第6章-电气主接线与倒闸操作

第6章电气主接线与倒闸操作6.1主接线的基本形式6.2倒闸操作6.3技能训练6.1主接线的基本形式发电厂和变电所的电气主接线是由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接，用以表示生产、汇集和分配电能的电路。电气主接线一般以单线表示。6.1.1对电气主接线的基本要求（1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。（2）电气主接线应具有一定的工作灵活性，以适应电气装置的各种工作情况，要求主接线不但在正常工作时能保证供电，而且接线中一部分元件检修，也不应对用户中断供电，并应保证进行检修工作的安全。（3）电气主接线应简单清晰，操作方便。使电气装置的各个元件切除或接入时，所需的操作步骤最少。（4）发电厂和变电所的主接线，在满足工作可靠性，保证电能质量，灵活性及运行方便基础上，必须在经济上是合理的。应使电气装置的基建投资和运行费用最少。（5）电气主接线应具有扩展的可能性。6.1.2变配电所电气主接线在电气主接线图中，所有电器均用规定的图形符号表示，按“正常状态”画出，所谓“正常状态”就是电器处在无电及无任何外力作用的状态。1.单母线接线（1）不分段的单母线接线。不分段的单母线接线如图6-1所示。图6-1不分段的单母线接线其主要优点是：接线简单清晰，操作方便，所用电气设备少，配电装置的建造费用低。不分段的单母线接线有下列缺点：①当母线和母线隔离开关检修时，在全部检修时间内，各个回路都必须全部停止工作。②当母线和母线隔离开关短路及断路器母线侧绝缘套管损坏时，所有电源回路的断路器都会因此由继电保护动作而自动断开，结果使整个配电装置在修复的时间内停止工作。③引出线回路的断路器检修时，该回路要停止供电。因此，不分段的单母线接线的工作可靠性和灵活性较差，故这种接线主要用于小容量特别是只有一个供电电源的变电所中。（2）用断路器分段的单母线接线。为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采用断路器分段的单母线接线方式。用断路器分段的单母线接线，如图6-2所示。分段的数目决定于电源的数目和功率，应尽量使各分段上的功率平衡。图6-2用断路器分段的单母线接线单母线分段接线的优缺点：①在母线发生短路故障的情况下，仅故障段停止工作，非故障段仍可继续工作。②对重要用户，可采用从不同母线分段引出的双回线供电，以保证向重要负荷可靠地供电。③当母线的一个分段故障或检修时，必须断开该分段上的电源和全部引出线。因此，使部分用户供电受到限制和中断。④任一回路的断路检修时，该回路必须停止工作。因此，为了克服这种接线的缺点，对于电压为35kV及以上的配电装置，当引出线较多时，广泛采用单母线分段带旁路母线的接线。（3）单母线分段带旁路母线的接线。图6-3单母线分段带旁路母线的接线平时，旁路断路器QFp及旁路隔离开关QSp都是断开的。当检修出线断路器时，例如检修1QF断路器，首先合上旁路断路器1QFp两侧的隔离开关，再合上旁路断路器1QFp，使旁路母线带电。合上出线的旁路隔离开关QSp，此时再拉开出线断路器1QF，出线继续由旁路带路供电，最后拉开1QF断路器两侧隔离开关，做好安全措施即可进行检修工作。断路器1QF检修完成后，将旁路断路器1QFp退出，恢复正常工作的操作步骤是：合上1QF两侧隔离开关，合上1QF断路器，然后拉开旁路断路器1QFp及两侧隔离开关和出线旁路隔离开关QSp。为了节省投资，少用断路器，通常采用分段断路器兼做旁路断路器的接线，图6-4（a）的接线，旁路母线可与任一段母线联接，但在断路器做旁路断路器工作时，两段母线不能并列运行。为了改进上述缺点，在两段母线之间，装设一组分段隔离开关，如图6-4（b）所示接线，当断路器做旁路断路器工作时，两段母线可以并列运行，但当任一段母线发生短路故障时，将使整个配电装置中断工作，必须在拉开分段隔离开关后，才能恢复非故障母线的工作，同时，使断路器与隔离开关之间的闭锁复杂。图6-4分段断路器兼旁做断路器的接线图2.双母线接线单母线及单母线带分段接线的主要缺点是在母线或者母线隔离断路器故障或检修时，联接在该母线上的回路都要在故障或检修期间长时间停电，而双母线接线则克服这一弊病。双母线接线中有两组母线，每一电源或每条引出线，通过一台或两台断路器，分别接到两组母线上。双母线接线，根据每一回路中所用断路器的数目不同，有以下几种接线方式。（1）单断路器的双母线接线。单断路器的双母线接线如图6-5所示，每一电源和引出线，通过一台断路器和两组隔离开关，联接在两组母线上。电源1电源2QFm正常运行时，双母线接线中的任一组母线，都可以是工作母线或备用母线。工作母线或备用母线利用母线联络断路器QFm联接起来，它平时是断开的。所以提高了装置工作的可靠性和灵活性，下面分述该接线的特点。优点：①轮流检修母线时，不中断配电装置工作和向用户供电。②检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开这一条回路。③工作母线发生故障时，配电装置能迅速地恢复正常工作。④运行中的任一回路的断路器，如果拒绝动作或因故不允许操作时，可利用母线联络断路器来代替断开该回路。单断路器双母线接线，有较高的可靠性和灵活性。目前，在我国大容量的重要发电厂和变电所中已广泛采用。单断路器双母线接线的缺点及消除措施：单断路双母线接线的主要缺点是，操作过程比较复杂，容易造成错误操作。其次是双母线接线平时只有一组母线工作，因此，当工作母线短路时，仍要使整个配电装置短时停止工作。在检修任一回路的断路器时，此回路仍需停电。为了消除这种接线的上述缺点，在实际工作中可采用如下措施：①为了防止错误操作，要求运行人员必须熟悉操作规程，另外还应在隔离开关与断路器之间装设特殊的闭锁装置，以保证正确的操作顺序。②为了消除工作母线故障，使整个配电装置停止工作的缺点，可以用双母线同时工作的运行方式，双母线同时工作时，母线联络断路器平时是接通的，电源和引出线均衡的分配在两组母线之间。当一组母线故障时，母线联络断路器和联接在该组母线上的电源回路的断路器断开。将所有接于故障母线的回路换至另一组母线后，因母线故障而停电的部分就可以恢复工作。但母线保护较复杂。③为了消除工作母线故障停电这一缺点的另一方法，是将双母线接线中的一组母线用断路器分段，如图6-6所示。平时分段的一组母线作为工作母线，另一组为备用母线。工作母线的每一分段，分别装有母线联络断路器QFm1和QFm2。当检修任一段工作母线时，将联接在该段上的电源和所有引出线，全部转移到备用母线上去。此时，检修母线段的联络断路器和分段断路器是断开的，其两侧隔离开关打开。非检修母线段联络断路器是接通的，作为分段断路器使用，通过该断路器，两个电源仍可保持并联运行。电源1电源2QFm1QFm2（2）双母线带旁路母线的接线当检修某一回路中的断路器时，为了不使该回路停电，可采取增设旁路母线的方法，如图6-7所示。电源1电源2QFmQFPQFpmQS1QS2QS3QFpm(a)(b)(c)Ⅰ母线Ⅱ母线旁路母线3.桥式接线3QFT1T2WL11QF2QF3QFT1T21QF2QF35KV及以上电源进线WL2WL135KV及以上电源进线WL26~10KV6~10KV4QF4QF内桥接线外桥接线当只有两台变压器和两条进线时，可以采用桥式接线。桥式接线按照连接桥的位置可分为内桥接线和外桥接线，内桥接线的连接桥（3QF）设置在变压器侧，外桥接线的连接桥（3QF）设置在线路侧。这种接线中，四条回路只有三台断路器，所用断路器的数量是较少的。6.2倒闸操作6.2.1电工安全用具及使用电气安全用具是保证操作者安全地进行电工作业，防止触电、防止电弧烧伤、高空坠落等必不可少的工具。它包括绝缘安全用具，一般防护安全用具及登高作业安全用具。1.绝缘安全用具绝缘安全用具按用途可分为基本绝缘安全用具和辅助安全用具。（1）基本绝缘安全用具。凡是绝缘程度足以长时间承受电气设备的工作电压，能直接用来操作带电设备或接触带电体的工器具，称为基本绝缘安全用具。属于这一类的安全用具有高压绝缘棒、绝缘夹钳、验电器、高压核相器，钳型电流表等，见图6-9所示。图6-9基本绝缘安全用具（a）高压绝缘棒（b）绝缘夹钳（c）验电器（d）高压核相器（e）钳型电流表1）绝缘棒又称绝缘杆或操作杆。主要用来闭合或断开高压隔离开关、跌落式熔断器、柱上油断路器及安装和拆除临时接地线等。也可用于放电操作，处理带电体上的异物，以及进行高压测量、试验等。因此必须具有良好的绝缘性能和足够的机械强度。高压绝缘棒由工作部分、绝缘部分、护环和握手部分组成，其结构如图6-10所示。工作部分一般用金属制成，用来直接接触带电设备。根据工作需要作不同的样式，装在杆的顶端，其长度在满足工作需要的情况下，应尽量做得短些，一般不超过5cm，以避免由于过长而在操作中造成相间短路或接地短路。绝缘部分一般用环氧玻璃钢制成。根据电压等级不同，绝缘部分长度不得小于表6-l所列数值。表6-1绝缘棒最小有效绝缘长度电压等级(kV)103563（66）110220330500最小有效绝缘长度(m)0.70.91.01.32.13.14.1图6-10高压绝缘棒结构握手部分为操作人员握持的部分，其材质与绝缘部分相同，与绝缘部分以护环相隔开，使绝缘与握手部分有明显的隔离。根据电压等级不同，握手部分的长度不应小于表6-2所列的数值。表6-2绝缘棒握手部分最小长度电压等级(kV)103563(66)110220330500握手部分最小长度(m)0.60.60.60.70.91.01.0绝缘棒使用注意事项：①使用前应先检查是否在有效期范围内，绝缘棒表面是否完好，连接必须紧固。②操作前，应用干布擦试棒的表面以保持清洁、干燥。③绝缘棒的使用必须符合被操作设备的电压等级，切不可任意选用。④使用绝缘棒，必须戴相应电压等级的绝缘手套，穿绝缘鞋或站在绝缘垫（台）上进行操作，手握部位不得超过护环。⑤雨天使用绝缘棒时应在绝缘部分安装防雨罩，户外操作时还应穿绝缘靴。⑥当接地网接地电阻不符合要求或不了解接地网情况时，晴天操作也必须穿绝缘靴。⑦使用时应有监护人监护，操作要准确、迅速、有力，尽量缩短与高压接触时间。⑧绝缘棒应统一编号，存放在特制的木架上。⑨绝缘棒每年应进行一次电气试验，试验标准和要求如表6-3所示。表6-3绝缘棒试验标准额定电压(kV)试验电检间距(cm)工频闪络击穿电压不小于(kV)工频耐压(kV)100.40120100／1min350.60180150／1min630.70210175／1min1101.00300250／1min2201.805l0450／1min2）绝缘夹钳。用于带电安装和拆卸高压熔断器或执行其他类似工作的工具，主要用于35kV及以下电力系统，35kV以上电力系统不使用，它是由工作钳口，绝缘部分（钳身）和握手部分（钳把）组成，绝缘夹钳部分的最小长度见表6-4所示。表6-4绝缘夹钳的最小长度(m)电压(kV)户内设备用户外设备用绝缘部分握手部分绝缘部分握手部分100.450.150.750.20350.750.201.200.20绝缘夹钳使用时的注意事项：①使用前应测试其绝缘电阻，并保持钳体应无损，表面清洁干燥。②使用时，绝缘钳口上不允许装接地线，防止接地线晃荡而造成接地短路和触电事故。③使用时，操作人员应戴护目眼镜，绝缘手套，穿绝缘靴或站在绝缘垫（台）上，手握绝缘夹钳时，要精力集中，保持平衡。必须在切断负载的情况下进行操作。④操作时必须有监护人监护。⑤雨天在室外操作时，应使用带有防雨罩的绝缘夹钳。⑥绝缘夹钳应放置在室内干燥、通风良好的地方，以防受潮，不用时要防止磨损。⑦绝缘夹钳应每年试验一次，其交流耐压试验标准，35kV及以下，为3倍线电压，时间为5min。3）验电器。验电器是检验电气线路和电器设备上是否有电的一种专用安全用具，因验电的电压等级不同，分为高压和低压两种。①低压验电器又叫电笔，适用于测试60～550V交