第四章 电气主接线及其设计

电源1
电源2
1） 6~10kV配电装置，不设旁路母线； 2） 35~63kV配电装置，一般不设； 3）110~220kV配电装置，需装备，满足如下条件可不 安装：①采用SF6和手车式断路器；②系统允许停电检 修。
WL2 WL2 WL4 WL1 二、双母线接线 有两组工作母线 QS13 的接线。 QF1 接线方式:每回线 QS12 QS11 W1 路都有一台QF和两台 W2 QS分别与两组母线连 接，其中一台QS闭合、 QFc 一台QS断开；两组母 线通过母联断路器 电源1 电源2 双母线接线 QFc连接。 1、一般双母线接线（如上图） 正常运行时QFc及两侧隔离开关合上，W1、 W2并列运行。
对超高压变电所
①任何断路器的维修不影响对系统的连续供电； ②除母线分段或母联断路器外，任一台断路器维修和 另一台断路器故障或1）调度灵活、操作方便；2）维修安全；3）扩建方 便。
（3）经济性
1）投资省；2）年运行费小；3）占地面积小；4）可 能时一次设计，分期投资、投产，发挥经济效益。
正常运行方式为分段 单母线，QS1\2和QFd 闭合， QS3/4和QSd 断开，QFd 起 分段断路器作用； W5可通过QS1\4和QFd Ⅰ 接到Ⅰ段，也可以通过QS2\3 和QFd接到Ⅱ段， W5 得电， QFd 起旁路断路器作用。
QS13 QS3 QS4
QF1
QS11
QFd
QS1 QS2
Ⅱ
QSd
3、负荷分类及要求
（1）Ⅰ类负荷：停电会造成人员伤亡和重大设备损 坏。要求：任何时间不能停电。 （2）Ⅱ类负荷：停电会造成减产和较大的经济损失。 要求：必要时可短时停电（几分钟到几十分钟）。 （3）Ⅲ类负荷：停电不会造成大的影响。要求：必 要时可长时间停电。
▉ 电气主接线的设计原则
（1）以设计任务书为依据 （2）以国家经济建设的方针、政策、技术规 定、标准为准绳 （3）结合工程实际情况，在保证供电可靠、 运行灵活、维护方便等基本要求下，力争节 约投资，降低造价，并尽可能采用先进技术， 坚持供电可靠、技术先进、安全使用、经济 美观的原则。
WL1
QS15
W5
QS13
QF1
QS11
QF2p
Ⅱ
QFd
W1
电源1
电源2
优点：不间断供电！ 缺点：增加旁路设备，接线较复杂；增加投资 和占地面积
（2）分段断路器兼作旁路断路器接线 1）接线 在分段单母线的基础上增加了旁路母线 W5、出线旁路隔离开关和隔离开关QS3\4\d构 WL1 成。 W5 2）原理 QS15
二、电气主接线的基本要求 1、电气主接线的重要性
（1）运行人员进行操作和处理事故的重要依据； （2）直接关系全厂设备选择、配电装置布置，继电 保护和自动装置确定； （3）直接关系电力系统安全、稳定、灵活和经济运 行。
2、电气主接线的基本要求 包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。 （1）可靠性
1）断路器维修不影响系统供电； 2）断路器或母线故障、母线或隔离开关维修尽量减 少停运出线回路和时间，保证Ⅰ、Ⅱ类用户的供电； 3）尽量避免发电厂或变电所停匀的可能性；
3、分段的双母线接 线方式 分段的双母线接 线是将其中一组母线 分段，或两组母线分 段。双母线分段接线 常用于大中型发电厂 的发电机电压配电装 置中。 （1）双母线三分段 接线 图示为双母线三 分段接线。
WL1
WL2
WL2 WL4
QF1
QF2
QFd
电源1
电源2
双母线三分段接线
WL1
WL2
WL2 WL4
（4）几点说明 1）出线要均匀分布于母线上以减小母线中的 功率传输； 2）每回进出线都装有断路器和隔离开关； 3）隔离开关必须在断路器断开或等电位情况 下才能进行操作。 4）接地开关是在检修时取代安全接地线使用。
2. 分段的单母线接线 （1）分段的方法与要求 一般用隔离开关QS1或分段断路器QF1来 实现分段的单母线接线 。一般分段数与电源数 相同。 （2）优缺点 有较高的 灵活性和可靠性 1）正常时既可选择分 段（QS1打开）运行， 也可选择不分段（QS1 分段的单母线接线 合上）并列运行；
（1）优点 1）供电可靠 ①检修任一母线不需停电，先合后拉，实现热 倒； ②检修隔离开关时只需停该回路或该隔离开关 相连的母线； ③任意母线故障时，可将连于故障相的回路和 电源倒换到正常母线，迅速恢复供电，实现先 拉后合的冷到。 2）运行灵活。可采用 ①双母线并列运行（一般采用该种运行方式） ②双母线分列运行； ③一组运行一组备用。
3、单母线带旁路母线接 分如下两种 （1）有专用旁路断路器的分段单母线带旁路 母线接线 WL1 W5 说明： QS15
1）W5为旁路母线； 2）QF1p和QF2p为旁路 QF1p 断路器； 3）每回出现都可经过各 Ⅰ 自的旁路隔离（QS15） 开关接到旁路母线上； 4）进线和出现都可以接 入旁路母线，成为全旁 路方式；
（3）适用范围 1） 6~10kV配电装置，短路电流大，出线带 电抗器时； 2） 35~63kV配电装置，出线回路超过8回且 电源数较多； 3）110~220kV配电装置，出线回路数5回以 上，或该配电装置在系统中居重要地位、出 现数在4回及以上。
W5
2、一般双母线带 旁路接线 （1）具有专用旁 路断路器的双母线 带旁路接线（如上 图）。在一般双母 线的基础上加W5 和QFp形成。
带旁路母线的双母线接线
（2）以母联断路器兼作旁路断路器的接线
W5 QS QFc W2 W1 W2 W1 W5 QS QFc W2 W1 W5 QS QFc W5 QS QFc W2 W1
（a）
（b）
（c）
（d）
（3）一般双母线设置旁路的原则 1） 6~63kV配电装置，不设旁路母线； 2） 110~220kV配电装置，与分段单母线相同； 3）110~220kV配电装置在下列情况下可采用 简易的旁路隔离开关代替旁路母线 ①屋内型 ②出线回数较少。
▉ 电气主接线的具体设计步骤和内容
2、主接线方案的拟定和选择 对发电机连接方式、主变台数、容量及 型号、各电压等级接线形式的不同会有不同的 设计方案。 根据基本要求总结出各方案的优缺点， 对重要的厂站要进行可靠性的定量分析与计算， 淘汰后留下2-3个技术上满足任务书要求的方 案。 3、短路电流计算和主要电器设备选择 对选择的电气主接线进行短路电流计算， 并选择合适的电气设备。
▉ 电气主接线的设计程序
电气主接线设计的四个阶段 主接线的设计伴随着发电厂或变电所的 整体设计进行历经如下四个阶段： （1）可行性研究阶段、 （2）初步设计阶段 （3）技术设计 （4）施工设计阶段
▉ 电气主接线的具体设计步骤和内容
1、对原始资料分析
（1）本工程情况：包括发电厂类型、规划装机容量、 单机容量及台数、运行方式、年最大负荷利用小时。 （2）电力系统情况：系统的总装机容量、近期及远 景发展规划、归算到本厂高压母线的电抗、在系统中 的地位和作用、与系统连接方式及中性点接地方式。 （3）负荷情况：符合的地理位置、电压等级、出线 回路数、输送容量、负荷类型、最大及最小负荷、功 率因数、增长率、年最大负荷利用小时数。 （4）其他情况：包括环境情况、设备制造情况等。
2）重要用户可用双回路接于不同的母线，保 证不间断供电； 3）任一段母线维修，另一段不停电，减小停 电范围； 4）若为断路器分段：故障时断路器动作，将 故障段跳开，另一段正常供电； 5）若为隔离开关分段：故障时全部短时停电， 拉开隔离开关后非故障段恢复供电。
缺点： 1）分段增加投资和占地，扩建需要两边均匀 扩建； 2）某回路的母线和断路器故障或维修，该回 路停电。 （3）适用范围 1） 6~10kV配电装置，出线回路数6回及以上； 2） 35~63kV配电装置，出线回路数3~8回； 3）110~220kV配电装置，出线回路数3~4回； 4）发电机电压配电装置，每段母线发电机容 量在12MW及以下。
该接线有两种运行 方式： QF1 QF2 1）分段母线作为工 作母线。QFd合，母 联QF1、QF2开，相 当于分段单母线运 行。 QFd 2）三段母线都作为 电源1 电源2 工作母线。 QFd、 双母线三分段接线 QF1、QF2合，一段 母线故障时停电范 投资大，用于接线 围为1/3。 回路多的配电装置。
不分段单母线接线
（2）操作举例： 以L1为例 1）恢复供电 打开QE→检查QF2 状态在开的位置→ 合QS2 →合QS3 → 合QF2； 2）停电操作（逆的 过程） 断开QF2 →检查 QF2状态在开的位 置→断开QS3→断 开QS2。
不分段单母线接线
（3）适用范围 适用于6~220kV系统只有一台发电机或一 台主变压器的以下三种情况 1） 6~10kV配电装置，出线回路数不超过5回； 2） 35~63kV配电装置，出线回路数不超过3回； 3）110~220kV配电装置，出线回路数不超过2 回。
母联QFc的作用： ①实现并列 ②倒母线操作时实现等电位 ③ 检查母线好坏。 3）扩建方便 4）有特殊功能 ①可实现与系统并列和解列； ②某一回路独立工作或试验时，可单独接于 一组母线上； ③可实现母线单独溶冰； ④母联可替代故障断路器断开电路。
（2）缺点 1）母线故障或维修时，隔离开关操作复杂， 易误操作； 2）一组母线故障为短时停电，但影响较大； 3）检修任一回路断路器时该回路停电； 4）双母线存在全停的可能； 5）设备多，配电装置复杂。
第四章 电气主接线及其设计
第一节 电气主接线设计原则和程序
一、电气主接线定义 1、电气主接线
将所有的电气一次设备按生产顺序、功能要求连 接起来，组成接受和分配电能，并用国家统一的图形 和文字符号表示的电路。
2、单线图
表示电气设备一相的连接情况，局部三相配置不 同的地方画成三线图。电气主接线一般画成单线图。
有汇流母线的接线形式