電氣主接線各種連接方式優(yōu)缺點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用

苗德剛

（伊春市林都熱電廠，黑龍江 伊春 153000）

電氣主接線主要是指在發(fā)電廠，變電所，電力系統(tǒng)中,為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的，表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路，電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)，變壓器，母線，斷路器，隔離刀閘，線路等，它們的連接方式對(duì)供電可靠性，運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用，一般在研究主接線方案和運(yùn)行方式時(shí),為了清晰和方便,通常將三相電路圖描繪成單線圖，在繪制主接線全圖時(shí),將互感器，避雷器，電容器，中性點(diǎn)設(shè)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。

1 電氣主接線接線要求

對(duì)一個(gè)電廠而言,電氣主接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)組容量，電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等,從供電的可靠性，運(yùn)行的靈活性和方便性，經(jīng)濟(jì)性，發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面,經(jīng)綜合比較后確定，它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況，電氣主接線又稱電氣一次接線圖，電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：

(1)運(yùn)行的可靠性:主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性,特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電，(2)運(yùn)行的靈活性:主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況,特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí),能夠通過倒換開關(guān)的運(yùn)行方式,做到調(diào)度靈活,不中斷向用戶的供電，在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線，(3)主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下,做到經(jīng)濟(jì)合理,盡量減少占地面積,節(jié)省投資。

2 電氣主接線常見8種接線方式優(yōu)缺點(diǎn)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(jiǎn)單的接線方式，線路變壓器組接線的優(yōu)點(diǎn)是斷路器少,接線簡(jiǎn)單,造價(jià)省，相應(yīng)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(yùn)行,對(duì)限制短路電流效果顯著,較適合于110kV開環(huán)運(yùn)行的網(wǎng)架，但其可靠性相對(duì)較差,線路故障檢修停運(yùn)時(shí),變壓器將被迫停運(yùn),對(duì)變電所的供電負(fù)荷影響較大。

2.2 橋形接線

橋形接線采用4個(gè)回路3臺(tái)斷路器和6個(gè)隔離開關(guān),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，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，若為了在檢修斷路器時(shí)不影響和變壓器的正常運(yùn)行,有時(shí)在橋形外附設(shè)一組隔離開關(guān),這就成了長(zhǎng)期開環(huán)運(yùn)行的四邊形接線。

2.3 多角形接線

多角形接線就是將斷路器和隔離開關(guān)相互連接,且每一臺(tái)斷路器兩側(cè)都有隔離開關(guān),由隔離開關(guān)之間送出回路，多角形接線所用設(shè)備少,投資省,運(yùn)行的靈活性和可靠性較好，正常情況下為雙重連接,任何一臺(tái)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(shí),對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行影響都較小，其最主要的缺點(diǎn)是回路數(shù)受到限制,因?yàn)楫?dāng)環(huán)形接線中有一臺(tái)斷路器檢修時(shí)就要開環(huán)運(yùn)行,此時(shí)當(dāng)其它回路發(fā)生故障就要造成兩個(gè)回路停電,擴(kuò)大了故障停電范圍,且開環(huán)運(yùn)行的時(shí)間愈長(zhǎng),這一缺點(diǎn)就愈大，環(huán)中的斷路器數(shù)量越多,開環(huán)檢修的機(jī)會(huì)就越大,所一般只采四角(邊)形接線和五角形接線,同時(shí)為了可靠性,線路和變壓器采用對(duì)角連接原則，四邊形的保護(hù)接線比較復(fù)雜,一，二次回路倒換操作較多。

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(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單,投資省,操作方便;缺點(diǎn)是母線故障或檢修時(shí)要造成部分回路停電。

2.5 雙母線接線

雙母線接線就是將工作線，電源線和出線通過一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)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(lián)絡(luò)斷路器并列運(yùn)行。

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(chǔ)上,增設(shè)旁路母線，其特點(diǎn)是具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn),當(dāng)線路(主變壓器)斷路器檢修時(shí),仍有繼續(xù)供電,但旁路的倒換操作比較復(fù)雜,增加了誤操作的機(jī)會(huì),也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化,投資費(fèi)用較大,一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔,當(dāng)出線達(dá)到5個(gè)回路以上時(shí),才增設(shè)專用的旁路斷路器,出線少于5個(gè)回路時(shí),則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。

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(chǔ)上,在母線上增設(shè)分段斷路器,它具有雙母線帶旁路的優(yōu)點(diǎn),但投資費(fèi)用較大,占用設(shè)備間隔較多,一般采用此種接線的原則為：(1)當(dāng)設(shè)備連接的進(jìn)出線總數(shù)為12～16回時(shí),在一組母線上設(shè)置分段斷路器；(2)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)置分段斷器。

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(gè)斷路器中間送出2(3)回回路,一般只用于500kV(或重要220kV)電網(wǎng)的母線主接線，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)運(yùn)行調(diào)度靈活,正常時(shí)兩條母線和全部斷路器運(yùn)行,成多路環(huán)狀供電;(2)檢修時(shí)操作方便,當(dāng)一組母線停支時(shí),回路不需要切換,任一臺(tái)斷路器檢修,各回路仍按原接線方式霆,不需切換;(3)運(yùn)行可靠,每一回路由兩臺(tái)斷路器供電,母線發(fā)生故障時(shí),任何回路都不停電，2/3(4/3)斷路器接線的缺點(diǎn)是使用設(shè)備較多,特別是斷路器和電流互感器,投資費(fèi)用大,保護(hù)接線復(fù)雜。

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(fù)荷中心,電能通過它分配給用戶或下級(jí)配電所，在確保供電可靠性的前提下,變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)有利于規(guī)范化，簡(jiǎn)單化，自動(dòng)化及無人化,盡可能減少占地面積，變電所主接線方式應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，變壓器負(fù)載率，電氣設(shè)備特點(diǎn)及上級(jí)電網(wǎng)強(qiáng)弱等因素確定，一般終端變電所高壓側(cè)主接線形式選用線路-變壓器組接線和內(nèi)橋接線。

3.1 線路-變壓器組接線

線路-變壓器組接線是最簡(jiǎn)單主接線方式，高壓配電裝置只配置2個(gè)設(shè)備單元,接線簡(jiǎn)單清晰,占地面積小,送電線路故障時(shí)由送電端變電所出線斷路器跳閘，在正常運(yùn)行方式下,L1、L2線路各帶一臺(tái)主變,系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì),有利于變電所實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無人化，因此,對(duì)于地方電網(wǎng)中110kV終端變電所,如主變?nèi)萘繚M足N-1要求,即主變?nèi)萘繚M足低負(fù)載率標(biāo)準(zhǔn),首先應(yīng)推薦采用線路-變壓器組接線方式。

3.2 內(nèi)橋接線

內(nèi)橋接線是終端變電所最常用的主接線方式，其高壓側(cè)斷路器數(shù)量較少,線路故障操作簡(jiǎn)單，方便,系統(tǒng)接線清晰，在正常運(yùn)行方式下,橋斷路器打開,類似于線路-變壓器組接線,L1、L2線路各帶1臺(tái)主變，因內(nèi)橋接線線路側(cè)裝有斷路器,線路的投入和切除十分方便，當(dāng)送電線路發(fā)生故障時(shí),只需斷開故障線路的斷路器,不影響其它回路正常運(yùn)行，但變壓器故障時(shí),則與其連接的兩臺(tái)斷路器都要斷開,從而影響了一回未故障線路的正常運(yùn)行，隨著主變制造工藝和質(zhì)量的迅速提高,現(xiàn)在各廠家生產(chǎn)的主變大都為免維護(hù)式，因主變壓器運(yùn)行可靠性較高,而且主變也不需要經(jīng)常切換，因此,對(duì)于地方電網(wǎng)中110kV終端變電所,如主變?nèi)萘坎荒軡M足N-1要求,采用內(nèi)橋主接線方式有利于提高系統(tǒng)供電可靠性。

[1]李義山.變配電實(shí)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[2]居榮.供配電技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.