发电厂电气部分第四章 电气主接线及设计
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WL1 WL2 WL3 WI QF1 QS13
QF2
QS33 QF3 WII
T1
T2
T3
(2)配置原则 电源线与负荷线配对成串，即要求采用在同一个 “断路器串”上配置一条电源回路和一条出线回路，
以避免在联络断路器发生故障时,使两条电源回路或两
条出线回路同时被切除； 配电装置建设初期仅两串时，同名回路宜分别接 入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关。当一台半 断路器接线达三串及以上时，同名回路可接于同一侧 母线，进出线不宜装设隔离开关。
2、灵活性 (1)操作的方便性； (2)调度的方便性； (3)扩建的方便性。 3、经济性 (1)节省一次投资；
(2)占地面积少；
(3)电能损耗少。
二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线设计的程序 电气主接线设计的基本原则 是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。 原始资料是设计的依据。 设计时必须严格遵守国家方针政策、技术规范和标准。 设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩 建和发展的余地。
桥形接线 多角形接线
4-2 主接线的基本接线形式 一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线接线
1、单母线接线
优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并 且母线便于向两端延伸，便于扩建。 缺点：可靠性差，母线范围内发生故障或母线及母线
QS检修时，需停止供电；各单元QF检修时，该单元中
断工作；调度不方便，电源只能并列运行，不能分列
运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。
应用：只用在出现回路少，并且没有重要负荷的发电 厂和变电站中。
2、单母线分段接线
6~10kV出线在6回及以上时，每段所接容量不超过
25MW；35~60kV出线回路数不超过8回；110~220kV
出线回路数不宜超过4回。
二、双母线接线及双母线分段接线
1、双母线接线
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 (1) 普通双母线带旁路母线的接线 WL3 WL1 WL4 WL2 的回路断路器工作，使该回路不致停电。
WP QS18 QS17 QF4 QS7 QS19 QF5 QS8 QS9 QS20 QS21 QF6 QS10 QS11 QS22 QS23 QF7 QS12 QS13 QF8 QS14 QS15 QS16 WI WII QS1 QF1 T1 QS2 QS3 QS4 QS5 QF2 QF3 T2 QS6 QS24 QS25
器接线相比，投资节省，但
可靠性有所降低，布置比较
复杂。
T1
T2
T3
T4
五、变压器母线组接线
WL1 WL2
各出线回路由2台 断路器分别接在两组 母线上，变压器直接 通过隔离开关接到母 线上，组成变压器母 线组接线。这种接线 调度灵活，电源和负 荷可自由调配，安全 可靠，有利于扩建。
WI QS1 QS11 QF1 QS12 QS21 QF2 QS22 WII QS2 QS13
(3)交叉接线特点
WL1 WL2 WL1 WL2
交叉接线比
WI WI QS11 QF4 QS42 QS51 QF2 QS22 QS31 QS33 QF3 QS32 QS62 WII QS52 QS61 QS63 QF6 QS32 QF5 QS22 QS31 QS33 QF3 QS62 WII QS43 QS12 QS21 QF2 QS52 QS61 QS63 QF6 QF1 QS13 QS42 QS51 QF5 QS41 QF4 QS43
性、灵活性；对电器选择、配电装置布置、继电保
护、自动装置和控制方式的拟定有决定性的影响。 因此，主接线的设计，必须综合处理各个方面因素， 经技术、经济论证后确定。
一、对电气主接线的基本要求 1、可靠性 (1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用； (2)负荷性质和类别； (3)设备的制造水平； (4)长期实践运行经验。 通常定性分析和衡量主接线可靠性时应考虑： ①断路器检修时，能否不影响供电； ②线路、断路器或母线故障与检修时，停运出线回 路数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大机组突然停运，对系统稳定运行影响与后果。
4、电源侧断路器是否接入旁路母线
变电站的主变压器可靠性较高，通常不需检修,但是高压 侧断路器有定期检修需要，则应接入; 发电厂升压变压器高压侧断路器的定期检修,可安排在发 电机组检修期同步进行，则不需接入。
5、设置旁路设施
35~60KV配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件 停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采 用双母线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离 开关。 6~10KV配电装置一般不设置旁路母线，特别是当采用 手车式成套开关柜时，由于断路器可迅速置换，可以不设旁 路设施。而6~10KV单母线接线及单母线分段接线的配电装 置，在采用固定式成套开关柜时，由于容易增设旁路母线， 故可考虑装设。
非交叉接线具 有更高的运行 可靠性，可减
QS11 QF1 QS12 QS21 QS13
QS41
少特殊运行方
式下事故扩大。
T1
T2
T1
T2
(4)适用范围 3/2断路器接线是现代大型电厂和变电所超高压、 特高压配电装置，对供电可靠性要求较高时常用接线 形式。 2、4/3接线 4/3台断路器接线的一个串中有4台断路器，连接3 回进出线回路。
(2)利用旁路兼母联(母联兼旁路)的双母线带旁路接线
WP QS3 QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII QF1 QS1 QS2 WI WII QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII WP QS4 QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII WP QS4 WP
3、旁路母线设置的原则 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。 在出线回数较少的情况下，为节省投资，采用母联断 路器或分段断路器兼作旁路断路器的接线方式。 下列情况下，可不设置旁路设施 (1)当系统条件允许断路器停电检修时(如双回路供电 的负荷)； (2)当接线允许断路器停电检修时（如角形、一台半 断路器接线等）； (3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器 时； (4)采用六氟化硫(SF6)断路器及封闭组合电器(GIS)时。
应用范围：
WL1
WL2 WI QS11 QF1
通常用于发电机台数
(进线)大于线路(出线)数的大 型水电厂，以便实现在一个 串的3个回路中电源与负荷容 量相互匹配；与一台半断路
QS43 QS13
QS12 QS21 QF2 QS22 QS31 QF3 QS32 QS41 QS23 QF4 QS42 WII
QS18 QF8 QS10 WII
QS2 QF2
QS3
QS4 QF3 T2
②分段断路器兼作旁路断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS11 QS10 QF3 QS4 WI QS1 QF1 T1 QS2 QS3 QF2 T2 QS12 QF4 QF5 QS5 QS6 QS7 QS8 QS9 WII QS13 QS14 QS15 QS16 QF6 QS17 QS18 QF7 QS19
2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线 3、发电机-变压器-线路单元接线 4、发电机-双绕组变压器扩大单元接线 5、发电机-分裂变压器扩大单元接线
QS12
QS3
QS1
QF3
QS3 QF3 T
QS2 QF2
QF1 QS11 T QS21 QF2 QS22
QS2
QF1
T
T
QS1
QS1 QF1
G1 ~
单母线接线系统
单母线接线 单母线分段接线 单母线分段带旁路接线 双母线接线 双母线分段接线 双母线带旁路接线 发电机—双绕组变单元接线 发电机—三绕组变单元接线 发—变—线单元接线 内桥接线 外桥接线 三角形接线 四角形接线
有汇流母线的接线形式
双母线接线系统 3/2接线
单元接线
无汇流母线的接线形式
特点：使用设备相对较少，占地 面积少。只适用于进出线数少， 不再扩建和发展的厂(所)。
T1
T2
六、单元接线
1、发电机-双绕组变压器单元接线
优点：接线简单，开关设备少，操作简便。 存在的技术问题： QS1 ①当主变发生故障，除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁 场开关。 QF1 ②发电机故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，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 T 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切 除故障，故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重 损坏。 QS2 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 G ~ 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。
2、双母线分段接线
三、带旁路母线的单母线和双母线接线
1、单母线分段带旁路母线的接线 ①单母线分段带专用旁路断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS12 QS14 QS17 QS19
QS11 QF4 QS5 WI QS1 QF1 T1
QS13 QF5 QS6 QS7 QF6
QS15 QS16 QF7 QS8 QS9
③旁路断路器兼作分段断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS10 QS9 QF3 QS3 WI QS1 QF1 T1 QS2 QF2 T2 QS11 QF4 QS4 QS5 QF5 QS6 QS12 QS13 QS14 QF6 QS7 QS15 QS16 QF7 QS8 WII QS17 QS18
QF2
QS33 QF3 WII
T1
T2
T3
(2)配置原则 电源线与负荷线配对成串，即要求采用在同一个 “断路器串”上配置一条电源回路和一条出线回路，
以避免在联络断路器发生故障时,使两条电源回路或两
条出线回路同时被切除； 配电装置建设初期仅两串时，同名回路宜分别接 入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关。当一台半 断路器接线达三串及以上时，同名回路可接于同一侧 母线，进出线不宜装设隔离开关。
2、灵活性 (1)操作的方便性； (2)调度的方便性； (3)扩建的方便性。 3、经济性 (1)节省一次投资；
(2)占地面积少；
(3)电能损耗少。
二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线设计的程序 电气主接线设计的基本原则 是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。 原始资料是设计的依据。 设计时必须严格遵守国家方针政策、技术规范和标准。 设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩 建和发展的余地。
桥形接线 多角形接线
4-2 主接线的基本接线形式 一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线接线
1、单母线接线
优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并 且母线便于向两端延伸，便于扩建。 缺点：可靠性差，母线范围内发生故障或母线及母线
QS检修时，需停止供电；各单元QF检修时，该单元中
断工作；调度不方便，电源只能并列运行，不能分列
运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。
应用：只用在出现回路少，并且没有重要负荷的发电 厂和变电站中。
2、单母线分段接线
6~10kV出线在6回及以上时，每段所接容量不超过
25MW；35~60kV出线回路数不超过8回；110~220kV
出线回路数不宜超过4回。
二、双母线接线及双母线分段接线
1、双母线接线
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 (1) 普通双母线带旁路母线的接线 WL3 WL1 WL4 WL2 的回路断路器工作，使该回路不致停电。
WP QS18 QS17 QF4 QS7 QS19 QF5 QS8 QS9 QS20 QS21 QF6 QS10 QS11 QS22 QS23 QF7 QS12 QS13 QF8 QS14 QS15 QS16 WI WII QS1 QF1 T1 QS2 QS3 QS4 QS5 QF2 QF3 T2 QS6 QS24 QS25
器接线相比，投资节省，但
可靠性有所降低，布置比较
复杂。
T1
T2
T3
T4
五、变压器母线组接线
WL1 WL2
各出线回路由2台 断路器分别接在两组 母线上，变压器直接 通过隔离开关接到母 线上，组成变压器母 线组接线。这种接线 调度灵活，电源和负 荷可自由调配，安全 可靠，有利于扩建。
WI QS1 QS11 QF1 QS12 QS21 QF2 QS22 WII QS2 QS13
(3)交叉接线特点
WL1 WL2 WL1 WL2
交叉接线比
WI WI QS11 QF4 QS42 QS51 QF2 QS22 QS31 QS33 QF3 QS32 QS62 WII QS52 QS61 QS63 QF6 QS32 QF5 QS22 QS31 QS33 QF3 QS62 WII QS43 QS12 QS21 QF2 QS52 QS61 QS63 QF6 QF1 QS13 QS42 QS51 QF5 QS41 QF4 QS43
性、灵活性；对电器选择、配电装置布置、继电保
护、自动装置和控制方式的拟定有决定性的影响。 因此，主接线的设计，必须综合处理各个方面因素， 经技术、经济论证后确定。
一、对电气主接线的基本要求 1、可靠性 (1)发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用； (2)负荷性质和类别； (3)设备的制造水平； (4)长期实践运行经验。 通常定性分析和衡量主接线可靠性时应考虑： ①断路器检修时，能否不影响供电； ②线路、断路器或母线故障与检修时，停运出线回 路数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大机组突然停运，对系统稳定运行影响与后果。
4、电源侧断路器是否接入旁路母线
变电站的主变压器可靠性较高，通常不需检修,但是高压 侧断路器有定期检修需要，则应接入; 发电厂升压变压器高压侧断路器的定期检修,可安排在发 电机组检修期同步进行，则不需接入。
5、设置旁路设施
35~60KV配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件 停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采 用双母线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离 开关。 6~10KV配电装置一般不设置旁路母线，特别是当采用 手车式成套开关柜时，由于断路器可迅速置换，可以不设旁 路设施。而6~10KV单母线接线及单母线分段接线的配电装 置，在采用固定式成套开关柜时，由于容易增设旁路母线， 故可考虑装设。
非交叉接线具 有更高的运行 可靠性，可减
QS11 QF1 QS12 QS21 QS13
QS41
少特殊运行方
式下事故扩大。
T1
T2
T1
T2
(4)适用范围 3/2断路器接线是现代大型电厂和变电所超高压、 特高压配电装置，对供电可靠性要求较高时常用接线 形式。 2、4/3接线 4/3台断路器接线的一个串中有4台断路器，连接3 回进出线回路。
(2)利用旁路兼母联(母联兼旁路)的双母线带旁路接线
WP QS3 QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII QF1 QS1 QS2 WI WII QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII WP QS4 QF1 QS1 QS2 QS3 WI WII WP QS4 WP
3、旁路母线设置的原则 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。 在出线回数较少的情况下，为节省投资，采用母联断 路器或分段断路器兼作旁路断路器的接线方式。 下列情况下，可不设置旁路设施 (1)当系统条件允许断路器停电检修时(如双回路供电 的负荷)； (2)当接线允许断路器停电检修时（如角形、一台半 断路器接线等）； (3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器 时； (4)采用六氟化硫(SF6)断路器及封闭组合电器(GIS)时。
应用范围：
WL1
WL2 WI QS11 QF1
通常用于发电机台数
(进线)大于线路(出线)数的大 型水电厂，以便实现在一个 串的3个回路中电源与负荷容 量相互匹配；与一台半断路
QS43 QS13
QS12 QS21 QF2 QS22 QS31 QF3 QS32 QS41 QS23 QF4 QS42 WII
QS18 QF8 QS10 WII
QS2 QF2
QS3
QS4 QF3 T2
②分段断路器兼作旁路断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS11 QS10 QF3 QS4 WI QS1 QF1 T1 QS2 QS3 QF2 T2 QS12 QF4 QF5 QS5 QS6 QS7 QS8 QS9 WII QS13 QS14 QS15 QS16 QF6 QS17 QS18 QF7 QS19
2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线 3、发电机-变压器-线路单元接线 4、发电机-双绕组变压器扩大单元接线 5、发电机-分裂变压器扩大单元接线
QS12
QS3
QS1
QF3
QS3 QF3 T
QS2 QF2
QF1 QS11 T QS21 QF2 QS22
QS2
QF1
T
T
QS1
QS1 QF1
G1 ~
单母线接线系统
单母线接线 单母线分段接线 单母线分段带旁路接线 双母线接线 双母线分段接线 双母线带旁路接线 发电机—双绕组变单元接线 发电机—三绕组变单元接线 发—变—线单元接线 内桥接线 外桥接线 三角形接线 四角形接线
有汇流母线的接线形式
双母线接线系统 3/2接线
单元接线
无汇流母线的接线形式
特点：使用设备相对较少，占地 面积少。只适用于进出线数少， 不再扩建和发展的厂(所)。
T1
T2
六、单元接线
1、发电机-双绕组变压器单元接线
优点：接线简单，开关设备少，操作简便。 存在的技术问题： QS1 ①当主变发生故障，除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁 场开关。 QF1 ②发电机故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，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 T 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切 除故障，故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重 损坏。 QS2 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 G ~ 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。
2、双母线分段接线
三、带旁路母线的单母线和双母线接线
1、单母线分段带旁路母线的接线 ①单母线分段带专用旁路断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS12 QS14 QS17 QS19
QS11 QF4 QS5 WI QS1 QF1 T1
QS13 QF5 QS6 QS7 QF6
QS15 QS16 QF7 QS8 QS9
③旁路断路器兼作分段断路器接线
WL1 WL2 WL3 WL4 WP QS10 QS9 QF3 QS3 WI QS1 QF1 T1 QS2 QF2 T2 QS11 QF4 QS4 QS5 QF5 QS6 QS12 QS13 QS14 QF6 QS7 QS15 QS16 QF7 QS8 WII QS17 QS18
