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电气一次主接线图


电气主接线图

与主接线有关的概念
电气主接线:指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接起来,
表示生产、汇集和分配电能的电路。 是电力系统的一个子系统,其作用是将电源发出的电能通过变压器 将电压升高(或降低),再通过不同的接线方式输送给用户或下级变电 所。

电气主接线图:用规定的设备文字符号和图形符号,按其实际


接顺序绘制而成的,通常用单线图表示。如果三相不尽相同,则局 部可以用三线图表示。 电气主接线图表示了各主要设备的规格、数量,反映了各设备 的作用、连接方式和各回路间的相互联系。

是发电厂和变电所的最重要的一次接线图。主接线图所连接的 设备是发电厂和变电所的主设备,是最重要的设备, 包括发电机、 主变压器、输配电线路,以及必须相应配置的高压开关电器、互感 器、母线等。

一次接线图常用图形符号

一次接线图常用图形符号

一次接线图常用图形符号

一次接线图常用图形符号

一次接线图常用图形符号

一次接线图常用文字符号

一次接线图常用文字符号

一次接线图常用文字符号

电气主接线的基本要求
(1)可靠性 电气接线必须保证用户供电的可靠性,应分别按 各类负荷(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)的重要性程度安排相应可靠程度的接 线方式。保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。 (2)灵活性 电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的

要求。并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。
(3)安全性 电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及 检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。 (4)经济性 其中包括最少的投资与最低的年运行费。 (5)应具有发展与扩建的方便性 在设计接线方时要考虑到 5~10年的发展远景,要求在设备容量、安装空间以及接线形式上, 为5~10年的最终容量留有余地。

电气主接线的基本接线形式
发电厂和变电站主接线的基本环节是电源和出线,母线是联接 二者的中间环节,起到汇集和分配电能的作用,不论是发电机、变 压器或其他电源都接到一组母线上,向母线输送电能;所有出线也 都接到同一组母线由母线送出电能。 采用母线的优缺点:可使接线简单明了、运行方便,有利于安 装和扩建,但配电装置占地面积大,使用的开关电器多。 无汇流母线的接线的优缺点:使用开关电器少,占地面积小, 适于进出线回路少的场所。 据此,主接线的基本形式可以概括的分为两大类:有汇流母线 的接线形式和无汇流母线的接线形式。当然这两大类里面又可细分, 分别进行介绍。

单母线接线

不分段单母线接线 分段单母线接线 不分段单母线带旁路母线的接线 分段单母线带旁路母线的接线 不分段双母线的接线 分段双母线的接线 双母线带旁路母线的接线 双断路器双母线的接线 一台半断路器的接线 桥式接线 外桥接线 内桥接线 桥式接线的扩大 线路—变压器单元接线 发电机—变压器单元接线 发电机—变压器扩大单元接线

电气主接线

双母线接线

无母线接线

单元接线

多角形接线

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

(一)单母线接线
1.不分段单母线接线
1.断路器QF:用来接通或切断电路 隔离开关QS:检修断路器时,形成一个明显的断口 母线隔离开关:紧靠母线的隔离开关QS1、QS3 出线隔离开关:靠近线路的隔离开关QS2 接地隔离开关QE:检修出线时闭合,代替安全接地线 的作用. 此外:为防止误操作,除严格执行操作规程外,在隔 离开关和相应的断路器之间,应加装电磁闭锁或机 械闭锁。 2.运行操作时的顺序 1)送电时:先合上隔离开关QS1、QS2和QS3,然 后再闭合断路器QF 2)断电时:先跳开断路器QF然后再拉开隔离开关 QS1、QS2和QS3。

QS3 QF

不分段单母线接线

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

不分段单母线接线
3. 隔离开关和断路器的操作顺序(保证隔离开关“先通后断”) 在接通电路时,应先和断路器两侧的隔离开关,再和断路器;在切断 电路时,先断开断开断路器,再断开两侧的隔离开关。 4. 单母线接线的特点 优点:接线简单清晰、操作方便、设备少、投资小,隔离开关仅用于 检修,不作为操作电器,不容易发生误操作。 缺点:母线和母线隔离开关检修或故障时,将造成全部回路停电; 出线断路器检修时,该回路将停电。 调度不方便,电源只能并列运行,并且线路侧发生短路时,有 较大的短路电流 5. 适用范围 这种接线方式只适用于对供电可靠性和连续性要求不高的Ⅲ类负荷, 或有备用电源的Ⅱ级负荷用户。 一般只用在出线回路少,没有重要负荷的发电厂和变电所中。

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

2.分段单母线接线
母线可以根据电源的数目和功率分成若干段,QFd是 分段断路器,两侧装有隔离开关,供断路器检修时用
1.运行方式 1) 正常运行时,分段断路器QFd是断开的. 在QFd上还装有备用电源自动投入装置,当任一电源 失电,电源断路器断开后, QFd自动接通,保证全部 线路的继续供电; 2) 正常运行时, QFd是接通的 任一母线故障, QFd断开,保证非故障段母线可以正 常工作

通常,为了限制短路电流,简化继电保护,分 段断路器QFd处于断开状态,电源是并列运行。为 分段单母线接线
了防止因电源断开而引起的停电,在QFd上装设备用 电源自动投入装置。

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

分段单母线接线
2.特点 优点:接线简单,操作方便,调度方便 分段母线及其所连接的设备检修或故障,只影响一段 母线及所连接的回路停电,可靠性稍高于单母线。 缺点:对重要负荷必须采用接在不同母线段上的两条出线同时供 电,接线复杂,可靠性受到限制 3.分段的数目 取决于电源数量和功率。段数分得越多故障时停电范围越小,但 同时所用断路器等设 备也增多,且运行也越复杂。通常2~3段为宜,为减少母线故障 的影响范围,应尽可能使一段母线上的电源功率与出线功率之和相等。 4.适用范围 这种方式适用于Ⅲ类负荷,当采用接在不同母线段上的两条出线同 时供电时,能够应用于Ⅰ、Ⅱ 类负荷。

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

3. 不分段单母线带旁路母线的接线
旁路母线SW的作用:可以不停电地检修与它相连的任 一断路器。 虚线表示旁路母线系统也可以用来不断开电源的检修 电源断路器。 1.正常运行时,SQF、QS3、QS4、SQS都断开, 旁路不带电。 2.检修QF所需的步骤: (1)先合隔离开关QS3和QS4,再合上SQF (对旁路母线充电检查); (2)合上SQS(两端为等电位); (3)断开 QF,再断开 QS1和QS2 ; 3. QF检修完,投入使用 (1)合上 QS1和QS2 ,再合上 QF; (2)断开SQF,再断开隔离开关QS3和QS4; 不分段单母线带旁路母线的接线 (3)断开SQS;

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

4. 分段单母线带旁路母线的接线
旁路母线WBP的作用:可以不停电地检修与它相连 的任一断路器。 虚线表示旁路母线系统也可以用来不断开电源的 检修电源断路器。
QF1P QF2P

分段单母线带旁路母线的接线

1.正常运行时,旁路断路器QF1P和QF2P及其两侧的隔 离开关,以及各出线回路上的隔离开关,都是断开的, 且旁路母线WBp不带电。 2.检修QF1所需的操作: (1)先合QF1P两侧的隔离开关,再合QF1P (对旁路 母线充电检查); (2)合上QS1P(两端为等电位); (3)断开QF1,再断开QF1两侧的QS11和QS12 ; 3. QF1检修完,投入使用 (1)合上QF1两侧的QS11和QS12 ,再合上QF1; (2)断开QF1P,再断开QF1P两侧的隔离开关; (2)断开QS1P;

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

分段单母线带旁路母线的接线
分段单母线带旁路母线极大的提高了可 靠性,但需要专门的分段断路器和旁路 段路器,断路器数目较多,投资较多。 所以一般使用分段断路器兼作旁路断路 器和旁路断路器兼作分段断路器。
1. 正常运行时,QS3、QS4断开,QS1、QS2和 QFd接通,旁路母线WBp不带电。 2.检修 QF1所需的操作: 2.检修Ⅰ段母线上出线断路器所需的操作: (1)先合QSd; (2)断开QFd,再断开QS2,再和上QS4,再合 上QFd (对旁路母线充电检查); (3)合上该线路的旁路隔离开关 (4)断开要检修的断路器两侧的隔离开关

分段断路器兼作旁路断路器

电气主接线的基本接线形式
单母线接线

分段单母线带旁路母线的接线
1. 正常运行时,QS1、QS3和旁路断路器QFp 接通,所有出线的旁路隔离开关断开,旁路 母线WBp带电。 2.检修Ⅰ段母线上出线断路器所需的操作: (1)先断开QFp,再合上QS2,再合上QFp, 再断开QS3 ; (2)合上该出线回路的旁路隔离开关; (3)断开要检修的断路器两侧的隔离开关
旁路母线多用于35KV及以上的接线中,因为电压 越高,断路器检修时间越长。当35~60KV采用分 段单母线时,可设置不带专用旁路断路器的旁路 母线;当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;6~10KV接线中一般不设置旁路母线。

旁路断路器兼作分段断路器

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

(二)双母线接线
1.不分段双母线
一组作为工作母线,另一组作为备用母线,在 两组母线之间,通过母线联络断路器(简称为 母联断路器)QFc进行连接。 1.三种运行方式 所有电源和出线回路都连接在同一组母线上, 另一组母线备用;电源和出线回路均匀接在两 组母线上,母联断路器断开;均匀接在两组母 线上,母联断路器接通。 2.优点: ⑴ 供电可靠 a.检修任一母线时,不会停止对用户连续供电。 例如,检修工作母线,可将全部电源和线路倒 换到备用母线上。 b. 检修任一母线隔离开关,只需断开该回路, 其他电路均可通过另一组母线继续运行。 c. 检修任一出线断路器,只有该回路停止工作。

QF

QFc

不分段双母线的接线

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

不分段双母线
⑵ 调度方便 通过倒闸操作可以形成不同运行方式。 a.分段单母线运行:第二、三种方式. b. 不分段单母线运行:第一种方式。 ⑶ 易于扩建 向双母线左右两侧扩建,均不会影响两组母线上电源和负荷的自由组合。 目前我国大容量的重要发电厂和变电所中广泛采用。 ⑷特殊需要是时,可将个别回路接在被用母线上单独工作或实验 3.缺点 a. 母线故障时,必须进行母线切换,步骤多而复杂,且易引起事故; b. 使用设备多(两倍的母线隔离开关),配电装置复杂,投资较多。 4.应用范围 由于不分段双母线由较高的可靠性,广泛应用于:出线带电抗的6~ 10KV配电装置;35~60KV出线数多于8回,或连接电源较大、负荷较 大时;110~220KV出线数为5回及以上时。

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

2. 分段双母线

用分段断路器将工作母线分为两段,每段 工作母线用各自的母联断路器与备用母线 相连,电源和出线回路均匀分布在两端工 作母线上。

可靠性比不分段双母线高,当一段工作母 线故障时,只需部分短时停电;但增加离 两台断路器,投资增加。
分段双母线广泛应用于大、中型发电厂的 发电机电压配电装置中;在220~500KV 大电容配电装置中,也使用四分段双母线 接线。

分段双母线的接线

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

3. 不分段双母线带旁路母线
如左图(b):旁路母线可任意接在两组 母线上。 图(c):正常时QF起母联断路器作用, 当出线回路断路器检修时,须将所有回路切 换到规定的一组母线Ⅱ上,然后通过旁路隔 离开关将旁路母线投入,以母联断路器代替 旁路断路器工作。 以母联断路器代替旁路断路器,节省了断 路器,但操作复杂,增加误操作的可能性。

不分段双母线带旁路母线的接线
a专用旁路断路器 b旁路断路器兼作母联断路器 c母联断路器兼作旁路断路器

当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; 330~500KV采用分段双母线时,一般都带 旁路母线

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

4. 双断路器双母线

双母线同时运行 可靠性高,无论母线故障,或母线、断 路器和母线隔离开关的检修,都不会引 起停电。 这种接线运行灵活,操作方便,正常运 行时,隔离开关不作操作电气,避免了 切换母线过程中的操作事故。 但这种接线方式的投资大、维修工作量 大,在220KV及以下的装置中很少使用。

双断路器双母线接线

电气主接线的基本接线形式
双母线接线

5. 一台半断路器
两组母线由三个断路器连接形成一串,从串中引出 两个回路,平均每条回路一台半断路器。对回路一 般要求采用交叉配置的原则(避免在断路器故障时, 是两条电源回路同时被切除):在一个断路器串上 配置一条电源回路和一条出线回路。 当正常运行时,所有断路器都是接通的,两组母线同 时工作。任何一组母线或一台断路器检修时,只需断 开相连的隔离开关,继续工作;一组母线故障时,相 连的断路器自动跳开,回路继续工作;甚至在一组母 线检修,另一组母线发生故障时,功率还能继续输出。 与其他双母线接线方式相比,运行可靠性高、灵活性 大、经济性也不错,广泛应用于超高压电网中,在 500KV的升压变电站和降压变电所中,一般采用这种 接线方式。

一 台 半 断 路 器 接 线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

(三)无母线接线
1.桥式接线
当只有两台变压器和两条出线时,宜采用桥式接线。
如左图(a):桥断路器 QF3接在变压器侧,称之为 内桥接线。 内桥接线在线路故障或切除、 投入时,不影响其余回路工 作,并且操作简单;而在变 压器故障或切除、投入时, 要使相应线路短路停电,操 作复杂。 适用于线路较长和变压器不 需经常切换的情况
内桥接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

桥式接线
如右图(b):桥断路器 QF3接在线路侧,称之为外 桥接线。 外桥接线在线路故障或切除、 投入时,要是相应变压器短 时停电,并且操作复杂;而 在变压器故障或切除、投入 时,不影响其他回路,操作 简单。 适用于线路较短和变压器需 要经常切换的情况

外桥接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

桥式接线的扩大

外桥扩大接线

内桥扩大接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

桥式接线的发展

外桥发展成单母线

内桥发展成双母线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

桥式接线
当系统中有穿越功率(穿越功率:某一功率由一条线路流入 并穿越横跨桥又经过另一线路流出的功率)通过主接线为桥 式接线的发电厂或变电所高压测时,或者桥式接线的两条出 线接入环形电路时,都应该采用外桥接线。因为如果采用内 桥接线,穿越功率将通过三台断路器,继电保护配置复杂, 并且其中任一台断路器断开时都将使穿越功率无法通过,或 使环形电网必须开路。在上述情况采用外桥接线时,应在桥 断路器的外侧装一个“跨条”(如左图中的虚线),在桥路 断路器检修时,能使穿越功率从“跨条”通过,而不使环形 电网开环运行。 桥式接线设备少,接线简单,操作不复杂,经济性好,维 修工作量少,适用于中、小容量的发电厂和发电所的35~ 220KV的配电装置中。

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

2.多角形接线
多角形接线的断路器数等于电源回路和出线回路的总数, 断路器结成环形电路,电源回路和出现回路都接在两台 断路器之间。 1.优点 (1)任一断路器检修不至中断供电; (2)隔离开关只用于检修,不作为 操作电器,误操作可能性小。 2.缺点 (1)检修任一台断路器时,多角形开环运行,若又有断路 器自动断开,将使供电造成紊乱。 (2)开、闭环工作电流相差很大,造成设备选型困难,继 电保护装置复杂。 (3)扩建较困难。 3. 使用 (1)运行中回路数不要太多,3~4条为宜,最多不超过6条 (2)电源和出线回路相互交错布置或按对角原则连接 (3)一般应用于回路数较少且不准备发展的110KV及以上 的配电装置中。中小型水利发电厂中也有应用。

四角形接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

3.单元接线 (1)线路—变压器
当只有一台变压器和一条线路 时,可采用这种接线。 变压器的保护:变压器的低压 端有断路器, 变压器的高压侧只装一组隔离 开关如左图(a); 变压器的高压侧装一组跌落式 熔断器如左图(b); 变压器的高压侧装断路器如左 图(c)。

线路—变压器单元接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

(2)发电机—变压器
这种接线方式,发电机和升压变压器直接连成 一个单元,经断路器接至高压母线,发电机出 口处只接有厂用电分支,不设母线,发电机和 变压器的容量需要相匹配,必须同时工作,发 电机发出的电能直接经过主变压器送往升高电 压电网。左图(a)是发电机—双绕组变压器 单元接线,发电机出口处可装一组隔离开关, 以便单独对发电机进行试验 。 左图(b)是发电机—三绕组变压器单元接线, 为了在发电机停止工作时,变压器高压和中压 侧仍能保持联系,发电机与变压器之间应装设 断路器和隔离开关。 发电机—变压器单元接线
a.发电机—双绕组变压器单元接线 b.发电机—三绕组变压器单元接线

电气主接线的基本接线形式
无母线接线

(3)发电机—变压器扩大

为了减少变压器及其高压断路器的台 数,可采用左图所示的两台发电机与一台 变压器组成的发电机—变压器扩大单元接 线。 (a):发电机和高压侧相加的短路 电流很大,对低压侧的断路器选择要求很 高。 (b):分裂绕组变压器有一个高压 绕组和两个低压的分裂绕组。由于两个分 裂绕组的漏抗,一台发电机短路时,另一 台发电机送来的短路电流就会受到限制。 (c):采用了分裂电抗器,一样也 能解决短路电流的问题。
(a)发电机—双绕组变压器扩大单元接线 (b)发电机—分裂绕组变压器扩大单元接线 (a)发电机—双绕组变压器扩大单元接线加 分裂电抗器

电气主接线图读图方法

电气主接线图读图方法
一、了解发电厂或变电所的基本情况 (1). 发电机或变电所在系统中的地位和情况 发电厂:该厂总容量的大小 变电所:该所的供电范围 (2). 发电厂或变电所的类型 发电厂:弄清是火力发电厂、水力发电厂还是核电站 变电所:弄清是枢纽变电所、地区变电所还是用户变电所;是中间还是终 端变电所 (3). 对新建的或是扩建的发电厂或变电所,要了解新建或扩建 的必要性,对扩 建的,最好找到以前的电器主接线图 二、了解发电厂和主变压器的技术数据 发电机:额定容量、额定电压、额定功率因数、额定频率和额定效率 变电所:额定容量、额定电压、额定电流和额定频率 这些技术数据一般都标在电气主接线图中,也有另列在设备表内

电气主接线图读图方法

三、明确各个电压等级的主接线基本形式 发电机(发电机是电源):是发电机—变压器单元接线,还 是专设发电机电压母线;如果是单元接线,是一般的还是扩大 的;如果有发电机母线,是单母线还是双母线,是分段的还是 不分段的。然后,再看主变压器高压侧的主接线基本形式:是 单母线还是双母线,是分段的还是不分段的,是带旁路母线的 还是不带的;是不是桥式,是内桥还是外桥;也可能是一台半 断路器接线。如果主变压器有中压侧,则最后看中压侧的主接 线基本形式,思考方法与看高压侧一样。 变电所(主变压器高压侧的进线是电源):先看高压侧的 主接线基本形式,如果有中压侧,再看中压侧的基本形式,其 思考方法与看发电厂的高、中侧的相同。

电气主接线图读图方法
四、检查开关设备的配置情况 (1).检查断路器:对发电机、主变压器、线路和母线等,与电源 有联系的各侧是否有配置断路器 (2).检查隔离开关:一是该装的是否都配置了(检查工作的需 要);二是隔离开关接线绘制方法是否正确(刀片段与电源相连 是错误的)。 五、检查互感器的配置情况 互感器的配置应能满足测量和继电保护的需要 (1).该安装的地方是否安装了 (2).查看同一安装点装设电流互感器的只数(相数) (3).查看各个电流互感的铁芯数,即副绕组数,是否满足需要。 尤其是有差动保护的地方,是否有专有2的铁芯和副绕组。 六、检查避雷器的配置情况 七、综合评价 按照对主接线的基本要求,从安全性、可靠性、经济性和方 便性四个方面,对该电气主接线进行分析,指出它的优缺点,最 后得出是否切实可用的结论。

电气负荷分类

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