电气主接线图使用分析.

电气主接线图使用分析王霞电气1202班，电气工程及自动化，水利与能源动力工程学院，2013.11.5摘要：电气主接线是由各种电气设备如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，完成电能的输送和分配的电路。

电气主接线是传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。

当用国家统一规定的图形和文字符号表示各种电气设备，并按工作顺序排列，详细地表示电气主接线的全部基本组成和连接关系的接线图，称为主接线图。

电气主接线的选择，直接影响着电气设备的选择和配电装置的布置，也在一定程度上决定了这些设备和装置运行的可靠性和经济性。

现就发配电技术中的电气主接线图的基本形式进行分析研究。

一．对一次主接线的要求1.安全性对电气主接线的安全性，主要体现在：隔离开关的正确配置和隔离开关接线的正确绘制。

隔离开关的主要用途是将检修部分与电源隔离，以保证检修人员的安全。

在电气主接线图中，凡是应该安装隔离开关的地方都必须配置隔离开关，不能有遗漏之处，也不可以为乐节省投资而不装。

在绘制隔离开关时，电源应接在通过瓷瓶与隔离开关的刀片联结，因为这样安装在打开和合上隔离开关时，刀片端的带电时间较短，这样可以保证操作人员的安全。

2.可靠性电气主接线的可靠性不是绝对的。

同样的形式在一些发电厂或变电所来说是可靠的，但对另一些发电厂或变电所则不一定能满足可靠性要求。

所以在分析主接线图时，要考虑发电厂或变电所在整个系统中的地位和作用，也要考虑用户的负荷性质和类别。

（1）在分析电气主接线可靠性时，根据负荷性质，可按以下几个方面进行：1）各断路器检修时，停电的范围和时间；2）母线故障或检修时，停电范围和时间；3）有没有使发电厂或变电所全部停电的可能。

电气主接线可靠性的高低直接决定着经济损失的大小，可靠性越高停电时的经济损失越少，反之，则越多。

（2）按重要性的不同，将负荷分为三类：Ⅰ类负荷——停电后将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷。

如机场和军事设施等电力负荷，以及电弧炼钢炉和大型铝电解槽等短时间停电就要损坏重大设备的用电。

对Ⅰ类负荷的供电要求是任何时间都不能停电。

Ⅱ类负荷——停电后将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失。

对Ⅱ类负荷的供电要求是必要时可以短时期停电，不允许长时间停电。

Ⅲ类负荷——Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停电后不会造成太大的影响，属非重要负荷。

对Ⅲ类负荷的供电要求是必要时可以长期停电。

3．经济性电气主接线的经济性是相对而论的，在资金充足时，对经济性的要求可以放低，如果两种主接线的可靠性和方便性差不多，则选择经济性较好的一种。

4．方便性（1）.操作的方便性电气主接线的应该接线简单，操作方便尽可能的使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至于在操作过程中出错。

（2）.调度的方便性电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式。

并在发生事故时，要能尽快的切除故障。

（3）.扩建的方便性这不仅与资金、土地相关，还与电气主接线的接线方式有关，但对于将来的发电厂和变电所，其主接线应具有扩建的方便性。

二．电气主接线图的基本形式电气主接线的基本形式：有母线接线和无母线接线。

母线是汇流线，用以汇集电能和分配电能的，是发电厂和变电所的重要装置。

电气主接线的类型如下：1.不分段单母线接线（1）如图是不分段单母线接线图，为了能在接通或断开电源，并在故障情况下能自动切断故障电流，每一个电源回路和出线回路中都装有断路器QF。

为了保证检修人员的安全，断路器侧还装有隔离开关QS，靠近母线侧的是母线隔离开关，靠近出线回路侧得是线路隔离开关。

若果出线的另一端没有接电源，也就没有倒送电能的可能，那么线路隔离开关可以不装。

图中的QE是线路隔离开关的接地闸刀，可以在检测时代替临时接地线。

在接通电路时，应先合断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，应先断开断路器，在断开两侧的隔离开关。

（2）不分段单母线接线的优点是：接线简单、操作方便、设备少、经济性好；并且，母线便于向两端延伸，扩建方便。

缺点是1）可靠性差。

出现回路的断路器进行检修时，该回路要停电，直至断路器修好，也可能是长期停电；母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是造成全厂或全所长期停电。

2）调度不方便。

电源只能并列运行，不能分列运行。

并且线路侧发生短路时，有较大的电流。

（3）适用范围因单母线接线可靠性和灵活性差，这种接线只适用于6～220KV系统中只有一个电源，且出线回路少的小型发电厂或多数箱式变电站中。

2.分段单母线接线（1）分段目的：减小母线故障的影响范围，提高供电可靠性；一段母线故障时，通过分段开关切除，保证正常段母线运行。

重要用户可从两段母线取电（2）分段数目取决于电源数量和容量。

段数分得越多故障时停电范围越小，但同时所用断路器等设备也增多，且运行也越复杂。

通常2～3段为宜，为减少母线故障的影响范围，应尽可能使一段母线上的电源功率与出线功率之和相等,每段最好有一个电源。

（3）运行说明及基本操作1）基本操作:与单母线一样，主要是保证断路器与隔离开关的操作顺序；2）运行方式：分段断路器可接通运行，也可断开运行（有特殊要求时）。

当分段断路器接通运行时任意一段母线发生故障时，分段断路器在继电保护装置的作用下，自动跳开将故障段隔离，保证非故障段的继续运行。

两段母线同时故障的几率很小，不到亿分之一，因此，全部停电的情况可以不予考虑。

分段断路器断开运行时分段断路器除装有继电保护装置外，还应装有备用电源自动投入装置。

当任一电源故障时，电源断路器自动断开，而分段断路器QF1可以自动投入，保证由另一分段电源给全部出线供电。

分段断路器QF1断开运行时，还可以起到限制短路电流的作用。

(4)单母线分段接线的优、缺点分析A.母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，非故障段仍可继续运行，相比单母线接线缩小了母线故障的影响范围；B.对双回重要用户，将双回线路分别接于不同的分段上，以保证对重要用户的供电。

C.当一段母线故障或检修时，将使该母线段电源、出线全部停电，减少了系统的发电量，该段单回出线用户停电。

D.任一出线的断路器检修时，该回路必须停电。

(5) 适用范围一般来说单母线分段接线应用在电压等级为6～10KV、出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超过25MW；电压等级为35～60KV时，出线数不超过8回；电压等级110～220KV时，出线数不宜超过4回。

3. 单母线分段带旁路母线断路器经过长期运行和切除一定次数短路电流后将需要进行检修。

一些重要用户，要求不停电检修断路器，实际中其解决的办法是加装旁路母线。

（1）旁母的作用：检修任一台出线断路器，可不中断该回路的供电；（2）用专门的分段断路器和旁路断路器，则断路器数目较多，造价较高，常用：以分段断路器兼作旁路断路器的接线形式（3）带旁路母线的优、缺点分析优点是：单母线（分段）带旁路母线接线，具有简单、清晰，操作方便、易于扩建；当检修出线断路器时可不停电检修。

缺点是：当汇流母线检修或故障时，该段母线将全部停电。

（4）适用范围由于旁路系统造价昂贵，同时使配电装置和运行复杂，所以规程规定:电压为35kV而出线在8回以上，110kV、6回以上，220kV、4回以上的屋外配电装置都可加设旁路母线。

6~10kV屋内配电装置，因为其负荷小、供电距离短，容易取得备用电源；并且出线大多采用电缆馈线，事故分闸次数少；特别是：目前采用成套配电装置，加上采用灭弧室不需检修的真空断路器一般不装设旁路母线。

（5）新设计规程中指出：“当断路器为六氟化硫（SF6）型时，可不设旁路设施”。

4.不分段双母线接线(单断路器)（1）不分段双母线接线有三种运行方式：第一种是所有电源和出线回路都连接在同一组母线上，另一组母线作为备用；第二种是电源和出线回路均匀的连接在两组不同母线上，母联断路器断开；第三种是电源和出线回路均匀的连接在两组不同母线上，母联断路器接通。

1）第一种运行方式分析：A．检修任一段母线时，都不会中断对用户的供电。

一条母线要检修，可以将这条母线上的所有出线回路转移到另一条备用母线上。

B．任一母线隔离开关要检修时，只需断开该回路的断路器，而不影响其他回路的正常工作。

C．工作母线出线故障时，所有回路在短时停电后，能迅速恢复工作。

D．出线回路断路器检修时，该回路要停止工作，也就是仍要长期停电。

2）第一种运行方式是双母线接线按不分段单母线方式运行，第二种和第三种运行方式是双母线同时运行，如同按分段单母线方式运行；第二种和第三种运行方式可靠性相对有所提高，即当母线故障时，只有连在故障母线上的出线回路短期停电，而不是全部出线回路都短期停电。

只需将故障母线上的出线回路转接到完好母线侧就可以继续工作。

（2）倒母线操作的基本原则：1）首先合母联断路器，并取下母联断路器的操作保险，使其成为一死开关，以保证两条母线始终并列为等电位，以实现隔刀的等电位切换；2）然后先依次合上所有回路与备用母线的隔离开关，再依次断开与工作母线相连的隔离开关；（3）特点优点：1）可靠性较高可不停电检修母线；任一回路母线隔离开关检修时，通过倒母线使该回路单独在备用母线上停电检修；母线故障时，所有回路能迅速切换到非故障母线上运行；在特殊情况下，可将个别回路接在备用母线上单独工作或试验2）运行较灵活：可双母、单母运行3）便于扩建缺点：设备多，配电装置复杂，经济性较差；运行中隔离开关作为操作电器，易发生误操作；母线故障时，需短时切除较多电源和线路（4）适用范围：双母线接线在我国大、中型发电厂和变电站中广为采用，并已积累了丰富的运行经验。

35～60KV出线数超过8回以上时，或连接电源较多、负荷较大时，一般采用双母线接线；电压等级为110KV出线数目为5回及以上时，一般也采用双母线接线；电压等级为220KV出线数目在3回及以上时，采用双母线接线。

5.分段双母线接线（1）当进出回路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，在6～10KV配电装置中，短路电流较大，为选择轻型设备，限制短路电流，提高接线的可靠性，常采用双母线三分段接线，并在分段处加装母线电抗器。

这种接线具有很高的可靠性和灵活性，但增加了母线联断路器和分段断路器的数量，配电装置投资较大，35KV以上很少采用。

多用于在6～10KV配电装置中。

（2）采用分段双母线接线可以减小母线故障的停电范围，图示。

Ⅰ段和Ⅱ段工作母线各自用母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线上。

分段双母线接线的可靠性比不分段双母线接线高，当一段母线发生故障时，在继电器保护下，分段断路器会自动跳开，然后，故障母线所连的电源回路的断路器也跳开，即该段故障母线上所连的出线回路停电，这时，只需将故障母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复正常供电，这样就只是部分短时停电，而不是全部短时停电。