变配电所电气主接线

在变配电所中，由断路器、隔离开关、互感器、避雷器、主变压器、母线和电缆等高压一次设备，按一定的顺序连接起来用于表示接受和分配电能的电路，称为电气主接线。

电气主接线反映变配电所的基本结构和性能，在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据。

主接线图是用标准化的图形和文字符号对电气主接线的具体描述。三相相同的交流电气装置中，主接线图一般用单线图表示。当三相不完全相同时，主接线图则用多线图表示。

在主接线图中，使用国标文字及图形符号标注。而电气设备的状态按正常状态画出，所谓正常状态就是指电路中无电压和外力作用下开关的状态，即断开状态。例如隔离开关都是以断开状态画出，如果特殊情况则应注明。供安装使用的电气主接线图，在图上要标出主要电气设备的规格型号。

一次设备的国标文字及图形符号见附录一。

一、电气主接线的分类

母线是接受和分配电能的装置，是电气主接线和配电装置的重要环节。电气主接线一般按有无母线分类，即分为有母线和无母线两大类。

有母线的主接线形式包括单母线和双母线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为普通双母线、双母线分段、3/2断路器双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。

无母线的主接线形式主要有单元接线、桥形接线和角形接线等。

二、单母线接线

1．简单单母线接线

当变配电所中进线回路数或者馈出线回路数较多时，需要采用有母线的电气主接线。设置汇流母线后，将各电源回路电能汇集起来，再分配到各个用电回路，以提高供电的可靠性和经济性。

如果电源回路和用电回路都通过断路器、隔离开关接在同一条母线上，则构成简单单母线接线，如图1.8所示。

这种接线的优点是接线简单，投资少；操作方便，容易扩建。缺点如下：

① 检修母线或母线隔离开关，则全厂（所）停电。

② 母线或母线隔离开关故障，则全厂（所）停电。

③ 检修进出线断路器，则该回路停电。

因此，这种接线只适用于小容量和用户对供电可靠性要求不高的发电厂或变电所中。当采用组合电器（开关柜）时，由于母线故障率和检修几率下降，也可采用这种简单单母线接线。为了克服以上缺点，可采用母线分段和加旁路母线的措施。

图1.8　简单单母线接线

2．单母线分段接线

为提高母线的供电可靠性，可以将母线分段。采用断路器、隔离开关将母线分段的接线称为单母线断路器分段接线，该断路器称为分段断路器或母联断路器。

如图1.9所示为单母线分段接线。这种接线的分段断路器可以有以下两种运行方式：

① QFD1、QSD1、QSD2均闭合，这时相当于简单单母线接线，任一段母线（如Ⅰ段母线）发生故障时，在继电保护的作用下，分段断路器QFD1和接在故障段上的电源回路断路器QF1、QF2、QF5便自动断开。这样使非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电范围。

② QSD1、QSD2闭合，而QFD1打开，这样使Ⅰ、Ⅱ段母线相互独立而同时带电工作。此时，分段断路器QFD1除装有继电保护装置外，还应装有备用电源自动投入装置。分段断路器断开运行，应用于多路电源不能并联或者两台变压器不能并联的场合，也有利于限制短路电流。

断路器分段时的优点：

① 在正常情况下检修母线时，可不中断另一段母线的运行。

② 任一段母线发生故障时，在继电保护装置的作用下，母线分段断路器断开，从而保证了非故障段母线的不间断供电。

③ 可满足采用双回线路供电的重要用户供电可靠性要求。

断路器分段时的缺点：

① 一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要在检修期间内停电。

② 当采用接于不同段母线的双回线路供电时，常使架空线路出现交叉跨越现象。

③ 扩建时需要向两个方向均衡扩建。

单母线分段的数目取决于电源的数目、电网的接线及主接线的运行方式，一般以2～3段为宜。其连接的回路数一般比不分段的单母线接线增加一倍，但仍不宜过多。

单母线分段接线也可以仅采用隔离开关实现，但这样的话母线故障及检修时操作灵活性不够，具体情况这里不再详述。单母线分段接线主要应用于中、小容量发电厂的电气主接线、各类发电厂的厂用电接线以及进出线数量比较多的6～220 kV变电所中。

图1.9　单母线断路器分段接线

三、桥形接线

1．概　述

当只有两台主变压器和两条电源进线线路时，可以采用如图1.10所示的接线方式。这种接线称为桥式接线。

桥式接线的桥臂由断路器QFL及其两侧隔离开关组成，正常运行时处于接通或断开状态（由系统运行方式决定）。根据桥臂的位置又可分为内桥接线、外桥接线和双断路器桥形接线三种形式。

图1.10　桥形接线图QFL—联络断路器或桥断路器

2．内桥接线

内桥接线如图1.10（a）所示，桥臂置于线路断路器1QF、2QF的内侧，靠近主变压器1T、2T。其特点如下：

① 线路1WL或者2WL发生故障时，仅故障线路的断路器1QF或者2QF跳闸，其余三条支路可继续工作，并保持相互间的联系。

② 变压器故障时，联络断路器QFL及与故障变压器同侧的线路断路器1QF或者2QF均自动跳闸，使未故障线路的供电受到影响，需经倒闸操作后，方可恢复对该线路的供电。

③ 线路运行时变压器操作复杂。

内桥接线适用于输电线路较长、线路故障率较高、穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式的场合。

3．外桥接线

外桥接线如图1.10（b）所示，桥臂置于线路断路器的外侧。其特点如下：

① 变压器发生故障时，仅跳故障变压器支路的断路器1QF或者2QF，其余支路可继续工作，并保持相互间的联系。

② 线路发生故障时，联络断路器QFL及与故障线路同侧的变压器支路的断路器1QF或者2QF均自动跳闸，需经倒闸操作后，方可恢复被切除变压器的工作。

③ 线路投入与切除时，操作复杂，影响变压器的运行。

这种接线适用于线路较短、线路故障率较低、主变压器需按经济运行要求经常投切以及电力系统有较大的穿越功率通过桥臂回路的场合。

4．双断路器桥型接线

桥式接线属于无母线的接线形式，简单清晰，设备少，造价低，也易于发展过渡为单母线分段或双母线接线。但因内桥接线中变压器的投入与切除要影响到线路的正常运行，外桥接线中线路的投入与切除要影响到变压器的运行，而且更改运行方式时需利用隔离开关作为操作电器，故桥式接线的工作可靠性和灵活性较差。

为了提高供电可靠性，克服内、外桥形接线的不足，使运行方式的调度操作更为方便，确保安全可靠供电，可在高压母线与主变压器进线之间增设断路器，其原理接线如图1.10（c）所示，这种接线方式在35/10 kV的变电站中大量采用。

四、单元接线

单元接线又称为线路-变压器组接线。如图1.11（a）、（b）所示，电源线路（或发电机）与变压器直接连接成一个单元，组成线路-变压器组，称为单元接线。其中图1.11（a）是发电机-双绕组变压器单元接线，发电机出口处除了接有厂用电分支外，不设母线，也不装设出口断路器，发电机和变压器的容量相匹配，必须同时工作，发电机发出的电能直接经过主变压器送往升高电压电网。发电机出口处可装一组隔离开关，以便单独对发电机进行实验。对200 MW及以上的发电机，由于采用分相封闭母线，不宜装设隔离开关，但应有可拆连接点。图1.11（b）是发电机-三绕组变压器单元接线，为了在发电机停止工作时，使变压器高压侧和中压侧仍能保持联系，发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关。

为了减少变压器及其高压侧断路器的台数，节约投资与占地面积，可采用如图1.11（c）、（d）所示的扩大单元接线。图1.11（c）是两台发电机与一台双绕组变压器的扩大单元接线，图1.11（d）是两台发电机与一台低压分裂绕组变压器的扩大单元接线，这种接线可限制变压器低压侧的短路电流。扩大单元接线的缺点是运行灵活性较差。

单元接线的优点是接线简单、投资少、占地少、操作方便、经济性好；由于不设发电机电压母线，减少了发电机电压侧发生短路故障的几率。

图1.11　单元接线