(变电站电气主接线及运行方式)讲义

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1、变电站主接线及运行方式主 讲电网检修部 熊茂斌内容目录34122概述有母线的电气主接线形式无母线的电气主接线形式变电站电气一次接线图的识绘电气 主接 线概 念电气主接线是由变压器、断路器、隔离开 关、互感器、母线和电缆等一次设备，按一定 的要求和顺序连接成的用以表示输出、汇集和 分配电能的电路。 一、概述变电站 电气主 接线的 作用可表明一次设备的数量和作用，设备间的 连接方式，以及与电力系统的连接情况。 决定了配电装置的布置，以及二次接线、 继电保护及自动装置的配置等，11.应该掌握变电站一次主接线的类型、特点及其运行方式； 2.掌握不同主接线方式下二次回路、保护配置及整定计算的 不同，掌握

2、不同主接线运行方式改变时，对二次回路及保护 的影响。对继电保护专业技术人员的要求一、概述二、有母线的电气主接线方式单母线分段接线 2双母分段接线4单母线接线 3 1双母线接线 3 3一个半断路器接线 6带旁路母线的接线方式3 5当变电站进出线较多时（ 超过4回），可采用母线作为 中间环节汇集和分配电能。二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式见图1 （2）优点：接线简单、清晰、操作 方便、扩建容易 （3）缺点：运行方式不灵活、供电 可靠性差 母线及母线隔离开关检修，所有连 接元件停 母线故障或出线故障且断路器拒动 ，所有连接元件停 （4）应用：常用于变电站主变低压 侧10KV系统中，见茶园变电

3、气主接线 10kV1 单母线 接线二、有母线的电气主接线方式图 1图2二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式如图2， （2）特点可弥补单母线接线的不足 （3）应用：常用于变电站主变低压侧10KV系统 中或所用电低压交流系统中，见新安变一次接线 图10kV侧 （4）保护配置 常不设专用母线保护，利用母线供电元件的后 备保护来反应母线故障。若正常运行方式分段在 合位，则动作时以较短时限跳分段断路器以区分 故障侧，以较长时限跳故障侧；若分段在分位则 当母线失压可作用于备自投合分段提高供电可靠 性，但备自投也有可能不成功。 若装设有专用母差保护，母差保护动作后应闭 锁线路重合闸和分段备自投2 单母线

4、 分段接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式如图3， （2）特点 优点：与单母线相比，它的优点是供电可靠性高，可 以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时 ，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可 迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的 优点； 缺点：其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使 配电装置的构架及占地面积、投资费用都相应增加； 同时由于配电装置的复杂，在改变运行方式倒闸操作 时容易发生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线 故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重 要的大型发电厂和变电站是不允许的。3 双母线 接线二、有母线的电气主接线方式图3二、有母

5、线的电气主接线方式（3）应用：广泛应用于220kV系统中 （4）保护应用 1）220KV系统要采用双重化配置： 设置两套完整、独立的全线速动主保护； 两套主保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此 独立；(见双母线接线TA、TV二次接线图） 每套主保护应有独立选相功能，实现分相跳闸和三 相跳闸 断路器有两组跳闸线圈，每套主保护分别起动一组 跳闸线圈 两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。若 保护采用专用收发信机，其中至少有一个通道完全独 立，另一个可与通信复用。如采用复用载波机，两套 主保护应分别采用两台不同的载波机。采用光缆时， 两组光钎分别独立。 每一套主保护对全线路内发生的各种类型故障

6、，均 能无时限动作切除故障3 双母线 接线二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置 1）220KV系统要采用双重化配置： 2）母线保护 宜装设两套母线保护。 应装设能快速有选择地切除故障的母线保护，（双母 线保护装置自动识别双母线一次系统的运行状态并跟 踪由于母线上各单元发生倒闸操作后形成的新运行状 态，从而自始至终确保双母线保护的动作正确性及动 作选择性。） 注意差动保护极性 在母线倒闸操作过程中（互联状态），母线保护能快 速切除母线上的故障；同时又能保证外部故障时不误 动作。 为防止误动作，应增设简单可靠的闭锁装置（母线复 合电压闭锁） 母线保护动作后，对不带分支的线路，应采取措施， 促使

7、对侧全线速动保护跳闸。（停信150ms,两个作用）3 双母线 接线二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置 1）220KV系统要采用双重化配置： 2）母线保护 3）母联宜装设母联死区保护（快速切除母联TA与母 联断路器间的死区故障）、母联失灵保护（母线故障 母联失灵时）及母联充电保护 4）对于双母线和单母线接线方式，由于失灵断路器 的动作对象是跳失灵断路器所在母线上的所有断路器 ，其跳闸对象与母线保护跳闸对象完全一致，所以将 失灵保护与母线保护做在同一装置中以节省二次电缆 。（3/2接线则不然） 5）出线元件后备保护动作，先跳母联，再跳故障侧3 双母线 接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线

8、方式：见沙坪变电站一次接线 图220KV侧。母联断路器、分段断路器 （2）特点 优点：可缩小母线故障停电范围、提高 供电可靠性 缺点：保护及二次接线复杂 （3）应用：双母线接线且母线进出线较 多时（一般在500KV变电站采用） 当设备连接的进出线总数为1216回时 ，在一组母线上设置分段断路器； 当设备连接的进出线总数为17回及以 上时，在两组母线上设置分段断路器。 （4）保护的配置要求原则与双母线类似 。4 双母线 分段接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式 双母带旁路：接线见白马垅变主接线（专用旁路断路 器）、杨高变主接线（母联兼旁路） 单母带旁路：接线见P674图8-7 （2）特点

9、 优点：可通过旁路母线由旁路断路器带出线断路器及 其保护运行，提高供电可靠性 缺点：增加设备及占地；倒闸操作复杂，易产生误操 作；保护及二次接线复杂，在无人值班变电站应用受 到限制； （3）应用：在老的常规站仍有采用，新上的无人站 一般不采用 （4）保护的配置要求：略5 带旁路母线 的接线二、有母线的电气主接线方式（1）接法：见沙坪变电站电气主接线。 一个半断路器接线，设置两条母线 ，每两个回路（线路或变压器）用三台 断路器接在两条母线上，形成一个完整 串。 （2）应用特别适宜于220KV以上的超高压、 大容量系统中。6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式（3）特点 优点：运行时，

10、两组母线和同一串的断 路器都投入工作，称为完整串运行,形成 多环装供电，具有较高的供电可靠性和 运行灵活性。任一母线、断路器故障或 检修，均不致引起停电；甚至两组母线 同时故障（或一组检修时另一组故障） 的极端情况下，功率仍能继续输送；运 行方便，操作简单，隔离开关只在检修 时作为隔离电器。 缺点：但使用设备较多，特别是断路器 和电流互感器，投资较大，二次控制回 路接线和继电保护都比较复杂。 （见接线图） 一6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式（3）特点 优点： 缺点： 接线： 3/2的主接线方式下二次接线 比较复杂，见下图.线路和变压器的保护取边开关和联络开关的和电流，共同组成

11、出 线电流。2组电流互感器，采用和电流接线方式，6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式（3）特点（优点、缺点） 接线： 在双母线中的电压回路，均为三个单相TV星 形接线，220kV及以下的电压的TV二次通常只有两个二次绕组，其中一个为主二次绕组，供 保护和检测用，另一个为辅助二次绕组，供零 序电压使用，但220kV也有采用三组的，将测量与保护分开； 500kV的TV二次一般制造两组主绕组和一个 辅助二次绕组。TV的一次绕组电压为接入系统相电压，两组主二次绕组分别提供两套独立 的主保护。 35kV及以下的系统使用三相五柱式TV，是具

12、 有五个磁柱的三相三绕组的TV，用于中性点非直接接地电网的一次与主二次绕组。6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置1）500KV系统要采用双重化配置2）两条母线分别采用两套单母线保护3）要随断路器设置断路器失灵保护。（如断路器与电流互感器之间发生故障，不 能由该回路主保护切除，而由其他线路和变 压器后备保护切除又将扩大停电范围，并引 起严重后果时。）4）根据一次系统过电压要求装设过电压 保护5)断路器失灵、线路过压、电抗器失灵 及故障时，除跳开本侧两侧断路器、变 压器多侧断路器，应通过远方跳闸保护 判别远跳对侧断路器

13、。6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置6）根据出线隔离开关的有无，决定是否 采用短引线保护。如下图出线隔离开关作用：由于3/2断路器接线 方式下隔离开关仅作设备停电的隔离只 之用，无需切换功能，所以仅需在每台 断路器的两侧装设隔离开关。对于线路 和变压器而言，是否设专用隔离开关。 取决于3/2断路器的串数。如果只有2串 ，一般都设有专用的隔离开关。以便在1 条线路检修时，只需要拉开线路隔离开 关，而串上2台断路器可继续运行，以保 证3/2断路器接线方式的完整性。6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置 6）根据出线隔

14、离开关的有无，决定是否 采用短引线保护。短引线保护的作用 ：其主要作用是3/2断 路器接线方式的短引线保护，也可以兼 做线路的充电保护。保护范围见图1所示 。短引线保护采用电流比率差动方式， 线路充电保护由两段合电流过流保护构 成。保护的出口正电源由线路隔离开关 的辅助接点（或屏上的压板）与装置的 启动元件共同开发，使保护的安全性得 以提高，短引线保护范围见下图。6 一个半 断路器 接线二、有母线的电气主接线方式二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置 7）出线的后备保护宜采用近后备方式 8）重合闸方式采用先重闭锁方式先合边开关，再合中开关，如果先 合在故障上，则闭锁后合开关。 6 一个半 断

15、路器 接线三、无母线的电气主接线方式桥形接线2线路-变压器组接线3 1多角形接线 3 3适应于出线较少的变电站，结构和操作简单，投资小 。三、无母线的电气主接线方式1.线路-变压器组接线（1）接法 见P671 图8-1 线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，中间无母线。其高压侧可是断路器（低压侧有电源）、隔离开关或高压熔断器。 （2）特点接线方式简单，设备少、投资省、操作简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性差。三、无母线的电气主接线方式1.线路-变压器组接线（3）保护应用1）单电源线路（变压器低压侧无电源） 可装设一段或两段式电流电压速断保护和过电流保护。由几段线路串联的单侧电源线路及分支线路

16、，如上述保护不能满足速动性或灵敏性要求时，速断保护可无选择地动作，但应以自动重合闸来补救（重合闸前加速）。此时，速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。必要时也可采用距离保护。三、无母线的电气主接线方式1.线路-变压器组接线（3）保护应用2）变压器低压侧有电源应对高压侧线路故障装设保护装置，并可采用下列保护方式：方向电流保护或距离保护。零序电流或零序电压保护分别用于中性点接地或不接地的变压器电压保护当分支侧为小电源时采用。电力线载波纵联保护按规定执行。有解列点的小电源侧按无电源处理，不装设保护。三、无母线的电气主接线方式2.桥形接线（1） 接法 桥形接线相当于在两个线-变组接线之间装设一台桥断路器而构 成，4个回路（两条线路、两台变压器）采用3台断路器，是接线中断路器数量较少、也是投资较省的一种接线方式。根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线。 接法见图P672 图8-2三、无母线的电气主接线方式2.桥形接线（2）特点内桥：线路故障仅跳线路侧断路器