电气主接线讲义

第一节电气主接线概述
一、电气主接线图的有关概念
电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能要求组成的接受和分配电能的电路，也称电气一次接线或电气主系统。

用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图，称为电气主接线图。

电气主接线图一般画成单线图（即用单相接线表示三相系统）。

二、电气主接线的基本要求
电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。

在选择电气主接线时，应注意发电厂或变电所在电力系统中的地位、进出线回路数、电压等级、设备特点及负荷性质等条件，并应满足下列基本要求。

（1）保证必要的供电可靠性和电能的质量
保证必要的供电可靠性和电能的质量是电气主接线的最基本要求。

1）断路器检修时是否影响供电；
2）设备或线路故障或检修时，停电线路数量的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
3）有没有使发电厂或变电所全部停止工作的可能性等。

（2）具有一定的运行灵活性
电气主接线不仅在正常运行情况下，能根据调度的要求，灵活地改变运行方式，实现安全、可靠、经济地供电；而且在系统故障或电气设备检修及故障时，能尽快地退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并且在检修设备时能保证检修人员的安全。

（3）操作应尽可能简单、方便。

（4）应具有扩建的可能性
（5）技术上先进，经济上合理。

三、电气主接线的基本类型
母线是接受和分配电能的装置，是电气主接线和配电装置的重要环节。

电气主接线一般按有无母线分类，即分为有母线和无母线两大类。

有母线的主接线形式包括单母线和双母线。

单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为普通双母线、双母线分段、3/2断路器（又叫一台半断路器）、双母线及带旁路母线的双母线等多种形式。

无母线的主接线形式主要有单元接线、桥形接线和角形接线等
四、电气回路中开关电器的配置原则
电气回路中的开关电器主要是指断路器和隔离开关。

当线路或高压配电装置检修时，需要有明
显可见的断口，以保证检修人员及设备的安全。

故在电气回路中，在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关。

若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关。

若电源是发电机，则发电机与出口断路器之间可以不装隔离开关。

为了安全、可靠及方便地接地，可安装接地开关（又称接地刀闸）替代接地线。

当电压在110kV及以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。

对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置1～2组接地开关，以保证电器和母线检修时的安全。

断路器和隔离开关的操作顺序为：接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。

严禁在未断开断路器的情况下，拉合隔离开关。

第二节主接线的基本接线形式
一、单母线接线
如图8-2所示为单母线接线，各电源和出线都接在同一条公共母线WB上，其供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线回路。

母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一电源获得电能。

每条回路中都装有断路器和隔离开关，紧靠母线侧的隔离开关（如QSB）称作母线隔离开关，靠近线路侧的隔离开关（如QSL）称为线路隔离开关。

图中QSS是接地隔离开关，其作用同接地线。

单母线接线的优点：结构简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建。

隔离开关仅在检修电气设备时作隔离电源用，不作为倒闸操作电器。

从而避免因用隔离开关进行大量倒闸操作而引起的误操作事故。

单母线接线的主要缺点有：
（1）母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都将停止工作。

（2）当母线或母线隔离开关上发生短路故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电。

（3）检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。

因此，这种接线只适用于小容量和用户对供电可靠性要求不高的发电厂或变电所中。

为了克服以上缺点，可采用将母线分段和加旁路母线的措施。

1. 单母线分段接线
出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图8-3所示。

根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。

段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。

母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。

在正常运行时，可以接通也可以断开运行。

当分段断路器QF d接通运行时，任一段母线发生短路故障时，在继电保护作用下，分段断路器QF d和接在故障段上的电源回路断路器便自动断开。

这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停
电范围。

当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，分段断路器断开运行，有利于限制短路电流。

对重要用户，可以采用双回路供电，即从不同段上分别引出馈电线路，由两个电源供电，以保证供电可靠性。

单母线分段接线的缺点是：
（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电。

（2）任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。

单母线分段接线，虽然较单母线接线提高了供电可靠性和灵活性，但当电源容量较大和出线数目较多，尤其是单回路供电的用户较多时，其缺点更加突出。

因此，一般认为单母线分段接线应用在6～10kV，出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超过25MW；用于35～66kV时，出线回路不宜超过8回；用于110～220kV时，出线回路不宜超过4回。

在可靠性要求不高时，或者在工程分期实施时，为了降低设备费用，也可使用一组或两组隔离开关进行分段，任一段母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完好段即可恢复供电。

2. 带旁路母线的单母线接线
如图8-4所示，在工作母线外侧增设一组旁路母线，并经旁路隔离开关引接到各线路的外侧。

另设一组旁路段路器QF p(两侧带隔离开关)跨接于工作母线与旁路母线之间。

当任一回路的断路器需要停电检修时，该回路可经旁路隔离开关QS p绕道旁路母线，再经旁路断路器QF p及其两侧的隔离开关从工作母线取得电源。

此途径即为“旁路回路”或简称“旁路”。

而旁路断路器就是各线路断路器的公共备用断路器。

但应注意，旁路断路器在同一时间里只能替代一个线路的断路器工作。

平时旁路断路器和旁路隔离开关均处于分闸位置，旁路母线不带电。

当需检修某线路断路器时，首先合上旁路断路器两侧的隔离开关，然后合上旁路断路器向旁路母线空载升压，检查旁路母线无故障后，再合上该线路的旁路隔离开关（等电位操作）。

此后，断开该出线断路器及其两侧的隔离开关，这样就由旁路断路器代替该出线断路器工作。

这种接线方式可以不停电检修断路器，故提高了供电可靠性。

但是，当母线出现故障或检修时，仍然会造成整个主接线停止工作，为了解决这个问题，可以采用带旁路母线的单母线分段接线。

3. 带旁路母线的单母线分段接线
这种接线方式兼顾了旁路母线和母线分段两方面的优点，但当旁路断路器和分段断路器分别设置时，由于所用断路器数量多，设备费用高。

在工程实践中，为了减少投资，可不专设旁路断路器，而用母线分段断路器兼作旁路断路器，常用的接线如图8-5所示。

在正常工作时，靠旁路母线侧的隔离开关QS3、QS4断开，而隔离开关QS1、QS2和断路器QF d处于合闸位置（这时QS d是断开的），主
接线系统按单母线分段方式运行。

当需要检修某一出线断路器（如1WL回路的1QF）时，可通过倒闸操作，由分段断路器作为旁路断路器使用，即由QS1、QF P、QS4从Ⅰ母线接至旁路母线，或经QS2、QF P、QS3从Ⅱ母线接至旁路母线，再经过1QS P构成向1WL供电的旁路。

此时，分段隔离开关QS d是接通的，以保持两段母线并列运行。

现以检修1QF为例，简述其倒闸操作步骤：
（1）向旁路母线充电，检查其是否完好。

合上QS d；断开QF P和QS2；合上QS4；再合上QF P，使旁路母线空载升压，若旁路母线完好，QF P不会自动跳闸。

（2）接通1WL的旁路回路。

合上1QS P。

这时有两条并列的向1WL供电的通电回路。

（3）将线路1WL切换至旁路母线上运行。

断开断路器1QF及其两侧的隔离开关，并在靠近断路器一侧进行可靠接地。

这时，断路器1QF退出运行，进行检修，但线路1WL继续正常供电。