電氣主接線各種連接方式優缺點與實際應用

摘 要:結合自身工作經驗，通過大量文獻資料分析了電氣主接線各種連接方式優缺點，總結了電氣主接線8種接線方式的設計要求和應用原則，并通過案例進行了論證#65377;

關鍵詞:電氣主接線;連接方式;優缺點;分析;實際;應用

電氣主接線主要是指在發電廠#65380;變電所#65380;電力系統中，為滿足預定的功率傳送和運行等要求而設計的#65380;表明高壓電氣設備之間相互連接關系的傳送電能的電路#65377;電路中的高壓電氣設備包括發電機#65380;變壓器#65380;母線#65380;斷路器#65380;隔離刀閘#65380;線路等#65377;它們的連接方式對供電可靠性#65380;運行靈活性及經濟合理性等起著決定性作用#65377;一般在研究主接線方案和運行方式時，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖#65377;在繪制主接線全圖時，將互感器#65380;避雷器#65380;電容器#65380;中性點設備以及載波通信用的通道加工元件(也稱高頻阻波器)等也表示出來#65377;

1 電氣主接線接線要求

對一個電廠而言，電氣主接線在電廠設計時就根據機組容量#65380;電廠規模及電廠在電力系統中的地位等，從供電的可靠性#65380;運行的靈活性和方便性#65380;經濟性#65380;發展和擴建的可能性等方面，經綜合比較后確定#65377;它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況#65377;電氣主接線又稱電氣一次接線圖#65377;

電氣主接線應滿足以下幾點要求:

(1)運行的可靠性:主接線系統應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電#65377;

(2)運行的靈活性:主接線系統應能靈活地適應各種工作情況，特別是當一部分設備檢修或工作情況發生變化時，能夠通過倒換開關的運行方式，做到調度靈活，不中斷向用戶的供電#65377;在擴建時應能很方便的從初期建設到最終接線#65377;

(3)主接線系統還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經濟合理，盡量減少占地面積，節省投資#65377;

2 電氣主接線常見8種接線方式優缺點分析

2.1 線路變壓器組接線

線路變壓器組接線就是線路和變壓器直接相連，是一種最簡單的接線方式#65377;線路變壓器組接線的優點是斷路器少，接線簡單，造價省#65377;相應220kV采用線路變壓器組，110kV宜采用單母分段接線，正常分段斷路器打開運行，對限制短路電流效果顯著，較適合于110kV開環運行的網架#65377;但其可靠性相對較差，線路故障檢修停運時，變壓器將被迫停運，對變電所的供電負荷影響較大#65377;其較適合用于正常二運一備的城區中心變電所，如上海中心城區就有采用#65377;

2.2 橋形接線

橋形接線采用4個回路3臺斷路器和6個隔離開關，是接線中斷路器數量較少#65380;也是投資較省的一種接線方式#65377;根據橋形斷路器的位置又可分為內橋和外橋兩種接線#65377;由于變壓器的可靠性遠大于線路，因此中應用較多的為內橋接線#65377;若為了在檢修斷路器時不影響和變壓器的正常運行，有時在橋形外附設一組隔離開關，這就成了長期開環運行的四邊形接線#65377;

2.3 多角形接線

多角形接線就是將斷路器和隔離開關相互連接，且每一臺斷路器兩側都有隔離開關，由隔離開關之間送出回路#65377;多角形接線所用設備少，投資省，運行的靈活性和可靠性較好#65377;正常情況下為雙重連接，任何一臺斷路器檢修都不影響送電，由于沒有母線，在連接的任一部分故障時，對電網的運行影響都較小#65377;其最主要的缺點是回路數受到限制，因為當環形接線中有一臺斷路器檢修時就要開環運行，此時當其它回路發生故障就要造成兩個回路停電，擴大了故障停電范圍，且開環運行的時間愈長，這一缺點就愈大#65377;環中的斷路器數量越多，開環檢修的機會就越大，所一般只采四角(邊)形接線和五角形接線，同時為了可靠性，線路和變壓器采用對角連接原則#65377;四邊形的保護接線比較復雜，一#65380;二次回路倒換操作較多#65377;

2.4 單母線分段接線

單母線分段接線就是將一段母線用斷路器分為兩段，它的優點是接線簡單，投資省，操作方便;缺點是母線故障或檢修時要造成部分回路停電#65377;

2.5 雙母線接線

雙母線接線就是將工作線#65380;電源線和出線通過一臺斷路器和兩組隔離開關連接到兩組(一次/二次)母線上，且兩組母線都是工作線，而每一回路都可通過母線聯絡斷路器并列運行#65377;

與單母線相比，它的優點是供電可靠性大，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，就可迅速恢復供電，另外還具有調度#65380;擴建#65380;檢修方便的優點;其缺點是每一回路都增加了一組隔離開關，使配電裝置的構架及占地面積#65380;投資費用都相應增加;同時由于配電裝置的復雜，在改變運行方式倒閘操作時容易發生誤操作，且不宜實現自動化;尤其當母線故障時，須短時切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發電廠和變電站是不允許的#65377;

2.6 雙母線帶旁路接線

雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎上，增設旁路母線#65377;其特點是具有雙母線接線的優點，當線路(主變壓器)斷路器檢修時，仍有繼續供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統復雜化，投資費用較大，一般為了節省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設專用的旁路斷路器，出線少于5個回路時，則采用母聯兼旁路或旁路兼母聯的接線方式#65377;

2.7 雙母線分段帶旁路接線

雙母線分段帶旁路接線就是在雙母線帶旁路接線的基礎上，在母線上增設分段斷路器，它具有雙母線帶旁路的優點，但投資費用較大，占用設備間隔較多，一般采用此種接線的原則為:

(1)當設備連接的進出線總數為12～16回時，在一組母線上設置分段斷路器;

(2)當設備連接的進出線總數為17回及以上時，在兩組母線上設置分段斷器#65377;

2.8 3/2(4/3)斷路器接線

3/2(4/3)斷路器接線就是在每3(4)個斷路器中間送出2(3)回回路，一般只用于500kV(或重要220kV)電網的母線主接線#65377;它的主要優點是:

(1)運行調度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環狀供電;

(2)檢修時操作方便，當一組母線停支時，回路不需要切換，任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式霆，不需切換;

(3)運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電，母線發生故障時，任何回路都不停電#65377;

2/3(4/3)斷路器接線的缺點是使用設備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資費用大，保護接線復雜#65377;

3 案例分析:10kV終端變電所主接線模式分析 

終端變電所又稱受端變電所，這類變電所接近負荷中心，電能通過它分配給用戶或下級配電所#65377;在確保供電可靠性的前提下，變電所主接線設計應有利于規范化#65380;簡單化#65380;自動化及無人化，盡可能減少占地面積#65377;變電所主接線方式應根據負荷性質#65380;變壓器負載率#65380;電氣設備特點及上級電網強弱等因素確定#65377;一般終端變電所高壓側主接線形式選用線路-變壓器組接線和內橋接線#65377;

3.1 線路-變壓器組接線 

線路-變壓器組接線是最簡單主接線方式#65377;高壓配電裝置只配置2個設備單元，接線簡單清晰，占地面積小，送電線路故障時由送電端變電所出線斷路器跳閘#65377;在正常運行方式下，L1#65380;L2線路各帶一臺主變，系統接線簡單，運行可靠#65380;經濟，有利于變電所實現自動化#65380;無人化#65377;如主變容量滿足低負載率標準(2臺主變負載率取0.5～0.65)，系統發生故障時，恢復供電操作十分方便#65377;當1臺主變或一條線路故障退出運行，只需在變電所低壓側作轉移負荷操作，就能確保100%負荷正常用電，對相鄰變電所無影響#65377;如主變容量按高負載率配置(2臺主變負載率高于0.65)，主變或線路發生故障時，需要通過相鄰變電所聯絡線來轉移部份負荷，實現相互支援#65377;因此，對于地方電網中110kV終端變電所，如主變容量滿足N-1要求，即主變容量滿足低負載率標準，首先應推薦采用線路-變壓器組接線方式#65377;

3.2 內橋接線 

內橋接線是終端變電所最常用的主接線方式(見圖2)#65377;其高壓側斷路器數量較少，線路故障操作簡單#65380;方便，系統接線清晰#65377;在正常運行方式下，橋斷路器打開，類似于線路-變壓器組接線，L1#65380;L2線路各帶1臺主變#65377;因內橋接線線路側裝有斷路器，線路的投入和切除十分方便#65377;當送電線路發生故障時，只需斷開故障線路的斷路器，不影響其它回路正常運行#65377;但變壓器故障時，則與其連接的兩臺斷路器都要斷開，從而影響了一回未故障線路的正常運行#65377;隨著主變制造工藝和質量的迅速提高，現在各廠家生產的主變大都為免維護式#65377;因主變壓器運行可靠性較高，其故障率一般小于1.5次/百臺?年，而且主變也不需要經常切換，而送電線路故障率高達0.36次/百km?年#65377;因此，對于地方電網中110kV終端變電所，如主變容量不能滿足N-1 要求，采用內橋主接線方式有利于提高系統供電可靠性#65377;

參考文獻

[1]李義山.變配電實用技術[M].北京:機械工業出版社，2003.

[2]居榮.供配電技術[M].北京:化學工業出版社，2005.