主接线的发展

变电站主接线的发展主接线是汇集和分配电能的通路，它由最初的简单的几种接线方式，发展到现在的二十多种接线方式，并不是简单的就不好，复杂的就好，而是适合可靠性、灵活性、经济性的才是好的。一旦选定了某种主接线，它就决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接和怎样操作。主接线的确定，对电力系统的安全、经济运行，对系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护及控制方式的拟定都有密切关系。变电运行人员应首先清楚所管站的主接线以便于心中有数正确操作，我们从最简单的主接线说起。1、变压器----线路单元接线如图一所示当刚建站时，只有一条线路和一台变压器多用这种接线，线路和变压器高压侧共用一台断路器，这种接线变压器的停送电，需要用对端的开关进行操作，线路故障变压器也要停电。我们的许昌变电站最早就是这种接线，甚至在许昌变电站刚有两台变压器时把两台变压器死并在一起，也采用这种接线。随着负荷的增加，当有两条线路和两台变压器时主接线有两种发展方向，一种是单母线接线，一种是桥型接线。2、桥型接线。如图二所示：当有两台变压器和两条线路时，多用这种接线，在变压器-----线路单元接线的基础上，在其中间加一连接桥开关，和相应的刀闸，则成为桥型接线，按照桥断路器的位置，可分为内桥和外侨两种接线，桥型接线使用断路器较少，但可靠性和灵活性较差。A、内桥接线（图二）。它的特点是连接桥断路器在内侧，其他两台断路器接在线路上，因此线路的投切比较方便，并且当线路发生短路故障时，仅故障线路断路器跳闸，不影响其他回路运行。但是，当变压器故障时则与变压器连接的两台断路器都要跳闸，也影响了一回未发生故障的线路运行，另外变压器的投入与切除操作都比较复杂，需要投入和切除与该变压器连接的两台断路器，鉴于变压器故障率较线路少一般不经常切换，一般都用内桥接线。许昌变电站就是发展为桥型接线，现在还是这种接线。B、外桥接线（图三）。他的特点是桥断路器接在外侧，其他两台断路器接在变压器回路中，所以，当线路故障及投入和切除操作时需操作与之相连的两台断路器，并影响一台未故障变压器的运行，但当变压器故障和进行切除操作时不影响其他回路运行，当电网有穿越性功率经过变电站时（为了使穿越性功率经过的开关少）或变压器经常投切时采用外桥型接线。C、为了在检修出线或变压器回路中的断路器时不中断线路和变压器的正常运行，有时再在桥型接线中加一个跨条（图四），在跨条上装两台隔离开关，可轮流检修任何一组隔离开关，许昌变电站曾经使用过内桥外跨，这种接线停主变增加很多操作。如果认为当有两台变压器和两条线路时，桥型接线不够可靠，有的发展为多角型接线。3、多角型接线如图五所示为了提高桥型接线的可靠性和灵活性，在桥型接线的跨条中增设一台断路器，既成为闭环运行的四角型接线，多角型接线的各断路器互相连接而成闭合的环状，是一种单环型接线，每个回路都经两个断路器连接，实现了双重连接的目的在角数不多的情况下，具有较高的可靠性和灵活性，而且用断路器较少，多角型接线有如下优点：a)任何一台断路器检修时不会中断供电，b)可靠性高，运行中某一元件故障只影响到本身，不影响其他设备正常运行，c)操作简单不易发生误操作，所有隔离开关，只用于检修时隔离电源，不作操作之用，故易于实现自动化和遥控。d)设备少节省占地面积和投资缺点：A、断路器检修时开环运行，潮流变化较大，给设备选型和继电保护带来很大困难，B、多角型接线较难扩建和发展。多角型线的配电装置，扩建较为困难。多角型接线开环运行后如再发生一元件切除，可能造成供电紊乱。单元接线如果进出线准备发展的较多。则发展为单母线接线进而发展为双母线接线。4、单母线接线，如图六所示当母线上有三条以上进出线时多发展为单母线接线，单母线接线的优点是；接线简单明显，建造费用低，操作方便。其缺点是；供电可靠性低。不仅母线故障和断路器故障会引起变电站全停，而且母线隔离开关检修时也必须将变电站全部停电。因此，在无重要用户或出线回路不多的情况下采用。为了不使检修时全站停电有了下面的发展。5、用隔离开关分段的单母线接线，如图七所示用隔离开关分段的单母线接线，与无分段的单母线接线方式相比较，投资增加不多，但运行的灵活性有很大提高，因此在小容量水电厂中和一些中小用户变电站中用的较多。采用这种接线方式，当某一段母线或直接与母线相连的设备需要检修时,可只停该段母线上的所有配出线,然后拉开分段隔离开关,即可进行检修工作，另一段母线仍可继续运行。现在的高营变电站110KV就是用隔离开关分段的单母线接线。用隔离开关分段的单母线接线检修时不用全站停电，但事故时还会造成全站停电，因此又有了下面的发展。6、用断路器分段的单母线接线如图八所示用隔离开关分段的母线，当一段母线发生故障时，全部装置仍将停电。如果采用断路器分段，则当母线任一段发生故障时，母线分段断路器在继电保护作用下，断路器跳闸。这时母线的另一分段仍可继续工作，现在的禹县变电站、灞陵变电站等很多11万站都是这种接线。在正常运行时，母线分段断器也可处于分闸位置。这时，重要用户可采用由不同母线段分别引出的双回路供电方式，以保证供电的可靠性。当母线分段断路器在分闸位置时，可装设备用电源自动投入装置。当任一电源发生故障跳闸时，备用电源自动投入，保证继续供电。用断路器分段的单母线接线的方式缺点是；（1）建设投资费用要比单母线接线和采用隔离开关分段的单母线接线都有提高；（2）当母线发生故障或检修时，仍有一部分单回路供电用户受影响。为了在某段母线检修时它的重要用户不受影响和为了在不中断供电的情况下检修断路器，有了以下发展。6、带旁路母线的单母线分段接线单母线分段带旁路母线的接线方式如图九所示。图中利用母线分段断路器DL兼做旁路断路器，正常运行时,I、II段母线的隔离开关均闭合，旁路母线的各隔离开关均为断开，如需检修线路开关旁路隔开关3G、5G、6G都在断开位置，当检修出线1DL时，首先断开DL，再合上6G，修改保护，合上旁路断路器DL，对旁母试充电，充电正常后断开旁路断路器DL，合上旁刀闸3G，合上旁路断路器DL，检查带负荷正常后断开断路器1DL及两侧隔离开关1G、2G。这时就由旁路断路器DL代替线路断路器1DL工作.现在的许昌变电站和禹县变电站的35KV部分近似这种接线，只不过他们的旁开关只接在一段母线上。出线回路较多时（例如出线在4回以上负荷又较为重要），可设置专用的旁路断路器。需要注意;在上述操作中,必须利用旁路断路器向旁路母线充电,不准许用旁路刀路刀闸充电。这是因为如旁路母线存在某种缺陷将引起断路器1DL跳闸.造成线路停电以及带故障点拉合刀闸电弧伤人.有了旁路检修母线时只能带一路，很多条线路时影响供电，为了避免单母线在母线或母线隔离开关故障或检修时引起长时间停电可发展为双母线接线。葛南站就发展为了双母线。7、双母线接线双母线接线，这种接线两条母线可同时运行，电源和用户的双回线可适当分配在两条母线上，以保证供电的可靠性。A、单断路器双母线接线如图十所示这种接线方式每回引出线，经一台断路器和两组隔离开关分别接在两组母线上，并装有一组母线联络断路器。现在的付庄变电站220KV、110KV母线都是这种接线。单断路器双母线接线方式的优点：（1）检修工作母线时，可利用母联断路器DL把工作母线上的全部负荷倒换到另一组母线上，不中断供电。a.首先合上隔离开关7G、8G，b.合上母联断路器DL向备用母线II充电，（需要充电保护的配合）c.合上备用母线隔离开关，1G、3G、5G、11G、13G、15G。d.拉开工作母线的各隔离开关2G、4G、6G、12G、14G、16G。e.最后断开母联断路器，DL及其两侧隔离开关7G、8G和I母PT二次、一次。f.工作母线退出运行可进行检修。（2）检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的母线。其他电路均可通过另一组母线继续运行。（3）工作母线在发生故障时，可利用备用母线迅速恢复对各配出线的供电。（4）任一断路器，如出现拒动，或因故不允许操作时，可利用母线联络断路器来串带该回路的断路器进行操作。由上所述，双母线接线较单母线接线提高了供电可靠性，和运行灵活性，但也存在一些缺点：（1）切换母线操作时，隔离开关的操作较多且隔离开关的操作不但与本单元的开关相关而且与母联及另一组刀闸都相关，容易因误操作而引起重大事故。（2）工作母线故障时，该母线上的全部出线仍出现短时间停电。（3）检修出线断路器时该电路仍必须停电。(4)双母线使用的隔离开关比单母线蹭加，使结构复杂，投资蹭加。B、双断路器双母线接线如图十一所示双断路器双母线接线每个回路都有两套断路器分别接到I母和II母上，运行极其灵活，正常时双母线双断路器全运行，检修任一台断路器时，可不停电，而且操作简单，只需断开断路器及两侧隔离开关即可，双断路器双母线接线方式，所使用的高压断路器数量增加，结构复杂，建设投资昂贵，一般很少采用。C、双母线四分段接线如图十二所示单断路器双母线接线在我国广泛应用，但是，由于大机组和超高压输电的采用，使这种接线有了新的发展，其主要原因是当断路器故障时将造成严重的甚至是全站停电停电事故，为了达到安全可靠的要求，采用双母线四分段接线的方法，来限制故障范围，采用双母线四分段接线的方法后每段母线平均连接两个回路，故障范围缩小，也避免了全站停电。采用双母线四分段接线的方法时，为避免同名回路同时停电的可能性，最好不要将同名回路（如两个变压器回路或双回路）配置在同一侧的两段母线上，采用双母线四分段接线的方法是超高压配电装置的基本接线之一。D、有旁路母线的双母线接线为了保证断路器检修时（包括保护定检），不中断对用户的供电，可装设旁路母线，现在的薛坡变电站220KV、110KV母线都是这种接线。有专用旁路断路器的旁路母线接线，如图十三所示当检修断路器1DL时，首先合上DL，对旁路母线充电，充电后断开，再推上所代线路的旁路隔离开关3G，再和上DL然后断开1DL及两侧隔离开关，线路断路器1DL既可检修，当然，旁路断路器对旁母充电前，要按所代线路的保护进行更改，以便使保护正确动作，开关正确跳闸。另外还有母联断路器兼作旁路断路器的旁路母线接线郑州职大仿真站是这种接线，正常时旁路断路器作为母联断路器，当需要作为旁路断路器时必须将两组母线上的负荷集中到一组母线上。旁路断路器兼作母联断路器的旁路母线接线郑州电校仿真站是这种接线旁路断路器兼作母联断路器如运行方式以旁路断路器为主时，接线的缺点是当旁路断路器做母联断路器时旁路母线必须带电。双母线接线由于母线故障、线路开关拒动、母线保护误动、误操作等将使一条母线或两条母线全停，造成大面积停电，因此人们又研究了二分之三接线。7、二分之三接线如图十四所示二分之三接线是从双断路器双母线接线改进而发展成的，因为双断路器双母线接线的投资大造价高，同时二分之三接线仍具有调度的灵活性和可靠性，二分之三接线是一种没有多回路集结点的双重连接的多环状接线，是现代国内外大型变电站超高压配电装置应用最为广泛的一种典型接线，其优点如下：a)运行调度灵活。正常时两条母线和全部断路器都投入工作，从而形成多环状供电。b)操作检修方便。隔离开关仅作隔离电源用，避免了将隔离开关作操作用的大量倒闸操作，当任一台断路器或任一组母线停电检修时各回路无须进行切换。c)具有调度可靠性。每一回路由两台断路器供电，发生母线故障时只需跳开与此母线相连所有断路器，任何回路不停电，在事故与检修相重合情况下的停电回路不会多于两回。采用二分之三接线与采用双母线接线带旁路母线接线相比，当断路器检修时其一次回路和二次回路都不需要进行带旁路的倒闸操作也无须调整保护。二分之三接线的缺点是：由于每个回路连接着两台断路器，一台中间联络断路器连接着两个回路，使继电保护及二次回路复杂化。限制了他的使用范围，近年来通过总结经验及引进国外先进技术，特别是微机保护的发展使继电保护及二次回路逐步成熟，所以这种接线得以逐步推广，以后技师学院的培训肯定就是这种接线。变电站