第二章 电气主接线与配电装置

QE是线路隔离开关的接地开关，用于线路检修时替代临时安全接地线。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。此外，对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置1～2组接地开关或接地 器，以保证电器和母线检修时的安全。
倒闸操作:发电厂和变电所电气设备有运行、备用和检修三种工作状态。由
③ 有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开 (处于热备用状态)，两组母线同 时运行。此时，这个电厂相当于分裂为两个电厂各向系统送电，这种运行方式常用 于系统最大运行方式时，以限制短路电流。
双母线接线还可以完成一些特殊功能。例如：用母联与系统进行同期或解列操作； 当个别回路需要单独进行试验时(如发电机或线路检修后需要试验)，可将该回路单 独接到备用母线上运行；当线路利用短路方式熔冰时，亦可用一组备用母线作为熔 冰母线，不致影响其他回路工作等。
2.双母线分段接线
为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线，如图4-4所示。用分段
断路器将工作母线分为 W 段和W 段，每段工作母线用各自的母联断路器与
备用母线W2相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。 图4—4 双母线分段接线
双母线分段接线比双母线接线的可靠性更高。当一段工作母线发生故障后，在 继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断 路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和 出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必全 部短期停电。
主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面： • 断路器检修时，不宜影响对系统供电； • 线路、断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线 回路数和停电时间，并能保证对全部Ⅰ类及全部或大部分Ⅱ类用户的供电； • 尽量避免发电厂或变电站全部停电的可能性； • 大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。
在上述的操作过程中，当检查到旁路母线完好后，可先断开旁路断路器QFP，用 出线旁路隔离开关QSP1对空载的旁路母线合闸，然后再合上旁路断路器QFP，之 后再进行退出QF3的操作。这一操作虽然增加了操作程序，然而可避免万一在倒闸 过程中，QF3事故跳闸下，QSP1带负荷合闸的危险。
（2） 分段断路器兼作旁路断路器的接线 有专用旁路断路器的旁路母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断 路器的投资。在可靠性能够得到保证的情况下，可用分段断路器兼作旁路断路器， 从而减少设备，节省投资。 图4-6所示是分段断路器兼作旁路断路器的接线。该接线方式在正常工作时，分段 断路器QFD的旁路母线侧的隔离开关QS3和QS4断开，主母线侧的隔离开关QS1和 QS2接通，分段断路器QFD接通。则断路器QFD在正常时以分段方式工作，旁路母 线不带电。
分段的数目，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， 但使用断路器的数量亦越多，且配电装置和运行也越复杂，通常以2～3段为宜。 该接线适用于：中、小容量发电厂和变电站的6～10kV接线中。但是，由于这种 接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整个母线系统可 靠性受到限制，所以，在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采 用。
可以发现，基本的操作原则是：操作QS必须是在QF断开的时候进行；投入QS 时，从电源侧往负荷侧合上QS；退出QS时，从负荷侧往电源侧拉开QS。 为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和 相应的断路器之间，加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。 单母线接线优点是：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。同时，QS隔离开关不作为操作电器，仅用作隔离电压。 单母线接线缺点是：①可靠性差。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，也就是要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，有较大的短路电流。 接线形式：一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。
双母线分段接线较多用于220kV配电装置，当进出线数为10~14回时，采用三分 段（仅一组母线用断路器分段），15回及以上时，采用四分段（二组母线均用断路 器分段）；同时在330～500kV大容量配电装置中，出线为6回及以上时，一般也采 用类似的双母线分段接线。 在6～10kV配电装置中，当进出线回路数或母线上电源较多，输送和通过功率较 大时，为限制短路电流，以选择轻型设备，并为提高接线的可靠性，常采用双母线 三或四分段接线，并在分段处加装母线电抗器。
第四章电气主接线及设计
第一节电气主接线本要求和设计程序
一、对电气主接线的基本要求 1.可靠性
分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用 户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。
(1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。 (2)负荷性质和类别。
(3)设备的制造水平。 (4)长期实践运行经验。
通常，旁路断路器两侧的隔离开关处于合闸状态，即QSPP于合闸状态，而 QSPⅠ、QSPⅡ二者之一是合闸状态，另一则为开断状态，例如QSPⅠ合闸、 QSPⅡ分闸，则旁路断路器QFP对WI段母线上各出线断路器的检修处于随时待命的 “热备用”状态。
当出线WL1的断路器QF3要检修时，QSPⅠ处于合闸状态（若属分闸状态，则与 QSPⅡ切换），则合上旁路断路器QFP，检查旁路母线WP是否完好。如果旁路母 线有故障，QFP在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线；如果旁路母线是完好 的，QFP在合上后不跳开，就能进行退出运行中的QF3操作，即合上出线WL1的旁 路隔离开关QSP1（两端为等电位），然后断开出线WL1的断路器QF3，再断开其 两侧的隔离开关QS32和QS31，由旁路断路器QFP代替断路器QF3工作。QF3便可 以检修，而出线WL1的供电不致中断。
2.单母线分段接线
单母线分段接线如图4—2所示。单母线用分段断路器QFD进行分段，可以提高供 电可靠性和灵活性；
图4—2 单母线分段接线
对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发 生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要 用户停电；两段母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时， 亦可用隔离开关分段，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。 通常，为了限制短路电流，简化继电保护，在降压变电站中，采用单母线分段 接线时，低压侧母线分段断路器常处于断开状态，电源是分列运行的。为了防止因 电源断开而引起的停电，应在分段断路器QFD上装设备用电源自动投入装置，在任 一分段的电源断开时，将QFD自动接通。
三、带旁路母线的单母线和双母线接线
1.单母线分段带旁路母线的接线
（1）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线 图4-5 单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线
接线中设有旁路母线 WP、旁路断路器QFP及母线旁路隔离开关QSPⅠ、QSPⅡ、 QSPP，此外在各出线回路的线路隔离开关的外侧都装有旁路隔离开关QSP，使旁 路母线能与各出线回路相连。在正常工作时，旁路断路器QFP以及各出线回路上的 旁路隔离开关QSP，都是断开的，旁路母线WP不带电。
2.灵活性
灵活性包括以下几个方面： (1)操作的方便性。 (2)调度的方便性。 (3)扩建的方便性。
3.经济性
经济性主要从以下几方面考虑： （1）节省一次投资。 （2）占地面积少。 （3）电能损耗少。
第二节 主接线的基本接线形式
主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为 主体。由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的 功率也不一样，因而为便于电能的汇集和分配，在进出线数较多时(一般超过4回)， 采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。而与 有母线的接线相比，无汇流母线的接线使用电气设备较少，配电装置占地面积较小， 通常用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。
于正常供电的需要或故障的发生，而转换设备工作状态的操作称为“倒闸操作”。 倒闸操作正确与否，直接影响安全运行。 倒闸操作“五防” ① 防止带负荷拉合隔离开关 ② 防止带地线合隔离开关 ③ 防止带电挂接地线 ④ 防止误拉合断路器 ⑤ 防止误入带电间隔
根据QF和QS的作用不同，在倒闸操作中必须保证正确的操作顺序。以投切线 路WL1为例，顺序如下：切除WL2（断电）顺序拉开QF2 → QS22 → QS21 投入WL2（送电）顺序合上 QS21 → QS22 → QF2
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时，只需断开此 隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一 组母线继续运行;
上述所有操作均涉及到“倒母线”，其操作步骤必须正确。例如：欲检修工作母 线，可把全部电源和线路倒换到备用母线上。其步骤是：其一，先合上母联断路器 两侧的隔离开关，再合母联断路器QFC，向备用母线充电，这时，两组母线等电位。
二、双母线接线及双母线分段接线 1. 双母线接线
双母线接线有两组母线，并且可以互为备用，如图4-3所示。每一电源和出线的 回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母 线之间的联络，通过母线联络断路器(简称母联断路器)QFC来实现。
图4—3 双母线接线
有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高。其特点如下： （1）供电可靠。
(3)扩建方便： 向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，
在施工中也不会造成原有回路停电。 由于双母线接线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的6～10kV配电装
置；35～60kV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110～220kV出线数 为5回及以上时。
其二，为保证不中断供电，按“先通后断”原则进行操作，即先接通备用母线上 的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关。其三，完成母线转换后，再断开母联 断路器QFC及其两侧的隔离开关，即可使原工作母线退出运行进行检修。
(2)调度灵活： 各个电源和各回路负荷可以任ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中 各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。 ① 当母联断路器断开，一组母线运行，另一组母线备用，全部进出线均接在运行 母线上，即相当于单母线运行。 ② 两组母线同时工作，并且通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两 组母线上，即称之为固定连接方式运行。这也是目前运行中最常采用的运行方式， 它的母线继电保护相对比较简单。
有汇流母线的接线形式可概括地分为单母线接线和双母线接线两大类。 无汇流母线的接线形式主要有单元接线、桥形接线和角形接线。
一、单母线接线及单母线分段接线 1.单母线接线
图4—1所示为单母线接线，其供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电站 是变压器或高压进线回路。 图4—1 单母线接线
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称作母线隔离开， 靠近线路侧的隔离开关称为线路隔离开关。 由于断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断 短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。 若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设线路隔离开 关。但是由于隔离开关费用不大，为了阻止过电压的侵入或用户启动自备柴油发电 机的误倒送电，也可以装设。 若电源是发电机，则发电机与其出口断路器之间可以不装隔离开关，因为该断路 器的检修必然在停机状态下进行；但有时为了便于对发电机单独进行调整和试验， 也可以装设隔离开关或设置可拆连接点。