電氣主接線的概述

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 第一章 電氣主接線的概述牽引變電所的電氣主接線指的是由隔離開關(guān)、互感器、避雷器、斷路器、主變壓器、母線、電力電纜、移相電容器等高壓一次電氣設(shè)備，按工作要求順序連接構(gòu)成的接受和分配電能的牽引變電所內(nèi)部的電氣主電路。他反應(yīng)了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和性能，在運(yùn)行中表明電能的輸送和分配關(guān)系、一次設(shè)備的運(yùn)行方式，是實(shí)際運(yùn)行操作的依據(jù)。 第一節(jié) 對(duì)主接線的基本要求可靠性、靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)性1. 可靠性：根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí)，保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性，力求可靠供電。2. 靈活性：主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單、明顯、沒有多余的電氣設(shè)備；投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便。3. 安全

2、性：保證在進(jìn)行一切操作的切換時(shí)工作人員和設(shè)備的安全，以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。4. 經(jīng)濟(jì)性：應(yīng)使主接線的初投資與運(yùn)行費(fèi)運(yùn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。 第二節(jié) 主接線中對(duì)電氣設(shè)備的簡(jiǎn)介1. 高壓斷路器QF：既能切除正常負(fù)載，又能排除短路故障。 主要任務(wù)：a.在正常情況下開斷和關(guān)合負(fù)載電流，分、合電路； b.當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，切除故障； c.配合自動(dòng)重合閘多次關(guān)合或開斷電路。2. 負(fù)荷開關(guān)QL：只具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，其滅弧能力有限，僅能熄滅斷開負(fù)荷電流即過負(fù)荷電流產(chǎn)生時(shí)的電弧，而不能熄滅短路時(shí)產(chǎn)生的電流。特點(diǎn)：在斷開后有可見的斷開點(diǎn)。3. 隔離開關(guān)QS：一把耐高壓的刀開關(guān)，沒有特殊的滅弧裝置，一般

3、只用來隔離電壓，不能用來切斷或接通負(fù)荷電流。特點(diǎn)：在分閘狀態(tài)時(shí)有明顯可見的斷口，使運(yùn)行人員能明確區(qū)分電氣是否與電網(wǎng)斷開。 用途：a.隔離高壓電壓，將需要檢修的部分與帶電部分可靠地隔離，形成明顯的斷點(diǎn)，確保操作人員和電氣設(shè)備的安全。 b.在斷口兩端電位接近相等的情況下，倒換母線，改變接線方式。 C.接通或斷開小電流電路。4. 高壓熔斷器FU：熔斷器在短路或過負(fù)荷時(shí)能利用熔絲的熔斷來斷開電路，但在正常工作時(shí)不能用它來切斷和接通電路。5. 電壓互感器TV：在使用中二次側(cè)不允許短路。 按結(jié)構(gòu)形式分：?jiǎn)蜗?、三相、三芯柱、三相五芯柱?. 電流互感器TA：將電路中流過的大電流變換成小電流，供給測(cè)量?jī)x表和繼

4、電器的電流線圈，以便用小電流的測(cè)量?jī)x表測(cè)量大電流，并與一次系統(tǒng)的高電壓隔離，保證設(shè)備和人身安全。 特點(diǎn)：工作時(shí)二次側(cè)決不允許開路。7. 電容器C：可以抵消感性負(fù)載產(chǎn)生的無功部分，在牽引變電所中安裝電容器可以改善功率因數(shù)。8. 電抗器L： 作用：a.限制電容器投入時(shí)的合閘涌流； b.降低斷路器分閘時(shí)電弧重燃的可能性； c.防止并聯(lián)補(bǔ)償裝置與電力系統(tǒng)發(fā)生高次諧波； d.限制故障時(shí)的短路電流；e.與電容器組成濾波回路，感抗容抗比取0.120.14，主要用來濾三次諧波。9. 避雷器F：用來限制過電壓的一種主要保護(hù)電器。 主要形式：放電間隙、閥型避雷器、管型避雷器、壓敏避雷器。10. 抗雷圈：是一個(gè)電抗

5、線圈，電感量為1mH。 第二章 電氣主接線基本形式的選擇比較 第一節(jié) 單母線接線一：?jiǎn)文妇€接線在整個(gè)配電裝置中只設(shè)一組母線，將各個(gè)電源的電能匯集后再分配到各引出線。二：?jiǎn)文妇€接線的優(yōu)點(diǎn)：a.接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，配電裝置費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性好，并能滿足一定的可靠性；b.每一回路由斷路器切斷負(fù)荷電流和故障電流；c.任意出線可從任何電源回路取得電能，不致因運(yùn)行方式的不同而造成相影響。三：?jiǎn)文妇€接線的缺點(diǎn)：a.母線故障及檢修母線和與母線連接的隔離開關(guān)時(shí)要造成停電；b.檢修任意回路及其斷路器時(shí)，會(huì)使該回路停電，但其他回路不受影響。四：為克服單母線接線的缺陷，通常采取的措施有：a.用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段；b

6、.增加旁路母線及相應(yīng)設(shè)備，使檢修任意進(jìn)出回路的斷路器時(shí)不致停電。 第二節(jié) 單母線分段接線一：?jiǎn)文妇€分段接線利用分段開關(guān)QF(或QS),將單母線分為兩段，把電源及出線平均分配于兩端母線的接線方式。二：正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器閉合，兩母線并列運(yùn)行，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器QF自動(dòng)斷開，使故障段解列，從而保證了另一段母線仍能正常運(yùn)行，縮小了故障停電范圍。三：母線分段數(shù)目越多，母線故障停電范圍越小，但所需斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備也隨之增多，使運(yùn)行變的較為復(fù)雜，因此分段數(shù)不易過多。 第三節(jié) 單母線帶旁路母線接線一：如果有不允許停電的回路，則必須有別的設(shè)施來代替欲檢修的斷路器，而加設(shè)旁路母線，增加旁路

7、斷路器是最常采取的措施。二：在正常運(yùn)行時(shí)，旁路斷路器及兩側(cè)隔離開關(guān)都在斷開位置，旁路母線不帶電，各回路旁路開關(guān)也都在斷開位置。三：欲檢修某回路斷路器時(shí)，如L1線路斷路器QF1,則應(yīng)首先合上旁路斷路器QF2兩側(cè)的隔離開關(guān)，然后合旁路斷路器QF2，使旁路母線帶電。四：檢查其沒有異?，F(xiàn)象，若正常則合L1線路旁路隔離開關(guān)QS3，然后斷開QF1，拉開其兩側(cè)隔離開關(guān)，則QF1可推出檢修，此時(shí)，由旁路斷路器QF2代替線路斷路器QF1工作，L1線路可以不中斷供電。五：具有旁路母線的接線優(yōu)點(diǎn)：不但解決了斷路器的公共備用和檢修備用，在調(diào)試、更換斷路器及內(nèi)裝式電流互感器，整定繼電保護(hù)時(shí)都可不必停電。 第四節(jié) 但母線

8、分段帶旁路母線接線每段工作母線與旁路母線之間用旁路斷路器連接，每一回路用旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連。正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器QFd閉合。兩段母線并列運(yùn)行。旁路斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)都在斷開位置，旁路母線不帶電，各回路旁路隔離開關(guān)也都在斷開位置，當(dāng)任意回路斷路器需檢修時(shí)，可用旁路斷路器代替其工作。 第五節(jié) 雙母線接線一：雙母線接線具有兩組母線，一組為工作母線，另一組為備用母線，在兩組母線之間，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器進(jìn)行連接。每回線路都通過一臺(tái)斷路器、兩組隔離開關(guān)分別連接到兩組母線上。二：雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：a.檢修任意母線時(shí)，不會(huì)中斷供電；b.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路，其他回路倒換至

9、另一組母線繼續(xù)運(yùn)行；c.工作母線在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，可將全部回路換接至備用母線，迅速恢復(fù)供電；d.任一回路斷路器檢修時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。E.方便實(shí)驗(yàn)。操作步驟：1. 斷開L2線路斷路器QF1，使線路停電，并斷開其兩側(cè)隔離開關(guān)QS1、QS3，拆除QF1上接線；2. 在拆除QF1的缺口處連接一臨時(shí)跨條；3. 閉合QS2、QS3;4. 閉合隔離開關(guān)QS5、QS6；5. 閉合母聯(lián)斷路器QF. 第六節(jié) 橋形接線1、 當(dāng)牽引變電所只有兩回電源進(jìn)線和兩臺(tái)主變壓器時(shí)，常在電源線路間用橫向母線將他們連接起來的接線叫橋形接線。2、 橋形接線按中間橫向橋型母線的位置不同而分為內(nèi)橋接線和外橋接線，內(nèi)橋接線的

10、橋母線連接在靠變壓器側(cè)，而外僑接線連接在靠線路側(cè)。3、 內(nèi)橋接線的特點(diǎn)：適合與線路長(zhǎng)，線路故障率高，變壓器不頻繁操作的場(chǎng)合。 第七節(jié) 簡(jiǎn)單分支接線一：簡(jiǎn)單分支接線是兩回電源線路從輸電線路WL1、WL2采用分支連接。二：簡(jiǎn)單分支接線的特點(diǎn)：需用高壓電器更少，配電裝置結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，線路繼電保護(hù)簡(jiǎn)單。三：操作：牽引變電所任一電源進(jìn)線線路故障，則由輸電線路（WL1或WL2）兩側(cè)繼電保護(hù)動(dòng)作，是輸電線路兩端斷路器（QF3與QF5和QF4與QF6)跳閘而斷開。但雙回輸電線路WL1、WL2上分支連接的變電所的數(shù)目應(yīng)有限制，若分支線數(shù)過多，對(duì)可靠性的影響相對(duì)增大，同時(shí)對(duì)輸電線路（WL1、WL2）繼電保護(hù)的整定造

11、成困難。四：按電源參數(shù)不同，雙T式主接線通常采用的運(yùn)行方式：1. 若兩路電源允許在25KV側(cè)并聯(lián)，可采用一路電源供電，另一路電源備用的方式，正常供電時(shí)，某電源隔離開關(guān)斷開，其他開關(guān)均閉合，兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行。2. 若兩路電源允許在25KV側(cè)并聯(lián)，還可采用兩路電源同時(shí)供電的方式，正常供電時(shí)，跨條隔離開關(guān)斷開，其他均閉合，兩臺(tái)主變壓器分列運(yùn)行。3. 若兩路電源不允許在25KV側(cè)并聯(lián)，通常采用一路電源供電，另一路電源備用。正常供電時(shí)，某電源隔離開關(guān)（QS2)斷開，其他開關(guān)均閉合，兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行。 第三章 牽引變電所主接線的選擇 第一節(jié) 牽引變電所110KV（220KV）電源側(cè)的電氣主接線一、

12、牽引變電所按其在電網(wǎng)中的位置、重要程度和電源引入方式的不同分為：中心變電所、通過式變電所、分接式變電所。二、牽引變電所的主接線由電源側(cè)、主變壓器、牽引側(cè)三部分組成。三、a.為使每一臺(tái)變壓器能從任一回路電源獲得電能，這就需要架設(shè)匯流母線，以便將各電源的電能匯集起來，各用電回路再從母線上獲得電能，以提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)大型變電所來說，母線型式的主接線是中心牽引變電所110KV（220KV)電源側(cè)電氣主接線的核心。b.通過式牽引變電所電源側(cè)采用橋式接線；c.分接式牽引變電所電源側(cè)采用雙T接線。 第二節(jié) 牽引變壓器主接線一：三相YNd11接線變壓器用于直接供電方式或吸流變壓器供電方式。二：變壓

13、器高壓側(cè)繞組以星形方式與電力系統(tǒng)的三相相聯(lián)接，低壓側(cè)繞組接成三角形，其中c端子的一角經(jīng)電流互感器接至接地網(wǎng)和鋼軌，另兩角a.b端子分別徑電流互感器，斷路器和隔離開關(guān)引接至牽引母線。 第三節(jié) 牽引側(cè)主接線一、27.5KV（或55KV）側(cè)饋線的接線方式1.饋線斷路器100%備用的接線2.饋線斷路器50%備用的接線單線區(qū)段饋線斷路器50%備用的接線復(fù)線區(qū)段饋線斷路器50%備用的接線 3.帶旁路母線和旁路斷路器的接線 二、復(fù)線鐵路斯科特接線變壓器AT供電方式饋電線接線 1.AT供電方式饋電線有接觸網(wǎng)（T）和正饋線（F）兩根線， 斷路器和隔離開關(guān)均為雙極；另有中線饋出，不設(shè)斷路器和隔離開關(guān)。2.當(dāng)牽引變

14、壓器副邊線圈無中點(diǎn)抽頭時(shí)，在變電所內(nèi)還應(yīng)另設(shè)自耦變壓器，一般將自耦變壓器設(shè)在饋電線外側(cè)，當(dāng)相鄰變電所越區(qū)供電時(shí)，可作為末端的變壓器使用。三、動(dòng)力變壓器及自用電變壓器接線1.動(dòng)力變壓器主要供給非牽引負(fù)荷用電。牽引變電所沿鐵路線設(shè)置，有些地區(qū)電網(wǎng)薄弱不能供給鐵路非牽引負(fù)荷供電?？稍跔恳冸娝鶅?nèi)設(shè)置動(dòng)力變壓器，將27.5KV電壓降至10KV，以三相供給鐵路或地方其他負(fù)荷。一般動(dòng)力變壓器的容量為10002000KVA，若地區(qū)需要容量較大，則應(yīng)另外單設(shè)110KV的動(dòng)力變壓器。2. 直接供電方式：牽引側(cè)母線電壓為三相時(shí)，動(dòng)力變壓器一般采用D,d12接線，若牽引側(cè)母線為兩相垂直相差時(shí)，動(dòng)力變壓器可采用逆斯科

15、特接線，將兩相電壓變成三相電壓供給非牽引負(fù)荷。3. 牽引變電所的自用電主接線與此相似，次邊電壓為三相380/220V，原邊無斷路器，采用高壓熔斷器。三相時(shí)自用電變壓器采用D,yn接線。兩相變?nèi)鄷r(shí)采用逆斯科特變壓器。四、電容補(bǔ)償裝置主接線電容補(bǔ)償裝置時(shí)為了改善功率因數(shù)及吸收部分高次諧波而設(shè)置的。電容補(bǔ)償裝置由電容器組和串聯(lián)電抗器組成。單個(gè)電容器的電壓一般為10KV或6.3KV，牽引變電所牽引側(cè)母線電壓為27.5KV，因此，由46個(gè)電容器組串聯(lián)構(gòu)成。電容器組串聯(lián)電抗器，一方面抑制電容器組投入電網(wǎng)時(shí)所產(chǎn)生的涌流，同時(shí)吸收部分高次諧波；另一方面對(duì)防止切斷電容器組時(shí)斷路器發(fā)生重燃也有好處。 第四章 主

16、接線方案的確定1、 中心牽引變電所 中心牽引變電所時(shí)110KV側(cè)采用簡(jiǎn)化的單母線分段帶旁路母線的單線三相中心牽引變電所的主接線，該變電所一方面要給近區(qū)的牽引負(fù)荷和10KV負(fù)荷供電，另一方面還要通過110KV高壓母線及若干電源線路饋出給臨近其他牽引變電所和地方110KV變電所。由于110KV電源進(jìn)線數(shù)目較多，為合理解決110KV線路斷路器的備用問題，減少投資，110KV側(cè)采用簡(jiǎn)化的單母線分段帶旁路母線的接線，分段斷路器兼作旁路斷路器，以節(jié)省一臺(tái)高壓斷路器和相應(yīng)的高壓電器。該變電所設(shè)有兩臺(tái)主變壓器，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。由于該變電所負(fù)責(zé)供電的10KV負(fù)荷容量大于主變壓器額定容量的15%，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比

17、較，采用變比為110/27.5/10KV三線圈主變壓器。若上述比值小于15%，則在110KV側(cè)單獨(dú)設(shè)置110/10KV的三相動(dòng)力變壓器，以供應(yīng)10KV鐵路信號(hào)專線及地區(qū)其他負(fù)荷。在110KV的每個(gè)分段母線上以及27.5KV牽引負(fù)荷母線上，均設(shè)有供測(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)用的電壓互感器，以及過電壓保護(hù)用的閥形避雷器，為了停電檢修110KV線路和母線的電壓互感器時(shí)能方便地進(jìn)行安全接地，這些回路中的隔離開關(guān)都帶有接地刀閘，借助于隔離開關(guān)本身的機(jī)械聯(lián)鎖裝置，保證在主刀閘從電路中隔斷后，方能操作閉合接地刀閘。27.5KV側(cè)采用饋線斷路器100%備用的單母線接線。母線上連有一臺(tái)自用電變壓器。牽引負(fù)荷側(cè)采用手車式

18、斷路器，斷路器檢修時(shí)，將手車從插入式觸頭中拔出以隔斷電路，而代替隔離開關(guān)的作用。因?yàn)槭菃尉€區(qū)段，變電所僅有兩路饋線分別向兩個(gè)供電分區(qū)送電。 2、 通過式牽引變電所通過式牽引變電所110KV側(cè)采用外僑接線的單線三相牽引變電所，主要向牽引負(fù)荷和地區(qū)負(fù)荷供電。按保證牽引負(fù)荷供電的需要?jiǎng)t有兩回電源線路。橋形接線110KV側(cè)因有系統(tǒng)穿越功率通過母線，110KV線路沒有繼電保護(hù)裝置，故110KV側(cè)裝有單項(xiàng)式三相電壓互感器。3、 分接式牽引變電所 分接式牽引變電所是110KV側(cè)采用雙T接線、27.5KV側(cè)采用單母線接線的單線三相牽引變電所。變電所內(nèi)設(shè)兩臺(tái)YN,d11三相雙繞組變壓器，固定全備用。 110KV

19、側(cè)可不設(shè)電壓互感器。因無特別規(guī)定或必要，電力系統(tǒng)一般不要求在110KV高壓側(cè)計(jì)費(fèi)，以便盡可能節(jié)省設(shè)置高壓儀用互感器。27.5KV側(cè)每相母線上均設(shè)有高壓互感器。以便測(cè)量和繼電保護(hù)的需要。 110KV側(cè)采用雙T接線的復(fù)線三相牽引變電所。兩臺(tái)YN,d11三相雙繞組牽引變壓器，固定全備用。110kv側(cè)安裝電壓互感器，是為滿足高壓側(cè)計(jì)費(fèi)和自動(dòng)裝置的需要。考慮到該變電所牽引母線引入高壓室的方便問題，在高壓室外設(shè)置了四條輔助母線。由于想幾個(gè)方向的復(fù)線牽引網(wǎng)供電，饋線回路數(shù)較多，為合理解決饋線斷路器的備用問題，27.5KV側(cè)采用隔離開關(guān)分段帶旁路母線的單母線接線。考慮到27.5KV工作母線與饋線配電間隔的配置

20、相對(duì)應(yīng)，以及27.5KV進(jìn)線與饋線方便，主母線A1、A2和B1、B2與旁路母線系分相布置，分段主母線在正常情況下并列運(yùn)行，分段隔離開關(guān)合閘。 主母線上兩個(gè)分段隔離開關(guān)的作用是便于隔離開關(guān)本身輪流檢修時(shí)隔斷電壓。每個(gè)分段主母線都設(shè)有單相電壓互感器和避雷器，以便某分段工作母線停電時(shí)，不影響其它分段母線的工作。 該牽引變電所設(shè)兩臺(tái)自用電變壓器，一臺(tái)接于A、B兩相母線上。另一臺(tái)由單獨(dú)的10kv地方電源供電，作為自用電備用電源。沒回饋線的出口處，均裝有抗雷線圈KL并與閥形避雷器配合使用。以防止接觸網(wǎng)上落雷時(shí)，雷電波襲擊牽引變電所內(nèi)的設(shè)備。 四、復(fù)線AT供電系統(tǒng)牽引變電所AT供電系統(tǒng)牽引變電所多數(shù)采用三相

21、一二相變壓器為主變壓器，用以完成降壓和變相功能，減少單相不對(duì)稱負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)序電流的影響，并以2*27.5KV電壓向AT牽引網(wǎng)供電。由于供電電壓提高、供電距離增大近一倍，主變壓器容量相應(yīng)也增大。在高速重載、繁忙干線電氣化鐵路，大多采用這種變電所供電。高壓側(cè)采用線路變壓器組的單元接線形式，這種接線形式所用電氣設(shè)備最少，接線最簡(jiǎn)單，兩臺(tái)主變壓器均為斯科特接線變壓器，正常時(shí)一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，當(dāng)工作電源失壓或主變壓器故障時(shí)，在主用斷路器跳閘后，由備用電源自動(dòng)投入裝置使備用的線路一變壓器組投入工作，從而保證了不間斷供電。兩回110KV電源進(jìn)線各掛有一組電容式電壓互感器1TV、2TV。當(dāng)然，根據(jù)需要，110KV高壓側(cè)也可采用雙T 的接線形式。由于主變壓器二次側(cè)位對(duì)稱的兩相55KV，股每相所使用的斷路器、隔離開關(guān)均為雙極聯(lián)動(dòng)的。并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置跨接于每相的兩條線上。兩臺(tái)自用電變壓器分別接于兩臺(tái)主變壓器的二次側(cè)，并采取二相一三相的斯科特反變換獲得三相電源。這種供電方式的牽引饋電線，每路始端均跨接有自耦變壓器AT。AT兩端分別與牽引網(wǎng)的接觸導(dǎo)線及正饋導(dǎo)線相連