第四章 電氣主接線及設(shè)計

發(fā)電廠及變電站電氣部分三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院CollegeofElectricalEngineering&NewEnergy第4章電氣主接線設(shè)計第4章電氣主接線設(shè)計第一節(jié)電氣主接線設(shè)計的基本要求電氣主接線又稱為電氣主系統(tǒng)或電氣一次接線。電氣主接線圖是采用國家規(guī)定的電力設(shè)備圖形與文字符號按電能生產(chǎn)、傳輸和分配順序排列，詳細表示電力設(shè)備和成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖。電氣主接線圖一般用單線圖表示1

對電氣主接線設(shè)計的基本要求

電氣主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1.1.1選擇可靠性時應(yīng)考慮的幾個問題1)發(fā)電廠與變電站大型發(fā)電廠中、小型發(fā)電廠和變電站雙回路或環(huán)網(wǎng)等強聯(lián)系形式高電壓輸送，容量大采用單回線弱聯(lián)系的方式2）負荷性質(zhì)和類別帶Ⅰ、Ⅱ類型負荷發(fā)電廠或變電站可靠性較高的主接線形式，并且保證有兩路電源供電。Ⅲ類負荷較長時間停電3）設(shè)備的制造水平可靠性高和性能先進的電力設(shè)備是保證主接線可靠性的基礎(chǔ)。4）長期的實踐運行經(jīng)驗選用經(jīng)過長期實踐考驗的主接線形式。1.1.2主接線可靠性的定性評判標(biāo)準定性分析定量計算檢修時大機組和超高壓的電氣主接線能滿足對可靠性的特殊要求?？紤]瞬時故障、永久故障及檢修停電的影響。斷路器可靠性，其主要指標(biāo)有故障率、可用系數(shù)和平均修理小時數(shù)。

評估供電可靠性的主要指標(biāo)有：

停電頻率、每次停電的持續(xù)時間、用戶在停電時的生產(chǎn)損失以及電力企業(yè)在電力市場環(huán)境下通過輔助服務(wù)市場獲得備用容量所付出的代價。減少停運出線回路數(shù)和停電的時間,保證對Ⅰ類負荷和大部分Ⅱ類負荷的供電,避免發(fā)電廠變電站全部停運的可能性。1.2靈活性1)調(diào)度的靈活性電氣主接線能按照調(diào)度的要求，靈活地改變運行方式（投切機組、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷），以滿足在正常、事故、檢修等運行方式下的切換操作要求。3)擴建的方便性電氣主接線能根據(jù)擴建的要求，方便地從初期接線過渡到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新機組、變壓器或線路而不互相干擾，對一次設(shè)備和二次設(shè)備的改造為最少。2)操作的方便性電氣主接線在滿足可靠性的基本要求的條件下，接線簡單，可以方便地停運斷路器、母線及其二次設(shè)備進行檢修，而不致影響電網(wǎng)的運行和對其它用戶的供電。應(yīng)盡可能地使操作步驟少，便于運行人員掌握，不易發(fā)生誤操作。1.3經(jīng)濟性

1)節(jié)約一次投資

主接線應(yīng)力求簡單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次電力設(shè)備；要使相應(yīng)的控制、保護不過于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備與控制電纜等；能限制短路電流，以便于選擇廉價電力設(shè)備和輕型電器等；一次設(shè)計，分期投資建設(shè)和投產(chǎn)。2)占地面積小

主接線的形式影響配電裝置的布置和電氣總平面的格局，主接線方案應(yīng)盡量節(jié)約配電裝置占地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線和絕緣子，同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷、安裝外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。3)年運行費用小年運行費用包括電能損耗費、折舊費及大修費、日常小修的維護費等。電能損耗主要由變壓器引起，因此要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。2電氣主接線分類基本形式是主要電力設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源（發(fā)電機或變壓器）和出線為主體。有母線的主接線由于設(shè)置了母線，使得電源和引出線之間連接方便，接線清晰，接線形式多，運行靈活，維護方便，便于安裝和擴建。但有母線的主接線使用的開關(guān)電器多，配電裝置占地面積較大，投資較大。無母線的主接線使用的開關(guān)電器少，配電裝置占地面積較小，投資較小。母線也稱匯流母線，起匯集和分配電能的作用。主接線接線形式可以分為有母線和無母線兩大類型。當(dāng)同一電壓等級配電裝置中的進出線數(shù)目較多時（一般超過4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，對于進出線數(shù)目少、不再擴建和發(fā)展的電氣主接線，不設(shè)置母線而采用簡化的中間環(huán)節(jié)。線路有母線的接線形式分為單母線接線和雙母線接線。無母線的接線形式分為橋形接線、角形接線和單元接線。第二節(jié)單母線接線單母線的基本接線形式不分段的單母線接線單母線分段接線帶旁路母線的單母線分段接線單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線接線。帶旁路母線的單母線分段接線1不分段的單母線接線圖4

?1不分段的單母線接線QF-斷路器；QS-隔離開關(guān)；W-母線；L-線路電源1電源223QS21QS2QFL1L2L3L4QEW1.1接線特點當(dāng)進線和出線回路數(shù)不止一回時，為適應(yīng)負荷變化和設(shè)備檢修的需要，使每一回路引出線均能從任一電源取得電能，或者任一電源被切除時，仍能保證供電，在引出回路和電源回路之間，用母線連接。不分段的單母線接線是有母線接線中最簡單的接線形式。

不分段的單母線接線如圖4?1所示。其供電電源在發(fā)電廠是發(fā)電機或變壓器，在變電站是變壓器或高壓進線回路。不分段的單母線接線的接線特點是只有一組母線，接在母線上的所有電源和出線回路，都經(jīng)過相應(yīng)斷路器和隔離開關(guān)連接在該母線上并列運行。各出線回路輸送功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負荷均衡地分配于母線上，以減少功率在母線上的傳輸。如圖4?1所示，各回路都裝有斷路器和隔離開關(guān)，出線L2通過斷路器2QF和隔離開關(guān)21QS、23QS連接到母線W上。與母線相連接的隔離開關(guān)21QS稱作母線隔離開關(guān)。與線路相連接的隔離開關(guān)23QS稱作線路隔離開關(guān)。斷路器(具有滅弧裝置)用以正常工作時投切該回路及故障時切除該回路；隔離開關(guān)(不具有滅弧裝置)用以在切斷電路時建立明顯可見的斷開點，將電源與停運設(shè)備可靠隔離，以保證檢修安全。

1.2運行操作順序——倒閘操作原則斷路器與隔離開關(guān)間的操作順序為：保證隔離開關(guān)“先通后斷”（在等電位狀態(tài)下，隔離開關(guān)也可以單獨操作），這種斷路器與隔離開關(guān)間的操作順序必須嚴格遵守，絕不允許帶負荷拉刀閘（即隔離開關(guān)），否則將造成誤操作，產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致嚴重的后果。母線隔離開關(guān)與線路隔離開關(guān)間的操作順序為：

母線隔離開關(guān)“先通后斷”，即接通電路時，先合母線隔離開關(guān)，后合線路隔離開關(guān)；切斷電路時，先斷開線路隔離開關(guān)，后斷開母線隔離開關(guān)。以避免萬一斷路器的實際開合狀態(tài)與指示狀態(tài)不一致時，誤操作發(fā)生在母線隔離開關(guān)上，產(chǎn)生的電弧會引起母線短路，使事故擴大。例：在斷路器2QF未斷開的情況下，先斷開線路隔離開關(guān)23QS將發(fā)生電弧短路，這時故障點在線路側(cè)，繼電保護裝置將斷路器2QF自動斷開，切除故障點，把故障限制在該回路間隔中，對其它回路設(shè)備（特別是母線）運行影響較少。如果線路側(cè)發(fā)生故障，繼電保護裝置或斷路器拒動，不能自動切除故障，會引起電源斷路器跳閘，造成母線停電。隨后只要拉開母線隔離開關(guān)隔離故障點，即可恢復(fù)其它部分的供電。反之如果先斷開母線隔離開關(guān)21QS，則故障點在母線側(cè)，與母線相連接的所有電源側(cè)開關(guān)將被繼電保護裝置跳開，導(dǎo)致全部停電，擴大事故的影響范圍。因此，對L2送電時，先合上21QS，再合上23QS，最后合上2QF。對L2停電時，先斷開2QF，再依次拉開23QS和21QS。

1.3接地開關(guān)QE的作用有些類型的隔離開關(guān)配有專門的接地開關(guān)（如圖4.1中的QE）線路隔離開關(guān)的接地開關(guān)QE的作用：保證檢修安全。當(dāng)電壓等級在110kV及以上時，線路隔離開關(guān)或斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)（布置較高時）都應(yīng)配置接地開關(guān)，35kV及以上母線應(yīng)配置1~2組接地開關(guān)或接地器，以代替人工掛接地線，保證出線、斷路器和母線檢修時，檢修人員的安全。1.4評價單母線接線的優(yōu)點是：接線簡單，設(shè)備少，操作方便，造價便宜，只要配電裝置留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴性好。單母線接線的缺點是：①可靠性、靈活性差。母線故障、母線和母線隔離開關(guān)檢修時，全部回路均需停運造成全廠或全站長期停電；任一斷路器檢修時，其所在回路也將停運。②調(diào)度不方便。電源只能并列運行，不能分列運行，線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。1.5適用范圍

單母線接線一般用于6～220kV系統(tǒng)中，出線回路較少，對供電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電站中。尤其對采用開關(guān)柜的配電裝置更為合適。

2單母線分段接線

當(dāng)出線回路數(shù)較多時，采用不分段的單母線接線已無法滿足供電可靠性的要求，為了提高供電可靠性，把故障和檢修造成的影響局限在一定的范圍內(nèi)，可采用隔離開關(guān)或斷路器將單母線進行分段。

2.1接線特點如圖4?2所示，設(shè)置分段斷路器0QF將母線分成兩段，提高可靠性和靈活性，當(dāng)可靠性要求不高時，也可利用分段隔離開關(guān)0QS進行分段。各段母線為單母線結(jié)構(gòu)。電源1電源2L1L2L3L4Ⅱ段0QF01QS02QSⅠ段()0QS圖4?2單母線分段接線0QF-分段斷路器；0QS-分段隔離開關(guān)當(dāng)采用隔離開關(guān)0QS將母線分段時，若任一段母線（Ⅰ段或Ⅱ段）及其母線隔離開關(guān)停電檢修，可以通過事先斷開分段隔離開關(guān)0QS，使另一段母線的工作不受影響。但當(dāng)分段隔離開關(guān)0QS投入，兩段母線同時運行期間，若任一段母線發(fā)生故障，仍將造成整個配電裝置的短時停電。只有在用分段隔離開關(guān)0QS將故障段母線隔開后，才能恢復(fù)非故障段母線的運行。

當(dāng)采用斷路器0QF將母線分段時，當(dāng)分段斷路器0QF閉合后，任一段母線發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，母線分段斷路器0QF斷開和連接在故障段母線上的電源回路的斷路器相繼斷開，從而保證了非故障段母線的不間斷供電。用斷路器0QF將母線分段后，可滿足采用雙回線路供電的重要用戶供電可靠性要求。例如，在圖4?2中若某電力用戶采用雙回路供電，每回線路可分別連接到母線的分段Ⅰ和分段Ⅱ上，并且每回線路的傳輸容量按該電力用戶的滿負荷設(shè)計。這樣，當(dāng)任一段母線故障停運，該電力用戶均可從另一段母線上獲得電能，從而保證了對重要電力用戶的連續(xù)供電。

在正常情況下檢修母線時，可通過分段斷路器0QF將待檢修母線段與另一段母線斷開，而不中斷另一段母線的運行。因此采用斷路器分段的單母線接線比不分段的單母線接線和采用隔離開關(guān)分段的單母線接線具有更高的可靠性。2.2評價

單母線分段接線接線簡單清晰，經(jīng)濟性好，有一定靈活性，可靠性比單母線接線有了較大提高，任一段母線故障時，繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘，保證正常母線段繼續(xù)運行，減小了母線故障影響范圍。但在任一段母線故障或檢修期間，該段母線上的所有回路均需停電，并且當(dāng)任一斷路器檢修時，該斷路器所帶用戶也將停電?？紤]到采用單母線分段接線時，重要用戶可從不同母線段上分別引出兩回饋線向其供電，保證不中斷供電，故對采用兩回饋線供電的用戶來說，有較高供電可靠性。當(dāng)采用這種雙回線路方式供電時，常會使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。此外，擴建時需要向兩個方向均衡擴建。單母線分段接線的分段的數(shù)目取決于電源的數(shù)量和容量、電網(wǎng)的接線及主接線的運行方式，通常以2~3段為宜，其連接的回路數(shù)一般比不分段的單母線接線增加一倍，但仍不宜過多。2.3適用范圍單母線分段接線主要應(yīng)用于中、小容量發(fā)電廠和變電站的6~10kV配電裝置和出線回路數(shù)較少的35~220kV配電裝置中。中、小容量發(fā)電廠，每段母線上出線不多于5回。35~63kV配電裝置，每段母線上出線4~8回。3單母線分段帶旁路母線的接線單母線接線在檢修進出線斷路器時會造成相應(yīng)回路供電中斷為克服這一問題，提高供電可靠性，可增設(shè)旁路母線。

旁路母線的接線方式有單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線、分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線以及旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線接線形式。單母線分段帶旁路母線的接線，主要用于電壓為6~10kV出線較多而且對重要負荷供電的裝置中，35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時也采用。

對于出線回路不多的35~110kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)不多時，旁路斷路器利用率不高，為了減少占地面積和節(jié)省設(shè)備投資，可以與分段斷路器合用。電源1電源2L1L2L3L4Ⅱ段0QF01QS02QSⅠ段23QS21QS2QF25QS905QS901QS902QS90QFPW圖4?3帶旁路母線的單母線分段接線3.1單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線

1）接線特點如圖4?3所示，該接線方式在單母線分段的基礎(chǔ)上增加了旁路母線PW、專用旁路斷路器90QF及旁路回路隔離開關(guān)901QS和902QS接到Ⅰ、Ⅱ段母線上。

各出線回路除通過斷路器與匯流母線連接外，還通過旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連接。正常運行時，90QF回路以及旁路母線PW處于冷備用狀態(tài)。

此接線方式的旁路母線平時也帶電，旁路運行時，Ⅰ、Ⅱ段工作母線分列運行，但旁路母線可接至任一段母線，不破壞原有兩段母線上的功率平衡。2）檢修出線斷路器時不停電的倒閘操作過程

正常運行時，旁路斷路器90QF是斷開的，旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)901QS、902QS和905QS是合上的，旁路母線PW不帶電，各進出線回路的旁路隔離開關(guān)是斷開的。

若檢修L2的斷路器2QF，使該出線不停電的操作順序為：

合上90QF，給旁路母線PW充電，檢查旁路母線PW是否完好，如果旁路母線有故障，90QF在繼電保護控制下自動切斷故障，旁路母線不能使用；

如果90QF合閘成功，說明旁路母線完好。合上出線的旁路隔離開關(guān)25QS，此時25QS的兩端等電位，也可以先斷開90QF，然后合上25QS，再合上90QF，以避免萬一合上25QS前，發(fā)生線路故障，2QF事故跳閘，造成25QS合到短路故障上。斷開出線L2的斷路器2QF，斷開23QS和21QS。此時出線L2已經(jīng)由旁路斷路器90QF回路供電，在需要檢修的斷路器2QF兩側(cè)布置安全措施后，就可以對其進行檢修。3）評價

單母線分段接線增設(shè)旁路母線后，可以使單母線分段接線在檢修任一出線斷路器時不中斷對該回路的供電。

配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大。優(yōu)點：缺點：3.2分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線電源1電源2L1L2Ⅱ段0QF01QS02QSⅠ段05QS03QS04QS圖4?4分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線PW23QS21QS2QF25QS06QS1）接線特點如圖4?4所示，它是在單母線分段接線的基礎(chǔ)上，增加了旁路母線PW、隔離開關(guān)05QS、06QS、分段斷路器0QF及各出線回路中相應(yīng)的旁路隔離開關(guān)，分段斷路器0QF兼作旁路斷路器，并且在分段工作母線之間再加兩組串聯(lián)的分段隔離開關(guān)01QS和02QS。

分段隔離開關(guān)的作用是使0QF作旁路斷路器時，保持兩段工作母線并列運行。旁路母線PW可以經(jīng)03QS、0QF、06QS接至母線Ⅰ段上，也可以經(jīng)04QS、0QF、05QS接至母線Ⅱ段上。帶旁路母線的單母線分段接線相比，少用一臺斷路器，節(jié)省了投資。2）檢修線路斷路器時不停電的倒閘操作過程

正常運行時，旁路母線不帶電，03QS1、04QS及0QF合閘，05QS、06QS斷開，01QS和02QS，一組斷開，一組閉合，按單母線分段方式運行。

如果01QS斷開，02QS閉合，檢修L2的斷路器2QF，使該出線不停電的操作順序為：

合上01QS，斷開0QF，斷開03QS，合上05QS，合上0QF，給旁路母線PW充電，檢查旁路母線PW是否完好，如果0QF合閘成功，說明旁路母線完好。斷開0QF合上出線旁路隔離開關(guān)25QS，此時25QS的兩端等電位，再合上0QF。

斷開出線L2的斷路器2QF，斷開23QS和21QS。3.3旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線接線電源1電源2L1L2Ⅱ段01QS02QS03QS901QS圖4?5旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線接線PW23QS21QS2QF25QS905QS90QFⅠ段如圖4?5所示，正常運行時，01QS和02QS，一組斷開，一組閉合。兩段母線通過901QS、90QF、905QS，旁路母線PW以及03QS構(gòu)成通路，此時旁路斷路器90QF起到了分段斷路器的作用，旁路母線帶電，旁路母線也只能接至旁路斷路器所在的一段母線。

單母線接線不論是否分段，當(dāng)母線和母線隔離開關(guān)故障或檢修時，連接在該段母線上的進出線在檢修期間將長時間停電，因此可以采用雙母線的接線形式。第三節(jié)雙母線接線

雙母線的接線形式，按照每個回路使用斷路器的數(shù)目，可以分為：

單斷路器雙母線接線

雙斷路器雙母線接線

一臺半斷路器接線

變壓器-母線組接線1單斷路器雙母線接線1.1雙母線接線圖4?6單斷路器雙母線接線0QF-母線聯(lián)絡(luò)斷路器；01QS,02QS-母線聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)W1W20QF電源1電源211QS12QS21QS22QS31QS32QS1QF2QF3QF13QS23QS33QSL2L1L341QS42QS51QS52QS01QS02QS1）接線特點

如圖4-6所示，這種接線方式設(shè)有兩組母線W1和W2，兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF連接，每個回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上。2）運行方式

雙母線接線的運行方式有三種：母線聯(lián)絡(luò)斷路器合閘，兩組母線同時工作；母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開，兩組母線同時工作；一組母線工作，另一組母線備用。

母線聯(lián)絡(luò)斷路器合閘，兩組母線同時工作時，為了減少母線故障而造成的停電范圍，通常正常運行時雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF并聯(lián)運行。電源和負荷被適當(dāng)?shù)胤峙湓趦山M母線上。相當(dāng)于單母線分段的運行方式。當(dāng)一組母線故障時，在繼電保護作用下，母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開，僅停運故障的母線。母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開，兩組母線同時運行，常用于系統(tǒng)最大運行方式以限制短路電流。當(dāng)一組母線工作，另一組母線備用時，全部電源和出線接于工作母線上，母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF斷開，按單母線方式運行。工作母線故障時，全部短時停電。

雙母線還可以根據(jù)系統(tǒng)需要完成一些特殊的功能。例如：需要單獨進行試驗（如發(fā)電機或線路檢修后需要試驗）的回路可單獨接到備用母線上運行；當(dāng)采用短路的方式進行熔冰時，可用一組備用母線作為熔冰母線而不影響其他回路的工作；利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器與系統(tǒng)進行同期或解列操作等。3）倒母線操作正常運行時，母線W1工作，母線W2備用，欲檢修母線W1時的倒閘操作步驟為：依次合母線聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)01QS、02QS及母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF，向母線W2充電，檢查母線W2是否完好，若母線完好，則0QF不會因繼電保護動作而跳閘，便可繼續(xù)倒閘操作。為保證不中斷供電，按“先通后斷”原則進行操作：先接通備用母線W2上的隔離開關(guān)，再斷開工作母線W1上的隔離開關(guān)，以實現(xiàn)全部回路由母線W1換接至母線W2。斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF及母線聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān)01QS、02QS，此時母線W1不帶電，母線W2變?yōu)楣ぷ髂妇€。4）評價雙母線接線的可靠性和靈活性大大提高，擴建方便。運行方式靈活，有多種運行方式。任一組母線檢修時不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開關(guān)時，只中斷該回路的供電。當(dāng)任一組母線故障時，僅短時停電，停電時間是接于該母線上的所有回路切換至另一組母線所需時間，故障母線上的回路經(jīng)短時停電便可恢復(fù)供電。

當(dāng)檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電。當(dāng)一組母線檢修時，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該組母線再故障將造成全停事故。當(dāng)任一組母線短路，而母線聯(lián)絡(luò)斷路器拒動，將造成雙母線全停事故。在變更運行方式時，要用各回路母線側(cè)的隔離開關(guān)進行倒閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，隔離開關(guān)作為切換操作電器，容易出現(xiàn)誤操作。而且雙母線接線方式的配電裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，增加了大量的母線隔離開關(guān)和母線長度，占地面積大，投資大。優(yōu)點：缺點：5）適用范圍由于雙母線接線具有較高的可靠性和靈活性，其廣泛應(yīng)用于對可靠性要求較高、出線回路數(shù)較多的6~220kV配電裝置中。通常進出線回數(shù)較多、容量較大、出線帶電抗器的6~10kV配電裝置，35~60kV出線數(shù)超過8回或連接電源較大、負荷較大的配電裝置，110kV出線數(shù)為6回及以上，220kV出線數(shù)為4回及以上的配電裝置應(yīng)采用雙母線接線方式。1.2雙母線分段接線W1W300QF電源1電源2L2L101QS02QSL3L4W201QF02QF圖4?7雙母線三分段接線00QF-母線分段斷路器；01QF,02QF-母線聯(lián)絡(luò)斷路器1）雙母線三分段接線2）雙母線四分段接線：雙母線三分段接線在一組母線檢修合并母線聯(lián)絡(luò)斷路器故障時，會發(fā)生全廠（站）停電事故。為進一步提高大型電廠和變電站主接線可靠性，可將兩組母線均用分段斷路器分為兩段，就構(gòu)成了雙母線四分段接線。該接線母線故障時的停電范圍只有1/4，可靠性得以進一步提高。W1W300QF電源1電源2L2L101QS02QSL3L4W201QF02QF圖4?7雙母線四分段接線00QF-母線分段斷路器；01QF,02QF-母線聯(lián)絡(luò)斷路器？1.3雙母線帶旁路母線接線W2電源1電源2L2L1圖4?9帶專用旁路斷路器的雙母線接線L3L4W1PW901QS905QS90QF902QS0QF01QS02QS

為了使雙母線接線在檢修任一回路斷路器時不中斷該回路的供電，可增設(shè)旁路母線。1）接線特點如圖4?9所示采用兩組母線固定連接方式運行時，通常應(yīng)設(shè)置有專用的母線差動保護裝置。若一組母線在運行時發(fā)生短路故障，與該母線連接的出線、電源和母線聯(lián)絡(luò)斷路器將被母線保護裝置跳開，以維持非故障母線的正常運行。然后按操作規(guī)程將與故障母線連接的出線和電源回路切換到非故障母線上，恢復(fù)送電。如圖4?10所示為雙母線四分段帶旁路母線的接線方式。W1W400QF電源1電源2L2L1圖4?10雙母線四分段帶旁路母線接線L3L4W3W201QFPW03QF02QF為帶專用旁路斷路器的雙母線接線，增設(shè)了一組旁路母線PW及專用旁路斷路器90QF回路。各回路除通過斷路器與兩組匯流母線連接外，還通過旁路斷路器和旁路隔離開關(guān)與旁路母線相連接。應(yīng)該注意的是旁路母線只為檢修斷路器時不中斷供電而設(shè)，它不能代替匯流母線。

雙母線帶旁路母線接線在正常運行時，多采用兩組母線固定連接方式，即雙母線同時運行的方式，如圖4?9所示，此時母線聯(lián)絡(luò)斷路器處于合閘狀態(tài)，并要求某些出線和電源固定連接于W1母線上，其余出線和電源連接到W2母線上。兩組母線固定連接回路的確定既要考慮供電可靠性，又要考慮負荷的平衡，盡量使母線聯(lián)絡(luò)斷路器通過的電流最小。PWPWPWPWW2W100QF001QS002QS005QSW2W100QF001QS005QS002QS003QS(a)(b)W2W190QF901QS905QS902QS903QS(c)W2W100QF001QS002QS003QS(d)圖4?11母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線2）母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線當(dāng)出線數(shù)目不多，安裝專用旁路斷路器利用率不高，為了節(jié)省斷路器和配電裝置間隔，可采用母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線方式。PWPWPWPWW2W100QF001QS002QS005QSW2W100QF001QS005QS002QS003QS(a)(b)W2W190QF901QS905QS902QS903QS(c)W2W100QF001QS002QS003QS(d)圖4?11母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線2）母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線

圖（a）為一組母線帶旁路，正常運行時旁路母線PW不帶電，只有W2能帶旁路。用00QF代替出線斷路器供電時，需將W1倒換為備用母線，W2為工作母線，然后按操作規(guī)程完成用00QF代替出線斷路器的操作。PWPWPWPWW2W100QF001QS002QS005QSW2W100QF001QS005QS002QS003QS(a)(b)W2W190QF901QS905QS902QS903QS(c)W2W100QF001QS002QS003QS(d)圖4?11母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線2）母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線圖(b)是兩組母線帶旁路，正常運行時旁路母線PW不帶電，如果需要用00QF代替出線斷路器供電時，需將雙母線的運行方式改為單母線運行方式，再按操作規(guī)程完成用00QF代替出線斷路器的操作。PWPWPWPWW2W100QF001QS002QS005QSW2W100QF001QS005QS002QS003QS(a)(b)W2W190QF901QS905QS902QS903QS(c)W2W100QF001QS002QS003QS(d)圖4?11母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線2）母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器接線

圖(c)(d)設(shè)有旁路跨條。

圖(c)正常運行時旁路母線PW帶電，且W1、W2均能帶旁路。用90QF代替出線斷路器供電時，需將雙母線的運行方式改為單母線運行方式，再按操作規(guī)程完成用90QF代替出線斷路器的操作。圖中（d）正常運行時旁路母線PW不帶電，只有W2能帶旁路。3）旁路母線的設(shè)置原則110kV及以上的高壓配電裝置中，電壓等級高，送電距離較遠，輸送功率較大，而一臺高壓斷路器檢修需要5~7天的時間，因此不允許因為檢修斷路器而較長時間的停電。

當(dāng)220kV出線在4回及以上、110kV出線在6回及以上時，宜采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線。當(dāng)出線回數(shù)較少時，可采用以母線聯(lián)絡(luò)斷路器兼作旁路斷路器的簡易接線形式，以節(jié)省斷路器和占地，改善其經(jīng)濟性。缺點：檢修出線斷路器的倒閘操作繁雜，并且每當(dāng)檢修線路斷路器時都要將所有回路換接在一組母線上，按單母線方式運行，降低了可靠性。變電站電源側(cè)斷路器可以接入旁路母線發(fā)電廠電源側(cè)斷路器。出線斷路器應(yīng)接入旁路母線斷路器切斷的短路故障次數(shù)達到需要檢修的次數(shù)后（或長期運行后），就需要檢修，當(dāng)系統(tǒng)條件不允許停電檢修，就需要設(shè)置旁路設(shè)施。接入旁路母線：不用接入旁路母線六氟化硫斷路器且與系統(tǒng)聯(lián)系緊密時，可以不設(shè)置旁路設(shè)施采用手車式成套開關(guān)柜6~10kV配電裝置，以及35kV單母線手車式成套開關(guān)柜時，由于斷路器可以快速更換，也可以不設(shè)置旁路設(shè)施。35~60kV配電裝置采用單母線分段接線且出線斷路器無條件檢修時，可設(shè)置不帶專用旁路斷路器的旁路母線。當(dāng)采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，條件允許時，可設(shè)置旁路隔離開關(guān)，如下圖4?12中出線L3的旁路隔離開關(guān)QSP。對于特殊要求，但又不便于設(shè)置旁路母線的情況，可設(shè)置臨時“跨條”。如下圖4?12。隨著SF6斷路器的廣泛采用和國產(chǎn)斷路器質(zhì)量的提高，系統(tǒng)備用容量的增加，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于合理與聯(lián)系緊密、保護雙重化的完善以及設(shè)備檢修逐步由計劃檢修向狀態(tài)檢修過渡，為簡化接線，總的趨勢將逐步取消旁路設(shè)施。取消旁路設(shè)施W1W20QF電源1電源211QS12QS21QS22QS31QS32QS1QF2QF3QF13QS23QS33QSL2L1L341QS42QS51QS52QS01QS02QS圖4?12設(shè)置臨時“跨條”的雙母線接線QSP整個代路過程中只有出線L2短時停電，其它回路正常運行。當(dāng)檢修出線L2斷路器2QF時，將原來連接在母線W1的各回路切換到母線W2上，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF及兩側(cè)隔離開關(guān)01QS和02QS，母線W1停電，再斷開待檢修斷路器2QF及兩側(cè)隔離開關(guān)23QS和22QS然后拆開斷路器2QF兩端的接線，并用“跨條”接上，如圖4?12中2QF右側(cè)虛線所示，再合上出線L2上隔離開關(guān)21QS和23QS，合上母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF兩側(cè)隔離開關(guān)及母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF，這時電流由母線W2，經(jīng)母線聯(lián)絡(luò)斷路器0QF，再經(jīng)母線W1送向出線L2，此時出線L2單獨在母線W1上工作，母線聯(lián)絡(luò)斷路器代替出線斷路器。4）評價雙母線帶旁路母線接線所用的電力設(shè)備數(shù)量較多，操作、接線及配電裝置較復(fù)雜，占地面積較大，經(jīng)濟性較差。優(yōu)點：雙母線帶旁路母線接線大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。當(dāng)任一組母線檢修時不中斷供電，檢修任一回路母線隔離開關(guān)時，只中斷該回路的供電。當(dāng)任一組母線故障時，僅短時停電。檢修任一回路斷路器時該回路不停電。缺點：

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點一臺半斷路器的雙母線接線方式從雙斷路器雙母線接線改進而來，在雙斷路器雙母線接線的基礎(chǔ)上不僅減少了斷路器的數(shù)量，而且仍舊具有高度的供電可靠性及運行的靈活性。一臺半斷路器的雙母線接線簡稱：一臺半斷路器接線，3/2接線是國內(nèi)外大機組、超高壓電氣主接線中廣泛采用的一種典型的接線方式。

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點特點：由許多“串”并聯(lián)在兩組母線上形成，每兩個回路經(jīng)三臺斷路器（稱為一串）接在兩組母線之間，構(gòu)成一串。由多個串構(gòu)成多環(huán)路。每個回路相當(dāng)各占一臺半斷路器。一臺半斷路器的接線方式有兩種：

圖4?13中的第一串和第三串、第二串和第三串均為交叉接線，即將兩個同名元件分別布置在不同串上，并分別靠近不同母線接入。以第一串和第三串為例，同名元件L1和L3分別接在兩個不同的串上，L1靠近母線W1，L3靠近母線W2。

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點圖4?13一臺半斷路器的雙母線接線一臺半斷路器的接線方式有兩種：圖4?13中的第一串和第二串為常規(guī)接線，也稱非交叉接線，即將兩個同名元件分別布置在不同串上，所有同名元件都靠近某一母線一側(cè)。如圖4?13所示，同名元件L1和L2分別接在兩個不同的串上，L1和L2均靠近母線W1。

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點圖4?13一臺半斷路器的雙母線接線一臺半斷路器的接線方式有兩種：兩個回路中間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器，如圖4?13中的5012QF和5022QF，靠近母線側(cè)的斷路器稱為母線斷路器，如圖中的5011QF、5013QF、5021QF、5023QF。

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點圖4?13一臺半斷路器的雙母線接線一臺半斷路器的接線方式有兩種：運行中兩組母線和同一個串的三臺斷路器都投入運行，稱為完整串運行，如圖4?13中的第一串、第二串和第三串。一串中任何一臺斷路器退出運行或檢修時，稱為不完整串運行，如圖4?13中的第四串。

2一臺半斷路器的雙母線接線

2.1接線特點圖4?13一臺半斷路器的雙母線接線2.2評價?優(yōu)點：供電可靠性高

每一回路經(jīng)過兩臺斷路器供電，形成了具有雙重連續(xù)特性的多環(huán)形任一組母線故障或檢修時，只斷開與此母線相連的所有斷路器，所有回路都不會停電。任一斷路器檢修時，所有回路都不會停電(每個回路都經(jīng)過兩臺斷路器供電)。在事故和檢修重合的情況下，停電回路數(shù)不超過2回（見表4?1）表4?1一臺半斷路器接線（8回進出線）的故障停電范圍運行情況故障類型停電回路數(shù)有一臺斷路器檢修母線側(cè)斷路器故障1~2母線故障0~2中間斷路器故障2一組母線檢修母線側(cè)斷路器故障2母線故障0~2中間斷路器故障2無設(shè)備檢修母線側(cè)斷路器故障1母線故障0中間斷路器故障2所用斷路器、電流互感器等設(shè)備多、投資較大，繼電保護及二次回路的設(shè)計、調(diào)整、檢修等比較復(fù)雜。例如失靈保護設(shè)計問題、重合閘使用問題、繼電保護檢修問題、安裝單位劃分問題、互感器配置問題等。

任何一回路停送電時互不影響，使運行調(diào)度十分靈活。這種接線方式中隔離開關(guān)只作為隔離電器，避免了復(fù)雜的倒閘操作和誤操作。運行可靠，靈活性高

隔離開關(guān)只作為隔離電器，在檢修母線或回路斷路器時減少了因倒閘操作而引起的誤操作，并且方便調(diào)度和擴建。運行調(diào)度靈活?缺點：

2.3進一步提高供電可靠性的措施（2）在只有兩串的情況下，屬于單環(huán)形，與角形接線類似（見第四章第四節(jié)），對于特別重要的同名回路，應(yīng)分別接入不同的母線，稱為交叉接線，并且為避免線路檢修時需將兩臺斷路器斷開，而造成系統(tǒng)解環(huán)，進出線應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)。當(dāng)接線的串?dāng)?shù)多于兩串時，也可不采用交叉接線，進出線亦可不裝設(shè)隔離開關(guān)。為了避免兩個電源回路或同一系統(tǒng)的兩回線路同時停電，進一步提高供電可靠性，同名回路（兩個電源回路或兩回線路）的配置原則為：（1）同名回路應(yīng)布置在不同串中，即同一個串中配置一條電源回路和一條出線回路，以避免聯(lián)絡(luò)斷路器故障時或一串中母線側(cè)斷路器檢修，同一串中另一側(cè)回路故障時，使該串中的兩個同名回路同時斷開。

交叉接線比非交叉接線具有更高的運行可靠性，可減少特殊運行方式下事故擴大。第一串和第二串為非交叉接線，當(dāng)?shù)诙新?lián)絡(luò)斷路器5022QF檢修或停用時，第一串中的聯(lián)絡(luò)斷路器5012QF發(fā)生異常跳閘，或者出現(xiàn)線路L1或進線1T故障引起聯(lián)絡(luò)斷路器5012QF事故跳閘，此時將出現(xiàn)同時切除兩個電源回路，造成全廠（站）停電。對于第一串和第三串為交叉接線的情況，出現(xiàn)上述情況，至少還有一個電源可向系統(tǒng)送電。當(dāng)?shù)谌新?lián)絡(luò)斷路器5032QF檢修或停用時，線路L1故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器5012QF事故跳閘，1T通過5011QF及兩端隔離開關(guān)，母線W2，5031QF及兩端隔離開關(guān)向線路L3送電，進線1T故障時，聯(lián)絡(luò)斷路器5012QF事故跳閘，3T通過5033QF及兩端隔離開關(guān)，母線W1，5013QF及兩端隔離開關(guān)向線路L1供電。但是交叉接線的配電裝置布置比較復(fù)雜，需增加一個間隔。2.4適用范圍在330~500kV，進線為6回及以上的配電裝置中，以及在系統(tǒng)中地位重要的配電裝置中宜采用一臺半斷路器接線。3變壓器-母線組接線3.1接線特點

在超高壓配電裝置中，為了保證超高壓和長距離輸電線路的輸電可靠性，線路部分采用雙斷路器的變壓器-母線組接線，各出線回路由2臺斷路器分別接在兩組母線上，當(dāng)線路較多時采用一臺半斷路器的變壓器-母線組接線。如圖4-14所示(a)雙斷路器的變壓器-母線組接線；(b)一臺半斷路器的變壓器-母線組接線。(a)雙斷路器的變壓器-母線組接線；(b)一臺半斷路器的變壓器-母線組接線圖4?14變壓器-母線組接線對于主變壓器，考慮其運行可靠、且平時切換操作的次數(shù)較少，不會造成經(jīng)常停母線切換變壓器的情況，故不用斷路器，而直接通過隔離開關(guān)接到母線上。當(dāng)有4臺主變壓器時，可利用斷路器將雙母線分成4段，在每段母線上連接1臺主變壓器。如圖4-15所示。圖4-15雙母線分段的變壓器-母線組接線3.2評價經(jīng)濟性好所有變壓器回路都不用斷路器，從而使所用斷路器的總數(shù)減少，節(jié)省了總投資。變壓器-母線組接線調(diào)度靈活，電源和負荷可自由調(diào)配，安全可靠，并且有利于擴建。由于變壓器可靠性高，直接接入母線，對母線的運行沒有明顯的影響?？煽啃愿弋?dāng)任一一臺斷路器故障或拒動時，僅影響一組變壓器和一回線路的供電；母線故障時只影響一組變壓器供電；變壓器故障時，與該變壓器相連母線上的斷路器全部跳開，但是這并不影響其它回路的供電。當(dāng)變壓器用隔離開關(guān)斷開后，母線即可恢復(fù)供電。3.3適用范圍適用于發(fā)電機臺數(shù)大于線路數(shù)的大型水電廠，同時適用于遠距離大容量輸電系統(tǒng)，以及對系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性要求較高的變電站。第四節(jié)無母線的電氣主接線1

單元接線發(fā)電機與變壓器或線路直接串聯(lián)連接，除廠用分支外，不設(shè)母線之類的橫向連線。

單元接線是無母線的電氣主接線中最簡單的一種，也是所有主接線基本形式中最簡單的接線形式。

按照串聯(lián)元件不同，單元接線有三種形式：

發(fā)電機-變壓器單元接線擴大單元接線發(fā)電機-變壓器-線路單元接線1.1發(fā)電機-變壓器單元接線對于大容量發(fā)電機裝設(shè)出口斷路器具有其優(yōu)越性。主變壓器或常用變壓器故障時，迅速斷開變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機出口斷路器，有利于發(fā)電機和變壓器的安全。發(fā)電機故障只需斷開發(fā)電機出口斷路器，不需斷開變壓器高壓側(cè)斷路器，不會造成高壓系統(tǒng)正常運行方式下的接線改變，特別是對3/2斷路器接線串?dāng)?shù)不多時，不易導(dǎo)致系統(tǒng)開環(huán)，有利于電網(wǎng)安全運行。發(fā)電機組正常啟、停或事故停機時，只需操作發(fā)電機出口斷路器，廠用電可由主變壓器從系統(tǒng)倒送，不需切換廠用電的操作，大大提高了廠用電的可靠性。由于主變壓器可兼作廠用的啟動與備用電源，容量大、可靠性高，減少了廠用變壓器的臺數(shù)和容量，簡化了廠用電系統(tǒng)接線，具有明顯經(jīng)濟效益。1）接線特點圖4-16發(fā)電機-變壓器單元接線(a)發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線(b)發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線(c)發(fā)電機-自耦變壓器單元接線

圖4-16（a）由于發(fā)電機和變壓器不可能單獨運行，故發(fā)電機出口和廠用分支高壓回路不設(shè)斷路器，只在主變壓器高壓側(cè)裝設(shè)斷路器作為整個單元的控制和保護，當(dāng)發(fā)電機和主變壓器故障時，通過斷開主變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機的勵磁回路來切除故障電流。為調(diào)試發(fā)電機方便，發(fā)電機出口裝設(shè)一組隔離開關(guān)。對于200MW及以上機組，發(fā)電機引出線采用封閉母線，可不裝隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆的連接片。圖4-16發(fā)電機-變壓器單元接線(a)發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線(b)發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線(c)發(fā)電機-自耦變壓器單元接線發(fā)電機-變壓器單元接線如圖4-16（a）、（b）所示。將發(fā)電機和變壓器直接連成一個單元組，再經(jīng)斷路器接至高壓母線，發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)變壓器升壓后直接送入高壓電網(wǎng)。變壓器的容量與發(fā)電機的容量相匹配。在發(fā)電機和變壓器之間接有廠用分支線。發(fā)電機-變壓器單元接線具有接線簡單清晰、設(shè)備投資少等優(yōu)點。圖4-16發(fā)電機-變壓器單元接線(a)發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線(b)發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線(c)發(fā)電機-自耦變壓器單元接線

當(dāng)高壓側(cè)需要連接兩個電壓等級時，主變壓器采用三繞組變壓器或自耦變壓器，圖4-16（b）、（c）分別為發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線和發(fā)電機-自耦變壓器單元接線。為了在發(fā)電機或廠用分支停運時，不影響高、中壓側(cè)電網(wǎng)間的功率交換，在發(fā)電機出口應(yīng)裝設(shè)斷路器及隔離開關(guān)，當(dāng)高壓側(cè)和中壓側(cè)對側(cè)無電源時，發(fā)電機出口可不設(shè)斷路器。為保證在斷路器檢修時不停電，高中壓側(cè)斷路器兩側(cè)均應(yīng)裝隔離開關(guān)。圖4-16發(fā)電機-變壓器單元接線(a)發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線(b)發(fā)電機-三繞組變壓器單元接線(c)發(fā)電機-自耦變壓器單元接線發(fā)電機-變壓器單元接線簡單清晰，電力設(shè)備少，配電裝置簡單，投資少，占地面積小。不設(shè)發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機或變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流小。可以采用封閉母線、故障的可能性小，可靠性高。操作簡便，降低了故障的可能性，提高了工作的可靠性，繼電保護簡化。但是任意一個元件故障或檢修對全部停止運行，檢修時靈活性差。由于200MW及以上機組的發(fā)電機出口斷路器制造很困難，造價也很高，故200MW及以上機組一般都是采用發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線。沒有地區(qū)負荷的發(fā)電廠，或地區(qū)負荷由原有機組承擔(dān)而電廠進行擴建時，大都采用單元接線。單元接線適用于機組臺數(shù)不多的大、中型不帶近區(qū)負荷的區(qū)域發(fā)電廠，以及分期投產(chǎn)或裝機容量不等的無機端負荷的中、小型水電廠。3）適用范圍2）評價1.2擴大單元接線(a)發(fā)電機-變壓器擴大單元接線；(b)發(fā)電機-分裂低壓繞組變壓器的擴大單元接線圖4-17擴大單元接線擴大單元接線減小了主變壓器和主變高壓側(cè)斷路器的數(shù)量，減少了高壓側(cè)接線的回路數(shù)，從而簡化了高壓側(cè)接線，相應(yīng)的減少了配電裝置間隔，節(jié)省了投資和場地。任一一臺機組停機都不影響廠用電的供給。擴大單元接線在水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠中均有應(yīng)用，尤其對于200~300MW大型機組。在系統(tǒng)有備用容量時的大中型發(fā)電廠也可采用。2）評價當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時，該單元的所有發(fā)電機都將無法運行。在檢修一臺發(fā)電機時，則會出現(xiàn)變壓器嚴重欠載的運行方式。因此這種接線方式必須在電力系統(tǒng)允許和技術(shù)經(jīng)濟合理時才能采用。優(yōu)點：缺點：3）適用范圍1.3發(fā)電機-變壓器-線路單元接線1）接線特點發(fā)電機-變壓器-線路單元接線形式如圖4-18所示。它是將發(fā)電機、變壓器和線路直接串聯(lián)，這種接線方式實際上是發(fā)電機-變壓器單元和變壓器-線路單元的組合。變壓器高壓側(cè)靠電廠端是否裝斷路器，取決于線路長度以及短距離線路保護的復(fù)雜性和可靠性。目前我國電廠中多數(shù)裝設(shè)有斷路器。圖4-18發(fā)電機-變壓器-線路單元接線采用發(fā)電機-變壓器-線路單元接線不需要在發(fā)電廠中設(shè)置高壓配電裝置，電能通過線路直接輸送到附近的樞紐變電站和開關(guān)站，使電廠結(jié)構(gòu)更為緊湊，節(jié)省占地面積。同時由于不設(shè)高壓配電裝置，在火電廠不存在煙塵及冷卻水塔的水汽對配電裝置的污染問題。該接線單元性強，可在機-爐-電單元控制室集中控制，不設(shè)網(wǎng)絡(luò)控制室，有利于發(fā)電廠的布置和運行管理。2）評價當(dāng)線路或者變壓器故障時，都將使發(fā)電機發(fā)出的電能無法送出。缺點：優(yōu)點：該接線涉及電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃和布置、電廠布置與投資、電廠啟動與備用電源如何抽取等問題，需在工程中慎選。3）適用范圍：發(fā)電機-變壓器-線路單元接線常用于1~2臺發(fā)電機、一回輸電線路，且不帶近區(qū)負荷的梯級開發(fā)的發(fā)電廠，把電能輸送到梯級開發(fā)的聯(lián)合開關(guān)站。這種接線方式適用于遠離負荷中心的大型發(fā)電廠，發(fā)電廠地理位置狹窄，或地區(qū)內(nèi)有多個相互之間距離很近的發(fā)電廠，且靠近發(fā)電廠中心地區(qū)設(shè)置有樞紐變電站或開關(guān)站，匯集各發(fā)電廠電能向負荷集中輸送的場合。2橋形接線

當(dāng)發(fā)電廠和變電站中只有兩臺變壓器和兩回線路時，可采用橋形接線。橋形接線有內(nèi)橋和外橋兩種接線方式。如圖4-19所示。圖4-19橋形接線:(a)內(nèi)橋接線；(b)外橋接線橋形接線無母線，只有兩臺變壓器和兩回線路。4個回路使用3臺斷路器，中間的斷路器3QF稱為連接橋斷路器，連同兩側(cè)的隔離開關(guān)稱為連接橋。連接橋靠近變壓器為內(nèi)橋接線，如圖4-19（a）所示。連接橋靠近線路為外橋接線，如圖4-19（b）所示。特點：圖4-19橋形接線:(a)內(nèi)橋接線；(b)外橋接線2.1內(nèi)橋接線在內(nèi)橋接線中，連接橋斷路器3QF設(shè)在靠近變壓器一側(cè)，另外兩臺斷路器1QF、2QF接在線路上，這樣線路操作比較方便。(a)內(nèi)橋接線當(dāng)線路發(fā)生故障時，與故障線路相連的斷路器斷開，不影響其它回路運行。但是當(dāng)主變壓器需要切除和投入時，需要動作2臺斷路器，造成其中一回線路暫時停運。特點：例：變壓器1T要停電檢修，操作步驟為：

主變壓器送電的操作步驟與停電操作步驟相反。(a)內(nèi)橋接線可見：在主變壓器1T的投入與切除的過程中，未故障線路L1將暫時停運。

斷開1QF、3QF以及變壓器1T的低壓側(cè)斷路器，變壓器1T停電；

為恢復(fù)線路L1供電，斷開隔離開關(guān)4QS，然后合上斷路器1QF和3QF。

較長輸電線路，故障機會較多、而變壓器不需要經(jīng)常切換的中小容量的發(fā)電廠和變電站中，以及電力系統(tǒng)穿越功率較少的場合。

適用場合：2.2外橋接線(b)外橋接線在外橋接線中，連接橋斷路器3QF設(shè)在靠近線路的一側(cè)，另外兩臺斷路器1QF、2QF接在主變壓器回路中，這樣變壓器的正常投入和切除非常方便，不會影響線路的正常運行。但是當(dāng)線路發(fā)生故障或進行切除和投入時，需要動作與之相連的2臺斷路器，造成其中一臺變壓器暫時停運。特點：適用場合：

外橋接線適用于線路短，檢修、操作及故障機會均較多，因經(jīng)濟運行的需要主變壓器需經(jīng)常投切、以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過聯(lián)接橋回路的場合。

在圖4-19中，虛線部分為跨條，加跨條可使連接橋斷路器3QF檢修時，穿越功率可從“跨條”中通過，減少了系統(tǒng)的開環(huán)機會。(b)外橋接線

跨條回路中裝設(shè)兩臺隔離開關(guān)的目的是能輪流停電檢修跨條上任意一臺隔離開關(guān)。

在內(nèi)橋接線中，利用跨條可避免當(dāng)出線斷路器檢修時，線路較長時間中斷運行；在外橋接線中，利用跨條可避免當(dāng)變壓器側(cè)斷路器檢修時，造成變壓器在較長時間內(nèi)中斷運行的情況。2.3評價

橋形接線的缺點：

簡單清晰，沒有母線；

在所有主接線中所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟性好；

易于發(fā)展過渡為單母線分段或雙母線接線。

橋形接線的優(yōu)點：

可靠性和靈活性不夠高。2.4適用范圍橋形接線一般可用于兩臺主變壓器配兩條線路的小容量發(fā)電廠或變電站，或作為最終接線為單母線分段或雙母線接線的工程初期接線方式。橋形接線也可用于大型發(fā)電機組的啟動/備用變壓器的高壓側(cè)接線方式。3多角形接線

(a)三角形接線；(b)四角形接線；(c)五角形接線圖4-20多角形接線

第五節(jié)發(fā)電廠變電站主變壓器的選擇1主變壓器容量和臺數(shù)的確定原則

只用于本電廠（變電站）用電的變壓器，稱為廠（站）用變壓器，也稱自用變壓器。主變壓器：

在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器：

用于兩個升高電壓等級之間交換功率的變壓器自用變壓器：

如果變壓器選擇的臺數(shù)過多、容量過大，會增加投資、增大占地和電能損耗，并且不能充分發(fā)揮設(shè)備的效益，增加運行和檢修的工作量；相反如果變壓器選擇的臺數(shù)過少、容量過小，則可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的輸送，或限制變電站負荷的需要，對系統(tǒng)不同電壓等級之間的功率交換及運行的可靠性等有著一定的影響。主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)受主變壓器的容量和臺數(shù)的直接影響。主變壓器的選擇除了依據(jù)基本資料外，主要取決于輸送容量的大小、與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、發(fā)展遠景（電力系統(tǒng)5~10年的發(fā)展規(guī)劃）、饋線回路數(shù)、電壓等級等。為保證供電可靠性，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于2臺，但對于主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源主要作備用時，可以只裝設(shè)1臺。1.1發(fā)電廠主變壓器容量和臺數(shù)的選擇單元接線每個單元變壓器為1臺。擴大單元接線時應(yīng)盡量采用分裂繞組變壓器，2臺發(fā)電機配1臺變壓器。1.1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器容量選擇

按下述三條計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量。1）發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓母線上的日最小負荷，扣除廠負荷后，主變壓器能將最大剩余功率送入電力系統(tǒng)（不考慮稀有的最小負荷情況），即SN為主變壓器的容量SGNi為第i臺發(fā)電機的額定視在功率Kpi

為第i臺發(fā)電機的廠用電率Smin為發(fā)電機電壓母線上最小負荷的視在功率n、m分別為發(fā)電機電壓母線上的主變壓器臺數(shù)和發(fā)電機臺數(shù)2）發(fā)電機電壓母線上的最大一臺發(fā)電機檢修停機或因供熱機組熱負荷變動而需限制本廠輸出功率時，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，滿足發(fā)電機電壓母線上的最大負荷和廠用電的需要，即SGNmax、Smax

分別為最大一臺發(fā)電機的額定視在功率和最大負荷的視在功率。1.1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器容量選擇

按下述三條計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量。3）若發(fā)電機電壓母線上接有2臺及以上主變壓器時，當(dāng)負荷最小且其中容量最大的一臺主變壓器退出運行時，剩余的主變壓器應(yīng)該能將母線最大剩余功率的70%以上輸送至系統(tǒng)，即Smin為發(fā)電機電壓母線上最小負荷的視在功率。1.1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器容量選擇

按下述三條計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量。4）中小型火電廠在電力市場環(huán)境下面臨“競價上網(wǎng)”的約束，中小型熱電廠在夏季熱力負荷減少的情況下，可能停用火電廠的部分或全部機組，主變壓器應(yīng)具有從系統(tǒng)倒送功率的能力，以滿足發(fā)電機母線上最大負荷的要求。為發(fā)電機電壓母線上停用的所有機組的容量和。1.1.1具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器容量選擇

按下述三條計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇容量。1.1.2單元接線的主變壓器容量選擇按下述兩條計算，根據(jù)最大的計算結(jié)果選擇主變壓器容量。1）主變壓器容量應(yīng)與發(fā)電機容量配套，按發(fā)電機的額定容量PN/cosφN扣除本機組的廠用負荷KpPN/cosφN后，留10%的裕度選擇，即式中PGN為發(fā)電機的額定功率，cosφGN為額定功率因數(shù)，Kp為廠用電率。2）按發(fā)電機的最大連續(xù)容量（制造廠家提供的數(shù)據(jù)），扣除一臺廠用變壓器的計算負荷和變壓器繞組平均溫升，在標(biāo)準環(huán)境溫度或冷卻水溫度不超過65℃的條件下選擇。

1.2變電站中主變壓器的選擇對于只供電給Ⅱ、Ⅲ類負荷的變電站，原則上只裝設(shè)1臺變壓器。對大型超高壓樞紐變電站，為減小單臺容量，可裝設(shè)2～4臺主變壓器。對于大城市郊區(qū)的一次變電站，如果中、低壓側(cè)是環(huán)網(wǎng)，變電站裝設(shè)2臺變壓器為宜。對于地區(qū)性孤立的一次變電站或大型工業(yè)專用變電站，可裝設(shè)3臺主變壓器以提高供電可靠性。變電站中一般裝設(shè)2臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電。

1.2.1變電站中主變壓器臺數(shù)的選擇變電站主變壓器容量的選擇，一般按變電站建成后5~10年規(guī)劃負荷考慮，根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮并確定其容量。變電站主變壓器容量的選擇考慮以下因素。1）所選擇的n臺主變壓器的容量和，應(yīng)該大于等于變電站的最大綜合計算負荷，即

nSN≥Smax

（MVA）n為變電站主變壓器的臺數(shù)SN為主變壓器的容量Smax變電站最大綜合計算負荷

1.2.2變電站中主變壓器容量的選擇2）裝有兩臺及以上主變的變電站，當(dāng)一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘恳话銘?yīng)滿足60%（220kV及以上電壓等級的變電站應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計算負荷，以及滿足全部Ⅰ類負荷SI和大部分Ⅱ類負荷SⅡ（220kV及以上電壓等級的變電站，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足全部SⅠ和SⅡ）即

SN≈(0.6~0.7)Smax

/(n-1)

（MVA）SN≈(SⅠ+SⅡ)/(n-1)

（MVA）SⅠ為Ⅰ類負荷，SⅡ為Ⅱ類負荷。

1.2.2變電站中主變壓器容量的選擇Pimax

、cosφi分別為各出線的遠景最大負荷和自然功率因數(shù)；Kt為同時系數(shù)，出線回路數(shù)越多其值越小，一般取0.8~0.95；α%為線損率，取5%。最大綜合計算負荷的計算若為三繞組變壓器，還應(yīng)考慮中、低壓側(cè)間的負荷同時系數(shù)?？偟淖畲缶C合計算負荷為它們之和再乘以中、低壓側(cè)間負荷的同時系數(shù)。

3）采用自耦變壓器時，當(dāng)其第三繞組接有無功補償設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)無功潮流校核公共繞組的容量。1.3聯(lián)絡(luò)變壓器的容量選擇

2）聯(lián)絡(luò)變壓器容量一般不應(yīng)小于所聯(lián)絡(luò)的兩種電壓母線上最大一臺發(fā)電機的容量，以保證最大一臺發(fā)電機停運時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器來滿足本側(cè)負荷的需要。同時也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡(luò)變壓器將剩余功率送入另一側(cè)系統(tǒng)。聯(lián)絡(luò)變壓器一般只設(shè)置1臺，最多不超過2臺。聯(lián)絡(luò)變壓器容量的選擇考慮以下因素。1）聯(lián)絡(luò)變壓器的容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運行方式下有功功率和無功功率交換。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則2.1相數(shù)選擇1）三相變壓器與同容量的3臺單相變壓器相比，三相變壓器造價低、占地小、損耗小，配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單和運行維護較方便，應(yīng)優(yōu)先選用。

三相變壓器適用于機組容量為300MW及以下的單元接線，以及系統(tǒng)電壓為330kV及以下的發(fā)電廠和變電站中。但三相變壓器制造、運輸不易，如果實際條件限制，可選用兩臺容量較小的三相變壓器，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，也可選用單相變壓器組。采用單相變壓器組時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求、設(shè)備質(zhì)量以及變壓器故障率引起的停電損失費用等因素，考慮是否裝設(shè)備用相，如需裝設(shè)備用相，應(yīng)按地區(qū)（運輸條件允許）或同一電廠3~4組的單相變壓器組（容量、變比與阻抗相同），合設(shè)一臺備用相。2）單相變壓器組單相變壓器組投資多，占地大，但是運輸方便，適用于超高壓大容量的場合。

單相變壓器組適用于機組容量為600MW的單元接線，以及500kV的電力系統(tǒng)。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則

2.2繞組數(shù)選擇變壓器按每相的繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組、更多繞組等型式；

按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式或低壓繞組分裂式等型式。

1）只有一種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有兩種電壓等級的變電站，采用雙繞組變壓器。

2）有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及有三種電壓等級的變電站，可采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器（包括自耦變壓器）。具體內(nèi)容如下：

當(dāng)機組容量在125MW及以下，但變壓器某側(cè)繞組通過的容量小于變壓器額定容量的15%時，可采用發(fā)電機-雙繞組變壓器單元和雙繞組聯(lián)絡(luò)變壓器，如圖4-21（a）。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則G~G~采用發(fā)電機-雙繞組變壓器單元和雙繞組聯(lián)絡(luò)變壓器；(b)采用發(fā)電機-雙繞組變壓器單元和自耦變壓器圖4-21有兩種升高電壓的發(fā)電廠以及有三種電壓的變電站的連接方式2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則

當(dāng)機組容量在125MW及以下，變壓器各側(cè)繞組通過的容量均達到變壓器額定容量的15%及以上時（否則繞組的利用率很低），應(yīng)優(yōu)先采用三繞組變壓器。因為此時如果采用2臺雙繞組變壓器聯(lián)系三個電壓級，與采用1臺三繞組變壓器相比，價格、所用的控制電器及輔助設(shè)備增多，維護也不方便。需要注意在一個電廠中三繞組變壓器一般不超過2臺。當(dāng)送電方向主要由低壓側(cè)送向中、高壓側(cè)，或由低、中壓側(cè)送向高壓側(cè)，優(yōu)先采用自耦變壓器

機組容量超過200MW以上時，采用發(fā)電機-雙繞組變壓器單元接線形式。若有兩個升高電壓，加裝聯(lián)絡(luò)變壓器，宜選擇三繞組變壓器（或自耦變壓器），低壓繞組作為廠用啟動備用電源，也可用來連接無功補償裝置，如圖4-21（b）。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則采用擴大單元接線時，應(yīng)優(yōu)先選擇低壓分裂繞組變壓器，以限制短路電流。220kV及以上電壓等級的變壓器可以選擇自耦變壓器。110kV及以上的兩個中性點直接接地系統(tǒng)相連接時，可優(yōu)先選用自耦變壓器。多繞組(四繞組)變壓器一般用作600MW級大型機組啟動兼?zhèn)溆米儔浩?YNyn0yn0d11)。d繞組不接負荷，提供3次諧波電流通路以改善電動勢波形。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則2.3繞組聯(lián)結(jié)方式

考慮必須與多電壓級閉環(huán)電網(wǎng)的電壓相位一致，并列運行的變壓器聯(lián)結(jié)組別必須相同，否則不能并列運行。還應(yīng)考慮消除三次諧波對電壓波形的影響。在繞組聯(lián)結(jié)中常用大寫字母A、B、C表示高壓繞組首端，用X、Y、Z表示其末端；用小寫字母a、b、c表示低壓繞組首端，x、y、z表示其末端，用o表示中性點。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則變壓器三相繞組有星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)與曲折形聯(lián)結(jié)等三種聯(lián)結(jié)法。Y（或y）表示星形接線；D（或d）表示三角形接線；Z（或z）表示曲折形接線；N（或n）表示帶中性線；常用數(shù)字時鐘表示法表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系：一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置；二次側(cè)的線電壓相量作為時針。自藕變壓器有公共部分的兩繞組中額定電壓低的一個用符號a表示。對高壓繞組分別用大寫字母Y、D、Z表示；對中壓和低壓繞組分別用小寫字母y、d、z表示。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則110kV及以上的高壓側(cè)為星形聯(lián)結(jié)且中性點引出并直接接地，用“YN”表示，35kV（60kV）作為高（中）壓側(cè)且中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地可采用“Y（y）”。35kV（60kV）作為低壓側(cè)可以采用“y”或“d”。35kV以下（不含0.4kV及以下）的電壓側(cè)可采用為三角形聯(lián)結(jié)，也可采用星形聯(lián)結(jié)。例如常用YN，yn0，d11接線組別，分別表示高中壓側(cè)均為星形聯(lián)結(jié)且中性點都引出，高、中壓間為0點接線，高、低壓間為11點接線。2主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇原則不同變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式的一般情況是：1）6~500kV均有雙繞組變壓器，其繞組聯(lián)結(jié)方式為Yd11或YNd11、YNy0或Yyn0。Ⅱ0表示單相雙繞組變壓器，用于500kV系統(tǒng)。2）110