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汇流母线接线形式详解

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:有汇流母线的接线形式适用于电源、进出线回路数较多的发电厂和变电站。与母线相连的隔离开关QS1称为母线隔离开关,靠近线路出口处的隔离开关QS2称为线路隔离开关。母线分段的数目取决于电源的数目和容量及主接线的运行方式,一般以2~3段为宜。除了单母线分段接线外,又增设了一组旁路母线W3。

汇流母线接线形式详解

有汇流母线的接线形式适用于电源、进出线回路数较多的发电厂和变电站。汇流母线将电源和进出线连接在一起,使电气主接线简单清晰,运行与检修方便,又便于扩建。

有汇流母线的接线形式有单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路母线接线、双母线分段带旁路母线接线、双断路器的双母线接线、一台半断路器接线及变压器—母线组接线等。

(一)单母线接线

单母线接线如图6-2所示。它是有汇流母线接线形式中最简单的一种接线。

图6-2 单母线接线

QF—断路器;QS1—母线隔离开关;QS2—线路隔离开关;W—母线;QSE1、QSE2—接地刀闸

图6-2中,只有一组汇流母线W,电源和线路分别布置在母线两侧。电源和线路回路都装设断路器和隔离开关。与母线相连的隔离开关QS1称为母线隔离开关,靠近线路出口处的隔离开关QS2称为线路隔离开关。

以线路1为例,其停送电倒闸操作步骤如下:

(1)线路1送电倒闸操作。首先确认断路器QF在跳闸位置,合上母线隔离开关QS1,再合上线路隔离开关QS2,最后合断路器QF。

(2)线路1停电倒闸操作。首先使断路器QF跳闸,并确认断路器QF在跳闸位置后,拉开线路隔离开关QS2,再拉开母线隔离开关QS1。

停电检修线路断路器QF时,为了防止误合两侧隔离开关QS1和QS2,使被检修的断路器QF带电,危及检修人员生命安全,在断路器QF两侧装设两组接地刀闸QSE1和QSE2。当线路1停电,QF两侧隔离开关分闸,确认断路器QF两侧无电后,再合上两组接地刀闸QSE1和QSE2,它们取代安全接地线的作用,使被检修的断路器QF接地,实现安全检修。

单母线接线的电气主接线简单清晰,采用设备少,操作方便,汇流母线W便于向两侧延伸,使得扩建方便,但电气主接线的可靠性较差。当母线W故障或检修时,将造成整个发电厂和变电站停电,停电范围大;母线隔离开关故障或检修时,将使其相应一次回路停电;当断路器故障或检修时,在整个检修期间相应一次回路一直处于停电状态。

单母线接线适用于有一路电源(一台发电机或一台主变压器)的以下情况:

(1)与6~10kV母线相连的出线回路数为5回及以下。

(2)与35~63kV母线相连的出线回路数为3回及以下。

(3)与110~220kV母线相连的出线回路数为2回及以下。

总之,单母线接线一般只适用于电压等级为6~220kV、出线回路数较少,又没有重要负荷的发电厂和变电站。

(二)单母线分段接线

当发电厂和变电站的电源或出线回路数较多时,为了提高单母线接线的供电可靠性,把因检修母线造成大面积停电的范围缩小,电气主接线可以选用单母线分段接线。

单母线分段接线如图6-3所示。采用隔离开关QS或断路器QF将单母线分成两段W1和W2。对可靠性要求较高的系统,一般采用断路器对母线分段,此断路器被称为分段断路器。系统正常运行时,一般分段回路隔离开关QS或断路器QF处于合闸状态。

当任何一段母线故障时,分段回路断路器QF自动跳闸,与故障段母线相连的电源、线路断路器均自动跳闸,仅使故障段母线停电,而非故障段母线继续带电运行,与单母线接线相比,停电的范围缩小,供电可靠性提高了。采用双回线供电的重要的负荷用户,可以从不同段母线分别取得供电电源;当一段母线故障时,另一段母线继续提供供电电源,提高了供电可靠性。

图6-3 单母线分段接线

QF1—断路器;QS1、QS2—隔离开关;W—母线;QF—分段断路器;QS—分段隔离开关

正常情况下检修母线时,也可通过分段断路器QF将要检修的母线段与另一段母线断开,而不中断另一段母线的运行。因此,采用断路器分段的单母线接线比不分段的单母线接线和采用隔离开关分段的单母线接线具有更高的供电可靠性。

单母线分段接线的主要缺点是当断路器故障或检修时,在整个检修期间相应一次回路一直处于停电状态;当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线上的所有回路都要在检修期间内停电;当采用接于不同段母线的双回架空线路供电时,架空线路出现交叉跨越。另外,扩建时只能向母线的两个方向均衡扩建。

单母线分段接线一般适用于以下情况:

(1)6~10kV母线相连的出线回路数为6回及以上。

(2)与35~63kV母线相连的出线回路数为4~8回。

(3)与110~220kV母线相连的出线回路数为3~4回。

(4)对于中小型发电厂,当每段发电机电压母线上的发电机容量为12MW时。

母线分段的数目取决于电源的数目和容量及主接线的运行方式,一般以2~3段为宜。

(三)单母线分段带旁路母线接线

单母线分段接线与单母线接线相比较,虽然供电的可靠性提高了,但当进出线断路器检修时,会造成相应进出线回路供电中断。为了克服此缺点,可以在原单母线分段接线基础上,增设一组旁路母线,形成单母线分段带旁路母线接线。

1.采用专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线

图6-4 专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线

W3—旁路母线;QFP1、QFP2—专用旁路断路器QF—分段断路器;QSP—旁路隔离开关

图6-4为采用专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线图。除了单母线分段接线外,又增设了一组旁路母线W3。每段分段母线通过一组专用旁路断路器与旁路母线W3相连接,QFP1为分段母线W1的专用旁路断路器,QFP2为分段母线W2的专用旁路断路器。每一回进出线回路均装设一组旁路隔离开关QSP与旁路母线W3相连。

系统在正常运行状态时,专用旁路断路器QFP1和QFP2、旁路隔离开关QSP均处于断开状态,旁路母线W3不带电。

当线路2的断路器QF1检修时,利用专用旁路断路器QFP1代替QF1,通过旁路母线向线路2的用户负荷连续地供电。QFP1代替QF1的倒闸操作步骤如下:

(1)合专用旁路断路器QFP1两侧的隔离开关QSP1和QSP2

(2)合专用旁路断路器QFP1,向旁路母线W3充电。

(3)确认旁路母线W3完好后,断开专用旁路断路器QFP1

(4)确认专用旁路断路器QFP1已跳闸后,合线路2的旁路隔离开关QSP

(5)再合专用旁路断路器QFP1

(6)断开线路2的断路器QF1。

(7)确认断路器QF1已跳闸后,拉开QF1两侧的隔离开关QS2和QS1。

此时,由分段母线W1经专用旁路断路器QFP1、旁路母线W3及旁路隔离并关QSP向线路2的负荷供电。在QF1检修期间,线路2的负荷始终处于供电状态。

当断路器QF1检修完毕后,将专用旁路断路器QFP1退出,恢复正常运行状态的倒闸操作步骤如下:

(1)合QF1两侧的隔离开关QS1和QS2;

(2)合线路2的断路器QF1;

(3)断开专用旁路断路器QFP1

(4)拉开线路2的旁路隔离并关QSP

(5)拉开旁路断路器QFP1两侧的隔离开关QSP2和QSP1

采用专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线,虽然供电可靠性有所提高,但增加了断路器和隔离开关的数量,使设备投资和占地面积增大。为了节省设备投资,减少占地面积,通常采用分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线。

2.采用分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线

分段断路器兼作旁路断路器的接线如图6-5所示。在原单母线分段接线的基础上,增加了两组隔离开关QS13、QS14及旁路母线W3。QF既是分段断路器,又兼旁路断路器。每一回进出线回路均装设一组旁路隔离开关QSP与旁路母线W3相连。

图6-5 分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线

QF—分段断路器;QS—分段隔离开关;W3—旁路母线;QSP—旁路隔离开关

正常运行时,分段断路器QF及隔离开关QS11、QS12均处于合闸状态,隔离开关QS13、QS14、QS、QSP均处于断开状态,正常运行时旁路母线W3不带电。此时主接线按单母线分段方式运行,QF起分段断路器的作用。

当线路1的断路器QF1检修时,利用QF作旁路断路器代替QF1,通过旁路母线W3向线路1的用户负荷连续地供电。QFP1代替QF1的倒闸操作步骤如下:

(1)合母线分段隔离开关QS,两组分段母线W1和W2并列运行。

(2)断开分段断路器QF。

(3)确认分段断路器QF已跳闸后,拉开隔离开关QS12。

(4)合隔离开关QS14。

(5)合分段断路器QF,向旁路母线W3充电。

(6)确认旁路母线W3完好后,断开分段断路器QF。

(7)合线路1的旁路隔离并关QSP

(8)再合分段断路器QF。

(9)断开线路1的断路器QF1。

(10)确认断路器QF1已跳闸后,拉开QF1两侧的隔离开关QS2和QS1。

此时由分段母线W1、隔离并关QS11、分段断路器QF、隔离并关QS14、旁路母线W3旁路隔离并关QSP向线路1的用户负荷连续供电。在QF1检修期间,线路1的负荷始终处于供电状态。

另外,分段断路器兼作旁路断路器接线还有其他形式,如图6-6所示。图6-6(a)为不装母线分段隔离开关,QF为分段断路器;正常运行时,分段断路器QF及隔离开关QS11、QS12均处于合闸状态,隔离开关QS13、QS14均处于断开状态,旁路母线W3不带电;用分段断路器QF代替线路断路器时,两组分段母线W1和W2分列运行。图6-6(b)中,QF为分段断路器,QS为分段隔离开关;正常运行时,分段断路器QF及隔离开关QSP1、QSP2、QSP3均处于合闸状态,分段隔离开关QS处于断开状态,旁路母线W3带电;用分段断路器QF代替线路断路器时,用户负荷只能由分段母线W1供电。图6-6(c)中,不装母线分段隔离开关,QF为分段断路器;正常运行时,分段断路器QF及隔离开关QSP1(或QSP2)、QSP3、QSP4均处于合闸状态,隔离开关QSP2处(或QSP1)于断开状态,旁路母线W3带电;用分段断路器QF代替线路断路器时,两组分段母线W1和W2分列运行,由两组分段母线W1和W2任意段经旁路母线W3向用户负荷供电。

图6-6 分段断路器兼作旁路断路器的其他接线形式

(a)不装母线分段隔离开关;(b)、(c)正常运行时,旁路母线都带电

3.单母线分段接线设置旁路母线的原则

(1)6~10kV配电装置一般不装设旁路母线。但当地区电网或用户不允许停电检修断路器时,可装设旁路母线。

(2)35~63kV配电装置一般不装设旁路母线。若不允许停电检修断路器时,可装设分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线。

(3)110~220kV配电装置。当断路器为少油型开关时,由于每台少油开关年检修周期间隔短,所以可装设分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线。当110kV出线7回及以上,220kV出线5回及以上时,一般装设专用旁路断路器的旁路母线。对于处于重要地位的110~220kV配电装置,当110kV出线6回及以上,220kV出线4回及以上时,也可装设专用旁路断路器的旁路母线。对满足以上条件的变电站主变压器侧断路器,应装设旁路母线。当断路器为年检修周期间隔长的SF6型开关或选用可快速替换的手车式断路器,或者线路允许停电检修的断路器及发电厂主变压器侧断路器,一般不装设旁路母线。

(四)双母线接线

对于单母线、单母线分段或单母线分段带旁路母线接线,当母线和母线隔离开关故障或检修时,连接在该段母线上的全部进出线,在检修期间将长时间停电。只有检修完毕,才能恢复供电。为了克服这个缺点,可以采用双母线的接线形式,即发电厂和变电站安装两组汇流母线的接线形式。

根据每回进出线安装断路器的台数不同,双母线接线有单断路器的双母线接线、单断路器的双母线分段接线、单断路器的双母线带旁路母线接线、双断路器的双母线接线、一台半断路器的接线和变压器—母线组接线等。

1.单断路器的双母线接线

单断路器的双母线接线如图6-7所示。在这种接线方式中,每回进出线都通过一台断路器和两组母线隔离开关QS1和QS2分别连接到两组母线W1和W2上。两组母线由断路器QFm、隔离开关QSm1和QSm2连接,QFm断路器称为母线联络断路器(或简称母联断路器)。

图6-7 单断路器的双母线接线

QFm—母线联络断路器;QSm1、QSm2—母线联络回路隔离开关;W1、W2—母线

电源和负荷被平均分配在两组母线上,每组母线上既有电源,又有负荷。另外,为了满足母线保护的要求,通常某一回路固定与某一组母线连接,构成“固定连接”的运行方式。

正常运行时,母线联络断路器QFm、隔离开关QSm1和QSm2合闸,两组母线并联运行,两组母线无穿越功率;电源和线路只能运行在一组母线上,即同一回路的母线隔离开关QS1和QS2只能有一组在合闸位置。

若W1母线停电检修时,其倒闸操作(此项操作任务称为双母线倒单母线的倒闸操作)步骤如下:

(1)确认母线联络断路器QFm、隔离开关QSm1和QSm2合闸完好。

(2)合电源和线路的所有W2母线隔离开关QS2。

(3)拉开运行在W1母线上电源和线路的所有母线隔离开关QS1。

(4)断开母线联络断路器QFm

(5)确认母线联络断路器QFm跳闸后,拉开隔离开关QSm1和QSm2

此时,W1母线不带电,所有电源和线路均在W2母线运行,双母线变成单母线运行,所以单断路器的双母线接线灵活性较好。另外,倒闸操作过程中,电源和线路始终不停电,所以也有较高的可靠性。

若线路1运行在W1母线,其母线隔离开关QS1检修时,倒闸操作步骤如下:

(1)断开线路1的断路器QF1。(www.xing528.com)

(2)确认QF1已跳闸后,拉开隔离开关QS2和QS1。

(3)确认母线联络断路器QFm、隔离开关QSm1和QSm2合闸完好。

(4)合其他电源和线路回路的W2母线隔离开关QS2。

(5)拉开运行在W1母线上其他电源和线路回路的母线隔离开关QS1。

(6)断开母线联络断路器QFm

(7)确认母线联络断路器QFm跳闸后,拉开隔离开关QSm1和QSm2

此时,W1母线不带电,线路1也停电。除了线路1外,其他电源和线路均在W2母线运行,线路1的W1母线隔离开关QS1可以检修。

通过对上述倒闸操作过程的分析,可知单断路器的双母线接线具有如下优点:

(1)可靠性较高。一组母线检修不影响供电,只需将运行在要检修母线上的所有电源和线路,通过两组母线隔离开关的倒换操作,全部切换到另一组母线上运行;一组母线出现故障后,可将被切除的电源和线路倒换到另一组母线上,能迅速恢复供电,停电时间短;检修任一回路的母线隔离开关时,只将该母线隔离开关所在回路和所连接的母线停电,不影响其他回路供电。

(2)灵活性较好。双母线可以变成单母线运行,运行方式变化灵活;电源和线路可以任意分配在某一组母线上,调度灵活;母线检修安全,被检修的母线停电操作方便;扩建方便,双母线接线可沿着左右任何方向扩建,不影响两组母线的电源和负荷均匀分配,也不会引起原有回路的停电。当有双回架空供电线路时,可以顺序布置,以至连接不同的母线时,不会出现像单母线分段接线那样的交叉跨越现象。

虽然单断路器双母线接线在可靠性和灵活性方面有了较大提高,但仍存在如下缺点:

(1)任一组母线短路,短时停电范围较大。

(2)任一进出线回路的断路器检修时,将使该回路停电。

(3)任一台断路器拒动,将造成与该断路器相连母线上其他回路的停电。

(4)任一组母线检修时,全部电源及线路都集中在另一组母线上,若另一组母线再故障将造成全停事故。

(5)当母线故障或检修时,用隔离开关进行母线倒闸操作时,容易发生带负荷误拉合隔离开关的操作,即误操作现象,将引起母线短路故障。

单断路器的双母线接线适用进出线回路较多,可靠性和灵活性较高的系统,其具体适用如下范围:

(1)当110~220kV配电装置出线5回及以上;对于处于重要地位的110~220kV配电装置,出线4回及以上时。

(2)35~63kV配电装置,出线8回及以上;或电源较多、负荷较大。

(3)6~10kV配电装置,出线短路电流较大,出线需要安装限流电抗器

2.单断路器的双母线分段接线

为了缩小母线故障的停电范围,可将双母线接线中的一组母线分段形成双母线三分段接线,或者将两组母线分段形成双母线四分段接线。

(1)双母线三分段接线。双母线三分段接线如图6-8所示。分段断路器QFf把工作母线W1分成W1和W3两段,W1与W2母线用母联断路器QFm1相连,W3与W2母线用母联断路器QFm2相连。

当三段母线W1、W2和W3均作为工作母线带电运行时,母联断路器QFm1和QFm2、分段断路器QFf均处于合闸状态,电源和负荷均匀的布置在三段母线上。当任意一段母线故障时,接线系统停电范围为1/3。

当W1和W3两段母线作为工作母线带电运行,且W2母线作为备用母线时,母联断路器QFm1和QFm2处于跳闸状态,分段断路器QFf均处于合闸状态,电源和负荷均匀的布置在W1和W3两段母线上。当W1或W3母线检修时,通过母联断路器把被检修母线段的电源和负荷转移到备用母线W2上;再断开分段断路器QFf、被检修母线联络断路器QFm1或QFm2

图6-8 双母线三分段接线图

W1、W2、W3—母线;QFf—分段断路器;QFm1、QFm2—母联断路器

图6-9 双母线四分段带旁路母线接线

W1、W2、W3、W4—母线;QFf1、QFf2—分段断路器;QFm1、QFm2—母联断路器

(2)双母线四分段接线。双母线四分段接线如图6-9所示。分段断路器QFf1把母线W1分成W1和W3两段,分段断路器QFf2把母线W2分成W2和W4两段;W1与W2母线用母联断路器QFm1相连,W3与W4母线用母联断路器QFm2相连。

双母线四分段接线与双母线三分段接线比多用了一组分段断路器,但母线故障时,停电范围减小了,具有较高的供电可靠性。此外,采用双母线四分段接线时,进出线可无均衡地分配在四段母线上。母线保护及倒闸操作也比三分段简单。对于大功率超高压配电装置,为避免大机组和多回路停电造成的巨大损失,应优先采用双母线四分段接线。

(3)双母线分段原则。对于中小型发电厂,当每段发电机电压母线上发电机(或负荷)总容量为24MW及以上时,应对发电机电压双母线进行分段。

当220kV及以上的配电装置进出线回路数很多时,双母线接线应按以下原则分段:220kV及以上的进出线回路数为10~14回时,对双母线进行三分段;220kV及以上的进出线回路数为15回及以上时,对双母线进行四分段。

330~500kV配电装置,当最终进出线回路数6~7回,对双母线进行三分段;进出线回路数8回及以上时,对双母线进行四分段。

为了限制母线短路电流,根据需要将母线分段。

3.双母线带旁路母线接线

为了避免在检修进出线断路器时,造成进出线回路停电,在单断路器双母线接线的基础上增设旁路母线。双母线带旁路母线接线,一般有采用专用旁路断路器和母联断路器兼旁路断路器的接线形式。

(1)专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线。专用旁路断路器的接线如图6-10所示。正常运行时,专用旁路断路器QFP处于跳闸状态,此时,旁路母线接线不带电。当线路1的断路器QF1检修时,可由专用旁路断路器QFP代替QF1不停电的供电,对双母线的运行没有影响。但要注意:一定要用线路1所运行的母线带旁路母线W3。

设置了专用旁路断路器QFP后,将使设备投资和配电装置的占地面积有所增加。为了节省断路器和配电装置间隔,应尽量不设专用旁路断路器,而采用母联断路器兼作旁路断路器的方案。

(2)母联断路器兼旁路断路器的双母线带旁路母线接线。较常用的接线如图6-11所示。

图6-10 专用旁路断路器双母线带旁路母线的接线

W3—旁路母线;QFP—专用旁路断路器;QSP—线路旁路隔离开关

图6-11 母联断路器兼旁路断路器双母线带旁路母线的接线

W3—旁路母线;QSP—线路旁路隔离开关;QFm—母联断路器

正常运行时,QFm起母联断路器作用。QFm合闸,隔离开关QSm1和QSm2合闸,隔离开关QSP4断开,所有线路的旁路隔离开关QSP全断开。旁路母线不带电。

当线路1的断路器QF1检修时,首先将所有电源和线路均倒到W1母线上;断开母联断路器QFm;拉开隔离开关QSm2;合隔离开关QSP4;合母联断路器QFm,由母线W1向旁路母线充电;确认旁路母线完好后,断开母联断路器QFm;合线路1的旁路隔离开关QSP;再合母联断路器QFm;断开线路1的断路器QF1;拉开隔离开关QS3、QS1(或QS2);由母线W1通过旁路母线向线路1供电。

每当检修进出线断路器,就要将母联断路器用作旁路断路器,使双母线变成单母线W1运行,降低了供电可靠性,并且增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作步骤。

母联断路器兼旁路断路器的还有其他接线形式,如图6-12所示。图6-12(a)正常运行时,旁路母线W3不带电;双母线都能带旁路。图6-12(b)正常运行时,旁路母线W3带电;双母线都能带旁路。图6-12(c)正常运行时,旁路母线W3不带电;只有母线W1能带旁路,且QFm合闸,隔离开关QSm1及QSm2均处于合闸状态。

图6-12 母联断路器兼旁路断路器的其他接线形式

(a)双母线都能带旁路;(b)旁路母线经常带电;(c)设旁路跨条W1、W2—双母线;W3—旁路母线;QSp4、QSm1、QSm2、QSm3—隔离开关;QFm—母联断路器

(3)双母线四分段带旁路母线接线。常用的接线如图6-13所示,装设两台母联断路器(QFm1、QFm2)兼旁路断路器带旁路母线。对于330~500kV超高压配电装置,当进出线回路数8及以上时,一般采用两台母联断路器兼旁路断路器的双母线带旁路母线接线,更好地满足超高压配电装置接线的供电可靠性要求。

(4)双母线带旁路母线接线设置旁路母线的原则。6~10kV配电装置一般不装设旁路母线。35~63kV配电装置一般不装设旁路母线。110~220kV配电装置,当断路器为少油型开关时,由于每台少油开关年检修周期间隔短,所以可装设分段断路器兼作旁路断路器的旁路母线;当110kV出线7回及以上,220kV出线5回及以上时,一般装设专用旁路断路器的旁路母线;对于处于重要地位的110~220kV配电装置,当110kV出线6回及以上,220kV出线4回及以上时,也可装设专用旁路断路器的旁路母线。330~500kV配电装置,当最终进出线回路数6及以上时,装设母联断路器兼旁路断路器的旁路母线。对满足以上条件的变电站主变压器侧断路器,应装设旁路母线。当断路器为年检修周期间隔长的SF6型开关或选用可快速替换的手车式断路器,或者线路允许停电检修的断路器及发电厂主变压器侧断路器,一般不装设旁路母线。

图6-13 双母线四分段带旁路母线接线

QFf1、QFf2—分段断路器;QFm1、QFm2—母联断路器;W5—旁路母线

4.双断路器的双母线接线

双断路器的双母线接线如图6-14所示。图中,每回进出线回路都通过两台断路器分别与两组母线相连。正常运行时,所有断路器及隔离开关全部合闸,双母线带电并列运行。这种接线方式具有如下特点。

图6-14 双断路器的双母线接线

(1)有高度的可靠性。任何一组母线、一组母线隔离开关或一组断路器检修时,都不会影响系统的供电;当一组母线发生故障时,与故障母线相连的所有回路的断路器自动跳闸,但任何回路均不停电;任何一台断路器拒动时,只影响一个回路;隔离开关不是用来倒闸操作,断路器检修时用来产生明显断开点,所以误操作的几率大大降低。

(2)调度灵活。正常运行时,所有断路器及隔离开关全部合闸,双母线带电并列运行,并形成多环形供电。

(3)操作方便。每回进出线回路可以在任意一组母线上运行,所有切换操作均用断路器完成,且倒闸操作步骤简单;断路器检修时,不用带旁母的倒闸操作。

(4)检修安全方便。母线或母线隔离开关检修时,进出线回路不需要切换,只需断开被检修母线上运行的断路器。

(5)虽然双断路器的双母线接线具有很高的可靠性和灵活性,但这种接线的断路器和隔离开关用量大,经济性能较差,所以限制了它的使用范围。

5.一台半断路器的双母线接线

一台半断路器的双母线接线又称3/2接线或称接线,接线形式如图6-15所示。在双母线W1和W2之间并联了许多“串”,每“串”中有三台断路器(QF1、QF2和QF3。其中,QF1、QF3为母线侧断路器;QF2为中间断路器)和两回进出线,每回进出线相当于占有一台半断路器。它是国内外大机组、超高压电气主接线中广泛采用的一种接线形式。正常运行时,双母线和所有的断路器、隔离开关都带电运行,每一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线。这种接线具有如下特点。

图6-15 一台半断路器的双母线接线

表6-1 一台半断路器接线(8回进出线)的故障停电范围

(1)具有高度的供电可靠性。每一回路通过两台断路器供电,形成了具有双重连接特性的多环形网络。当母线发生短路故障时,只有与故障母线相连的母线断路器跳闸,不影响任何回路供电,见表6-1。在事故与检修相重合的情况下,停电回路数不会超过两回。

(2)调度灵活。正常情况下,两组母线和全部断路器均投入运行,从而形成了多环状的供电网络。任何一回路停送电时互不影响,使调度运行十分灵活。

(3)操作检修方便。该接线中隔离开关仅作为隔离电器,不用来倒闸操作,从而避免了可能发生的误操作。当任一组母线需要停电清扫或检修时,回路不需要切换。任何一台断路器检修,各回路仍按原接线方式运行,也不需要切换。

(4)由于一个回路连接着两台断路器,一台中间断路器QF2又连接着两个回路,从而使继电保护和二次接线更复杂,例如保护接地和电流的测量问题、重合闸问题、失灵保护问题、安装单位划分问题及互感器的配置等问题。

(5)当发电厂和变电站的进出回路采用架空线且方向一致时,使配电装置接线复杂化。

为了进一步提高一台半断路器的双母线接线的供电可靠性,防止发生同名回路同时停电,在设计一台半断路器接线时应注意以下几个问题:

1)同名回路应布置在不同串上,以避免当一串中的中间断路器QF2故障而拒动时,该串中靠近母线侧的两台断路器QF1和QF3同时自动跳闸,将使两个同名回路同时被切除。

2)应将电源线路和负荷线路配在同一串中。

3)对于特别重要的只有两个串的一台半断路器的双母线接线,同名回路分别交替接入两侧母线,形成“交替布置”方式。这种布置能避免当一串中的中间断路器(QF2或QF12)检修时,合并同名回路串的母线侧断路器故障,将配置在同侧母线的同名回路同时断开。

“交替布置”如图6-16所示。负荷1与2、电源1与2为两组同名回路。电源1布置在靠近W1母线,电源2布置在靠近W2母线;负荷1与2布置与电源类似。两对同名回路都实现“交替布置”。当中间断路器QF2检修时,负荷2发生短路故障,QF11自动跳闸,同时,中间断路器QF12也自动跳闸,则电源2经QF13、QF3、W2母线向负荷1供电,同名回路不至于同时被切除。否则,同名回路同时被切除,电源突然减负荷,负荷线路全部停电。

图6-16 一台半断路器同名回路交替布置接线

采用“交替布置”虽然使一台半断路器接线的可靠性大大提高,但也使配电装置所占间隔增加,构架和引线变得复杂,扩大了占地面积。考虑到同名回路同时停电的几率很小,在我国仅限于特别重要的同名回路,如超高压变电站的两台主变压器回路、发电厂初期只有两个串时,才采用交替布置。

6.变压器—母线组接线

为了保证超高压、长距离大容量输电线路的可靠性,超高压变电站的电气主接线采用变压器—母线组接线,它有如下几种接线形式:

(1)当进出线回路数5~7回,且有两台主变压器时,变压器—母线组接线如图6-17所示。线路部分采用双断路器,以保证高度的可靠性。而考虑主变压器质量高、事故率低,运行可靠,平时切换操作的次数较少;所以两台主变压器不用断路器,而通过隔离开关分别接到两组母线上。

图6-17 线路为双断路器的变压器—母线组接线

(2)当进出线回路数8回,且有两台主变压器时,变压器—母线组接线如图6-18所示。线路部分采用一台半断路器接线。两台主变压器不用断路器,而通过隔离开关分别接到两组母线上。

(3)当有四台主变压器时,可利用断路器将双母线分成四段,在每段母线上连接一台主变压器。

变压器——母线组接线具有以下特点:

(1)可靠性高。任一台断路器故障或拒动时,仅影响一台变压器和一回线的供电。母线故障只影响一台变压器供电。变压器故障时,与该变压器相连母线上的断路器全部跳闸,并不影响其他回路的供电。

(2)经济性好。所有主变压器回路都不用断路器,所用断路器的数量减少,投资省。

(3)主变压器停电时,将有一组母线短时停电,再拉开要停电的主变压器出口隔离开关。

图6-18 线路为一台半断路器的变压器—母线组接线

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