500kV配电装置接线方式的选择与对比(张途晟)讲解

500kV配电装置接线方式的选择与对比张途晟（黑龙江省火电第一工程公司）摘要:大型火力发电厂500kV配电装置是担负着向系统输送电力的任务，是发电厂500kV系统的枢纽点，对500kV系统功率进行交换和分配。

由于500kV系统电压高、输送功率大，一旦出现故障对系统的安全运行将造成重大影响，因而对500kV配电装置接线的可靠性、灵活性提出更高的要求。

关键词：配电装置；接线方式500 kV Power Distribution Equipment Wiring Method’s Choice and ContrastZhang Tusheng(Heilongjiang No.1 Thermal Power Construction Corporationin the city of Harbin, Heilongjiang Province, 150090)Abstract: The large thermal power plant of 500kV power distribution equipment is responsible for the transmission of electricity to the system. It is the transmission point of the 500kV system and also do exchange and redistribute to the power of 500kV system. Due to the 500kV system high voltage, big transmission power, in case of fault happened to the system, a significant affect will be caused. Therefore, the highest requirement to the reliability and flexibility of Wiring Methods of 500kV distribution equipment should be applied.Key words: Distribution Equipment, Wiring Methods.1. 主要接线方式简介目前在发电厂中广泛应用的基本的接线方式包括有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。

其中有汇流母线的接线形式有：单母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路接线或一个半断路器接线。

无汇流母线的接线形式有：发电机-双绕组变压器组成的单元接线、桥形接线、角形接线。

1.1 单母线接线方式特点是整个配电装置只有一组母线，所有电源和出线都在同一组母线上。

有简单、清晰、设备少、投资少、运行操作且有利于扩建等优点，但可靠性及灵活性较差。

适用于出线较少的配电装置。

1.2 双母线接线方式有两组母线，一组为工作母线，一组为备用，每一电源和出线的电路都经过一台断路器和两组母线隔离开关分别与两组母线连接。

提高可靠性和灵活性。

便于扩建，但接线比较复杂，隔离开关数目多，增大投资。

1.3 双母线分段接线方式为缩小母线故障的影响范围，用分段断路器将工作母线分段，每段用母联断路器与备用母线相连，有较高的可靠性和灵活性，但投资较多。

适用于配电装置进出线总数达10-14回时，一组母线分段，配电装置进出线总数达15回以上时，两组母线分段。

1.4 双母线带旁路接线方式双母线接线可以用母联断路器临时代替出线断路器工作，但出线数目较多时，母联断路器经常被占用，降低了工作的可靠性和灵活性，为此可以设置旁路母线。

1.5 一台半断路器接线方式每一路经一台断路器接至一组母线，两回路间设一联络断路器，形成一个“串”，两回路共用三台断路器。

接线特点：⑴、一台半断路器接线兼有旁路环行接线和双母线接线的优点，有高的可靠性和灵活性。

⑵、与双母线带旁路相比一台半断路器的配电装置结构简单，占地面积小，土建投资少。

⑶、隔离开关仅做隔离电源用，不易产生误操作。

2. 接线设计的基本要求接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。

2. 1 可靠性具体要求：⑴、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。

⑵、断路器母线故障时以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停电时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷供电。

⑶、尽量避免发电厂、变电所全部停电的可能性。

⑷、大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。

2. 2 灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

⑴、调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调整电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行以及特殊运行方式下系统调度的要求。

⑵、检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，运行安全检修而不影响电力网的运行和对用户的供电。

⑶、扩建时，可以方便地从初期接线过度到最终接线。

2. 3 经济性主接线在满足可靠性、灵活性的前提下作到经济合理。

⑴、投资省⑵、占地面积小⑶、电能损耗少3 、接线方式选择3.1 接线方式选择原则本次设计的500kV屋外配电装置电厂，根据原始资料，安装两台660MW汽轮发电机组。

此升压站以500kV的电压等级接入系统。

电厂为区域性电厂，远离负荷中心。

所以必须满足供电可靠性和灵活性，保证系统的安全稳定运行。

接线的设计应保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽可能减少传输能量过程中的损失，以保证供电的连续性。

在考虑可靠性的同时，还应满足调度、检修及扩建时灵活性和投资省、占地面积小，电能损失少等经济性。

3.2 接线方案设计参照《电力工程电气设计手册》， 500kV的接线形式可选择双母分段带旁路母线接线、一台半断路器接线、变压器-母线接线和角形接线等。

根据配电装置两条进线两条出线特点，对接线形式初定两种方案:1)双母线接线方式;2)一台半断路器接线方式。

1) 双母线接线方式双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。

2) 一台半断路器接线方式图 3-1 一台半断路器接线方式一台半断路器接线是从双母线双断路器接线改进发展而成的，属于没有多回路集结点的双重连接多环状接线，也是现代国内外大型变电站超高压配电装置应用最为广泛的一种典型接线。

正常运行时，两组母线同时运行，所有断路器和隔离开关均合上。

任何一台断路器检修，可将检修断路器两侧的隔离开关拉开。

一台半断路器接线特别适宜用在500 kV 以上的超高压、大容量的系统中，但使用断路器数量较一般的双母线单断路器多，设备投资较大，变电站的占地面积相对较大。

同时如1个回路故障也需断开短路器，所Ⅱ段图5-11 一台半断路器接线电源Ⅰ电源ⅡL1L2WB ⅠL2WB Ⅱ以增大了维护工作量。

此外，这种接线方式，继电保护配置也较其他方式复杂，不但需要单独增加断路器保护装置，而且还需考虑接线死区问题。

运行时，两组母线和串联的断路器都投人工作，称为完整串运行。

此时形成多环状供电，这种供电方式具有较高的供电可靠性和运行灵活性。

当任一母线、断路器故障或检修，均不致引起停电，甚至两组母线同时故障(或1组检修时另1组故障)的情况下，功率仍能继续输送。

该接线方式运行操作简单，隔离开关在检修时作为隔离电器，已被广泛采用。

4接线方案的技术经济比较4.1 两种接线方式的优缺点比较双母线接线方式的优点：（1）运行方式灵活。

（2）检修母线时，电源和出线都可以继续工作，不会中断对用户的供电。

（3）检修任一回路母线隔离开关时，只需断开该回路。

（4）工作母线故障时，所有回路能迅速恢复工作。

（5）检修任一线路断路器时，可用母联断路器代替其工作。

（6）便于扩建。

双母线接线可以任意向两侧延伸扩建，不影响母线的电源和负荷分配，扩建施工时不会引起原有回路停电。

双母线接线方式的缺点：（1）在倒母线的操作过程中，需使用隔离开关切换所有负荷电流回路，操作过程比较复杂，容易造成误操作。

（2）工作母线故障时，将造成短时（切换母线时间）全部进出线停电。

（3）在任一线路断路器检修时，该回路仍需停电或短时停电（用母联断路器代替线路断路器之前）。

（4）使用的母线隔离开关数量较大，同时也增加了母线的长度，使得配电装置结构复杂，投资和占地面积增大。

一台半断路器接线方式优点：(1)因每条回路有2台断路器供电，发生母线故障或断路器故障时不会导致出线停电，所以有较高的供电可靠性。

(2)正常运行时，2组母线和所有断路器均投人工作，形成多环路供电方式，运行、调度均很灵活。

(3)因隔离开关只作检修隔离电源用，避免了大量的倒闸操作，当任一组母线或任1台断路器停电检修时，各回路不需要进行切换，倒闸操作方便。

一台半断路器接线方式缺点：继电保护及二次回路接线复杂，特别是电流互感器配置较多。

在重叠区故障时，保护动作复杂。

另外，与双母线相比，其运行经验还不够丰富。

4.2 500 kV配电装置2个方案的比较（1）供电可靠性比较：双母线接线方式通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

但当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。

而一台半断路器接线方式因每条回路有两台断路器供电，发生母线故障或断路器故障时不会导致出线停电，所以有较高的供电可靠性。

（2）调度灵活性比较：双母线接线方式各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的要求。

而一台半断路器接线方式正常工作时两条母线和所有断路器都投入运行，从而形成多环供电，使得运行调度灵活。

（3）扩建方便性比较：二者均可向母线的左右任意一个方向扩建。

（4）经济性比较：一台半断路器接线方式使用较多断路器，与双母线接线方式相比投资较高。

在两条进线两条出线情况下二者占地面积相差不大，但若需扩建时，双母线接线方式占地面积大于一台半断路器接线方式。

由上综合分析，对于500kV屋外配电装置，一台半断路器接线方式优于双母线接线方式，故选择一台半断路器接线方式。

参考文献[1] 宋继成．220—500KV变电所电气接线设计[Ｓ]．中国电力出版社，2004[2] 弋东方.电力工程电气设计手册·电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1999。