注冊電氣工程師輔導課件（三）

1、4.12 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備的作用和配置原則12.3 了解各種電壓等級電氣主接線限制短路電流的方法4.12.1 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，應分別按各類負荷的重要性程度安排相應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實現(xiàn)。 （2）靈活性 電氣系統(tǒng)接線應能適應各式各樣可能運行方式的要求。并可以保證能將符合質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行方式下及檢修方式下運行人員的安全性

2、與設備的安全性。 （4）經(jīng)濟性 其中包括最少的投資與最低的年運行費。 （5）應具有發(fā)展與擴建的方便性 在設計接線方時要考慮到510年的發(fā)展遠景，要求在設備容量、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 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關，電源的引入與引出是通過一根母線連接的。 單母線不分段接線適用于用戶對供電連續(xù)性要求不高的二、 單母線不分段接線三級負荷用戶。4.12.1 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)量和負荷計算、電網(wǎng)的結構來決定

3、的。 單母線分段接線可以分段 單母線分段接線運行，也可以并列運行。 用隔離開關、負荷開關分段的單母線接線，適用于由雙回路供電的、允許短時停電的具有二級負荷的用戶。 用斷路器分段的單母線接線，可靠性提高。如果有后備措施，一般可以對一級負荷供電。4.12.1 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 當引出線斷路器檢修時，用旁路母線斷路器代替引出線斷路器，給用戶繼續(xù)供電。 旁路斷路器一般只能代替一臺出線斷路器工作，旁路母線一般不能同時連接兩條及兩條以上回路，否則當其中任一回路故障時，會使旁路斷路器跳閘。斷開多條回路。 通常35kV的系統(tǒng)出線8回以上、 110kV系統(tǒng)出線6回

4、以上，220kV系統(tǒng)出線4回以上，才考慮加設旁路母線。4.12.1 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 在正常運行時，系統(tǒng)以單母線分段方式運行，旁路母線不帶電。如果正常運行的某回路斷路器需退出運行進行檢修，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關，則該線路斷路器可退出運行，進行檢修。 這種旁路母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用。4.12.1 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，通過母線聯(lián)絡斷路器（簡稱為母聯(lián)斷路器）進行

5、連接。 把雙母線系統(tǒng)形成單母線分段運行方式，即正常運行時，使兩條母線都投入工作，母聯(lián)斷路器及其兩側隔離開關閉合，全部進出線均勻分配兩條母線。這種運行方式可以有效縮小母線故障時的停電范圍。 4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 雙母線接線主要優(yōu)點有： 1）檢修任一組母線時，不會中斷供電。 2）檢修任一回路的母線隔離開關時，只需斷開該回路，其它回路倒換至另一組母線繼續(xù)運行。 3）工作母線在運行中發(fā)生故障時，可將全部回路換接至備用母線，迅速恢復供電。 4）任一回路斷路器檢修時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。 5）方便試驗。需要對某回路做試驗時，只需把此回路單獨切換至備用母線即可。4.12.1

6、 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不中斷供電，可采用帶旁路接線。 當110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV出線4回以上，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 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 4一個半斷路器接線 一個半斷路器接線可歸屬于雙母線類接線。在兩組母線之間，每三個斷路器形成一串。每串連接兩條回路。相當于每一個半斷路器帶一條回路，故稱之為一個半斷路器接線，也稱為32接線。 在一個半接線的每串斷路器中，位于中間的斷路器稱為聯(lián)絡斷路器。運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

7、.12.1 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 為進一步縮小母線故障的影響范圍，對于可靠性要求較高的330500kV超高壓系統(tǒng)，當進出線達到6回以上時，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置有母聯(lián)斷路器。 4.12.1 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)過斷路器分別接在母線上，變壓器直接經(jīng)隔離開關接到母線上，組成變壓器母線接線。電源和負荷可以自由調(diào)配。由于變壓器是高可靠性設備，所以直接接在母線上，對母線的運行并不產(chǎn)生嚴重影響，一旦變壓器故障時，接在母線上的

8、各斷路器開斷，這時不會影響對用戶的供電。在出線數(shù)目很多時也可以用一臺半斷路器接線形式。這種接線在遠距離大容量輸電系統(tǒng)中應用時，對系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠性均有良好的效果。4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 7無母線接線 （1）橋式接線 對于具有雙電源進線、兩臺變壓器終端式的總降壓變電所，可采用橋式接線。它實質是連接兩個35110kV“線路變壓器組”的高壓側，其特點是有一條橫聯(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 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，橋開關裝在線路開關之內(nèi)，變壓器回路僅裝隔離開關，不裝斷路器。采用內(nèi)橋接

9、線可以提高改變輸電線路運行方式的靈活性。 內(nèi)橋接線適用于：對一、二級負荷供電；供電線路較長；變電所沒有穿越功率；負荷曲線較平穩(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 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，橋開關裝在變壓器開關之外，進線回路僅裝隔離開關，不裝斷路器。 外橋接線適用于：對一、二級負荷供電；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，宜于構成環(huán)網(wǎng)。4.12.1 電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求 （2）角形接線 當母線閉合成環(huán)，斷路器數(shù)等于進出線回路數(shù)，即構成

10、了角形接線，一般應將同名回路相互交替布置。一般不超過六角形。這種接線不利于擴建，適用于最終建設規(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 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、變壓器及線路直接連接成一個單元稱為單元接線。單元接線主要有三種形式：即發(fā)電機變壓器單元、變壓器線路單元及發(fā)電機變壓器線路單元等。 一般應用于下列情況： 1）同一地區(qū)有幾個大型電廠能源豐富，可以合起來建一個公共的樞紐變電所時。 2）電廠地位狹窄平面布置有困難時。 3）電廠離樞紐變電所較近，直接引線比較方便時。 4.12.2 電氣設備的作用和配置 1. 斷路器和隔離開關 （

11、1）作用 電源進線與引出線由斷路器和隔離開關連接到母線，其中斷路器用來接通與切換電路中的負荷電流與故障短路電流。 隔離開關的作用是利用其可見斷口隔離電壓，使停電設備與帶電設備隔離，以保證人身及設備工作的安全。4.12.2 電氣設備的作用和配置 （2）配置 1）電氣主接線：斷路器兩側都有電源，在兩側都裝設一組隔離開關。用戶側沒有電源，原則上可只裝設一組母線隔離開關，也可在線路側也裝設一組隔離開關。 2）電源進線：電源是發(fā)電機，只需在母線側裝設一組隔離開關，有時為了發(fā)電機停機后做試驗方便，在發(fā)電機和斷路器之間亦可裝設一組隔離開關。 電源是雙繞組變壓器：在斷路器的母線側裝設一組隔離開關，如是三繞組變

12、壓器需在斷路器的兩側各裝設一組隔離開關。 3）斷路器與隔離開關配合操作：先合隔離開關，后合斷路器；先斷開斷路器，后斷開隔離開關。在斷路器與隔離開關之間應加裝電磁或機械閉鎖裝置。4.12.2 電氣設備的作用和配置 2負荷開關 負荷開關是專門用于接通和切斷負荷電路的開關設備，它具有簡單的滅弧裝置，不能切斷短路電路，能通斷一定的負荷電流和過負荷電流。 通常負荷開關與熔絲（管形熔斷器）串聯(lián)，借助（管形熔斷器的）熔絲切斷短路電流。負荷開關斷開后，與隔離開關一樣具有明顯的斷開間隙。4.12.2 電氣設備的作用和配置 3熔斷器 熔斷器是一種簡單的保護電器。當電路發(fā)生過負載或短路故障時，故障電流超過熔體的額定

13、電流，熔體被電流迅速加熱熔斷，從而切斷電流，防止故障擴大。 熔斷器的功能主要是對電路及電路中的設備進行短路保護。 4.12.2 電氣設備的作用和配置 4. 互感器 1）隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹群投蝹葲]有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，因而使測量儀表和保護電器與高壓電路隔開，以保證二次設備和人員的安全。 2）使測量儀表和繼電器小型化和標準化。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測量儀表和繼電器的線圈，使其不受大電流的損壞。4.12.3 限制短路電流的方法 1選擇適當?shù)闹鹘泳€形式和運行方式 （1）對具有大容量機組的發(fā)電廠中采用單

14、元接線； （2）在降壓變電所中，可采用變壓器低壓側分列運行方式，即所謂母線硬分段接線； （3）對具有雙回路電路，在負荷允許條件下可按單回路運行； （4）對環(huán)形供電網(wǎng)絡，可在環(huán)網(wǎng)中穿越功率最小處開環(huán)運行。4.12.3 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 1）出線端加裝出線電抗器用來限制電纜饋線支路短路電流。它只能在電抗器后面臨近點短路時才有限制短路電流的作用。通常在架空線路上不裝設電抗器。 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 2）母線電抗器裝設在母線分段的地方

15、，其目的是讓發(fā)電機出口斷路器、變壓器低壓側斷路器、母聯(lián)斷路器和分段斷路器等都能按各回路額定電流來選擇，不因短路電流過大而升級。 一般設計主接線時，為了限制發(fā)電機電壓母線短路電流，應首先考慮在分段斷路器回路或聯(lián)絡斷路器回路中以及主變壓器回路中安裝電抗器，只有經(jīng)過計算認為限制效果不夠時，才考慮裝設線路電抗器。一般當電廠和系統(tǒng)容量較大時，兩種電抗器都需要安裝。為了運行操作方便和減小母線各段之間電壓差，母線分段不宜超過三段，母線電抗器的電抗百分值應取812。4.12.3 限制短路電流的方法 （2）分裂電抗器 分裂電抗器在結構上與普通電抗器相似，只是線圈中心有一個抽頭3，中間抽頭一般用來連接電源、兩個

16、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用來連接大致相等的 c）正常運行時的等值電路圖 兩組負荷。4.12.3 限制短路電流的方法 當分裂電抗器的電抗值與普通電抗器的電抗值相同時，兩者在短路時的限流作用一樣，但正常運行時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。 運行中當兩個分支負荷不等或者負荷變化過大時，將引起兩臂電壓偏差，造成電壓波動，甚至可能出現(xiàn)過電壓。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，可以裝設在電纜饋線上，每個臂可以接一回出線或幾回出線。分裂電抗器串接在發(fā)電機回路中，不僅起著出線電抗器的作用，而且也起