第二章 电气主接线
电力工程设计手册一次部分章节汇总
电力工程电气设计手册电气一次部分 四级标题及主要内容
第二章 电气主接线
第2-1节 主接线的设计原则
一、主接线的设计依据 ⒈发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用 ⒉发电厂、变电所的分期和最终建设规模 ⒊负荷大小和重要性 ⒋系统备用容量大小 二、主接线设计的基本要求 三、大机组超高压主接线可靠性的特殊要求 ㈠对于单机（或扩大单元）容量为300MW及以上的发电厂 ㈡对于500kV变电所（300kV变电所可参照此要求）
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备 注
65 65 65 67 68 69 69 69 70 71 71 71 71 71 72 72
第2-2节 6～220kV高压配电装置的基本接线及适用范围
6～220kV高压配电装置的接线形式分类 一、单母线接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 二、单母线分段接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 三、双母线接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 四、双母线分段接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 五、增设旁路母线或旁路隔离开关的接线 ㈠旁路母线的三种接线方式 ⒈有专用旁路断路器 ⒉母联断路器兼作旁路断路器 ⒊分段断路器兼作旁路断路器 ㈡旁路母线或旁路隔离开关的设置原则 ⒈110kV～220kV配电装置 ⒉35kV～63kV配电装置 ⒊6kV～10kV配电装置 六、变压器线路单元接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 七、桥形接线 ㈠内桥形接线（优点、缺点、适用范围、接线图） ㈡外桥形接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 八、3～5角形接线（优点、缺点、适用范围、接线图） 九、其它接线 十、6～220kV配电装置接线在220kV／110kV系统中的连接示例 第2-3节 330～500kV超高压配电装置的基本接线及适用范围 一、双母线三分段、四分段带旁路母线接线 二、一台半断路器接线 三、变压器-母线接线 四、3-5角接线、其他接线 2-4 大型电厂的电气主接线 一、发电机-变压器单元接线 二、发电机-变压器扩大单元接线 三、发电机-变压器-线路单元接线 四、一厂两站接线 2-5 中小型电厂的电气主接线 一、发电机的连接方式 二、主变压器的连接方式 三、发电机电压配电装置的接线 四、限流电抗器的连接方式 五、无发电机电压配电装置的中型电厂接线
电气主接线(综)
■
1-9
第二节 主接线的基本形式
按照主接线母线设置情况，可分如下两大类：
特点：接线简单清晰、运行方 便，便于安装和扩建，但占地 面积较大。适用于进出线数较 多的（所）。
有汇流母线的接线形式
单母线接线系统 双母线接线系统
单母线接线 单母线分段接线 单母线分段带旁路接线
3、直接关系到电力系统的安全、稳定、灵 活和经济运行。
■
1-4
二、对电气主接线的基本要求（三个）
1、可靠性 2、灵活性和方便性 3、经济性
■
1-5
可靠性
①线路、母线【包括母线侧隔离刀闸】等故障或 检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保 证对一类、二类负荷的供电。
②断路器QF检修时，停运出线回数的多少和停电 时间的长短，能否保证对重要用户的供电。
QS故障或检修时，整个装置必须停电。 QS4 QS3
②检修任一出线QSL或QF，该线路 必须停电。
QF2
③检修电源及其回路中的QF时，如
果系统电能不充裕时，会产生功率缺
额。
W
④灵活性差。
QS2 QS1
⑤接线简单清晰，设备投资少，操 作方便。
⑥QS只起检修时隔离电压用。
QF1
G1
G2
⑦扩建方便。
图4-1 单母线接线
1）投资省；2）电能损失少；3）占地面积小。
■
1-7
三、主接线的基本组成
电源（发电机、变压器）、母线、出线
出线
出线1 QS3 QSl
出线2
出线3
QF
QS2
W 母线
电源
■ 单母线接线图
电气设备工作原理及主接线
2.3 高压保护电器
1．户内式熔断器
用于保护电力线路和电力 变压器，熔体为一根或几 根并联，额定电流较大。
户内式熔断器常用型号有RN1和RN2两种。
用于保护电压互感器，熔 体为单根，额定电流较小 （0.5A）。
1—瓷熔管 2—金属管帽 3—弹性触座 4—熔断器指示 5—接线端子 6—瓷绝缘子 7—底座
2
一次设备按其功能可分为以下几类：
➢发电设备：同步发电机 ➢变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互 感器等。 ➢开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。 ➢保护设备：如熔路器、避雷器、电抗器等。 ➢无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。 ➢成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。
3
电气设备的文字和图形符号
3—接地刀闸触头 4—支柱绝缘子
5—主闸刀传动轴 6—接地刀闸传动轴
7—轴承座 8—接地刀闸 9—交叉连杆
27
三、高压隔离开关（俗称刀闸）
图5-15 GW5-110D型V形双柱式隔离开关
1—主闸刀底座 2—接地静触头 3—出线座 4—导电带 5—绝缘子 6—轴承座 7—伞齿轮 8—接地刀闸 28
三、高压隔离开关（俗称刀闸）
6
3．交流电弧的基本特性
➢电流过零后，如果暂态恢复电压高于弧隙介质强度，将 发生弧隙击穿，电弧重燃；称为电击穿。 近阴极效应：交流电弧过零的瞬间，阴极附近在极短的时 间内立即出现大约150V～250V的介质强度。当触头两端外 加交流电压小于150V时，电弧将会熄灭。
7
2.2 高压开关电器
3．交流电弧的基本特性
工频续流灭弧过程：
工频续流电弧→电动力和 热气流→使电弧在工频续 流在第一次过零时熄灭。
电气主接线名词解释
电气主接线名词解释
电气主接线是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的，表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
电气主接线以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。
电气主接线主要包括发、变、输、配、用五个环节，通过这五个部分的协调运行才能将电能源源不断地输送到用户。
同时，为了保证电力系统的安全稳定运行，还需要配备测量、通信、自动化装置、调度、控制与保护等环节。
电气主接线图一般用单线图表示，但对三相接线不完全相同的局部图面则应画成三线图。
电气主接线的基本形式包括单母线接线等，例如在单母线接线中，各电源和出现都接在一条共同母线W上，每条回路中都装有断路器和隔离开关。
第二章 常用高压电气设备及电气主接线
断 路 器 能 通 断 任 何 性 质 电 流 电 路
3、高压断路器的分类
按安装地点分类 屋内式断路器 屋外式断路器 按采用的灭弧介质分类
多油断路器 少油断路器
油断路器（油即作灭弧介质又作绝缘介质） 压缩空气断路器（空气即作灭弧介质又作绝 缘介质，20×105Pa空气压力） 真空断路器（真空的介电强度高） SF6断路器（SF6 即为灭弧介质又为绝缘介质）
2、高压电器的基本技术参数
• • • • • • • • • •
1、额定电压UN（有效值）； 3、额定电流IN（有效值）； 4、额定开断电流INk （有效值）； 5、动稳定电流（峰值耐受电流）IF（有效值）； 6、热稳定电流（短时耐受电流） Ik（有效值）； 7、燃弧时间trh 8、固有分闸时间tgf 10、合闸时间thz 11、额定短路关合电流INg 12、额定操作顺序
7．真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧（真空电弧）较小，且在电流第 一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8．六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，而绝 缘强度的恢复速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少 灭弧所需时间。 注：电气设备的灭弧性能往往是衡量其运行可靠性和安全性的重要指 标之一。
各种触头实物图
全球核电站分布图
全球核电站分布图
全球核电站分布图
沸水堆核电站工作原理
沸水堆核电站工作流程是：冷却剂（水）从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过 程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽 水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。
压水堆核电站工作原理
电气主接线的确定
电气主接线的确定1.1 引言变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各等级的输电线路、无功补偿设备以最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备的连接方式，从而完成输配电任务。
主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
1.1.1 主接线的设计原则1、考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
变电所在电力系统中的地位和作用事决定主接线的主要因素。
变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
2、考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。
应根据负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源和出线回数。
3、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。
三级负荷一般只需一个电源供电。
4、考虑主变压器台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。
通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。
而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。
5、考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。
电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
电气主接线种类及原理
电气主接线种类及原理电气主接线是指在电气系统中，将各种电气设备连接起来的一种布线方式。
根据不同的电气设备和电路特点，主接线可以分为星形接线、三角形接线、Y-△接线、Y-△变压器接线等多种类型。
本文将就这些主接线种类及其原理进行详细介绍。
一、星形接线星形接线又称为Y型接线，是一种常见的电气主接线方式。
在星形接线中，电源的每一相都与负载的一端相连，而负载的另一端则通过连接器连接在一起，形成一个共同的节点。
这种方式可以使电流分配到各个负载上，实现平衡负载的效果。
星形接线适用于需要稳定供电的场合，如住宅、商业建筑等。
二、三角形接线三角形接线又称为△型接线，是另一种常见的电气主接线方式。
在三角形接线中，负载的每一端都与电源的一相相连，而电源的另一相则通过连接器连接在一起，形成一个共同的节点。
这种方式可以使电流在负载之间形成环路流动，实现相互之间的能量传递。
三角形接线适用于需要高功率输出的场合，如工业机械、发电机等。
三、Y-△接线Y-△接线是将星形接线和三角形接线结合起来的一种特殊接线方式。
在Y-△接线中，负载的一端通过星形接线连接在一起，而负载的另一端通过三角形接线连接在一起。
这种方式既能实现平衡负载，又能实现高功率输出。
Y-△接线适用于既需要稳定供电又需要高功率输出的场合，如大型机械设备、大型发电厂等。
四、Y-△变压器接线Y-△变压器接线是一种特殊的电气主接线方式，适用于将高压电网与低压电网相连的场合。
在Y-△变压器接线中，高压侧采用星形接线，低压侧采用三角形接线。
通过变压器的转化作用，实现高压电能向低压电网的转换。
Y-△变压器接线广泛应用于电力系统中，起到了平衡电能传输和供电稳定的作用。
总结起来，电气主接线种类及其原理有星形接线、三角形接线、Y-△接线和Y-△变压器接线。
不同的接线方式适用于不同的场合，能够满足不同的电气设备和电路的需求。
通过合理选择和应用主接线方式，可以实现电能的平衡分配和稳定供电，保证电气系统的正常运行。
电气主接线的概念
电气主接线的概念
电气主接线是指将电气设备连接到电源的过程，它是电气系
统的基础。
它是电气系统的核心，它的质量直接影响着电气系统
的安全性和可靠性。
电气主接线的质量取决于接线的质量，接线
的质量又取决于接线材料的质量。
电气主接线的设计必须符合国家的电气安全标准，以确保电
气系统的安全性和可靠性。
电气主接线的设计必须考虑到电气设
备的安装位置、电气设备的功率、电气设备的电流、电气设备的
电压等因素。
电气主接线的安装必须符合国家的电气安全标准，以确保电
气系统的安全性和可靠性。
电气主接线的安装必须考虑到电气设
备的安装位置、电气设备的功率、电气设备的电流、电气设备的
电压等因素。
此外，电气主接线的安装还必须考虑到电气设备的绝缘性能、电气设备的接地性能、电气设备的热效应等因素。
电气主接线的
安装必须符合国家的电气安全标准，以确保电气系统的安全性和
可靠性。
电气主接线是电气系统的核心，它的质量直接影响着电气系
统的安全性和可靠性。
因此，在设计、安装电气主接线时，必须
严格按照国家的电气安全标准，以确保电气系统的安全性和可靠性。
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3/2接线
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
4、4/3接线：
4/3接线
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
5、变压器母线接线：变压器 是高可靠设备，可以直 接接入母线。即使变压 器故障，只断开一条母 线，另一条母线继续工 作。出现采用双母线双 断路器和3/2接线。该 接线可靠性很高，适合 远距离大容量、对系统 稳定和供电可靠性要求 较高的变电所。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
4、调压方式： 空载调压：调整范围±5%。只能停电调压。大多数场合，不 适合重要场合。 有载调压：调整范围30%。可以带负载改变电压。用于潮流 交换、联络的变压器。 5、冷却方式：油冷、水冷、风冷。具体有： 油循环自然风冷 油循环强迫风冷 强迫油循环风冷 强迫油循环水冷 强迫油循环导向冷却 水内冷 干式变压器
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
3、降压变电所： 降压变电所直接面对用户，要留有充分的发展裕量。一般按 照5~10年发展规划考虑。 两台原则。重要的变电所，要考虑两台以上原则。 70%原则。其中一台退出运行时，其它变压器要满足一二类 负荷供电和送出70%以上的容量。 总结：发电厂和变电所变压器容量、台数的选择，要综合考虑多 种因素：电压等级、接线方式、传输容量、接入系统方式、 负荷性质等因素有关。一般的，对于较重要负荷，要考虑2台 以上变压器，容量按70%原则确定。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
对单母线接线的改进方式：单母 线分段和单母线加旁路。 单母线分段：用分段断路器QF1 （或采用隔离开关QS）进行分段。 可减少停电范围，可明显提高供 电可靠性和灵活性。重要用户可 采取双电源进线，满足I、II类供 电负荷。 虽然分段越多，停电影响范围越 小，但使用断路器也越多，增加 投资，运行复杂。一般以2~3段 为宜。
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
变压器因静止进行功率传输，工作可靠。一般寿命为20年。 变压器容量有R8和R10系列，国际通用R10系列。
R8 8 10 1.3335 R10 10 10 1.2589 例如： 50kva 1.2589 40 120kva 1.2589 120
第二章 电气主接线
2-1 对电气主接线的基本要求
3、发电厂和变电所的运行方式决定主接线的可靠性：发电厂承担 基荷、腰荷、尖峰负荷 4、负荷性质决定主接线的可靠性：分I类、II类、III类负荷。 I类负荷，不能停电。停电会引起重大人身伤亡事故、设备损坏、 重大经济损失及政治影响。如钢铁厂、大型化工厂、医院等。 II类负荷； II类负荷，除特别情况，不能停电。停电可能会引起 安全事故，较大经济损失等。如一般化工厂。 III类负荷，可以停电。停电不会造厂较大损失。如一般生活用 电。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
单母线加旁路：供电可靠性高， 检修出线断路器时可以不停电。 常用于110KV以上系统。若要求 检修任意断路器都不停电时，可 将旁路母线和电源侧相连，如图 虚线所示。问题：当检修馈线回 路L3的断路器时，如何进行倒闸 操作？
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
双母线单断路器
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
3）扩建方便 缺点： 1）容易发生误操作。倒闸时要注 意隔离开关。隔离开关成为操作 电器。 2）母线出现故障时，要倒换较多 的电源和负荷。 3）检修出线断路器仍要该回路停 电。 4）投资大，经济性差。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
2、发电厂升压变电所 将本厂全部发电量送出，留有合适的裕量。 考虑本发电厂机组停运时要从系统倒送功率的情况。例如水电 厂枯水期、火电厂检修等。 台数一般应在两台以上，优先考虑选择型号相同的变压器。 70%原则。其中一台退出运行时，其它变压器要满足一二类负 荷供电和送出70%以上的容量。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
在发电厂和变电所中，向电力系统或用户输送功率的变压 器，称为主变压器。相对于主变压器，还有: 联络变压器：两种电压之间交换功率的变压器。 厂（所）用变压器：只供给本厂（所）用电的变压器，称 为厂（所）用电变压器或自用变压器。
第二章 电气主接线
双母线的改进型：双母线分段、增设旁路、双母线双断路 器等。
双母线单分段
双母线旁路
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
双母线分段的其他几种形式：
Hale Waihona Puke 第二章 电气主接线2-2 电气主接线的基本形式
双母线双断路器
双母线双断路器
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
3、3/2接线：可靠性高，调度灵活。检修母线、断路器不停电。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
为何装消弧线圈：当接地电流大于30 安时，接地点就会形成 持续性电弧，烧坏设备，并可引起多相短路。当接地电流大 于5~10安而小于30安时，产生间歇性电弧，引起电网电弧过 电压，危及电网绝缘安全。消弧线圈和电容电流相反，相互 抵消，接地点电流为零。 中低压（1kv以下）：中性点接地。主要考虑安全因素。供 电可靠性次要位置。绝缘已经不是问题。保护接地，保护接 零等。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
二、变压器型式选择： 1、相数选择：三相、单相、 三相变压器：优先考虑。 对于高压大容量场合，三相变压器体积较大，为了便于制造 和运输，可采用多台三相或单相。 2、绕组数：双绕组、三绕组、分裂绕组、自耦式 双绕组：最普遍 三绕组：连接两个电压级，经济性。 分裂绕组：低压两个绕组，高压一个绕组。可以减少低压侧 断路时的灌入电流。用于扩大单元接线。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
3、绕组连接组别的确定：角接△（D、d），和星接Y（y）两 种。具体有：Y/Y-12， Y/Y0-12， Y0/Y-12， Y/△-11， Y0/△-11共5种标准连接组。根据三相接地方式不同而不同。 超高压、高压系统（＞110kv，国外＞220kv）：中性点直接 接地。接地时电压不会升高，系统绝缘水平要求低。可靠性 服从于经济性。选用变压器必须有中线。 中压（3—60kv）：中性点不接地或经消弧线圈接地。可靠 性高。中性电不接地系统发生单相接地时，接地电流小，可 以继续运行一段时间。我国规定2小时。当3—10kv系统的单 相接地电容电流大于30安；或35—60kv系统单相接地电容电 流大于10安，应该采用经消弧线圈接地。可有效减少接地电 流。不接地时，选用变压器无中线，惊消弧线圈接地时有中 线。
变压器容量有50、100、160.200、315、400、630、800、 1000、1600、2000、3150、4000、5000、8000、10000、 12500kva等。
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
第二章 电气主接线
2-3 发电厂和变电所主变压器的选择
一、变压器容量、台数的选择： 分以下几种情况： 1、单元接线 变压器台数等于发电机台数，变压器容量按发电机额定容量确 定，还要考虑本厂负荷，且留有10%裕度。采用扩大单元接线 时，变压器容量按照两台发电机之和考虑，同样还要满足本厂 负荷需要，再留有10%裕度。 当负荷是3类负荷，一般选用一台变压器。负荷较大时，选择多 台变压器。容量大于计算负荷的15~40%。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
二、无汇流母排的电气主接线 1、单元接线：发电机、变压器、直接 连接（一机一变），组成发电机 变压器组，成为单元接线。单元 接线又有几种形式。如右图： （a）发电机—变压器 （b）发电机—自耦变压器—高 压、中系统 （c）发电机—三绕组变压器—高 压、中压系统 （d）发电机—变压器
单母线加旁路的改进型式：单母线分段加旁路。首先是单母线 分段，然后是分段断路器兼作旁路断路器。以下是另外几种单 母线分段加旁路的接线形式：
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
2、双母线接线： 优点： 1）供电可靠：可以轮流检修一组母线。 倒闸操作时，先对备用母线充电，然 后遵循先通后断原则：先接通备用母 线上的隔离开关，再断开工作母线上 的隔离开关，再断开母联。 2）调度灵活：各电源和各回路负荷可 以任意分配到某一组母线上，能灵活 地适应电力系统中各种运行方式电镀 和潮流变化的需要。还可以组成：单 母线、单母线分段的运行方式。可完 成特殊操作：如并车、线路融冰。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
电气主接线的基本环节是：电源（主要指的是发电机和变压 器）、母线、出线（馈线） 电气主接线的方式主要有两大类：有母线和无母线。 母线用以接受和分配电能，是联系电源和用户的中间环节。如 果电源或用户较多，就有母线；如果电源或用户不多，就不用 母线。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式
一、有汇流母线的电气主接线： 1、单母线接线 与无母线相比，发电机（电源）之 间可以相互备用。 接线简单清晰，运行维护方便。 母线两边负荷均等，可以减少母线 电流流过母线的长度。 断路器QF承担电流的接通和断开。 隔离开关QS负责隔断电压，隔离开 关不能接通和分断大电流。即隔离 开关不能带负荷操作。 隔离开关设在可能带电的一侧，该 图为电源侧。对于发电机回路，为 了调试方便也可加在母线侧（例如 同步调试）。
第二章 电气主接线
2-2 电气主接线的基本形式