供配電技術(shù) 課件 4.3 變電所主接線

工廠供配電技術(shù)02電氣主接線

電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，用以傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，又稱一次接線或電氣主系統(tǒng)，用電氣主接線圖表征。主接線圖所連接的是發(fā)電廠及變電所的主設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路。在變電所主接線圖中將導(dǎo)線或電纜、電力變壓器、母線、各種開關(guān)、避雷器、電容器等電氣設(shè)備有序地連接起來，只表示相對(duì)電氣連接關(guān)系而不表示實(shí)際位置。通常以單線來表示三相系統(tǒng)。

變配電所主接線的基本要求如下：(1)安全性。必須符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備安全(例如變配電所的高壓母線和架空線路的末端必須裝設(shè)避雷器)。(2)可靠性。能夠滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求(例如對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)考慮兩個(gè)電源供電；二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙回路供電)。(3)靈活性。能適應(yīng)系統(tǒng)所需要的各種運(yùn)行方式，并能靈活地進(jìn)行不同運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，而且能適應(yīng)負(fù)荷發(fā)展的需求。(4)經(jīng)濟(jì)性。在滿足以上要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)約電能和有色金屬的消耗量。03變電所常用主接線母線的概念和作用母線又稱匯流排，用硬導(dǎo)線制成，用以匯集、分配電能，在一次主接線圖中用文字符號(hào)W表示。設(shè)置母線可方便地把多路電源進(jìn)線和出線通過電氣開關(guān)連接在一起，提高供電的可靠性和靈活性。有匯流母線的主接線是我國目前廣泛采用的接線形式，按母線設(shè)置組數(shù)的不同，又可分為單母線接線和雙母線接線兩大類。變電所主接線分為有匯流母線的電氣主接線和無匯流母線的電氣主接線04電氣主接線相關(guān)概念

圖示配電所共有兩路10kV電源進(jìn)線，架空線WL1，電纜線WL2。最常見的進(jìn)線方案是一路電源來自發(fā)電廠或電力系統(tǒng)變電站，作為正常工作電源，另一路取自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源，也可兩路電源同時(shí)供電。

05電氣主接線相關(guān)概念

母線是配電裝置中用來匯集和分配電能的導(dǎo)體。因?yàn)樵撆潆娝徊捎靡宦冯娫垂ぷ?，一路電源備用，因此母線分段開關(guān)通常是閉合的，高壓并聯(lián)電容器對(duì)整個(gè)配電所進(jìn)行無功補(bǔ)償。一旦工作電源發(fā)生故障或母線檢修時(shí)，可切除該路進(jìn)線后，投入備用電源即可恢復(fù)對(duì)整個(gè)配電所的供電。06電氣主接線相關(guān)概念

每段母線上都安裝有電壓互感器，各段母線上都裝設(shè)了避雷器。避雷器和電壓互感器同裝設(shè)在一個(gè)高壓柜內(nèi)，且共用一組高壓隔離開關(guān)。

07電氣主接線相關(guān)概念

每段母線的進(jìn)線和出線上都接有電流互感器，且電流互感器均有兩個(gè)二次繞組，其中一個(gè)接測(cè)量?jī)x表，另一個(gè)接繼電保護(hù)裝置。08電氣主接線相關(guān)概念

此高壓配電所共有6路高壓配電出線，分別由左段母線WB1經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供車間變電所和供無功補(bǔ)償用的高壓并聯(lián)電容器組；由右段母線WB2經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供高壓電動(dòng)機(jī)用電和供車間變電所。由于高壓配電線路都是由高壓母線分配，因此其出線斷路器需在母線側(cè)加裝隔離開關(guān)，以保證斷路器和出線的安全檢修。

09變電站的主接線模擬圖

10單母線接線1、單母線接線優(yōu)點(diǎn)接線簡(jiǎn)單、清晰，采用設(shè)備少、造價(jià)低、操作方便、擴(kuò)建容易。

缺點(diǎn)可靠性不高，發(fā)生任一連接元件故障或斷路器拒動(dòng)及母線故障時(shí)，都將造成整個(gè)供電系統(tǒng)停電。

各電源和出線都接在同一公共母線上，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。11單母線接線

用斷路器將母線分段，分段后母線和母線隔離開關(guān)可分段輪流檢修。對(duì)重要用戶，可從不同母線段引雙回路供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障、任一連接元件故障和斷路器拒動(dòng)時(shí)，由繼電保護(hù)動(dòng)作斷開分段斷路器，將故障限制在故障母線范圍內(nèi)，非故障母線繼續(xù)運(yùn)行，整個(gè)配電裝置不會(huì)全停。

2、單母線分段接線12單母線接線2、單母線分段接線當(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。接線簡(jiǎn)單、操作方便、投資少，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。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在6～10kV，出線在6回及6回以上時(shí)，每段所接容量不宜超過25MW。13雙母線接線1、普通雙母線接線雙母線接線方式適用于35kV出線回路為8回，110～220kV出線為4回及220kV以上的母線。

當(dāng)母線I檢修時(shí)，電能的通路，當(dāng)母線II檢修時(shí)，通過QS1，提高了供電的可靠性14單母線接線2、雙母線帶旁母接線增設(shè)旁路母線，特點(diǎn)是具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)線路側(cè)或主變側(cè)的斷路器檢修時(shí)，仍能繼續(xù)向負(fù)荷供電。但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)，也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費(fèi)用較大.15單母線接線

加旁路母線雖然解決了斷路器和保護(hù)裝置檢修不停電問題，但旁路母線也帶來了投資費(fèi)用較大，占用設(shè)備間隔較多等諸多不利因素。

近年來隨著供配電技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)可靠性進(jìn)一步提高，新技術(shù)新設(shè)備大量投入，繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)化，設(shè)備維護(hù)工作量大幅度減少，母線連續(xù)不檢修運(yùn)行時(shí)間不斷增長(zhǎng)。特別是雙重化配置的保護(hù)，可以一套保護(hù)運(yùn)行，另一套保護(hù)停用更換插件，不需要旁路保護(hù)代替。

目前220kV及以下新設(shè)計(jì)的變電站，一般都按無人值守方式設(shè)計(jì)。因此，旁路母線的作用已逐漸減弱，作為電氣主接線的一個(gè)重要方案，帶旁路母線的接線已經(jīng)完成了它的歷史作用，新建工程中基本上不再采用帶旁路母線的接線方式，這種接線方式很快將成為一種過去式。

2、雙母線帶旁母接線16橋式接線當(dāng)電站只有兩臺(tái)主變和兩條輸電線路時(shí)，為增加供電的可靠性，在兩個(gè)單元之間接一條橋支路，即構(gòu)成橋形接線。橋形接線有兩種連接方式：將橋支路接在變壓器側(cè)稱為內(nèi)橋接線；將橋支路接在線路側(cè)稱為外橋接線。17橋式接線當(dāng)電站在系統(tǒng)中擔(dān)任基荷，主變很少切除或輸電線較長(zhǎng)且兩線路同供相同用戶時(shí)，多采用內(nèi)橋接線；若電站在系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，發(fā)電機(jī)組經(jīng)常開機(jī)停機(jī)，為減少主變運(yùn)行中的損耗，有必要經(jīng)常投入和切除變壓器，或者輸電線路不長(zhǎng)，用兩線路送電給不同的地區(qū)，則常采用外橋接線。橋形接線廣泛應(yīng)用于110KV的中型水電站。1810kV/0.4kV變電站的電氣主接線

中型工廠的車間變電站和小型工廠變電所以及常在馬路邊看到的箱式新型變電所，通常都是將6~10kV的高壓降為一般用電設(shè)備所需的低壓380/220V的終端變電站，其變壓器容量通常不超過1000kVA，電氣主接線方案比較簡(jiǎn)單。1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖對(duì)于戶外變電所、箱式變電站或桿上變壓器，高壓側(cè)可以用戶外高壓跌落式熔斷器，主接線受跌落式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只適用于630kVA及以下容量的變電所中。19只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖

對(duì)戶內(nèi)結(jié)構(gòu)的變電所，高壓側(cè)可選用隔離開關(guān)和戶內(nèi)式高壓熔斷器。隔離開關(guān)在檢修變壓器時(shí)切斷變壓器與高壓電源的聯(lián)系，但僅能切斷320kVA及以下變壓器的空載電流，因此停電時(shí)要先切除變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷，然后才可拉開隔離開關(guān)。為加強(qiáng)變壓器低壓側(cè)保護(hù)，變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)盡量采用低壓斷路器。這種電氣主接線仍然存在著在排除短路故障時(shí)恢復(fù)供電的時(shí)間較長(zhǎng)缺點(diǎn)，供電可靠性也不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷的變電所。

20只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖

變壓器容量在560~1000kVA時(shí)的變電所變壓器高壓側(cè)選用負(fù)荷開關(guān)和高壓熔斷器時(shí)，負(fù)荷開關(guān)可在正常運(yùn)行時(shí)操作變壓器，熔斷器可在短路時(shí)保護(hù)變壓器。

當(dāng)熔斷器不能滿足斷電保護(hù)條件時(shí)，高壓側(cè)應(yīng)選用高壓斷路器。這種接線方式由于負(fù)荷開關(guān)和熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使得變電所的停、送電操作更加簡(jiǎn)便靈活。

21只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖

變壓器容量在1000kVA以下的變電所的變壓器，高壓側(cè)可選用隔離開關(guān)和高壓斷路器的接線方案，其中隔離開關(guān)作為變壓器、斷路器檢修時(shí)隔離電源用，需要裝設(shè)在斷路器之前，而高壓斷路器則作為正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開變壓器并在變壓器故障時(shí)切斷電源用。

此接線方案一般也只適用于三級(jí)負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷。22裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線圖

裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的電氣主接線有三種方案：

圖示第1種電氣主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變或任一電源進(jìn)線停電檢修或故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。如果兩臺(tái)主變高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用，則任一主變高壓側(cè)斷路器因電源斷電或失壓而跳閘時(shí)，另一臺(tái)主變高壓側(cè)的斷路器將自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。這時(shí)該變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。

23裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線圖圖示第2種接線中，任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍要停電。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。如果有與其他變電