二、有备用接线方式 若每个负荷都能从电网中的两条或多于两条的线路上获得电源,则称此电网为有备用 接线方式,也可称它为闭式电力网,图22为闭式电力网的基本接线方式 园独立电源 ②负荷点B 图22有备用接线方式 (a)放射式;(b)于线式;(c)链式;(d)环式;(e)两端供电网 有备用接线方式中,双回路的放射式、干线式、链式网络的优点在于供电可靠性和电 压质量高,缺点是可能不够经济。这是因为双回路放射式接线对每一负荷都由两回路供 电,每回路分担的负荷不大,而在较高电压级网络中,由于为避免电晕产生等原因,不得 不选用大于这些负荷所需要的导线截面积,以致浪费有色金属;双回路干线式或链式接线 所需的断路器等高压电器很多,造价可能较高。环式接线与上列接线方式有相同的可靠 性,但显然较它们经济,缺点是当环上的节点较多时运行调度较复杂,且故障时电压质量 较差。两端供电网在有备用接线方式中最为常见,但采用这种接线的先决条件是必须有两 个或两个以上独立电源,而且它们与各负荷点的相对位置又决定了采用这种接线的合理 性 电力网络的电压等级要与系统的规模(容量和供电范围)相适应,表2-1列出各种电 压等级的单回架空线路输送功率和输送距离的适宜范围。 衰2-1 各级电压架空线路的输送能力 额定电压 输送容量 输送距离 额定电压 输送容量 输送距离 (MW) (km) (MW) 3 50~150 6 0.I-1.2 100-500 100-300 02-2 6-20 2~10 20-50 800~2000 3.5-30 实际的电力网络是上列各种基本接线形式的组合。接线方式需经不同方案间的比较之 后才能确定。所选接线除保证供电可靠性、有良好的电能质量和经济指标外,还应保证运
行灵活和操作时的安全。 第二节发电厂和变电所的电气主接线 发电厂或变电所的电气主接线是由发电机、变压器、断路器等高压电气设备通过连接 线,按其功能要求组成的变换电压等级及汇集和分配电能的电路。它又常被称为发电厂或 变电所的一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号按实际运行原理排列和连 接,详细地表示高压电气设备的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为发电厂或变 电所的电气主接线图。 对电气主接线的基本要求 主接线代表了发电厂或变电所电气部分的主体结构,是电力系统网络结构的重要组成 部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性,并对电气设备选择、配电装置布置、继电保 护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的作用。因此,主接线的正确、合理设计,必 须综合考虑各方面因素,经技术经济比较后方可确定。 对电气主接线的基本要求是: (1)保证必要的供电可靠性。发电厂和变电所是电力系统的重要组成部分,其主接线 的可靠性应与系统的要求相适应。发电厂和变电所的主接线又是电能向用户传输的集散 点,所以它还应根据各类负荷的重要性,按不同要求满足各类负荷对供电可靠性的要求 (2)主接线应力求简单、明了,运行灵活,操作方便; (3)保证维护及检修时的安全、方便; (4)满足扩建的要求; (5)力求一次投资及年运行费低。 、电气主接线的基本形式 一)母线、断路器及隔禹开关的作用 在发电厂或变电所,要由一个或多个电源向所有的 14L2+L3札4 引出线供电,出线数量一般比电源数量要多,所有的 线路都应连接到电源上,以使它们取得电能。工程上 不能将它们直接连接成一个点,一般有一个公共接线 QF2 导体,将所有电源和出线分别连接在这个公共接线导 体的不同位置上。这种电源和出线的公共接线导体, w起着汇集电源电流和向出线分配电流的功能,称为母 线。图23中W是L1至L4四回出线和两回电源进线 电源1 电激2 的公共接线导体,亦是该电气主接线的母线。 正常运行时线路中有强大的负荷电流,当线路上 图23单母线接线 有短路故障时线路首端的电流就更大了,这时要断开 Q一断路器;QS-离开关; 线路将在断口上产生很大的电弧。断路器具有在断开 W-母线;L一线路 电路的同时熄灭电弧的功能,能够切断正常和故障电
流。图23中的QFI及QF2分别是电源1进线回路及L1出线回路的断路器。隔离开关是 不能切断负荷电流及短路电流的,它只能在没有电流流过时断开电路,断开后构成足够大 的明显可见的空气间隙。隔离开关主要用于设备检修时起隔离电压的作用,如图2-3中 QS1l、QS2、QS3等。 (二)单母线接线 1.单母线接线的基本形式 图(23)是单母线接线的基本形式,它只有一组母线,其电源输入在发电厂是发电 机或变压器,在变电所是变压器或高压进线回路。应合理安排出线回路和电源回路在母线 上的位置,尽量减少电流在母线上的流动。每条回路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关,靠近线路侧的称作线路隔离开关。若溃线的用户侧没有 别的电源时,则可不装线路隔离开关。若电源回路是发电机,则发电机与其出口断路器之 间(如电源1与QF1之间)可以不装隔离开关,因断路器(如QFI)的检修必然要在停 机状态下进行,有时为了便于对发电机进行单独调整和试捡,也可以装设隔离开关或设置 可拆连接点。接地刀闸(如QS4)是在检修线路或设备时合上,起安全接地线的作用。接 地开关的设置地点对于不同电压等级一般有不同的要求。 同一回路中串接的隔离开关和断路器,在运行操作时,必须严格遵守下列操作顺序: 如对馈线L1送电时,须先合上隔离开关Qs2和QS3,再合断路器QF2;如欲停止对其供 电,须先断开QF2,然后再断开QS3和QS2。为防止误操作,除严格按照操作规程实行 操作票制度外,还应在断路器和相应的隔离开关之间加装机械闭锁、电磁闭锁或电脑钥 单母线接线的优点是简单清晰、设备少、投资小、橾作方便、易于扩建等。主要缺点 是可靠性和灵活性较差,表现为:当母线或母线隔离开关检修时,必须断开它所接的全部 电源,因此所有出线也须停电;此外,当线路断路器检修期间,必须停止该回路的送电。 因此,这种接线只适用于6~220kV系统中只有一台发电机或一台主变压器,且出线回路 又不多的中、小型发电厂或变电所,它不能满足一、二类负荷的要求。但若采用成套配电 装置时,由于可靠性提高,也可用于对较重要用户的供电 2.单母线分段接线 单母线分段接线如图2-4所示,用分段断路器 LI i. QF1将单母线分为两段,可以提高供电的可靠性和 灵活性。当任一段母线或任一母线侧隔离开关障 或检修时,自动或手动跳开QF1,另一段母线上的 电源和负荷出线仍能正常工作。重要用户可分别从 r M 两段母线上各引一回线路供电,就保证了对它供电 的可靠性,因为两段母线同时故障的几率很小,可 不予考虑。 电源2 分段的数目取决于电源容量的大小以及电源进 线和负荷出线的多少,一般以2~3段为宜。此种接 图24单母线分段接线 21
线既保留了单母线的优点,又在一定程庋上提高了供电可靠性,所以广泛应用于中、小容 量发电厂的6~10kV接线和6~220kV变电所中。 3.带旁路母线的单母线 断路器经过长期运行或切断数次短路电流后都需要检修。为了检修出线或电源断路器 时不中断该回路供电或对母线送人电能,可增设旁路母线和旁路断路器,在每一线路隔离 开关的外侧可经一隔离开关(称为旁路隔离开关)与旁路母线相连。图25中W2是旁路 母线,QF2是旁路断路器,QS3为旁路隔离开关,正常运行时QF2和QS3及所有的旁路 隔离开关都断开。当检修任一出线或电源断路器时,可用旁路断路器来代替该断路器。例 如在正常状态下要检修线路L3的断路器QF1,倒闸操作步骤为:①闭合QF2两侧的隔离 开关;②闭合QF2,若W2有短路点则QF2自动跳开,检修W2后再合QF2;③合QS3; ④断QF1;⑤断QS及QSl。这样QF1就可退出工作进行检修,由旁路断路器QF2代替 QF1作线路L3的出线断路器,在检修QF1期间,通过QF2、QS3及QF2两侧的隔离开 关向线路L3供电。 旁路母线进一步提高了单母线接线供电的可靠性,但同时也增加了投资和配电装置的 复杂性。它广泛地用于出线数较多的110kV及以上的高压配电装置中,因为这些线路电 压等级高、输送功率较大、送电距离较远、停电影响较大,同时高压断路器每台检修时间 也较长。而35kV及以下的配电装置一般不设旁路母线,只有在向特殊重要的一、二类负 荷供电,不允许停电检修断路器时,才装设旁路母线。 s QF2 B段 电源1 电源2 图25带旁路母线的单母线接线 W!一工作母线;W2旁路母线 图26带旁路断路器的单母线分段接线 工程上单母线分段加旁路母线的接线形式较多,而且为了节约造价常将分段断路器兼 作旁路断路器。分段兼旁路断路器的接线方法有多种。图26就是一种单母线分段兼旁路 断路器的接线,图中QF1为分段兼旁路母联断路器,W3为旁路母线。正常时W3不带 电,QS3、QS4、QS5断开,A、B段母线通过QS1、QF1、QS2形成单母分段运行方式。 当QS2、QS3、QS5断开,QS1、QF1、QS4闭合时,W3可作为A段的旁路母线,此时
若QS5闭合则A、B以单母线运行,W3作为(A段+B段)的旁路母线。W3只作为B 段的旁路母线的运行方式也很容易确定。当然在改变运行方式时是有一定的严格操作顺序 的 (三)双母线接线 图27为双母线接线的基本形式。它有两组母线 母线之间通过母线联络断路器(简称母联)连接,每 回线路都经一台断路器及两组隔离开关分别与两组母线 相连接,其中一组隔离开关打开,另一组隔离开关闭 合,该回路工作在闭合的隔离开关连接的一组母线上。w2 图27的两组母线是W和W2,QF是母联。 1.双母线接线的特点 (1)运行方式灵活。各个电源和负荷出线可任意地 分配到某一组母线上,通过倒闸操作可以按多种方式运 电源】 行,例如 电源2 1)单母线方式运行此时,母联断开,一组母线 图27双母线接线 运行,另一组母线备用,全部进出线均接在运行母线上; 2)固定连接方式运行。此时母联断路器闭合,使两组母线接通,电源与负荷平均分 配在两组母线上。这是目前生产中最经常采用的运行方式,它的母线继电保护相对比较简 单。这种运行方式相当于单母线分段 (2)供电可靠性高。由于具有两组母线,有母联断路器,每回进出线都具有两组母线 隔离开关,就可使各种运行方式间可以灵活转换,所以双母线接线的供电可靠性有很大提 高。主要表现在 )可以轮流检修一组母线,所有线路供电不中断。 2)一组工作母线故障后,只有相关回路短时中断运行,然后可迅速恢复供电。 3)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回线路和与此隔 离开关相连的那组母线,其它电路均可通过另一组母线继续运行 必须注意的是各种运行方式间转换时的倒闸操作步骤必须正确。例如,图2-7为单母 线方式运行,W1为工作母线。现欲对W1检修,需将所有电路倒到W2母线上,使W 退出运行。其倒闸操作步骤应为:①合母联断路器QF两侧的隔离开关;②合QF,此时 两组母线等电位;③合W2上的所有母线隔离开关;④断开W上除QF两侧外的所有母 线隔离开关;⑤断母联QF;⑥断QF两侧的隔离开关;⑦合W1上的接地开关。然后就 可对母线w!进行检修了 (3)扩建方便。双母线向两边扩建均不会影响两组母线的电源和负荷的自由组合,在 施工中也不会造成原有回路的停电。 2.双母线存在的不足及可改进的方面 双母线有许多优点,在大中型发电厂和变电所中广为采用,并已积累了丰富的运行经 验。但这种接线使用设备较多,投资较大,配电装置较复杂。运行中隔离开关作为操作电