注冊(cè)考試之電氣工程基礎(chǔ)-電氣主接線

4.12電氣主接線

考試大綱12.1掌握電氣主接線的主要形式及對(duì)電氣主接線的基本要求12.2了解各種主接線種主要電氣設(shè)備的作用和配置原則12.3了解各種電壓等級(jí)電氣主接線限制短路電流的方法4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求

1．主接線的基本要求（1）可靠性電氣接線必須保證用戶供電的可靠性，應(yīng)分別按各類負(fù)荷的重要性程度安排相應(yīng)可靠程度的接線方式。保證電氣接線可靠性可以用多種措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）靈活性電氣系統(tǒng)接線應(yīng)能適應(yīng)各式各樣可能運(yùn)行方式的要求。并可以保證能將符合質(zhì)量要求的電能送給用戶。（3）安全性電力網(wǎng)接線必須保證在任何可能的運(yùn)行方式下及檢修方式下運(yùn)行人員的安全性與設(shè)備的安全性。（4）經(jīng)濟(jì)性其中包括最少的投資與最低的年運(yùn)行費(fèi)。（5）應(yīng)具有發(fā)展與擴(kuò)建的方便性在設(shè)計(jì)接線方時(shí)要考慮到5～10年的發(fā)展遠(yuǎn)景，要求在設(shè)備容量、安裝空間以及接線形式上，為5～10年的最終容量留有余地。

4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求2．單母線接線（1）單母不分段每條引入線和引出線的電路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，電源的引入與引出是通過一根母線連接的。單母線不分段接線適用于用戶對(duì)供電連續(xù)性要求不高的二、單母線不分段接線三級(jí)負(fù)荷用戶。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求（2）單母線分段接線單母線分段接線是由電源的數(shù)量和負(fù)荷計(jì)算、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)決定的。單母線分段接線可以分段單母線分段接線運(yùn)行，也可以并列運(yùn)行。用隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)分段的單母線接線，適用于由雙回路供電的、允許短時(shí)停電的具有二級(jí)負(fù)荷的用戶。用斷路器分段的單母線接線，可靠性提高。如果有后備措施，一般可以對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求（3）帶旁路母線的單母線接線當(dāng)引出線斷路器檢修時(shí)，用旁路母線斷路器代替引出線斷路器，給用戶繼續(xù)供電。旁路斷路器一般只能代替一臺(tái)出線斷路器工作，旁路母線一般不能同時(shí)連接兩條及兩條以上回路，否則當(dāng)其中任一回路故障時(shí)，會(huì)使旁路斷路器跳閘。斷開多條回路。通常35kV的系統(tǒng)出線8回以上、110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV系統(tǒng)出線4回以上，才考慮加設(shè)旁路母線。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求（4）單母線分段帶旁路在正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)以單母線分段方式運(yùn)行，旁路母線不帶電。如果正常運(yùn)行的某回路斷路器需退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，閉合旁路斷路器，使旁路母線帶電，合上欲檢修回路旁路隔離開關(guān)，則該線路斷路器可退出運(yùn)行，進(jìn)行檢修。這種旁路母線可接至任一段母線，在容量較少的中小型發(fā)電廠和35～110kV變電所中獲得廣泛應(yīng)用。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求3．雙母線接線（1）雙母線接線一組作為工作母線，另一組作為備用母線，在兩組母線之間，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱為母聯(lián)斷路器）進(jìn)行連接。把雙母線系統(tǒng)形成單母線分段運(yùn)行方式，即正常運(yùn)行時(shí)，使兩條母線都投入工作，母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)閉合，全部進(jìn)出線均勻分配兩條母線。這種運(yùn)行方式可以有效縮小母線故障時(shí)的停電范圍。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求雙母線接線主要優(yōu)點(diǎn)有：

1）檢修任一組母線時(shí)，不會(huì)中斷供電。2）檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路，其它回路倒換至另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。3）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。4）任一回路斷路器檢修時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。5）方便試驗(yàn)。需要對(duì)某回路做試驗(yàn)時(shí)，只需把此回路單獨(dú)切換至備用母線即可。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求（2）雙母線帶旁路接線在雙母線接線方式中，為使線路在出線斷路器檢修時(shí)不中斷供電，可采用帶旁路接線。當(dāng)110kV系統(tǒng)出線6回以上，220kV出線4回以上，可采用專用旁路斷路器。旁路母線可接至任一組母線。4.12.1電力系統(tǒng)電氣主接線的形式和基本要求4．一個(gè)半斷路器接線一個(gè)半斷路器接線可歸屬于雙母線類接線。在兩組母線之間，每三個(gè)斷路器形成一串。每串連接兩條回路。相當(dāng)于每一個(gè)半斷路器帶一條回路，故稱之為一個(gè)半斷路器接線，也稱為3／2接線。在一個(gè)半接線的每串?dāng)嗦菲髦?，位于中間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。運(yùn)行中兩母線及全部斷路器都投入工作，形成多重環(huán)狀供電。

4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求5．雙母線線單（雙））分段帶旁旁路接線為進(jìn)一步縮縮小母線故故障的影響響范圍，對(duì)對(duì)于可靠性性要求較高高的330～500kV超高壓系統(tǒng)統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)出出線達(dá)到6回以上時(shí)時(shí)，可采用用雙母線單單段或雙分分段帶旁路路接線。這種接線是是把工作母母線分為兩兩段，在兩兩段工作母母線之間，，兩工作母母線與備用用母線之間間都設(shè)置有有母聯(lián)斷路路器。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求6．變壓器器—母線接接線各出線經(jīng)過過斷路器分分別接在母母線上，變變壓器直接接經(jīng)隔離開開關(guān)接到母母線上，組組成變壓器器—母線接接線。電源源和負(fù)荷可可以自由調(diào)調(diào)配。由于于變壓器是是高可靠性性設(shè)備，所所以直接接接在母線上上，對(duì)母線線的運(yùn)行并并不產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重影響，，一旦變壓壓器故障時(shí)時(shí)，接在母母線上的各各斷路器開開斷，這時(shí)時(shí)不會(huì)影響響對(duì)用戶的的供電。在在出線數(shù)目目很多時(shí)也也可以用一一臺(tái)半斷路路器接線形形式。這種種接線在遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離大容容量輸電系系統(tǒng)中應(yīng)用用時(shí)，對(duì)系系統(tǒng)穩(wěn)定與與可靠性均均有良好的的效果。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求7．無(wú)母線線接線（1）橋式式接線對(duì)于具有雙雙電源進(jìn)線、兩臺(tái)變變壓器終端端式的總降壓壓變電所，，可采用橋式式接線。它它實(shí)質(zhì)是連接接兩個(gè)35～110kV“線路─變壓壓器組”的高壓壓側(cè)，其特特點(diǎn)是有一條橫橫聯(lián)跨橋的的“橋”。根根據(jù)跨接橋橋橫連位置置不同，分分為內(nèi)橋接接線和外橋橋接線。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求1）內(nèi)橋接接線的跨接接橋靠近變變壓器側(cè)，，橋開關(guān)裝裝在線路開開關(guān)之內(nèi)，，變壓器回回路僅裝隔隔離開關(guān)，，不裝斷路路器。采用用內(nèi)橋接線線可以提高高改變輸電電線路運(yùn)行行方式的靈靈活性。內(nèi)橋接線適適用于：對(duì)對(duì)一、二級(jí)級(jí)負(fù)荷供電電；供電線線路較長(zhǎng)；；變電所沒沒有穿越功功率；負(fù)荷荷曲線較平平穩(wěn)，主變變壓器不經(jīng)經(jīng)常退出工工作；終端端型工業(yè)企企業(yè)總降壓壓變電所。。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求2）外橋接接線跨接橋靠近近線路側(cè)，，橋開關(guān)裝裝在變壓器器開關(guān)之外外，進(jìn)線回回路僅裝隔隔離開關(guān)，，不裝斷路路器。外橋接線適適用于：對(duì)對(duì)一、二級(jí)級(jí)負(fù)荷供電電；供電線線路較短；；允許變電電所有較穩(wěn)穩(wěn)定的穿越越功率；負(fù)負(fù)荷曲線變變化大，主主變壓器需需要經(jīng)常操操作；中間間型工業(yè)企企業(yè)總降壓壓變電所，，宜于構(gòu)成成環(huán)網(wǎng)。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求（2）角形形接線當(dāng)母線閉合合成環(huán)，斷斷路器數(shù)等等于進(jìn)出線線回路數(shù)，，即構(gòu)成了了角形接線線，一般應(yīng)應(yīng)將同名回回路相互交交替布置。。一般不超過過六角形。。這種接線線不利于擴(kuò)擴(kuò)建，適用用于最終建建設(shè)規(guī)模比比較明確的的110kV及以上的發(fā)發(fā)電廠升壓壓站或變電電所中。4.12.1電電力系統(tǒng)電電氣主接線線的形式和和基本要求求（3）單元元接線將發(fā)電機(jī)、、變壓器及及線路直接接連接成一一個(gè)單元稱稱為單元接接線。單元元接線主要要有三種形形式：即發(fā)發(fā)電機(jī)—變變壓器單元元、變壓器器—線路單單元及發(fā)電電機(jī)—變壓壓器—線路路單元等。。一般應(yīng)用于于下列情況況：1）同一地地區(qū)有幾個(gè)個(gè)大型電廠廠能源豐富富，可以合合起來(lái)建一一個(gè)公共的的樞紐變電電所時(shí)。2）電廠地地位狹窄平平面布置有有困難時(shí)。。3）電廠離離樞紐變電電所較近，，直接引線線比較方便便時(shí)。4.12.2電電氣設(shè)備的的作用和配配置1.斷路路器和隔離離開關(guān)（1）作用用電源進(jìn)線與與引出線由由斷路器和和隔離開關(guān)關(guān)連接到母母線，其中中斷路器用用來(lái)接通與與切換電路路中的負(fù)荷荷電流與故故障短路電電流。隔離開關(guān)的的作用是利利用其可見見斷口隔離離電壓，使使停電設(shè)備備與帶電設(shè)設(shè)備隔離，，以保證人人身及設(shè)備備工作的安安全。4.12.2電電氣設(shè)備的的作用和配配置（2）配置置1）電氣主主接線：斷斷路器兩側(cè)側(cè)都有電源源，在兩側(cè)側(cè)都裝設(shè)一一組隔離開開關(guān)。用戶戶側(cè)沒有電電源，原則則上可只裝裝設(shè)一組母母線隔離開開關(guān)，也可可在線路側(cè)側(cè)也裝設(shè)一一組隔離開開關(guān)。2）電源進(jìn)進(jìn)線：電源源是發(fā)電機(jī)機(jī)，只需在在母線側(cè)裝裝設(shè)一組隔隔離開關(guān)，，有時(shí)為了了發(fā)電機(jī)停停機(jī)后做試試驗(yàn)方便，，在發(fā)電機(jī)機(jī)和斷路器器之間亦可可裝設(shè)一組組隔離開關(guān)關(guān)。電源是雙繞繞組變壓器器：在斷路路器的母線線側(cè)裝設(shè)一一組隔離開開關(guān)，如是是三繞組變變壓器需在在斷路器的的兩側(cè)各裝裝設(shè)一組隔隔離開關(guān)。。3）斷路器器與隔離開開關(guān)配合操操作：先合合隔離開關(guān)關(guān)，后合斷斷路器；先先斷開斷路路器，后斷斷開隔離開開關(guān)。在斷斷路器與隔隔離開關(guān)之之間應(yīng)加裝裝電磁或機(jī)機(jī)械閉鎖裝裝置。4.12.2電電氣設(shè)設(shè)備的的作用用和配配置2．負(fù)負(fù)荷開開關(guān)負(fù)荷開開關(guān)是是專門門用于于接通通和切切斷負(fù)負(fù)荷電電路的的開關(guān)關(guān)設(shè)備備，它它具有有簡(jiǎn)單單的滅滅弧裝裝置，，不能能切斷斷短路路電路路，能能通斷斷一定定的負(fù)負(fù)荷電電流和和過負(fù)負(fù)荷電電流。。通常負(fù)負(fù)荷開開關(guān)與與熔絲絲（管管形熔熔斷器器）串串聯(lián)，，借助助（管管形熔熔斷器器的））熔絲絲切斷斷短路路電流流。負(fù)負(fù)荷開開關(guān)斷斷開后后，與與隔離離開關(guān)關(guān)一樣樣具有有明顯顯的斷斷開間間隙。。4.12.2電電氣設(shè)設(shè)備的的作用用和配配置3．熔熔斷器器熔斷器器是一一種簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的保護(hù)護(hù)電器器。當(dāng)當(dāng)電路路發(fā)生生過負(fù)負(fù)載或或短路路故障障時(shí)，，故障障電流流超過過熔體體的額額定電電流，，熔體體被電電流迅迅速加加熱熔熔斷，，從而而切斷斷電流流，防防止故故障擴(kuò)擴(kuò)大。。熔斷器器的功功能主主要是是對(duì)電電路及及電路路中的的設(shè)備備進(jìn)行行短路路保護(hù)護(hù)。4.12.2電電氣設(shè)設(shè)備的的作用用和配配置4.互互感感器1）隔隔離高高壓電電路。。互感感器一一次側(cè)側(cè)和二二次側(cè)側(cè)沒有有電的的聯(lián)系系，只只有磁磁的聯(lián)聯(lián)系，，因而而使測(cè)測(cè)量?jī)x儀表和和保護(hù)護(hù)電器器與高高壓電電路隔隔開，，以保保證二二次設(shè)設(shè)備和和人員員的安安全。。2）使使測(cè)量量?jī)x表表和繼繼電器器小型型化和和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化。。如電電流互互感器器副繞繞組的的額定定電流流都是是5A；電壓互互感器器副繞繞組電電壓通通常都都規(guī)定定為100V。3）可以避避免短短路電電流直直接流流過測(cè)測(cè)量?jī)x儀表和和繼電電器的的線圈圈，使使其不不受大大電流流的損損壞。。4.12.3限限制短短路電電流的的方法法1．選擇適適當(dāng)?shù)牡闹鹘咏泳€形形式和和運(yùn)行行方式式（1））對(duì)具具有大大容量量機(jī)組組的發(fā)發(fā)電廠廠中采采用單單元接接線；；（2））在降降壓變變電所所中，，可采采用變變壓器器低壓壓側(cè)分分列運(yùn)運(yùn)行方方式，，即所所謂母母線硬硬分段段接線線；（3））對(duì)具具有雙雙回路路電路路，在在負(fù)荷荷允許許條件件下可可按單單回路路運(yùn)行行；（4））對(duì)環(huán)環(huán)形供供電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，可在在環(huán)網(wǎng)網(wǎng)中穿穿越功功率最最小處處開環(huán)環(huán)運(yùn)行行。4.12.3限限制短短路電電流的的方法法2．加加裝限限流電電抗器器（1））加裝裝普通通電抗抗器1）出出線端端加裝裝出線線電抗抗器用用來(lái)限限制電電纜饋饋線支支路短短路電電流。。它只只能在在電抗抗器后后面臨臨近點(diǎn)點(diǎn)短路路時(shí)才才有限限制短短路電電流的的作用用。通通常在在架空空線路路上不不裝設(shè)設(shè)電抗抗器。。線路電電抗器器不僅僅限制制短路路電流流，而而且能能在母母線上上能維維持較較高的的剩余余殘壓壓（大大于65％％UN）。通常線線路電電抗器器的百百分電電流值值為3％～～6％％。4.12.3限限制短短路電電流的的方法法2）母母線電電抗器器裝設(shè)設(shè)在母母線分分段的的地方方，其其目的的是讓讓發(fā)電電機(jī)出出口斷斷路器器、變變壓器器低壓壓側(cè)斷斷路器器、母母聯(lián)斷斷路器器和分分段斷斷路器器等都都能按按各回回路額額定電電流來(lái)來(lái)選擇擇，不不因短短路電電流過過大而而升級(jí)級(jí)。一般設(shè)設(shè)計(jì)主主接線線時(shí)，，為了了限制制發(fā)電電機(jī)電電壓母母線短短路電電流，，應(yīng)首首先考考慮在在分段段斷路路器回回路或或聯(lián)絡(luò)絡(luò)斷路路器回回路中中以及及主變變壓器器回路路中安安裝電電抗器器，只只有經(jīng)經(jīng)過計(jì)計(jì)算認(rèn)認(rèn)為限限制效效果不不夠時(shí)時(shí)，才才考慮慮裝設(shè)設(shè)線路路電抗抗器。。一般般當(dāng)電電廠和和系統(tǒng)統(tǒng)容量量較大大時(shí)，，兩種種電抗抗器都都需要要安裝裝。為為了運(yùn)運(yùn)行操操作方方便和和減小小母線線各段段之間間電壓壓差，，母線線分段段不宜宜超過過三段段，母母線電電抗器器的電電抗百百分值值應(yīng)取取8％％～12％％。4.12.3限限制制短短路路電電流流的的方方法法（2））分分裂裂電電抗抗器器分裂裂電電抗抗器器在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上與與普普通通電電抗抗器器相相似似，，只是是線線圈圈中中心心有有一一個(gè)個(gè)抽頭頭3，，中中間間抽抽頭頭一一般般用來(lái)來(lái)連連接接電電源源、、兩兩個(gè)個(gè)a））分裂裂電電抗抗器器接接線線圖圖分支支（（又又稱稱兩兩臂臂））1和和b））分裂裂電電抗抗器器等等值值電電路路圖圖2用用來(lái)來(lái)連連接接大大致致相相等等的的c））正常常運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)的的等等值值電電路路圖圖兩組組負(fù)負(fù)荷荷。。4.12.3限限制制短短路路電電流流的的方方法法當(dāng)分分裂裂電電抗抗器器的的電電抗抗值值與與普普通通電電抗抗器器的的電電抗抗值值相相同同時(shí)時(shí)，，兩兩者者在在短短路路時(shí)時(shí)的的限限流流作作用用一一樣樣，，但但正正常常運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)電電壓壓損損失失只只有有普普通通電電抗抗器器的的一一半半，，而而且且比比普普通通電電抗抗器器多多供供一一倍倍的的出出線線，，減減少少了了電電抗抗器器的的數(shù)數(shù)目目。。運(yùn)行行中中當(dāng)當(dāng)兩兩個(gè)個(gè)分分支支負(fù)負(fù)荷荷不不等等或或者者負(fù)負(fù)荷荷變變化化過過大大時(shí)時(shí)，，將將引引起起兩兩臂臂電電壓壓偏偏差差，，造造成成電電壓壓波波動(dòng)動(dòng)，，甚甚至至可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)過過電電壓壓。。所所以以一一般般分分裂裂電電抗抗器器的的電電抗抗百百分分值值取取8％％～～12％％。。分裂裂電電抗抗器器在在主主接接線線中中，