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电气主接线方式大汇总

文章出处:山西森尚配电柜人气:-发表时间:2016-10-12 00:00:00【
摘要 : 电气主接线的概念、类型、基本形式

1、电气主接线的概念

在变电站中,发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器等高压电气设备,以及将它们连接在一起的高压电缆和母线,按照其功能要求组成的主回路称为电气一次系统,又叫做电气主接线。

在选择电气主接线时,需要根据变电站在电网中的地位、进出线回路数、电压等级、负荷性质等条件,满足供电可靠性、调度灵活性、经济性等方面的要求。

2、电气主接线的类型

电气主接线的主体是电源(进线)回路和线路(出线)回路。分为有汇流母线和无汇流母线两大类。本期我们主要关注有汇流母线的接线方式。电气主接线的基本分类如下:

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3、电气主接线的基本形式

(1)单母线接线

如图为单母线接线,各电源和出现都接在一条共同母线W上。每条回路中都装有断路器和隔离开关。紧靠母线侧的(如QS2)为母线隔离开关,靠近线路侧的(如QS3)为线路隔离开关。

当检修断路器QF2时,停电操作顺序为:先断开QF2,再依次拉开两侧隔离开关QS3、QS2。然后在QF2两侧挂上接地线,以保证检修人员安全。QF2恢复送电的操作顺序为:先依次合上QS2、QS3,再合上QF2。

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优点:

接线简单清晰,设备少投资低,操作方便。

缺点:

可靠性不高,不够灵活。具体表现为:

a.任一线路断路器检修时,该回路必须停电;

b.母线或母线隔离开关发生故障或检修时,连接在母线上的所有回路都将停电;

适用范围:

6~10kV出线数≤ 5回;

35kV出线数≤3回;

110kV出线数≤ 2回。

(2)单母线分段

与单母线接线相比,单母线分段增加了一台母线分段断路器(或隔离开关)将单母线分为两段。

QF闭合,母线并列运行:

相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电,则电源2通过QF闭合向I段母线供电,不影响对负荷的供电;

若I段母线故障时,保护装置使QF自动跳开,I段母线被切除,II段母线继续供电 。

QF断开,母线分列运行:

相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电,I段母线失压时,可由自动重合闸装置自动合上QF,I段母线恢复供电;

若I段母线故障时,不影响II段,II段母线继续供电 。

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优点:

从上面的描述可看出,单母线分段提高了供电可靠性和调度灵活性。母线故障或检修时,缩小了一半停电范围。

缺点:

a.任一线路断路器检修时,该回路必须停电;

b.任一段母线或母线隔离开关发生故障或检修时,连接在该段母线上的所有回路都将停电;

适用范围:

6~10kV出线数≥ 6回;

35kV~60kV出线数为4~8回;

110kV~220kV出线数为3~4回。

(3)单母线带旁路

单母线带旁路母线接线可分为单母线不分段带旁路接线和单母线分段带旁路接线。

单母线不分段带旁路接线

如图所示,在工作母线W外侧增设一组旁路母线Wp,并经旁路隔离开关引接到各线路的外侧。另设一组旁路断路器QF跨接与工作母线与旁路母线之间。

当任一回路的断路器(如QF1)需要停电检修时,先合旁路断路器QF对旁母充电,再合旁路隔离开关QS,最后断开线路断路器QF1及其两侧隔离开关。此时该线路可经旁路隔离开关QS再经旁路断路器QF从工作母线取得电源,如红色箭头标示。我们可以理解为,旁路断路器就是各线路断路器的公共备用断路器。但应该注意,旁路断路器在同一时间里只能替代一个线路断路器工作。

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可以看出这种接线方式可以不停电检修线路断路器,故提高了供电可靠性。但是,当母线出现故障或检修时,仍会造成所有出线停电。为了解决这个问题,可以采用单母分段带旁路接线。

单母分段带旁路接线

这种接线方式兼顾了旁路母线和母线分段两方面优点。正常工作时,旁路断路器QF断开。此时系统按单母线分段方式运行。当某一出线断路器需要检修时,通过上面相同的倒闸操作,经过红色箭头路径为线路供电。

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优点:

单母线带旁路接线最大的优点是线路断路器检修时,该线路可以不停电,通过旁路断路器供电,提高了供电可靠性。

缺点:

a.增加了许多设备,造价高,运行操作复杂;

b.任一段工作母线母线或母线隔离开关发生故障或检修时,连接在该段母线上的所有回路都将停电。

适用范围:

随着电网越来越坚强,重要的用户经常为双回路供电,所以带旁路的接线用的比较少。一般只有在出线断路器不允许停电检修的情况下才设置旁路母线。

我们可以发现,单母线的一次系统,工作母线或母线隔离开关在故障或检修时,连接在母线上的回路都将停电。这是单母线的各种接线方式共同的缺陷。为了解决这个问题,我们可以采用双母线的主接线方式。

(4)双母线接线

如图为双母线接线。每一条出线都经过一台断路器和两组母线隔离开关分别与两组母线相连接。两组母线之间通过母联断路器QF相连。

正常运行时,I母为工作母线,II母为备用母线。所有出线都连接到工作母线上(工作母线隔离开关闭合,备用母线隔离开关断开),QF断开。此时相当于单母线运行。工作母线发生故障时,可短时间内将所有电源和负荷转移到备用母线上,短时停电后迅速恢复供电。

为了提高供电可靠性,也常采用另外一种运行方式,即工作母线和备用母线个带一部分电源和负荷,母联QF合上。此时相当于单母分段运行。任一组母线故障时,QF跳开,接与另一组母线的回路不受影响,接于故障母线的回路也能迅速转移到完好母线上恢复供电。

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母线隔离开关检修时,只需要断开该回路及与此隔离开关相连的母线,所以其余回路均可不停电的转移到另一组母线上继续运行。

母线检修时通过“倒闸操作”,可以不影响线路正常供电:

(a)合上母联断路器两侧隔离开关QS1、QS2;

(b)合上母联断路器QF,给备用母线充电;

(c)此时两组母线处于等电位。根据“先通后断”的原则,逐条线路进行“倒闸操作”:先合上备用母线隔离开关,在断开工作母线隔离开关;

(d)最后断开母联断路器QF,拉开两侧隔离开关;

(f) 工作母线已被停电并隔离,严明无电后,用接地倒闸接地,可进行检修。

优点:

a.可以轮流检修母线而不影响正常供电;

b.检修任一回路的母线隔离开关时,只影响该回路供电;

c.工作母线故障后,所有回路短时停电后能迅速回复供电;

d.检修任一断路器时,可以利用母联断路器替代引出线QF工作;

缺点:

a.倒闸操作过程比较复杂,容易造成误操作;

b.工作母线故障时,仍将造成短时停电;

c.使用隔离开关数量较多,投资增大。

适用范围:

35~60KV出线回路数超过8回;110~220KV出线回路数为5回及以上。

(5)双母线分段

双母线分段接线主要是为了减少母线故障时,需要短时停电的范围。其原理与单母线分段接线类似,大家可以参照上文理解一下,这里就不再赘述了。

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(6)双母线带旁路

双母线带旁路接线,目的是为了在双母线接线的基础上,实现不停电检修任一线路断路器。这种接线运行灵活方便,可靠性高,但投资较大。原理可参考单母线带旁路接线。

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(7)3/2断路器接线

3/2断路器接线如图所示。有两组母线,每两回进、出线站用3台断路器构成一串,连接于两组母线之间。由于断路器数量与回路数之比为3/2,因而称为3/2断路器接线。

需要注意的是,该接线方式至少配成3串才能形成多环供电。配串时应使同一用户的双回线布置在不同的串中。

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优点:

a.可靠性高,调度灵活:正常运行时,所有断路器均闭合,任一组母线发生故障,均不会影响各回路供电;

b.操作简单:避免用隔离开关进行刀闸操作,不容易造成误操作;

c.任一母线或线路断路器检修时,只需断开相应的断路器及隔离开关,不影响各回路的正常供电。

缺点:

a.占用断路器较多,投资大;

b.二次接线和继电保护比较复杂;

适用范围:

3/2断路器接线是现代大型电厂和变电做超高压系统的常用接线,在500kV变电站中一般都采用这种接线。

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综上可见,各种方式的电气主接线,是根据系统对可靠性、灵活性、经济性的需要逐步完善的。


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