電氣主接線教程

1、4.12 4.12 電氣主接線電氣主接線 考試大綱12.1 掌握電氣主接線的主要形式及對(duì)電氣主接線的基本要求12.2 了解各種主接線種主要電氣設(shè)備的作用和配置原則12.3 了解各種電壓等級(jí)電氣主接線限制短路電流的方法4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 1主接線的基本要求 （1）可靠性 電氣接線必須保證用戶供電的可靠性，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)。 （2）靈活性 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

2、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 其中包括最少的投資與最低的年運(yùn)行費(fèi)。 （5）應(yīng)具有發(fā)展與擴(kuò)建的方便性 在設(shè)計(jì)接線方時(shí)要考慮到510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510年的最終容量留有余地。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 2單母線接線 （1）單母不分段 每條引入線和引出線的電路中都裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，電源的引入與引出是通過(guò)一根母線連接的。 單母線不分段接線適用于用戶對(duì)供電連續(xù)性要求不高的二、 單母線不分段接線三級(jí)負(fù)荷用戶。4.12.1

3、 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （2）單母線分段接線 單母線分段接線是由電源的數(shù)量和負(fù)荷計(jì)算、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)決定的。 單母線分段接線可以分段 單母線分段接線運(yùn)行，也可以并列運(yùn)行。 用隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)分段的單母線接線，適用于由雙回路供電的、允許短時(shí)停電的具有二級(jí)負(fù)荷的用戶。 用斷路器分段的單母線接線，可靠性提高。如果有后備措施，一般可以對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （3）帶旁路母線的單母線接線 當(dāng)引出線斷路器檢修時(shí)，用旁路母線斷路器代替引出線斷路器，給用戶繼

4、續(xù)供電。 旁路斷路器一般只能代替一臺(tái)出線斷路器工作，旁路母線一般不能同時(shí)連接兩條及兩條以上回路，否則當(dāng)其中任一回路故障時(shí)，會(huì)使旁路斷路器跳閘。斷開(kāi)多條回路。 通常35kV的系統(tǒng)出線8回以上、 110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV系統(tǒng)出線4回以上，才考慮加設(shè)旁路母線。4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （4）單母線分段帶旁路 在正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)以單母線分段方式運(yùn)行，旁路母線不帶電。如果正常運(yùn)行的某回路斷路器需退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，閉合旁路斷路器，使旁路母線帶電，合上欲檢修回路旁路隔離開(kāi)關(guān)，則該線路斷路器可退出運(yùn)行，進(jìn)行檢修。 這種旁路母

5、線可接至任一段母線，在容量較少的中小型發(fā)電廠和 35110kV變電所中獲得廣泛應(yīng)用。4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 3雙母線接線 （1）雙母線接線 一組作為工作母線，另一組作為備用母線，在兩組母線之間，通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱為母聯(lián)斷路器）進(jìn)行連接。 把雙母線系統(tǒng)形成單母線分段運(yùn)行方式，即正常運(yùn)行時(shí)，使兩條母線都投入工作，母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)閉合，全部進(jìn)出線均勻分配兩條母線。這種運(yùn)行方式可以有效縮小母線故障時(shí)的停電范圍。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 雙母

6、線接線主要優(yōu)點(diǎn)有： 1）檢修任一組母線時(shí)，不會(huì)中斷供電。 2）檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)該回路，其它回路倒換至另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。 3）工作母線在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，可將全部回路換接至備用母線，迅速恢復(fù)供電。 4）任一回路斷路器檢修時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。 5）方便試驗(yàn)。需要對(duì)某回路做試驗(yàn)時(shí)，只需把此回路單獨(dú)切換至備用母線即可。4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （2）雙母線帶旁路接線 在雙母線接線方式中，為使線路在出線斷路器檢修時(shí)不中斷供電，可采用帶旁路接線。 當(dāng)110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV出線4回以上，

7、可采用專用旁路斷路器。旁路母線可接至任一組母線。4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 4一個(gè)半斷路器接線 一個(gè)半斷路器接線可歸屬于雙母線類接線。在兩組母線之間，每三個(gè)斷路器形成一串。每串連接兩條回路。相當(dāng)于每一個(gè)半斷路器帶一條回路，故稱之為一個(gè)半斷路器接線，也稱為32接線。 在一個(gè)半接線的每串?dāng)嗦菲髦校挥谥虚g的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。運(yùn)行中兩母線及全部斷路器都投入工作，形成多重環(huán)狀供電。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 5雙母線單（雙）分段帶旁路接線 為進(jìn)一步縮小母線故

8、障的影響范圍，對(duì)于可靠性要求較高的330500kV超高壓系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)出線達(dá)到6回以上時(shí)，可采用雙母線單段或雙分段帶旁路接線。 這種接線是把工作母線分為兩段，在兩段工作母線之間，兩工作母線與備用母線之間都設(shè)置有母聯(lián)斷路器。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 6變壓器母線接線 各出線經(jīng)過(guò)斷路器分別接在母線上，變壓器直接經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接到母線上，組成變壓器母線接線。電源和負(fù)荷可以自由調(diào)配。由于變壓器是高可靠性設(shè)備，所以直接接在母線上，對(duì)母線的運(yùn)行并不產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一旦變壓器故障時(shí)，接在母線上的各斷路器開(kāi)斷，這時(shí)不會(huì)影響對(duì)用戶的供電。在出線數(shù)目

9、很多時(shí)也可以用一臺(tái)半斷路器接線形式。這種接線在遠(yuǎn)距離大容量輸電系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠性均有良好的效果。4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 7無(wú)母線接線 （1）橋式接線 對(duì)于具有雙電源進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器終端式的總降壓變電所，可采用橋式接線。它實(shí)質(zhì)是連接兩個(gè)35110kV“線路變壓器組”的高壓側(cè)，其特點(diǎn)是有一條橫聯(lián)跨橋的“橋”。根據(jù)跨接橋橫連位置不同，分為內(nèi)橋接線和外橋接線。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 1）內(nèi)橋接線的跨接橋靠近變壓器側(cè)，橋開(kāi)關(guān)裝在線路開(kāi)關(guān)之內(nèi)，

10、變壓器回路僅裝隔離開(kāi)關(guān)，不裝斷路器。采用內(nèi)橋接線可以提高改變輸電線路運(yùn)行方式的靈活性。 內(nèi)橋接線適用于：對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電；供電線路較長(zhǎng)；變電所沒(méi)有穿越功率；負(fù)荷曲線較平穩(wěn)，主變壓器不經(jīng)常退出工作；終端型工業(yè)企業(yè)總降壓變電所。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 2）外橋接線 跨接橋靠近線路側(cè)，橋開(kāi)關(guān)裝在變壓器開(kāi)關(guān)之外，進(jìn)線回路僅裝隔離開(kāi)關(guān)，不裝斷路器。 外橋接線適用于：對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電；供電線路較短；允許變電所有較穩(wěn)定的穿越功率；負(fù)荷曲線變化大，主變壓器需要經(jīng)常操作；中間型工業(yè)企業(yè)總降壓變電所，宜于構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。4.12.1 4.1

11、2.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （2）角形接線 當(dāng)母線閉合成環(huán)，斷路器數(shù)等于進(jìn)出線回路數(shù)，即構(gòu)成了角形接線，一般應(yīng)將同名回路相互交替布置。一般不超過(guò)六角形。這種接線不利于擴(kuò)建，適用于最終建設(shè)規(guī)模比較明確的110kV及以上的發(fā)電廠升壓站或變電所中。 4.12.1 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （3）單元接線 將發(fā)電機(jī)、變壓器及線路直接連接成一個(gè)單元稱為單元接線。單元接線主要有三種形式：即發(fā)電機(jī)變壓器單元、變壓器線路單元及發(fā)電機(jī)變壓器線路單元等。 一般應(yīng)用于下列情況： 1）同一地區(qū)有幾個(gè)大型電廠能源

12、豐富，可以合起來(lái)建一個(gè)公共的樞紐變電所時(shí)。 2）電廠地位狹窄平面布置有困難時(shí)。 3）電廠離樞紐變電所較近，直接引線比較方便時(shí)。 4.12.2 電氣設(shè)備的作用和配置電氣設(shè)備的作用和配置 1. 斷路器和隔離開(kāi)關(guān) （1）作用 電源進(jìn)線與引出線由斷路器和隔離開(kāi)關(guān)連接到母線，其中斷路器用來(lái)接通與切換電路中的負(fù)荷電流與故障短路電流。 隔離開(kāi)關(guān)的作用是利用其可見(jiàn)斷口隔離電壓，使停電設(shè)備與帶電設(shè)備隔離，以保證人身及設(shè)備工作的安全。4.12.2 電氣設(shè)備的作用和配置電氣設(shè)備的作用和配置 （2）配置 1）電氣主接線：斷路器兩側(cè)都有電源，在兩側(cè)都裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)。用戶側(cè)沒(méi)有電源，原則上可只裝設(shè)一組母線隔離開(kāi)關(guān)，也可

13、在線路側(cè)也裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)。 2）電源進(jìn)線：電源是發(fā)電機(jī)，只需在母線側(cè)裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)，有時(shí)為了發(fā)電機(jī)停機(jī)后做試驗(yàn)方便，在發(fā)電機(jī)和斷路器之間亦可裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)。 電源是雙繞組變壓器：在斷路器的母線側(cè)裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)，如是三繞組變壓器需在斷路器的兩側(cè)各裝設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)。 3）斷路器與隔離開(kāi)關(guān)配合操作：先合隔離開(kāi)關(guān)，后合斷路器；先斷開(kāi)斷路器，后斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。在斷路器與隔離開(kāi)關(guān)之間應(yīng)加裝電磁或機(jī)械閉鎖裝置。4.12.2 電氣設(shè)備的作用和配置電氣設(shè)備的作用和配置 2負(fù)荷開(kāi)關(guān) 負(fù)荷開(kāi)關(guān)是專門用于接通和切斷負(fù)荷電路的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，不能切斷短路電路，能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流。 通

14、常負(fù)荷開(kāi)關(guān)與熔絲（管形熔斷器）串聯(lián)，借助（管形熔斷器的）熔絲切斷短路電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，與隔離開(kāi)關(guān)一樣具有明顯的斷開(kāi)間隙。4.12.2 電氣設(shè)備的作用和配置電氣設(shè)備的作用和配置 3熔斷器 熔斷器是一種簡(jiǎn)單的保護(hù)電器。當(dāng)電路發(fā)生過(guò)負(fù)載或短路故障時(shí)，故障電流超過(guò)熔體的額定電流，熔體被電流迅速加熱熔斷，從而切斷電流，防止故障擴(kuò)大。 熔斷器的功能主要是對(duì)電路及電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)。 4.12.2 電氣設(shè)備的作用和配置電氣設(shè)備的作用和配置 4. 互感器 1）隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒(méi)有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，因而使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)電器與高壓電路隔開(kāi)，以保證二次設(shè)備和人員的安全。 2）使測(cè)量

15、儀表和繼電器小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。如電流互感器副繞組的額定電流都是5A；電壓互感器副繞組電壓通常都規(guī)定為100V。 3）可以避免短路電流直接流過(guò)測(cè)量?jī)x表和繼電器的線圈，使其不受大電流的損壞。4.12.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 1選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€形式和運(yùn)行方式 （1）對(duì)具有大容量機(jī)組的發(fā)電廠中采用單元接線； （2）在降壓變電所中，可采用變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行方式，即所謂母線硬分段接線； （3）對(duì)具有雙回路電路，在負(fù)荷允許條件下可按單回路運(yùn)行； （4）對(duì)環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開(kāi)環(huán)運(yùn)行。4.12.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 2加裝限流電抗器 （1）加裝普通電抗器

16、 1）出線端加裝出線電抗器用來(lái)限制電纜饋線支路短路電流。它只能在電抗器后面臨近點(diǎn)短路時(shí)才有限制短路電流的作用。通常在架空線路上不裝設(shè)電抗器。 線路電抗器不僅限制短路電流，而且能在母線上能維持較高的剩余殘壓（大于65UN）。通常線路電抗器的百分電流值為36。 4.12.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 2）母線電抗器裝設(shè)在母線分段的地方，其目的是讓發(fā)電機(jī)出口斷路器、變壓器低壓側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流來(lái)選擇，不因短路電流過(guò)大而升級(jí)。 一般設(shè)計(jì)主接線時(shí)，為了限制發(fā)電機(jī)電壓母線短路電流，應(yīng)首先考慮在分段斷路器回路或聯(lián)絡(luò)斷路器回路中以及主變壓器回路中安裝電抗器，只有

17、經(jīng)過(guò)計(jì)算認(rèn)為限制效果不夠時(shí)，才考慮裝設(shè)線路電抗器。一般當(dāng)電廠和系統(tǒng)容量較大時(shí)，兩種電抗器都需要安裝。為了運(yùn)行操作方便和減小母線各段之間電壓差，母線分段不宜超過(guò)三段，母線電抗器的電抗百分值應(yīng)取812。4.12.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 （2）分裂電抗器 分裂電抗器在結(jié)構(gòu)上與普通電抗器相似，只是線圈中心有一個(gè)抽頭3，中間抽頭一般用來(lái)連接電源、兩個(gè) a）分裂電抗器接線圖 分支（又稱兩臂）1和 b）分裂電抗器等值電路圖2用來(lái)連接大致相等的 c）正常運(yùn)行時(shí)的等值電路圖 兩組負(fù)荷。4.12.3 限制短路電流的方法限制短路電流的方法 當(dāng)分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時(shí)，兩者在短路時(shí)的限流作用一樣，但正常運(yùn)行時(shí)電壓損失只有普通電抗器的一半，而且比普通電抗器多供一倍的出線，減少了電抗器的數(shù)目。 運(yùn)行中當(dāng)兩個(gè)分支負(fù)荷不等或者負(fù)荷變化過(guò)大時(shí)，將引起兩臂電壓偏差，造成電壓波動(dòng)，甚至可能出現(xiàn)過(guò)電壓。所以一般分裂電抗器的電抗百分值取812。 分裂電抗器在主接線中，可以裝設(shè)在電纜饋線上，每個(gè)臂可以接一回出線或幾回出線。分裂電抗器串接在發(fā)電機(jī)回路中，不