母线,实质上是主结线电路中接受和分配电能的一个电气连接点,形式上它将一个电气连接点延展成了一条线,以便于多个进出线回路的连接。在中、低压供配电系统中通常使用短形截面的铜导体(铜排)来做母线。
单母线接线是有母线主结线中的一种,是中、低压供配电系统中最常用的一种主接线形式。顾名思义,这种接线形式中只有一条母线,单母线接线又可分为单母线不分段接线、单母线分段接线、单母线带旁路接线等。
(一)单母线不分段接线
其主结线形式如图3-4-1所示。WB为母线,母线上侧为电源进线回路,下侧为负荷的配出线回路。值得注意的是:每个回路上都有一组开关,包括一台断路器及其上下两侧的隔离开关。这是因为每条回路都有故障的可能,当某一回路故障时,应能可靠地从系统中切出,并出现可见的断点。这组开关也可为“负荷开关+熔断器”。
单母线不分段接线通常有两种情况:
1.单进线回路
如图3-4-1a所示,此时只有一种运行方式,接线简单、清晰,使用设备少;但可靠性差,一旦电源或母线出现故障,则造成所有出线回路中断供电。只能向三级负荷供电。
2.双进线回路
如图3-4-1b所示,此时有三种运行方式,即双电源并列运行、双电源一用一备运行、电源一进一出运行。
图3-4-1 单母线不分段接线
a)单进线回路 b)双进线回路
有两个电源的运行方式,可提高供电可靠性。若母线故障,仍会使所有的负荷都停电。但由于母线的故障率很低,所以这种主结线形式可用于向一、二级负荷供电。
(1)双电源并列运行 两个电源同时向母线供电,两个电源互相备用,这种备用方式又叫暗备用或热备用。当一个电源故障时,可将故障电源切除,对负荷的供电不受影响。
注意:须强调的是,双电源并列运行必须满足两个电源的同期要求(即电源电压幅值、相位、频率相同),否则可能会使系统造成严重事故。一般来讲,若两个电源不是来自于上一级变电站的同一段母线,它们满足同期要求的可能性很小。因此这种运行方式很少使用。
(2)双电源一用一备运行 只有一个电源(工作电源)向母线供电,另一电源(备用电源)作为备用,这种备用方式叫明备用或冷备用。当工作电源故障时,先将故障电源切除,再投入备用电源向负荷供电。负荷会受到短时停电的影响,如果采用备用电源自动投入装置,可减小这种影响。
(3)电源一进一出运行 电源功率从一条进线输入后,一部分供本变、配电站使用,其余部分由另一条进线输出到其他电能用户。这种运行方式的变电站也叫中间型变电站。这种运行方式在城市环网供电系统中应用很普遍,这时一般使用“负荷开关+熔断器”开关组合。
(二)单母线分段接线
母线用隔离开关或“断路器+隔离开关”分成两段或多段,通常用于有两回或多回进线线路的情况,如图3-4-2所示。
单母线分段接线通常有双电源并列运行、双电源分列运行和双电源一用一备运行三种运行方式。当一段母线故障时,可保证部分负荷不中断供电。当一回电源故障时,若另一回电源有足够的容量,可保证所有负荷不中断供电。
1.双电源并列运行
双电源并列运行此时母线分断开关闭合。(www.xing528.com)
1)若母线分段开关为断路器,当一段母线如WB1故障,由电源进线回路断路器QF1和母线分段断路器QF3断开故障母线,其上所带负荷停电,非故障母线段继续运行;当一回电源如S1故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障电源,负荷不停电。
2)若母线分段开关为隔离开关,当一段母线如WB1故障时,由于隔离开关QS不能直接断开故障电流,必须先将两个电源回路的进线断路器QF1、QF2都断开,使母线上没有电流流过,再断开母线隔离开关QS,然后闭合非故障母线段上的电源进线断路器QF2,这样会造成故障母线段WB1上的负荷停电,并且非故障母线段WB2上的负荷也短时停电;当一回电源如S1故障时,由该电源进线回路断路器QF1断开故障电源,负荷不停电。
图3-4-2 单母线分段接线
由于双电源并列条件苛刻,这种运行方式很少采用。
2.双电源分列运行
双电源分列运行就是母线分段断路器断开,两个电源分别向两段母线供电,两个电源互相备用,这种备用方式也叫暗备用或热备用。
1)若母线分段开关为断路器,当一段母线如WB1故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障母线,其上所带负荷停电,不影响非故障母线段WB2运行;当一回电源如S1故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障电源,然后闭合母线断路器QF3,使得故障电源所带负荷经短时停电后又恢复供电。
2)若母线分段开关为隔离开关,当一段母线WB1故障时,同样由电源进线回路断路器如QF1断开故障母线,其上所带负荷停电,不影响非故障母线段WB2的运行;当一回电源如引故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障电源,由于隔离开关QS不能合负荷电流,因此要将故障电源所带负荷投入到正常电源,必须先将正常电源进线断路器QF2断开,再将母线分段隔离开关QS闭合,然后闭合正常电源进线断路器QF2,这样会造成所有负荷都出现短时停电。
3.双电源一用一备运行
双电源一用一备运行此时母线分段开关闭合。
1)若母线分段开关为断路器,当工作电源如S1所供电的母线段WB1故障时,由电源进线回路断路器QF1和母线分段断路器QF3断开故障母线,所有负荷停电,闭合备用电源进线断路器QF2,WB2上所带负荷恢复供电;当备用电源供电的母线段WB2故障时,由母线分段断路器QF3断开故障母线,WB2上所带负荷停电,不影响非故障母线段WB1运行;当工作电源S1故障时,由工作电源进线回路断路器QF1断开故障电源,然后闭合备用电源进线断路器QF2,使得所有负荷经短时停电后又恢复供电。
2)若母线分段开关为隔离开关QS,当工作电源如S1所供电的母线段WB1故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障母线,再断开母线分段隔离开关QS,所有负荷停电,然后闭合备用电源进线断路器QF2,工作母线段WB2所带负荷恢复供电;当备用电源S2所供电的母线段WB2故障时,必须先断开工作电源进线断路器QF1,再由母线分段隔离开关QS断开故障母线WB2,所有负荷停电,然后闭合工作电源进线断路器QF1,恢复对非故障母线段WB1负荷的供电;当工作电源S1故障时,由电源进线回路断路器QF1断开故障电源,然后闭合备用电源进线断路器QF2,使得所有负荷经短时停电后又恢复供电。
(三)单母线带旁路接线
主结线中有两条母线,一条为主母线,一条为旁路母线。主要用于出线回路较重要,不允许停电检修断路器的场合,如图3-4-3所示。
旁路母线WB2与各出线回路由隔离开关相连,利用连接主母线WB1和旁路母线的联络断路器QF1替代需检修的出线断路器,可不中断该回路供电。
正常运行时,联络断路器QF1及其隔离开关QS11、QS12均断开。当需检修某一出线回路断路器,如QF3时,合上联络断路器QF1及其隔离开关,检查旁路母线WB2是否完好;若完好,则合上连接分路母线和出线回路的隔离开关QS33;再断开出线回路断路器QF3及其相应的隔离开关。这样出线回路断路器QF3退出检修,由主母线WB1经联络断路器QF1,经分路母线WB2向该出线回路供电。
图3-4-3 单母线带旁路接线
利用旁路母线每次只能不停电检修一条出线回路。
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