全國(guó)注冊(cè)電氣工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)部分電氣主接線

4.13電氣主接線

4.13.1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

4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則

4.13.3了解各種電壓等級(jí)電氣主接線限制短路電流的方法

考試大綱要求：1

4.13.1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

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。

2

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(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)性要求不高的單母線不分段接線三級(jí)負(fù)荷用戶。

4.13.1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3（2）單母線分段接線

單母線分段便于分段檢修母線，減小母線故障影響范圍，提高了供電的可靠性和靈活性。單母線分段接線可以分段運(yùn)行，也可以并列運(yùn)行。用隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(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。單母線分段接線

4.13.1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4（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。

4.13.1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5（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。這種旁路母線可接至任一段母線，在容量較少的中小型發(fā)電廠和35～110kV變電所中獲得廣泛應(yīng)用。

4.13.1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6

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。

4.13.1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7（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，可采用專用旁路斷路器。旁路母線可接至任一組母線。

4.13.1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8

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3／2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。

4.13.1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9

5．雙母線單（雙）分段帶旁路接線為進(jìn)一步縮小母線故障的影響范圍，對(duì)于可靠性要求較高的330～500kV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。

4.13.1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10

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斷。

4.13.1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117．無(wú)母線接線（1）橋式接線1213（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。

4.13.1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14

（3）單元接線直接將電能送至負(fù)荷，無(wú)高壓用電設(shè)備，若線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，停變壓器；變壓器故障或檢修時(shí)，所有負(fù)荷全部停電。該接線適用于三級(jí)負(fù)荷中。

15

4.13.1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16

1.斷路器和隔離開關(guān)（1）作用電源進(jìn)線與引出線由斷路器和隔離開關(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。隔離開關(guān)的作用是利用其可見斷口隔離電壓，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。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則17（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)一組隔離開關(guān)。用戶側(cè)沒有電源，原則上可只裝設(shè)一組母線隔離開關(guān)，也可在線路側(cè)也裝設(shè)一組隔離開關(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)一組隔離開關(guān)。

3）斷路器與隔離開關(guān)配合操作：先合隔離開關(guān)，后合斷路器；先斷開斷路器，后斷開隔離開關(guān)。在斷路器與隔離開關(guān)之間應(yīng)加裝電磁或機(jī)械閉鎖裝置。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則18

2．負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)是專門用于接通和切斷負(fù)荷電路的開關(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。通常負(fù)荷開關(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)荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣具有明顯的斷開間隙。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則1920

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)。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則21

4.互感器

1）隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒有電的聯(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，以保證二次設(shè)備和人員的安全。

2）使測(cè)量?jī)x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。4.13.2了解各種主接線中主要電氣設(shè)備的作用和配置原則224.13.3了解各種電壓等級(jí)電氣主接線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環(huán)運(yùn)行。234.13.3了解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(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65％UN）。通常線路電抗器的百分電流值為3％～6％。24

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8％～12％。4.13.3了解限制短路電流的方法25（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。4.13.3了解限制短路電流的方法26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8％～12％。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，不僅起著出線電抗器的作用，而且也起著母線電抗器的作用。4.13.3了解限制短路電流的方法27

3．采用分裂低壓繞組變壓器

當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大時(shí)，采用分裂低壓繞組變壓器組成擴(kuò)大單元接線。分裂繞組變壓器在正常工作和低壓側(cè)短路時(shí)其電抗值不相同，從而起到限制短路電流效果。低壓分裂繞組正常運(yùn)行時(shí)的電抗值，只相當(dāng)兩分裂繞組短路電抗的1/4。當(dāng)一個(gè)分裂繞組出線（如2’）發(fā)生短路時(shí)，來(lái)自系統(tǒng)的短路電流則遇到限制。對(duì)大型容量機(jī)組，特別是復(fù)式雙軸汽輪發(fā)電機(jī)組或具有雙繞組的發(fā)電機(jī)，接線比較方便。如用于高壓廠用變壓器，可將兩個(gè)分裂繞組接至廠用電的兩個(gè)不同的分段上。

4.13.3了解限制短路電流的方法28實(shí)戰(zhàn)題目：1.對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求有（）。A.可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性；B.靈活性，快速性，穩(wěn)定性；C.可靠性，可發(fā)展性，穩(wěn)定性；D.穩(wěn)定性，快速性，高效性；答案：A2.電氣主接線設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性要求指（）。A.設(shè)備故障率低、節(jié)省一次投資、使用壽命長(zhǎng)、供電質(zhì)量高；B.節(jié)省一次投資、占地面積少、電能損耗小、維護(hù)費(fèi)用低；C.占地面積少、設(shè)備故障率低、供電質(zhì)量高、使用壽命長(zhǎng)；D.建設(shè)周期短、電能損耗小、使用壽命長(zhǎng)、供電質(zhì)量高；答案：B4.13電氣主接線

293.以下（）為有匯流母線的接線形式。A.單元接線B.3/2接線C.橋形接線D.角形接線答案：B4.系統(tǒng)中設(shè)置旁路母線的主要作用是（）。A.可以實(shí)現(xiàn)多母線供電；B.可檢修出線斷路器時(shí)不中斷出線供電；C.可增加系統(tǒng)運(yùn)行方式；D.可構(gòu)成環(huán)網(wǎng)供電形式；答案：B5.按工作可靠性由高到低的次序排列下列（）方式正確。A.雙母線>單母線>單母分段；B.3/2接線>雙母線>單母分段；C.雙母分段>雙母線>4/3接線；D.單母分段>角形接線>單母線；答案：B306.外橋式接線適用于下列（）場(chǎng)合。A.系統(tǒng)短路電流較大；B.外部系統(tǒng)檢修頻繁；C.內(nèi)部系統(tǒng)經(jīng)常切換或有較大穿越功率流過(guò)；D.系統(tǒng)發(fā)展較快；答案：C7.下列（）不是限制短路電流的措施。A.加裝母線電抗器；B.母線分列運(yùn)行；C.采用負(fù)荷開關(guān)