220kV双母线单分段接线方式的倒母线操作分析
摘要:兴泰变220kV母线最终将采用双母线单分段的接线方式，采用双母线单分段接线是由于在电力系统发展过程中装机容量不断扩大，系统的短路电流已超过断路器的额定短路电流，为了限制短路电流，系统采取的一种限制短路电流的措施。
关键词: 双母单分段；短路电流；限制措施
1前言
220KV兴泰变电站位于河南省西部洛阳市宜阳县境内,始建运行于2010年6月,该变电站的投运提升了县级电网的运行电压等级及供电可靠性,为洛阳市区及洛宁县、宜阳县110KV电网的安全供电提供了有力支撑。我们知道，双母线单分段接线是在电力系统发展过程中，由于装机容量不断扩大，系统的短路电流已超过断路器的额定短路电流，我省短路电流水平最高的地区是洛阳、郑州地区，部分厂站220千伏母线三相或单相短路电流将超过50千安。因而必须采取措施降低上述厂站的短路电流，为了限制短路电流，避免大量开关等设备的更换，在条件具备情况下，超限厂站采取分母或分段运行方式，对降低厂站本身短路电流效果明显。
系统规定220kV出线超12-16回出线采用双母单分段，超过17回出线采用双母双分段运行方式。兴泰变220kV出线目前没有超出规定，设计最终采取双母单分段运行方式，是为今后的系统发展做准备。
2母线保护配置
兴泰变220kV母线保护配置了南京南瑞RCS-915和深圳南瑞BP-2B双套母差保护，每套保护将分段断路器间隔当作一个出线单元处理，两套保护共用一组CT,交叉接入，RCS-915母线保护及失灵交流电流取自各支路CT 3LH，BP-2B型母线保护交流电流取自各支路开关CT 4LH。其母联或分段死区由母联或分段失灵保护完成。母线保护由保护元件、闭锁元件和管理元件三大系统构成，且各系统独立工作。其中BP-2B失灵保护不投，母差保护中的母联充电保护、母联过流保护由母联断路器保护实现，母差保护不使用母联充电保护、母联过流保护功能。
3倒母线操作中的逻辑及注意
⑴220kV母线倒换操作，应投入互联压板、停用母联断路器跳闸电源，母差及失灵保护方式作相应的改变。
互联压板在双母线倒负荷操作的逻辑，投入互联压板，当某一联接单元的两副刀闸同时闭合，两条母线通过刀闸短接。形成单母线，因此，母线差动保护动作后，不再做故障母线的选择，而直接切除故障双母线上所有联接元件。
单母线单母线分段公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
单母线分段接线 单母线分段接线形式，它是将单母线用分段断路器分成几段。与单母线不分段相比提高了可靠性和灵活性。 优点： 1，两母线段可以分裂运行，也可以并列运行； 2，重要用户可用双回路接于不同母线段，保证不间断供电； 3，任意母线或隔离开关检修，只停该段，其余段可继续供电，减少了停电范围。 缺点： 1，分段的单母线增加了分段部分的投资和占地面积； 2，某段母线故障或检修时，仍有停电情况；
3，某回路断路器检修时，该回路停电； 4，扩建时需向两端均衡扩建。 适用范围： 1,110-220KV配电装置，出线回路数为3-4回； 2,35-65KV配电装置，出线回路为4-8回； 3,6-10KV配电装置，出线回路为6回及以上。 单母线接线 单母线接线（single-bus configuration）是由线路、变压器回路和一组（汇流）母线所组成的电气主接线。 单母线接线的每一回路都通过一台断路器和一组母线隔离开关接到这组母线上，见图。
双电源单母线接线 特点优势 这种接线方式的优点是简单清晰，设备较少，操作方便和占地少。但因为所有线路和变压器回路都接在一组母线上，所以当母线或母线隔离开关进行检修或发生故障,或线路、变压器继电保护装置动作而断路器拒绝动作时，都会使整个配电装置停止运行，运行可靠性和灵活性不高，仅适用于线路数量较少、母线短的牵引变电所和铁路变、配电所。 母线段隔离开关 英文名称
busbar section disconnector 定义 串联在两母线段之间，用于将它们彼此隔离的开关。
电网运行方式 变电站运行方式 1）变电站运行方式是标明变电站通过主要电力设备运行连接方式。变电站运行方式的特点是： 保证对重要用户的可靠供电，对于重要用户应采用双回路供电，就是2个独立的电源同时对用户供电。 便于事故处理，考虑部分供电设备在发生故障时能通过紧急的倒闸操作，恢复对用户的供电，对于变电站有多台变压器的，应考虑到当其中一台变压器发生故障或者失去电源时，其他的变压器能担负起失电用户的负荷转供任务。 要考虑运行的经济性，在编制各种运行方式时，尽量使负荷分配合理，减少由于线路潮流引起的电能损耗。对于双回路供电的变电站，应将双回线同时投入运行，以减少电流密度。 断路器的开断容量应大于最大运行方式时短路容量，如果断路器短路容量低于系统计算点短路容量，则当被保护区发生短路故障时，断路器由于容量过小，不能正常断开，回进一步使事故扩大，在成断路器爆炸的可能。 变电站满足防雷、继电保护及消弧线圈运行要求。 2）变电站一次主结线图 变电站一次主结线图是为了方便运行人员熟悉变电站设备接线
方式，同时在进行倒闸操作时，可按照主结线图进行模拟操作，以防止误操作事故发生，最主要的是，一次主结线图能明确反映出各电气设备实时状态。一般变电站主接线类型有如下几种： ?有母线的主接线：有母线的变电站接线可分单母线和双母线二类， 一般单母线接线又分成单母有分段、单母无分段、单母分段加旁路。双母线接线的变电站可分成单开关双母线、双开关双母线、二分之三开关双母线及带旁路母线的双母线。 供电可靠性最好的是双母线带旁路母线接线形式。 ?无母线的主要接线有：单元接线、扩大单元接线、桥型接线和多 角接线等。 通常变电站常用接线方式有：单母线或单母分段、双母线加分段、双母线带旁路。 3）各种接线图例 ?单母线接线
1、单母线接线 (1)只有一组母线的接线,进出线并接在这组母线上。 单母线接线图见图1。图中倒闸操作:如对馈线LI送电时,须先合上隔离开关QS2与QS3,再投人断路器QF2;如欲停止对其供电,须先断开QF2,然后再断开QS3与QS2。即隔离开关相对于断路器而言要“先通后断”,母线隔离开关相对于线路隔离开关也要“先通后断”。接地开关QS4就是在检修电路与设备时合上,取代安全接地线的作用。 图1 单母线接线图 单母线接线优点:简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便,且有利于扩建。 缺点:可靠性与灵活性较差。 应用:6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回; 35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回;110～220kV配电装置的出线回路数不超过2回。 改进:单母线分段接线、单母线带旁路接线。 (2)单母线分段接线:避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点,提高供电可靠性及灵活性。见图2。
图2 单母线分段接线图 单母线用分段断路器QF1进行分段。两段母线同时故障的几率甚小,可以不予考虑。在可靠性要求不高时,亦可用隔离开关分段(QS),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。分段的数目,取决于电源的数量与容量。段数分越多,故障时停电范围越小,但使用断路器的数量亦越多,且配电装置与运行也越复杂,通常以2～3段为宜。这种接线方式广泛用于中、小容量发电厂的6～10kV主接线与6～220kV变电所配电装置中。4 优点:对重要用户可以从不同段引出两回馈线,由两个电源供电;当一段母线发生故障(或检修),仅停该段母线,非故障段母线仍可继续工作。 缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的回路必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。 (3)单母线分段带旁路接线:检修出线断路器,不致中断该回路供电。见图3。 图3 单母线分段带旁路接线示意图
110kV变电站电气主接线及运行方式 变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 一变电所主接线基本要求 1．1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求，当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快，电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换，能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化，在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展，调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三 110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分析。 3. 1 110kV终端变电所主接线模式分析
单母线和双母线优缺点 及图解 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
1.单母线接线 （1）只有一组母线的接线 ,进出线并接在这组母线上。 单母线接线图见图1。图中倒闸操作：如对馈线LI送电时，须先合上隔离开关QS2和QS3，再投人断路器QF2；如欲停止对其供电，须先断开QF2，然后再断开QS3和QS2。即隔离开关相对于断路器而言要“先通后断”，母线隔离开关相对于线路隔离开关也要“先通后断”。接地开关QS4是在检修电路和设备时合上，取代安全接地线的作用。 图1 单母线接线图 单母线接线优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建。 缺点：可靠性和灵活性较差。
应用：6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回； 35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回；110～220kV配电装置的出线回路数不超过2回。 改进：单母线分段接线、单母线带旁路接线。 （2）单母线分段接线：避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点，提高供电可靠性及灵活性。见图2。 图2 单母线分段接线图 单母线用分段断路器QF1进行分段。两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段（QS），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。分段的数目，取决于电源的数量和容量。段数分越多，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。这种接线方式广泛用于中、小容量发电厂的6～10kV主接线和6～220kV变电所配电装置中。4
电力系统母线接线有几种方式？有何特点？ 母线接线主要有以下几种方式： (1)单母线。单母线、单母线分段、单母线加旁路和单母线分段加旁路。 (2)双母线。双母线、双母线分段、双母线加旁路和双母线分段加旁路。 (3)三母线。三母线、三母线分段、三母线分段加旁路。 (4) 3/2接线、3/2接线母线分段。 (5) 4/3接线。 (6)母线一变压器一发电机组单元接线。 (7)桥形接线。内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线。 (8)角形接线(或称环形)。三角形接线、四角形接线、多角形接线。 电力系统母线接线方式有以下特点： (1)单母线接线。单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点，但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，必须断开母线的全部电源。 (2)双母线接线。双母线接线具有供电可靠、检修方便、调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备(特别是隔离开关)多，配电装置复杂，经济性较差;在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，且对实现自动化不便;尤其当母线系统故障时，须短时切除较多电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。 (3)单、双母线或母线分段加旁路。其供电可靠性高，运行灵活方便，但投资有所增加，经济性稍差。特别是用旁路断路器带该回路时，操作复杂，增加了误操作的机会。同时，由于加装旁路断路器，使相应的保护及自动化系统复杂化。 (4) 3/2及4/3接线。具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线故障或检修，均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外，其他任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下，功率仍能继续输送。但此接线使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大， 二次控制接线和继电保护都比较复杂。 (5)母线一变压器一发电机组单元接线。它具有接线简单，开关设备少，操作简便，宜于扩建，以及因为不设发电机出口电压母线，发电机和主变压器低压侧短路电流有所减小等特点。
电力系统电气主接线形式介绍 培训目标：通过学习本章内容，学员可以了解变电站的接线形式的含义，熟悉变电站的接线布局，掌握电气主接线形式的分类。 第一章电气主接线形式定义 第一节电气主接线定义 电气主接线形式：发电厂或变电站所有高压电气设备（发电机、变压器、高压开关电气、电抗器、避雷器及线路）通过连接线组成的用来接受和分配电能的电路。是电网结构的重要组成部分。 电气主接线图：电气主接线中的设备用标准的图形符号及文字符号根据连接方式形成的电路图。 第二节电气主接线基本要求 （一）可靠性 可靠性是电力系统的首要任务，出现故障不仅会造成用户停电，还可能出现重大设备损坏，人员伤亡，引发全系统事故，导致发电厂和变电所的全站停电。因此主接线形式的选择首先必须满足可靠性的要求。 （二）灵活性 灵活性是指主接线能适用于各种工作情况及运行方式，能根据运行情况方便地退出和投入电气设备。因此必须实现调度灵活、接线简单、操作方便的基本要求。 （三）经济型 电气主接线在满足可靠性合灵活性的前提下，还要考虑经济成本的问题。要求投资省、占地少、电损小。因此，电气主接线应简单清晰，尽量减少开关电气数量，并且二次控制及保护配置也应力求简单，以便节约电缆投资。
因此，主接线的设计涉及到技术和经济两个方面，实际应用中要做到因地制宜，不能片面的强调三个方面的任意一个，而忽略其他的方面，应该首先满足技术要求，其次做到合理布局，精心设计，节省费用。 第二章有汇流母线的主接线形式分类 电气主接线按照是否有无汇流母线分为有汇流母线和无汇流母线两大类。变电站内基本都是有汇流母线的，其接线方式包括单母线，双母线及其衍生接线形式。无汇流母线则包括单元接线、桥形接线和多角形等接线形式。 第一节单母线及其衍生接线形式 一：单母线接线 只有一组汇流母线，所有设备均匀地分布在该母线上。每一条回路配置一组断路器及相应的隔离开关及接地刀闸。 如下图所示： 图表1-1单母线接 单母线的优点：接线简单、清晰、设备少、运行操作方便。扩建方便 单母线的缺点：可靠性差和灵活性差。 单母线适用范围：应用于单电源或者回路数较少的35kV电压等级以下变电站或者发电
1.单母线接线 （1）只有一组母线的接线,进出线并接在这组母线上。 单母线接线图见图1。图中倒闸操作：如对馈线LI送电时，须先合上隔离开关QS2和QS3，再投人断路器QF2；如欲停止对其供电，须先断开QF2，然后再断开QS3和QS2。即隔离开关相对于断路器而言要“先通后断”，母线隔离开关相对于线路隔离开关也要“先通后断”。接地开关QS4是在检修电路和设备时合上，取代安全接地线的作用。 图1 单母线接线图 单母线接线优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建。 缺点：可靠性和灵活性较差。 应用：6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回；35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回；110～220kV配电装置的出线回路数不超过2回。 改进：单母线分段接线、单母线带旁路接线。 （2）单母线分段接线：避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点，提高供电可靠性及灵活性。见图2。
图2 单母线分段接线图 单母线用分段断路器QF1进行分段。两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段（QS），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。分段的数目，取决于电源的数量和容量。段数分越多，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。这种接线方式广泛用于中、小容量发电厂的6～10kV主接线和6～220kV变电所配电装置中。4 优点：对重要用户可以从不同段引出两回馈线，由两个电源供电；当一段母线发生故障（或检修），仅停该段母线，非故障段母线仍可继续工作。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上的回路必须全部停电；任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。 (3)单母线分段带旁路接线：检修出线断路器，不致中断该回路供电。见图3。 图3 单母线分段带旁路接线示意图
220KV系统设备介绍及双母线接线方式 一、 220KV系统设备参数 1、220KV断路器参数 （一）型式: 户外防污型, 单断口、六氟化硫断路器，弹簧机构。 数量: 220kV 分相操作 3台 220kV 三相联动 1台 （二）基本参数 1、额定电压: 220kV 2、最高工作电压: 252kV 3、额定频率: 50Hz 4、相数: 3相 5、额定电流: 3150A 6、额定短路开断电流: 40kA 7、额定短路关合电流: 100kA(峰值) 8、额定热稳定电流: 40kA(4S) 9、额定动稳定电流: 100kA(峰值) 10、分闸时间: < 0.04s 11、合闸时间: < 0.12s 12、额定操作顺序: 分-0.3s-合分-180s-合分 13、断路器相间距: 3.5m 14、额定绝缘水平 雷电冲击耐压(峰值): 950kV 1分钟工频耐压(有效值): 395kV 15、额定SF6气体泄漏: < 1%/年 16、SF6气体水分含量: < 150PPM 2、220KV隔离开关参数 （一）型式: 户外防污型, 三相机械联动,主刀电动操作,接地刀手动操动。 数量: 220kV垂直断口垂直开启交叉布置。单接地 5组；不接地 3组 220kV水平断口水平开启交叉布置。双接地 5组 （二）基本参数 1、额定电压: 220kV 2、最高工作电压: 252kV 3、额定频率: 50Hz 4、相数: 3相 5、额定电流: 2000A 6、额定热稳定电流: 40kA(4S) 7、额定动稳定电流: 100kA(峰值) 8、额定绝缘水平 雷电冲击耐压(峰值): 1050kV
1分钟工频耐压(有效值): 460kV 9、隔离开关端子静拉力 水平纵向: >1500N 水平横向: >1000N 垂直: >1000N 静态安全系数不小于2.5，短时动态安全系数不小于1.7。 10、隔离开关主刀及接地刀电动操动机构：控制电压交流220V,电动机电压交流380V,配真空辅助开关。 3、电压互感器参数 4、电流互感器参数
直流系统的运行方式 直流220V系统正常运行方式： 1.直流220V系统由蓄电池和充电器在直流母线上并列运行，充电器除带正常220V母线上负荷外，同事对蓄电池组浮充电。 2.I段、II段直流220V母线联络刀闸在断开位置。 3.直流系统微机绝缘检测装置投入运行。 直流220V系统非正常运行方式： 1.直流I（II）段母线串带II（I）段母线运行，#2（#1）充电器停运，#2（#1）蓄电池与母线隔离） 2.直流母线联络刀闸在合闸位置。 二单元直流系统多一组备用充电器，正常运行处于备用状态，刀闸在断开位。 直流系统运行规定： 1.蓄电池组和微机充电装置并列运行，由充电器给正常负荷供电，并以浮充电流向蓄电池浮充电，蓄电池作为冲击负荷和事故负荷的供给电源。 2.直流母线不允许脱离蓄电池运行。 3.两台充电器不宜长期并列运行，但在直流母线一段串带另一段时，可遵守先并和后断的原则。 4.严禁两组母线发生不同极性接地时并列运行。 5.母线分段运行时，不在同一母线上的负荷，禁止在负荷合环。如需倒换电源，应采取短时停电法。 6.直流系统运行时，微机绝缘检测装置应投入运行。 7.开环点设置：双路供电的直流负荷。 直流系统的运行操作 直流母线投运钱的检查： 1.查蓄电池表面清洁，无渗漏现象，无倾斜破损现象。 2.查讯电池各接头连接紧固，无腐蚀现象，并涂有凡士林。 3.查蓄电池极板颜色正常，无短路、弯曲、硫化或有效脱落现象。 4.查各蓄电池瓶液面在最高和最低刻度之间。 5.查蓄电池室干燥，通风，照明充足，消防设备等附属设施齐全。 集控室1#机1#蓄电池组投入运行： 1.查1#机直流220V系统运行正常，无接地现象。 2.投入1#充电装置电源（一路运行，一路备用） 3.合上1#机1#充电装置整流模块小开关 4.查1#机1#充电装置启动正常 5.查1#充电装置出口刀闸1ZK处电压与母线电压相近。 6.将1#机1#充电装置切至“母线侧”位置。 7.查1#机直流A充电母线出口刀闸2ZK处电压与母线电压相近。 8.将1#机直流A充电母线出口刀闸2ZK由“联络侧”位置切至“充电母线侧”位置。 9.查1#机直流220VI组母线电压正常。 10.查1#机直流220II组母线电压正常。 集控室1#机1#蓄电池组退出运行： 1.查1#机直流220VI、II组母线无接地故障。 2.测量直流220VI、II组母线电压相近。 3.将直流220V1#机直流A充电母线出口刀闸2ZK切至“联络侧”。
1、单母线接线 （1）只有一组母线得接线,进出线并接在这组母线上。 单母线接线图见图1。图中倒闸操作：如对馈线LI送电时，须先合上隔离开关QS2与QS3，再投人断路器QF2；如欲停止对其供电，须先断开QF2，然后再断开QS3与QS2。即隔离开关相对于断路器而言要“先通后断”，母线隔离开关相对于线路隔离开关也要“先通后断”。接地开关QS4就是在检修电路与设备时合上，取代安全接地线得作用。 图1 单母线接线图 单母线接线优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建。 缺点：可靠性与灵活性较差。 应用：6～10kV配电装置得出线回路数不超过5回；35～63kV配电装置得出线回路数不超过3回；110～220kV配电装置得出线回路数不超过2回。 改进：单母线分段接线、单母线带旁路接线。 （2）单母线分段接线：避免单母线接线可能造成全厂停电得缺点，提高供电可靠性及灵活性。见图2。 图2 单母线分段接线图 单母线用分段断路器QF1进行分段。两段母线同时故障得几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段（QS），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。分段得数目，取决于电
源得数量与容量。段数分越多，故障时停电范围越小，但使用断路器得数量亦越多，且配电装置与运行也越复杂，通常以2～3段为宜。这种接线方式广泛用于中、小容量发电厂得6～10kV主接线与6～220kV变电所配电装置中。4 优点：对重要用户可以从不同段引出两回馈线，由两个电源供电；当一段母线发生故障（或检修），仅停该段母线，非故障段母线仍可继续工作。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，接在该段母线上得回路必须全部停电；任一回路得断路器检修时，该回路必须停止工作。 (3)单母线分段带旁路接线：检修出线断路器，不致中断该回路供电。见图3。 图3 单母线分段带旁路接线示意图 图4 分段断路器兼作旁断路器得接线图 增设旁路母线W2与旁路断路器QF2。旁路母线经旁路隔离开关QS3与出线连接。正常运行时，QF2与QS3断开。当检修某出线断路器QF1时，先闭合QF2两侧得隔离开关，再闭合QF2与QS3，然后断开QF1及其线路隔离开关 QS2与母线隔离开关QS1。这样QF1就可退出工作，由旁路断路器QF2执行其任务。即在检修QF1期间，通过QF2与QS3向线路L2供电。当检修电源回路断路器期不允许断开
单母线分段带旁路母线开关的操作方法 摘要：该文列举并分析了单母线分段带旁路结线，在各种方式下线路开关相互转带和恢复带路操作中，曾经出现的错误操作方法的错误原因及含有隐性错误操作方法的错误所在，提出了正确的操作方法。 关键词：单母线分段；旁路；线路开关；代路；方法 变电站的倒闸操作是一项技术含量很高的工作，其中带路操作属于重要且复杂的操作。通过专用旁路开关或母联兼旁路开关进行的带路操作比较常见，一般变电站值班员都能较为熟练、正确地完成；用一台线路开关带一条以上线路的操作则相对较少见，所以一般变电站值班员不熟悉这种操作方法。同时，用线路开关相互转带的操作，需要考虑的问题也比较多，一旦考虑不周，就有酿成事故的可能。特别是10～35 kV由于电压等级低，线路开关相互转带操作往往不能引起人们足够的重视，使得一些操作过程中的隐性问题更加难以发现。笔者结合自身多年的运行工作经验，仅就10～35 kV单母线分段带旁路结线，在不同方式下用线路开关相互转带操作方法提出见解，以供同行们参考。 1 用一台线路开关带另一线路的操作 1.1 设定运行方式及操作任务 图1中4号、5号母线只有一个电源，电源开关在4号母线运行；母联兼旁路545开关做母联运行；514开关带着重要负荷，需保证用电安全，但开关严重漏油，需立即停电检修；母联兼旁路545-6刀闸损坏，待修；根据各路出线的负荷情况及其所带负荷的重要性，决定用511开关带514线路负荷运行，设定511线路保护定值满足带514负荷的要求。为了方便分析和版面整洁，以下倒闸操作步骤的填写与正常填写的操作票格式有所不同，且与分析问题关系不大的部分操作步骤被省略。请参看图1。 1.2 在给定方式下的操作方法（1） ①上511-6隔离开关，检查511-6隔离开关已合好； ②合上514-6隔离开关，检查514-6隔离开关已合好； ③拉开514开关，检查514开关已拉开； ④分别拉开514开关两侧隔离开关，并检查已拉开； ⑤在514开关两侧三相分别验电、封地线。 这种操作方法过去曾有人使用过，并顺利地完成了操作任务。下面分析操作方法（1）（以下简称方法（1），方法（2）……）。 方法（1）中的第?项合上511-6隔离开关，是对空母线（6号旁路母线）充电，符合《调度管理规程》中允许用隔离开关拉合空母线的规定，似乎没有问题，而实际上这样操作是错误的。因为调度规程规定，允许用隔离开关拉合空母线是有前提条件的，即在“系统正常时”方可用隔离开关拉合空母线，而6号旁路母线经常会长时间不带电运行，怎知该母线是否正常呢?操作人关键是对规程的规定没有很好地学习和掌
母线接线形式介绍
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
电力系统电气主接线形式介绍 培训目标：通过学习本章内容，学员可以了解变电站的接线形式的含义，熟悉变电站的接线布局，掌握电气主接线形式的分类。 第一章电气主接线形式定义 第一节电气主接线定义 电气主接线形式：发电厂或变电站所有高压电气设备（发电机、变压器、高压开关电气、电抗器、避雷器及线路）通过连接线组成的用来接受和分配电能的电路。是电网结构的重要组成部分。 电气主接线图:电气主接线中的设备用标准的图形符号及文字符号根据连接方式形成的电路图。 第二节电气主接线基本要求 （一）可靠性 可靠性是电力系统的首要任务,出现故障不仅会造成用户停电,还可能出现重大设备损坏,人员伤亡，引发全系统事故，导致发电厂和变电所的全站停电。因此主接线形式的选择首先必须满足可靠性的要求。 （二）灵活性 灵活性是指主接线能适用于各种工作情况及运行方式,能根据运行情况方便地退出和投入电气设备。因此必须实现调度灵活、接线简单、操作方便的基本要求。 （三）经济型 电气主接线在满足可靠性合灵活性的前提下,还要考虑经济成本的问题。要求投资省、占地少、电损小。因此，电气主接线应简单清晰,尽量减少开关电气数量，并且二次控制及保护配置也应力求简单,以便节约电缆投资。
因此，主接线的设计涉及到技术和经济两个方面,实际应用中要做到因地制宜,不能片面的强调三个方面的任意一个,而忽略其他的方面，应该首先满足技术要求，其次做到合理布局，精心设计,节省费用。 第二章有汇流母线的主接线形式分 类 电气主接线按照是否有无汇流母线分为有汇流母线和无汇流母线两大类。变电站内基本都是有汇流母线的,其接线方式包括单母线，双母线及其衍生接线形式。无汇流母线则包括单元接线、桥形接线和多角形等接线形式。 第一节单母线及其衍生接线形式 一:单母线接线 只有一组汇流母线，所有设备均匀地分布在该母线上。每一条回路配置一组断路器及相应的隔离开关及接地刀闸。 如下图所示： 图表１-1单母线接 单母线的优点:接线简单、清晰、设备少、运行操作方便。扩建方便。 单母线的缺点:可靠性差和灵活性差。
单母线接线 图1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。母线既可保证 电源并列工作，又能使任一条出线都可 以从任一个电源获得电能。各出线回路 输送功率不一定相等，应尽可能使负荷 均衡地分配于母线上，以减少功率在母 线上的传输。 单母线接线每条回路上都装有断路器和隔离开关，紧靠母线侧的隔离开关称为母线隔离开关，靠近线路侧的称为线路隔离开关。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。隔离开关没有灭弧装置，其开合电流能力极低，只能用作设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。所以，在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源。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，为了阻止雷击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设隔离开关，因为该断路器的检修必然是在发电机组停机状态下进行；但有时为了便于对发动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。 高压隔离开关一般有主闸刀与接地开关，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的作用，为避免发生接地开关接地状态下误合主闸刀的事故，主闸刀与接地开关之间装设有机械联锁装置。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，对于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，以保证电气设备和母线检修时的安全。 在运行操作时，必须严格遵守下列操作顺序：在接通电路时，应先合断路器两侧的隔离开关，如对馈线WL2送电时，须先合上母线隔离开关QS21，再合线路隔离开关QS22，然后再投入断路器QF2；切断电路时，应先断开断路器QF2，再依次断开QS22和QS21。这样的操作顺序遵守了两条基本原则：一是防止隔离开关带负荷合闸或拉闸；二是防止了在断路器处于合闸状态下（或虽在分闸位置，但因绝缘介质性能破坏而导通），误操作隔离开关的事故不发生在母线隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故；反之，误操作发生在线路隔离开关时，造成的事故范围及修复时间将大为缩小。为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应对隔离开关和相应的断路器加装电磁闭锁、机械闭
双母线双分段接线母差保护的配置方案及二次回路研究 摘要：电力系统中，对于出线间隔较多的变电站，110千伏、220千伏等电压等级母线采用双母线双分段接线的情况越来越普遍，由于双母线双分段接线特别复杂，且分段开关和电流互感器之间还可能会存在保护死区，母线发生故障时，母差保护、断路器失灵保护等如不能正确动作，会严重影响到电网的安全稳定运行。轻者会导致事故范围扩大、元件受损或烧毁，重者甚至会导致全站失电、局部电网解列等，造成不可估量的损失。本文以电网中最为常见的110千伏双母线双分段接线为例，提出了母差保护、断路器失灵保护等的配置方案，以及对应的二次回路原理及接线，重点解决110千伏分段开关可能存在的保护死区以及分段开关失灵的问题。具有较强的实用性和较高的典型性。 abstract： for substations with more outlet areas in the power system， its 110 kv， 220 kv bus offten adopts double busbar dual segmented wiring. as the double busbar dual segmented wiring is complex， there are dead zone of protection between the section switch and current transformer. when the bus is failure， the wrong operation of differential bus protection and breaker failure protection would seriously influence the safe operation of power grid. it would lead to the accident expending， components are damaged or destroyed；the worst thing is that it would lead to total loss of
1?单母线接线 (1) 只有一组母线的接线，进出线并接在这组母线上。 单母线接线图见图1。图中倒闸操作：如对馈线LI送电时，须先合上隔离开关QS2和QS3,再投人断路器QF2；如欲停止对其供电，须先断开QF2,然后再断开QS3和QS2。 即隔离开关相对于断路器而言要“先通后断”，母线隔离开关相对于线路隔离开关也要“先 通后断”。接地开关QS4是在检修电路和设备时合上，取代安全接地线的作用。 图1单母线接线图单母线接线优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便，且有利于扩建。 缺点：可靠性和灵活性较差。 应用：6?10kV配电装置的出线回路数不超过5回；35?63kV配电装置的出线回路 数不超过3回；110?220kV配电装置的出线回路数不超过2回。 改进：单母线分段接线、单母线带旁路接线。 (2) 单母线分段接线：避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点，提高供电可靠性 及灵活性。见图2。
单母线用分段断路器 QF1进行分段。两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。 在可靠性要求 不高时，亦可用隔离开关分段（ QS ）,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。分段的数目取决于电 源的数量和容量。段数分越多， 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。这种接线方式广泛用于中、 小容量发电厂的6? 10kV 主接线和6?220kV 变电所配电装置中。 4 优点：对重要用户可以从不同段引出两回馈线， 由两个电源供电；当一段母线发生故 障（或检修），仅停该段母线，非故障段母线仍可继续工作。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时, 电；任 一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。 （3）单母线分段带旁路接线：检修出线断路器，不致中断该回路供电。见图 接在该段母线上的回路必须全部停 3。 图2单母线分段接线图 图3单母线分段带旁路接线示意图
常用母线的形式 母线分硬母线和软母线两种。 （一）硬母线 1．母线分类 (线按其形状不同可分为矩形母线、槽形母线、菱形母线、管形母线等多种。 (1)矩形母线是较常用的母线，也称母线排。按其材质又有铝母线（铝排）和铜母线（铜排）之分。矩形母线的优点是施工安装方便，在运行中变化小，载流量大，但造价较高。 矩形母线平装与竖装时的额定电流是不同的，因此其散热也是不同的。竖放母线的散热条件较好，平装母线散热条件较差，所以平装母线比竖装母线的额定电流少5%～8%：但是竖装母线受电动力的机械稳定性差些。 (2)槽形和菱形母线均使用在大电流的母线桥及对热、动稳定配合要求较高的场合。 (3)管形母线通常和插销隔离开关配合使用。目前采用的多为钢管母线，施工方便但载流容量较小。管型母线的特点：由于它扩充了直径，所以电抗小一与相同直径母线相较，其所允许通过的工作电流要大得多。
2．矩形截面和圆形截面母线的比较 在同样截面积下，矩形母线比圆形母线的周长要大，散热面大，因而冷却条件好。此外，当交流电流通过母线时，由于集肤效应的影响，矩形截面母线的电阻也要比圆形截面小一些。因此，在相同截面积和相同的允许发热温度下，矩形截面母线要比圆形截面母线允许的工作电流大。因此，35kV以下的户内配电装置多采用矩形截面母线。在35kV以上的户外配电装置中，为防止产生电晕，多采用圆形截面母线。母线表面的曲率半径越小，则电场强度越大，矩形截面的四角易引起电晕现象，圆形截面无电场集中现象。为减小电场强度，增加母线直径，故在llokV及以上户外配电装置中采用钢芯铝绞线或管形母线。 3．硬母线连接 硬母线一般采用压接或焊接。压接是用螺钉将母线压接起来，便于改装和拆卸。焊接是用电焊或气焊连按，多用于不需拆卸的地方。硬母线不准采用锡焊和绑接。铜铝母线连接时，应将铜母线镀锡或用锌皮做垫片，进行压接。 4．硬母线装伸缩头的作用 物体都有热胀冷缩特性，母线在运行中会因发热而使长度发生变化。为了避免因热胀冷缩的变化使母线和支持绝缘子受到过大的应力并损坏，应在硬母线上装设伸缩接头。 （二）软母线
电气主接线基本形式 第一节单母线接线 一单母线接线 1.接线特点 单母线接线如图10－1所示 单母线接线的特点是每一回路均经过一台断路器QF 和隔离开关QS 接于一组母线上。断路器用于在正常或故障情况下接通与断开电路。断路器两侧装有隔离开关，用于停电检修断路器时作为明显断开点以隔离电压，靠近母线侧的隔离开关称母线侧隔离开关（如11QS ），靠近引出线侧的称为线路侧隔离开关（如13QS ）。在主接线设备编号中隔离开关编号前几位与该支路断路器编号相同，线路侧隔离开关编号尾数为3，母线侧隔离开关编号尾数为1（双母线时是1和2）。在电源回路中，若断路器断开之后，电源不可能向外送电能时，断路器与电源之间可以不装隔离开关，如发电机出口。若线路对侧无电源，则线路侧可不装设隔离开关。 二、单母线分段接线 1.接线特点 单母线分段接线，如图10－2所示。 图10－1 单母线接线 L1 1QF 4QF 13QS 11QS 2QF
正常运行时，单母线分段接线有两种运行方式： （1）分段断路器闭合运行。正常运行时分段断路器0QF 闭合，两个电源分别接在两段母线上；两段母线上的负荷应均匀分配，以使两段母线上的电压均衡。在运行中，当任一段母线发生故障时，继电保护装置动作跳开分段断路器和接至该母线段上的电源断路器，另一段则继续供电。有一个电源故障时，仍可以使两段母线都有电，可靠性比较好。但是线路故障时短路电流较大。 （2）分段断路器0QF 断开运行。正常运行时分段断路器0QF 断开，两段母线上的电压可不相同。每个电源只向接至本段母线上的引出线供电。当任一电源出现故障，接该电源的母线停电，导致部分用户停电，为了解决这个问题，可以在0QF 处装设备自投装置，或者重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电。分段断路器断开运行的优点是可以限制短路电流。 三、单母线分段带旁路母线接线 图10－2 单母线分段接线 L1 1QF 0QF 01QS I 段 Ⅱ段 13QS 11QS 2QF 02QS
《发电厂电气部分》课程实验报告 姓名： XXX 学号： XXX
况下对WⅠ进行检修；要求各开关动作顺序符合倒闸操作要求，倒闸操作在3s 开始、并在8s内完成；给出QS11、QS12、QS13、QS14、QS15、QS16、QFm1、QSm1、QSm2、QFd、QSd1、QSd2的动作时序图，给出i1、i2、i3及i4的仿真波形图。 三、实验步骤及结果 1、按照图1所示，在PSCAD/EMTDC软件中搭建的仿真模型如图2所示。 图2 仿真模型图 图2中，各开关设备的初始状态如表1所示。 表1 各开关的初始状态 开关名称QS11QS12QS13QS14QS15QS16QFm1 初始状态close open close open close open open 开关状态QSm1QSm2QFm2QSm3QSm4QS23QS24 初始状态open Open open open open close open 开关名称QF22QS25QS21QS22QF21QFd QSd1 初始状态close close close open close close close 开关名称QSd2QF11QS17QF12 初始状态close close close Close 2、仿真1s，得到i1、i2、i3及i4的仿真波形图如图3所示。
图3 正常运行时各电流仿真波形图 3、重新设置各断路器与隔离开关的动作时间，QS11、QS12、QS13、QS1 4、QS1 5、QS1 6、QFm1、QSm1、QSm2、QFd、QSd1、QSd2的动作时间设置如表2所示。
表2 各开关的动作时间（s） 开关名称QS11QS12QS13QS14QS15QS16 第1次动 6.3s 5.4s 5.7s 4.8s6s 5.1s 作时间 第2次动 无无无无无无 作时间 开关名称QFm1QSm1QSm2QFd QSd1QSd2 第1次动 4.5s 3.9s 4.2s3s 3.3s 3.6s 作时间 第2次动 6.6s 6.9s 7.2s无无无 作时间 4、仿真10s，得到i1、i2、i3及i4的仿真波形图如图4所示，QS11、QS12、QS13、QS14、QS1 5、QS1 6、QFm1、QSm1、QSm2、QFd、QSd1、QSd2的动作时序如图5所示。
众所周知，智能变电站通过母线压变合并单元采集母线电压。对于220kV变电站而言，220kV 母线压变合并单元一般配置两套。两套电压合并单元均采集正母、副母电压，以相互独立的形式将正副母电压分别送至220kV各个间隔的第一套、第二套保护。 220kV第一套母差保护、主变第一套保护以及各个线路间隔的第一套保护电压均取自220kV 母线压变第一套合并单元。若220kV正母压变故障或检修，正母运行的设备就会面临正母电压失去的危险。为解决该问题，通常在母线压变合并单元处设置母线电压并列把手。 母线电压并列把手 母线电压并列把手一般分位三个档位：“正母退出取副母”、“正常”、“副母退出取正母”。正常运行时，把手处于“正常”档位；正母压变故障或检修时，把手切至“正母退出取副母”档位；副母压变故障或检修时，把手切至“副母退出取正母”档位。 母线电压并列把手1-13QK通过二次电缆分别与220kV母线压变第一套合并单元（南自设备PSMU-602GV-NU）、220kV母线压变第二套合并单元（南瑞设备PCS-221N-G-H3）建立联系。 当母线电压并列把手1-13QK正常档位时，端子1-13QK:1与1-13QK:3、1-13QK:5与1-13QK:7相连（黑色连线部分）。 当母线电压并列把手切至“正母退出取副母”档位时，红色虚线接通，即端子1-13QK:1与1-13QK:2、1-13QK:5与1-13QK:6连通，此时左端+24V正电源通过母线电压并列把手与合并单元相连，分别开入220kV母线压变第一套合并单元的1-13n12X9端子与220kV母线压变第二套合并单元2-13n12X9端子。从而在母线压变合并单元内部实现母线电压的并列，此时正母运行的间隔第一套保护与第二套保护均采用副母电压。 类似地，当母线电压并列把手切至“副母退出取正母”档位时，蓝色虚线接通，即端子1-13QK:3