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1、第四节变电所的电气主接线 一 电气主接线及其要求 电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路 主接线图应表示出所有的电气设备及其连接关系 由于三相交流电力装置中三相连接方法相同 为清晰起见 主接线图通常只表示电气装置的一相连接 因而主接线图也称为单线图 安全 可靠 灵活 经济是对变电所主接线的基本要求 安全包括设备安全和人身安全 因此 电气设计必须遵照国家标准和电气设计规范 正确设计电气回路 合理选择电气设备 严格配置正常监视系统和故障保护系统 全面考虑各种保障人身安全的技术措施 可靠就是变电所的主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求 提高供电可靠性的途径很多 例如 设置备用电源并采用
2、备用电源自动投入装置 多路并联供电等 电气设备是供电系统中最薄弱的元件 为了使供电系统工作可靠 接线方式应力求简单清晰 减少电气设备的数目 灵活就是在保障安全可靠的前提下 主接线能够适应不同的运行方式 例如负荷较轻时 能方便地切除不必要的变压器 而在负荷增大时 又能方便地投入 以利于经济运行 检修时操作简单 不致中断供电等 经济是在满足以上要求的前提下 尽量降低建设投资和年运行费用 但是 在投资增加不多或经济许可的情况下 应尽量提高供电可靠性 减少停电损失 二 母线制 母线是从配电变压器或电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线 它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用 母线制是指电源进线
3、与各馈出线之间的连接方式 常用母线制主要有三种 单母线制 单母线分段制和双母线制 1 单母线制 图2 12单母线制 单母线制的可靠性和灵活性都较低 母线或直接连接于母线上的任一开关发生故障或检修时 全部负荷都将中断供电适用于一回进线的情况 2 单母线分段制 单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高 可满足二类负荷和部分一类负荷的供电要求 当双回路同时供电时 母线分段开关正常是打开的 一条回路故障或一段母线故障将不影响另一段母线的正常供电 此外 检修亦可采用分段检修方式 不致使全部负荷供电中断 单母线分段的缺点是 某分段上的母线或母线隔离开关发生故障或检修时 该段母线上的负荷将中断供电
4、 而且电源只能通过一回进线供电 供电功率较低 图2 13单母线分段制a 用隔离开关分段b 用断路器分段 3 双母线制 图2 14双母线制 双母线制的优点有 轮流检修母线或母线隔离开关 不致引起供电中断 在工作母线发生故障时 通过备用母线能迅速恢复供电 双母线制的缺点 开关数目增多 联锁机构复杂 切换操作繁琐 造价高 对用户供电系统不推荐采用双母线制 三 总降压变电所的主接线 用户供电系统中 总降压变电所的常用电气主接线可概括为两类 线路 变压器组方式和桥形接线方式 1 线路 变压器组接线 图2 15线路 变压器组接线方式 线路 变压器组接线方式的共同特点 一回电源进线经过一台主降压变压器供电到
5、厂内配电母线上 图2 16双回线路 变压器组接线方式 当用户有两回电源进线时 可采用双回线路一变压器组接线配以单母线分段制 用于对一 二级负荷供电 如图2 16所示 如继电保护和自动装置无要求 母线分段开关可仅设隔离开关 2 桥形接线 图2 17桥形接线方式a 内桥接线b 外桥接线 桥形接线可用于给一 二级负荷供电 内桥接线适用于线路较长或不需经常切换变压器的情况外桥接线适用于供电线路较短或需要经常切换变压器的情况 桥形接线线路复杂 高压设备多 操作不便 投资大 在用户供电系统中应用很少 外桥接线 跨接桥在变压器断路器QF1和QF2的外线路侧 进线回路只有隔离开关 对变压器的切换操作方便 对电
6、源进线操作不便 适用变电所 A 供电线路短 切换线路少 B 要经常切换变压器的 C 有稳定的穿越功率的 D 处于环网中 E 向一 二级负荷供电的 外桥接线 操作 倒闸 为进行送电 断电而按顺序对开关进行闭合和断开 原来线路WL1通过变压器T1对负载供电 此时WL2 T2退出运行 假设现在需要 切换变压器 切除负载 断QF1 QS5 QS3 合QS4 QS6 再合QF2 合QS7 QS8 再合QF3 向负载供电切换线路 切除负载 断QF1 QS5 QS3 等待上级变电所断WL1 断QS1 合QS2 等待上级送电 合QS7 QS8 QF3 合QS3 QS5 QF1 向负载供电 桥式接线 内桥 跨接
7、桥在变压器断路器QF1和QF2的靠变压器侧 变压器电源端只有隔离开关 提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性 适用变电所 A 供电线路长 线路故障几率大 B 不需要经常切换变压器的且负荷稳定 C 没有稳定的穿越功率的 D 处于电网终端 E 向一 二级负荷供电的 内桥结线 操作 原来线路WL1通过变压器T1对负载供电 此时假设WL2 T2退出运行 假设现在需要 切换变压器 切除负载 断QF1 QS1 QS3 断开QS5 闭合QS6 合QS1 QS3 再合QF1 合QS7 QS8 再合QF3 向负载供电切换线路 切除负载 断QF1 QS3 QS1 合QS2 QS4 再合QF2 合QS8
8、QS7 再合QF3 向负载供电 桥式结线 全桥 全桥结线克服了外桥和内桥结线的不足 操作方便 运行灵活 但其相应占地面积大 投资增加 全桥结线适应性强 对线路 变压器的操作均方便 运行灵活 且易于扩展成单母线分段式的中间变电所 高压穿越负荷时 缺点是设备多 投资大 变电所占地面积大 对于电压在35kV 容量在7500kVA以上 或电压为110kV 容量在31500kVA以上的变压器 当隔离开关切断空载电流能力不足时采用 四 10 6 kV配电所的主接线 配电所是用户电能的中转站 10 6 kV配电所 或总降压变电所的配电部分 接收来自电源或总降压变压器的电能并分配给各馈出线的用户 每个配电所的
9、馈出线路一般不少于4 5回 此外 在配电母线上常设有电压互感器 避雷器 静电电容器 所用变压器等 配电所的配电母线可以是单母线或单母线分段制 1 10 6 kV电源进线 图2 18配电所10 6 kV电源进线的接线方式 2 10 6 kV馈出线 图2 19配电所10 6 kV馈出线的接线方式 五 10 6 kV变电所的主接线 10 6 kV变电所供电线路往往较短 并考虑环境美化因素 常采用电缆配电 图2 20由电缆供电的10 6 kV变电所典型主接线 当10 6 kV变电所由架空线供电时 图2 21由架空线供电的10 6 kV变电所典型主接线 图2 22变电所低压馈出线的典型接线方式 六 变电
10、所主接线的绘制 变电所主接线图应说明 电源电压 电源进线回路数和线路结构 变电所的接线方式和运行方式 高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案 高低压电气设备的型号及规格 各条馈出线的回路编号 名称及容量等 图2 23某35kV变电所高压配电系统图 图2 24某10kV变电所低压配电系统图 第五节变电所的二次接线 二次接线图电气测量仪表及测量回路断路器的操作控制与信号回路信号装置操作电源继电保护和自动装置 第4章 一 二次接线的基本概念 一次设备是指直接生产 输送和分配电能的设备 主电路中的变压器 高压断路器 隔离开关 电抗器 并联补偿电力电容器 电力电缆 送电线路以及母线等设备都属于一次设备
11、对一次设备的工作状态进行监视 测量 控制和保护的辅助电气设备称为二次设备 变电所的二次设备包括测量仪表 控制与信号回路 继电保护装置以及远动装置等 它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线 按照电源性质分为直流回路 交流回路 按照功用可分为操作电源回路 测量表计回路 断路器控制回路和信号回路 中央信号回路 继电保护和自动装置回路等 一 二次接线的基本概念 图2 25变电所二次系统与一次系统的关系 二次接线图 反映二次接线间关系的图称为二次接线图二次回路图二次接线图按用途可分为原理接线图展开接线图安装接线图 原理接线图用来表示继电保护 监视测量和自动装置等二次设备或系统的工作原理 它以元件的
12、整体形式表示各二次设备间的电气连接关系 通常在二次回路的接线原理图上还将相应的一次设备画出 构成整个回路 便于了解各设备间的相互工作关系和工作原理 6 10kV高压线路电气测量仪表原理接线图 原理接线图 展开图按二次接线使用的电源分别画出各自的交流电流回路 交流电压回路 操作电源回路中各元件的线圈和触点 属于同一个设备或元件的电流线圈 电压线圈 控制触点分别画在不同的回路里 为了避免混淆 对同一设备的不同线圈和触点应用相同的文字标号 但各支路需要标上不同的数字回路标号 如图所示 二次接线展开图中所有开关电器和继电器触头都是按开关断开时的位置和继电器线圈中无电流时的状态绘制的 6 10kV高压线
13、路电气测量仪表原理接线图和展开接线图TA1 TA2 电流互感器 TV 电压互感器 PA 电流表 PJ1 三相有功电度表 PJ2 三相无功电度表 WV 电压小母线 展开接线图 安装接线图是制作和向厂家加工订货的依据 它反映的是二次回路中各电气元件的安装位置 内部接线及元件间的线路关系 安装接线图包括屏面元件布置图 屏背面接线图和端子板接线图等几个部分 屏面元件布置图是按照一定的比例尺寸将屏面上各个元件和仪表的排列位置及其相互间距离尺寸表示在图样上 外形尺寸应尽量参照国家标准屏柜尺寸 以便和其他控制屏并列时美观整齐 安装接线图 1 展开图中回路编号 回路的编号由3个或3个以内的数字构成 对交流回路
14、要加注A B C N符号区分相别 对不同用途的回路都规定了编号的数字范围 各回路的编号要在相应数字范围内 二次回路的编号应根据等电位原则进行 即在电气回路中 连接在一起的导线属于同一电位 应采用同一编号 如果回路经继电器线圈或开关触点等隔离开 应视为两端不再是等电位 要进行不同的编号 展开图中小母线用粗线条表示 并按规定标注文字符号或数字编号 二次接线图中的标志方法 2 接线端子的标志方法 端子排标志图例 端子排是由专门的接线端子板组合而成的 是连接配电柜之间或配电柜与外部设备的 接线端子分为普通端子 连接端子 试验端子和终端端子等形式 在接线图中 端子排中各种类型端子板的符号如图所示 端子板
15、的文字代号为X 端子的前缀符号为 按规定 接线图上端子的代号应与设备上端子标记一致 二次接线图中的标志方法 4 连接导线的表示方法 安装接线图既要表示各设备的安装位置 又要表示各设备间的连接 一般在安装图上表示导线的连接关系时 只在各设备的端子处标明导线的去向 标志的方法是在两个设备连接的端子出线处互相标以对方的端子号 这种标注方法称为 相对标号法 如P1 P2两台设备 现P1设备的3号端子要与P2设备的1号端子相连 标志方法所图所示 二次接线图中的标志方法 连接导线的表示方法 一 电气测量仪表及测量回路 1 测量精度应满足测量要求 并不受环境温度 湿度和外磁场等外界条件的影响 2 仪表本身消
16、耗的功率应越小越好 3 仪表应有足够的绝缘强度 耐压和短时过载能力 以保证安全运行 4 应有良好的读数装置 图2 266 10kV高压线路电气测量仪表接线原理图 图2 276 10kV母线的电压测量及绝缘监视接线原理图TV 电压互感器S 联锁开关Q 电压切换开关KV 电压继电器KS 信号继电器 二 断路器的操作控制与信号回路 断路器的控制与信号回路一般分为控制保护回路 合闸回路 事故信号回路和预告信号回路等 控制回路 断路器的合闸和跳闸回路是按短时通电来设计的 因此接入断路器的辅助触点 可以进行手动或自动的合闸和跳闸 控制回路应有反映断路器位置状态的信号 具有 防跳 装置 监视电源是否完好 在变电所内对断路器的控制 按控制地点可分为集中控制与就地控制 集中控制就是集中在控制室内进行控制 就地控制就是在断路器安装地点进行控制 图2 28灯光监视的断路器的控制与信号回路 合闸小母线WCL控制小母线WC信号小母线WS闪光小母线WF事故音响小母线WFS预告音响小母线WPS电压小母线WV事故照明小母线WELM 声信号HA光信号HS指示灯HL红色灯HR绿色灯HG黄色灯HY蓝色灯HB白色灯HW 图2
