電氣主接線可分為有匯流母線和無匯流母線兩種類型。選擇主接線類型時,應根據變電所在系統中的地位、進出線回路數、設備特點、負荷性質等條件進行。
一、單母線接線
1、單母線接線
所有電源進線和出線都連接在同一組公共母線上。單母線接線既可以保證電源并列工作,又能使任一條出線都可以從任一電源獲電,每條回路中都裝有隔離開關和斷路器。
1)優點
(1)接線簡單清晰、設備少、投資小、運行操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置;
(2)隔離開關僅在檢修電氣設備時做隔離電源用,不作為倒閘操作設備,從而避免因隔離開關進行大量倒閘操作而引起起的誤操作事故。
2)缺點
(1)母線或母線隔離開關檢修時,連接在母線上的所有回路都需要停止工作;
(2)母線、母線隔離開關發生短路故障或斷路器靠母線側絕緣套管損壞時,所有斷路器都將自動斷開,造成全部停電;
(3)檢修任一電源或出線斷路器時,該回路必須停電。
3)適用范圍
單母線接線供電的靈活性和可靠性都較差,故適用于小容量的發電廠或變電所,及對供電可靠性要求不高二、三級負荷。
6~10kV出線數≤ 5回;
35kV出線數≤3回;
110kV出線數≤ 2回。
2、單母線分段接線
出線回路數增多時,可用斷路器將母線分段,成為單母線分段接線。
1)優點
(1)用斷路器把母線分段后,對重要用戶可以從不同段引出兩個回路,有兩個電源供電,提高了供電的靈活性;
(2)當一段母線發生故障,分段斷路器自動將故障段切除,保證正常段母線不間斷供電和重要用戶不停電,提高了供電的可靠性。
2)缺點
(1)當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間內停電;
(2)任一出線斷路器檢修時,該回路必須停止工作;
(3)當出線為雙回路時,常使架空線路出現交叉跨越;
(4)擴建時需向兩個方向擴建。
3)適用范圍
單母線分段接線雖然比單母線接線提高了供電的可靠性和靈活性,但當電源容量較大和出線數目較多時,尤其單回路供電的用戶較多時,缺點更加突出。故適用于
6~10kV出線數≥ 6回;
35kV66kV出線數為48回;
110kV220kV出線數為34回
3、單母線帶旁路接線
為了解決斷路器檢修時該線路中斷供電的問題,可以裝設旁路母線、旁路斷路器和旁路隔離開關等。
如圖所示,在工作母線W外側增設一組旁路母線Wp,并經旁路隔離開關引接到各線路的外側。另設一組旁路斷路器QF跨接在工作母線與旁路母線之間。
當任一回路的斷路器(如QF1)需要停電檢修時,先合旁路斷路器QF對旁母充電,再合旁路隔離開關QS,最后斷開線路斷路器QF1及其兩側隔離開關。此時該線路可經旁路隔離開關QS再經旁路斷路器QF從工作母線取得電源,如紅色箭頭標示。我們可以理解為,旁路斷路器就是各線路斷路器的公共備用斷路器。但應該注意,旁路斷路器在同一時間里只能替代一個線路斷路器工作。
1)優點
單母線帶旁路接線可以不停電檢修斷路器,提高的供電的可靠性。
2)缺點
當母線出現故障或檢修時,仍然會造成整個主系統停止工作。
4、單母線分段帶旁路接線
這種接線方式兼顧了旁路母線和母線分段兩方面的優點。正常工作時,旁路斷路器QF斷開。此時系統按單母線分段方式運行。當某一出線斷路器需要檢修時,通過上面相同的倒閘操作,經過紅色箭頭路徑為線路供電。
1)優點
(1)當一段母線出現故障時,分段斷路器自動將故障段切除,保證正常段母線不間斷供電,提高了供電的可靠性;
(2)當一段母線需要檢修時,分段斷路器斷開檢修段母線,不會使整個系統停電。
2)缺點:
(1)增加了許多設備,造價高,運行操作復雜;
(2)任一段工作母線或母線隔離開關發生故障或檢修時,連接在該段母線上的所有回路都將停電。
3)適用范圍
適用于供電可靠性要求比較高,容量比較大,進出線回路數比較多,投資比較大的情況。重要的用戶通常為雙回路供電,所以帶旁路的接線用的比較少。一般只有在出線斷路器不允許停電檢修的情況下才設置旁路母線。
單母線的一次系統,工作母線或母線隔離開關在故障或檢修時,連接在母線上的回路都將停電。這是單母線的各種接線方式共同的缺陷。為了解決這個問題,我們可以采用雙母線的主接線方式。
二、雙母線接線
1、雙母線接線
兩組母線同時工作,并通過母線聯絡斷路器并聯運行,電源與負荷平均分配在兩組母線上。由于母線繼電保護的要求,一般某一回路固定于某一組母線連接,以固定連接的方式運行。每個回路經斷路器和兩組隔離開關分別接到兩組母線上。
1)優點
(1)供電可靠
通過兩組母線隔離開關的倒換操作,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷;一組母線故障后,能迅速恢復供電;檢修任一回路的母線隔離開關,只停該回路。
(2)調度靈活
各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上,能靈活的適應系統中各種運行方式調度和潮流變化的需要。
(3)擴建方便
向雙母線的左右任何一個方向擴建,均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配,不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時,可以順序布置,以致連接不同的母線段時,不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。
(4)便于試驗
當個別回路需要單獨進行試驗時,可將該回路分開,單獨接至一組母線上。
2)缺點
(1)使用的母線隔離開關數量較多,同時也增加了母線的長度,使得配電裝置結構復雜,投資和占地面積增大;
(2)母線故障時,切換母線將會造成短時間全部進出線停電;
(3)任一線路斷路器檢修時,該回路仍需停電或短時停電;
(4)在倒母線的操作過程中,需用隔離開關切換所有負荷電流回路,操作過程比較復雜,容易造成誤操作。為了避免隔離開關誤操作,需要在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。
3)適用范圍:
(1)適用于6KV配電裝置當短路電流較大,出線需加電抗器時;
(2)35KV配電回路超過8回;110KV~220KV電回路超過5回。
2、雙母線分段接線
為了限制短路電流和進一步提高可靠性與靈活性,我們可以對雙母線進行分段,雙母分段接線比雙母線接線的可靠性更高,當一段工作母線發生故障后,在繼保作用下,分段斷路器先自動跳開,之后通過倒閘操作,可將故障段母線所連的電源和出線回路切換到備用母線上運行,即可恢復供電。這樣,工作母線故障時,只是部分短時停電。
1)優點
與雙母線接線相比,增加了母聯斷路器和分段斷路器,提高了供電可靠性和靈活性。
2)缺點
增加了母聯斷路器和分段斷路器,配電裝置投資增大。
3)適用范圍
當220kv進出線回路數甚多時,需要分段,分段原則是:
(1)當進出線回路數為10~14回時,在一組母線上用斷路器分段。
(2)當進出線回路數為15回及以上是,兩組母線均用斷路器分段。
(3)在雙母線分段接線中,均裝設兩臺母聯兼旁路斷路器。
(4)為了限制220KV母線短路電流或系統解列運行的要求,可根據需要將母線分段。
3、雙母線帶旁路接線
雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎上,增設旁路母線。
1)優點
當線路(主變壓器)斷路器檢修時,仍能繼續供電。
2)缺點
旁路的倒換操作比較復雜,增加了誤操作的機會,也使保護及自動化系統復雜化,投資費用較大。
4、雙母線分段帶旁路接線
雙母線分段帶旁路接線就是在雙母線帶旁路接線的基礎上,在母線上增設分段斷路器。
1)優點
它具有雙母線帶旁路的優點。
2)缺點
投資費用較大,占用設備間隔較多。3)適用范圍
一般采用此種接線的原則為:
- 當設備連接的進出線總數為12~16回時,在一組母線上設置分段斷路器;
- 當設備連接的進出線總數為17回及以上時,在兩組母線上設置分段斷器。
三、橋形接線
橋形接線屬于無匯流母線的接線形式。當只有兩臺主變壓器和兩條線路時,可以采用橋形接線。橋形接線的橋臂由斷路器及其兩側隔離開關組成,正常運行時處于接通狀態。兩回變壓器-線路單元接線相連,接成橋形接線。分為內橋形與外橋形兩種接線,是長期開環運行的四角形接線。
1、內橋形接線
橋臂置于線路斷路器的內側。
1)優點
(1)高壓斷路器數量少,四個回路只需三臺斷路器,簡單清晰,造價低。
(2)線路發生故障時,僅故障線路的斷路器跳閘,其余三條支路可繼續工作,并保持相互間的聯系。
2)缺點
(1)變壓器故障時,母聯斷路器及與故障變壓器同側的線路斷路器均自動跳閘,使未故障供電線路受到影響,需經倒閘操作后方可恢復。
(2)靈活性和可靠性差,變壓器的切除和投入較復雜,需動作兩臺斷路器,并影響一回線路的正常運行。
(3)橋連斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。
(4)線路斷路器檢修時,線路需較長時間停運。為避免此缺點,可加裝正常斷開運行的跨條,為了輪流停電檢修任何一組隔離開關,在跨條上須加裝兩組隔離開關。橋連斷路器檢修時,也可利用此跨條。
3)適用范圍
適用于較小容量的發電廠、變電站,并且變壓器不經常切換或線路較長、故障率較高情況。
2、外橋形接線
橋臂置于線路斷路器的外側。
1)優點
(1)高壓斷路器數量少,四個回路只需三臺斷路器,簡單清晰,造價低。
(2)變壓器發生故障時,僅跳故障變壓器支路的斷路器,其余支路可繼續工作,并保持相互間的聯系。
2)缺點
(1)線路發生故障時,母聯斷路器及與故障線路同側的變壓器支路的斷路器均自動跳閘,需經倒閘操作后方可恢復被切除變壓器的工作。
(2)靈活性和可靠性差,線路的切除和投入較復雜,需動作兩臺斷路器,并影響一臺變壓器的正常運行。
(3)橋斷路器檢修時,兩個回路需解列運行。
(4)變壓器側斷路器檢修時,變壓器需較長時間停運。為避免此缺點,可加裝正常斷開運行的跨條。橋連斷路器檢修時,也可利用此跨條。
3)適用范圍
適用于較小容量的發電廠變電所,并且變壓器的切換較頻繁或線路較短,故障率較少的情況。
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