电气主接线的基本形式解析

这里主要讨论中小型变电所常用的电气主接线基本形式。

1.线路—变压器单元接线

当只有一回供电电源线路和一台变压器时，宜采用线路—变压器单元接线。图5-48所示为线路—变压器单元接线的几种典型形式。

图5-48a中变压器的高压侧仅设置负荷开关，而未设保护装置。这种接线仅适用于距上级变电所较近的车间变电所采用，此时，变压器的保护必须依靠安装在线路首端的保护装置来完成。当变压器容量较小时，负荷开关也可以用隔离开关来代替，但需注意的是，隔离开关只能用来切除空载运行的变压器。

图5-48b是户外杆上变电所的典型接线形式，电源线路架空敷设，小容量变压器安装在电杆上，户外跌落式熔断器作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的变压器。这种接线简单经济，但可靠性差。随着城市电网改造和城市美化的需要，架空线改为电缆线，户外杆上变电所逐步被箱式变电所所替代，因此，这种接线形式正在逐步被淘汰。

图5-48c中变压器的高压侧采用负荷开关与熔断器组合电器，熔断器作为变压器的短路保护，负荷开关除用于变压器的投入与切除外，还可用来隔离电压以方便变压器的安全检修。这种接线形式在10kV及以下变电所中应用得越来越多。

图5-48d中变压器的高压侧采用隔离开关和断路器，当变压器故障时，继电保护装置动作于断路器跳闸。采用断路器操作方便，故障后恢复供电快，易于上级保护配合，易于实现自动化，因此这种接线形式应用得最为普遍。

线路—变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点是该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。

2.单母线接线

母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。图5-49所示为单母线接线，它的主要特点是电源和引出线都接在同一组母线上，为便于每回路的投入和切除，在每条引线上均装有断路器和隔离开关。断路器作为切断负荷电流或短路电流之用；隔离开关有两种：靠近母线侧的称为母线隔离开关，作为隔离母线电压，检修断路器之用；靠近线路侧的称为线路隔离开关，是防止在检修断路器时从用户侧反向送电，或防止雷电过电压沿线路侵入，保证维修人员安全之用。

单母线接线的优点是接线简单，使用设备少，操作方便，投资少，便于扩建。缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。因此，单母线接线供电的可靠性和灵活性均较差，一般只适用于三级负荷或者有备用电源的二级负荷。

3.单母线分段接线

图5-48　线路—变压器单元接线的几种典型形式

图5-49　单母线接线

当出线回路数较多且有两路电源进线时，可采用断路器或隔离开关将母线分段，成为单母线分段接线，如图5-50所示。分段后可进行分段检修，对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。

单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。

若采用断路器分段，则运行的可靠性和灵活性都较大。分段运行时，各段相当于单母线不分段状态，当任一电源发生故障时，电源进线断路器自动跳开后，分段断路器自动合闸，保证全部出线或重要负荷继续供电。并列运行时，当任一段母线发生故障时，继电保护装置会将分段断路器自动跳开，将故障段母线切除，保证非故障段母线继续运行。

若采用隔离开关分段，则运行的可靠性和灵活性较差。分段运行时，任一电源发生故障需经倒闸操作才能恢复全部负荷的供电；并列运行时，任一段母线发生故障将造成全部负荷短时停电，只有查清故障后将分段隔离开关合上，非故障段母线才能恢复供电。隔离开关分段因倒闸操作不便，目前已不再采用。

单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便等优点，又在一定程度上提高了供电的可靠性，因此这种接线得到广泛应用。但该接线仍不能克服某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电的显著缺点，同时这种接线在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长时间停电。

4.单母线带旁路母线接线

为了解决出线断路器检修时的停电问题，可采用单母线加旁路母线接线，如图5-51所示。图中母线W2为旁路母线，断路器QF2为旁路断路器，QS3、QS4、QS7、QS10、QS13为旁路隔离开关。正常运行时，旁路母线不带电，所有旁路隔离开关和旁路断路器均断开，以单母线方式运行。当检修某一出线断路器时，可用旁路断路器QF2代替出线断路器工作，继续给用户供电。例如，检修出线1的断路器QF3时，先合上QF2两侧的隔离开关QS3、QS4，再合上QF2及旁路隔离开关QS7，然后断开QF3及两侧的隔离开关QS5、QS6。这样便完成了用旁路断路器QF2代替断路器QF3的操作，QF3可退出运行进行检修。在整个操作过程中不影响出线回路的正常供电，大大提高了供电的可靠性。(www.xing528.com)

这种接线的缺点是需要增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的可能性。一般在110kV及以上的高压配电装置中才设置旁路母线。

图5-50　单母线分段接线

图5-51　单母线带旁路母线接线

5.双母线接线

双母线接线是针对单母线分段接线的缺点而提出的。双母线接线的每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线相连，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开，两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联）连接起来，如图5-52所示。

双母线接线有两种运行方式：

（1）只有一组母线工作　分为工作母线和备用母线，正常运行时母联打开（两侧的隔离开关闭合），全部回路接在工作母线上，相当于单母线运行。当工作母线发生故障时，将引起全部用户的暂时停电，经过倒闸操作，将备用母线投入工作，很快恢复对全部用户的供电。它和分段的单母线相比，故障停电的范围反而扩大了，但供电的连续性却大大提高。

（2）两组母线同时工作，互为备用　正常运行时母联闭合，相当于单母线分段接线，当任一组母线发生故障时，只有接在该组母线上的用户停电，经过倒闸操作，将与该组母线相连的所有回路切换到另一组母线上去，仍可继续正常工作。它和分段的单母线相比，故障停电范围相同，但供电的连续性却大大提高。

双母线接线具有以下优点：①轮换检修母线而不至中断供电；②检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；③工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电；④检修任一回路断路器时，可用母联来代替，不至于使该回路的供电长期中断。

但双母线接线也存在以下缺点：①在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；②工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；③使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高。

双母线接线多用于电源和引出线较多的大中型发电厂和电压为220kV及以上的区域变电所，它的供电可靠性和灵活性均较高，尤其是加上旁路母线后，其优越性更大。

6.桥形接线

当变电所具有两台变压器和两条线路时，在线路—变压器单元接线的基础上，在其中间跨接一连接“桥”，便构成桥形接线，如图5-53所示。按照跨接桥断路器的位置，可分为内桥和外桥两种接线。

图5-52　双母线接线

图5-53　桥形接线

a）内桥　b）外桥

（1）内桥接线（见图5-53a）　跨接桥靠近变压器侧，桥断路器在线路断路器之内，变压器回路仅装隔离开关，不装断路器。内桥接线对电源进线的操作非常方便，但对变压器回路的操作不便。例如当线路WL1故障或检修时，只需断开QF1，变压器T1可由线路WL2通过横连桥继续受电；但当变压器T1故障或检修时，需断开QF1、QF3和QF5，经过倒闸操作拉开QS5，再闭合QF1和QF5，才能恢复正常供电。因此，内桥接线适用于电源进线线路较长而变压器又不需要经常切换的场所。

（2）外桥接线（见图5-53b）　跨接桥靠近线路侧，桥断路器在线路断路器之外，线路回路仅装隔离开关，不装断路器。外桥接线对变压器回路的操作非常方便，但对电源进线回路的操作不便。例如当线路WL1故障或检修时，需断开QF1和QF5，经过倒闸操作拉开QS1，再闭合QF1和QF5，才能恢复正常供电；但当变压器T1故障或检修时，只需将QF1、QF3断开即可。因此，外桥接线适用于电源进线线路较短而变压器需要经常切换的场所。

桥形接线中四个回路只有三个断路器，投资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电。