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1、第5章 电气主接线,本节主要内容：1电气主接线的概念及基本要求2.电气主接线的分类;3.单母线接线的接线特点、运行方式和操作4单母线分段接线的接线特点、运行方式和操作5单母线分段带旁母的接线特点、运行方式和操作,电气主接线概述电气主接线-电气主接线是由各种电气设备如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，完成电能的输送和分配的电路。电气主接线是传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统.,电气主接线图-当用国家统一规定的图形和文字符号表示各种电气设备，并按工作顺序排列，详细地表示电气主接线的全部基本组成和连接关系的接线图，称为主接线
2、图。因三相交流电路一般情况下是对称电路，因此电气主接线图是单线图，某些局部因三相结构不同处用三相表示（电流互感器、阻波器等）。电气主接线图表示了各主要设备的规格、数量，反映了各设备的作用、连接方式和各回路间的相互联系。,电气主接线方式就表现在上图中的控制屏上。,二、对主接线的基本要求1.保证对用户供电必要的可靠性2.接线力求简单、清晰、操作简便3.运行灵活，设备投、停方便，检修隔离维护方便4.投资少、运行费用低5.有扩建的可能性,对主接线的要求概括包括三个方面：可靠性、灵活性和经济性。其次应考虑发展和扩建的可能性,二、对电气主接线的要求 1.保证必要的供电可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，
3、保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求.停电的损失（1）可靠性并不是绝对的。在分析电气主接线的可靠性时，不能脱离发电厂或变电站在电力系统中的地位与作用。,（2）可靠性的客观衡量标准是运行实践。*衡量主接线可靠性的标志：1、断路器检修时，能否不中断供电 2、线路、断路器或母线故障时以及母线检修时，停运的回路数和停运的时间长短，以及能否保证对重要用户的供电 3、发电厂、变电站全部停运的可能性 4、大机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果。,（3）可靠性与电气设备的可靠程度有直接的关系。（4）可靠性是发展的。,2.具有运行、维护的灵活性和方便性“灵活性”是指接线要适应各种运行方式和检修维护方
4、面的要求，并能灵活地进行运行方式的转换“方便性”是指操作时简便、安全、不易发生误操作,经济性（1）投资少（征地费、设备费、安装费、土建费等）（2）运行费用低（设备折旧费、电能损耗费、检修维护费、人员工资等）在保证安全的前提下，再求经济性,4.具有发展和扩建的可能性,6.2电气主接线的形式、运行及操作,电气主接线的基本组成是电气设备基本环节是：电源（发电机或变压器）、母线和出线（馈线）。母线:当电源数和出线数不相等时，为了便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于扩建缺点：配电装置占地面积较大，使用断路器等设备较多不要汇流母线，占地面积及断路器会减少，投资小，
5、但只适用于进、出线回路少，不需要再扩建的发电厂或变电站,一、具有母线的主接线有母线类接线中，电源回路及出线回路的开关电器的配置组合是：一回路（支路）一台断路器，断路器两侧（一侧）配置隔离开关。断路器有完善的灭弧装置及其功能 1、正常情况时接通及断开电路 2、事故情况时自动切除故障隔离开关没有灭弧装置及其功能：对检修的电气设备实施检修隔离,单母线接线,1)简单单母线接线,接线特点只有一条汇流母线处于电源进线和馈线之间发电机或变压器的电源回路（进线）通过一组开关电器并接于母线上，向母线汇集电能；所有出线（馈线）由一组开关电器连接在母线上，将功率输出.尽可能使负荷均衡地分配在母线上，以减少功率在母线
6、上的传输,.各设备的作用:母线：电能的汇集和分配断路器：开断或接通正常的工作电流以及故障时的短路电流隔离开关：造成明显的断口，便于一次设备的停电检修母线隔离开关:紧靠母线的隔离开关QS1、QS2出线隔离开关:靠近线路的隔离开关QS3。若馈线对侧没有电源时，断路器馈线侧可不加隔离开关QS3 接地隔离开关QS4:检修出线时闭合，代替安全接地线的作用,以保证人员安全,电源回路中，发电机侧可不加隔离开关，因为其断路器必定在停机状态下检修；对于断路器变压器侧的隔离开关的加装，应根据该回路停电后是否须隔离电源来确定。,.运行与操作倒闸操作-发电厂和变电所的电气设备分为运行、备用、检修三种状态,将设备由一种
7、状态变为另一种状态所进行的操作.隔离开关和断路器的操作顺序:保证隔离开关“先通后断”或在等电位状态下进行操作 线路停电顺序：断QF2，断QS3，断QS2 线路送电顺序：合QS2、合QS3，合QF2（隔离开关“先合后断”（相对断路器而言），母线隔离开关“先合后断”（相对断路器两侧的隔离开关而言）此外:为防止误操作，除严格执行操作规程外，在隔离开关和相应的断路器之间，应加装电磁闭锁或机械闭锁。,单母线接线的特点优点：接线简单清晰、操作方便、设备少、投资小，隔离开关仅用于检修，不作为操作电器，不容易发生误操作。缺点：（1）母线和母线隔离开关检修或故障时，将造成全部回路停电；（2）出线断路器检修时，该
8、回路将停电。可靠性和灵活性差设备少：一回路一断路器；操作方便：投切回路，需操作的断路器和隔离开关少可靠性差：母线故障或检修时，全所停电；出线断路器检修时，也要中断该出线的供电,适用范围因单母线接线可靠性和灵活性差，这种接线只适用于622KV系统中只有一个电源，且出现回路少的小型发电厂或多数箱式变电站中。,终端变电站电气主接线,2)单母线分段（1）分段目的：减小母线故障的影响范围，提高供电可靠性 一段母线故障时，通过分段开关切除，保证正常段母线运行。重要用户可从两段母线取电（2）分段数目,QF1：分段断路器,取决于电源数量和容量。段数分得越多故障时停电范围越小，但同时所用断路器等设备也增多，且配
9、电装置和运行也越复杂。通常23段为宜，为减少母线故障的影响范围，应尽可能使一段母线上的电源功率与出线功率之和相等,每段最好有一个电源,(3)运行说明及基本操作,基本操作:与单母线一样，主要是保证断路器与隔离开关的操作顺序,运行方式：分段断路器可接通运行，也可断开运行（有特殊要求时）。当分段断路器接通运行时任意一段母线发生故障时，分段断路器在继电保护装置的作用下，自动跳开将故障段隔离，保证非故障段的继续运行。两段母线同时故障的几率很小，不到亿分之一，因此，全部停电的情况可以不予考虑。,分段断路器断开运行时分段断路器除装有继电保护装置外，还应装有备用电源自动投入装置。当任一电源故障时，电源断路器自
10、动断开，而分段断路器QF1可以自动投入，保证由另一分段电源给全部出线供电。分段断路器QF1断开运行时，还可以起到限制短路电流的作用。,(4)单母线分段接线的优、缺点分析A.母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，非故障段仍可继续运行，相比单母线接线缩小了母线故障的影响范围；B.对双回重要用户，将双回线路分别接于不同的分段上，以保证对重要用户的供电。,C.当一段母线故障或检修时，将使该母线段电源、出线全部停电，减少了系统的发电量，该段单回出线用户停电。D.任一出线的断路器检修时，该回路必须停电。,(5)适用范围一般来说单母线分段接线应用在电压等级为610KV、出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超
11、过25MW；电压等级为3560KV时，出线数不超过8回；电压等级110220KV时，出线数不宜超过4回。,终端变电站电气主接线,3)单母线分段带旁路母线,断路器经过长期运行和切除一定次数短路电流后将需要进行检修。一些重要用户，要求不停电检修断路器，实际中其解决的办法是加装旁路母线。,（1）旁母的作用：检修任一台出线断路器，可不中断该回路的供电,(2)接线特点在出线隔离开关外侧，加装一条旁路母线W3每一回出线通过一旁路隔离开关QSP与旁母相连；在每段汇流母线与旁母之间加装一台旁路断路器QFP及两侧隔离开关,（3）运行说明及操作正常情况，旁路母线不带电，旁路断路器QFP及其两侧的隔离开关处于断开运
12、行。当检修任一出线断路器时，通过倒闸操作实现不停电检修该断路器。,当线路L1的出线断路器1QF检修，用旁路断路器QFP代替出线断路器1QF的操作 步骤：,（1）合入QSP1；（2）合入QSP2；（3）合入QFP向旁路母线充电，检查旁路母线W3有无故障；若有故障，断路器QFP立即跳开，若旁母完好则QFP合好（4）合入旁路隔离开关1QSP；（5）拉开1QF；（6）拉开1QS2；（7）拉开1QS1；,出线断路器1QF检修后，恢复步骤：（1）合入1QS1；（2）合入1QS2；（3）合入1QF；（4）拉开QFP；（5）拉开QSP2；（6）拉开QSP1；（7）拉开1QSP；,用专门的分段断路器和旁路段路器
13、，则断路器数目较多，造价较高，常用：以分段断路器兼作旁路断路器的接线形式，如图所示,正常情况下，旁母侧的隔离开关3QS、4QS及断路器QFd接通，QFd是分段断路器。,正常情况下，用隔离开关1QS、4QS及断路器QFd连接成旁路回路，这时，两段汇流母线不能并列运行。如果两汇流母线必须并列运行的情况下，可利用分段隔离开关QSd，在分段断路器连接与两汇流母线时，先合上QSd，然后才能进行断路器QFd的功能转换,（4）带旁路母线的优、缺点分析优点是：单母线（分段）带旁路母线接线，具有简单、清晰，操作方便、易于扩建；当检修出线断路器时可不停电检修。缺点是：当汇流母线检修或故障时，该段母线将全部停电。,
14、（5）适用范围由于旁路系统造价昂贵，同时使配电装置和运行复杂，所以规程规定:电压为35kV而出线在8回以上，110kV、6回以上，220kV、4回以上的屋外配电装置都可加设旁路母线。新设计规程中指出：“当断路器为六氟化硫（SF6）型时，可不设旁路设施”,6-10kV屋内配电装置，因为其负荷小、供电距离短，容易取得备用电源；并且出线大多采用电缆馈线，事故分闸次数少；特别是：目前采用成套配电装置，加上采用灭弧室不需检修的真空断路器一般不装设旁路母线。,小结：掌握电气主接线的概念掌握倒闸操作的定义;理解单母线接线、单母线分段及单母线分段带旁母三种接线形式的接线特点、运行方式和操作了解各种接线方式的优
15、缺点及适用范围,、双母线接线,本节主要内容：1 双母线接线的接线特点、运行方式和操作2.双母线分段接线的接线特点、运行方式和操作3.双母线带旁母的接线特点、运行方式和操作4一台半断路器接线的接线特点、运行方式和操作,.接线特点 1、在电源进线和馈线之间设置两条母线W1、W2 2、每一回路通过一台断路器，和两组隔离开关分别接到两条母线上；3、母线之间用母联断路器联系注意区别:母线分段断路器、旁路断路器、母联断路器,1)简单双母线接线(单断路器),.运行说明及操作正常情况下，任一回路只能通过一把隔离开关和一条母线相接。实际中采用的运行方式如：A.固定连接方式（标准运行方式）：一些电源和出线固定的连
16、接在一条母线上，另一些电源和出线固定的连接在另一母线上，母线联络断路器闭合，即两组母线都是工作母线，互为备用，相当于单母线分段运行。这种方式可靠性较高，一般作为长期的运行方式,.运行说明及操作B.特殊运行方式（非标准运行方式）：采用一组母线工作，一组母线备用或检修或事故，母联断路器断开。这种方式相当于单母线运行，可靠性差。所以作为母线或母线侧隔离开关检修（清扫）时采用。,C.在特殊需要时：将个别回路接在备用母线上单独工作或试验，母联断路器合上或用母联断路器替代该回路断路器。如图6.8所示，断路器2QF需检修，但该回路不能长期停电，可将该回路单独接在备用母线上，用母联断路器QFC替代2QF，停电
17、后将断路器2QF两侧接线端拆开，并用“跨条”将缺口接通。,倒母线操作任一电源或出线回路由工作母线切换到备母线，或各种运行方式之间转换的基本操作称为倒母线操作，通过倒母线操作，任一回路将不会停电。倒母线操作的基本原则是：A.首先母联断路器一定要合上，并取下母联断路器的操作保险，使其成为一“死开关”，以保证操作中两条母线始终并列为等电位，以实现隔离开关的等电位切换。B.然后必需先依次合上所有回路与备用母线相连的隔离开关，再依次断开与工作母线相连的隔离开关。这里隔离开关的“先合后断”也是为了保证隔离开关在等电位下进行操作，而不会产生电弧。,例如：在一条母线为工作母线，另一条母线专作备用的情况下，进行
18、倒母线。具体步骤为：A.合上母联断路器两侧的隔离开关、母联断路器，给备用母线充电，以检验备用母线是否完好；B.在充电成功的条件下，取下母联断路器的操作保险；C.依次合上所有回路与备用母线相连的隔离开关，再依次断开与工作母线相连的隔离开关；D.断开母联断路器、断开母联断路器两侧的隔离开关；,若备用母线需要进行检修时，还需对停电母线验电，无电的情况下，合上母线接地刀闸或挂上接地线，布置好安全措施等工作。当工作母线或工作母线的隔离开关故障时，母联断路器及该母线上的电源回路断路器在继电保护的作用下，将全部跳开。这时，只要断开故障母线上，各出线断路器和各回路母线侧隔离开关，拉开母联断路器两侧的隔离开关；
19、接通各回路的备用母线的隔离开关，再接通各电源和出线的断路器，这样故障母线上各回路便迅速在备用母线上恢复运行,优点：（1）可靠性较高采用一条母线工作，另一条母线可不停电检修；任一回路母线隔离开关检修时，通过倒母线使该回路单独在备用母线上停电检修；母线故障时，所有回路能迅速切换到非故障母线上运行；在特殊情况下，可将个别回路接在备用母线上单独工作或试验（2）运行较灵活：可双母、单母运行（3）便于扩建双母线具有：运行方式比较灵活，可靠性较高，便于扩建等优点,缺点：设备多，配电装置复杂，经济性较差；运行中隔离开关作为操作电器，易发生误操作；母线故障时，需短时切除较多电源和线路,适用范围双母线接线在我国大
20、、中型发电厂和变电站中广为采用，并已积累了丰富的运行经验。3560KV出线数超过8回以上时，或连接电源较多、负荷较大时，一般采用双母线接线；电压等级为110KV出线数目为5回及以上时，一般也采用双母线接线；电压等级为220KV出线数目在3回及以上时，采用双母线接线。,2）双母线分段,这种接线具有很高的可靠性和灵活性，但增加了母线联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资较大，35KV以上很少采用。多用于在610KV配电装置中,当进出回路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，在610KV配电装置中，短路电流较大，为选择轻型设备，限制短路电流，提高接线的可靠性，常采用双母线三分段接线，并在分段处
21、加装母线电抗器,3）双母线带旁路母线,接线特点:在出线隔离开关外侧，加装一条旁路母线W3，每一回出线通过一旁路隔离开关QSP与旁母相连；在每段汇流母线与旁母之间加装一台断路器QFP，组成专设旁路断路器的接线，如图6.9所示。,W3,W3,当线路L1的出线断路器1QF检修，用旁路断路器QFP代替出线断路器1QF的操作 步骤：,（1）合入QFP两侧隔离开关；（2）合入QFP向旁路母线充电，检查旁路母线W3有无故障；若有故障，断路器QFP立即跳开，若旁母完好则QFP合好（4）合入旁路隔离开关1QSP；（5）拉开1QF；（6）拉开1QS2；（7）拉开1QS1；,运行说明及操作具有专用旁路断路器的旁路母
22、操作与单母线带旁路母线的接线投旁路的基本一样。,优、缺点分析采用专设旁路断路器接线，避免了检修断路器时造成短时停电。这种接线运行操作方便，不影响双母线正常运行，但多装一台断路器，增加了投资和配电装置的占地面积。且旁路断路器的继电保护为适应各回出线的要求，其整定较为复杂。,具有专用旁路断路器的旁路断路器的接线，多装了断路器增加了投资，当供电有特殊要求或出线数目过多时，整个出线断路器的检修时间较长时采用母操作与单母线带旁路母线的接线投旁路的基本一样。,图6.8 热电厂主接线,、一个半断路器接线（3/2接线）两条线路用三台断路器接往两组母线构成3/2接线。优点 一母线故障或检修，均不致停电 任一断路
23、器检修不影响正常供电；隔离开关仅作检修之用，不作为操作电器，误操作的可能性较少。在进线功率和出线功率大致相等的情况下，就是两组母线同时故障，功率仍可继续输送。缺点使用设备较多、投资大、而且继电保护装置复杂。适用范围：330kV及以上超高压系统广泛采用,一台半断路器接线,电源,图6.20 凝汽式发电厂主接线,图6.22枢纽变电站电气主接线,小结：重点学习了双母线接线,双母线带旁母,一台半断路器接线这几种典型接线的接线特点、运行方式和操作识记这几种接线的接线图理解其运行方式和特点掌握双母线的倒闸操作步骤.,以上七种主接线形式着重从接线特点、正常运行方式、母线停运的影响、断路器检修的影响、运行操作、
24、使用范围几方面总结和复习,作业,1.什么叫电气主接线，对电气主接线有哪些基本要求？为什么说可靠性不是绝对的？2、有母线类接线和无母线类接线都包括哪些基本接线形式？3.绘出单母线接线的主电路图，并说明引出线的停电，送电操作步骤。为什么必须这样操作？不这样操作会发生什么问题？4.单母线分段接线的主电路有哪两种运行方式？各有什么特点？5.绘出单母线带旁路的主电路图，并说明以下问题：1）正常运行方式 2）用旁路断路器代替出线断路器的操作步骤。6.加装分段断路器和旁路系统的目的分别是什么？7.说明双母线接线的主电路在以下倒闸操作的具体步骤：采用一套母线工作，一套母线备用方式运行时，将工作母线倒为备用母线。8 绘出一台半断路器接线的主电路图，并说明其主要优点.,9.一座220KV重要变电所共有220、110、10KV三个电压等级,安装两台120MVA自耦变压器,其220KV侧有四回出线,采用双母带旁路接线,110KV有6回出线,采用双母带旁路接线,10KV侧有12回出线,采用单母分段接线.试绘出该变电所的主接线图.,
