电气主接线及设计PPT详细讲解199页（含案例分析）

1、 电气主接线及设计 第一节 电气主接线设计原则和程序 第二节 主接线的基本接线形式（重点） 第三节 主变压器的选择（了解） 第四节 限制短路电流的方法（重点） 第五节 电气主接线设计举例 Main electric wiring（diagram）第一节 电气主接线的基本要求电气主接线：也称为电气主系统或电气一次接线。它是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是发电厂、变电所电气部分的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。电气主接线反映了： 1)发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量。 2)各回路中电气设备的连接关系。基本概念电气主接线直接关

2、系到电力系统运行的可靠性、灵活性和安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。所以电气主接线是电力设计、运行、检修部门以及有关技术人员必须深入掌握的主要内容。电气主接线图：就是用国家规定的电气设备图形与文字符号，详细表示电气主接线组成的电路图。电气主接线图一般用单线图表示(即用单相接线表示三相系统)，但对三相接线不完全相同的局部图面 (如各相中电流互感器的配置)则应画成三线图。对电气主接线的基本要求 对电气主接线的基本要求，概括的说包括可靠性、灵活性和经济性三方面：1.保证必要的供电可靠性和电能的质量；2.具有一定的运行灵活性；3.操作

3、应尽可能简单、方便；4.应具有扩建的可能性；5.技术上先进，经济上合理。一、可靠性 (1) 电能生产的特点要求电气主接线首先应满足可靠性的要求。电能不能大量储存，发电、输电和用电必须在同一瞬间完成的，任何一个环节出现故障都会造成供电中断。 (2）可靠性不是绝对的，对于不重要的用户，太高的可靠性将造成浪费。分析主接线的可靠性时，要考虑发电厂与变电所在电力系统中的地位和作用、负荷的性质、设备的可靠性和运行实践等因素。1.分析和评估主接线可靠性时应该考虑的几个问题(1)发电厂与变电所在系统中的地位和作用 对于大、中型发电厂和变电所，在电力系统中的地位非常重要，其电气主接线应具有很高的可靠性。对于小型

4、发电厂和变电所就没有必要过分地追求过高的可靠性而选择复杂的主接线形式。目前，我国的发电机单机容量大小划分为： 50MW以下的发电机组为小型机组； 50200MW的发电机组为中型机组； 200MW以上的发电机组为大型机组。发电厂容量大小划分为: 总装机容量在100MW以下的发电厂为小型发电厂； 总装机容量在100250MW的发电厂为中型发电厂； 总装机容量在2501000MW的发电厂为大中型发电厂；总装机容量在1000MW以上的发电厂为大型发电厂。(2)用户的负荷性质 电力用户负荷按照其对供电可靠性的要求分为三个等级，即I、 、III类负荷。 I类负荷 对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或

5、造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。任何时候都不允许停电。 类负荷 对这类负荷突然中断供电将造成生产设备局部破坏，或造成生产流程紊乱且难以恢复，或出现大量废品和减产，因而在经济上造成一定损失。必要仅允许短时间停电。 III类负荷 I类和类负荷之外的其它负荷。对供电没有特殊的要求，可以较长时的停电。 由此可见，对于带I，II类型负荷的发电厂与变电所应该选择可靠性较高的主接线形式。（3）设备的可靠性 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基础。（4）运行实践 应重视国内外长期积累的运行实践经验，优先选用经过长期实践考验的主接线形式。2.定性分析

6、和衡量主接线可靠性的评判标准 主接线可靠性的评判方法：定性分析和定量计算(可靠性计算)。定性分析和衡量主接线可靠性的评判标准： 1)断路器检修时，能否不影响供电。2)母线(或断路器)故障以及母线或母线隔离开关检修时，停运的回路 数的多少和停电时间的长短；能否保证对I类负荷和大部分I，II类负 荷的供电。3)发电厂、变电所全部停运的可能性。4)大机组和超高压的电气主接线能否满足对可靠性的特殊要求，如 是否危及电力系统稳定运行。二、灵活性(1)调度灵活：能按照调度的要求，方便而灵活地投切机组、变压器和线路，调配电源和负荷，以满足在正常、事故、检修等运行方式下的切换操作要求。(2)检修安全、方便：可

7、以方便地停运断路器、母线等，而不致影响电网的运行和对其它用户的供电，应尽可能的使操作步骤少，便于运行人员掌握，不易发生误操作。(3)扩建方便能根据扩建的要求，方便地从初期接线过渡到远景接线：在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路而不互相干扰，对一次设备和二次设备的改造为最少。三、经济性 主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下做到： 1.节约投资 (1)主接线应力求简单清晰，节省断路器、隔离开关等一次电气设备； (2)要使相应的控制、保护不过于复杂，节省二次设备与控制电缆等； (3)能限制短路电流，以便于选择价廉电气设备和轻型电器等； (4)一次设计，分期投资建设、投产。

8、2.占地面积小 主接线的形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局，主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。3.年运行费用小 年运行费用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修的维护费等，电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变压器的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。常用一次设备的图形和文字符号 名称 图形符号 文字符号（旧符号）发电机 G （F）（generator）双绕组变压器 T (B)（Two-winding transformer）三绕组变压器 T (B) 三绕组自耦变压器Three-winding autotransformer T (B) 常

9、用一次设备的图形和文字符号 名称 图形符号(旧符号) 文字符号（旧符号）断路器 QF（CB） ( DL)（circuit breaker）隔离开关 QS (GL)（isolating switch）熔断器 FU (RD)fuse电抗器 L (DK)reactor常用一次设备的图形和文字符号 名称 图形符号(旧符号) 文字符号（旧符号）手车断路器 QF ( DL)母线 W (MX)bus电缆终端头 L (XL)cable避雷器ArresterGroud wire Lighting rod F 1、主接线全图：全面画出电路中的所有一次设备。 2、主接线简图：酌情省略互感器等设备的主接线。 3、主接

10、线模拟图：是主接线的模型，着重表示运行中各电力元件的运行状态。特点：准确反映设备的现场情况； 可以做操作前的模拟演示； 主接线电压等级线路用不同颜色表示； 在设备旁标注本站统一的运行编号。不同形式的主接线图第二节 主接线的基本接线形式包含的环节：(1)电气主接线的基本环节是电源(发电机或变压器)和出线，它们之间如何连接是电气主接线的主体。(2)当同一电压等级配电装置中的进出线数目较多时(一般超过4回)，需设置母线作为中间环节(掌握中间环节是关键)。对于进出线数目少，不再扩建和发展的电气主接线，不设置母线而采用简化的中间环节。主接线的分类：根据是否有母线，主接线接线形式可以分为有母线和无母线两大

11、类型。母线也叫汇流母线，起汇集和分配电能的作用 有母线的主接线：由于设置了母线，使得电源和引出线之间连接方便，接线清晰，接线形式多，运行灵活，维护方便，便于安装和扩建。 但有母线的主接线使用的开关电器多，配电装置占地面积较大，投资较大。 无母线的主接线：使用的开关电器少，配电装置占地面积较小，投资较小。主接线的基本形式 对每一种基本接线形式，要求掌握：接线图：进出线环节如何与母线连接；开关设备如何连接。可能存在的运行方式和运行特点。优缺点：可靠性高或可靠性低及其具体体现。适用场合：适用的电压等级；适用的出线回数等。一、有汇流母线的基本接线形式有汇流母线的接线形式可分为两大类： 1：单母线单母线

12、：2：单母线分段 3：单母线（分段）带旁路 1：双母线 2：双母线分段 双母线：3：双母线（分段）带旁路 4：3/2断路器接线 5：变压器-母线组接线1单母线接线单母线接线各电源和出线都按在同一条公共母线WB上，其供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线回路。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 WL：线路(出线) QS1/QS2：电源隔离开关 QS3：母线隔离开关 QS4：线路隔离开关 QF1/QF2：电源断路器 QF3：出线断路器 WB：母线 QS5：接地开关(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单 单母线接线特点： 只有一组母线，所有电源和出线都

13、经过一台QF和QS接至母线上。母线保证发电机Gl、G2并列工作，同时任何一条引出线都可以从母线上获得电源。负荷均衡分配。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 回路的基本组成： （1）每一回路均装设有断路 器QF和隔离开关QS。 （2）断路器两侧均装设有隔 离开关（用户侧可不 装），用于断路器停 电检修时隔离电压。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 回路的基本组成： （3）电源回路中，发电机和 发电机出口断路器(电 源断路器)之间可以不 装设隔离开关。因为断 路器断开后，发电机也 必然处于停机状态。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 回路的基本

14、组成： （4）在线路隔离开关(QS4) 的线路侧，通常装有接 地开关(接地刀闸)。 当线路停电之后，合上 作为接地线使用。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 倒闸操作： 发电厂和变电所电气设 备有运行、备用和检修三 种工作状态。由于正常供 电的需要或故障的发生， 而转换设备工作状态的操 作称为“倒闸操作”。倒闸 操作正确与否，直接影响 安全运行。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 倒闸操作： *主要涉及到拉合QF和QS； 拉合QF的操作熔断器和合 闸熔断器；投切继电保护 装置或自动装置或改变其 整定值；拆装临时接地线； 改变中性点接地方式和电 网的合环与解列

15、操作等等。QS和QF的区别* 结构： QF内部有灭弧装置(灭弧室)，断口在灭弧室中，灭弧室中有灭弧介质；QS没有，结构简单* 作用： QF的作用：用来接通和开断线路，且可以自动开断短路电流(继电保护装置判断电流大小从而驱动) QS作用：用可见断口将停电设备与带电部分隔离，不能用来接通和断开大电流。QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则停电操作：先断断路器QF，再断线路侧隔离开关，最后断母线侧隔离开关送电操作：先合母线侧隔离开关，再合线路侧隔离开关，最后合断路器QF(一)单母线接线形式 *根据QF和QS的作用不同， 在倒闸操作中必须保证正 确的操作顺序。以投切线 路WLl为例，顺序如下： *切除

16、WL1(断电) 拉开QF3QS4 QS3 *投入WLl(送电) 合上QS3 QS4 QF3(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 倒闸操作： 为了防止误操作必须： *严格执行操作票制度和 监视制度(组织措施) *加装防止误操作的闭锁 装置(技术措施)(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 优点： * 接线简单，清晰。所用 电气设备少。操作方便， 投资小，便于扩建，也便 于采用成套配电装置。 * 隔离开关仅仅用于检修 时隔离电压，不作为操作 电器，不易发生误操作。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 缺点：可靠性、灵活性 较差。体现在： 母线和母线侧隔

17、离开 关检修(清扫)或故障 时，在检修期间所有 回路必须停止工作。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 缺点：可靠性、灵活性 较差。体现在： 某一电源或出线断路 器检修时，必须停止该 回路的工作。(一)单母线接线形式1.单母线：最原始、最简单的接线 适用场合： * 纯粹的单母线不能满足 重要用户的要求，只适用 于容量小、出线少的发电 厂和变电所中。10kV出线（含联络线）回路回；35kV出线（含联络线）回路回；110kV出线（含联络线）回路回。(一)单母线接线形式2.单母线分段为了解决纯粹单母线接线的缺点，提高供电可靠性，可以用断路器（分段断路器）将母线分段，从而形成单母线分段

18、接线。如图：QFd两侧的隔离开关用于检修QFd时隔离电压。 (一)单母线接线形式2.单母线分段 母线分段的数目取决于电源的数目和功率、电网的接线和电气主接线的工作形式。分段的数目一般在2-3段(I、段)。引出线在各个母线段上分配时，应尽量使各分段的功率平衡。 (一)单母线接线形式2.单母线分段运行方式：正常运行时，分段断路QFd断开。 有时应装有备用电源自动投入装置(BZT)。当任一电源故障，其电源QF自动跳闸断开，在BZT的作用下，分段断路器QFd可以自动接通，保证全部引出线继续供电。这种运行方式还可以限制短路电流的水平，在低压母线中常用。 (一)单母线接线形式2.单母线分段运行方式：正常运

19、行时，分段断路器QFd闭合。当任一母线发生短路故障，在母线继电保护的作用下，QFd和连接故障段母线的电源QF自动断开，则非故障段可以继续供电。避免了在纯单母线中母线故障时全部回路都得停电的情况。 (一)单母线接线形式2.单母线分段 用QFd分段的单母线可以可靠的给重要负荷的用户供电。此时，该重要用户须从两个母线段上引出两个回路，保证两个电源供电。而两段母线同时故障的几率几乎为0。 (一)单母线接线形式2.单母线分段运行方式：当可靠性要求不高时，也可用隔离开关QS将母线分段，故障时将会短时全厂停电。待拉开分段隔离开关后，无故障段即可恢复运行。(一)单母线接线形式2.单母线分段 优点：具有单母线接

20、线简单、经济、方便、易于扩建的特点。可靠性比纯粹单母线有所提高，表现在：母线或母线隔离开关发生故障时，仅有故障段停电，非故障段可继续工作。对重要用户，可以从不同分段引出双回线，以保证可靠地向其供电。 (一)单母线接线形式2.单母线分段缺点：每个母线段都相当于一个单母线，所以仍有可靠性低的方面 当母线某分段检修或故障时，仍必须断开该段母线上的全部回路。因此，电源减少，部分用户供电受到限制和中断。 任一回路断路器检修时，该回路仍必须停止工作。 这个缺点对单母线（分段或不分段）都存在。适用范围： 单母线不分段接线不满足时采用。610KV配电装置出线回路数在6回及以上；3560KV配电装置出线回路数在

21、48回；110220KV配电装置出线回路数在4回。 (一)单母线接线形式3.单母线（分段）带旁路接线 为了解决在检修断路器期间该回路必须停电的问题，可采用加装“旁路母线”的方法。即： 增加一条称为“旁路母线”的母线。该母线由“旁路断路器”供电。在检修出线断路器时。就可以将该条线路转移到旁路母线上，旁路断路器就代替出线断路器工作。(一)单母线接线形式3.单母线（分段）带旁路接线 (1)单母线带旁路：“专用旁路断路器”(2)单母线分段带旁路：包括“专用旁路断路器”、 “旁路断路器兼作分段断路器”和“分段断路器兼作旁路断路器” 接线(一)单母线接线形式(1)单母线带旁路： 专设旁路断路器接线特点：*

22、 旁路断路器QFp连接旁路母线和工作母线。* 每一出线回路在线路隔离开关的线路侧再用一台旁路隔离开关QSp接至旁路母线WBp上。(一)单母线接线形式(1)单母线带旁路运行方式：* 旁路断路器QFp及两侧隔离开关 和每条出线的QSp均是断开的， 为单母线运行。 这样，平时旁路母线不带电， 减少故障可能。(一)单母线接线形式(1)单母线带旁路检修出线断路器QF1时：先合上QFp两侧隔离开关， 再合上QFp，旁母带电；合上QSp，断开QF1，QS2和 QS1，这样QF1退出工作。该线路经WB、QFp、WBp、QSp 供电。(一)单母线接线形式(1)单母线带旁路优点：供电可靠性提高，保证了对重要用户的

23、不间断供电，倒闸操作相对简单缺点：增加了设备，从而增大了投资和占地面积适用： 35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专用旁母(一)单母线接线形式(2)单母线分段带旁路专设旁路断路器和旁路母线（2种接线方式）正常运行时：旁路断路器QFp及两侧隔离开关和每条出线的QSp均断开（冷备用），为单母线分段运行。检修出线断路器时:倒闸操作与前类似可靠性有所提高，因为检修期间仍以单母线分段运行(一)单母线接线形式(2)单母线分段带旁路分段断路器QFd兼作旁路断路器正常运行时：QFdQSl、QS2闭合，QS3QS4QS5断开，QSp断开，为单母分段运行，旁路母线WBp平时不带电。(一)单

24、母线接线形式分段断路器QFd兼作旁路断路器检修QF1时： 母线分段隔离开关QS5合上，使两段母线在检修期间并列运行。(一)单母线接线形式分段断路器QFd兼作旁路断路器加装旁路母线的唯一目的：检修出线断路器时该线路不停电。(一)单母线接线形式 旁路断路器QFd兼作分段断路器适用610kV出线较多而且对重要负荷供电的装置；35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户。对单母线的评价:工作母线或母线隔离开关在故障或检修时，母线要停电。(二)双母线接线形式 单母线接线形式不论是否母线分段，当母线(段)故障或母线隔离开关故障时，接在该母线(段)上的所有回路都必须停电，故障排除后方能恢复供电。这个恢复时间可

25、能很长，显然降低了供电可靠性。 分析上述问题产生的原因，就在于每个回路只有通过唯一的电路连接在唯一的一条母线上。 因此，为了解决上述问题，可以增加一条母线，形成双母接线形式。(二)双母线接线形式1. 双母线接线特点：有两组母线（、）。 每一个电源回路和出线回路均通过一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。两组母线通过一台母联断路器QFm相连。(二)双母线接线形式运行方式：A. 一组母线工作，另一组母线备用 母联QFm断开，所有进出线接在工作母线上的QS全部闭合，接在备用母线上的QS全部断开。备用母线平时不带电，相当于单母线运行。任一组母线都可以是工作或备用(二)双母线接线形式B. 两组母线

26、并联运行（固定连接方式）母联QFm及两侧QS闭合，两组母线均是工作母线。一般把电源和出线均匀分布在两组母线上。某一回路固定的与某组母线相连，接在该组母线的QS是闭合的，相当于单母线分段运行。(二)双母线接线形式运行特点：A. 检修母线时不影响正常供电“倒母线”操作。进行“倒母线”操作时，必须严格遵循正确的操作顺序，避免误操作。(二)双母线接线形式倒母线操作 例如当采用上述A工作备用运行方式时，为了检修工作母线，须将母线由备用转工作，母线由工作转备用，则正确的操作顺序如下：(二)双母线接线形式合上QS2、QS1和QFm，使组母线带电，检查该母线是否完好。依次合上各个回路接在 组母线侧的QS，再依

27、次断开各回路接在组母线侧的QS。拉开QFm，原工作母线便退出工作，可以进行检修。(二)双母线接线形式B. 检修任一母线QS时，只影响该回路正常供电。例如检修QS5： 断开QF1和QS5 、QS7，将电源和其余全部出线经“倒母线”操作转移到组母线工作，再断开QFm。此时母线不带电，QS6原来就是断开的，因此QS5两侧完全无电压。(二)双母线接线形式C. 工作母线故障后，所有回路能迅速恢复供电。当工作母线发生短路故障时，所有电源回路QF自动跳闸。随后断开各出线QF和所有故障母线侧的QS，再合上各回路备用母线侧的QS，最后合上电源QF和出线QF。这样，所有回路不必等待故障排除即可迅速恢复供电。(二)

28、双母线接线形式D. 任一出线QF故障，可利用QFm来代替断开该回路，检修故障的出线QF。例如用QFm代替QF1：断开QF1、QS7、QS5，用跨条短接QF1；再合上QS6、QS7，合上QS2、QS1、QFm，则恢复WL1供电。供电回路：QS3QS2 QFm QS1 QS6 QS7(二)双母线接线形式1.双母线优点：可靠性高运行灵活扩建方便。缺点：增加了母线长度，每回路多了一组母线QS，从而配电装置架构增加，占地面积增大，投资增多。同时，在由于母线故障或检修而进行倒闸操作时，QS作为倒换操作电器，容易导致误操作。(二)双母线接线形式1.双母线缺点：当工作母线故障时，将造成整个配电装置在倒母线期间

29、停电。 (可以采取两组母线同时工作的运行方式或某组母线分段来解决)检修任一回路QF时，该回路必须停电。即使可以用母联来代替，也需短时停电，而且这样检修期间为单母线运行，可靠性有所降低 (可以采取加装旁路母线来解决)(二)双母线接线形式1.双母线适用情况：由于可靠性高广泛适用于6220kv进出线较多输送和穿越功率较大运行可靠性和灵活性要求高的场合。610kV：当发电机电压负荷较大出线较多且有重要用户时有采用双母线的必要。3560kV：出线超过8回或连接电源较多负荷较大时采用。这样检修设备比较方便。110220kV：出线回数为5回以上时或出线回路为4回但在系统中地位重要时采用。(二)双母线接线形式

30、2.双母线带旁路：在检修某一回路断路器时，为了不使该回路停电，可采取增设旁路母线的方法。(1)双母线带旁路专用旁路断路器接线形式如图：(二)双母线接线形式2.双母线带旁路：双母线带旁路接线。正常运行时，双母线接线多采用固定连接方式，即双母线同时运行，出线和电源回路平均分配好后，固定工作于某组母线上。这样，负荷平衡，母联上通过电流最小。接线特点电源及双回出线分别在不同母线上运行，即220kV两组母线均投入，母联闭合。G1 LD1 LH1 LY1线路及T01启备变在母线运行G2 LD2 LH2 LY2线路及旁路母线在母线运行，旁路断路器闭合。固定连接方式的优点双回出线分别在两组母线上运行，确保双回

31、线的双电源；（类似单母线分段方式）每组母线上均有机组和出线，可使出力与负荷基本平衡。如遇母联断路器误跳，各机组仍可通过系统并联运行；旁母正常处于充电状态，可保证旁母完好，随时可投入。双母线带旁路的非正常运行方式一台机组检修时：G1停运（ G1 LD1 LH1 LY1线路及T01启备变在母线运行）：联络变压器220kV应在段母线，确保两段母线均有电源，其它运行方式不变。G2停运：联络变压器220kV应在段母线，启备变改在段母线（G1机组的工作变和启备变来自不同母线-工作备用电源分散原则，防止段母线故障，厂用电全停）。出线运行方式不变。(二)双母线接线形式2.双母线带旁路：旁路母线设置原则适用范围

32、：110-220kV：配电装置的出线送电距离较长，输送功率较大，停电影响较大，且常用的少油断路器年均检修时间长。因此多设置旁路母线。220kV出线5回及以上、110kV出线7回及以上一般应装设专用的旁路断路器。(二)双母线接线形式2.双母线带旁路：(2)为了节省断路器及配电装置间隔，可以用母联兼作旁路或旁路兼作母联。运行方式以旁路为主。正常运行时，如果QFp要起到母联的作用，因此QFp，QS1，QS3，QS4是闭合的QS2断开。此时，旁路母线WBp带电。(二)双母线接线形式2.双母线带旁路：(2)为了节省断路器及配电装置间隔可以用母联兼作旁路或旁路兼作母联。运行方式以母联为主。正常运行时，QF

33、m按母联工作，因此QFmQS1、QS4闭合，QS2，QS3断开。此时旁路母线WBp不带电。检修出线QF时，断开QFm，合上QS3，拉开QS4，变为单母线带旁路。再用QFm代替出线QF。(二)双母线接线形式旁路母线的设置原则：1)一般断路器切断的短路故障次数达到需要检修的次数后(或长期运行后)，就需要检修，如不允许停电检修，就需要设置旁路母线；2)由于线路故障较多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入旁路；3)考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般由多台变压器并列运行，在发电厂，发电机-变压器回路的断路器可以安排在发电机检修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的情况较少；4)对于采用手车式

34、成套开关柜的6-25kV配电装置，由于断路器可以快速更换，可以不设置旁路母线。双母线的缺点在改变运行方式时，母线隔离开关作为操作电气设备，且倒闸操作比较复杂；双母线存在全停的可能，这对大容量电厂和500kV系统影响严重。因此双母线一般只用在分期建设的一期工程阶段。二期工程常采用3/2断路器接线接入500kV。我国220kV配电装置常采用旁路母线。当电厂机组台数较多或电厂采用500kV电压接入系统时，双母线带旁路接线便不能满足可靠性要求。常用的接线方式有双母线三分段或四分段和3/2断路器的接线。(二)双母线接线形式3. 双母线分段： 为了消除工作母线故障时造成整个配电装置停电的缺点，可以将双母线

35、接线中的一组母线用断路器分段，从而形成双母线分段接线形式。如图：(二)双母线接线形式3.双母线三分段：原组母线分为两段( 段)原组母线(段)仍为备用，平时不带电。、段母线各通过一台母联与母线相连，、段母线间通过一台分段断路器连接。(二)双母线接线形式3.双母线分段：双母线分段既具有单母线分段的特点，又具有双母线的特点。任一分段检修或故障时，可将该分段上所有回路转移至备用母线，则备用母线与完好分段通过母联并列运行。(二)双母线接线形式3.双母线分段：在610kV发电机电压汇流母线中，为了限制短路电流，在母线分段处可以加装分段电抗器。与分段断路器相串联，并可以通过隔离开关接到任意两段母线之间。(二

36、)双母线接线形式带叉接电抗器的双母线分段接线： 在中、小型发电厂的610kV配电装置中，为限制610kV系统中的短路电流，常采用叉接电抗器分段的双母线接线形式。 由图3-8可见，在分段处装设有分段断路器QFd，母线分段电抗器L及4台隔离开关为了使任一工作母线停运时，电抗器仍能起到限流作用，母线分段电抗器L可以经分段断路器及隔离开关交叉接至备用母线上。 正常运行方式：Wl和W2两段母线经分段电抗器、断路器及隔离开关并列运行，W3备用。(二)双母线接线形式图3-11是双母线四分段带旁路母线接线 正常运行时，母联和分段断路器闭合，四段同时运行，每段母线上均接有1/4左右的负荷。双母线四分段带旁路接线

37、的运行方式正常运行方式：四个分段均允行，母联及分段断路器合上，旁路母线做冷备用。1. 双回路应接在不相邻的两个分段母线上。YH1和YH2分别接在段和段上，YD1和YD2分别接在段和段上。各机组分别接到各分段母线上。2. 从备用电源可靠性来讲，工作变和启备变应在不同母线段上，即01启备变应在、段运行，而02启备变应在、段运行。但当厂用工作变停运时，启备变却不能与该机组在同一母线上运行。因此01启备变接在、段， 02启备变在、段。非正常运行方式1. 一台机组停运或一回出线检修运行方式可不做调整；两台机组同时停运，余下两台应调整到不相邻两分段上运行非正常运行方式2. 出线断路器检修用旁路代替时，旁路

38、只能固定在、段上。当YD1断路器检修用QF1代替时（相当于接在 段母线上），应将YD2倒到母线运行，相应调整YH1和YH2，仍满足每段母线有一回出线且双回路接在不相邻两段上。非正常运行方式3. 母联或分段断路器检修时，开环运行，可不改变正常接线方式。非正常运行方式4. 一段母线检修时，该段上的电源和出线应倒到另一段母线上运行。(二)双母线接线形式3.双母线分段适用范围可靠性、灵活性高。 广泛应用于610kV进出线较多的发电机电压母线。在220kV进出线回数为10-14回时，可采用双母线3分段；进出线总数在15回及以上时，可采用双母线4分段。在可靠性要求很高的330-500kV超高压配电装置中，

39、当进出线回数为6回以上时，也可考虑采用双母线3分段或4分段接线。缺点：增加了母联和分段QF，增加了投资和占地面积。研究结果表明：4台300MW汽轮发电机组和四回出线的双母线四分段带旁路的接线方式与3/2断路器接线相比，后者的可靠性指标好于前者；且后者没有切除三个及以上回路的可能，而前者有。母联兼旁路倒闸操作1、断路器QFM的作用；2、S1和L1、S2和L2分别固定连接于母线I、II运行时（母联闭合），若不停电检修QF3，写出操作步骤。 旁路母线只能由II段母线带着运行，因此需要把I段母线的负荷全部转移的II段母线上来，（1）闭合QS2，闭合QS6 ；（2）拉开QS1 ，拉开QS5；给旁路母线充

40、电：（3）断开QFM及QS14；（4）闭合QS15和QFM，检查旁路母线是否完好，如没有问题，继续下面的操作。（5）闭合QS11；（6）断开QF3及QS9和QS6。 这样QF3就退出工作，由旁路断路器QFM执行其任务，即在检修QF3期间，线路可不停电。 (二)双母线接线形式4. 3/2断路器双母线接线接线方式： 每两回进、出线占用3台断路器构成一串，接在两组母线之间，因而称为“3/2断路器接线”，也称“一台半断路器接线”。 联络断路器接线原则同名元件不同交叉布置完整串运行： 运行时，两组母线和同一串的三个断路器都投入工作，称为完整串运行，形成多环路供电，具有很高的可靠性。完整串运行的主要特点任

41、一母线故障或检修不停电（断开QF1、QF4、QF7，及其下方对应的QS）；任一断路器检修不停电（QF1检修，断开QF1及其两侧QS）；一台断路器故障最多影响两回进出线停电（QF1故障：QF2、QF4、QF7跳闸，WL1停运；联络断路器QF2故障：QF1和QF3跳闸，T1和L1停运）两组母线同时停运也能送出功率（同名元件不同串）。完整串运行的主要特点一台断路器检修，另一组母线故障，最多影响一回线停电（QF2检修，段母线故障，T1停运；段母线故障，L1停运）。一台断路器检修，另一台断路器故障（当只有两回进线T1和T2时，QF2检修，QF6故障，则QF3、5、9跳闸，T1和T2停运。防止同名回路同时

42、停电交叉布置）交叉接线将两个同名元件（电源或出线）分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入，即电源和出线互相交叉配置非交叉接线（或称常规接线）将同名元件分别布置在不同串上，但所有同名元件都靠近某一母线一侧（进线都靠近一组母线，出线都靠近另一组母线）交叉接线比非交叉接线有更高的可靠性例如，假设两个联络断路器同时检修，对非交叉接线将造成切除两个电源，相应的两台发电机甩负荷至零，电厂与系统完全解列；交叉接线比非交叉接线有更高的可靠性对于交叉接线而言，电源还可向系统送电。T1向L2送电；T2向L1送电。但交叉接线的配电装置的布置较复杂，需要增加一个间隔。运行特点不完整串运行 一串中任何一台断路器退

43、出时，这种运行方式称为不完整串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行(二)双母线接线形式4. 3/2断路器双母线接线特点：可靠性高。任何一个元件(一回出线、一台主变)故障均不影响其他元件的运行。母线故障时与其相连的断路器都会跳开，但各回路供电均不受影响。当每一串中均有一电源一负荷时，即使两组母线同时故障影响不大。(二)双母线接线形式4.3/2断路器双母线接线特点：调度灵活：正常运行时两组母线和全部断路器都投入运行，形成多环状供电，调度方便灵活。(二)双母线接线形式4.3/2断路器双母线接线特点：操作方便：只需操作断路器，而不必利用隔离开关进行倒闸操作，从而使误操作事故大大减少。隔离开关仅供检修时

44、隔离电压用。(二)双母线接线形式4.3/2断路器双母线接线特点：检修方便： 只检修任一台断路器时只需断开该断路器自身，然后拉开两侧的隔离开关即可检修。检修出线时也不需切换回路，不影响各回路的供电。(二)双母线接线形式4.3/2断路器双母线接线 缺点：占用断路器较多，投资较大，同时使继电保扩也比较复杂。接线至少配成3串才能形成多环状供电。(二)双母线接线形式4. 3/2断路器双母线接线 适用范围：3/2断路器接线具有很高的可靠性，是现代大型电厂和变电所超高压(330kV，500kV及以上电压等级)配电装置的常用接线形式。300MW机组升高电压母线的接线方式我国300MW机组常用的主接线方式有：1

45、. 采用两级升高电压的电厂，一般220kV采用双母线带旁路接线，500kV采用3/2断 路器接线，在220kV与500kV间采用联络变压器（不采用发电机-三绕组变压器单元接线）连接；联络变压器（三绕组自耦变压器）1. 采用三绕组变压器要求在发电机出口装设断路器；2. 三绕组变压器不如双绕组变压器加联络变压器灵活方便；3. 联络变压器的第三个绕组可用作厂用第二启备变，提高备用电源可靠性。4. 厂内两升高电压等级间正常功率交换小，不需大容量的联络变压器。2. 采用单一升高电压等级的有双母线四分段或3/2断路器接线。 在电厂一期工程中，采用双母线带旁路接线。300MW机组升高电压母线的接线方式(二)

46、双母线接线形式4. 4/3断路器双母线接线 这种接线方式通常用于发电机台数(进线)大于线路(出线)数的大型水电厂，以便实现在一个串的3个回路中的电源与负荷容量相互匹配：与一台半断路器接线相比，投资节省，但可靠性有所降低，布置比较复杂。(二)双母线接线形式5.变压器-母线组接线接线方式：如图 由于超高压系统的主变压器均采用质量可靠、故障率很低的产品，所以可以直接将主变压器经隔离开关接到两组母线上，省去断路器以节约投资。(二)双母线接线形式5.变压器-母线组接线 万一主变(如T1)故障时，即相当于与之相连的母线(W1)故障，则所有靠近该母线的断路器均会跳闸，但并不影响各出线的供电。主变用隔离开关断

47、开后，母线即可恢复运行。(二)双母线接线形式5.变压器-母线组接线当出线数为5回及以上时，各出线均可经双断路器分别接到两组母线上，可靠性很高(如图中的L1，L2，L3)当出线数为6回及以上时，部分出线可以采用3/2断路器接线形式，可靠性也很高。 (如图中的L4，L5)二、无汇流母线的基本接线形式 无汇流母线的接线形式的特点是：断路器数量等于或少于出线回路数。可分为三大类：单元接线： 1发电机-变压器（组）单元 2扩大单元 3发电机-变压器-线路单元桥形接线： 1.内桥 2.外桥角形接线： 三角形、四角形、五角形（一）单元接线 各元件串联相连，之间没有任何横向联系的接线。1.发电机-变压器单元接

48、线 发电机电压等级不设母线。各台发 电机直接与各自主变压器连接，电能经变压器送入升高电压等级进入系统，供给远方用户。 由于发电机仅在升高电压侧并联工作，因此在升高电压侧必须有母线。 这种单元接线往往只是电厂主接线中的一部分或一条回路。（一）单元接线1.发电机-变压器单元接线图(A)为发电机双绕组变压器单元接线。由于发电机和变压器不可能单独工作，因此两者容量相同，之间可不装设断路器。为了便于对发电机进行试验，可设一组隔离开关。发电机出口是否装设断路器在大容量机组（特别是200MW以上的机组）的单元接线中，发电机出口一般不装设断路器，其理由是大电流大容量断路器投资较大，而且在发电机出口至主变压器之

49、间采用封闭母线后，此段线路范围的故障可能性亦降低，甚至在发电机出口也不装设隔离开关，只设有可拆的连接片，以供发电机测试时使用。（一）单元接线图(B)为发电机三绕组变压器单元接线。若高、中压侧无电源，G和T之间可不装设断路器。若高，中压侧有电源，且高、中压侧在发电机不工作时仍需保持连续时，G和T之间则需设断路器。（一）单元接线1.发电机-变压器单元接线优点：接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。由于没有发电机电压母线，因此在发电机和变压器之间短路时的短路电流比有母线时要小。（一）单元接线1.发电机-变压器单元接线缺点：单元中任一元件检修或故障，整个

50、单元必须完全停止工作。适用场合：广泛应用于区域性电厂、水电厂和大容量机组的火电厂中。（一）单元接线2.扩大单元接线为了减少变压器台数和升高电压侧断路器的数量，从而节约投资和占地面积，可以采用两台发电机连接一台变压器的扩大单元接线。如图：此时在发电机和变压器之间应装设断路器。在中、小容量的发电机较多时可采用。火电厂，水电厂均可采用。（一）单元接线2.扩大单元接线缺点：运行灵活性较差。尤其当检修变压器时，需停两台发电机，影响较大。因此，必须是电力系统允许和技术经济合理时才采用。（一）单元接线2.扩大单元接线扩大单元接线中，除了可以采用普通双绕组变压器作主变外，还可以采用分裂绕组变压器作主变。如图：

51、采用分裂绕组变压器作主变，可以有效的限制发电机出口或变压器低压侧短路时的短路电流水平。 常用作高压厂用变压器（工作变和启备变均可）（一）单元接线3.发电机-变压器-线路单元接线当只有一台变压器和一条出线时可以采用发电机-变压器-线路单元接线。即发电厂内不设升压站，把电能直接送到附近的枢纽变电所。如图：优点：节约了占地面积，只有机-炉-电单元控制室，没有网络控制室。适用于没有发电机电压负荷且发电厂离系统变电所距离较近的情况。300MW机组接线方式发电机-双绕组变压器单元接线。 在发电机与变压器低压绕组之间采用全连式分相封闭母线连接。发电机出口不设断路器，仅在发电机变压器组高压侧设断路器。在发电机

52、与变压器之间的母线上以封闭母线形式支接分裂绕组变压器作为高压厂用工作电源。分裂绕组变压器的高压侧也不设断路器与隔离开关。300MW机组接线方式发电机出口一般接有三组电压互感器和一组避雷器主变中性点采用直接接地方式。主变中性点上设有隔离开关，隔离开关前设有保护避雷器及放电间隙。发电机中性点经高电阻接地。（一）单元接线717采用全连式分相封闭母线的发电机双绕组变压器单元接线侧视图 1一主封闭母线 2一分支封闭母线 3-主变压器4厂用变压器 5-6kV厂用电共箱母线 6-发电机出口电压互感器柜 7-电压互感 器低压引出线 8一避雷器柜9-检查孔 10中性点电压互感器柜 11一防火墙（一）单元接线单元

53、接线的主变压器、厂用变压器及封闭母线侧面（二） 桥形接线当只有两台变压器和两台线路时，可以采用桥形接线，此时四回进出线只有三台断路器，数目最少。根据连接桥的位置，桥形接线可分为“内桥”和“外桥”。（二） 桥型接线内桥接线特点：出线各接有一台断路器，桥连断路器接在内侧(变压器侧)。正常运行时：出线所有断路器均闭合。适用于：35220kV线路较长(故障几率大)，雷击率较高和变压器不需要经常切换的发电厂和变电所。（二） 桥型接线 运行特点：出线的投切很方便 出线故障：仅该线路QF跳闸，其余 回路可继续供电。 Tl故障：QF1，QFq自动跳闸， WLl停电。拉开QS1后，再合上 QF1，QFq，可恢复

54、WL1供电。 变压器的切除和投入比较复杂， 而线路的投切很方便。（二） 桥型接线外桥 接线特点：变压器进线各接有一 台断路器，桥连断路器接在外侧 (线路侧)。 适用于：35220kV线路较短 (故障几率小)，而变压器按照 经济运行要求需经常切换的发电 厂和变电所。当有穿越功率流过 厂和所时，也可采用外桥接线。 运行特点：和内桥正好相反。（二） 桥型接线优点： 高压电器少，布置简单，造价低。经适当布置可较容易地过渡到单母线分段或双母线接线。缺点：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。适用范围： 多用于容量较小的发电厂或变电所中，或作为发电厂和变电所建设初期的一种过渡性接线。(三) 角形接线 将几台断

55、路器连接成环状，在每两台断路器的连接点处引一回进线或出线，并在每个连接点的三侧各设置一台隔离开关，即构成”角形接线”。如图所示：(三) 角形接线1角形接线的优点使用的断路器数目少。 所用的断路器数等于进出线回路数总和，经济性较好。每一个回路都可经两台断路器从两个方向获得供电回路。任一台断路器检修时都不会中断供电。(三) 角形接线1角形接线的优点隔离开关只在检修断路器时用于隔离电压，不作为操作电器，误操作的可能性大大减少。(三) 角形接线注意：应尽量把电源回路和负荷回路交叉布置，以避免同时失去两个电源或断开两个负荷，提高供电可靠性和运行的灵活性。(三) 角形接线2角形接线的缺点开环运行和闭环运行

56、时工作电流相差很大，且每个回路连接两台断路器，每台断路器又连着两个回路，所以使继电保护整定和控制都比较复杂。在开环运行时，若某一线路或断路器故障，将造成供电紊乱，使相邻的完好元件不能发挥作用而被迫停运，降低了可靠性。建成后扩建比较困难。(三) 角形接线3角形接线的适用范围 适用于最终进出线回路数为3-5回的110kV及以上的配电装置，特别在水电站中应用较多，因为角形接线相对占地面积较小。电气设备防误闭锁简称“五防”防止误拉、误合断路器；防止带负荷误拉、误合隔离开关；防止带电误装设接地线（误合接地开关）；防止带接地线误合断路器、隔离开关送电；防止误入带电间隔。举例30MW220kV中型热电厂（1

57、）设有发电机电压母线：对于发电机容量为25MW及以上时，同时发电机电压出线数量较多的中型热电厂，发电机电压的10kV母线采用双母线分段接线；母线分段断路器上串接有母线电抗器，出线上串接有线路电抗器，分别用于限制发电厂内部故障和出线故障时的短路电流，以便选用轻型的断路器；因为10kV用户都在附近，采用电缆馈线可以避免因雷击线路而直接影响到发电机。220kV（2）该电厂G1、G2发电机在满足10kV地区负荷的前提下，将剩余功率通过变压T1、T2升压送往高压侧。除此之外，T1、T2三绕组变压器还能在当任一侧故障或检修时，保证其剩余两级电压系统之间的并列联系，保证可靠供电。220kV（3）该电厂220

58、kV侧母线由于较为重要，出线较多，采用双母线接线，出线侧带有旁路母线，并设有专用旁路断路器，不论母线故障或出线断路器检修，都不会使出线长期停电；但变压器侧不设置旁路母线，因在一般情况下变压器高压侧的断路器可在发电机检修时与变压器同时进行检修。220kV（4）该电厂110kV侧母线采用单母线分段接线，如有重要用户可用接在不同分段上的双回路进行供电。220kV 第三节 主变压器的选择 主变压器：用来向电力系统或用户输送电能的变压器。 联络变压器：用于两个电压等级之间交换电能的变压器。 厂(所)变压器：用于本厂(所)用电的变压器，也称自用变。 一、变压器台数的选择 1发电厂变压器台数的选择 1)为保

59、证供电可靠性，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。 2)单元接线变压器为一台；扩大单元接线，两台发电机配一台变压器。 2变电所变压器台数的选择 1)变电所中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。 2)对大型超高压枢纽变电所，为减小单台容量，可装设2-4台主变压器。 第三节 主变压器的选择 二、发电厂变电所主变压器容量的选择 1发电厂主变压器容量的选择 (1)单元接线的主变容量选择 容量应与发电机容量配套，按发电机的额定容量PN/cosN扣除本机组的厂用负荷后KPPN/cosN后，留10的裕度 选择。 PN为发电机的额定功率，cosN为额定功率因数，KP为厂用电率。

60、(2)接于发电机电压母线上的主变容量选择 按下述三条计算，根据最大的计算结果选择容量。 第三节 主变压器的选择SNi第i台发电机的额定视在功率；Kpi第i台发电机的厂用电率；Smin-发电机电压母线上最小负荷的视在功率。n,m发电机电压母线上的主变压器台数和发电机台数。1)当发电机电压母线上的负荷最小时，扣除厂负荷后，主变能将最大剩余功率送入电力系统，即算例：所有机组满发，地方负荷最小，扣除厂用后，保证送出全部剩余功率。 例如：PG=50MW地方负荷最小15MW厂用电率10功率因数0.8，则主变T1、T2容量应为：2)发电机电压母线上的最大一台发电机停机，主变应能从电力系统倒送功率，满足发电机