电气主接线及设计
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电气主接线及设计
( 1)发电厂或变电所在电力系统中的地位和作用 发电厂和变电所都是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与在 系统中的地位和作用一致。
1)系统中的大型发电厂或变电所其供电容量大，范围广地位重要 作用强，应采用可靠性高的主接线形式，反之，应采用可靠性低 的主接线形式。
2)发电厂和变电所接入电力系统方式 接入系统方式指其与电力 系统连接方式
三、电气主接线的设计程序
1. 对原始资料分析 （1）工程情况
发电厂类型、设计容量、 单机容量及台数、最大负 荷利用小时数、可能的运 行方式
（2）电力系统情况
电力系统近远期规划、发电厂 或变电站在电力系统中的位置 和作用、本期工程与电力系统 的连接方式及各级电压中性点 接地方式等
（3）负荷情况
负荷的性质、地理位置、输电电压 等级、出线回路数、输送容量
定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准： 1）断路器检修时，能否不影响供电. 2）断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时，停运的出线
回路数和停电时间的长短，以及能否保证对一类用户供电。 3）发电厂或变电所全部停电的可能性。 4）大型机组突然停运时，对电力系统稳定性的影响与后果。 2.灵活性 1）操作的方便性。 2）调度方便性。主接线能适应系统或本厂所的各种运行方式 3）扩建方便性。具有初期—终期—扩建的灵活方便性。 3.经济性 1）投资省 设备少且廉价（接线简单且选用轻型断路器）。 2）占地面积少 一次设计，分期投资,尽快发展经济效益。 3）电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数，避免两次变压。 正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠性的前提条件下，
电气主接线是发电厂或变电站电气部分的主体，直接影响运行 的可靠性、对配电装置布置、继电保护配置、自动装置及控制方 式的拟定都有决定性的关系。对电气主接线的基本要求是：可靠 性、灵活性和经济性灵活性。
1)系统中的大型发电厂或变电所其供电容量大，范围广地位重要 作用强，应采用可靠性高的主接线形式，反之，应采用可靠性低 的主接线形式。
2)发电厂和变电所接入电力系统方式 接入系统方式指其与电力 系统连接方式
三、电气主接线的设计程序
1. 对原始资料分析 （1）工程情况
发电厂类型、设计容量、 单机容量及台数、最大负 荷利用小时数、可能的运 行方式
（2）电力系统情况
电力系统近远期规划、发电厂 或变电站在电力系统中的位置 和作用、本期工程与电力系统 的连接方式及各级电压中性点 接地方式等
（3）负荷情况
负荷的性质、地理位置、输电电压 等级、出线回路数、输送容量
定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准： 1）断路器检修时，能否不影响供电. 2）断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时，停运的出线
回路数和停电时间的长短，以及能否保证对一类用户供电。 3）发电厂或变电所全部停电的可能性。 4）大型机组突然停运时，对电力系统稳定性的影响与后果。 2.灵活性 1）操作的方便性。 2）调度方便性。主接线能适应系统或本厂所的各种运行方式 3）扩建方便性。具有初期—终期—扩建的灵活方便性。 3.经济性 1）投资省 设备少且廉价（接线简单且选用轻型断路器）。 2）占地面积少 一次设计，分期投资,尽快发展经济效益。 3）电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数，避免两次变压。 正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠性的前提条件下，
电气主接线是发电厂或变电站电气部分的主体，直接影响运行 的可靠性、对配电装置布置、继电保护配置、自动装置及控制方 式的拟定都有决定性的关系。对电气主接线的基本要求是：可靠 性、灵活性和经济性灵活性。
11第四章电气主接线及设计(3)
适用于：35～220kV，线路较长（故障几率 大），雷击率较高和变压器不需要经常切换的发电 厂和变电所。
出线故障，仅故障线路跳闸，
其余回路可继续供电。出线停送
WL1
WL2 电，操作方便。
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
变压器故障、停送电操作复杂：
如：
T1故障，QF1、QFq自动跳 闸，WL1停电。拉开QS1后，再 合上QF1、QFq，可恢复WL1供 电。
接时， G和T之间则需设断路器。由 厂用
于大容量发电机出口断路器制造困难， G
所以大容量（200MW以上）机组很少 (B)
采用这种接线。
优点： （1）接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占 地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。 发电机与变压器之间采用封闭母线相连进一步提高 了可靠性。
WL1
WL2
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
QFq QF1 QF2 T1 T2
1. 内桥接线
WL1
WL2
接线特点：出线各接有一台 断路器，桥连断路器接在内侧 （变压器侧）。
QF1 QF2 QFq
正常运行时：出线所有断路 器均闭合。
QS1 QS2 T1 T2
特点：出线回路的投切很方 便，电源或变压器回路的投切比 较复杂。
升高电压
T 厂用
G
对于单机容量较小的机组（小于100MW） 为了在发电机停用的情况下也能从变压器 低压侧取得厂用电源，也可在发电机出口 装断路器。。
对于单机容量大于200MW的发电机，一方面 T
发电机出口断路器制造困难，成本高；另 一方面发电机出线采用封闭母线，发电机 出线回路设备越少越好。所以在发电机出 厂用 口一般不装断路器。
电气主接线基础知识及操作
IA
-2
IA
-2
012
012
8202
8203
021-0
#1主变
#3启备变 022-0
#2主变
023-0
#3主变
1FC-0
#1机
1FN-0
#1厂高变
2FC-0
#2机 #2厂高变
2FN-0
#3机
3FN-0
#3厂高变
制制 制制制 制制
制制
制制
220KV主接线图 01
1.2我厂220KV电气主接线采用双母三分段代旁路母 线的接线方式。正常运行方式：IA、IB、II母均运 220KV旁母正常备用，8240-3及所有出线-4刀闸均断 开，当任一无件的开关故障或检修时，可用旁路 8240开关代替运行，但旁路开关不能代替#1、#2、 #3机（8201、8202、8203开关）运行。双母线三分 段代旁母接线方式的优点是提高了供电的可靠性、
断路器检修时，能否不影响供电； 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，不危及电力系统稳定运行。
3、电气主接线设计的重要性
1、电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事 故处理的重要依据。
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。
缺点：
使用设备较多，配电装置复杂，
投资较多。
S1
WL4
电气主接线及设计-2
五. 变压器母线组接线
1.接线形式 2.正常运行时，两组母线和断路器均投 入。 3.变压器故障时，连接于对应母线上的 断路器跳开，但不影响其他回路供电。 4.特点：
调度灵活，电源和负荷可自由调配， 安全可靠，有利于扩建； 一组母线故障或检修时，只减少输 送功率，不会停电。 可靠性较双母线带旁路高，但主变 压器故障即相当于母线故障。
•发电机-三绕组变压器（或自耦变压器）单元接线
1.在发电机出口处需装 设断路器； 2.断路器两侧均应装设 隔离开关； 3.大容量机组一般不宜 采用。
3)发电机—变压器—线路组成单元接线
a) 这种接线方式下，在电厂不设升压配电装置，把电能直接送 到附近的枢纽变电站或开关站，使电厂的布置更为紧凑，节省 占地面积; b) 由于不设高压配电装置，所以不存在火电厂的烟尘及冷却水 塔的水汽对配电装置的污染问题。
（2）发电机定子绕组本身故障时，若变压器高压侧断路器 失灵拒跳，则只能通过失灵保护出口启动母差保护或发 远方跳闸信号使线路对侧断路器跳闸；若因通道原因远 方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护来切除故障， 这样故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器 严重损坏。
（3）发电机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情 况下备用电源的快速切换极有可能不成功，因而机组面 临厂用电中断的威胁。
四. 一台半断路器接线及三分之四台断路器接线
运行时，两组母线和同一串的3
个断路器都投入工作，称为完
W2
整串运行，形成多环路状供电，
QF1
具有很高的可靠性。
一串中任何一台断路器退出或
检修时，这种运行方式称为不
QF2
完整串运行，此时仍不影响任
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
何一个元件的运行。
电气主接线及设计
电气主接线及设计1. 引言电气主接线是电气系统中至关重要的一环，它负责将电源与各个电气设备之间进行连接，使电能得以传输和利用。
在电气系统设计过程中，主接线的设计合理与否直接影响到电气设备的正常运行和系统的安全性。
本文将详细介绍电气主接线的概念、设计原则以及关键步骤，以帮助读者了解和掌握电气主接线的基本知识。
2. 电气主接线的概念电气主接线是指通过电线或电缆将电源与各个电气设备之间进行连接的系统。
主接线通常由主干线、支干线和分支线组成。
其中，主干线负责将主电源与电气设备连接起来，支干线则负责将主干线连接到各个分支设备上。
电气主接线的设计主要考虑功率传输、电压降低、电气设备的组织布局以及系统的可靠性等因素。
3. 电气主接线的设计原则3.1 安全性原则电气主接线的设计首先要求保证系统的安全性。
这包括合理设置过载保护装置、漏电保护装置以及接地保护装置等，以防止电气设备的损坏和人身安全事故的发生。
此外，还应考虑电气设备的绝缘性能，避免因绝缘破损导致电气故障。
3.2 系统可靠性原则电气主接线的设计需要保证系统的可靠性，尽量减少电线和电缆的故障概率。
这包括选择合适的导线截面积、减少线路阻抗、合理布置线路等措施，以提高系统的可靠性和稳定性。
3.3 经济性原则电气主接线的设计需要综合考虑经济因素。
在满足系统需要的前提下，应尽量选择价格合理的电线和电缆，并通过合理布线节省材料和人工成本。
同时，应合理利用现有线路资源，尽量减少线路的开挖和占用，降低工程投资。
4. 电气主接线设计的关键步骤4.1 确定电气设备布置在进行电气主接线设计之前，首先需要根据实际情况确定电气设备的布置。
这包括了解主要电气设备的功率和数量、设备之间的相对位置以及设备的工作方式等。
4.2 计算负荷和电流在了解了电气设备布置后，需要计算每个电气设备的负荷和电流。
负荷和电流的计算是电气主接线设计的基础，它们直接决定了后续选线和设备的选择。
4.3 选择导线和电缆根据负荷和电流的计算结果，需要选择合适的导线和电缆。
电气主接线的基本要求和设计原则
电气主接线的基本要求和设计原则电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
标签：主接线；要求；原则1 对电气主接线的基本要求1.1 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。
因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。
因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。
研究主接线可靠性应注意的问题如下：（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统要求相适应。
（2）变电所接入电力系统的方式。
现代化的变电所都接入电力系统运行。
其接入方式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。
（3）变电所的运行方式及负荷性质。
电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同一时刻完成。
而负荷类、类、的性质按其重要性又有类之分。
当变电所设备利用率较高，年利用小时数在以上，主要供应类、类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接線形式。
（4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
电气主接线是由电气设备相互连接而组成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。
因此，主接线设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
随着电力工业的不断发展，大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线的可靠性，但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。
相反，不必要的接线设备，使接线复杂、运行不便，将会导致主接线可靠性降低。
因此，电气主接线的可靠性是一次设备和二次设备在运行中可靠性的综合。
1.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。
电气主接线及设计课件
出线回路少，并且没有重要
负荷的中小型发电厂和变电所
2. 单母线分段接线
优点：
（1）电源可以并列运行也 可以分列运行
WL1 WL2
WL3 WL4
QS32
（2）重要用户可以从不同
QF3
段引出两回馈线
（3）任一母线或母线隔离 开关检修，只停该段，其 他段继续供电
（4）任一母线段故障，则只 有该母线段停电
电气“五防”是指： 防止误分、合断路器； 防止带负荷分、合隔离开关； 防止带电挂接地线或合接地刀闸； 防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）； 防止误入带电间隔。
防止误操作的措施：除严格按照操作规程实行操作 票制度外，还应加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥 匙
倒闸操作程序示意图：
接受调令
通告全值
应用范围： 广泛应用于超高压电网中，500kV变电站一般都采用这种接 线方式
五. 变压器母线组接线
优点： 可靠性较高 调度灵活 扩建方便
缺点：使用断路器和隔 离开关多，投资大 适用范围：
远距离、大容量输电系 统中，对系统稳定和供 电可靠性要较高的变电 站中采用
W2 QF1
QF2 W1
无汇流母线的电气主接线 六. 单元接线
适用范围： 200MW及以上大机组一般采用与双绕组变压器组成单元 接线，当电厂具有两种升高电压等级时，则装设联络变 压器。
七. 桥形接线
只有两台变压器和两 条线路时，宜采用桥 形接线，使用断路器 最少。
内桥：桥连断路器设 置在变压器侧
外桥：桥连断路器设 置在线路侧
QS1 QS2 QF1 QF2
QF3
单母线接线
双母线接线
一台半断路器接线
1
1 3
第四章 电气主接线及设计1讲解
10.5kV电压级:地方负荷容量最大为20MW,共有10回电缆 馈线,与50MW发电机机端电压相等，采用直馈线为宜。
18kV电压级: 300MW发电机出口电压，既无直配负荷, 又无特殊要求,拟采用单元接线形式。
220kV电压级:出线回路数为5回，为保证检修出线断路 器不致对该回路停电，拟采取带旁路母线接线形式为宜。
4-4 限制短路电流的方法
一、选择适当的主接线形式和运行方式
1、发电机组采用单元接线 2、环形电网开环运行 3、并联运行的变压器分开运行 二、装设限流电抗器
1、在发电机电压母线上装设分段电抗器 2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器 3、装设分裂电抗器 三、采用低压绕组分裂变压器
4-5 电气主接线设计举例
厂 备 用 电 源
某新建热电厂原始资料如下
1、发电厂规模： ①装机容量：2台QFQ-50-2机组，额定电压10.5kV，功 率因数为0.8；2台QFN-100-2机组，额定电压10.5kV，功率 因数为0.85。 ②厂用电率：按10%考虑。 2、电力负荷及与电力系统连接情况： ①10.5kV电压级:电缆馈线14回,每回平均输送容量3MW。 10.5kV最大综合负荷为35MW，最小负荷为25MW，功率 因数为0.8。 ②60kV电压级: 架空线路2回,60kV最大负荷为30MW,最 小负荷为20MW，功率因数为0.8。 ③220kV电压级: 架空线路6回，220kV与电力系统连接， 接受该厂的剩余功率。
220~500kV容量较大的发电厂或变电所高压接线，有时 采用双母线三分段或四分段接线。
三、带旁路母线的单母线和双母线接线
1、单母线带旁路母线的接线 ①普通单母线带旁路母线接线 ②单母线分段带旁路接线
③利用分段兼旁路(旁路兼分段) 单母线分段接线
发电厂电气部分主接线的设计原则和步骤
二、电气主接线的设计程序
工程设计程序：
可行性研究 初步设计 技术设计 施工设计
课程设计：
相当于初步设计，部分可达到技术设计。
二、电气主接线的设计程序
课程设计步骤：
对原始资料分析 拟定主接线方案 短路电流的计算——为电气设备选择做准备 主要电气设备选择——第六章介绍 绘制电气主接线图——将最终确定的主接线，按工程
要求，绘制工程图 工程概算
二、电气主接线的设计程序
对原始资料分析：
① 本工程情况：发电厂类型，设计规划容量，单机容量 及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。
② 电力系统情况：电力系统近期及远景发展规划（5～ 10年）发电厂或变电所在电力系统中的位置和作用； 本工程与电力系统连接方式等。
二、电气主接线的设计程序
经济比较方法：
静态比较法：
以设备、材料和人工等的经济价值固定不变作为前提，认为 经济价值与时间无关。
最常用的为抵偿年限法。
抵偿年限法： 若I1>I2，C1<C2，则抵偿年限为 T I1 I2 C2 C1 如果T小于5年，则采用投资大的第一方案； 如果T大于5年，则采用投资大的第二方案。
① 综合总投资计算 ② 年运行费计算 ③ 经济比较方法
二、电气主接线的设计程序
综合总投资计算：
综合总投资 I 主要包括变压器综合投资，开关设备、 配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。
I
I
0
，包括变压器、开关设备、 母线、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁
② 从技术上论证各方案的优、缺点，淘汰一些明显不合 理的方案，保留2～3个技术上相当、又能满足任务书 要求的方案；
③ 经济计算比较：对各方案的综合投资和年运行费进行 综合效益比较；
电气主接线及其设计
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，经分段的）双母线接线 —运行方式3
③QFC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， 各自承担向系统输送功率 的任务。
常用于系统最大运行方式时，限制短路电流。
2）优点： 又节省两台隔离开关。
小结
单母线分段带旁路母线接线的适用范围： A、35kV及以上的电气主接线中，或向特殊重要的一、二 类用户供电，不允许停电检修断路器时，才加设旁路母线。
B、一般电压为35kV出线8回以上，110kV出线6回以上， 220kV出线4回以上的户外装置，可考虑加装带专用旁路断 路器的旁路母线。
或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿或出现大 量减产，因而在经济上造成一定的经济损失。
②特点： 一般允许停电几分钟，在工业企业中占得比例最大。 应由两回线路供电，两回线路应尽可能取自不同的变
压器或母线段。
负荷性质（补充） —三级负荷
①概念： 不属于一、二级负荷的用电设备。 例：农业用电、居民用电
3、 单母线分段带旁路母线的接线
为克服支路断路器检修时，该支路必须停电的缺点，可采 用增设旁路母线的方法。
(1)单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线
1）接线方法
旁路母线： WP 旁路断路器： QFP 母线旁路隔离开关： QSP1、 QSP2、 QSPP 线路旁路隔离开关：QSP
3、 单母线分段带旁路母线的接线
②特点： 对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线
路供电。
总结： 大型企业中，一、二级负荷约占总负荷的60%，即使短
时停电，损失也很大。 此外，各级负荷不能孤立的看待，一个企业中只要有一
个一级负荷，则该企业的总降压变电所对于上级供电部门而 言就是一级负荷。
③QFC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， 各自承担向系统输送功率 的任务。
常用于系统最大运行方式时，限制短路电流。
2）优点： 又节省两台隔离开关。
小结
单母线分段带旁路母线接线的适用范围： A、35kV及以上的电气主接线中，或向特殊重要的一、二 类用户供电，不允许停电检修断路器时，才加设旁路母线。
B、一般电压为35kV出线8回以上，110kV出线6回以上， 220kV出线4回以上的户外装置，可考虑加装带专用旁路断 路器的旁路母线。
或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿或出现大 量减产，因而在经济上造成一定的经济损失。
②特点： 一般允许停电几分钟，在工业企业中占得比例最大。 应由两回线路供电，两回线路应尽可能取自不同的变
压器或母线段。
负荷性质（补充） —三级负荷
①概念： 不属于一、二级负荷的用电设备。 例：农业用电、居民用电
3、 单母线分段带旁路母线的接线
为克服支路断路器检修时，该支路必须停电的缺点，可采 用增设旁路母线的方法。
(1)单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线
1）接线方法
旁路母线： WP 旁路断路器： QFP 母线旁路隔离开关： QSP1、 QSP2、 QSPP 线路旁路隔离开关：QSP
3、 单母线分段带旁路母线的接线
②特点： 对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线
路供电。
总结： 大型企业中，一、二级负荷约占总负荷的60%，即使短
时停电，损失也很大。 此外，各级负荷不能孤立的看待，一个企业中只要有一
个一级负荷，则该企业的总降压变电所对于上级供电部门而 言就是一级负荷。
发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1讲解
单母线分段接线特点
• 优点
– 当母线发生故障时，仅故障母线 段停止工作，另一段母线仍继续 工作。
– 对重要用户，可由不同段母线分 别引出的两个回路供电，以保证 供电的可靠。
– 当一段母线故障或检修时，必须 断开接在该段母线上的所有支路， 使之停止工作，但不影响另一段 母线上所连的支路。
– 供电可靠性提高，运行较之灵活。
Ⅲ类负荷：Ⅰ类和Ⅱ负荷之外的其它负荷。 对 Ⅲ类负荷的供电要求：可以较长时间的停电，可用单回路 线路供电。
由此可见，对于带Ⅰ、Ⅱ类型负荷的发电厂和变 电站，应选择可靠性较高的主接线形式。
设备的可靠性程度 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性
高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基 础。
电气主接线反映了：
1）发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有 关电气设备的数量； 2）各回路中电气设备的连接关系； 3）发电机、变压器和输电线路及负荷间的连接方式。
• 电气主接线图
– 用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、 开关电器、输电线路等有关电气设备，按电能流程顺 序连接而成的电路图。
大、中型发电厂和变电站，其电气主接线采取供电可靠性 高的接线形式；对于小型发电厂和变电站对于接线可靠性要 求低。
我国发电机单机容量大小划分：
小型机组：50MW以下； 中型机组：50~200MW； 大型机组：200MW以上；
发电厂容量大小划分：
小型发电厂：总装机容量在100MW以下； 中型发电厂：250~1000MW； 大型发电厂：1000M供电可靠性的要求不同分
为三个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷。
Ⅰ类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或 造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。 例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、 矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉；医院 的手术室；国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。
第4章 电气主接线及设计
2.主接线方案的拟定 3.短路电流计算和主要电气设备选择 4.绘制电气主接线图 5.编制工程概算 等各项步骤，请参见P103～104
第二节 主接线的基本接线
相关专业术语及基本概念
主接线的基本形式——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。
汇流母线——发电厂或变电站出线回路和电源进线的 中间环节，以便于电能的汇集和分配。 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 当进出线数较多时（一般超过4回），通常采用母 线连接。
(4)长期实践运行经验
主接线可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质 等因素有密切关系，衡量可靠性的客观标准是运行实 践。 国内外长期运行经验的积累，经过总结均反映于技术 规范之中，在设计时均应予以遵循（应采用典型设 计）。
2.灵活性
灵活性指电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵 活地进行运行方式的转换。
包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、 地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备 的选择和配电装置的实施均有影响，应予以重视。 330kv以上电压的电气设备和配电装置要遵循《电磁 辐射防护规程》、控噪、控静电感应的场强水平和电 晕无线电干扰。对重型设备的运输条件亦应充分考虑。
(5)设备供货情况 这往往是设计能否成立的重要前提，为使所设计的主 接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制 造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较。
工程设计中设计任务书（或委托书）的内容
根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划 （1）所设计电厂（变电站）的容量、机组台数； （2）电压等级、出线回路数、主要负荷要求； （3）电力系统参数和对电厂的具体要求； （4）设计的内容和范围。
发电厂电气部分第4章 电气主接线及设计-3
T2 L2
k2
W2
L1
k1
G2
图4图-139-19
母线电抗器的参数选择：
IN =(0.5 ~ 0.8) IGmax xL %= 8% ~ 12%
加装母线电抗器后：可使所选择的发电机、主变、分段、母联 回路的断路器容量不升级，减少投资。
母线电抗器对出线回路的限流作用较小型地区性电厂的电气主接线
中小型地区性电厂的特点： 1)建设在工业企业或靠近城市的负荷中心，通常还
兼供部分热能，所以它需要设置发电机电压母 线，使部分电能通过6～10kV的发电机电压向 附近用户供电。 2) 机组多为中、小型机组，总装机容量也较小。 3) 以1～2种升高电压将剩余电能送往电力系统。
一、装设限流电抗器
普通电抗器
｛ ｛ 限流电抗器分
母线电抗器 线路电抗器
分裂电抗器
k3
1．装设母线分段电抗器
T1
如图4-19所示。
母线分段电抗器装设地点：在发电
机电压的6~10kV母线分段处。
作用：限制来自另一母线的发电机 W1
所提供的短路电流（限制发电厂内
部的短路电流），对系统提供的短
G1
路电流也能起到一定的限制作用。
图4-22所示 为某大型区域性 火电厂主接线简 图，该厂有两台 300MW和两台 600MW大型凝 汽式汽轮发电机 组，均采用发电 机一双绕组变压 器单元接线形式， 其中两台 300MW机组单 元接入带专用旁 路断路器的 220kV双母线带 旁路母线接线。
图4-22
水电厂的特点:
1) 通常建设在水力资源丰富的江河湖泊狭谷处， 厂址较为狭窄，建设规模比较明确。
2) 接发电机的三绕组变压器，为低压侧向高中压侧输送功率， 应选升压型；
发电厂电气课程设计二电气主接线
优点：调度灵活，电源和负荷可自由 调配，安全可靠，有利于扩建。当变 压器故障时，和它连接于同一母线上 的断路器跳闸，由隔离开关隔离故障， 使变压器退出运行后，该母线即可恢 复运行。
适用：超高压远距离大容量输电系统 中，对系统稳定性和供电可靠性要求 较高的变电所主接线。
5、单元接线
结构特点：发电机和变压器直接连接， 中间不设置母线。
优点：结构简、便操作、不易误操作，投资省、占地小， 易扩建。
缺点：可靠性和灵活性都较差
➢ 母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运； ➢ 母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运。 ➢ 任一断路器检修时，其所在回路也将停运 ➢ 只有一种运行方式，电源只能并列运行，不能分列运行。
适用：出线回路少（6~10kV出线一般不超过5回，35~60kV出线不
（3）单母线带旁路母线接线
➢
➢
结构特点： 增加了旁路母线、专用旁路断路器 及旁路回路隔离开关。 各出线回路除通过断路器与汇流母 线连接外，还通过旁路隔离开关与 旁路母线相连接。 优点： 检修任一进出线断路器
时，不中断对该回路的供电， 供电可靠，运行灵活，适用于 向重要用户供电，出线回路较 多的变电所尤为适用。 缺点： 旁路断路器在同一时间 只能代替一个线路断路器的工 作。但母线出现故障或检修时， 仍会造成整个主母线停止工作。
缺点： ➢ 当母线故障或检修时，需使用隔离开关进行倒闸操作，容
易造成误操作； ➢ 工作母线故障时，将造成短时（切换母线时间）全部进出
线停电； ➢ 在任一线路断路器检修时，该回路仍需停电或短时停电； ➢ 使用的母线隔离开关数量较大，同时也增加了母线的长度，
使得配电装置结构复杂，投资和占地面积增大。 适用： 这种接线方式适用于供电要求比较高，出线回路较多的 变电站中，一般6～10kV 出线回路为12回及以上，35kV 出线回路超过8回， 110 ～220kV出线为5回及以上。
适用：超高压远距离大容量输电系统 中，对系统稳定性和供电可靠性要求 较高的变电所主接线。
5、单元接线
结构特点：发电机和变压器直接连接， 中间不设置母线。
优点：结构简、便操作、不易误操作，投资省、占地小， 易扩建。
缺点：可靠性和灵活性都较差
➢ 母线和母线隔离开关检修时，全部回路均需停运； ➢ 母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运。 ➢ 任一断路器检修时，其所在回路也将停运 ➢ 只有一种运行方式，电源只能并列运行，不能分列运行。
适用：出线回路少（6~10kV出线一般不超过5回，35~60kV出线不
（3）单母线带旁路母线接线
➢
➢
结构特点： 增加了旁路母线、专用旁路断路器 及旁路回路隔离开关。 各出线回路除通过断路器与汇流母 线连接外，还通过旁路隔离开关与 旁路母线相连接。 优点： 检修任一进出线断路器
时，不中断对该回路的供电， 供电可靠，运行灵活，适用于 向重要用户供电，出线回路较 多的变电所尤为适用。 缺点： 旁路断路器在同一时间 只能代替一个线路断路器的工 作。但母线出现故障或检修时， 仍会造成整个主母线停止工作。
缺点： ➢ 当母线故障或检修时，需使用隔离开关进行倒闸操作，容
易造成误操作； ➢ 工作母线故障时，将造成短时（切换母线时间）全部进出
线停电； ➢ 在任一线路断路器检修时，该回路仍需停电或短时停电； ➢ 使用的母线隔离开关数量较大，同时也增加了母线的长度，
使得配电装置结构复杂，投资和占地面积增大。 适用： 这种接线方式适用于供电要求比较高，出线回路较多的 变电站中，一般6～10kV 出线回路为12回及以上，35kV 出线回路超过8回， 110 ～220kV出线为5回及以上。
电气主接线设计
2、双母线带旁路母线的接线 、 双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中 的回路断路器工作，使该回路不致停电。 分为：设专用旁路断路器；旁路断路器兼作母联断 路器；母联断路器兼作旁路断路器。
WP WP
QFP
QFC
W1 W2
W1 W2
3、旁路母线设置的原则 、 110KV及以上高压配电装置中，需设置旁路母线， 110KV出线在6回及以上、220KV出线在4回及以上时， 宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。 在出线回路数较少的情况下，也可为节省投资， 采用母联断路器或分段断路器与旁路断路器之间互相 兼用的带旁路母线的接线方式。 下列情况下，可不设置旁路设施：
第二节 主接线的基本接线形式
电气主接线基本接线形式和规律： 以电源和出线为主体。为便于电能的汇集和分配， 在进出线数较多时，采用母线作为中间环节，可使接 线简单和清晰，运行方便，有利于安装和扩建。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，通常用于进出回路少，不再扩建和发展的发电 厂或变电站。 1.单母线接线 1.汇流母线 2.双母线接线 主接线的接线形式 1.桥形接线 2.无汇流母线 2.多角形接线 3.单元接线
无汇流母线的主接线 单元接线 发电机—双绕组变压器单元接线 发电机—三绕组变压器（或自耦变压器）单元接线 发电机—变压器扩大单元接线 发电机—变压器—线路组单元接线 桥型接线 内桥接线 外桥接线 多角型接线 三角型接线 四角型接线
六、单元接线
发电机—变压器单元 接线，是大型机组采用 的接线方式。 单元接线简单，开 关设备少，操作简便， 不设发电机电压级母线。 存在问题： (1)当主变压器或厂总变 压器发生故障时，除了 跳主变压器高压侧出口 断路器外，还需跳发电 机磁场开关。 (2)发电机定子绕组本身故障时，若变压器高压侧断路器失灵 拒跳，则只能通过失灵保护出口启动母差保护。 (3)发电机故障跳闸时，将失去厂用工作电源。
发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计2
某中型水电厂主接线
1）该电厂有4 台发电机 G1~G4，每两台机与一台 双绕组变压器接成扩大单 元接线； 2）110kV侧只有2回出线， 与两台主变压器接成4角 形接线。
某大型水电厂主接线
1）该电厂有6台发电机，G1~G4与分裂变压器T1、 T2接成扩大单元接线，将电能送到500kV配电装置； 2）G5、G6与双绕组变压器T3、T4接成单元接线， 将电能送到220kV配电装置； 3）500kV配电装置采用一台半断路器接线； 4）220kV配电装置采用有专用旁路断路器的双母线 带旁路接线，只有出线进旁路； 5）220kV与500kV用自耦变压器T5联络，其低压绕 组作为厂用备用电源。
水力发电厂电气主接线的特点：
1）水力发电厂发电机电压侧的接线： 多采用单元接线或扩大单元接线；当有少量地区负荷时， 可采用单母线或单母线分段接线。 2）水力发电厂的升高电压侧的接线： 当出线数不多时，应优先考虑采用多角形接线等类型 的无汇流母线的接线； 当出线数较多时，可根据其重要程度采用单母线分段、 双母线或一台半断路器接线等。
(MVA) 式中 P —发电机电压母线上除最大一台机组外，其他发电机容量 之和，MW；
'
NG
Pmax —发电机电压母线上的最大负荷，MW；
4）对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，在丰水期应充分 利用水能，这时有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料， 火电厂的主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大 负荷的需要。即
（2）降压变电站主接线常用接线形式
变电站主接线的高压侧： 1）应尽可能采用断路器数目少的接线，以节省投资，减 少占地面积； 2）随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角 形等接线形式； 3)如果电压较高又是极为重要的枢纽变电站，宜采用带旁 路的双母线分段或一台半断路器接线。 变电站的低压侧： 常采用单母线分段或双母线接线。
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分裂为两个电厂，限制 短路电流。
④ 特殊功能
同期或者解列、融冰
(3) 扩建方便
QFc
向双母线的任一方向 扩建，不会影响两组
母线的电源和负荷的自由组合分配，也不 会造成原有回路停电
WL4
W2 W1
缺点： （1）所用设备多（尤其是隔离开关），配电装置复杂 （2）母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器，容易误操作 （3）当一组母线故障时，仍会短时停电 （4）检修任一回出线断路器，该回路停电
审核调令
填操作票
审核
危险分析
模拟预演
操作准备
核对设备
唱票复诵
实施操作
操作复查
汇报调度 操作评价
优点：接线简单、操作方便、 设备少、经济性好，便于扩建
WL1 WL2 WL3 WL4
缺点： （1）可靠性较差 （2）灵活性较差
QE
QS22
QF2 QS21
适用范围：
QS11
一般适用于6-220kV系统中
QF1
三、主接线的设计程序
1.对原始资料分析：工程、电力系统、负荷、环境和供货 2.主接线的拟定和选择 3.短路计算和主设备的选择 4.绘制主接线 5.编制工程概算(可行性研究、初步设计、技术设计、施工设
计)
第二节 主接线的基本形式
原则：以进出线为主体，多于4回设母线作为中间环节。 有汇流母线的电气主接线 单母线接线 双母线接线 一台半断路器接线 1 1台断路器接线
二、双母线接线及双母线分段接线
1. 双母线接线
优点：
WL1
WL2
(1) 供电可靠
①可轮流检修一组母线， 而不使供电中断
②一组母线故障后，能迅 速恢复供电
③检修任一出线的母线隔 离开关时，只需停该隔离 开关所在的线路和与此隔 离开关相连的母线
WL3 QFc
WL4
W2 W1
WL1
WL2
WL3
WL4
设正常运行：
适用范围： （1）6-10kV配电装置，出线带电抗器时 （2）35-63kV配电装置，出线数超过8回，或电源较多、负荷较 大时 （3）110-220kV配电装置，出线回数为5回及以上
2. 双母线分段接线 WL1
WL2
电气“五防”是指： 防止误分、合断路器； 防止带负荷分、合隔离开关； 防止带电挂接地线或合接地刀闸； 防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）； 防止误入带电间隔。
防止误操作的措施：除严格按照操作规程实行操作 票制度外，还应加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥 匙
倒闸操作程序示意图：
接受调令
通告全值
3
变压器母线组接线
无汇流母线的电气主接线 单元接线 桥形接线 角形接线
一、单母线接线及单母线分段接线
1. 单母线接线
WL1 WL2 WL3 WL4
（1）供电电源：在发 QE 电厂是发电机或变压器， 在变电站是变压器或高压 进线
（2）电源可以在母线 上并列运行，任一出线可 以从任一电源获得电能， 各出线在母线的布置尽可 能使负荷均衡分配于母线 上，以减小母线中的功率 传输
第一节 电气主接线设计原则和程序
一、对电气主接线的基本要求
可靠性、经济性、灵活性三个方面
1、可靠性
（1）发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位
（2）负荷性质和类别
Ⅰ类负荷、Ⅱ类负荷、Ⅲ类负荷
Ⅰ类负荷：即使短时停电也会造成人员伤亡和 重大设备损坏，任何时间都不能停电 Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大 的经济损失，仅在必要时可短时停电 Ⅲ类负荷：Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停 电不会造成大的影响，必要时可长时间停电
QS31
WI
(
)
WII
QF1 S1
QFd QF2 S2
（5）电源分列运行时，任一电源 断开，则QFd自动接通
单母线分段接线
缺点：增了分段设备的投资和占地面积；某段母 线故障或检修仍有停电问题；某回路的断路器检 修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建
适用范围： 广泛应用于小容量发电厂的6-10kV接线和6-220kV 变电站中
用于线路检修时替代临时
安全接地线
为什么断路器两侧配有隔离开关？ 单母线接线
（5）倒闸操作
操作顺序： 退出线路WL2： 断开QF2 → 断开QS22 → 断开QS21
恢复供电： 合上QS21 → 合上QS22 → 合上QF2
WL1 WL2 WL3 WL4
QE
QS22
QF2 QS21
QS11 QF1
单母线接线
二、灵活性 1. 调度灵活、操作方便 2. 适应发展、扩建方便
三、经济性 1. 投资省 2. 占地少 3. 电能损耗少
二、主接线的设计原则
以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政 策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证 供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾 运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设 备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、 经济、美观的原则
一组为工作母线，
一组为备用母线，
母联断路器断开
W2
W1
QFc
将工作母线退出：
合母联断路器两侧的隔离开关→合母联断路器→合备用母线上 的隔离开关→再断开工作母线上的隔离开关→再断开母联断路 器→断开母联断路器两侧的隔离开关
(2) 运行方式灵活
WL1
WL2
WL3
①单母线运行
②固定连接方式运行
③两组母线分列运行
出线回路少，并且没有重要
负荷的中小型发电厂和变电所
2. 单母线分段接线
优点：
（1）电源可以并列运行也 可以分列运行
WL1 WL2
WL3 WL4
QS32
（2）重要用户可以从不同
QF3
段引出两回馈线
（3）任一母线或母线隔离 开关检修，只停该段，其 他段继续供电
（4）任一母线段故障，则只 有该母线段停电
QS22 QF2 QS21 QS11
QF1
单母线接线
（3）每条回路中都装有 断路器和隔离开关。
WL1 WL2 WL3 WL4
断路器：具有专用的灭弧
QE
QS22
装置，可以接通和断开负
荷电流和短路电流
QF2
隔离开关：没有灭弧装置，
QS21
不能带负荷拉、合。 QS11
（4）QE，线路隔离开关的
QF1
接地开关（接地刀闸），
（3）设备制造水平 （4）运行经验
定性分析和衡量主接线可靠性的标准： (1)断路器检修时，能否不影响供电
(2)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，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以 及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电
(3)发电厂或变电站全部停电的可能性
(4) 大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响及后 果等因素