变电站电气主接线及运行方式讲义

1、变电站变电站主接线及运行方式主接线及运行方式主主 讲讲电网检修部电网检修部 熊茂斌熊茂斌 内容目录34122 2概述概述有母线的电气主接线形式有母线的电气主接线形式无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变电站电气一次接线图的识绘电气电气主接主接线概线概念念 电气主接线是由变压器、断路器、隔离开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。分配电能的电路。 一、概述变电站变电站电气主电气主接线的接线的

2、作用作用可表明一次设备的数量和作用，设备间的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。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、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，继电保护及自动装置的配置等，11.1.应该掌握变电站一次主接线的类型、特点及其运行方式应该掌握变电站一次主接线的类型、特点及其运行方式；2.2.掌握不同主接线方式下二次回路、保护配置及整定计算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，掌握不同主接线运行方式改变时，对二次回路及的不同，掌握不同主接线运行方式改变时，对二次回路及保护的影

3、响。保护的影响。对继电保护专业技术人员的要求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单母线分段接线 2双母分段接线双母分段接线4单母线接线单母线接线 3 1双母线接线双母线接线 3 3一个半断路器接线一个半断路器接线 6带旁路母线的接线方式带旁路母线的接线方式3 5 当变电站进出线较多时（当变电站进出线较多时（超过超过4回），可采用母线作为回），可采用母线作为中间环节汇集和分配电能。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）接线方式见图1（2）优点：接线简单、清晰、操作）优点：接线简单、清晰、操作方便、扩建容易方便、扩建容易（3）

4、缺点：运行方式不灵活、供电）缺点：运行方式不灵活、供电可靠性差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）应用：常用于变电站主变低压侧侧10kv系统中，见系统中，见茶园变电气主接线茶园变电气主接线10kv1单母线单母线接线接线二、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 1）接线方式如图）接线方式如图2 2，（2 2）特点可弥补单母线接线的不足）特点可弥补单母线接线的不足（3 3）应用：常用于变电站主变低压侧）应用：常用于变电站主变低压侧10kv10kv系统系统中或所用电低压交流系统中，见

5、中或所用电低压交流系统中，见新安变一次接线新安变一次接线图图10kv10kv侧侧（4 4）保护配置）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单母线单母线分段接线分段接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式如图）接线方式如图3，（2）特点）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

6、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双母线双母线接线接线二、有母线的电气主接线方式图3二、有母线的电气主接线方式（3）应用：广泛应用于）应用：广泛应用于220kv系统中系统中（4）保护应用）保护应用1 1）220kv220kv系统要采用双重化配置：系统要采用双重化

7、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，均能无时限动作切除故障3双母线双母线接线接线二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置）保护配置1 1）220kv220kv系统要

8、采用双重化配置：系统要采用双重化配置：2）母线保护）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，促使对侧全线速动保护跳闸。（停信150ms,两个作用）3双母线双母线接线接线二、有母线的电气主接线方式（

9、4）保护配置）保护配置1）220kv系统要采用双重化配置：系统要采用双重化配置：2）母线保护）母线保护3）母联宜装设母联死区保护（快速切除母联）母联宜装设母联死区保护（快速切除母联ta与母与母联断路器间的死区故障）、母联失灵保护（母线故障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）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，其跳闸对象与母线保护跳闸对象完全一

10、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）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）出线元件后备保护动作，先跳母联，再跳故障侧3双母线双母线接线接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式：见沙坪变电站一次接线）接线方式：见沙坪变电站一次接线图图220kv侧。侧。母联断路器、分段断路器母联断路器、分段断路器（2）特点）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）应用：双母线接线且母线进出线较多时（一般在多时（一般在500kv变

11、电站采用）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）保护的配置要求原则与双母线类似。4双母线双母线分段接线分段接线二、有母线的电气主接线方式（1）接线方式）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）特点优点：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

12、到限制；（3）应用：在老的常规站仍有采用，新上的无人站）应用：在老的常规站仍有采用，新上的无人站一般不采用一般不采用（4）保护的配置要求：略）保护的配置要求：略5带旁路母线带旁路母线的接线的接线二、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。）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）应用 特别适宜于220kv以上的超高压、大容量系统中。6一个半一个半断路器断路器接线接线二、有母线的电气主接线方式（3）特点）特点优点：优点：运行时，两组母线和同一串的断路器都投入工作，称为完整串

13、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：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）一6一个半一个半断路器断路器接线接线二、有母线的电气主接线方式（3）特点）特点优点：优点：缺点：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，共同组成出线电流。2组电流互感器，采用和电流接线方式，

14、6一个半一个半断路器断路器接线接线二、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）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，是具有五个磁柱的三相三绕组的tv，用于中性

15、点非直接接地电网的一次与主二次绕组。6一个半一个半断路器断路器接线接线二、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）保护配置1）500kv系统要采用双重化配置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）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。）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）根据一次系统过电压要求装设过电压保护保护5)断路器失灵、线路过压、电抗器失

16、灵断路器失灵、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判别远跳对侧断路器。6一个半一个半断路器断路器接线接线二、有母线的电气主接线方式（4）保护配置）保护配置6）根据出线隔离开关的有无，决定是否）根据出线隔离开关的有无，决定是否采用短引线保护。采用短引线保护。如下图如下图出线隔离开关作用：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

17、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。6一个半一个半断路器断路器接线接线二、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）保护配置6）根据出线隔离开关的有无，决定是否）根据出线隔离开关的有无，决定是否采用短引线保护。采用短引线保护。短引线保护的作用短引线保护的作用 ：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

18、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。 6一个半一个半断路器断路器接线接线二、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）保护配置7）出线的后备保护宜采用近后备方式）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）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。 6一个半一个半断路器断路器接线接线三、无母线的电气主接线方式桥形接线桥形接线2线路线路-变压器组接线变压器组接线3 1多角形接线多角形接线 3 3 适应于出线较少的变电站，结构和操作简单，投

19、资小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.线路线路-变压器组接线变压器组接线（1）接法）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）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.线路线路-变压器组接线变压器组接线（3）保护应用）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，如上述保护不能满足速动性或灵敏

20、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.线路线路-变压器组接线变压器组接线（3）保护应用）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.桥形接线桥形接线（1） 接法接法 桥形接线相当于在两个线-变组接线之间装设

21、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.桥形接线桥形接线（2）特点）特点内桥：线路故障仅跳线路侧断路器，其余不受影响，线路及其断路器检修方便；但变压器故障要跳进线及桥断路器，将使故障侧进线不能供电。外侨：特点与内桥反运行方式灵活：可利用备自投，实现明备用和暗备用两种方式提高供电可靠性。三、无母线的电气主接线方式2.桥形接线桥形接线（3）应用）应用 对于只有两回电源进线和两台变压器的降压变电站，可考虑采用桥形接线，目前许多110kv变电站都采用这种方式，由于变压器的可靠性远大于线路，因此中应用较多的为内桥接线。见新安变电气主接线。（4）