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發(fā)電廠 變電所 電氣主接線知識(shí)詳解，值得收藏！ - 無(wú)圖版
hyun2010 --- 2018-09-06 11:02:16
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電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的，表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電氣主接線以電源進(jìn)線和引出線為基本環(huán)節(jié)，以母線為中間環(huán)節(jié)構(gòu)成的電能輸配電路。
通常，發(fā)電廠和變電所的主接線應(yīng)滿足下列基本要求：
1）根據(jù)系統(tǒng)和用戶(hù)的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。在運(yùn)行中供電被迫中斷的機(jī)會(huì)越少，則主接線的可靠性就越高。
2）主接線應(yīng)具有一定的靈活性和以適應(yīng)電力系統(tǒng)及主要設(shè)備的各種運(yùn)行工況的要求，此外還要便于檢修。
3）主接線應(yīng)簡(jiǎn)單明了，運(yùn)行方便，使主要元件投入或切除時(shí)所需的操作步驟最少。
4）在滿足上述要求的條件下投資和運(yùn)行費(fèi)用最少。
5）具有擴(kuò)建的可能性。
當(dāng)進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)（大于4回），為了便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)。
包括：?jiǎn)文妇�接線、雙母線接線、3/2接線、4/3接線、變壓器母線組接線。
當(dāng)進(jìn)出線數(shù)較少時(shí)（小于等于4回），為了節(jié)省投資，可不設(shè)母線。
包括：?jiǎn)卧泳�、橋形接線、角形接線。
一、單母線接線
只有一組母線的接線稱(chēng)為單母線接線，如圖1所示。
圖1 單母線接線示意圖
單母線接線的特點(diǎn)是電源和供電線路都連接在同一組母線上。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出線，在每條引線上都裝有可以在各種運(yùn)行工況下開(kāi)斷或接通電路的斷路器（如圖1中的DL1）。當(dāng)需要檢修斷路器而又保證其他線路正常供電時(shí)，在每個(gè)斷路器的兩側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)（G1～G4）。隔離開(kāi)關(guān)的作用只是保證檢修斷路器時(shí)和其他帶電部分隔離，而不能用來(lái)切除電路中的電流。由于斷路器具有滅弧裝置，而隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有，所以在操作時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)遵循“先通后斷”的原則：接通電路時(shí)，應(yīng)先合上隔離開(kāi)關(guān)；而后合上斷路器；開(kāi)斷電路時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)斷路器，而后斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。此外，隔離開(kāi)關(guān)可在等電位狀態(tài)下進(jìn)行操作。
單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、明顯，操作方便，不易發(fā)生誤操作，投資少，便于擴(kuò)建。
單母線的主要缺點(diǎn)：當(dāng)母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)必須斷開(kāi)全部電源，造成整個(gè)裝置停電。此外，當(dāng)出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)，也必須在整個(gè)檢修期間停止該回路的工作。由于上述缺點(diǎn)的存在，使得單母線接線無(wú)法滿足對(duì)重要用戶(hù)供電的要求。
單母線接線適用范圍： 適用于6～220kV系統(tǒng)中，只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器，且出線回路數(shù)不多的中小型發(fā)電廠或變電站。
二、單母線分段接線
單母線接線的缺點(diǎn)可以通過(guò)分段辦法來(lái)加以克服，如圖2所示。
圖2 單母線分段接線
當(dāng)在母線中間裝設(shè)一個(gè)斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對(duì)重要用戶(hù)可以由分別接在兩段母線上的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)，都不至于使重要用戶(hù)全部停電。另外，對(duì)兩段母線可以分別進(jìn)行清掃和檢修，可以減少對(duì)用戶(hù)停電。
由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上客服了它的缺點(diǎn)，運(yùn)行靈活性有所提高（可以并列運(yùn)行，也可以分列運(yùn)行），因此這種接線方式一直被廣泛應(yīng)用。
但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn)，這就是當(dāng)一段母線或任一母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該母線上所連接的全部引線都要在檢修期間長(zhǎng)期停電。顯然，對(duì)于大容量發(fā)電廠和樞紐變電所，這都是不容許的。
單母線分段接線適用范圍：適用于中小容量發(fā)電廠的6～10kV接線和6～220kV的變電站中。
三、單母線帶旁路母線接線
單母線帶旁路母線接線如圖3所示。
圖3 單母線帶旁路母線
旁路母線的作用：可以不停電檢修任一進(jìn)、出線斷路器。
不停電檢修斷路器QF1的步驟：
1）用旁路斷路器QF0對(duì)旁路母線W2充電，合QSp1、QSp2，再合GFp。
2）充電成功后，使出線斷路器QF1與旁路斷路器QF0并列運(yùn)行，合QS13。
3）退出斷路器QF19，拉QF1、QS12、QS11。
4）QF1兩側(cè)掛地線（或者合地刀），檢修。
架設(shè)旁路母線的原則：
1）10kV線路一般不架設(shè)，原因?yàn)椋褐匾脩?hù)由雙電源供電；10kV斷路器價(jià)格低，可設(shè)專(zhuān)用備用斷路器，手車(chē)式斷路器。
2）35kV線路一般不架設(shè)，原因同上，但下列情況也可以考慮：出線回路數(shù)很多時(shí)（大于8回）；有較重要的用戶(hù)且單電源供電。
3）110kV及以上線路出線較多時(shí)，一般均架設(shè)，原因是：斷路器檢修時(shí)間長(zhǎng)（5～7天）；線路停電影響范圍大。
4）中小型水電廠不架設(shè)旁路母線，原因：斷路器檢修安排在苦水季節(jié)。
四、雙母線接線
雙母線接線方式是針對(duì)單母線分段接線的缺點(diǎn)而提出來(lái)的，其基本接線形式如圖4所示，即除了工作母線1之外還增設(shè)了一組備用母線2。
圖4 雙母線接線
由于有兩組母線，可以做到相互備用。兩組母線之間用母線聯(lián)絡(luò)斷路器DL連接起來(lái)，每一個(gè)回路都通過(guò)一只斷路器和兩只隔離開(kāi)關(guān)接到兩組母線上。當(dāng)運(yùn)行時(shí)，接至工作母線上的隔離開(kāi)關(guān)接通，接至備用母線上的隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
雙母線接線的特點(diǎn)：
1）輪流檢修母線而不致使供電中斷。當(dāng)修理任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)只斷開(kāi)該回路。
2）工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而使裝置迅速恢復(fù)供電。
3） 修理任何一個(gè)回路的斷路器時(shí)，不致使該回路的供電長(zhǎng)期中斷。
4）在個(gè)別回路的斷路器需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分出來(lái)，并單獨(dú)接至備用母線上。
雙母線接線的最重要操作是切換母線。下面以檢修工作母線和出線斷路器為例來(lái)說(shuō)明其操作步驟。
（1）檢修工作母線
要檢修工作母線必須將所有電源和線路都換接到備用母線上去。為此，首先應(yīng)檢查備用母線是否完好，方法是先接通母線聯(lián)絡(luò)斷路器DL使備用母線帶電。如備用母線存在絕緣不良或故障時(shí)，則斷路器在繼電保護(hù)裝置作用下自動(dòng)斷開(kāi)；當(dāng)備用母線無(wú)故障時(shí)，DL即保持在接通狀態(tài)。這時(shí)由于兩組母線是等電位的，可以先接通備用母線上的所有隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)工作母線上的所有隔離開(kāi)關(guān)，這樣就完成了母線的轉(zhuǎn)換。最后，還必須斷開(kāi)母線聯(lián)絡(luò)斷路器DL以及它和工作母線之間的隔離開(kāi)關(guān)。以便隔離起來(lái)，進(jìn)行檢修。
（2）檢修一條出線上的斷路器
圖5 雙母線檢修斷路器
當(dāng)檢修任何一條出線上的斷路器而不希望該線路長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí)，例如圖5中當(dāng)檢修出線L的斷路器時(shí)，可先用母線聯(lián)絡(luò)斷路器DL1試驗(yàn)備用母線良好，即斷開(kāi)DL1，隨后斷開(kāi)DL2及兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)G1和G2，再拆開(kāi)斷路器DL2的引線接頭，并用臨時(shí)跨條代替斷路器DL2，然后接通與備用母線相連的隔離開(kāi)關(guān)G3，再合上線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)G1，最后合上母線聯(lián)絡(luò)斷路器DL1，于是線路L重新投入運(yùn)行。這時(shí)母線聯(lián)絡(luò)斷路器代替了線路斷路器的功能，使得線路L得以繼續(xù)供電。
綜上所述可知，雙母線的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在不影響供電的情況下對(duì)母線系統(tǒng)進(jìn)行檢修。但雙母線接線卻存在著下列缺點(diǎn)：
1）接線較復(fù)雜。為了發(fā)揮雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)，必須進(jìn)行大量的切換操作，特別是把隔離開(kāi)關(guān)當(dāng)成了一種操作電器，容易因?yàn)檎`操作而釀成較大的事故。
2）當(dāng)工作母線故障時(shí)，在切換母線的過(guò)程中仍要短時(shí)停電。檢修斷路器時(shí)盡管可以用母線聯(lián)絡(luò)斷路器來(lái)代替，但是裝接跨條期間仍需短時(shí)停電，這種停電對(duì)重要用戶(hù)是不容許的。
3）母線隔離開(kāi)關(guān)數(shù)較單母線接線大為增加，從而增大配電裝置占地面積，增大投資。
五、雙母線帶旁路母線的接線
為了避免在檢修線路斷路器時(shí)造成短時(shí)停電，可采用雙母線帶旁路母線的接線，如圖6所示。
圖6 雙母線帶旁路母線接線
圖6中母線3為旁路母線，斷路器DL1為接到旁路母線的斷路器，正常運(yùn)行時(shí)它處于斷開(kāi)位置。當(dāng)需要檢修任何一個(gè)線路斷路器時(shí)，可用DL1來(lái)代替而不致造成停電。例如，當(dāng)需要對(duì)線路L上的斷路器DL2進(jìn)行檢修時(shí)，可以先合上斷路器DL1使旁路母線帶電，然后再合上旁路母線隔離開(kāi)關(guān)G4，最后再斷開(kāi)線路斷路器DL2，再切斷隔離開(kāi)關(guān)G1、G2、G3后，即可對(duì)DL2進(jìn)行檢修。
在以上介紹的單母線和雙母線接線中，斷路器的數(shù)目一般都大于所連接回路的數(shù)目。由于高壓斷路器的價(jià)格昂貴，所需的安裝占地面積也大，特別當(dāng)電壓等級(jí)越高時(shí)，這種情況越明顯。因此，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，力求減少斷路器的數(shù)目。當(dāng)引出線不多時(shí)，可以考慮采用無(wú)母線的橋形接線方式。
當(dāng)電路只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線時(shí)，采用橋形接線所需的斷路器較少。橋形接線可分為“內(nèi)橋式”和“外橋式”兩種。
（1）內(nèi)橋接線
內(nèi)橋接線的線路圖如圖7所示。
圖7 內(nèi)橋接線
內(nèi)橋接線的特點(diǎn)是兩臺(tái)斷路器DL1和DL2接在線路上，因此線路的斷開(kāi)和投入是比較方便的，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)僅斷開(kāi)該線路的斷路器，而另一回線路和兩臺(tái)變壓器仍能繼續(xù)工作。因此，當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，將斷開(kāi)與變壓器相連的兩個(gè)斷路器，使相關(guān)線路短時(shí)退出工作。因此，這種界限一般適用于線路較長(zhǎng)和變壓器不要求經(jīng)常切換的情況。
（2）外橋接線
外僑接線的線路圖如圖8所示。
圖8 外橋接線
外橋接線的特點(diǎn)則與內(nèi)橋接線相反，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或運(yùn)行中需要斷開(kāi)時(shí)，只須斷開(kāi)斷路器DL1和DL2，而不致影響線路的工作�？墒牵�(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)卻要影響到變壓器的運(yùn)行。因而，這種接線適用于線路較短且需要經(jīng)常切換變壓器的情況。一般在降壓變電所應(yīng)用較多。
總的來(lái)說(shuō)，橋形接線可靠性不是很高，有時(shí)也需要用隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，但由于使用電器少，布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低，目前在35～220kV的配點(diǎn)裝置中仍有采用。此外，只要在配電裝置的布置上采取適當(dāng)措施，這種接線有可能發(fā)展成單母線或雙母線，因此可作為工程初期的一種過(guò)渡接線。
另外，還有多角形接線、單元及擴(kuò)大單元接線等。