无汇流母线的接线方式分析

无汇流母线的接线形式适用于电源、进出线回路数较少的发电厂和变电站。在同样的进出线回路数下，与有汇流母线的接线相比，无汇流母线接线所用断路器的数量少，投资省；由于无汇流母线，所以配电装置占地面积小，经济性能好。

无汇流母线的接线形式有桥形接线、多角形接线及单元接线等。

（一）桥形接线

当发电厂和变电站只有两台主变压器和两回线路时，可采用桥形接线。按照连接桥的位置不同，桥形接线分为内桥和外桥两种接线。

1.内桥接线

内桥接线如图6-19所示（不包括虚线框部分）。由一台断路器QF、两组隔离开关QS1和QS2构成连接桥；连接桥两侧，是由主变压器与线路回路串联组成接线系统。由于连接桥靠近主变压器侧，所以将此桥形接线称为内桥接线。

（1）内桥接线的特点。四回进出线回路共配置三台断路器，所用断路器的数量少，投资省。正常运行时，连接桥断路器QF合闸，桥是接通的；四回进出线回路都带电运行。线路1故障时，断路器QF1自动跳闸，只线路1停电，而不影响其他回路继续运行。变压器T1故障时，QF和QF1自动跳闸，T1和线路1停电，影响了未故障线路1的运行。QF1检修时，线路1要停电；为解决这一问题，加装一组由隔离开关QS01和QS02组成的跨条，见图6-19虚线框部分，正常运行时，跨条断开（QS01和QS02处于分闸状态）；QF1检修前，合上QS01和QS02，再断开QF1及其两侧QS11和QS12，线路1由跨条供电。变压器T1停电检修时，先断开QF1和QF，线路1也要短时停电；为解决这一问题，也可以利用跨条。跨条配置两组隔离开关，能停电轮流检修跨条上任意一组隔离开关。

图6-19　内桥形接线图

另外，内桥接线易过渡为单母线分段接线和双母线接线，扩建较方便。

（2）适用范围。通过对内桥接线的特点分析可知，线路故障以及线路的停、送电操作，都不会对主变压器运行造成影响。而主变压器的停、送电操作及故障，都使一回未故障的线路停电。因此，内桥接线适用于线路较长、故障几率较高或变压器不经常切换的中小容量的发电厂和变电站。

2.外桥接线

内桥接线如图6-20所示（不包括虚线框部分）。由一台断路器QF、两组隔离开关QS1和QS2构成连接桥；连接桥两侧，是由主变压器与线路回路串联组成接线系统。由于连接桥远离主变压器而靠近线路侧，所以将此桥形接线称为外桥接线。

（1）外桥接线的特点。四回进出线回路共配置三台断路器，所用断路器的数量少，投资省。正常运行时，连接桥断路器QF合闸，桥是接通的；四回进出线回路都带电运行。变压器T1故障时，断路器QF1自动跳闸，不影响其他回路继续运行。线路1故障时，QF和QF1自动跳闸，T1和线路1停电，影响了未故障变压器T1的运行。QF1检修时，变压器T1要停电；为解决这一问题，加装一组由隔离开关QS01和QS02组成的跨条，见图6-20虚线框部分，正常运行时，跨条断开（QS01和QS02处于分闸状态）；QF1检修前，合上QS01和QS02，再断开QF1及其两侧QS11和QS12，变压器T1经跨条供电。变压器T1停电检修时，只要断开QF1，不影响其他回路继续运行。跨条配置两组隔离开关，能停电轮流检修跨条上任意一组隔离开关。

图6-20　外桥接线

（2）适用范围。通过对外桥接线的特点分析可知，主变压器故障以及其停、送电操作，都不会对线路运行造成影响。而线路停、送电操作以及其故障，都使一台未故障的主变压器停电。因此，外桥接线适用于线路较短、故障几率较小或变压器经常切换的中小容量的发电厂和变电站。

（二）多角形接线

多角形接线如图6-21所示。它是由多台断路器互相连接形成闭合的单环形接线，且断路器的台数等于进出线回路数；每回线（电源或出线）都接在相邻的两台断路器之间，相邻的两台断路器之间接线点构成多角形接线的一个角，角数等于进出线回路数。如图6-21（a）所示，进出线回路数为三回，接线用断路器共三台，所以此单环形接线为三角形接线。同理，图6-21（b）为四角形接线；图6-21（c）为五角形接线。

图6-21　多角形接线

（a）三角形接线；（b）四角形接线；（c）五角形接线

多角形接线具有如下优点。

（1）具有较高的可靠性。每回路由两台断路器供电，当任一台断路器检修时，并不中断供电。在闭环接线中任一段上发生故障，只跳开与故障段相邻的两边断路器，切除一个回路。即使闭环上任一台断路器故障，最多只切除两个回路。

（2）隔离开关只作为检修时隔离电压之用，减少了因隔离开关误操作造成的停电事故。(www.xing528.com)

（3）平均每回路只需装设一台断路器，所以投资省。

（4）由于没有母线，比较适合于地形狭窄地区和洞内的布置，所以占地面积较小。

多角形接线具有如下缺点：

（1）为了降低开环几率，保证多角形接线运行可靠性，进出线的回路数受到限制。

（2）每回线（电源或出线）都接在相邻的两台断路器之间，每一台断路器又连接着两个回路，使继电保护和断路器的控制回路复杂化。

（3）检修任一台断路器时，多角形接线都将开环运行，如果其他任一进出线回路又发生短路故障，多角形接线将被解列，其运行可靠性降低。以图6-21（c）所示的5角形接线为例，若断路器QF1检修，5角形接线变为开环运行状态；此时，线路3又发生短路故障，则断路器QF3和QF4自动跳闸，多角形接线将被解列成两个系统，即电源1和线路2、电源2和线路1，每个系统的运行可靠性大大降低。

为了减少因断路器检修而开环运行的时间，保证多角形接线的运行可靠性，以采用3～5角形接线为宜，并且电源与出线回路宜采用对角对称布置。

（4）由于多角形接线为闭合的单环形接线，所以其配电装置不宜扩建。

多角形接线适用于最终进出线为3～5回的110kV及以上配电装置，不适用于有可能再扩建的发电厂和变电所。

（三）单元接线

单元接线是把发电机与变压器或发电机、变压器及线路直接连接形成一个整体单元，发电机与变压器及线路间除厂用分支线外，不设置任何汇流母线。

单元接线一般有发电机—变压器单元接线、发电机—变压器扩大单元接线和发电机—变压器—线路单元接线三种形式。

1.发电机—变压器单元接线

单机容量200MW及以上发电机采用发电机—双绕组变压器单元接线，如图6-22（a）、（b）和（c）所示。发电机发出的电能经变压器升压后直接送入高压或超高压母线。主变压器的容量与发电机的容量相匹配。在发电机与主变压器之间接厂用高压分支线。其中，图6-22（a）中，发电机与主变压器之间采用全封闭母线直接相连，不论是发电机故障，还是主变压器或厂用高压分支线故障，发电机、主变压器及厂用高压分支线将全部停运。图6-22（b）中，发电机与主变压器之间设置隔离开关，当发电机检修时，由主变压器向厂用高压分支线供电，使厂用负荷继续运行。图6-22（c）中，发电机与主变压器之间设置断路器和隔离开关，断路器只作为发电机正常并列与停机操作的开关设备，不能切除短路电流，因为发电机出口短路电流非常大，断路器的额定开断电流不能满足切除短路电流的要求；另外，发电机故障或检修时，一直不影响对厂用负荷的供电。

发电机—变压器单元接线具有接线简单清晰、设备投资少等优点。对于200MW及以上大机组一般不采用与三绕组变压器组成单元接线。当发电厂有两种升高电压时，采用联络变压器连接两种升高电压母线，联络变压器的第三绕组作为厂用高压启动或备用电源。

2.发电机—变压器扩大单元接线

当发电机的容量与其高压或超高压所输送的电能相比，发电机的容量较小时，可采用两台同容量的发电机与一台分裂绕组变压器组成扩大单元接线，如图6-22（d）所示。为了满足运行及检修要求，发电机出口均应装设断路器和隔离开关。

图6-22　单元接线

（a）发电机—双绕组变压器单元接线；（b）发电机—双绕组变压器带隔离开关的单元接线；（c）发电机—双绕组变压器带断路器的单元接线；（d）发电机—分裂绕组变压器扩大单元接线；（e）发电机—变压器—线路单元接线

这种接线形式，使主变压器、高压侧断路器的数量及高压配电装置的间隔数减少，节省了占地面积，提高了经济性能。主变压器故障或检修时，将使两台发电机停运；一台发电机检修时，变压器在欠载情况下运行，经济运行效果不好。

3.发电机—变压器—线路单元接线

发电机—变压器—线路单元接线如图6-22（e）所示。发电厂不设置高压汇流母线，电能通过线路直接输送到附近的枢纽变电站。一般大型发电厂可以选用这种接线形式。

扩大单元接线方式不论是线路还是变压器故障时，都将使发电机解列。因此，采样这种接线形式有一定的局限性，只有在电力系统有充足的备用容量，当一个单元停止运行时，才能不影响电力系统的稳定性和负荷对供电可靠性的要求。