變電站電氣主接線及運(yùn)行方式講義

1、變電站變電站主接線及運(yùn)行方式主接線及運(yùn)行方式主主 講講電網(wǎng)檢修部電網(wǎng)檢修部 熊茂斌熊茂斌 內(nèi)容目錄34122 2概述概述有母線的電氣主接線形式有母線的電氣主接線形式無母線的電氣主接線形式無母線的電氣主接線形式變電站電氣一次接線圖的識繪變電站電氣一次接線圖的識繪電氣電氣主接主接線概線概念念 電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等一次設(shè)備，按一定關(guān)、互感器、母線和電纜等一次設(shè)備，按一定的要求和順序連接成的用以表示輸出、匯集和的要求和順序連接成的用以表示輸出、匯集和分配電能的電路。分配電能的電路。 一、概述變電站變電站電氣主電氣主接線的接線的

2、作用作用可表明一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的可表明一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。決定了配電裝置的布置，以及二次接線、決定了配電裝置的布置，以及二次接線、繼電保護(hù)及自動裝置的配置等，繼電保護(hù)及自動裝置的配置等，11.1.應(yīng)該掌握變電站一次主接線的類型、特點(diǎn)及其運(yùn)行方式應(yīng)該掌握變電站一次主接線的類型、特點(diǎn)及其運(yùn)行方式；2.2.掌握不同主接線方式下二次回路、保護(hù)配置及整定計(jì)算掌握不同主接線方式下二次回路、保護(hù)配置及整定計(jì)算的不同，掌握不同主接線運(yùn)行方式改變時(shí)，對二次回路及的不同，掌握不同主接線運(yùn)行方式改變時(shí)，對二次回路及保護(hù)的影

3、響。保護(hù)的影響。對繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員的要求對繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員的要求一、概述二、有母線的電氣主接線方式單母線分段接線單母線分段接線 2雙母分段接線雙母分段接線4單母線接線單母線接線 3 1雙母線接線雙母線接線 3 3一個(gè)半斷路器接線一個(gè)半斷路器接線 6帶旁路母線的接線方式帶旁路母線的接線方式3 5 當(dāng)變電站進(jìn)出線較多時(shí)（當(dāng)變電站進(jìn)出線較多時(shí)（超過超過4回），可采用母線作為回），可采用母線作為中間環(huán)節(jié)匯集和分配電能。中間環(huán)節(jié)匯集和分配電能。二、有母線的電氣主接線方式（1）接線方式見圖）接線方式見圖1（2）優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、清晰、操作）優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、清晰、操作方便、擴(kuò)建容易方便、擴(kuò)建容易（3）

4、缺點(diǎn)：運(yùn)行方式不靈活、供電）缺點(diǎn)：運(yùn)行方式不靈活、供電可靠性差可靠性差母線及母線隔離開關(guān)檢修，所有連接元件停母線故障或出線故障且斷路器拒動，所有連接元件停（4）應(yīng)用：常用于變電站主變低壓）應(yīng)用：常用于變電站主變低壓側(cè)側(cè)10kv系統(tǒng)中，見系統(tǒng)中，見茶園變電氣主接線茶園變電氣主接線10kv1單母線單母線接線接線二、有母線的電氣主接線方式圖 1圖2二、有母線的電氣主接線方式 （1 1）接線方式如圖）接線方式如圖2 2，（2 2）特點(diǎn)可彌補(bǔ)單母線接線的不足）特點(diǎn)可彌補(bǔ)單母線接線的不足（3 3）應(yīng)用：常用于變電站主變低壓側(cè)）應(yīng)用：常用于變電站主變低壓側(cè)10kv10kv系統(tǒng)系統(tǒng)中或所用電低壓交流系統(tǒng)中，見

5、中或所用電低壓交流系統(tǒng)中，見新安變一次接線新安變一次接線圖圖10kv10kv側(cè)側(cè)（4 4）保護(hù)配置）保護(hù)配置常不設(shè)專用母線保護(hù)，利用母線供電元件的后備保護(hù)來反應(yīng)母線故障。若正常運(yùn)行方式分段在合位，則動作時(shí)以較短時(shí)限跳分段斷路器以區(qū)分故障側(cè)，以較長時(shí)限跳故障側(cè)；若分段在分位則當(dāng)母線失壓可作用于備自投合分段提高供電可靠性，但備自投也有可能不成功。若裝設(shè)有專用母差保護(hù)，母差保護(hù)動作后應(yīng)閉鎖線路重合閘和分段備自投2單母線單母線分段接線分段接線二、有母線的電氣主接線方式（1）接線方式如圖）接線方式如圖3，（2）特點(diǎn)）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：與單母線相比，它的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高，可以輪流檢修母線而不使供電中斷，當(dāng)一組母

6、線故障時(shí)，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(fù)供電，另外還具有調(diào)度、擴(kuò)建、檢修方便的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：其缺點(diǎn)是每一回路都增加了一組隔離開關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積、投資費(fèi)用都相應(yīng)增加；同時(shí)由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)容易發(fā)生誤操作，且不宜實(shí)現(xiàn)自動化；尤其當(dāng)母線故障時(shí)，須短時(shí)切除較多的電源和線路，這對特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。3雙母線雙母線接線接線二、有母線的電氣主接線方式圖3二、有母線的電氣主接線方式（3）應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于）應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于220kv系統(tǒng)中系統(tǒng)中（4）保護(hù)應(yīng)用）保護(hù)應(yīng)用1 1）220kv220kv系統(tǒng)要采用雙重化配置：系統(tǒng)要采用雙重化

7、配置：設(shè)置兩套完整、獨(dú)立的全線速動主保護(hù)；兩套主保護(hù)的交流電流、電壓回路和直流電源彼此獨(dú)立；(見雙母線接線ta、tv二次接線圖）每套主保護(hù)應(yīng)有獨(dú)立選相功能，實(shí)現(xiàn)分相跳閘和三相跳閘斷路器有兩組跳閘線圈，每套主保護(hù)分別起動一組跳閘線圈兩套主保護(hù)分別使用獨(dú)立的遠(yuǎn)方信號傳輸設(shè)備。若保護(hù)采用專用收發(fā)信機(jī)，其中至少有一個(gè)通道完全獨(dú)立，另一個(gè)可與通信復(fù)用。如采用復(fù)用載波機(jī)，兩套主保護(hù)應(yīng)分別采用兩臺不同的載波機(jī)。采用光纜時(shí)，兩組光釬分別獨(dú)立。每一套主保護(hù)對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能無時(shí)限動作切除故障3雙母線雙母線接線接線二、有母線的電氣主接線方式（4）保護(hù)配置）保護(hù)配置1 1）220kv220kv系統(tǒng)要

8、采用雙重化配置：系統(tǒng)要采用雙重化配置：2）母線保護(hù)）母線保護(hù)宜裝設(shè)兩套母線保護(hù)。應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的母線保護(hù)，（雙母線保護(hù)裝置自動識別雙母線一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并跟蹤由于母線上各單元發(fā)生倒閘操作后形成的新運(yùn)行狀態(tài)，從而自始至終確保雙母線保護(hù)的動作正確性及動作選擇性。） 注意差動保護(hù)極性在母線倒閘操作過程中（互聯(lián)狀態(tài)），母線保護(hù)能快速切除母線上的故障；同時(shí)又能保證外部故障時(shí)不誤動作。為防止誤動作，應(yīng)增設(shè)簡單可靠的閉鎖裝置（母線復(fù)合電壓閉鎖）母線保護(hù)動作后，對不帶分支的線路，應(yīng)采取措施，促使對側(cè)全線速動保護(hù)跳閘。（停信150ms,兩個(gè)作用）3雙母線雙母線接線接線二、有母線的電氣主接線方式（

9、4）保護(hù)配置）保護(hù)配置1）220kv系統(tǒng)要采用雙重化配置：系統(tǒng)要采用雙重化配置：2）母線保護(hù)）母線保護(hù)3）母聯(lián)宜裝設(shè)母聯(lián)死區(qū)保護(hù)（快速切除母聯(lián)）母聯(lián)宜裝設(shè)母聯(lián)死區(qū)保護(hù)（快速切除母聯(lián)ta與母與母聯(lián)斷路器間的死區(qū)故障）、母聯(lián)失靈保護(hù)（母線故障聯(lián)斷路器間的死區(qū)故障）、母聯(lián)失靈保護(hù)（母線故障母聯(lián)失靈時(shí)）及母聯(lián)充電保護(hù)母聯(lián)失靈時(shí)）及母聯(lián)充電保護(hù)4）對于雙母線和單母線接線方式，由于失靈斷路器）對于雙母線和單母線接線方式，由于失靈斷路器的動作對象是跳失靈斷路器所在母線上的所有斷路器的動作對象是跳失靈斷路器所在母線上的所有斷路器，其跳閘對象與母線保護(hù)跳閘對象完全一致，所以將，其跳閘對象與母線保護(hù)跳閘對象完全一

10、致，所以將失靈保護(hù)與母線保護(hù)做在同一裝置中以節(jié)省二次電纜失靈保護(hù)與母線保護(hù)做在同一裝置中以節(jié)省二次電纜。（。（3/2接線則不然）接線則不然）5）出線元件后備保護(hù)動作，先跳母聯(lián)，再跳故障側(cè)）出線元件后備保護(hù)動作，先跳母聯(lián)，再跳故障側(cè)3雙母線雙母線接線接線二、有母線的電氣主接線方式（1）接線方式：見沙坪變電站一次接線）接線方式：見沙坪變電站一次接線圖圖220kv側(cè)。側(cè)。母聯(lián)斷路器、分段斷路器母聯(lián)斷路器、分段斷路器（2）特點(diǎn)）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可縮小母線故障停電范圍、提高供電可靠性缺點(diǎn)：保護(hù)及二次接線復(fù)雜（3）應(yīng)用：雙母線接線且母線進(jìn)出線較）應(yīng)用：雙母線接線且母線進(jìn)出線較多時(shí)（一般在多時(shí)（一般在500kv變

11、電站采用）變電站采用）當(dāng)設(shè)備連接的進(jìn)出線總數(shù)為1216回時(shí)，在一組母線上設(shè)置分段斷路器； 當(dāng)設(shè)備連接的進(jìn)出線總數(shù)為17回及以上時(shí)，在兩組母線上設(shè)置分段斷路器。（4）保護(hù)的配置要求原則與雙母線類似）保護(hù)的配置要求原則與雙母線類似。4雙母線雙母線分段接線分段接線二、有母線的電氣主接線方式（1）接線方式）接線方式雙母帶旁路：接線見白馬垅變主接線（專用旁路斷路器）、楊高變主接線（母聯(lián)兼旁路）單母帶旁路：接線見p674圖8-7（2）特點(diǎn)）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可通過旁路母線由旁路斷路器帶出線斷路器及其保護(hù)運(yùn)行，提高供電可靠性缺點(diǎn)：增加設(shè)備及占地；倒閘操作復(fù)雜，易產(chǎn)生誤操作；保護(hù)及二次接線復(fù)雜，在無人值班變電站應(yīng)用受

12、到限制；（3）應(yīng)用：在老的常規(guī)站仍有采用，新上的無人站）應(yīng)用：在老的常規(guī)站仍有采用，新上的無人站一般不采用一般不采用（4）保護(hù)的配置要求：略）保護(hù)的配置要求：略5帶旁路母線帶旁路母線的接線的接線二、有母線的電氣主接線方式（1）接法：見沙坪變電站電氣主接線。）接法：見沙坪變電站電氣主接線。 一個(gè)半斷路器接線，設(shè)置兩條母線，每兩個(gè)回路（線路或變壓器）用三臺斷路器接在兩條母線上，形成一個(gè)完整串。（2）應(yīng)用）應(yīng)用 特別適宜于220kv以上的超高壓、大容量系統(tǒng)中。6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式（3）特點(diǎn)）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行時(shí)，兩組母線和同一串的斷路器都投入工作，稱為完整串

13、運(yùn)行,形成多環(huán)裝供電，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。任一母線、斷路器故障或檢修，均不致引起停電；甚至兩組母線同時(shí)故障（或一組檢修時(shí)另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送；運(yùn)行方便，操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時(shí)作為隔離電器。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：但使用設(shè)備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資較大，二次控制回路接線和繼電保護(hù)都比較復(fù)雜。（見接線圖）一6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式（3）特點(diǎn)）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：接線： 3/2的主接線方式下二次接線比較復(fù)雜，見下圖.線路和變壓器的保護(hù)取邊開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的和電流，共同組成出線電流。2組電流互感器，采用和電流接線方式，

14、6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式（3）特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)）特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)）接線：在雙母線中的電壓回路，均為三個(gè)單相tv星形接線，220kv及以下的電壓的tv二次通常只有兩個(gè)二次繞組，其中一個(gè)為主二次繞組，供保護(hù)和檢測用，另一個(gè)為輔助二次繞組，供零序電壓使用，但220kv也有采用三組的，將測量與保護(hù)分開；500kv的tv二次一般制造兩組主繞組和一個(gè)輔助二次繞組。tv的一次繞組電壓為接入系統(tǒng)相電壓，兩組主二次繞組分別提供兩套獨(dú)立的主保護(hù)。35kv及以下的系統(tǒng)使用三相五柱式tv，是具有五個(gè)磁柱的三相三繞組的tv，用于中性

15、點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)的一次與主二次繞組。6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式（4）保護(hù)配置）保護(hù)配置1）500kv系統(tǒng)要采用雙重化配置系統(tǒng)要采用雙重化配置2）兩條母線分別采用兩套單母線保護(hù)）兩條母線分別采用兩套單母線保護(hù)3）要隨斷路器設(shè)置斷路器失靈保護(hù)。）要隨斷路器設(shè)置斷路器失靈保護(hù)。（如斷路器與電流互感器之間發(fā)生故障，不能由該回路主保護(hù)切除，而由其他線路和變壓器后備保護(hù)切除又將擴(kuò)大停電范圍，并引起嚴(yán)重后果時(shí)。）4）根據(jù)一次系統(tǒng)過電壓要求裝設(shè)過電壓）根據(jù)一次系統(tǒng)過電壓要求裝設(shè)過電壓保護(hù)保護(hù)5)斷路器失靈、線路過壓、電抗器失

16、靈斷路器失靈、線路過壓、電抗器失靈及故障時(shí)，除跳開本側(cè)兩側(cè)斷路器、變及故障時(shí)，除跳開本側(cè)兩側(cè)斷路器、變壓器多側(cè)斷路器，應(yīng)通過遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)壓器多側(cè)斷路器，應(yīng)通過遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)判別遠(yuǎn)跳對側(cè)斷路器判別遠(yuǎn)跳對側(cè)斷路器。6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式（4）保護(hù)配置）保護(hù)配置6）根據(jù)出線隔離開關(guān)的有無，決定是否）根據(jù)出線隔離開關(guān)的有無，決定是否采用短引線保護(hù)。采用短引線保護(hù)。如下圖如下圖出線隔離開關(guān)作用：出線隔離開關(guān)作用：由于3/2斷路器接線方式下隔離開關(guān)僅作設(shè)備停電的隔離只之用，無需切換功能，所以僅需在每臺斷路器的兩側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。對于線路和變壓器而言，是否設(shè)專用隔離開關(guān)。取

17、決于3/2斷路器的串?dāng)?shù)。如果只有2串，一般都設(shè)有專用的隔離開關(guān)。以便在1條線路檢修時(shí)，只需要拉開線路隔離開關(guān)，而串上2臺斷路器可繼續(xù)運(yùn)行，以保證3/2斷路器接線方式的完整性。6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式（4）保護(hù)配置）保護(hù)配置6）根據(jù)出線隔離開關(guān)的有無，決定是否）根據(jù)出線隔離開關(guān)的有無，決定是否采用短引線保護(hù)。采用短引線保護(hù)。短引線保護(hù)的作用短引線保護(hù)的作用 ：其主要作用是3/2斷路器接線方式的短引線保護(hù)，也可以兼做線路的充電保護(hù)。保護(hù)范圍見圖1所示。短引線保護(hù)采用電流比率差動方式，線路充電保護(hù)由兩段合電流過流保護(hù)構(gòu)成。保護(hù)的出口正電源

18、由線路隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)（或屏上的壓板）與裝置的啟動元件共同開發(fā)，使保護(hù)的安全性得以提高，短引線保護(hù)范圍見下圖。 6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線二、有母線的電氣主接線方式二、有母線的電氣主接線方式（4）保護(hù)配置）保護(hù)配置7）出線的后備保護(hù)宜采用近后備方式）出線的后備保護(hù)宜采用近后備方式8）重合閘方式采用先重閉鎖方式）重合閘方式采用先重閉鎖方式 先合邊開關(guān)，再合中開關(guān)，如果先合在故障上，則閉鎖后合開關(guān)。 6一個(gè)半一個(gè)半斷路器斷路器接線接線三、無母線的電氣主接線方式橋形接線橋形接線2線路線路-變壓器組接線變壓器組接線3 1多角形接線多角形接線 3 3 適應(yīng)于出線較少的變電站，結(jié)構(gòu)和操作簡單，投

19、資小適應(yīng)于出線較少的變電站，結(jié)構(gòu)和操作簡單，投資小。三、無母線的電氣主接線方式1.線路線路-變壓器組接線變壓器組接線（1）接法）接法 見p671 圖8-1 線路變壓器組接線就是線路和變壓器直接相連，中間無母線。其高壓側(cè)可是斷路器（低壓側(cè)有電源）、隔離開關(guān)或高壓熔斷器。（2）特點(diǎn)）特點(diǎn) 接線方式簡單，設(shè)備少、投資省、操作簡便、宜于擴(kuò)建，但靈活性和可靠性差。三、無母線的電氣主接線方式1.線路線路-變壓器組接線變壓器組接線（3）保護(hù)應(yīng)用）保護(hù)應(yīng)用1）單電源線路（變壓器低壓側(cè)無電源） 可裝設(shè)一段或兩段式電流電壓速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。由幾段線路串聯(lián)的單側(cè)電源線路及分支線路，如上述保護(hù)不能滿足速動性或靈敏

20、性要求時(shí)，速斷保護(hù)可無選擇地動作，但應(yīng)以自動重合閘來補(bǔ)救（重合閘前加速）。此時(shí)，速斷保護(hù)應(yīng)躲開降壓變壓器低壓母線的短路。必要時(shí)也可采用距離保護(hù)。三、無母線的電氣主接線方式1.線路線路-變壓器組接線變壓器組接線（3）保護(hù)應(yīng)用）保護(hù)應(yīng)用2）變壓器低壓側(cè)有電源 應(yīng)對高壓側(cè)線路故障裝設(shè)保護(hù)裝置，并可采用下列保護(hù)方式：方向電流保護(hù)或距離保護(hù)。零序電流或零序電壓保護(hù)分別用于中性點(diǎn)接地或不接地的變壓器電壓保護(hù)當(dāng)分支側(cè)為小電源時(shí)采用。電力線載波縱聯(lián)保護(hù)按規(guī)定執(zhí)行。有解列點(diǎn)的小電源側(cè)按無電源處理，不裝設(shè)保護(hù)。三、無母線的電氣主接線方式2.橋形接線橋形接線（1） 接法接法 橋形接線相當(dāng)于在兩個(gè)線-變組接線之間裝設(shè)

21、一臺橋斷路器而構(gòu)成，4個(gè)回路（兩條線路、兩臺變壓器）采用3臺斷路器，是接線中斷路器數(shù)量較少、也是投資較省的一種接線方式。 根據(jù)橋形斷路器的位置又可分為內(nèi)橋和外橋兩種接線。 接法見圖p672 圖8-2三、無母線的電氣主接線方式2.橋形接線橋形接線（2）特點(diǎn)）特點(diǎn)內(nèi)橋：線路故障僅跳線路側(cè)斷路器，其余不受影響，線路及其斷路器檢修方便；但變壓器故障要跳進(jìn)線及橋斷路器，將使故障側(cè)進(jìn)線不能供電。外僑：特點(diǎn)與內(nèi)橋反運(yùn)行方式靈活：可利用備自投，實(shí)現(xiàn)明備用和暗備用兩種方式提高供電可靠性。三、無母線的電氣主接線方式2.橋形接線橋形接線（3）應(yīng)用）應(yīng)用 對于只有兩回電源進(jìn)線和兩臺變壓器的降壓變電站，可考慮采用橋形接線，目前許多110kv變電站都采用這種方式，由于變壓器的可靠性遠(yuǎn)大于線路，因此中應(yīng)用較多的為內(nèi)橋接線。見新安變電氣主接線。（4）