第四章 电气接线及设计1

1、电气主接线定义： 由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接收和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，称为一次接线或电气主系统。由规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。图形符号文字符号工作顺序电气设备基本组成连接关系110kV进线进线1110kV进线进线210kV出线出线110kV出线出线310kV出线出线210kV出线出线410kV出线出线610kV出线出线51主变主变2主变主变一、电气主接线的作用一、电气主接线的作用 可靠性停电的影响 有汇流母线：在进出线较多时（大于4回），为便于电能的

2、汇集和分配，采用母线作为中间环节，使接线简单、清晰、运行方便，有利于安装和扩建。缺点是有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线：使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。1 1、单母线单母线 1.11.1、几个基本概念、几个基本概念 1）电源：除发电机外，变压器和出线可与其它带电设备相连，也认为是电源。在分析主接线时，要将它们看作是带电的。根据研究的具体对象，确定其电能的来源，为其提供电能的设备即认为是电源。1主变主变110kV进线进线210kV出线出线110kV出线出线310kV出线出线210kV出线出线410kV出线出线6

3、10kV出线出线52主变主变110kV进线进线110kVI母母10kVII母母运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。所谓运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置；热备用状态是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸位置；冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置；检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。合母线侧合母线侧隔离开关隔离开关合出线侧合出线侧隔离开关隔离开关合断路器合断路器检修检修冷备用冷备用热备用热备用运行运行拆除地线，拆除地线，临时遮拦临时遮拦检修设备各侧悬挂地线（

4、或接地检修设备各侧悬挂地线（或接地刀闸闭合），工作地点设置临时刀闸闭合），工作地点设置临时遮拦，悬挂标示牌遮拦，悬挂标示牌两侧刀闸在分位两侧刀闸在分位两侧刀闸在合位，开关两侧刀闸在合位，开关一经操作即可带电一经操作即可带电设备带电运行设备带电运行送电过程运行运行热备用热备用冷备用冷备用检修检修停电过程教学4#楼教学5#楼宿舍4#楼宿舍5#楼华北电力大学1#变单母线单母线练习：请分析单母线的可靠性、灵活性和经济性华北电力大学2#变华北电力大学1#变教学4#楼教学3#楼 教学5#楼1回教学5#楼2回宿舍5#楼 宿舍4#楼单母线分段单母线分段练习：对比单母线分析单母线分段的可靠性、灵活性和经济性运行

5、方式运行方式：并列运行；分列运行；10kVI段段10kVII段段运行方式运行方式：并列运行；分列运行；10kVI段段10kVII段段分列运行分列运行运行方式运行方式：并列运行；分列运行；10kVI段段10kVII段段并列运行并列运行缺点缺点：适用范围适用范围： 思考：思考： 如何解决断路器检修时所在回路必如何解决断路器检修时所在回路必须停电的问题？须停电的问题？121开关1213刀闸1211刀闸121开关1213刀闸1211刀闸121开关1213刀闸1211刀闸121开关1213刀闸1211刀闸121开关1213刀闸1211刀闸旁路及旁代的概念旁路及旁代的概念121开关1213刀闸1211刀闸

6、120开关1203刀闸1201刀闸旁带操作：正常运行旁带操作：正常运行1214刀闸110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤11214刀闸110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤21214刀闸110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸1214刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤3110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸1214

7、刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤4110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸1214刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤5110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸1214刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤6110kvI母110kv旁母121开关1213刀闸1211刀闸120开关1203刀闸1201刀闸1214刀闸旁带操作：步骤旁带操作：步骤7110kvI母110kv旁母练习：请做出单母分段带旁路的接线图注意：旁路母线的设立是为了不停电检修断路器；旁路母线的设立是为了旁路断路器可以旁代本侧接线

8、上的任意断路器。随着断路器品质的提高，旁路趋于取消。练习：分析单母分段带旁路的可靠性110kV四四号母线号母线121开关1214刀闸1211刀闸110kV四四号母线号母线121开关1214刀闸1211刀闸110kV五五号母线号母线1215刀闸110kV四四号母线号母线121开关1214刀闸1211刀闸110kV五五号母线号母线1215刀闸接线特点：每条出线通过一个断路器和接线特点：每条出线通过一个断路器和两个隔离两个隔离开关开关和和两条母线两条母线相连，母线之间通过母线联络断相连，母线之间通过母线联络断路器（母联）连接。路器（母联）连接。可靠性可靠性1 1、任一母线检修时，将出线负荷倒到另一母

9、线上，任一母线检修时，将出线负荷倒到另一母线上， 不停电。不停电。2 2、任一母线故障时，可将出线负荷倒到另一母线、任一母线故障时，可将出线负荷倒到另一母线 上，迅速地恢复正常工作。上，迅速地恢复正常工作。3 3、检修任一回路的母线隔离开关时，只需要断开、检修任一回路的母线隔离开关时，只需要断开 这一条回路，将检修母线的出线负荷倒到另一母线上。这一条回路，将检修母线的出线负荷倒到另一母线上。运行方式运行方式： 1、单母线运行方式：一母运行，一母备用。、单母线运行方式：一母运行，一母备用。2、单母分段运行方方式：两母运行，母联热备。、单母分段运行方方式：两母运行，母联热备。 3、固定连接运行方式

10、：两母运行，通过母线并列，、固定连接运行方式：两母运行，通过母线并列， 电源和负荷平均分配在两条母线上。电源和负荷平均分配在两条母线上。优点优点：供电可靠；运行调度灵活；扩建方便。供电可靠；运行调度灵活；扩建方便。 在大中型发电厂和变电站中广为使用在大中型发电厂和变电站中广为使用。缺点缺点：1、使用设备多（特别是隔离开关）。配电装、使用设备多（特别是隔离开关）。配电装置复杂，投资增加，经济性差。置复杂，投资增加，经济性差。2、操作复杂。隔离开关作为操作电器，容易误、操作复杂。隔离开关作为操作电器，容易误操作。当母线故障时，需短时操作较多隔离开关，操作。当母线故障时，需短时操作较多隔离开关，切换

11、较多电源和负荷，这对特别重要的大型发电切换较多电源和负荷，这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。厂和变电所是不允许的。3 、线路断路器检修时，此回路仍需停电线路断路器检修时，此回路仍需停电。适用范围适用范围： 1 1、6-10kV6-10kV配电装置，短路电流较大，出线需配电装置，短路电流较大，出线需 要电抗器时。要电抗器时。 2 2、35-63kV35-63kV配电装置，出线回路超过配电装置，出线回路超过8 8回；或回；或 连连接电源较多负荷较大时。连连接电源较多负荷较大时。 3 3、110-220kV110-220kV配电装置出线配电装置出线5 5回及以上；或在回及以上；或在 系统中

12、具有重要地位，出线为系统中具有重要地位，出线为4 4回及以上。回及以上。接线特点：分段断路器将工作母线分段两段， 每段分别用母联断路器与备用母线相连。应用：应用：一般在进出线路数较多（如多于8回）时 可能用这种接线。优点：优点：比一般双母线具有更高的供电可靠性和灵活性。缺点：缺点：断路器较多，投资较大作业：作业：做双母四分段带旁路接线图接线特点接线特点：每：每两个回路两个回路用用三台断路器三台断路器接在接在两组两组母线母线上，每一回路经一台断路器接至一组母线，上，每一回路经一台断路器接至一组母线，两条回路间设一个联络断路器，形成一串，称为两条回路间设一个联络断路器，形成一串，称为一台半断路器接

13、线，又称二分之三接线。一台半断路器接线，又称二分之三接线。接线原则接线原则：可靠性分析可靠性分析：1、任一断路器检修时，所有回路都不停止工作。任一断路器检修时，所有回路都不停止工作。 （一串中的任一断路器故障或检修时，这种（一串中的任一断路器故障或检修时，这种 运行方式称为运行方式称为不完整串不完整串运行，此时不影响运行，此时不影响 任何元件运行。）任何元件运行。）2、一组母线检修或故障时，所有回路仍可通过、一组母线检修或故障时，所有回路仍可通过 另一组母线继续运行。另一组母线继续运行。3、操作、检修方便。隔离开关只用作检修时隔、操作、检修方便。隔离开关只用作检修时隔 离电压，避免了更改运行方

14、式时复杂的倒闸离电压，避免了更改运行方式时复杂的倒闸 操作。操作。灵活性分析：灵活性分析：正常运行时，两条母线和全部断路器都同时工作，正常运行时，两条母线和全部断路器都同时工作，称为完整串运行，形成多环路供电，具有很高的称为完整串运行，形成多环路供电，具有很高的可靠性。可靠性。运行灵活性好，工作可靠性高。运行灵活性好，工作可靠性高。 目前是大型电厂和变电站超高压配电装置广泛采目前是大型电厂和变电站超高压配电装置广泛采 用的一种接线。用的一种接线。缺点：缺点：所用的断路器、电流互感器等设备较多，投资高；所用的断路器、电流互感器等设备较多，投资高；继电保护及二次回路的设计、调整、检修比较复杂。继电

15、保护及二次回路的设计、调整、检修比较复杂。内桥内桥外桥外桥w1w2T1T2T2T1w2w1内桥：内桥接线的联络断路器在线路断路器的内侧，便于线路的正常投切操作及切除其短路故障，而投切变压器时则需操作两台断路器及相应的隔离开关。因此适用于变压器不需经常切换，输电线路长，故障断开机会较多，穿越功率少的场合。内桥内桥T1T2T1w2w1外桥：外桥接线的联络断路器接在主变压器断路器的外侧，便于变压器的正常投切操作及切除其故障，而线路的投切及故障切除较为复杂。适用于线路较短，故障率较低，主变压器需按经济运行要求经常投切，及电力系统有较大穿越功率通过桥联断路器的场合。 外桥外桥T1T2w2w1优点：简单清

16、晰，设备少，易于发展过渡优点：简单清晰，设备少，易于发展过渡 为单母线分段或双母线接线。为单母线分段或双母线接线。 缺点：可靠性和灵活性较差，内桥接线中缺点：可靠性和灵活性较差，内桥接线中 的变压器的正常投切与故障切除时的变压器的正常投切与故障切除时 将影响线路的运行，外桥接线中线将影响线路的运行，外桥接线中线 路的正常投切与故障切除将影响变路的正常投切与故障切除将影响变 压器的运行，更改运行方式时需利压器的运行，更改运行方式时需利 用隔离开关作为操作电器。用隔离开关作为操作电器。适用范围：用于条件适合的中小型发电厂、适用范围：用于条件适合的中小型发电厂、 变电站的变电站的3535220KV2

17、20KV配电装置。配电装置。返 回返返 回回单母故障单母故障双母故障双母故障接线原则一：接线原则一：电源和负荷配对电源和负荷配对成串，以防止联成串，以防止联络断路器故障时络断路器故障时两个电源和负荷两个电源和负荷被同时切除被同时切除接线原则一：接线原则一：电源和负荷配对电源和负荷配对成串，以防止联成串，以防止联络断路器故障时络断路器故障时两个电源和负荷两个电源和负荷被同时切除被同时切除接线原则一：接线原则一：电源和负荷配对电源和负荷配对成串，以防止联成串，以防止联络断路器故障时络断路器故障时两个电源和负荷两个电源和负荷被同时切除被同时切除接线原则一：接线原则一：电源和负荷配对电源和负荷配对成串

18、，以防止联成串，以防止联络断路器故障时络断路器故障时两个电源和负荷两个电源和负荷被同时切除被同时切除接线原则一：接线原则一：电源和负荷配对电源和负荷配对成串，以防止联成串，以防止联络断路器故障时络断路器故障时两个电源和负荷两个电源和负荷被同时切除被同时切除接线原则二：接线原则二：配电装置初建仅配电装置初建仅两串时，应采用两串时，应采用交叉接线交叉接线，同名，同名端（端（电源或出线电源或出线）接入不同母线。接入不同母线。思考：为什么？思考：为什么？接线原则二：接线原则二：配电装置初建仅配电装置初建仅两串时，应采用两串时，应采用交叉接线，同名交叉接线，同名端（端（电源或出线电源或出线）接入不同母线

19、。接入不同母线。非交叉非交叉 接线接线接线原则二：接线原则二：配电装置初建仅配电装置初建仅两串时，应采用两串时，应采用交叉接线，同名交叉接线，同名端（端（电源或出线电源或出线）接入不同母线。接入不同母线。交叉交叉 接线接线返回12151215刀闸刀闸121121开关开关12111211刀闸刀闸110kV四四号母线号母线12141214刀闸刀闸110kV五五号母线号母线倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸操作任务：操作任务：将将121121出线由五号母出线由五号母线不停电倒到四号母线运行线不停电倒到四号母线运行110kV四四号母

20、线号母线121121开关开关12141214刀闸刀闸12111211刀闸刀闸110kV五五号母线号母线12151215刀闸刀闸倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸操作任务：操作任务：将将121121出线由五号母出线由五号母线不停电倒到四号母线运行线不停电倒到四号母线运行110kV四四号母线号母线121121开关开关12141214刀闸刀闸12111211刀闸刀闸110kV五五号母线号母线12151215刀闸刀闸倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸步骤一：步骤一

21、：120120断路器由冷备转热断路器由冷备转热备。备。110kV四四号母线号母线121121开关开关12141214刀闸刀闸12111211刀闸刀闸110kV五五号母线号母线12151215刀闸刀闸倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸步骤一：步骤一：120120断路器由冷备转热断路器由冷备转热备。备。110kV四四号母线号母线121121开关开关12141214刀闸刀闸12111211刀闸刀闸110kV五五号母线号母线12151215刀闸刀闸倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸步骤二：步骤二：合合120120断路器，双母并断路器，双母并列运行。列运行。110kV四四号母线号母线121121开关开关12141214刀闸刀闸12111211刀闸刀闸110kV五五号母线号母线12151215刀闸刀闸倒母操作倒母操作121121出线出线120120开关开关12041204刀闸刀闸12051205刀闸刀闸