1、第5講 電氣主接線及設計（1）內容提要：1 電氣主接線的基本要求和設計程序2 主接線的基本接線形式3 主變壓器的選擇4 限制短路電流的方法5 電氣主接線設計舉例5.1 電氣主接線的基本要求和設計程序5.2 主接線的基本接線形式內容提要：Q1：什么是電氣主接線？二階電路圖電氣主接線指一次設備的連接電路，又叫一次接線或主電路。它表示了電能產生、匯集、分配和傳輸的關系。主接線圖一般畫成單線圖，用規定的圖形和文字符號描述實際的主電路連接情況。圖中的主要元件有G、T、QF、QS、TV、TA、母線和電抗器等設備。局部以三相表示（如TV、TA的配置）。圖中描述的設備處于“正常狀態”，即電路無電壓和無外力作用

2、下的狀態。QF、QS處于斷開位置。5.1 電氣主接線的基本概念5.1 電氣主接線的基本概念圖5-1某火電廠的電氣主接線圖5.1 電氣主接線的基本概念電氣主接線方式表明了發電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數量、規格、連接方式及可能的運行方式；主接線的好壞，直接關系著電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行，直接影響到工農業生產和人民生活；電氣主接線圖是電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據。電氣主接線的重要性運行可靠：保證連續供電在事故狀態下盡量縮小停電范圍和停電時間在設備檢修時盡可能不停電5.1 電氣主接線的基本要求和設計程序電氣主接線的基本要求運行靈活、方便：接線靈活，多運行方式，且

3、不至發生誤操作經濟性：節省投資，降低損耗，減少占地便于擴建：火電廠或變電所電氣主接線的設計程序5.1 電氣主接線的基本要求和設計程序四個階段：初步可靠性研究可靠性研究初步設計施工設計圖1、對原始資料分析2、主接線方案的擬定與選擇3、短路電流計算和主要電器選擇4、繪制電氣主接線圖5、編制工程概算設計步驟與內容：所謂電氣主接線的基本形式是指典型的、常用的連接形式。不同的電壓等級，主接線的形式不一樣。主接線的基本形式按有無匯流母線分為兩大類：有匯流母線的基本接線形式無匯流母線的基本接線形式有匯流母線主接線的基本環節有3個：電源（或進線）環節（通常指發電機或變壓器）母線環節出線（或饋線）環節。Q2：主

4、接線有哪些基本的接線形式？為什么要按有無匯流母線來劃分？進出線較多時，為提高供電可靠性，必須使每一個出線能從任一電源獲得供電。因此，最好的方法就是采用母線，即電源并不與各個出線直接相連，而是與母線連接把電能送到母線上，各個出線也連接在母線上來獲取電能。這樣以母線來匯集和分配電能，使整個主接線的環節減少，簡單清晰，運行方便可靠，也有利于安裝和擴建。相應的缺點是：開關設備QF、QS增多，配電裝置占地面積增大。當進出線回數較少或相同時，可采用無母線的接線方式，由發電機、變壓器直接和出線相連，減少開關設備和占地面積。對每一種基本接線形式，要求掌握：接線圖：進出線環節如何與母線連接、開關設備連接可能存在

5、的運行方式和運行特點優缺點：可靠性高或可靠性低及其具體體現適用場合：適用的電壓等級；適用的出線回數等5.2 主接線的基本接線形式5.2 主接線的基本接線形式、有匯流母線的基本接線形式單母線雙母線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、變壓器母線組接線最原始、最簡單的接線G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5WL：線路（出線）QS1/QS2：電源隔離開關QS3：母線隔離開關QS4：出線隔離開關QF1/QF2：電源斷路器QF3：出線斷路器WB：母線QS5：接地開關5.2 主

6、接線的基本接線形式-單母線接線G：電源（進線）只有一組母線，所有電源和出線都經過一臺QF和QS接至母線上。單母線接線特點G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS55.2 主接線的基本接線形式-單母線接線母線保證發電機G1、G2并列工作，又能使任何一條引出線都可以從母線上獲得電源。每一回路均裝設有斷路器QF和隔離開關QS。斷路器具有專用的滅弧裝置，可以開斷、閉合正常的負荷電流或開斷短路故障電流。隔離開關沒有專門的滅弧裝置，開合電流能力很低，但有明顯的隔離間隙，能隔離電壓，裝設于斷路器兩側，用于斷路器停電檢修時隔離電壓。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線單

7、母線接線回路的基本組成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5原因：電源支路中，發電機和發電機出口斷路器（電源斷路器）之間可以不裝設隔離開關，因為斷路器斷開后，發電機也必然處于停機狀態。在線路隔離開關(QS4)的線路側，通常裝有接地開關（接地刀閘）。當線路停電之后，合上作為接地線使用。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線單母線接線回路的基本組成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5發電廠和變電所電氣設備有運行、備用和檢修三種工作狀態。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作由于正常供電的需要或

8、故障的發生而轉換設備工作狀態的操作稱為“倒閘操作”。倒閘操作正確與否，直接影響安全運行。根據QF和QS的作用不同，在倒閘操作中必須保證正確的操作順序。以投切線路WL1為例，順序如下：切除WL1（斷電）：拉開 QF3 QS4 QS3投入WL1（送電）：合上 QS3 QS4 QF35.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5基本的操作原則：操作QS必須是在QF斷開的時候進行防止隔離開關帶負荷（故障）拉、合閘5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF

9、1QS1QF2QS2WL2WL3QS5基本的操作原則：操作QS必須是在QF斷開的時候進行投入QS時，從電源側往負荷側合上QS退出QS時，從負荷側往電源側拉開QS5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5誤操作隔離開關不發生在母線隔離開關上（母線短路比線路短路故障更嚴重）為了防止誤操作，必須：嚴格執行操作票制度和監視制度（組織措施）加裝防止誤操作的閉鎖裝置（技術措施）電磁閉鎖、機械閉鎖、電腦閉鎖5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1

10、QF2QS2WL2WL3QS5防止帶負荷拉合隔離開關5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線電氣主接線的倒閘操作 - “五防”G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5防止帶電掛接地線防止帶地線合隔離開關防止誤入帶電間隔防止誤拉合斷路器接線簡單、清晰，所用電氣設備少，操作方便，投資小，便于擴建；隔離開關QS僅用作隔離電壓，不作為操作電器。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線單母線接線的優點G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5母線和母線側隔離開關檢修（清掃）時，在檢修期間所有回路必須停止工作。母線和母線側隔離開關或

11、斷路器故障時，所有電源回路斷路器均會因繼電保護動作而跳閘，使所有出線在修復期間內停電。某一電源或出線斷路器檢修時，必須停止該回路的工作。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線單母線接線的不足-可靠性、靈活性較差G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3QS5純粹的單母線不能滿足重要用戶的要求，只適用于容量小、出線少的發電廠和變電所中。如果采用成套配電裝置，由于其工作可靠性高，也可以對重要用戶供電。如發電廠的廠用電就常采用單母線接線。5.2 主接線的基本接線形式-單母線接線單母線接線的適用場合G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL2WL3

12、QS5為了解決純粹單母線可靠性和靈活性差的問題，提高供電可靠性，可以用斷路器將母線分段，從而形成單母線分段接線。如圖：G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd圖中：QFd兩側的隔離開關用于檢修QFd時隔離電壓。5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線母線分段數目取決于電源數目和功率以及電網的接線和電氣主接線的工作形式。分段的數目一般在23段(、段)。（分斷越多，故障停電范圍越??；但增加QFd、且配電裝置運行更復雜）引出線在各個母線段上分配時，應盡量使各分段的功率平衡。（避免產生過大的環流）5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線單母線分段接線

13、回路的基本組成G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常運行時，分段斷路器QFd斷開。此時，它還應裝有備用電源自動投入裝置（BZT）。當任一電源故障，其電源QF自動跳閘斷開時，在BZT的作用下，分段斷路器QFd可以自動接通，保證全部引出線繼續供電。（降壓變電站的低壓側母線：限制短路電流，簡化保護配置）5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線單母線分段接線的運行方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常運行時，分段斷路器QFd閉合。5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線當任一母線發生短路故障

14、時，在母線繼電保護的作用下，QFd和連接故障段母線的電源QF自動斷開，則非故障段可以繼續供電。避免了在純單母線中母線故障時全部回路都得停電的情況。單母線分段接線的運行方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd因此，用QFd分段的單母線可以可靠的給重要負荷的用戶供電。此時，該重要用戶須從兩個母線段上引出兩個回路，保證兩個電源供電。（兩段母線同時故障的幾率幾乎為0）。5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線單母線分段接線的運行方式G1QF3WBG2WL1QS4QS3QF1QS1QF2QS2WL3WL4WL2QFd正常運行時，分段斷路器QFd閉合。優

15、點：具有單母線接線簡單、經濟、方便、易于擴建的特點；可靠性比純粹單母線有所提高。母線或母線隔離開關發生故障時，僅故障段停電，非故障段可繼續工作。對重要用戶，可以從不同分段引出雙回線，以保證可靠地向其供電。缺點：每個母線段都相當于一個單母線，故可靠性仍偏低當母線某分段檢修或故障時，仍必須斷開該段母線上的全部回路，因此，電源減少，部分用戶供電受到限制和中斷。任一回路斷路器檢修時，該回路仍必須停止工作5.2 主接線的基本接線形式-單母線分段接線單母線分段接線的優缺點為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

16、。在檢修出線斷路器時，可將該條線路轉移到旁路母線上，旁路斷路器就代替出線斷路器工作。（1）單母線帶旁路：“專用旁路斷路器”（2）單母線分段帶旁路：包括“專用旁路斷路器”、“分段斷路器兼作旁路斷路器”和“旁路斷路器兼作分段斷路器”三種接線單母線（分段）帶旁路5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路單母線帶旁路接線特點：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的線路側用一臺旁路隔離開關QSp接至旁路母線WBp上電源1QF1WB電源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp專設旁路斷路器QFp和旁路母線WBp5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路正常

17、運行時：旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線運行。平時旁路母線不帶電，減少故障可能。電源1QF1WB電源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路單母線帶旁路檢修出線斷路器QF1時：先合上QFp兩側隔離開關，再合上QFp，旁路母線帶電；合上QSp（等電位），斷開QF1、QS2、QS1，這樣QF1退出工作，該線路經WB、QFp、WBp、QSp得到供電。電源1QF1WB電源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路單母線帶旁路優點：供電可靠性提高，保證了對重要用戶的不間斷供電；倒閘操作

18、相對簡單缺點：增加了設備；增大了投資和占地面積電源1QF1WB電源2QS2QS1QS3QS4QFpWBpQSp5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路單母線帶旁路可靠性有所提高，因為檢修期間仍以單母線分段運行電源1WB電源2QFpWBpQFdQSp單母線分段帶旁路 專設旁路斷路器QFp和旁路母線WBp正常運行時：旁路斷路器QFp和每條出線的QSp均是斷開的，為單母線分段運行。檢修出線斷路器時：倒閘操作與前類似5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路正常運行時：QFd、QS1、QS2閉合，QS3、QS4斷開，QS5（母線分段隔離開關）斷開，QSp斷開按單母線分段運行，旁路母線WBp平時不帶電。電源1電源2QS3QS5QS4QFdQS1QS2QS7QS6QF1QSp 分段斷路器 QFd 兼作旁路斷路器5.2 基本接線形式-單母線(分段)接線帶旁路單母線分段帶旁路檢修QF1時：母線分段隔離開關QS5合上，使兩段母線在檢修期間并列運行。旁路母線接至