變電站主接線形式和特點(diǎn)

制作人：賈濤變電站主接線形式及特點(diǎn)供用電技術(shù)專業(yè)國(guó)家級(jí)教學(xué)資源庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化課程目錄第一部分電氣主接線概述第二部分主接線的基本接線形式第一部分電氣主接線選擇的原則和要求一、電氣主接線概述

▉電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖

▉電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式二、電氣主接線的基本要求三、對(duì)變電所電氣主接線的具體要求四、電氣主系統(tǒng)中開關(guān)電器的配置原則

▉斷路器與隔離開關(guān)的配置原則

▉斷路器與隔離開關(guān)的操作順序電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖

1.電氣主系統(tǒng)電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。

2.電氣主接線圖用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)將各電氣設(shè)備，按連接順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系的接線圖，稱為電氣主接線圖。電氣主接線圖一般畫成單線圖。電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式1.電氣主接線中的電氣設(shè)備電氣主接線中的主要電氣設(shè)備包括：電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無(wú)功補(bǔ)償裝置等。

2.主接線方式常用的主接線方式有：?jiǎn)文妇€接線、單母線分段接線、單母線分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母線帶旁路母線接線、雙母線分段接線、雙母線分段帶旁路母線接線、內(nèi)橋接線、外橋接線、一臺(tái)半斷路器接線、單元接線、和角形接線等。電氣主接線的基本要求

電氣主接線的選擇正確與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)滿足下列基本要求。

1.保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量；

2.具有一定的運(yùn)行靈活性；

3.操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便；

4.應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性；

5.技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。電氣主接線的基本要求

當(dāng)線路或高壓配電裝置檢修時(shí)，需要有明顯可見的斷口，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。故在電氣回路中，在斷路器可能出現(xiàn)電源的一側(cè)或兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)。若電源是發(fā)電機(jī)，則發(fā)電機(jī)與出口斷路器之間可以不裝隔離開關(guān)。但有時(shí)為了便于對(duì)發(fā)電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整和試驗(yàn)，也可以裝設(shè)隔離開關(guān)或設(shè)置可拆卸點(diǎn)。當(dāng)電壓在110kV及以上時(shí)，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)均應(yīng)配置接地開關(guān)。對(duì)35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1～2組接地開關(guān)，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。電氣主接線的基本要求

斷路器和隔離開關(guān)的操作順序?yàn)椋航油娐窌r(shí)，先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再合斷路器；切斷電路時(shí)，先斷開斷路器，再拉開兩側(cè)的隔離開關(guān)。

嚴(yán)禁在未斷開斷路器的情況下，拉合隔離開關(guān)。

為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外，還應(yīng)在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器之間，加裝電磁閉鎖、機(jī)械閉鎖或電腦鑰匙等閉鎖裝置。第二部分電氣主接線的基本接線形式一、單母線接線（接線圖和特點(diǎn)）

▉單母線分段接線（接線圖和特點(diǎn)）

▉單母線帶旁路和單線線分段帶旁路母線接線二、雙母線接線

▉雙母線接線（概述、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、適用范圍和接線圖）

▉雙母線分段和帶旁路母線的接線方式

▉用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式三、二分之三斷路器接線

四、變壓器母線組接線五、單元接線六、橋形接線（概述、內(nèi)橋接線、外橋接線和雙斷路器橋形接線）七、角形接線有匯流母線的基本接線形式<頁(yè)腳>(一)單母線(二)雙母線1.單母線2.單母線分段3.單母線（分段）帶旁路1.雙母線2.雙母線分段3.雙母線（分段）帶旁路4.3/2斷路器接線5.變壓器－母線組接線單母線接線的接線圖

各電源和出線都接在同一條公共母線上，其電源在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器，在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。

單母線接線的特點(diǎn)1.單母線接線的優(yōu)點(diǎn)

簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。2.單母線接線的主要缺點(diǎn)母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。

3.單母線接線對(duì)出線的要求

單母線接線方式，10kV出線一般不超過5回，35出線不超過5回，110～220出線不超過2回。單母線分段接線的接線圖

出線回路數(shù)增多時(shí)，可用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段，成為單母線分段接線，如圖8-3所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為2～3段。單母線分段接線的特點(diǎn)<頁(yè)腳>1.單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時(shí)具有接線簡(jiǎn)單、操作方便、投資少等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。

2.單母線分段接線的缺點(diǎn)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)單母線(分段或不分段)都存在單母線分段接線的特點(diǎn)適用于：多用于變電所的6~110KV配電裝置、中小容量發(fā)電廠。6~10KV配電裝置，出線回路6回以上時(shí)，每段容量不超過25MW；35~63KV配電，出線回路不超過8回；110~220KV配電，出線回路不超過4回。單母線帶旁路單母線帶旁路：

專設(shè)旁路斷路器QFp和旁路母線WBp接線特點(diǎn)：旁路斷路器QFp連接旁路母線WBp和工作母線WB。每一出線回路在線路隔離開關(guān)的線路側(cè)再用一臺(tái)旁路隔離開關(guān)QSp接至旁路母線WBp上。QS3QS4QFpWBpQSp電源1QF1WB電源2QS2QS1單母線帶旁路正常運(yùn)行時(shí)：旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線運(yùn)行。這樣，平時(shí)旁路母線不帶電，減少故障可能。檢修出線斷路器QF1時(shí)：先合上QFp兩側(cè)隔離開關(guān)，再合上QFp，旁母帶電；合上QSp，斷開QF1、QS2、QS1，這樣QF1退出工作，該線路經(jīng)WB、QFp、WBp、QSp得到供電。單母線分段帶旁路為了解決在檢修斷路器期間該回路必須停電的問題，可采用加裝“旁路母線”的方法。即：增加一條稱為“旁路母線”的母線，該母線由“旁路斷路器”供電。其作用是：檢修任一出線斷路器時(shí)，由旁路斷路器代替該出線斷路器工作而使該回路不停電。1)單母線帶旁路：“專用旁路斷路器”；2)單母線分段帶旁路：又包括“專用旁路斷路器”和“分段斷路器兼作旁路斷路器”兩種接線。單母線分段帶旁路單母線帶旁路：

專設(shè)旁路斷路器QFp和旁路母線WBp優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性提高，保證了對(duì)重要用戶的不間斷供電，倒閘操作相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：增加了設(shè)備，從而增大了投資和占地面積。QS3QS4QFpWBpQSp電源1QF1WB電源2QS2QS1單母線分段帶旁路單母線帶旁路：如果旁路母線同時(shí)與引出線和電源回路連接（虛線部分），則電源回路的斷路器可以和本回路的其它設(shè)備同時(shí)檢修。但此時(shí)接線比較復(fù)雜，將使配電裝置布置困難和增加建造費(fèi)用，所以旁路母線一般只與出線回路連接，即不包括圖中虛線部分。QS3QS4QFpWBpQSp電源1QF1WB電源2QS2QS1單母線分段帶旁路單母線分段帶旁路：

①專設(shè)旁路斷路器QFp和旁路母線WBp正常運(yùn)行時(shí)：

旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線分段運(yùn)行。檢修出線斷路器時(shí)：倒閘操作與前類似?？煽啃杂兴岣撸?yàn)闄z修期間仍以單母線分段運(yùn)行。QFd電源1WB電源2WBpQSpQFp單母線分段帶旁路(2)單母線分段帶旁路：

②分段斷路器QFd兼作旁路斷路器正常運(yùn)行時(shí)：QS3QS4QFdQS1QS2QS5電源1電源2QS7QS6QF1QSpQFd、QS1、QS2閉合，QS3、QS4斷開，QS5（母線分段隔離開關(guān)）斷開，QS5斷開，兩段母線處于并列運(yùn)行狀態(tài)。旁路母線WBp平時(shí)不帶電。單母線分段帶旁路檢修QF1時(shí)可用旁路斷路器代替其工作。注意：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。

單母線分段帶旁路：

②分段斷路器QFd兼作旁路斷路器WBpQS3QS4QFdQS1QS2QS5電源1電源2QS7QS6QF1QSp單母線分段帶旁路檢修QF1倒閘操作步驟：虛線提示單母線分段帶旁路：

②分段斷路器QFd兼作旁路斷路器WBpQS3QS4QFdQS1QS2QS5電源1電源2QS7QS6QF1QSp單母線分段帶旁路<頁(yè)腳>分段斷路器兼作旁路斷路器的其它接線形式：WBpWBpWBp不設(shè)母線分段隔離開關(guān)正常運(yùn)行時(shí)，WBp均帶電，故障幾率大，但倒閘操作相對(duì)簡(jiǎn)單(2)單母線分段帶旁路：

②分段斷路器QFd兼作旁路斷路器單母線分段帶旁路適用情況：6～10kV一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)楣╇娯?fù)荷小，供電距離短，而且一般可在網(wǎng)絡(luò)中取得備用電源，同時(shí)大多為電纜出線，事故跳閘次數(shù)很少。35～60kV可不設(shè)旁路母線，因?yàn)橹匾脩舳嘞惦p回線供電，有可能停電檢修斷路器。其次，斷路器年平均檢修時(shí)間短，通常為2－3天。110～220kV一般要設(shè)置旁路母線，因?yàn)?10-220kV線路的輸送距離遠(yuǎn)，輸送功率大，停電影響長(zhǎng)，斷路器平均每年檢修時(shí)間約需5－7天。雙母線不分段接線的簡(jiǎn)述和優(yōu)點(diǎn)

1.雙母線接線簡(jiǎn)述下圖所示為雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱母聯(lián)斷路器）連接。

2.雙母線接線優(yōu)點(diǎn)運(yùn)行方式靈活，便于擴(kuò)建；檢修母線時(shí)，電源和出線都可以繼續(xù)工作；檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回路；工作母線故障時(shí)，所有回路能迅速恢復(fù)工作；檢修任一線路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。雙母線不分段接線的缺點(diǎn)和適用范圍

3.雙母線接線缺點(diǎn)當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，需使用隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作，容易造成誤操作；工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)（切換母線時(shí)間）全部進(jìn)出線停電；在任一線路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電（用母聯(lián)斷路器代替線路斷路器之前）；使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較大，同時(shí)也增加了母線的長(zhǎng)度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。

4.雙母線接線適用范圍這種接線方式適用于供電要求比較高，出線回路較多的變電站中，一般35kV出線回路為8回，110～220kV出線為4回及以上的220kV母線。雙母線不分段接線的接線圖

為了彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，提高雙母線接線的可靠性，可進(jìn)行雙母線分段和雙母線帶旁路兩種方式的改進(jìn)。雙母線分段和帶旁路母線的接線方式

1.雙母線分段接線方式

圖8-8所示為工作母線分段的雙母線接線。用分段斷路器將工作母線Ⅰ分段，每段用母聯(lián)斷路器與備用母線Ⅱ相連。這種接線具有單母線分段和雙母線接線的特點(diǎn)，有較高的供電可靠性與運(yùn)行靈活性，但所使用的電氣設(shè)備較多，使投資增大。另外，當(dāng)檢修某回路出線斷路器時(shí)，則該回路停電，或短時(shí)停電后再用“跨條”恢復(fù)供電。雙母線分段接線常用于大中型發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配電裝置中。

2.帶旁路母線的雙母線接線采用帶旁路母線的雙母線接線，目的是為了不停電檢修任一回路斷路。雙母線分段和帶旁路母線的接線圖用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的幾種形式

當(dāng)出線回路數(shù)較少時(shí)，為了減少斷路器的數(shù)目，可不設(shè)專用的旁路斷路器，而用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器，其接線如圖8-10所示。<頁(yè)腳>母線Ⅰ母線Ⅱ母線Ⅲ隔離開關(guān)隔離開關(guān)斷路器二分之三斷路器接線方式

兩組母線之間接有若干串?dāng)嗦菲鳎恳淮?臺(tái)斷路器，中間一臺(tái)稱作聯(lián)絡(luò)斷路器，每?jī)膳_(tái)之間接入一條回路，共有兩條回路。主要優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；運(yùn)行靈活性好；操作檢修方便。主要缺點(diǎn)是投資大、繼電保護(hù)裝置復(fù)雜。在一臺(tái)半斷路器接線中，一般應(yīng)采用交叉配置的原則，即同名回路應(yīng)接在不同串內(nèi)，電源回路宜與出線回路配合成串。此外，同名回路還宜接在不同側(cè)的母線上。變壓器母線組接線方式

如圖8-12所示，各出線回路由兩臺(tái)斷路器分別接在兩組母線上，而在工作可靠、故障率很低的主變壓器的出口不裝設(shè)斷路器，直接通過隔離開關(guān)接到母線上，組成變壓器母線組接線。這種接線調(diào)度靈活，電源和負(fù)荷可自由調(diào)配，安全可靠，有利于擴(kuò)建。當(dāng)變壓器故障時(shí)，和它連接于同一母線上的斷路器跳閘，由隔離開關(guān)隔離故障，使變壓器退出運(yùn)行后，該母線即可恢復(fù)運(yùn)行。單元接線方式<頁(yè)腳>

發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)—變壓器組，稱為單元接線。其中，圖8-13（a）和（b）是發(fā)電機(jī)—變壓器單元接線。除圖8-13所示的單元接線外，還可以接成發(fā)電機(jī)—自耦變壓器單元接線、發(fā)電機(jī)—變壓器—線路組單元等形式。為了減少變壓器及其高壓側(cè)斷路器的臺(tái)數(shù)，節(jié)約投資與占地面積，可采用圖8-14所示的擴(kuò)大單元接線。擴(kuò)大單元接線的缺點(diǎn)是運(yùn)行靈活性較差。單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，投資小，占地少，操作方便，經(jīng)濟(jì)性好，由于不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，減少了發(fā)電機(jī)電壓側(cè)發(fā)生短路故障的幾率。單元接線方式的接線圖橋形接線概述

當(dāng)只有兩臺(tái)主變壓器和兩條電源進(jìn)線線路時(shí)，可以采用如圖8-15所示的接線方式。這種接線稱為橋式接線，可看作是單母線分段接線的變形，即去掉線路側(cè)斷路器或主變壓器側(cè)斷路器后的接線，也可看作是變壓器—線路單元接線的變形，即在兩組變壓器—線路單元接線的升壓側(cè)增加一橫向聯(lián)接橋臂后的接線。橋式接線的橋臂由斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)組成，正常運(yùn)行時(shí)處于接通狀態(tài)。根據(jù)橋臂的位置又可分為內(nèi)橋接線、外橋接線和雙斷路器橋形接線三種形式。橋形接線接線圖內(nèi)橋接線

內(nèi)橋接線如圖8-15（a）所示，橋臂置于線路斷路器的內(nèi)側(cè)。其特點(diǎn)如下：（1）線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三條支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。（2）變壓器故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)斷路器及與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器均自動(dòng)跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復(fù)對(duì)該線路的供電。（3）線路運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。內(nèi)橋接線適用于輸電線路較長(zhǎng)、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運(yùn)行方式的場(chǎng)合。外橋接線

外橋接線如圖8-15（b）所示，橋臂置于線路斷路器的外側(cè)。其特點(diǎn)如下：（1）變壓器發(fā)生故障時(shí)，僅跳故障變壓器支路的斷路