电气一次主接线图讲解和分析

刘必祥电力系统主接线图电气主接线的基本要求电气主接线的基本形式电气主接线图的读图方法及实例对一次主接线的要求对主接线的基本要求就是：安全、可靠、经济、方便。一、安全性对电气主接线的安全性，主要体现在：隔离开关的正确配置和隔离开关接线的正确绘制。隔离开关的主要用途是将检修部分与电源隔离，以保证检修人员的安全。在电气主接线图中，凡是应该安装隔离开关的地方都必须配置隔离开关，不能有遗漏之处，也不可以为乐节省投资而不装。在绘制隔离开关时，电源应接在通过瓷瓶与隔离开关的刀片联结，因为这样安装在打开和合上隔离开关时，刀片端的带电时间较短，这样可以保证操作人员的安全。正确错误二、可靠性电气主接线的可靠性不是绝对的。同样的形式在一些发电厂或变电所来说是可靠的，但对另一些发电厂或变电所则不一定能满足可靠性要求。所以在分析主接线图时，要考虑发电厂或变电所在整个系统中的地位和作用，也要考虑用户的负荷性质和类别。在分析电气主接线可靠性时，根据负荷性质，可按以下几个方面进行：（1）各断路器检修时，停电的范围和时间；（2）母线故障或检修时，停电范围和时间；（3）有没有使发电厂或变电所全部停电的可能。电气主接线可靠性的高低直接决定着经济损失的大小，可靠性越高停电时的经济损失越少，反之，则越多。按重要性的不同，将负荷分为三类：Ⅰ类负荷——停电后将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷。如机场和军事设施等电力负荷，以及电弧炼钢炉和大型铝电解槽等短时间停电就要损坏重大设备的用电。对Ⅰ类负荷的供电要求是任何时间都不能停电。Ⅱ类负荷——停电后将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失。对Ⅱ类负荷的供电要求是必要时可以短时期停电，不允许长时间停电。Ⅲ类负荷——Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停电后不会造成太大的影响，属非重要负荷。对Ⅲ类负荷的供电要求是必要时可以长期停电。三、经济性电气主接线的经济性是相对而论的，在资金充足时，对经济性的要求可以放低，如果两种主接线的可靠性和方便性差不多，则选择经济性较好的一种。四、方便性1.操作的方便性电气主接线的应该接线简单，操作方便尽可能的使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至于在操作过程中出错。2.调度的方便性电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式。并在发生事故时，要能尽快的切除故障。3.扩建的方便性这不仅与资金、土地相关，还与电气主接线的接线方式有关，但对于将来的发电厂和变电所，其主接线应具有扩建的方便性。有母线单母线双母线不分段单母线接线分段单母线接线分段单母线带旁路母线接线不分段双母线接线分段双母线接线双母线带旁路母线接线双断路器双母线接线一台半断路器接线无母线桥式连接多角形连接单元连接电气主接线图的基本形式电气主接线的基本形式：有母线接线和无母线接线。母线是汇流线，用以汇集电能和分配电能的，是发电厂和变电所的重要装置。电气主接线的类型如下：内桥接线外桥接线线路——变压器单元接线发电机——变压器单元接线发电机——变压器扩大单元接线有汇流母线——不分段单母线接线图2-1不分段单母线接线引出线1234电源不分段单母线接线如图是不分段单母线接线图，为了能在接通或断开电源，并在故障情况下能自动切断故障电流，每一个电源回路和出线回路中都装有断路器QF。为了保证检修人员的安全，断路器侧还装有隔离开关QS，靠近母线侧的是母线隔离开关，靠近出线回路侧得是线路隔离开关。若果出线的另一端没有接电源，也就没有倒送电能的可能，那么线路隔离开关可以不装。图中的QE是线路隔离开关的接地闸刀，可以在检测时代替临时接地线。在接通电路时，应先合断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，应先断开断路器，在断开两侧的隔离开关。不分段单母线接线的优点是：接线简单、操作方便、设备少、经济性好；并且，母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点是（1）可靠性差。出现回路的断路器进行检修时，该回路要停电，直至断路器修好，也可能是长期停电；母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是造成全厂或全所长期停电。（2）调度不方便。电源只能并列运行，不能分列运行。并且线路侧发生短路时，有较大的电流。引出线1234电源1电源2段段图2-2分段单母线接线有汇流母线——分段单母线接线分段单母线接线为了克服不分段单母线的一些缺点，我们可以用断路器将母线分段，可根据电源数目和功率分段。分段断路器两侧应装有隔离开关，供该断路器检修用。分段单母线接线的运行方式分段断路器QFd在正常工作时可以投入使用，也可以断开。如果正常运行时，QFd是接通的，则当任一端母线出现故障时，母线继电器保护会断开连在母线上的断路器和分段断路器QFd。这样另一段母线仍能继续工作。如果一条母线上的电源断开了，那么该母线上的出线可以通过分段断路器从另一条母线上得到供电。如果正常工作时分段断路器QFd是断开的，当一段母线出现故障时，连在该母线上的出线会全部停电，非故障母线段仍能照常工作。分段单母线的可靠性（1）任一段母线或母线的隔离开关需要检修或发生故障时，连接在该分段母线上的所有回路都要停止工作，但不会形成全部停电，而是部分长期停电。（2）检修任一段电源或出线的断路器时，该回路必须长期停电。分段单母线接线的优点是：接线比较简单，操作方便，可靠性有所提高；且调度方便，扩建也较方便；还有，如果出线回路较多，增加的投资比例不高。这种接线方式一般在中、小型变电所中被广泛采用。在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不采用。图2-3分段单母线带旁路母线接线有汇流母线——分段单母线带旁路母线接线为了在回路断路器检修时能使该回路继续工作，可以设置旁路母线。图示是分段单母线带旁路母线的接线。图中的WBp即是旁路母线，在各回路的出线线路隔离开关处都装有旁路隔离开关QSp，旁路母线与各出线回路相连。QF1p和QF2p为旁路断路器。正常工作时，旁路断路器与两侧的隔离开关，以及旁路隔离开关都是断开的。若出线回路WL1的断路器需要检测时，首先合上旁路断路器QF1p两侧的隔离开关，再合上QF1p，这样可以检测旁路母线是否完好，若旁路母线是完好的，再合上旁路隔离开关QS1p，然后断开出线回路WL1的断路器QF1，在断开断路器两侧的隔离开关QS11和QS12。这样就可以用旁路断路器QF1p代替断路器QF1工作，这样既可以检修QF1，也不会使出现WL1的供电中断。这样的接线很大的提高了可靠性，但是接线复杂，增加了两台断路器还有隔离开关，也大大的增加了投资成本。所以一般很少采用。为了减少设备，节省投资，也可以采用下列的接线方式：图2-4分段断路器兼作旁路断路器的接线图2-5旁路断路器兼作分段断路器的接线有汇流母线——双母线不分段双母线接线不分段双母线接线有三种运行方式：第一种是所有电源和出线回路都连接在同一组母线上，另一组母线作为备用；第二种是电源和出线回路均匀的连接在两组不同母线上，母联断路器断开；第三种是电源和出线回路均匀的连接在两组不同母线上，母联断路器接通。图2-6不分段双母线接线第一种运行方式分析：（1）检修任一段母线时，都不会中断对用户的供电。一条母线要检修，可以将这条母线上的所有出线回路转移到另一条备用母线上。（2）任一母线隔离开关要检修时，只需断开该回路的断路器，而不影响其他回路的正常工作。（3）工作母线出线故障时，所有回路在短时停电后，能迅速恢复工作。（4）出线回路断路器检修时，该回路要停止工作，也就是仍要长期停电。第一种运行方式是双母线接线按不分段单母线方式运行，第二种和第三种运行方式是双母线同时运行，如同按分段单母线方式运行。第二种和第三种运行方式可靠性相对有所提高，即当母线故障时，只有连在故障母线上的出线回路短期停电，而不是全部出线回路都短期停电。只需将故障母线上的出线回路转接到完好母线侧就可以继续工作。不分段双母线接线的特点（1）可靠性高。除回路断路器检修时该回路要长期停电外，其余的检修或故障只有部分或全部的短时停电。（2）调度方便。多种运行方式，比较灵活。（3）便于扩建。双母线可以任意向两侧延伸，不会影响两组母线的电源和负荷的均匀分配，且扩建不会引起原有回路停电。（4）与单母线相比，增加了一组母线，用了两倍的母线隔离开关，设备较多，总的投资也较多。（5）在母线故障或母线隔离开关检修时，要进行切换母线操作，步骤多且复杂。图2-7分段双母线接线有汇流母线——分段双母线接线采用分段双母线接线可以减小母线故障的停电范围，图示。Ⅰ段和Ⅱ段工作母线各自用母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线上。分段双母线接线的可靠性比不分段双母线接线高，当一段母线发生故障时，在继电器保护下，分段断路器会自动跳开，然后，故障母线所连的电源回路的断路器也跳开，即该段故障母线上所连的出线回路停电，这时，只需将故障母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复正常供电，这样就只是部分短时停电，而不是全部短时停电。图2-8双母线带旁路母线接线有汇流母线——双母线带有旁路母线的接线双母线带旁路母线，用旁路断路器代替检修中的回路断路器工作，致使回路不断电，图示是三种带旁路双母线接线图。（a）是设置专用的旁路断路器，（b）是用旁路断路器兼作母联断路器，（c）是用母联断路器兼作旁路断路器。分段双母线也可以带旁路母线，但需设置两台旁路断路器，分别接在两个母线上，这样接线更为复杂且投资业增大。图2-9双断路器双母线接线有汇流母线——双断路器双母线接线如图所示即为双断路器双母线接线，每一个回路都设有两台断路器，分别与两组母线相连，双母线同时运行。这样的接线可靠性极高，不论是母线故障还是隔离开关、断路器要检修，都不会引起停电。即当Ⅰ母线发生故障时，将连在Ⅰ母线上的所有电源回路和出线回路的断路器全部断开，但是所有的回路都还仍连在Ⅱ母线上继续工作，不会出现停电现象。这种接线有较好的灵活性，且操作方便，正常运行时，也避免了切换母线过程中的操作事故。但是这种接线的设备多，投资大，维修断路器的工作量也相应增大。所以在220KV装置中很少运用。图示为一台半断路器接线图，每一个回路经一台断路器接至一组母线，分别接在两组母线上的两条回路之间装有一台半联络断路器，在两组母线之间形成一个三台断路器构成的“断路器串”平均每条回路一台半断路器，所以称一台半断路器接线，又称二分之三接线。正常运行时，两组母线同时运行。任一组母线或断路器要检修时，只要断开相连接的隔离开关就可进行，各条回路仍正常工作。有一条母线发生故障时，与它相连的断路器都会自动跳开，而不会引起任何回路停电。一台半断路器接线一台半断路器接线一台半断路器接线中，对回路要采用交叉配置的原则，在一个“断路器串”上配置一条电源回路和一条出线回路，避免在联络断路器发生故障时，使两条电源回路同时被切除。一台半断路器接线的优点是：运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线或回路断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，操作方便。并且，调度和扩建也很方便。一台半断路器接线的缺点：与单断路器双母线相比，设备投资和断路器维修量都有所增加；并且一条回路故障有二台断路器要跳开，联络断路器故障会造成相连两条回路的短时停电；再有，为了便于回路的交叉配置，要求电源数和出线数最好相等；还有这种接线的继电保护装置也比其他接线要复杂得多。电气主接线——无母线接线一、桥式接线当只有两台变压器和两条线路时，宜采用桥式接线。桥式接线根据断路器的安装位置可分为内桥接线（图a）和外桥接线（图b）两种。桥式接线没有母线，因而不会发生由母线故障或检修所引起的停电，经济性和可靠性有所提高。1.内桥接线内桥接线的桥断路器QF3接在变压器侧，另外两台断路器QF1和QF2接在线路上，图（a）所示。内桥接线在运行中的特点（1）当一条线路发生故障时，只有该线路侧的断路器跳开，其余三条回路能正常工作。（2）当变压器发生故障时，对应出现断路器和桥断路器都会自动跳开，导致该出线回路停电。要先将故障变压器对应的隔离开关断开，再接通故障变压器对应得断路器和桥断路器，才能恢复对该回路的供电。（3）需要切除或投入一条线路时，只要将该线路侧的断路器