电力系统的接线方式
电力系统接线方式
电力系统接线方式电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）及接地装置等问题有密切的关系。
电力系统中性点接地方式是人们防止系统事故的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切结合的特点，因而是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。
电力系统中性点接地方式主要是技术问题，但也是经济问题。
在选定方案的决策过程中，应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成不良后果。
简言之，电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题。
接地，出于不同的目的，将电气装置中某一部位经接地线和接地体与人地作良好的电气连接称为接地。
根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。
工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。
如变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等都属于工作接地。
保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接地。
如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。
接地方式主要有2种，即直接接地系统和不接地系统。
1.中性点直接接地系统中性点直接接地系统一一又称人电流系统；适于UOkV以上的供电系统，380V以卞低压系统。
直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动作切除电源与故障点。
随着电力系统电压等级的增高和系统容量增人，设备绝缘费用所占比重也越来越人。
中性点不接地方式的优点已居于次要地位，主要考虑降低绝缘投资。
所以，UOkV及以上系统均采用中性点直接接地方式。
对于380V以下的低压系统，由于中性点接地可使相电压固定不变，并可方便地获得相电压供单相设备用电，所以除了特定的场合以外（如矿井），亦多采用中性点接地方式。
对于高压系统，如UOkV以上的供电系统，电压高，设备绝缘会高，如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的二相就要能够承受J 3倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来不容易，安装也是问题，会使设备投资人人增加；另外11ORV以上系统由于电压高，杆塔的高度也高，不容易出现单相接地的情况，因而就是出现了接地就跳闸也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在llOkV以上供电系统，多采用中性点直接接地系统。
电力系统的接线方式和电压等级
第五节电力系统的接线方式和电压等级一、电力系统的接线方式（一）系统发展的基本结构型式近代电力系统的接线是很复杂的，这是由于一个具有一定规模的电力系统常常是逐步发展壮大的，往往包括了各种新旧设备，反映了新老技术的结合，这是电力系统的有一个特点。
下面首先从发展的角度来研究系统结构的基本型式。
通常，根据电源位置、负荷分布等的不同，电力系统的结构是各不相同的，但大致可区别为下列两类。
（1）大城市型。
这类系统是面向大城市为中心的负荷密度很高的地区供电的电力系统，它以围绕城市周围的环形系统作为主干（见图1—9）。
其电源中既有一些地区性火电厂，也有从远方水电厂、矿口火电厂以及核能电厂输送来的功率。
（2）远距离型。
这类系统一般是指通过远距离输电线路把远处的大型水电厂、矿口火电厂、核能电厂的功率送往负荷中心的开式系统，如图1—10所示。
这这种大容量、远距离的功率输送，既可以采用超高压交流输电线路，也可以用超高压直流或交、直流并列的输电线路。
（二）电力网络的接线电力网络的接线大致可以分为无备用和有备用两种类型。
（1）无备用网络接线。
用户只能从一个方向取得电源的接线方式，也成为开始电力网。
这类接线方式可以分为单回路放射式、单回路干线式、单回路链式等，如图1—11所示。
无备用接线的主要优点是简单、经济、运行方便，主要缺点是可靠性差，因而不能用于对重要用户供电。
（2）有备用网络接线。
它是指用户可以从两个或两个以上方向取得电源的接线方式，如双回路的放射式、环网以及两端供电网络等，如图1—12所示。
有备用接线的特点是供电可靠，缺点是运行操作和继电保护复杂、经济性也较差。
但是由于保证对用户不间断供电是电力系统的首要目标之一，所以目前以有备用网络接线（尤其是两端供电方式）采用较多。
二、电力系统的额定电压等级我们知道，电力系统中的电机、电器和用电设备都规定有额定电压，只有在额定电压下运行时，其技术经济性能才最好，也才能保证安全可靠运行。
电力系统的额定电压和接线方式
电力系统的额定电压和接线方式系统标称电压、额定电压和最高电压系统标称电压——从电网建设的经济性和电网互联的可能性考虑需要系统设计选定的电压。
标称电压值：220V、380V、3kV、10kV、110kV、220kV等。
额定电压——是指电气设备在此电压下长期工作，效率是最高的，寿命是最合理的。
最高电压——是考虑设备的绝缘性能确定的设备最高运行电压。
1.用电设备的额定电压。
用电设备的额定电压，用电设备的额定电压等于其接入系统的标称电压，允许有5%的偏差。
电力线路首端的电压最好比其U N 高5%，其末端电压才能不低于U N 的5%。
输电线路的额定电压1.05U N +0.95U N 2=U N接入点系统标称电压==V a =1.05U NV b =0.95U N2.发电机的额定电压。
由于发电机总是接在线路的首端，所以发电机的额定电压：U GN=1.05U N譬如系统中发电机对应的额定电压有:3.15kv、6.3kv、10.5kV等。
3.变压器的额定电压。
变压器接受电能的一侧为一次绕组（相当于受电设备）变压器输出电能的一侧为二次绕组（相当于电源）变压器一次绕组：若与系统连接，其额定电压等于系统的标称电压，若与发电机连接，其额定电压等于发电机的额定电压，U T1=U NU T1=U GN变压器的二次绕组相当于电源，应比同级电网的额定电压高5%，同时由于内部阻抗会造成大约5%的电压损失，因此规定变压器二次绕组的额定电压应比同级额定电压高10%，即变压器二次绕组：其中，若变压器的内部阻抗Uk%<7.5，或直接与用户相连，则其二次绕组的U N 比网络的额定电压高5%，即U T2=1.1U NU T2=1.05U N确定发电机和变压器各绕组的额定电压。
10kV110kV3kVT1T2T36kVGG：U GN=10.5kVT1：U N1=10.5kV U N2=1.1×110=121kV T2：U N1=10.5kV U N2=3×1.05=3.15kV T3：高压绕组110kV中压绕组1.1×35=38.5kV低压绕组6×1.05=6.3kV电力网的接线图：电气接线图、地理接线图电气接线图电气接线图反映系统中各个主要元件之间的电气联系；它不能反映各发电厂、变电所的相对地理位置及电力线路的路径。
4-1 电力系统的接线方式(2018)
母线隔离开关
单母线接线图 16
母线隔离开关
断路器
17
线路隔离开关
接地刀闸
18
接地刀闸
19
电气倒闸操作
通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将 电气设备从一种状态转换为另一种状态的有序操 作，叫做倒闸操作。
电气设备工作状态：运行、冷备用、热备用、检 修。
20
电气倒闸操作
运行状态:电气设备所连的断路器、隔离开关都在合闸位 置。
36
3)一个半断路器接线(3/2接线)
优点：可靠性高、操作 检修方便、运行灵活。 （两组母线同时故障， 一个半断路器接线还可 以输送功率。）
联络断路器
缺点：设备多，投资多、 继电保护、自动重合闸 和二次回路较复杂。
联络断路器故障时与其相连的 两条回路会短时停电
37
3)一个半断路器接线(3/2接线)
一组主母线运行，另一组主母线备用时，当工 作母线检修时的倒闸操作顺序
l1
l2
l3
l4
等电位操作
W2 W1
QF
G1
母联断路器
G2
30
优点：可靠性较高、调 度灵活、扩建方便
缺点： 1）接线复杂、设备增多，经济性差； 2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器
（等电位操作），容易误操作。
避免误操作的措施： 1）严格执行“操作票”工作监管步骤； 2）采用“五防”开关：防止带负荷拉合隔离开关；防
为什么装2个？ 可以是1个，但是为了便于在检修跨 条支路的隔离开关时在两侧也形成明 显的电位开断点，所以装设两台，互 为检修电位隔离点。
48
3)角形接线
特点：1）断路器接成环形电路，进出线数等 于断路器数；
单辐射接线
单辐射接线
单辐射接线，也称为单向辐射接线，是一种用于电力系统的接线方式。
在单辐射接线中，所有支路的电流从一个称为发电站的电源辐射出去，形成一个星状的拓扑结构。
单辐射接线的特点是集中供电和统一管理。
发电站作为电力系统的中心，通过变压器提供电源，将电力传输到不同的负载上。
这种接线方式适用于较小规模的电力系统，如小地区的供电、工业区域或农村地区的供电。
单辐射接线的优点是结构简单，布线方便，节省材料成本，易于维护。
缺点是负载分布不均匀时，易导致电压降低和电力损耗增加。
总之，单辐射接线是一种常用的接线方式，适用于小规模的电力系统，具有简单、方便、节省成本的特点。
电力系统的接线方式汇总
学习任务三 电力系统接线方式和电压等级 电力系统的接线方式
电力系统是最大的人工系统，它敷设在非常广大的地 域上，因而任何人想在不长的时间内看到整个系统的全部 连接的实际情况那是不可能的，然而只能通过看元件连接 情况的单线图，从而了解到整个系统的连接情况。
1、电力系统接线图 电力系统的接线图有两种：电气接线图和地理接 线图。 电气接线图较详细地表示出电力系统各主要元件 之间的电气联系，但不能反映各发电厂，变电所的 相对地理位置。 在地理接线图上，各发电厂，变电所的例表示出 来，但各主要元件之间的电气联系却不能在图中表 示清楚。因此，这两种接线图常配合使用。
2、电力系统接线 电力系统的接线方式应能满足电力系统运行的基 本要求： （1）必须保证用户供电的可靠性 （2）必须能灵活地适应各种可能地运行方式 （3）应力求节约设备和材料，减少设备费用和运 行费用，使电网地建设和运行比较经济； （4）应保证各种运行方式下运行人员能安全操作。
电力系统的接线方式大致可分无备用和有备用两类。 （1）无备用接线。用户只能从一个方向取得电源的 接线方式，包括单回路放射式，干线式和链式网络， 如图所示。这类接线适用于向二类负荷供电。
(a)
无备用接线方式 放射式 (b) 干线式 (c) 链式
（2）有备用接线。它是用户可以从两个或两个以上 方向取得电源的接线方式，如图所示的双回路放射式， 干线式，链式以及环式和两端供电网络。
有备用接线方式 （a）放射式 (b) 干线式 (c)链式 (d) 环式 (e) 两端供电网
这类接线适用于对一，二类负荷尤其是一类负 荷供电，应当优先考虑采用有备用接线
电力系统的接线
第一节 电气主接线 第二节 电力设备及其选择的一般原则 第三节 电力网接线及中性点接地方式 第四节 直流输电
本章重点：电气主接线、电力网 接线及中性点接地方式
电力系统的接线
1
• 无论电力系统在正常工况下运行的经济性， 调度操作的灵活性、方便性，供电的可靠 性，还是系统在故障工况下进行故障隔离、 检修，修复后的供电恢复操作甚至电气设 备的选择等，都与电力系统接线方式密切 相关。
双母线带旁母
– （a）设专用的旁路断路器 – （b）旁路断路器兼作母联断路器 – （c）母联断路器兼作旁路断路器
电力系统的接线
15
第一节 电气主接线（有汇流母线）
一台半断路器接线（3/2接线）
– 每两个回路用三台断路器串成 一串接在两组母线上
• 完整串运行——两组母线和同一 串的三台断路器都投入工作，形 成多环路状供电
– 双母线接线的优点：
• （1）供电可靠——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
• （2）调度灵活——各个电源和负荷可以任意分配到 某一组母线上，能灵活地适应系统各种运行方式调
度和潮流变化的需要。
• 合母线隔离开关QS21 • 合线路隔离开关QS22 • 投入断路器QF2
– 切断电路时：
• 断开断路器QF2 • 断线路隔离开关QS22 • 断母线隔离开关QS21
电力系统的接线
第一节 电气主接线（有汇流母线）
6
第一节 电气主接线（有汇流母线）
– 单母线接线的适用范围
• 只适用于可靠性、灵活性要求不高，小容量的配电 装置，若采用成套开关柜可相应地提高可靠性
电力系统的接线方式
一、电力网的接线
1.无备用接线方式（单回路）
负荷点 电源点
放射式
干线式
链式
用户只能从单方向的一条线路获得电源，简称开式网
6
1.无备用接线方式（单回路）
❖优缺点 •简单方便，投资少 •可靠性低，任何一段故障或检修 都会影响对用户的供电
❖适用范围 •普通负荷
7
2.有备用接线方式
用户可从两个或以上方向获得电源，简称闭式网
检修和备用三种状态，将设备由一种状态 改变为另一种状态的一系列有序操作称为 倒闸操作。
• 倒闸操作必须严格遵守有关规程规定，应 准确无误地填写操作票，认真执行操作监 护制度。
21
出线1
出线2 出线3
单
母 线
QSo
QSl
倒
QF
闸
送 电
QSw
W
操
作
关合顺序：
QSW→QSl→QF
倒闸操作原则： 隔离开关相对断路器而言，“先通后断”。 母线(电源侧)隔离开关相对线路(负荷侧)隔 离开关而言，“先通后断”。
2）当一段母线发生故障 （或检修），仅停该段 母线，非故障段母线仍 可继续工作。
1）当母线或母线隔离开关故障或检修时， 接在该段母线上的回路必须全部停电 ；
2）当任一出线断路器检修时，必须停止该
回路的工作。
27
适用：中、小容量发电厂的6～10kV接线和 6～220kV变电所配电装置中。 1）用于6～10kV接线时，每段容量不宜超过 25MW，出线回路过多，影响供电可靠性 ； 2）用于35kV接线时，出线回路数为4～8回 为宜； 3）用于110～220kV接线时，出线回路数为 2～4回为宜。
2）旁路正母常线时接旁至路Ⅱ段母母线线W运3不行带时电，要，闭分合段隔断离路开器关QQSF21、
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适用： 出线数较多的110kV及以上的高压配电装
置中，断路器检修时间长、停电影响也较大。 一般35 kV以下配电装置多为屋内型，为
节省建筑面积，降低造价都不设旁路母线。
31
W3
单
QS QS
母
3 QF 4
分
段
兼 旁 路
W1
QS QS
W2
1
2
1）旁路母线接至Ⅰ段母线运行时，要闭合隔离开关QS1、
QS4及QF （此时QS2、QS3断开）；
在两段工作母线上。
43
双母线分段的特点
优点： 由于分段的增加，可进一步缩小母线停运的范围，供 电可靠性更高。 缺点： A、增加了母联断路器和
分段断路器，投资增大 B、检修出线断路器时，
该支路仍需停电。 44
双母线分段的适用范围
适用： ☞中小电厂的发电机电压配电装置及变电站6~10kV 配电装置中，进出线回路数较多，输送容量较大时， 为限制短路电流，常采用3分段或4分段； ☞ 220kV进出线为10～14回的装置，采用3分段； ☞在330～500kV大容量的装置中，出线为6回及以 上时，也有采用双母线分4段的接线。
第四章 电力系统的接线方式
1
电力网
作用 输电网
要求
作用 配电网
要求
3
输电网 • 作用：将各种大型发电厂的电能安全、可
靠、经济地输送到负荷中心。 • 要求：供电可靠性要高；符合电力系统运
行稳定性的要求；便于系统实现经济调度； 具有灵活的运行方式且适应系统的发展需 要；还需考虑电网投资及管理运行费用， 并比较不同接线方案下的线损等。
甚至于两组母线同时故障
W2 QF3
的极端情况下，功率仍可送出！
QF2
（3）线路故障，只是该回路被切除， 不会造成其他回路停电。
S1
QF 1
W1
S4
51
优点：
（4）操作方便、安全。
隔离开关不做操作电器，减少了误操作。
（5）正常运行时两组母线与
WL1
全部断路器都投入使用，
每串断路器互相连接形成
多环状供电，运行调度较灵活。
(a) 双回路网络的优缺点
简单方便、可靠性高 经济性差
8
(b)
(c)
(d)
环网供电的优缺点
可靠、经济 操作复杂、故障时电压质量差
9
电磁环网
QF
一般情况中,往往在高一级电压线路投入运行初期,由于高一级电压网络尚 未形成或网络尚不坚强,需要保证输电能力或为保重要负荷而又不得不电 磁环网运行。
10
❖ 中压配电网的主要接线方式 放射式 树干式 环网式
5
一、电力网的接线
1.无备用接线方式（单回路）
负荷点 电源点
放射式
干线式
链式
用户只能从单方向的一条线路获得电源，简称开式网
6
1.无备用接线方式（单回路）
❖优缺点 •简单方便，投资少 •可靠性低，任何一段故障或检修 都会影响对用户的供电
❖适用范围 •普通负荷
7
2.有备用接线方式
用户可从两个或以上方向获得电源，简称闭式网
可靠性高 1）可以轮流检修母线，而不中断供电； 2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开该回路和与 此相连的母线，其它回路均可通过另一组母线继续运行。； 3）若一组母线发生故障，只会引起接至故障母线上的部分 电源和引出线停电，经倒闸操作可迅速地将停电部分转移 到另一组母线上，便可以恢复工作。
39
调度灵活 A、各个电源和出线可任意分配到某一组母线上，
28
单母线带旁路适用范围：出线回路数较多的110kV及以上系统
W2 带
旁 路
QS2
母
QF
旁路母线
线
的
QS1
W1
单
母 线
正常运行时， QF2和QS3断开，
工作母线
接
旁母不用。
线
电源侧
29
l1
检
修
QS3
出
线
l1
QF1
的
断
路
器
QF1
电源侧
W2
QS2 QF
QS1
W1
当与旁母相连的
任一出线断路器检 修时，不中断该回 路供电。
4
配电网 • 作用：将本地区小型发电厂或输电网送来
的电能通过合适的电压等级配送到每个用 户。 • 要求：接线简单明了，结构合理，便于运 行及维护检修，减少占用城市空间；供电 可靠性和安全性要求高，尽可能做到中心 变电所有来自不同地点的两个电源，至少 满足“N-1”准则；符合配电自动化发展的 要求。
经济性——在满足可靠性和灵活性的前提下，满足 经济合理的基本要求。做到投资省、占地少、电能 损耗小。
17
2.主接线的基本形式
有汇流母线
单母线接线 双母线接线 带有旁路母线的接线
无汇流母线
单元接线 桥形接线 多角形接线
18
母线：保证电源并列工作，又能使任一出线 都可以从母线获得电能。
断路器：具有灭弧功能，可用来开断或闭合 负荷电流、开断短路电流。
2）当一段母线发生故障 （或检修），仅停该段 母线，非故障段母线仍 可继续工作。
1）当母线或母线隔离开关故障或检修时， 接在该段母线上的回路必须全部停电 ；
2）当任一出线断路器检修时，必须停止该
回路的工作。
27
适用：中、小容量发电厂的6～10kV接线和 6～220kV变电所配电装置中。 1）用于6～10kV接线时，每段容量不宜超过 25MW，出线回路过多，影响供电可靠性 ； 2）用于35kV接线时，出线回路数为4～8回 为宜； 3）用于110～220kV接线时，出线回路数为 2～4回为宜。
由于回路数与断路器台数
W2 QF3
QF2
之比为2：3，故称为一台半断
QF1
路器接线或二分之三断路器接
W1
线。
S1
S4
正常运行时，全部断路器和隔离开关均投入运行。
50
优点：
（1）检修任一断路器时，都不会造成任何回路停电。
（2）任一母线故障，仅跳开与此母线相连的断路器，不引起
任何回路停电。
WL1
WL4
总原则：不允许停电检修断路器时，设置旁路母线。
A、220kV出线在4回及以上； B、110kV出线在6回及以上;
发展趋势：取消旁路母线！
C、35～60kV配电装置中：
☞采用单母线分段接线且断路器无条件停电检修时，可设置不带专用旁路断
路器的旁路母线接线；
☞采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时，可设置旁路隔离开关。
☞采用35kV单母线手车式成套开关柜时，由于断路器可迅速置换，可不设旁
路设施。
D、6～10kV配电装置一般不设置旁路母线
但6～10kV单母线接线及单母线分段接线的配电装置，当 采用固定式成
套开关柜时，由于容易增设旁路母线，可考虑装设。
48
49
3.一个半断路器接线
WL1
WL4
每2组母线之间串联装设3 台断路器，于2台断路器间引 接1回路。
缺点：
使用设备较多，配电装置复杂，
投资较多。
S1
WL4
W2 QF3
QF2
QF 1
W1 S4
52
一台半断路器接线的两条原则
（1）为防止联络断路器故障同时切
WL1
除该串两回路供电，应将同名元件
➢ 对接线方式有些什么基本要求?
➢ 接线的基本形式有哪些?
➢ 有何特点?
➢ 典型的接线方式?
15
16
1.对电气主接线的基本要求
可靠性——供电可靠性是电力生产的首要任务，主 接线的拟定应首先满足这一基本要求。
灵活性——主接线应能适用于各种工作情况和运行方 式，能根据运行情况方便地退出和投入电气设备。
23
出线1
出线2 出线3
单 母
QSo
QSl
线
倒
QF
闸
停
QSw
W
电
操
作 断开顺序：
QF→QSl→QSW
单母线接线的优缺点 • 优点：结构简单、清晰，使用设备少、投资小、
运行操作方便，便于扩建 • 缺点：可靠性、灵活性差
1）当母线或母线隔离开关故障或检修时，造成全厂（所） 停电；
2）当出线断路器检修时，必须停止该回路的工作。
45
❖ 双母线带旁路接线
l1 l2
QF1
l3 l4 w3
QF2
旁路母线:W3 旁路断路器:QF1
w2 w1
46
旁路断路器兼 做母联断路器
WP
QFP
W1 W2
母联断路器兼 做旁路断路器
WP QS
QF
W2
W1
1、一组母 线能带旁路
2、两组母 3、设有旁 4、设有旁 线均带旁路 路跨条 路跨条
47
பைடு நூலகம் 旁路母线设置的原则（了解）
36
❖ 非固定联接的两组主母线同时运行
l1
l2
l3
l4
W2 W1
QF
G1
G2
37
❖ 母联断开的两组主母线同时运行
W2 W1
QF
QFC断开，两组母线同时运行.
QFC处于热备用状态。 此时相当于分裂为两部分， 各向系统输送功率。
常用于系统最大运行方式时，限制短路电流。
38
优点：
可靠性和灵活性大大提高。
为了缩小停电范围，可采用双母线分段的方式。
③、检修出线断路器时，该回路需停电，
这对于重要用户来说是不允许的。
克服此缺点可采用双母线带旁路母线
的接线。
④、接线复杂，占地面积大，