离开关QSd将母线分成几段，如图3所示。根据电源数目和功率大小，母线可分为2～3段，段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用也越高。

优点：重要用户可从不同母线段上分别引出馈线，提高了供电可靠性；任何一段母线检修，只停该段，其他段可以继续供电，减小了停电范围。

缺点：增加了分段开关的投资和占地面积；某段母线或出线断路器检修时仍有停电问题。

单母分段有以下三种运行方式：

（1）双电源并列运行——实际中考虑到两个电源的同期要求，很少采用；

（2）双电源分列运行——又称暗备用或热备用；

（3）双电源一用一备运行——又称明备用或冷备用。

单母线分段形式一般适用于中、小容量发电厂和变电站的6～lOkV配电装置及出线回路数目较少的35～220kV配电装置中。

3．单母线带旁路

如图4所示，在工作母线WB外侧增设一组旁路母线WP，并经旁路隔离开关QSp引接到各线路的外侧，另设一组旁路断路器QFp，两侧带隔离开关，跨接于工作母线与旁路母线之间。

图4单母线带旁路接线

旁路母线的作用是：检修任一出线断路器时，不会中断对该回路的供电。具体操作如下：平时旁路断路器QFp和旁路隔离开关均处于分闸位置，旁路母线WP不带电；当需要检修某出线断路器，如QF1时，合上旁路断路器QFp及其隔离开关，检查旁路母线WP是否完好；若完好，再合上连接WP和出线回路的隔离开关QSp（等电位操作）；再断开出线断路器QF1及其相应的隔离开关，这样QF1退出运行，可以检修，由主母线经旁路断路器，经旁路母线向该出线回路供电。需要注意的是：旁路断路器在同一时间里只能代替一个出线断路器的工作。

4．单母线分段带旁路

图5单母线分段带旁路接线

如图5所示,这种接线方式兼顾了旁路母线和母线分段两方面的优点。这种方法是在单母线分段接线的基础上又增设了一组旁路母线，并通过两组专用旁路断路器QFp1和QFp2将旁路母线与分段母线I和分段母线Ⅱ相连接，每个出线回路均设有旁路隔离开关（如Qs3）与旁路母线相连。单母线分段带旁路较单母线分段接线的供电可靠性有所提高，但所用断路器和隔离开关的数量增多，实际中，也可用母线分段断路器兼作旁路断路器以节省设备投资和减少占地面积。

5．一般的双母线

图6一般双母线接线

图6为一般双母线接线，它有两组母线，一组为工作母线，一组为备用母线，每一电源和每一出线都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线相连，任一组母线都可以作为工作母线或备用母线，两组母线之间通过母线联络断路器QFL连接。

优点：运行方式灵活；检修母线时不中断供电；工作母线故障仅短时停电；便于扩建；

缺点：变更运行方式时，操作较复杂，容易出现误操作；由于增加了大量的母线隔离开关等设备，故占地面积较大，投资大。

双母线接线一般适用于对可靠性要求较高、出线回路数较多、母线故障要求迅速恢复供电的6～220kV系统中。

6．双母线分段

用断路器将其中一组母线分段，或将两组母线分段。

图7一般双母线接线

图7将一组母线I用分段断路器QFd分成两段W1和W2，两个分段母线与另一组母线Ⅱ之间都用母联断路器QFL1、QFL2连接，称为双母线三分段接线。这种接线方式比双母线具有更高的可靠性，运行方式更灵活。如可以将两个母联断路器断开、分段断路器合上，Wl和W2为工作母线，Ⅱ为备用母线，全部进出线均分在W1和W2两个分段上运行；也可以将两个母联断路器中的一个和分段断路器合上，而另一个母联断路器断开，进出线合理地分配在三段上运行，此种运行方式可以减少母线故障的停电范围，母线故障时的停电范围只有1/3。若将两组母线均用分段断路器分开，则构成双母线四分段接线，该接线可以避免双母线三分段接线在一组母线检修合并母联断路器故障时发生全所停电事故，母线故障时的停电范围只有1/4，可靠性进一步提高。但是双母线接线使用的电气设备更多，配电装置也更为复杂。

7．双母线带旁路

为了不停电检修任一回路断路器，可采用带旁路母线的双母线接线形式，如图8所示。

图8双母线带旁路接线

该接线供电可靠性和运行灵活性都很高，但所用设备较多、占地面积大、经济性较差。其广泛用于110～220kV的系统中，通常当220kV出线在5回及以上，110kV出线在7回及以上时，设计规程规定应装设专用旁路断路器。

8．双母线双断路器

双母线双断路器接线如图9所示。

图9双母线双断路器接线

图9中每个回路内，无论是进线（电源），还是出线（负荷），都通过两台断路器与两组母线相连。正常运行时，母线、断路器和隔离开关全部投入运行。

优点：任何一组母线或任何一台断路器因检修而退出工作时，都不会影响系统的供电；隔离开关不用来倒闸操作，减少了因误操作引起事故的可能性；母线故障时，与故障母线相连的所有断路器自动断开，不影响任何回路运行。但这种接线的设备投资太大，限制了它的使用范围。

9．3/2接线

图10 3/2接线

如图10所示，两组母线之间接有若干串断路器，每一串有3台断路器，每两台之间接一条回路，每串共有两条回路，平均每条回路装设一台半(3/2)断路器，故又称一个半断路器接线。紧靠母线侧的断路器称为母线断路器，如QF1和QF3，两个回路之间的断路器称为联络断路器，如QF2。

优点：由于形成多环形，故具有高度的供电可靠性；运行调度十分灵活；操作检修方便。

缺点：继电保护和二次接线复杂。它用于大型发电厂和330kV及以上、进出线回路数6回及以上的高压、超高压配电装置中。

10．4/3接线

两组母线之间接有若干串断路器，每一串有4台断路器，每两台之间接一回路，这样每一串共有3个回路，即3个回路共用4台断路器，故称为4/3断路器。正常运行时，两组母线和全部断路器都投人工作，形成多环状供电，因此具有很高的可靠性和灵活性。该接线布置较复杂，且要求同串的3个回路中，电源和负荷容量相匹配。

11．变压器——母线组接线

由于超高压系统的主变压器均采用质量可靠、故障率较低的产品，故可直接将主变压器经隔离开关接到两组母线上，省去断路器以节约投资。万一主变压器，如T1故障时，即相当母线Wl故障，所有靠近W1的断路器均跳开，但也并不影响各出线的供电。主变压器用隔离开关断开后，母线即可恢复运行。

当出线数为5回及以下时，各出线均可经双断路器分别接至两组母线，可靠性很高（图12中L1、L2、L3）；当出线数为6回及以上时，部分出线可以采用3/2接线（图12中L4，L5），可靠性也很高。变压器——母线组接线适用于超高压远距离大容量输电系统中对系统稳定性和供电可靠性影响较大的变电站主接线。

图12变压器——母线组接线

12.桥形接线

当发电厂和变电站中只有2台变压器和2回线路时，可以采用桥形接线，它分为外桥接线和内桥接线两种形式。

1.外桥接线：桥断路器在进线断路器外侧，即进线侧，如图13所示。

图13外桥接线

外桥接线的特点如下：

①变压器操作方便。如变压器发生故障时，仅故障变压器支路的断路器自动跳闸，其余三条支路可以继续工作，并保持相互联系。

②线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电。

③桥回路故障或检修时全厂分列为两部分，使两个单元之间失去联系；同时，出线侧断路器故障或检修时，造成该回路停电。

基于以上分析，故外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短、故障可能性小和变压器需要经常切换、线路有穿越功率通过的发电厂和变电站中。

2．内桥接线：桥断路器在进线断路器的内侧，即出线侧，如图14所示。

图14内桥接线

内桥接线的特点如下：

（1）线路操作方便。如线路故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三条支路可以继续工作。

（2）正常运行时，变压器操作复杂。如变压器T1检修时，需要断开断路器QFl、QF3，使未故障线路L1供电受到影响，需经倒闸操作，拉开隔离开关QS1后，再合入QFl、QF3才能恢复线路L工作，因此将造成该侧线路的短时停电。

（3）运行方式不灵活。

基于以上分析，故内桥接线适用于线路较长、故障可能性较大、变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。

13、多角形接线

又称多边形接线，如图15所示。

（a）三角形接线（b）四角形接线

图15多角形接线

多边形的每一个边上各安装有一台断路器和两组隔离开关，多边形的各个边相互连接成闭合的环形，各出线回路通过隔离开关分别接到角形的各个顶点上。多角形接线中，断路器数目等于回路数目，且每条回路都与两台断路器相连接，即接在“角”上。

优点：闭环运行时具有较高的可靠性；没有汇流主母线和相应的母线故障；任一回路故障或停运时，只需断开与其相连的两台断路器，不影响其他回路的正常工作；任一断路器检修时，所有回路都不会中断供电；隔离开关不作倒闸操作从而不会出现误操作。

缺点：多角形开环运行时，可靠性显著下降；运行方式变化导致各支路电流变化，使得继电保护整定复杂；多角形接线闭合成环，扩建较难。在110kV及以上配电装置中，当出线回路数不多，且发展比较明确时，可以采用多角形接线，一般以采用三角形或四角形为宜，最多不要超过六角形。

14、单元及扩大单元接线

图16(a)为单元接线，发电机和变压器直接连接成一个单元，再经断路器接至高压母线，发电机发出的电能经变压器升压后直接送人高压电网，称为单元接线。该接线简单清晰、投资小、占地少、操作方便，由于不设发电机电压母线，减少了发电机电压侧发生短路故障的概率。没有地区负荷的发电厂，或地区负荷由原有机组承担而电厂进行扩建时，大都采用单元接线。