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1、4 12 电气主接线 考试大纲 12 1 掌握电气主接线的主要形式及对电 气主接线的基本要求 12 2 了解各种主接线种主要电气设备的 作用和配置原则 12 3 了解各种电压等级电气主接线限制 短路电流的方法 1 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 1 主接线的基本要求 1 可靠性 电气接线必须保证用户供电的可靠性 应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接 线方式 保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现 2 灵活性 电气系统接线应能适应各式各样可能运 行方式的要求 并可以保证能将符合质量要求的电能送 给用户 3 安全性 电力网接线必须保证在任何可能的运行 方式下及检修方式
2、下运行人员的安全性与设备的安全性 4 经济性 其中包括最少的投资与最低的年运行费 5 应具有发展与扩建的方便性 在设计接线方时要 考虑到5 10年的发展远景 要求在设备容量 安装空 间以及接线形式上 为5 10年的最终容量留有余地 2 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 2 单母线接线 1 单母不分段 每条引入线和引出线的电路 中都装有断路器和隔离开关 电源的引入与引出是通过一根 母线连接的 单母线不分段接线适用于用 户对供电连续性要求不高的二 单母线不分段接线 三级负荷用户 3 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 2 单母线分段接线 单母线分段 接线是由电源 的数
3、量和负荷 计算 电网的 结构来决定的 单母线分段 接线可以分段 单母线分段接线 运行 也可以并列运行 用隔离开关 负荷开关分段的单母线接线 适用于由双 回路供电的 允许短时停电的具有二级负荷的用户 用断路器分段的单母线接线 可靠性提高 如果有后备 措施 一般可以对一级负荷供电 4 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 3 带旁路母线的单母线接线 当引出线断路器检修时 用 旁路母线断路器代替引出线断 路器 给用户继续供电 旁路断路器一般只能代替一 台出线断路器工作 旁路母线 一般不能同时连接两条及两条 以上回路 否则当其中任一回 路故障时 会使旁路断路器跳闸 断开多条回路 通常35k
4、V的系统出线8回以上 110kV系统出线6回以 上 220kV系统出线4回以上 才考虑加设旁路母线 5 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 4 单母线分段带旁路 在正常运行时 系 统以单母线分段方式 运行 旁路母线不带 电 如果正常运行的 某回路断路器需退出 运行进行检修 闭合 旁路断路器 使旁路 母线带电 合上欲检修回路旁路隔离开关 则该线路断路 器可退出运行 进行检修 这种旁路母线可接至任一段母线 在容量较少的中小 型发电厂和 35 110kV变电所中获得广泛应用 6 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 3 双母线接线 1 双母线接线 一组作为工作母线 另一组作
5、 为备用母线 在两组母线之间 通过母线联络断路器 简称为母 联断路器 进行连接 把双母线系统形成单母线分段 运行方式 即正常运行时 使两 条母线都投入工作 母联断路器 及其两侧隔离开关闭合 全部进出线均匀分配两条母线 这种运行方式可以有效缩小母线故障时的停电范围 7 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 双母线接线主要优点有 1 检修任一组母线时 不会中断供电 2 检修任一回路的母线隔离开关时 只需断开该回 路 其它回路倒换至另一组母线继续运行 3 工作母线在运行中发生故障时 可将全部回路换 接至备用母线 迅速恢复供电 4 任一回路断路器检修时 可用母联断路器代替其 工作 5 方便
6、试验 需要对某回路做试验时 只需把此回 路单独切换至备用母线即可 8 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 2 双母线带旁路接线 在双母线接线方式中 为使线路在出 线断路器检修时不中断供电 可采用带 旁路接线 当110kV系统出线6回以上 220kV出 线4回以上 可采用专用旁路断路器 旁 路母线可接至任一组母线 9 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 4 一个半断路器接线 一个半断路器接线可归属于双 母线类接线 在两组母线之间 每三个断路器形成一串 每串连 接两条回路 相当于每一个半断 路器带一条回路 故称之为一个 半断路器接线 也称为3 2接线 在一个半接线的每串
7、断路器中 位于中间的断路器称为联络断路 器 运行中两母线及全部断路器 都投入工作 形成多重环状供电 10 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 5 双母线单 双 分段带旁路接线 为进一步缩小母线故障的影响范围 对于可靠性要求较高的330 500kV超高 压系统 当进出线达到6回以上时 可采 用双母线单段或双分段带旁路接线 这种接线是把工作母线分为两段 在 两段工作母线之间 两工作母线与备用 母线之间都设置有母联断路器 11 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 6 变压器 母线接线 各出线经过断路器分别接在母线上 变压器 直接经隔离开关接到母线上 组成变压器 母 线接线
8、 电源和负荷可以自由调配 由于变压 器是高可靠性设备 所以直接接在母线上 对 母线的运行并不产生严重影响 一旦变压器故 障时 接在母线上的各断路器开断 这时不会 影响对用户的供电 在出线数目很多时也可以 用一台半断路器接线形式 这种接线在远距离 大容量输电系统中应用时 对系统稳定与可靠 性均有良好的效果 12 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 7 无母线接线 1 桥式接线 对于具有双电源进 线 两台变压器终端 式的总降压变电所 可采用桥式接线 它 实质是连接两个35 110kV 线路 变压器 组 的高压侧 其特点 是有一条横联跨桥的 桥 根据跨接桥横连位置不同 分为内桥接线和外
9、桥接 线 13 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 1 内桥接线的跨接桥靠近变压器侧 桥开关装在线路开关之内 变压器回路 仅装隔离开关 不装断路器 采用内桥 接线可以提高改变输电线路运行方式的 灵活性 内桥接线适用于 对一 二级负 荷供 电 供电线 路较长 变电 所没有穿越功 率 负荷曲线较 平稳 主变压 器不经常 退出工作 终端型工业企业总 降压变电 所 14 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 2 外桥接线 跨接桥靠近线路侧 桥开关装在变压 器开关之外 进线回路仅装隔离开关 不装断路器 外桥接线适用于 对一 二级负荷供 电 供电线路较短 允许变电所有较稳 定的穿
10、越功率 负荷曲线变化大 主变 压器需要经常操作 中间型工业企业总 降压变电所 宜于构成环网 15 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 2 角形接线 当母线闭合成环 断路器数等于进出线回路数 即 构成了角形接线 一般应将同名回路相互交替布置 一般不超过六角形 这种接线不利于扩建 适用于最 终建设规模比较明确的110kV及以上的发电厂升压站 或变电所中 16 4 12 1 电力系统电气主接线的形式和基本要求 3 单元接线 将发电机 变压器及线路直接连接成一个单元称为 单元接线 单元接线主要有三种形式 即发电机 变 压器单元 变压器 线路单元及发电机 变压器 线 路单元等 一般应用于下
11、列情况 1 同一地区有几个大型电厂能源丰富 可以合起 来建一个公共的枢纽变电所时 2 电厂地位狭窄平面布置有困难时 3 电厂离枢纽变电所较近 直接引线比较方便时 17 4 12 2 电气设备的作用和配置 1 断路器和隔离开关 1 作用 电源进线与引出线由断路器和隔离开 关连接到母线 其中断路器用来接通与 切换电路中的负荷电流与故障短路电流 隔离开关的作用是利用其可见断口隔 离电压 使停电设备与带电设备隔离 以保证人身及设备工作的安全 18 4 12 2 电气设备的作用和配置 2 配置 1 电气主接线 断路器两侧都有电源 在两侧都装 设一组隔离开关 用户侧没有电源 原则上可只装设一 组母线隔离开
12、关 也可在线路侧也装设一组隔离开关 2 电源进线 电源是发电机 只需在母线侧装设一 组隔离开关 有时为了发电机停机后做试验方便 在发 电机和断路器之间亦可装设一组隔离开关 电源是双绕组变压器 在断路器的母线侧装设一组隔 离开关 如是三绕组变压器需在断路器的两侧各装设一 组隔离开关 3 断路器与隔离开关配合操作 先合隔离开关 后 合断路器 先断开断路器 后断开隔离开关 在断路器 与隔离开关之间应加装电磁或机械闭锁装置 19 4 12 2 电气设备的作用和配置 2 负荷开关 负荷开关是专门用于接通和切断负荷 电路的开关设备 它具有简单的灭弧装 置 不能切断短路电路 能通断一定的 负荷电流和过负荷电
13、流 通常负荷开关与熔丝 管形熔断器 串联 借助 管形熔断器的 熔丝切断 短路电流 负荷开关断开后 与隔离开 关一样具有明显的断开间隙 20 4 12 2 电气设备的作用和配置 3 熔断器 熔断器是一种简单的保护电器 当电 路发生过负载或短路故障时 故障电流 超过熔体的额定电流 熔体被电流迅速 加热熔断 从而切断电流 防止故障扩 大 熔断器的功能主要是对电路及电路中 的设备进行短路保护 21 4 12 2 电气设备的作用和配置 4 互感器 1 隔离高压电路 互感器一次侧和二次侧没 有电的联系 只有磁的联系 因而使测量仪表和 保护电器与高压电路隔开 以保证二次设备和人 员的安全 2 使测量仪表和继
14、电器小型化和标准化 如 电流互感器副绕组的额定电流都是5A 电压互感 器副绕组电压通常都规定为100V 3 可以避免短路电流直接流过测量仪表和继 电器的线圈 使其不受大电流的损坏 22 4 12 3 限制短路电流的方法 1 选择适当的主接线形式和运行方式 1 对具有大容量机组的发电厂中采用单元 接线 2 在降压变电所中 可采用变压器低压侧 分列运行方式 即所谓母线硬分段接线 3 对具有双回路电路 在负荷允许条件下 可按单回路运行 4 对环形供电网络 可在环网中穿越功率 最小处开环运行 23 4 12 3 限制短路电流的方法 2 加装限流电抗器 1 加装普通电抗器 1 出线端加装出线电抗器用来限
15、制电缆馈线 支路短路电流 它只能在电抗器后面临近点短路 时才有限制短路电流的作用 通常在架空线路上 不装设电抗器 线路电抗器不仅限制短路电流 而且能在母线 上能维持较高的剩余残压 大于65 UN 通常 线路电抗器的百分电流值为3 6 24 4 12 3 限制短路电流的方法 2 母线电抗器装设在母线分段的地方 其目的是让 发电机出口断路器 变压器低压侧断路器 母联断路器 和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择 不因短 路电流过大而升级 一般设计主接线时 为了限制发电机电压母线短路电 流 应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中 以及主变压器回路中安装电抗器 只有经过计算认为限 制效果不够时
16、 才考虑装设线路电抗器 一般当电厂和 系统容量较大时 两种电抗器都需要安装 为了运行操 作方便和减小母线各段之间电压差 母线分段不宜超过 三段 母线电抗器的电抗百分值应取8 12 25 4 12 3 限制短路电流的方法 2 分裂电抗器 分裂电抗器在结构 上与普通电抗器相似 只是线圈中心有一个 抽头3 中间抽头一般 用来连接电源 两个 a 分裂电抗器接线图 分支 又称两臂 1和 b 分裂电抗器等值电路图 2用来连接大致相等的 c 正常运行时的等值电路图 两组负荷 26 4 12 3 限制短路电流的方法 当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时 两者在短路时的限流作用一样 但正常运行时电压损 失只有普通电抗器的一半 而且比普通电抗器多供一倍 的出线 减少了电抗器的数目 运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时 将 引起两臂电压偏差 造成电压波动 甚至可能出现过电 压 所以一般分裂电抗器的电抗百分值取8 12 分裂电抗器在主接线中 可以装设在电缆馈线上 每 个臂可以接一回出线或几回出线 分裂电抗器串接在发 电机回路中 不仅起着出线电抗器的作用 而且也起着 母线电抗器的作用 27 4
