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1、电力系统电气主接线形式介绍培训目标：通过学习本章内容，学员可以了解变电站的接线形式的含义，熟悉变电站的接线布局，掌握电气主接线形式的分类。第一章 电气主接线形式定义第一节 电气主接线定义电气主接线形式：发电厂或变电站所有高压电气设备（发电机、变压器、高压开关电气、电抗器、避雷器及线路）通过连接线组成的用来接受和分配电能的电路。是电网结构的重要组成部分。电气主接线图：电气主接线中的设备用标准的图形符号及文字符号根据连接方式形成的电路图。 第二节 电气主接线基本要求（一） 可靠性 可靠性是电力系统的首要任务，出现故障不仅会造成用户停电，还可能出现重大设备损坏，人员伤亡，引发全系统事故，导致发电厂和
2、变电所的全站停电。因此主接线形式的选择首先必须满足可靠性的要求。（二） 灵活性 灵活性是指主接线能适用于各种工作情况及运行方式，能根据运行情况方便地退出和投入电气设备。因此必须实现调度灵活、接线简单、操作方便的基本要求。（三） 经济型电气主接线在满足可靠性合灵活性的前提下，还要考虑经济成本的问题。要求投资省、占地少、电损小。因此，电气主接线应简单清晰，尽量减少开关电气数量，并且二次控制及保护配置也应力求简单，以便节约电缆投资。 因此，主接线的设计涉及到技术和经济两个方面，实际应用中要做到因地制宜，不能片面的强调三个方面的任意一个，而忽略其他的方面，应该首先满足技术要求，其次做到合理布局，精心设
3、计，节省费用。第二章 有汇流母线的主接线形式分类电气主接线按照是否有无汇流母线分为有汇流母线和无汇流母线两大类。变电站内基本都是有汇流母线的，其接线方式包括单母线，双母线及其衍生接线形式。无汇流母线则包括单元接线、桥形接线和多角形等接线形式。第一节 单母线及其衍生接线形式一：单母线接线只有一组汇流母线，所有设备均匀地分布在该母线上。每一条回路配置一组断路器及相应的隔离开关及接地刀闸。如下图所示：图表 1-1单母线接单母线的优点：接线简单、清晰、设备少、运行操作方便。扩建方便。单母线的缺点：可靠性差和灵活性差。单母线适用范围：应用于单电源或者回路数较少的35kV电压等级以下变电站或者发电厂。单母
4、线继电保护配置比较简单，一般每一支路配置一套保护测控一体装置，不配置母线保护，可根据情况选配备自投保护，一般不配置。二：单母线分段接线该接线形式是单母线为了克服其缺点衍生出的一种接线形式，在母线中添加了分段断路器。母线分为2段，回路均匀分配2段母线上，重要的回路可以设置2条支路，分别接在2段母线上，提高供电可靠性。如下图：图表1- 2 单母线分段单母线分段的优点:可靠性和灵活性大大提高。任意一路电源故障不会中断供电，任意一段母线故障，只有该母线需要停电，另外一段母线可以正常运行，减少了停电范围。单母线分段的缺点:任意一条母线检修或者停电，该母线上的支路需停电。适用范围：35110kV出线回路数
5、较少，容量不大的发电厂和变电站。单母线分段继电保护配置也比较简单，一般每一支路配置一套保护测控一体装置，分段配置一套充电保护，不配置母线保护，一般配置备自投保护用于电源自动投切。三：单母线（分段）带旁母接线为了解决单母线（分段）母线停电或者检修时需要停电的问题，引入了一条旁路母线，并且加装一组断路器及相应的隔离开关。图表 1-3 单母线带旁路接线图表1-4 单母分段带旁路接线单母线（分段）带旁路接线形式的优点：减少母线故障或者停电时的停电范围，任意一台断路器检修，该支路不停电。单母线（分段）带旁路接线形式的缺点：增加了旁路断路器及相应的隔离开关，增加了投资。运行操作变得更加复杂。适用范围：适用
6、于110kV以下电压等级，出线回路较多，对供电可靠性要求较高或者特殊需求的用户的变电站。单母线（分段）带旁路接线形式继电保护配置同单母线分段。因为旁母主要靠旁母隔离开关跨接。第二节 双母线及其衍生接线形式一：典型双母线接线典型双母线一般由2条母线，1个母联断路器及若干回路组成。每一回路有2个母线隔离开关分别连接到2条母线上。图表2- 1 双母线接线形式典型双母线优点：（1）：一条母线检修不会影响供电；（2）：任意支路母线侧刀闸检修，不影响其他支路运行。（3）：工作母线故障，故障切除后能够快速切换到另一条母线上，恢复供电。（4）：扩建方便。典型双母线缺点：每一条支路增加一组母线隔离开关，设备投资
7、增大，占地面积增大，倒闸操作变的复杂，增加了运行人员操作难度，容易误操作。适用范围：一般应用于出现回路多于5回的110kV220kV变电站。双母线接线继电保护配置：一般每一回路配置一套专用测控装置，110kV线路、母差保护单套配置，220kV以上线路、母差保护双套配置。220kV以下一般不配置断路器保护，二：双母线分段接线图表2-2 双母单分接线图表 2-3 双母双分接线双母线分段（双分段和三分段）是典型双母线的的衍生形式，目的是进一步提高双母线的可靠性、灵活性。双母线分段接线的优点：相比标准双母线，可靠性更高，运行方式更加灵活，母线故障引起的停电范围进一步缩小。双母线分段接线的缺点：引入分段
8、，相应的增加了分段断路器及其相应的隔离开关设备的投资，增加了变电站的占地规模，二次继电保护配置设备增加，二次回路变得复杂，运行检修人员的工作难度、程度增大。适用范围：主要应用于出现回路较多的220kV330kV变电站，并且随着GIS高压组合电气的广泛应用，部分330kV变电站在使用3/2接线成本过高时，也多采用这种接线方式。双母线分段接线继电保护配置同典型双母线配置，分段断路器需配置专门的保护，母差保护双套配置，并且需要和接线形式匹配。三：双母线（分段）带旁路接线图表 2-4 双母线带旁母接线（含专用旁母断路器）图表 2-5 双母双分带旁母接线双母线带旁母接线引入了一条备用母线，意义同单母线带
9、旁母接线，可靠性和灵活性大大提高。双母线带旁母接线的优点：供电更加可靠，更加灵活，以双母双分带旁母为例，只要保留一条母线中的一段，原理上供电就不会中断；回路开关检修时，支路也不会停电。双母线带旁母接线的缺点：经济型降低，倒闸操作复杂，操作难度大，旁母利用率不高，一般只在母线检修或者紧急情况下使用。适用范围：一般适用于220kV变电站出线在1014回时或者330kV电压等级的变电站在出线为67回时，宜采用双母单分接线形式；在出线回路多于15回时或者330kV电压等级的变电站在出线为8回以上时，宜采用双母双分接线形式。但无论那种接线，均需设置专用的旁路断路器。500kV以上变电站一般不采用这种接线
10、方式。双母线带旁母接线继电保护配置同双母线分段接线，旁母一般不专门设置母线保护。第三节 3/2接线形式接线形式3/2接线形式设置2条主母线，两条母线用3个断路器连接，3个断路器控制2条线路，因此叫3/2接线。习惯把每一回称作1串（例如5031，5032，5033及其刀闸和地刀），每一个完整串一般包括3个断路器，6个刀闸，8个地刀。图表3 3/2接线3/2接线形式的优点：供电可靠性和灵活性大幅提高，1组母线故障或者2组母线同时故障，不会中断供电；一组母线停电检修时，仅需断开该母线上的开关及刀闸，不需其他倒闸操作，减小误操作的几率；一台断路器故障，不用更换运行方式，不影响供电。3/2接线形式的缺点
11、：增加了断路器和刀闸设备，成本高，占用土地多。二次回路变得更加复杂，继电保护之间的配合、定值整定变得困难，运行人员操作时，涉及到其他的多个一、二次设备，操作难度大，误操作产生的故障范围相对较大。对运行、检修人员的技术水平要求较高。适用范围：由于3/2接线形式的可靠性和灵活性，国内主要应用于330kV以上的出线回数在6回以上的变电站，常见的变电站回路数基本在10回以内。3/2接线每一串线路继电保护配置一般包含3个断路器测控，2个线路测控，3个断路器保护，每一条线路配备2套线路及2套远跳保护（智能变电站远跳保护一般设置在线路保护中）。每条母线配置2套母差保护。主变回路一般配置34个测控（高、中、低
12、及本体），2套电气量保护和1套非电量保护。第三章 无汇流母线的主接线形式分类无汇流母线接线形式主要包括单元接线、桥型接线、角型接线。该种接线形式是因地制宜采用的适合独特供电系统的接线形式。一：单元接线单元接线一般大型发电厂采用，由发电机和变压器直接连接，单元接线有简单明晰，故障范围小，运行可靠，配电装置简单，操作方便等优点。缺点也很明显，单元中的任意元件故障，需停电。图表4 单元接线（ a）发电机双绕组变压器单元接线（b）发电机三绕组变压器单元接线（c）发电机双绕组变压器扩大单元接线（d）发电机分裂绕组变压器扩大单元接线二：桥型接线桥型接线一般分为内桥接线、外桥接线、双桥接线。如下图所示，由于
13、桥断路器位置的不同，分为内桥和外桥。当有三台主变三条线路时，可组成双桥接线。图表5 桥型接线内桥和外桥因为桥断路器位置不同，所以两种接线对应的系统特点也不同。内桥接线主要针对于线路较长，主变很少切除的系统。外侨接线针对于线路短，主变经常切除的系统，且有穿越功率的系统。桥型接线的特点：可以节省2组断路器，经济型较高，变压器故障线路需停电，线路故障主变需停电。容易扩建成单母线分段，一般只应用于2进2出或者3进3出的小型变电所及发电厂。三：角型接线角型接线可以分为三角形，四角形，多角形接线，角型接线中断路器的个数等于出线回路数。每一回路与2台断路器相连，正常运行时闭环运行，可靠性和灵活性很高。图表6 角型接线角型接线也存在缺点：在一台断路器检修时，闭环被打开，此时再发生故障时，将会部分或者全部停电。继电保护配置复杂，整定困难，考虑到故障情况，设备容量需要偏大选择。角型越多，缺点越明显。因此一般只在水电站采用。总体来看，电气主接线的选择必须要可靠、灵活、经济。在实际的变电站建设中，主接线形式基本和电压等级挂钩，电压等级一旦确定，主接线形式基本就确定了。学习的重点在于运行、检修及故障情况下系统的操作难易程度和系统停电范围，从这一点入手对比各种主接线的区别就很容易掌握每一种接线形式特点。1cl借鉴
